JP3371089B2 - Thin film magnetic head - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、書き込み用の誘導
型薄膜磁気ヘッドを含む磁気ヘッドに関するもので、特
に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドと、読み取り用の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドとを積層した状態で基体
により支持した複合型薄膜磁気ヘッドに関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head including an inductive thin film magnetic head for writing, and in particular, an inductive thin film magnetic head for writing and a magnetoresistive thin film magnetic head for reading. The present invention relates to a composite type thin film magnetic head supported by a substrate in a laminated state.
【0002】[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、複合型薄膜磁気ヘッドについてもその性
能向上が求められている。複合型薄膜磁気ヘッドとし
て、書き込みを目的とする誘導型の薄膜磁気ヘッドと、
読み出しを目的とする磁気抵抗効果型の薄膜磁気ヘッド
とを、基体上に積層した構造を有するものが提案され、
実用化されている。読み取り用の磁気抵抗素子として
は、通常の異方性磁気抵抗(AMR:Anisotropic Magneto
Resistive)効果を用いたものが従来一般に使用されてき
たが、これよりも抵抗変化率が数倍も大きな巨大磁気抵
抗(GMR:Giant Magneto Resistive)効果を用いたものも
開発されている。本明細書では、これらAMR素子およ
びGMR素子などを総称して磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドまたは簡単にMR再生素子と称することにする。2. Description of the Related Art In recent years, as the areal recording density of hard disk devices has improved, there has been a demand for improved performance of composite thin film magnetic heads. As a composite type thin film magnetic head, an inductive type thin film magnetic head for writing,
A thin film magnetic head of a magnetoresistive effect intended for reading is proposed, which has a structure in which it is laminated on a base body.
It has been put to practical use. As a magnetoresistive element for reading, a normal anisotropic magnetoresistive (AMR: Anisotropic Magneto
The one using the Resistive (Resistive) effect has been generally used in the past, but one using the Giant Magneto Resistive (GMR) effect in which the rate of change in resistance is several times larger than that has also been developed. In the present specification, these AMR element and GMR element are collectively referred to as a magnetoresistive thin film magnetic head or simply an MR reproducing element.
【0003】AMR素子を使用することにより、数ギガ
ビット/インチ2 の面記録密度を実現することがで
き、またGMR素子を使用することにより、さらに面記
録密度を上げることができる。このように面記録密度を
高くすることによって、10Gバイト以上の大容量のハ
ードディスク装置の実現が可能となってきている。この
ような磁気抵抗再生素子よりなる再生ヘッドの性能を決
定する要因の一つとして、磁気抵抗再生素子の高さ(MR
Height:MRハイト) がある。このMRハイトは、端面
がエアベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子の、エ
アベアリング面から測った距離であり、薄膜磁気ヘッド
の製造過程においては、エアベアリング面を研磨して形
成する際の研磨量を制御することによって所望のMRハ
イトを得るようにしている。By using the AMR element, an areal recording density of several gigabits / inch 2 can be realized, and by using the GMR element, the areal recording density can be further increased. By increasing the areal recording density in this manner, it is possible to realize a large-capacity hard disk device of 10 Gbytes or more. One of the factors that determines the performance of a reproducing head composed of such a magnetoresistive reproducing element is the height of the magnetoresistive reproducing element (MR
Height: MR height). The MR height is the distance measured from the air bearing surface of the magnetoresistive reproducing element whose end surface is exposed to the air bearing surface. The desired MR height is obtained by controlling the amount.
【0004】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。面記録密度を上
げるには、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。このためには、エアベアリング面における
ライトギャップ(write gap)の幅を数ミクロンからサブ
ミクロンオーダーまで狭くする必要があり、これを達成
するために半導体加工技術が利用されている。On the other hand, as the performance of the reproducing head is improved, the performance of the recording head is also required to be improved. To increase the areal recording density, it is necessary to increase the track density in the magnetic recording medium. To this end, it is necessary to narrow the width of the write gap on the air bearing surface from several microns to the submicron order, and semiconductor processing technology is used to achieve this.
【0005】書き込み用薄膜磁気ヘッドの性能を決定す
る要因の一つとして、スロートハイト(Throat Height
: TH) がある。このスロートハイトTHは、エアベ
アリング面から薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層の
エアベアリング面側のエッジまでの磁極部分の距離であ
り、薄膜磁気ヘッドの磁気特性を向上するために、この
距離をできるだけ短くすることが望まれている。このス
ロートハイトTHの縮小化もまた、エアベアリング面か
らの研磨量で決定される。したがって、書き込み用の誘
導型薄膜磁気ヘッドと、読み取り用の磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドとを積層した複合型薄膜磁気ヘッドの性能
を向上させるためには、書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘ
ッドと、読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを
バランス良く形成することが重要である。Throat height is one of the factors that determine the performance of a write thin film magnetic head.
: TH) This throat height TH is the distance of the magnetic pole portion from the air bearing surface to the edge on the air bearing surface side of the insulating layer that electrically separates the thin film coil. In order to improve the magnetic characteristics of the thin film magnetic head, this distance is used. Is desired to be as short as possible. The reduction of the throat height TH is also determined by the polishing amount from the air bearing surface. Therefore, in order to improve the performance of the composite type thin film magnetic head in which the inductive thin film magnetic head for writing and the magnetoresistive thin film magnetic head for reading are stacked, the inductive thin film magnetic head for writing and It is important to form a magnetoresistive thin film magnetic head for reading in a well-balanced manner.
【0006】図1〜9に、従来の標準的な薄膜磁気ヘッ
ドの製造要領を工程順に示し、各図においてAは薄膜磁
気ヘッド全体の断面図、Bは磁極部分の断面図である。
また図10〜12はそれぞれ、完成した従来の薄膜磁気
ヘッド全体の断面図、磁極部分の断面図および薄膜磁気
ヘッド全体の平面図である。なおこの例で、薄膜磁気ヘ
ッドは、誘導型の書込用薄膜磁気ヘッドおよび読取用の
MR再生素子を積層した複合型のものである。1 to 9 show the manufacturing procedure of a conventional standard thin film magnetic head in the order of steps, wherein A is a sectional view of the entire thin film magnetic head and B is a sectional view of a magnetic pole portion.
10 to 12 are a sectional view of the entire conventional thin film magnetic head, a sectional view of a magnetic pole portion, and a plan view of the entire thin film magnetic head, respectively. In this example, the thin film magnetic head is an inductive type thin film magnetic head for writing and a thin film magnetic head for reading.
It is a composite type in which MR playback elements are stacked.
【0007】まず、図1に示すように、例えばアルティ
ック(AlTiC) からなる基体1の上に例えばアルミナ(Al2
O3) からなる絶縁層2を約5〜10μm の厚みに堆積す
る。次いで、図2に示すように、再生ヘッドのMR再生素
子を外部磁界の影響から保護するための一方の磁気シー
ルドを構成する第1の磁性層3を3μm の厚みで形成す
る。その後、図3に示すように、絶縁層4として、アル
ミナを 100〜150 nmの厚みでスパッタ堆積させたのち、
MR再生素子を構成する磁気抵抗効果を有する材料よりな
る磁気抵抗層5を数十nmの厚みに形成し、高精度のマス
クアライメントで所望の形状とする。続いて、図4に示
すように、再度、絶縁層6を形成して、磁気抵抗層5を
絶縁層4、6内に埋設する。First of all, as shown in FIG. 1, for example, alumina (Al 2
An insulating layer 2 of O 3 ) is deposited to a thickness of about 5-10 μm. Next, as shown in FIG. 2, a first magnetic layer 3 constituting one magnetic shield for protecting the MR reproducing element of the reproducing head from the influence of an external magnetic field is formed with a thickness of 3 μm. After that, as shown in FIG. 3, alumina is sputter deposited to a thickness of 100 to 150 nm as the insulating layer 4,
The magnetoresistive layer 5 made of a material having a magnetoresistive effect that constitutes the MR reproducing element is formed to have a thickness of several tens nm, and is formed into a desired shape by highly accurate mask alignment. Subsequently, as shown in FIG. 4, the insulating layer 6 is formed again, and the magnetoresistive layer 5 is embedded in the insulating layers 4 and 6.
