JP3640916B2

JP3640916B2 - Thin film magnetic head and manufacturing method thereof

Info

Publication number: JP3640916B2
Application number: JP2001337422A
Authority: JP
Inventors: 慶一佐藤; 裕一渡部; 哲也六本木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2000-11-10
Filing date: 2001-11-02
Publication date: 2005-04-20
Anticipated expiration: 2021-11-02
Also published as: JP2002208114A

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と共に、媒体対向面から離れた位置において互いに磁気的に連結された第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、
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、磁極部分層と第１の磁性層とを磁気的に接続す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、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されているものである。
【００１９】
本発明の薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は磁極部分層とヨーク部分層とを有し、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、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されている。従って、本発明では、ヨーク部分層は、第１の磁性層に対する磁気的な連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路を形成することができ、且つヨーク部分層を薄膜コイルの近くに配置することが可能になる。また、本発明では、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と、ヨーク部分層が少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されていることから、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。これらのことから、本発明では、電磁変換効率を高め、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、第１の磁性層と磁極部分層のギャップ層側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層と、第１層と磁極部分層の幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層とを含んでいてもよい。この場合、ヨーク部分層の第２層は、更に、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に磁気的に接続されていてもよい。
【００２２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層は、更に、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面において磁極部分層に対して磁気的に接続されていてもよい。この場合、ヨーク部分層は、第１の磁性層と磁極部分層のギャップ層側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層と、第１層と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面および幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層とを含んでいてもよい。この場合、ヨーク部分層の第２層は、更に、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に磁気的に接続されていてもよい。
【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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、およびギャップ層のうち磁極部分層に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よりなっていてもよい。
【００２７】
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の磁性層の磁極部分層と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。
【００２８】
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、媒体対向面に露出しない第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、媒体対向面に露出する第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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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と共に、媒体対向面から離れた位置において互いに磁気的に連結された第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、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、磁極部分層と第１の磁性層とを磁気的に接続す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よりも第１の磁性層側の位置に配置され、且つヨーク部分層が、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されるように、第１の磁性層の上にギャップ層、薄膜コイルおよび第２の磁性層を形成する工程とを備えたものである。
【００３２】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁性層は磁極部分層とヨーク部分層とを有し、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、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続される。従って、本発明では、ヨーク部分層は、第１の磁性層に対する磁気的な連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路を形成することができ、且つヨーク部分層を薄膜コイルの近くに配置することが可能になる。また、本発明では、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と、ヨーク部分層が少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されることから、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。これらのことから、本発明では、電磁変換効率を高め、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。
【００３３】
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、更に、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面において磁極部分層に対して磁気的に接続されてもよい。
【００３４】
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、第１の磁性層と磁極部分層のギャップ層側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層と、第１層と磁極部分層の幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層とを含み、
ギャップ層、薄膜コイルおよび第２の磁性層を形成する工程は、
第１の磁性層の上に、薄膜コイルと、この薄膜コイルを周囲に対して絶縁するギャップ層の一部とを形成する工程と、
第１の磁性層およびギャップ層の一部の上に、ヨーク部分層の第１層を形成する工程と、
第１の磁性層、ギャップ層の一部および第１層の上に、ギャップ層の他の一部を形成する工程と、
第１層が露出するまで、ギャップ層の他の一部を研磨して、第１層およびギャップ層の他の一部の上面を平坦化する工程と、
平坦化された第１層およびギャップ層の他の一部の上に、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、第１層に接する磁極部分層の外形を決定すると共に第１層を露出させる工程と、
第１層の上に、ヨーク部分層の第２層を形成する工程とを含んでいてもよい。
【００３５】
この場合、ヨーク部分層の第２層は、更に、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面に接し、これに対して磁気的に接続されてもよい。また、ギャップ層、薄膜コイルおよび第２の磁性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。
【００３６】
また、ギャップ層、薄膜コイルおよび第２の磁性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、ヨーク部分層の第２層は電気めっき法によって形成されてもよい。この場合、ヨーク部分層の第２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、磁極部分層およびヨーク部分層の第１層の上に、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の第２層を形成する工程とを含んでいてもよい。
【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。
［第１の実施の形態］