【0008】次に、図5に示すように、パーマロイより
なる第2の磁性層7を3μm の膜厚に形成する。この第
2の磁性層7は、上述した第1の磁性層3と共にMR再生
素子を磁気遮蔽する他方のシールドとしての機能を有す
るだけでなく、書き込み用薄膜磁気ヘッドの一方のポー
ルとしての機能をも有するものである。Next, as shown in FIG. 5, a second magnetic layer 7 made of permalloy is formed to a film thickness of 3 μm. This second magnetic layer 7 not only has a function as the other shield that magnetically shields the MR reproducing element together with the above-mentioned first magnetic layer 3, but also functions as one pole of the write thin film magnetic head. Also has.
【0009】ついで、第2の磁性層7の上に、非磁性材
料、例えばアルミナよりなるライトギャップ層8を約20
0 nmの膜厚に形成した後、例えばパーマロイ(Ni:50wt
%、Fe:50wt%)や窒化鉄(FeN)のような高飽和磁束密
度材料からなる磁性層を形成し、高精度のマスクアライ
メントで所望の形状としてポールチップ9を形成する。
このポールチップ9の幅Wでトラック幅が規定される。
したがって、このポールチップ9の幅Wを狭くすること
が高い面記録密度を実現するためには必要である。この
際、第2の磁性層7と、他方のポールを構成する第3の
磁性層を接続するためのダミーパターン9′を同時に形
成すると、機械的研磨または化学機械的研磨(Chemical
Mechanical Polishing :CMP)後に、スルーホールを容
易に開口することができる。Then, a write gap layer 8 made of a non-magnetic material such as alumina is formed on the second magnetic layer 7 in an amount of about 20.
After forming to a film thickness of 0 nm, for example, permalloy (Ni: 50wt
%, Fe: 50 wt%) or iron nitride (FeN), a magnetic layer made of a high saturation magnetic flux density material is formed, and the pole tip 9 is formed into a desired shape by highly accurate mask alignment.
The width W of the pole tip 9 defines the track width.
Therefore, it is necessary to reduce the width W of the pole tip 9 in order to achieve a high areal recording density. At this time, when the dummy pattern 9'for connecting the second magnetic layer 7 and the third magnetic layer forming the other pole is simultaneously formed, mechanical polishing or chemical mechanical polishing (Chemical Mechanical Polishing) is performed.
Through holes can be easily opened after Mechanical Polishing (CMP).
【0010】そして、実効書込トラック幅の広がりを防
止するため、すなわちデータの書込時に、一方のポール
において磁束が広がるのを防止するために、ポールチッ
プ9の周囲のギャップ層8と、他方のポールを構成する
第2の磁性層7をイオンミリング等のイオンビームエッ
チングにてエッチングする。その状態を図5に示した
が、この構造をトリム(Trim)といい、この部分が第2
の磁性層の磁極部分となる。In order to prevent the effective write track width from spreading, that is, to prevent the magnetic flux from spreading in one pole at the time of writing data, the gap layer 8 around the pole chip 9 and the other The second magnetic layer 7 forming the poles is etched by ion beam etching such as ion milling. The state is shown in Fig. 5. This structure is called Trim, and this part is the second
Of the magnetic layer.
【0011】次に、図6に示すように、絶縁層である例
えばアルミナ膜10をおよそ3μmの厚みに形成後、全
体を例えばCMPにて平坦化する。その後、電気絶縁性
のフォトレジスト層11を高精度のマスクアライメント
で所定のパターンに形成した後、このフォトレジスト層
11の上に、例えば銅よりなる第1層目の薄膜コイル1
2を形成する。Next, as shown in FIG. 6, after forming, for example, an alumina film 10 which is an insulating layer to a thickness of about 3 μm, the whole is flattened by, for example, CMP. After that, an electrically insulating photoresist layer 11 is formed into a predetermined pattern by highly accurate mask alignment, and then the first thin film coil 1 made of copper, for example, is formed on the photoresist layer 11.
Form 2.
【0012】続いて、図7に示すように、薄膜コイル1
2上に再度、高精度のマスクアライメントにより、絶縁
性のフォトレジスト層13を形成後、表面を平坦にする
ため、例えば 250〜300 ℃の温度で焼成する。Subsequently, as shown in FIG. 7, the thin film coil 1
After the insulating photoresist layer 13 is formed on the surface 2 again by high-precision mask alignment, it is baked at a temperature of, for example, 250 to 300 ° C. to make the surface flat.
【0013】さらに、図8に示すように、このフォトレ
ジスト層13の平坦化された表面の上に、第2層目の薄
膜コイル14を形成する。ついで、この第2層目の薄膜
コイル14の上に高精度マスクアライメントでフォトレ
ジスト層15を形成した後、再度表面を平坦化するため
に、例えば 250°Cで焼成する。上述したように、フォ
トレジスト層11、13および15を高精度のマスクア
ライメントで形成する理由は、フォトレジスト層の磁極
部分側の端縁を基準位置としてスロートハイトやMRハイ
トを規定しているためである。Further, as shown in FIG. 8, a second layer thin film coil 14 is formed on the flattened surface of the photoresist layer 13. Then, a photoresist layer 15 is formed on the second-layer thin-film coil 14 by high-precision mask alignment, and then baked at 250 ° C., for example, to flatten the surface again. As described above, the reason why the photoresist layers 11, 13 and 15 are formed by highly accurate mask alignment is that the throat height and the MR height are defined with the magnetic pole portion side edge of the photoresist layer as the reference position. Is.
【0014】次に、図9に示すように、ポールチップ9
およびフォトレジスト層11、13および15の上に、
他方のポールを構成する第3の磁性層16を、例えばパ
ーマロイにより、3μm の厚みで所望のパターンに従っ
て選択的に形成する。この第3の磁性層16は、磁極部
分から離れた後方位置において、ダミーパターン9′を
介して第2の磁性層7と接触し、第2の磁性層、ポール
チップ、第3の磁性層によって構成される閉磁路を薄膜
コイル12、14が通り抜ける構造になっている。さら
に、第3の磁性層16の露出表面の上にアルミナよりな
るオーバーコート層17を堆積する。Next, as shown in FIG. 9, the pole tip 9
And on the photoresist layers 11, 13 and 15,
The third magnetic layer 16 constituting the other pole is selectively formed by permalloy, for example, in a thickness of 3 μm in accordance with a desired pattern. The third magnetic layer 16 comes into contact with the second magnetic layer 7 through the dummy pattern 9 ′ at a rear position away from the magnetic pole portion, and the third magnetic layer 16 is formed by the second magnetic layer, the pole tip, and the third magnetic layer. The structure is such that the thin film coils 12 and 14 pass through the formed closed magnetic circuit. Further, an overcoat layer 17 made of alumina is deposited on the exposed surface of the third magnetic layer 16.
【0015】最後に、磁気抵抗層5やギャップ層8を形
成した側面を研磨して、磁気記録媒体と対向するエアベ
アリング面(Air Bearing Surface:ABS)18を形成す
る。このエアベアリング面18の形成過程において磁気
抵抗層5も研磨され、MR再生素子19が得られる。この
ようにして上述したスロートハイトTHおよびMRハイトが
決定される。その様子を図10に示す。実際の薄膜磁気
ヘッドにおいては、薄膜コイル12、14およびMR再生
素子19に対する電気的接続を行なうためのパッドが形
成されているが、図示では省略してある。なお、図11
は、このようにして形成された複合型薄膜磁気ヘッドの
磁極部分を、エアベアリング面18と平行な平面で切っ
た断面図である。Finally, the side surface on which the magnetoresistive layer 5 and the gap layer 8 are formed is polished to form an air bearing surface (ABS) 18 facing the magnetic recording medium. In the process of forming the air bearing surface 18, the magnetoresistive layer 5 is also polished and the MR reproducing element 19 is obtained. In this way, the throat height TH and MR height described above are determined. This is shown in FIG. In an actual thin film magnetic head, pads for making electrical connection to the thin film coils 12 and 14 and the MR reproducing element 19 are formed, but they are omitted in the drawing. Note that FIG.