まず、図１ないし図５を参照して、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについて説明する。図１は本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、媒体対向面ＡＢＳに露出しない絶縁層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。また、本実施の形態では、絶縁層９Ｂは、薄膜コイル１０の全体を覆うように形成されている。
【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。また、薄膜コイル１０は、コンタクトホール９ａの回りに巻回されている。
【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、絶縁層９Ｂにおける媒体対向面ＡＢＳ側の一部から媒体対向面ＡＢＳにかけて絶縁層９Ａの上に形成され、媒体対向面ＡＢＳに露出する絶縁層９Ｃを備えている。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３〜６μｍである。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
薄膜磁気ヘッドは、更に、ギャップ層９の上に形成された磁性材料よりなる第２の磁性層１４と、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。
【００５０】
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。ヨーク部分層１４Ｂは、第１の磁性層８と磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層１４Ｂ₁と、この第１層１４Ｂ₁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。）および幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層１４Ｂ₂とを含んでいる。
【００５１】
ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁は、コンタクトホール９ａが形成された位置から媒体対向面ＡＢＳに向けて、絶縁層９Ｃの媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端面の位置まで、第１の磁性層８および絶縁層９Ｂの上に形成されている。コンタクトホール９ａの位置における第１層１４Ｂ₁の厚みは、絶縁層９Ａと絶縁層９Ｂの合計の厚みより大きく、例えば３μｍ以上である。第１層１４Ｂ₁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以上離れた位置であって、磁極部分層１４Ａの後端面よりは媒体対向面ＡＢＳに近い位置に配置されている。ここでは、一例として、第１層１４Ｂ₁の媒体対向面ＡＢＳ側の端部と媒体対向面ＡＢＳとの距離を５μｍとする。第１層１４Ｂ₁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。
【００５２】
ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁における媒体対向面ＡＢＳ側の一部および絶縁層９Ｃの上面は平坦化されている。磁極部分層１４Ａは、この平坦化された第１層１４Ｂ₁および絶縁層９Ｃの上面の上に形成されている。従って、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁は、磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面に接し、これに対し磁気的に接続されている。
【００５３】
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の第２層１４Ｂ₂は、第１層１４Ｂ₁および非磁性層１５の上に配置されている。第２層１４Ｂ₂は、第１層１４Ｂ₁と磁極部分層１４Ａの後端面および幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続されている。また、第２層１４Ｂ₂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。ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂の厚みは、例えば０．５〜２μｍである。第２層１４Ｂ₂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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。磁極部分層１４Ａの第２の部分１４Ａ₂は、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁の媒体対向面ＡＢＳ側の一部の上に重なり、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂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。
【００５７】
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。
【００５８】
ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂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以上離れた位置であって、磁極部分層１４Ａの後端面よりは媒体対向面ＡＢＳに近い位置に配置されている。
【００５９】
また、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端部は、第１層１４Ｂ₁と第１の磁性層８との磁気的な連結部よりも、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置されている。
【００６０】
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になっている。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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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と共に、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置において互いに磁気的に連結された第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、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。
【００６８】
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。
【００６９】
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、ヨーク部分となり、磁極部分層１４Ａと第１の磁性層８とを磁気的に接続するヨーク部分層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になっている。ヨーク部分層１４Ｂは、少なくとも磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面、後端面および幅方向の両側面において、磁極部分層１４Ａに対して磁気的に接続されている。
【００７０】
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。
【００７１】
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は磁極部分層１４Ａとヨーク部分層１４Ｂとを有し、薄膜コイル１０の少なくとも一部の第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側の端部の位置よりも第１の磁性層８側の位置に配置され、ヨーク部分層１４Ｂは、少なくとも磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面、後端面および幅方向の両側面において、磁極部分層１４Ａに対して磁気的に接続されている。従って、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂは、第１の磁性層８に対する磁気的な連結部と磁極部分層１４Ａとの間に短い磁気経路を形成することができ、且つヨーク部分層１４Ｂを薄膜コイル１０の近くに配置することが可能になる。
【００７２】
また、本実施の形態では、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である。更に、ヨーク部分層１４Ｂは、少なくとも磁極部分層１４Ａのギャップ層側の面、後端面および幅方向の両側面において、磁極部分層１４Ａに対して磁気的に接続されている。すなわち、ヨーク部分層１４Ｂと磁極部分層１４Ａとの磁気的な接続部分の面積が大きい。従って、本実施の形態によれば、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。
【００７３】
これらのことから、本実施の形態によれば、電磁変換効率を高め、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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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は、第１の磁性層８と磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層１４Ｂ₁と、第１層１４Ｂ₁と磁極部分層１４Ａの後端面および幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層１４Ｂ₂とを含む。これにより、ヨーク部分層１４Ｂの形成が容易になる。
【００７７】
また、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂は、更に、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面に磁気的に接続されている。これにより、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面からも、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂から磁極部分層１４Ａへ磁束を導くことができ、その結果、電磁変換効率を向上させることができる。