FIG. 4 is a cross-sectional view of the magnetic pole portion of the composite type thin film magnetic head thus formed, taken along a plane parallel to the air bearing surface 18.
【0016】図10に示したように、薄膜コイル12、
14を絶縁分離するフォトレジスト層11、13、15
側面の角部を結ぶ線分Sと第3の磁性層16の上面との
なす角度θ(Apex Angle :アペックスアングル) も、
上述したスロートハイトTHおよびMRハイトと共に、薄膜
磁気ヘッドの性能を決定する重要なファクタとなってい
る。As shown in FIG. 10, the thin film coil 12,
Photoresist layers 11, 13, 15 for insulating and separating 14
The angle θ (Apex Angle) formed by the line segment S connecting the corners of the side surface and the upper surface of the third magnetic layer 16 is also
Together with the throat height TH and MR height described above, they are important factors that determine the performance of the thin film magnetic head.
【0017】また、図12に平面で示すように、ポール
チップ9の幅Wは狭くなっており、この幅によって磁気
記録媒体に記録されるトラックの幅が規定されるので、
高い面記録密度を実現するためには、この幅Wをできる
だけ狭くする必要がある。さらに、このポールチップ9
と連結される第3の磁性層16の磁極部分の幅も狭くな
っているが、ポールチップ9の幅に比べると多少広くな
っている。なお、この図では、図面を簡単にするため、
薄膜コイル12、14は同心円状に示してある。Further, as shown by a plane in FIG. 12, the width W of the pole tip 9 is narrowed, and this width defines the width of the track recorded on the magnetic recording medium.
In order to achieve a high areal recording density, it is necessary to make this width W as narrow as possible. Furthermore, this pole tip 9
Although the width of the magnetic pole portion of the third magnetic layer 16 connected to the pole tip 9 is also narrow, it is somewhat wider than the width of the pole tip 9. In this figure, in order to simplify the drawing,
The thin film coils 12 and 14 are shown as concentric circles.
【0018】さて、従来、薄膜磁気ヘッドの形成におい
て、特に問題となっていたのは、薄膜コイルの形成後、
フォトレジスト絶縁層でカバーされたコイル凸部、特に
その傾斜部(Apex)に沿って形成されるトップポールの
微細形成の難しさである。すなわち、従来は、第3の磁
性層を形成する際、約7〜10μm の高さのコイル凸部
の上にパーマロイ等の磁性材料をメッキした後、フォト
レジストを3〜4μm の厚みで塗布し、その後フォトリ
ソグラフィ技術を利用して所定のパターン形成を行って
いた。Now, in the conventional thin film magnetic head formation, what has been a particular problem is that after the thin film coil is formed,
This is a difficulty in finely forming a top pole formed along a coil convex portion covered with a photoresist insulating layer, particularly an inclined portion (Apex) thereof. That is, conventionally, when forming the third magnetic layer, a magnetic material such as permalloy is plated on the coil protrusion having a height of about 7 to 10 μm, and then a photoresist is applied to a thickness of 3 to 4 μm. After that, a predetermined pattern was formed by using the photolithography technique.
【0019】ここに、山状コイル凸部の上のレジストで
パターニングされるレジスト膜厚として、最低3μm が
必要であるとすると、傾斜部の下方では8〜10μm 程
度の厚みのフォトレジストが塗布されることになる。一
方、このような10μm 程度の高低差があるコイル凸部
の表面および平坦上に形成されたライトギャップ層の上
に形成されるトップポールは、フォトレジスト絶縁層
(例えば図7の11、13)のエッジ近傍に記録ヘッド
の狭トラックを形成する必要があるため、トップポール
をおよそ1μm 幅にパターニングする必要がある。した
がって、8〜10μm の厚みのフォトレジスト膜を使用
して1μm 幅のパターンを形成する必要が生じる。Assuming that the resist film thickness to be patterned with the resist on the convex portion of the mountain-shaped coil needs to be at least 3 μm, a photoresist having a thickness of about 8 to 10 μm is applied below the inclined portion. Will be. On the other hand, the top pole formed on the write gap layer formed on the surface of the coil convex portion and the flat surface having the height difference of about 10 μm is a photoresist insulating layer (for example, 11 and 13 in FIG. 7). Since it is necessary to form a narrow track of the recording head near the edge of, the top pole needs to be patterned to have a width of about 1 μm. Therefore, it is necessary to form a pattern having a width of 1 μm using a photoresist film having a thickness of 8 to 10 μm.
【0020】しかしながら、8〜10μm のように厚い
フォトレジスト膜で、1μm 幅程度の幅の狭いパターン
を形成しようとしても、フォトリソグラフィの露光時に
光の反射光によるパターンのくずれ等が発生したり、レ
ジスト膜厚が厚いことに起因して解像度の低下が起こる
ため、幅の狭いトラックを形成するための幅の狭いトッ
プポールを正確にパターニングすることはきわめて難し
いものである。このような問題を改善するために、上述
した図1〜12に示すように、トップポールをポールチ
ップ9と、これに連結されたヨーク部分(第3の磁性層
16)とに分割し、ポールチップ9の幅Wを狭くして記
録トラックの巾を狭くすることが提案されている。However, even if an attempt is made to form a pattern having a narrow width of about 1 μm with a photoresist film having a thickness of 8 to 10 μm, pattern collapse or the like due to reflected light of light occurs during exposure of photolithography, Since the resolution is lowered due to the thick resist film, it is extremely difficult to accurately pattern the narrow top pole for forming the narrow track. In order to improve such a problem, the top pole is divided into a pole tip 9 and a yoke portion (third magnetic layer 16) connected to the pole tip 9, as shown in FIGS. It has been proposed to reduce the width W of the chip 9 to reduce the width of the recording track.
【0021】[0021]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして形成された薄膜磁気ヘッド、特に記録ヘッド
には、依然として以下に述べるような問題が残されてい
た。上述したように、幅Wの狭いポールチップ9の上に
第3の磁性層16を形成する際のフォトリソグラフィの
アライメントに誤差があると、エアベアリング面18か
ら見て、ポールチップと第3の磁性層16の磁極部分2
0との中心がずれる可能性がある。このようにポールチ
ップ9と第3の磁性層16の磁極部分20の中心がずれ
ると、第3の磁性層の磁極部分から磁束の漏れが大きく
なり、この漏れ磁束でデータの書き込みが行われるよう
になり、実効トラック幅が広くなってしまう問題があ
る。However, the thin film magnetic head formed as described above, particularly the recording head, still has the following problems. As described above, if there is an error in the alignment of the photolithography when forming the third magnetic layer 16 on the pole tip 9 having the narrow width W, as seen from the air bearing surface 18, the pole tip and the third tip are formed. Magnetic pole portion 2 of magnetic layer 16
There is a possibility that the center of 0 will shift. If the centers of the pole tip 9 and the magnetic pole portion 20 of the third magnetic layer 16 are deviated from each other in this way, the leakage of magnetic flux from the magnetic pole portion of the third magnetic layer becomes large, and data is written by this leakage magnetic flux. Therefore, there is a problem that the effective track width becomes wider.
【0022】また、ポールチップ9の表面と第3の磁性
層との表面とが連結されているが、上述したようにポー
ルチップの幅Wを狭くする必要があるとともに磁気特性
を良好なものとするためにはポールチップの長さも1μ
m 程度に短くする必要があるため、これらの連結部分の
表面積は小さく、したがってこの部分で磁束の飽和が生
じ、書き込み特性、特に磁束立ち上がり特性が劣化する
問題もある。Further, although the surface of the pole tip 9 and the surface of the third magnetic layer are connected, it is necessary to reduce the width W of the pole tip as described above and to improve the magnetic characteristics. To do this, the length of the pole tip is 1μ
Since it is necessary to make the length as short as m 2, the surface area of these connecting portions is small, and therefore saturation of the magnetic flux occurs in this portion, and there is also a problem that the write characteristics, particularly the magnetic flux rising characteristics, deteriorate.
【0023】従来の薄膜磁気ヘッドにおいては、ポール
チップ9のエアベアリング面18とは反対側の端面をス
ロートハイト零の基準位置としているが、上述したよう
にポールチップの幅Wは狭いので、ポールチップのパタ
ーンのエッジには丸味が付き易く、ポールチップの端面
の位置が変動してしまう恐れがある。スロートハイト零
の位置を基準としてスロートハイトTHやMRハイトを
正確に設定する必要があるが、従来の複合型薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、スロートハイト零の基準位置を正確に
設定できないので、所望の設計値通りのスロートハイト
THやMRハイトを有する薄膜磁気ヘッドを歩留り良く
製造することができなかった。In the conventional thin film magnetic head, the end surface of the pole tip 9 opposite to the air bearing surface 18 is set as the reference position for zero throat height, but the width W of the pole tip is narrow as described above. The edge of the tip pattern is likely to be rounded, and the position of the end surface of the pole tip may change. Although it is necessary to accurately set the throat height TH and the MR height with reference to the position of zero throat height, the conventional composite type thin film magnetic head cannot accurately set the reference position of zero throat height, so the desired design It was not possible to manufacture a thin film magnetic head having a throat height TH and an MR height as expected with a good yield.
【0024】本発明の目的は、ポールチップと第3の磁
性層との間の接触面積を大きくしてこの部分での磁束の
漏れを少なくし、良好な特性を有する薄膜磁気ヘッドを
提供しようとするものである。It is an object of the present invention to provide a thin film magnetic head having good characteristics by increasing the contact area between the pole tip and the third magnetic layer to reduce the leakage of magnetic flux at this portion. To do.
【0025】[0025]
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、磁極部分を有する第1の磁性層と、この第1の磁性
層の磁極部分の端面と共に磁気記録媒体と対向するエア
ベアリング面を構成する磁極部分およびこの磁極部分か
ら内方に延在する連結部分を有する第2の磁性層と、こ
の第2の磁性層に、前記第1の磁性層とは反対側で接触
し、エアベアリング面から離れた後方位置において第1
の磁性層と磁気的に連結された第3の磁性層と、少なく
とも前記第1の磁性層の磁極部分と第2の磁性層の磁極
部分との間に介挿されたライトギャップ層と、前記第1
の磁性層と第2および第3の磁性層との間に絶縁分離さ
れた状態で支持された部分を有する薄膜コイルと、前記
第1、第2および第3の磁性層、ライトギャップ層およ
び薄膜コイルを支持する基体と、を具える薄膜磁気ヘッ
ドであって、前記第3の磁性層を、第2の磁性層の前記
連結部分の表面、側面および端面と連結したことを特徴
とするものである。A thin-film magnetic head according to the present invention comprises a first magnetic layer having a magnetic pole portion and an air bearing surface facing the magnetic recording medium together with an end surface of the magnetic pole portion of the first magnetic layer. A second magnetic layer having a constituent magnetic pole portion and a connecting portion extending inward from the magnetic pole portion, and the second magnetic layer are in contact with the second magnetic layer on the side opposite to the first magnetic layer, and the air bearing is provided. First in the rear position away from the plane
A third magnetic layer magnetically coupled to the magnetic layer, a write gap layer interposed at least between the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, and First
Thin-film coil having a portion supported between the magnetic layer and the second and third magnetic layers in an insulated state, and the first, second and third magnetic layers, the write gap layer and the thin film. A thin film magnetic head comprising a substrate supporting a coil, wherein the third magnetic layer is connected to a surface, a side surface and an end surface of the connecting portion of the second magnetic layer. is there.
【0026】さらに本発明による薄膜磁気ヘッドは、磁
極部分を有する第1の磁性層と、この第1の磁性層の磁
極部分の端面と共に磁気記録媒体と対向するエアベアリ
ング面を構成する磁極部分およびこの磁極部分から内方
に延在する連結部分を有する第2の磁性層と、この第2
の磁性層に、前記第1の磁性層とは反対側で接触し、エ
アベアリング面から離れた後方位置において第1の磁性
層と磁気的に連結された第3の磁性層と、少なくとも前
記第1の磁性層の磁極部分と第2の磁性層の磁極部分と
の間に介挿されたライトギャップ層と、前記第1の磁性
層と第2および第3の磁性層との間に絶縁分離された状
態で支持された部分を有する薄膜コイルと、前記第1、
第2および第3の磁性層、ライトギャップ層および薄膜
コイルを支持する基体と、を具える薄膜磁気ヘッドであ
って、前記第2の磁性層の連結部分の幅を後方に行くに
したがって広くなるように形成し、前記第3の磁性層
を、第2の磁性層の前記連結部分の少なくとも表面およ
び側面と連結したことを特徴とするものである。The thin-film magnetic head according to the present invention further comprises a first magnetic layer having a magnetic pole portion, a magnetic pole portion forming an air bearing surface facing the magnetic recording medium together with an end surface of the magnetic pole portion of the first magnetic layer, and A second magnetic layer having a connecting portion extending inward from the magnetic pole portion;
A third magnetic layer that is in contact with the first magnetic layer on the side opposite to the first magnetic layer and is magnetically connected to the first magnetic layer at a rear position away from the air bearing surface, and at least the third magnetic layer. A write gap layer interposed between the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, and an insulating separation between the first magnetic layer and the second and third magnetic layers. A thin film coil having a portion supported in a closed state;
A thin film magnetic head comprising a second and a third magnetic layer, a write gap layer and a substrate supporting a thin film coil, wherein the width of the connecting portion of the second magnetic layer becomes wider toward the rear. Thus, the third magnetic layer is connected to at least the surface and the side surface of the connecting portion of the second magnetic layer.
【0027】このような本発明による薄膜磁気ヘッドに
よれば、ポールチップを構成する第2の磁性層の連結部
分の表面のみならずその側面と第3の磁性層とが連結さ
れているので、接触面積を大きくとることができ、した
がってこの部分での磁束の漏れを抑止することができ
る。さらに、第2の磁性層の連結部分の端面とも接触す
るようにすれば接触面積をさらに広くすることができ
る。また、第2の磁性層の連結部分の幅を後方に向かう
にしたがって徐々に広くなる3角形状とすることにより
表面での接触面積をさらに広くすることができるととも
に、第2の磁性層と第3の磁性層とのアライメント誤差
をある程度許容することができる。According to such a thin film magnetic head of the present invention, not only the surface of the connecting portion of the second magnetic layer constituting the pole tip but also its side surface is connected to the third magnetic layer. The contact area can be made large, and thus the leakage of magnetic flux at this portion can be suppressed. Furthermore, the contact area can be further increased by contacting the end face of the connecting portion of the second magnetic layer. Further, the contact area on the surface can be further widened by forming the width of the connecting portion of the second magnetic layer into a triangular shape that gradually widens toward the rear, and at the same time, the second magnetic layer and the second magnetic layer Alignment error with the magnetic layer 3 can be allowed to some extent.
【0028】また、本発明による薄膜磁気ヘッドにおい
ては、アルミナ、酸化シリコン、窒化シリコンなどの無
機絶縁材料より成る絶縁層を第1の磁性層と薄膜コイル
との間に設け、この無機絶縁層のエアベアリング面側の
端縁でスロートハイト零の基準位置を規定するようにす
る。このような無機絶縁層を設けることによってプロセ
ス中のスロートハイト零の基準位置の変動が起こらず、
したがって所望の設計値通りのスロートハイトを有する
薄膜磁気ヘッドを得ることができる。In the thin film magnetic head according to the present invention, an insulating layer made of an inorganic insulating material such as alumina, silicon oxide or silicon nitride is provided between the first magnetic layer and the thin film coil. The throat height zero reference position should be defined at the edge on the air bearing surface side. By providing such an inorganic insulating layer, the reference position of throat height zero during the process does not change,
Therefore, it is possible to obtain a thin film magnetic head having a throat height as desired.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】以下、図13〜22を参照して本
発明による薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法の第1の
実施例を説明する。なお、これらの図面においてAおよ
びBがあるものは、エアベアリング面に垂直な面で切っ
た断面図をAで示し、正面図をBで示した。また、本例
では、基体の上に読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドを形成し、その上に書き込み用の誘導型薄膜磁気
ヘッドを積層した複合型薄膜磁気ヘッドとしたものであ
る。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A first embodiment of a thin film magnetic head and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described below with reference to FIGS. In these drawings, where A and B are present, a sectional view taken along a plane perpendicular to the air bearing surface is shown by A, and a front view is shown by B. In this example, a magnetoresistive thin film magnetic head for reading is formed on a substrate, and an inductive thin film magnetic head for writing is laminated on the thin film magnetic head.
【0030】アルティック(AlTiC )より成る基体本体
21の一方の表面に、約3〜5μmの膜厚でアルミナよ
り成る絶縁層22を形成した様子を図13に示す。これ
ら、基体本体21および絶縁層22を、本明細書におい
ては、基体またはウエファ23と称する。また、本明細
書において、絶縁層とは、少なくとも電気的な絶縁特性
を有する膜を意味しており、非磁性特性はあってもなく
ても良い。しかし、一般には、アルミナのように、電気
絶縁特性を有しているとともに非磁性特性を有する材料
が使用されているので、絶縁層と、非磁性層とを同じ意
味に使用する場合もある。FIG. 13 shows a state in which an insulating layer 22 made of alumina is formed in a thickness of about 3 to 5 μm on one surface of a base body 21 made of AlTiC (AlTiC). The base body 21 and the insulating layer 22 are referred to as a base or a wafer 23 in this specification. In addition, in the present specification, the insulating layer means a film having at least an electrical insulating property, and may or may not have a non-magnetic property. However, since a material such as alumina, which has both electric insulating properties and non-magnetic properties, is generally used, the insulating layer and the non-magnetic layer may be used interchangeably.
【0031】また、実際の製造では、多数の複合型薄膜
磁気ヘッドをウエファ上にマトリックス状に配列して形
成した後、ウエファを複数のバーに切断し、各バーの端
面を研磨してエアベアリング面を形成し、最後にバーを
切断して個々の複合型薄膜磁気ヘッドを得るようにして
いるので、この段階では端面が現れないが、説明の便宜
上、この端面を示している。In actual manufacturing, a large number of composite type thin film magnetic heads are formed on a wafer by arranging them in a matrix, the wafer is cut into a plurality of bars, and the end faces of the bars are ground to polish the air bearings. Since the surface is formed and finally the bar is cut to obtain individual composite type thin film magnetic heads, the end surface does not appear at this stage, but this end surface is shown for convenience of explanation.
【0032】次に、基体23の絶縁層22の上に、磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに対するボトムシールド層2
4をパーマロイにより約3μm の膜厚に形成した様子を
図14に示す。このボトムシールド層24は、フォトレ
ジストをマスクとするメッキ法によって所定のパターン
にしたがって形成する。Next, the bottom shield layer 2 for the magnetoresistive thin film magnetic head is formed on the insulating layer 22 of the substrate 23.
FIG. 14 shows how 4 was formed by permalloy to a film thickness of about 3 μm. The bottom shield layer 24 is formed according to a predetermined pattern by a plating method using a photoresist as a mask.
【0033】次に、図15に示すように、ボトムシール
ド層24の上にアルミナより成るシールドギャップ層2
5に埋設されたGMR層26を形成する。このシールド
ギャップ層25の膜厚は0.2μm とすることができ
る。さらに、GMR層26を埋設したシールドギャップ
層25の上に、GMR層に対するトップシールドを構成
するとともに誘導型薄膜磁気ヘッドのボトムポールを構
成する第1の磁性層27をパーマロイにより3〜4μm
の膜厚に形成する。さらに、この第1の磁性層27と後
に形成する薄膜コイルとを絶縁するとともに磁束の漏れ
を抑止するために、0.5〜2μm の膜厚のアルミナよ
り成る絶縁層28を第1の磁性層の上に形成する。この
絶縁層28の材料としては、本例では酸化シリコンを用
いるが、アルミナ、窒化シリコンなどの無機絶縁材料を
用いることもできる。Next, as shown in FIG. 15, a shield gap layer 2 made of alumina is formed on the bottom shield layer 24.
The GMR layer 26 embedded in the No. 5 is formed. The film thickness of the shield gap layer 25 can be set to 0.2 μm. Further, on the shield gap layer 25 in which the GMR layer 26 is embedded, the first magnetic layer 27 which constitutes the top shield for the GMR layer and the bottom pole of the inductive thin film magnetic head is 3-4 .mu.m by permalloy.
To a film thickness of. Further, in order to insulate the first magnetic layer 27 from a thin film coil to be formed later and to prevent leakage of magnetic flux, an insulating layer 28 made of alumina having a thickness of 0.5 to 2 μm is formed on the first magnetic layer. To form on. Although silicon oxide is used as the material of the insulating layer 28 in this example, an inorganic insulating material such as alumina or silicon nitride can also be used.
【0034】次に、図16に示すように、無機絶縁層2
8の上に、フォトレジストより成る絶縁層29によって
絶縁分離された状態で支持された第1層目の薄膜コイル
30を形成した後、アルミナより成るライトギャップ層
31を、露出している第1の磁性層27の表面および絶
縁層28および29の表面に、0.1〜0.3μm の膜
厚で所定のパターンにしたがって形成する。Next, as shown in FIG. 16, the inorganic insulating layer 2
After forming a first-layer thin-film coil 30 which is supported in a state of being insulated and separated by an insulating layer 29 made of a photoresist, a write gap layer 31 made of alumina is exposed. Is formed on the surface of the magnetic layer 27 and the surfaces of the insulating layers 28 and 29 according to a predetermined pattern with a film thickness of 0.1 to 0.3 μm.
【0035】次に、高い飽和磁束密度を有する磁性材料
を3〜4μm の膜厚に堆積して、記録トラックの幅を規
定するポールチップを構成する第2の磁性層32を形成
する。この高い飽和磁束密度を有する磁性材料として
は、NiFe(50%, 50%)やFeN やFe-Co-Zrのアモルファスと
することができる。また、ポールチップを構成する第2
の磁性層32はメッキ法で所定のパターンに形成する
か、スパッタ後、ドライエッチングで所定のパターンと
することができる。Next, a magnetic material having a high saturation magnetic flux density is deposited to a film thickness of 3 to 4 μm to form the second magnetic layer 32 forming a pole tip which defines the width of the recording track. As the magnetic material having this high saturation magnetic flux density, NiFe (50%, 50%), FeN or Fe-Co-Zr amorphous can be used. In addition, the second which constitutes the pole tip
The magnetic layer 32 can be formed into a predetermined pattern by a plating method, or can be formed into a predetermined pattern by dry etching after sputtering.
【0036】また、第2の磁性層32を形成するのと同
時に、ライトギャップ層31にあけた開口31aを介し
て第1の磁性層27と連結された連結用磁性層33を形
成する。At the same time as forming the second magnetic layer 32, the connecting magnetic layer 33 connected to the first magnetic layer 27 through the opening 31a formed in the write gap layer 31 is formed.
【0037】図18の平面図に示すようにポールチップ
を構成する第2の磁性層32には、磁極部分32aと、
第1層目の薄膜コイル30を支持する絶縁層29の上ま
で延在する連結部分32bとを設け、この連結部分の幅
は後方に行くにしたがって徐々に広くなるような形状と
する。その形状は、例えば図18に示した3角形状や5
角形状とすることができる。また、第2の磁性層32の
磁極部分32aの幅Wによって記録トラックの幅が決ま
るので、その幅は0.5〜1.2μm と狭くする。な
お、図18には、図面を明瞭とするために、後に形成す
る第3の磁性層を仮想線で示してある。As shown in the plan view of FIG. 18, the second magnetic layer 32 forming the pole tip has a magnetic pole portion 32a.
A connecting portion 32b that extends to above the insulating layer 29 that supports the first-layer thin-film coil 30 is provided, and the width of this connecting portion is gradually widened toward the rear. The shape is, for example, the triangular shape or the five shape shown in FIG.
It can have a rectangular shape. Since the width W of the magnetic pole portion 32a of the second magnetic layer 32 determines the width of the recording track, the width is narrowed to 0.5 to 1.2 μm. Note that in FIG. 18, a third magnetic layer to be formed later is shown by an imaginary line for the sake of clarity.
【0038】次に、第2の磁性層32のポールチップを
構成する磁極部分32aをマスクとして、CF4, SF6な
どのフレオン系のガスまたはCl2, BCl2 などの塩素系
ガスを用いるリアクティブイオンエッチングを施して磁
極部分32aの周囲のライトギャップ層31を選択的に
除去して下側の第1の磁性層27を露出させた後、第2
の磁性層32の磁極部分32aおよび無機絶縁層28を
マスクとしてアルゴンガスを用いるイオンビームエッチ
ングを施して、第1の磁性層27の表面を約0.5μm
の深さだけ除去してトリム構造を形成する。Next, using the magnetic pole portion 32a constituting the pole tip of the second magnetic layer 32 as a mask, a Freon-based gas such as CF 4 or SF 6 or a chlorine-based gas such as Cl 2 or BCl 2 is used. After performing the active ion etching to selectively remove the write gap layer 31 around the magnetic pole portion 32a to expose the lower first magnetic layer 27, the second magnetic layer 27 is exposed.
Of the magnetic layer 32 and the inorganic insulating layer 28 are used as a mask to perform ion beam etching using argon gas so that the surface of the first magnetic layer 27 is about 0.5 μm.
To remove the depth to form the trim structure.
【0039】本例においては、絶縁層28を無機絶縁材
料で形成したため、トリム構造を得るためのリアクティ
ブイオンエッチングおよびそれに続くイオンビームエッ
チング処理によっても絶縁層の端縁の位置が後退したり
剥離したりすることはない。したがって、製造の歩留り
および耐久性を向上することができる。In this example, since the insulating layer 28 is formed of an inorganic insulating material, the position of the edge of the insulating layer is receded or peeled off by the reactive ion etching for obtaining the trim structure and the subsequent ion beam etching process. There is nothing to do. Therefore, manufacturing yield and durability can be improved.
【0040】次に、第1層目の薄膜コイル30を絶縁分
離した状態で支持する絶縁層29の上に、フォトレジス
ト34によって絶縁分離された状態で支持された第2層
目の薄膜コイル35を形成した様子を図19に示す。本
例では、第2の磁性層32の連結部分32bの端面と絶
縁層34のエアベアリング面側の側面との間に2〜3μ
m の空隙が形成されるようにする。Next, on the insulating layer 29 that supports the first-layer thin-film coil 30 in an isolated state, the second-layer thin-film coil 35 supported in a separated state by the photoresist 34. FIG. 19 shows a state in which the ridges are formed. In this example, between the end surface of the coupling portion 32b of the second magnetic layer 32 and the side surface of the insulating layer 34 on the air bearing surface side, 2 to 3 μm is provided.
Allow m voids to form.
【0041】続いて、図20に示すようにエアベアリン
グ面側の先端が第2の磁性層32の連結部分32bと連
結されるとともにエアベアリング面とは反対側の端部が
連結用磁性層33を経て第1の磁性層27と連結された
第3の磁性層36を3〜4μm の膜厚に所定のパターン
にしたがって形成する。本発明においては、第2の磁性
層32の連結部分32aの表面のみならず、その端面と
も接触するように第3の磁性層36を形成するが、その
様子を図21に示す。このようにして第2の磁性層32
と第3の磁性層36との接触面積を大きくすることがで
き、したがって接触部分での磁束の漏れを抑止すること
ができる。このような効果は、特にポールチップを構成
する第2の磁性層32の幅を、例えば1μm 以下と小さ
くした場合にきわめて有効である。Then, as shown in FIG. 20, the tip on the air bearing surface side is connected to the connecting portion 32b of the second magnetic layer 32, and the end on the side opposite to the air bearing surface is connected to the connecting magnetic layer 33. Then, a third magnetic layer 36 connected to the first magnetic layer 27 is formed to a thickness of 3 to 4 μm according to a predetermined pattern. In the present invention, the third magnetic layer 36 is formed so as to contact not only the surface of the coupling portion 32a of the second magnetic layer 32 but also the end face thereof, which is shown in FIG. In this way, the second magnetic layer 32
The contact area between the third magnetic layer 36 and the third magnetic layer 36 can be increased, and thus the leakage of magnetic flux at the contact portion can be suppressed. Such an effect is extremely effective especially when the width of the second magnetic layer 32 forming the pole tip is reduced to, for example, 1 μm or less.
【0042】さらに全体の上にアルミナより成るオーバ
ーコート層37を20〜30μm の膜厚に形成した様子
を図22に示す。上述したように実際に薄膜磁気ヘッド
を量産する場合には、ウエファをバーに切断した後、バ
ーの側面を研磨してエアベアリング面を形成するが、本
例では、無機絶縁層28のエアベアリング面側端縁の位
置をスロートハイト零の位置の基準としており、この位
置はプロセス中に変動することがないので、所望の設計
値通りのスロートハイトを容易に得ることができる。FIG. 22 shows a state in which an overcoat layer 37 made of alumina is formed on the entire surface to a thickness of 20 to 30 μm. As described above, when the thin film magnetic head is actually mass-produced, after cutting the wafer into bars, the side surfaces of the bars are polished to form the air bearing surface. In this example, the air bearing of the inorganic insulating layer 28 is used. The position of the edge on the surface side is used as a reference for the position of zero throat height, and since this position does not change during the process, it is possible to easily obtain the throat height according to the desired design value.
【0043】図23は、本発明による薄膜磁気ヘッドの
第2の実施例の構成を示す断面図である。本例におい
て、上述した第1の実施例と同じ部分には同じ符号を付
けて示し、その説明を省略する。第1の実施例では、薄
膜コイルを2層構造としたが、本例では1層構造とし、
その上に膜厚の厚い絶縁層を設けたものである。すなわ
ち、絶縁層29で絶縁分離された状態で支持された1層
の薄膜コイル30を形成し、その上にライトギャップ層
31を形成し、さらにその上に第2の磁性層32を形成
した後、2〜3μm の膜厚の絶縁層41を形成する。本
例では、この絶縁層41のエアベアリング面側の側面
は、第2の磁性層32の連結部分32bの端面と接する
ように形成するので、第2の磁性層の連結部分32bの
表面および側面と第3の磁性層36とが連結されるもの
となる。FIG. 23 is a sectional view showing the structure of the second embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention. In this example, the same parts as those in the first embodiment described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the first embodiment, the thin film coil has a two-layer structure, but in this embodiment, it has a one-layer structure.
An insulating layer having a large film thickness is provided thereon. That is, after forming a single-layer thin-film coil 30 supported in a state of being insulated and separated by an insulating layer 29, forming a write gap layer 31 thereon, and further forming a second magnetic layer 32 thereon. , An insulating layer 41 having a thickness of 2 to 3 μm is formed. In this example, the side surface of the insulating layer 41 on the air bearing surface side is formed so as to be in contact with the end surface of the connecting portion 32b of the second magnetic layer 32. Therefore, the surface and side surface of the connecting portion 32b of the second magnetic layer are formed. And the third magnetic layer 36 are connected.
【0044】図24は本発明による薄膜磁気ヘッドの無
機絶縁層28のパターンの他の例を示すものであるが、
図面を明瞭とするために、ライトギャップ層や薄膜コイ
ルを省き、第3の磁性層36は仮想線で示した。本例で
は、無機絶縁層28のエアベアリング面側の側縁に切り
込み28aを設け、この切り込みの内方縁をスロートハ
イト零の基準位置とし、切り込みの深さを所望のスロー
トハイトよりも長くする。第2の磁性層32の磁極部分
32aは、この切り込み28a内に位置し、連結部分3
2bは無機絶縁層28の上方に位置している。FIG. 24 shows another example of the pattern of the inorganic insulating layer 28 of the thin film magnetic head according to the present invention.
For clarity of the drawing, the write gap layer and the thin film coil are omitted, and the third magnetic layer 36 is shown by an imaginary line. In this example, a cut 28a is provided on the side edge of the inorganic insulating layer 28 on the air bearing surface side, and the inner edge of this cut is set as a reference position for zero throat height, and the depth of the cut is made longer than the desired throat height. . The magnetic pole portion 32a of the second magnetic layer 32 is located in the cut 28a, and the connecting portion 3
2b is located above the inorganic insulating layer 28.
【0045】本発明は上述した実施例にのみ限定される
ものではなく、幾多の変更や変形が可能である。例え
ば、上述した実施例においては、基体上に読み取り用の
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを設け、その上に書き込
み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを積層した構成としたが、
これらの薄膜磁気ヘッドの積層順序を逆とすることもで
きる。また、上述した実施例では、磁気抵抗素子をGM
R素子としたが、AMR素子とすることもできる。さら
に、本発明はこのように読み取り用の薄膜磁気ヘッドを
磁気抵抗効果型のものとしたが、それ以外の読み取り用
薄膜磁気ヘッドを用いることもできる。また、読み取り
用の薄膜磁気ヘッドは必ずしも設ける必要はなく、誘導
型薄膜磁気ヘッドだけを設けることもできる。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications and variations are possible. For example, in the above-described embodiment, the read magnetoresistive thin film magnetic head is provided on the substrate, and the write inductive thin film magnetic head is stacked on the read magnetoresistive thin film magnetic head.
The stacking order of these thin film magnetic heads can be reversed. In addition, in the above-described embodiment, the magnetoresistive element is a GM.
Although it is an R element, it may be an AMR element. Further, in the present invention, the thin film magnetic head for reading is thus of the magnetoresistive type, but other thin film magnetic heads for reading can be used. Further, it is not always necessary to provide the thin film magnetic head for reading, and only the inductive type thin film magnetic head can be provided.
【0046】[0046]
【発明の効果】上述した本発明による薄膜磁気ヘッドに
よれば、ポールチップを構成する第2の磁性層を飽和磁
束密度の高い材料で形成し、これと磁気的に連結される
第3の磁性層の先端面をエアベアリング面から後退さ
せ、さらに第2の磁性層の連結部分の表面のみならず、
側面においても第3の磁性層と接触させるようにしたの
で、第2の磁性層の寸法を小さくした場合にも、第3の
磁性層の先端面からの磁束の漏れを抑止するとともに第
2の磁性層と第3の磁性層との接触部分での磁束の漏れ
を抑止することができ、きわめて幅の狭い記録トラック
にデータを効率良く記録することができる。この場合、
第2の磁性層の連結部分を、その幅がエアベアリング面
から遠去かるに伴って大きくなる3角形状とすることに
よって第2の磁性層と第3の磁性層との接触面積をさら
に大きくすることができるとともに第2の磁性層と第3
の磁性層とのアライメント誤差があっても漏れ磁束が生
じるのを抑止することができる。According to the above-described thin film magnetic head of the present invention, the second magnetic layer forming the pole tip is formed of a material having a high saturation magnetic flux density, and the third magnetic layer magnetically coupled to the second magnetic layer is formed. The tip surface of the layer is retracted from the air bearing surface, and not only the surface of the connecting portion of the second magnetic layer,
Since the side surface is also brought into contact with the third magnetic layer, even when the size of the second magnetic layer is reduced, leakage of magnetic flux from the tip end surface of the third magnetic layer is suppressed and the second magnetic layer is prevented from leaking. Leakage of magnetic flux at the contact portion between the magnetic layer and the third magnetic layer can be suppressed, and data can be efficiently recorded on a recording track having an extremely narrow width. in this case,
The contact area between the second magnetic layer and the third magnetic layer is further increased by forming the connecting portion of the second magnetic layer into a triangular shape whose width increases as the distance from the air bearing surface increases. And the second magnetic layer and the third
Even if there is an alignment error with the magnetic layer, the generation of leakage magnetic flux can be suppressed.
【0047】さらに、エアベアリング面側の端縁がスロ
ートハイト零の基準位置を規定する無機絶縁層を設けた
ため、第1の磁性層にトリム構造を形成するためのエッ
チング処理中、無機絶縁層の端縁の後退がないので、ト
ップポールを構成する第2の磁性層の下側の絶縁層部分
が破損して剥離したり、位置がずれたりすることがない
ので、薄膜磁気ヘッドの特性の劣化を抑止することがで
きる。また、このように絶縁層部分の剥離がないので、
そこにオイルや研磨液が溜まることがなく、歩留りが向
上するとともに耐久性も向上することになる。Further, since the inorganic insulating layer whose edge on the air bearing surface side defines the reference position of the throat height of zero is provided, during the etching process for forming the trim structure on the first magnetic layer, the inorganic insulating layer is formed. Since there is no receding of the edge, the insulating layer portion below the second magnetic layer forming the top pole is not damaged and peeled off, or the position is displaced, so that the characteristics of the thin film magnetic head are deteriorated. Can be suppressed. In addition, since there is no peeling of the insulating layer,
No oil or polishing liquid accumulates there, which improves yield and durability.
【図1】 図1AおよびBは、従来の複合型薄膜磁気ヘ
ッドを製造する方法の最初の工程を示す断面図である。1A and 1B are cross-sectional views showing a first step of a method of manufacturing a conventional composite type thin film magnetic head.
【図2】 図2AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。2A and 2B are cross-sectional views showing the next step.
【図3】 図3AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。3A and 3B are cross-sectional views showing the next step.
【図4】 図4AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。4A and 4B are cross-sectional views showing the next step.
【図5】 図5AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。5A and 5B are cross-sectional views showing the next step.
【図6】 図6AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。6A and 6B are cross-sectional views showing the next step.
【図7】 図7AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。7A and 7B are cross-sectional views showing the next step.
【図8】 図8AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。8A and 8B are cross-sectional views showing the next step.
【図9】 図9AおよびBは、次の工程を示す断面図で
ある。9A and 9B are cross-sectional views showing the next step.
【図10】 図10は、最終的に得られる複合型薄膜磁
気ヘッドを示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a finally obtained composite type thin film magnetic head.
【図11】 図11は、その磁極部分の断面図である。FIG. 11 is a sectional view of the magnetic pole portion.
【図12】 図12は、第3の磁性層を形成した状態を
示す平面図である。FIG. 12 is a plan view showing a state in which a third magnetic layer is formed.
【図13】 図13AおよびBは、本発明による複合型
薄膜磁気ヘッドの製造方法の第1の実施例における最初
の工程を示す断面図および正面図である。13A and 13B are a sectional view and a front view showing the first step in the first embodiment of the method of manufacturing a composite type thin film magnetic head according to the present invention.
【図14】 図14AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。14A and 14B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図15】 図15AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。15A and 15B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図16】 図16AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。16A and 16B are a cross-sectional view and a front view showing the next step.
【図17】 図17AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。17A and 17B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図18】 図18は、そのときの平面図である。FIG. 18 is a plan view at that time.
【図19】 図19AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。19A and 19B are a cross-sectional view and a front view showing the next step.
【図20】 図20AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。20A and 20B are a cross-sectional view and a front view showing the next step.
【図21】 図21はそのときの斜視図である。FIG. 21 is a perspective view at that time.
【図22】 図22AおよびBは、次の工程を示す断面
図および正面図である。22A and 22B are a sectional view and a front view showing the next step.
【図23】 図23は、本発明による薄膜磁気ヘッドの
第2の実施例の構成を示す断面図である。FIG. 23 is a sectional view showing the configuration of the second embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention.
【図24】 図24は、本発明による薄膜磁気ヘッドに
おける無機絶縁層の他の例の構成を示す平面図である。FIG. 24 is a plan view showing the configuration of another example of the inorganic insulating layer in the thin film magnetic head according to the present invention.
21 基体本体、 22 絶縁層、 23 基体、 2
4 下部シールド層、25 シールドギャップ層、 2
6 GMR層、 27 第1の磁性層、 28無機絶縁
層、 28a 切り込み、 29 絶縁層、 30 薄
膜コイル、31 ライトギャップ層、 32 第2の磁
性層、 32a 磁極部分、 32b 連結部分、 3
4 絶縁層、 35 薄膜コイル、 36 第3の磁性
層、37 オーバーコート層、 41 無機絶縁層21 base body, 22 insulating layer, 23 base, 2
4 lower shield layer, 25 shield gap layer, 2
6 GMR layer, 27 1st magnetic layer, 28 inorganic insulating layer, 28a notch, 29 insulating layer, 30 thin film coil, 31 write gap layer, 32 2nd magnetic layer, 32a magnetic pole part, 32b connecting part, 3
4 Insulating Layer, 35 Thin Film Coil, 36 Third Magnetic Layer, 37 Overcoat Layer, 41 Inorganic Insulating Layer
Claims (8)
と対向するエアベアリング面を構成する磁極部分および
この磁極部分から内方に延在する連結部分を有する第2
の磁性層と、 この第2の磁性層に、前記第1の磁性層とは反対側で接
触し、エアベアリング面から離れた後方位置において第
1の磁性層と磁気的に連結された第3の磁性層と、 少なくとも前記第1の磁性層の磁極部分と第2の磁性層
の磁極部分との間に介挿されたライトギャップ層と、 前記第1の磁性層と第2および第3の磁性層との間に絶
縁分離された状態で支持された部分を有する薄膜コイル
と、 前記第1、第2および第3の磁性層、ライトギャップ層
および薄膜コイルを支持する基体と、 を具える薄膜磁気ヘッドであって、 前記第3の磁性層を、第2の磁性層の前記連結部分の表
面、側面および端面と連結したことを特徴とする薄膜磁
気ヘッド。1. A first magnetic layer having a magnetic pole portion, a magnetic pole portion forming an air bearing surface facing the magnetic recording medium together with an end surface of the magnetic pole portion of the first magnetic layer, and inward from the magnetic pole portion. Second having a connecting portion extending
And a third magnetic layer that is in contact with the second magnetic layer on the opposite side of the first magnetic layer and is magnetically coupled to the first magnetic layer at a rear position away from the air bearing surface. Magnetic layer, a write gap layer interposed at least between the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, the first magnetic layer and the second and third magnetic layers. A thin film coil having a portion supported in a state of being insulated and separated from a magnetic layer; and a substrate supporting the first, second and third magnetic layers, the write gap layer and the thin film coil. A thin film magnetic head, wherein the third magnetic layer is connected to a surface, a side surface and an end surface of the connecting portion of the second magnetic layer.
と対向するエアベアリング面を構成する磁極部分および
この磁極部分から内方に延在する連結部分を有する第2
の磁性層と、 この第2の磁性層に、前記第1の磁性層とは反対側で接
触し、エアベアリング面から離れた後方位置において第
1の磁性層と磁気的に連結された第3の磁性層と、 少なくとも前記第1の磁性層の磁極部分と第2の磁性層
の磁極部分との間に介挿されたライトギャップ層と、 前記第1の磁性層と第2および第3の磁性層との間に絶
縁分離された状態で支持された部分を有する薄膜コイル
と、 前記第1、第2および第3の磁性層、ライトギャップ層
および薄膜コイルを支持する基体と、 を具える薄膜磁気ヘッドであって、 前記第2の磁性層の連結部分の幅を後方に行くにしたが
って広くなるように形成し、前記第3の磁性層を、第2
の磁性層の前記連結部分の少なくとも表面および側面と
連結したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。2. A first magnetic layer having a magnetic pole portion, a magnetic pole portion constituting an air bearing surface facing the magnetic recording medium together with an end surface of the magnetic pole portion of the first magnetic layer, and inward from the magnetic pole portion. Second having a connecting portion extending
And a third magnetic layer that is in contact with the second magnetic layer on the opposite side of the first magnetic layer and is magnetically coupled to the first magnetic layer at a rear position away from the air bearing surface. Magnetic layer, a write gap layer interposed at least between the magnetic pole portion of the first magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, the first magnetic layer and the second and third magnetic layers. A thin film coil having a portion supported in a state of being insulated and separated from a magnetic layer; and a substrate supporting the first, second and third magnetic layers, the write gap layer and the thin film coil. A thin film magnetic head, wherein a width of a connecting portion of the second magnetic layer is formed so as to widen toward a rear side, and the third magnetic layer is formed into a second magnetic layer.
A thin film magnetic head, wherein the thin film magnetic head is connected to at least a surface and a side surface of the connecting portion of the magnetic layer.
記連結部分の表面、側面および端面と連結したことを特
徴とする請求項2に記載の薄膜磁気ヘッド。3. The thin film magnetic head according to claim 2, wherein the third magnetic layer is connected to a surface, a side surface and an end surface of the connecting portion of the second magnetic layer.
膜コイルを絶縁分離した状態で支持する絶縁層の側面を
覆うライトギャップ層の上まで延在させたことを特徴と
する請求項1〜3の何れかに記載の薄膜磁気ヘッド。4. The connecting portion of the second magnetic layer is extended to above a write gap layer that covers a side surface of an insulating layer that supports the thin-film coil in a state of being insulated and separated. 4. The thin film magnetic head according to any one of 1 to 3.
間に無機絶縁層を設けたことを特徴とする請求項1〜4
の何れかに記載の薄膜磁気ヘッド。5. An inorganic insulating layer is provided between the first magnetic layer and the thin film coil.
5. The thin film magnetic head described in any one of 1.
を介して前記第2の磁性層の磁極部分と対向する部分に
隣接する部分の膜厚を選択的に薄くしてトリム構造を構
成したことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の
薄膜磁気ヘッド。6. A trim structure is formed by selectively reducing a film thickness of a portion of the first magnetic layer adjacent to a portion of the first magnetic layer facing the magnetic pole portion of the second magnetic layer with a write gap layer interposed therebetween. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the thin film magnetic head is formed.
磁性層よりも飽和磁束密度の高い磁性材料で形成したこ
とを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の薄膜磁気
ヘッド。7. The thin film according to claim 1, wherein the second magnetic layer is formed of a magnetic material having a saturation magnetic flux density higher than those of the first and third magnetic layers. Magnetic head.
ルド層と、シールドギャップ層に埋設された磁気抵抗素
子とを配設して複合型としたことを特徴とする請求項1
〜7の何れかに記載の薄膜磁気ヘッド。8. A composite type in which a shield layer and a magnetoresistive element embedded in a shield gap layer are provided between the base and the first magnetic layer.
7. The thin-film magnetic head as described in any of 1 to 7.
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