【００７８】
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の第１層１４Ｂ₁および第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳ側の各端部は、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の第１層１４Ｂ₁および第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳ側の各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。
【００７９】
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。
【００８０】
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。
【００８１】
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。
【００８２】
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、すなわち第２層１４Ｂ₂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、非磁性層１５を介して、ヨーク部分層１４Ｂの一部からも、磁束を磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側へ導くことができる。
【００８３】
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。
【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、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の磁極部分層１４Ａと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。
【００８５】
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、媒体対向面ＡＢＳに露出しない第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、媒体対向面ＡＢＳに露出する第２の部分（絶縁層９Ａ，９Ｃ）とを有している。第１の部分（絶縁層９Ｂ）は、第２の部分（絶縁層９Ａ，９Ｃ）とヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁とによって完全に覆われている。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、第１の部分の一部を覆い、媒体対向面ＡＢＳに露出する第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。
【００８６】
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。
【００８７】
次に、図６を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの変形例について説明する。図６は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。
【００８８】
この変形例の薄膜磁気ヘッドは、図１に示した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。こ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。
【００８９】
次に、図７ないし図２２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１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６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。
【００９０】
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７ないし図２２では、基板１および絶縁層２を省略している。
【００９１】
次に、図７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。
【００９２】
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。
【００９３】
次に、図８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、第１の磁性層８と後述する第２の磁性層１４とを連結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。
【００９４】
次に、図９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。
【００９５】
次に、図１０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。ここでは、絶縁層９Ｂは薄膜コイル１０を完全に覆うように形成しているが、薄膜コイル１０の巻線間に充填される絶縁層９Ｂを形成した後に、絶縁層９Ｂとは別に、薄膜コイル１０および絶縁層９Ｂを覆う絶縁層を形成してもよい。
【００９６】
次に、図１１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が形成された位置から媒体対向面ＡＢＳに向けて所定の位置まで、第１の磁性層８および絶縁層９Ｂの上にヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を形成する。この時点で、第１層１４Ｂ₁の形状は、例えば、厚みが３μｍ以上、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。
【００９７】
次に、図１２に示したように、スパッタ法を用いて、絶縁層９Ａ、絶縁層９Ｂおよびヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁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、第１層１４Ｂ₁の厚み以上とする。
【００９８】
次に、図１３に示したように、例えば化学機械研磨を用いて、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁が露出するまで絶縁層９Ｃの表面を研磨して、絶縁層９Ｃおよび第１層１４Ｂ₁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の上面までの距離は、例えば３〜６μｍとする。
【００９９】
次に、図１４に示したように、絶縁層９Ｃおよび第１層１４Ｂ₁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。
【０１００】
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。
【０１０１】
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。
【０１０２】
次に、図１５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。
【０１０３】
次に、図１６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を形成する。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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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が形成されるのと同時に、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁が露出する。
【０１０６】
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を形成すると共にヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を露出させ、その後、レジストパターンを除去してもよい。
【０１０７】
次に、図１７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。
【０１０８】
次に、図１８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）、およびヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁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。
【０１０９】
次に、図１９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の第２層１４Ｂ₂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。
【０１１０】
次に、図２０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の第２層１４Ｂ₂を形成する。次に、レジストフレーム３５を除去する。なお、第２層１４Ｂ₂は、リフトオフ法を用いて形成することも可能であるが、第２層１４Ｂ₂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。
【０１１１】
次に、図２１に示したように、電極層３４のうち、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂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。
【０１１２】
次に、図２２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。
【０１１３】
このように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、第１の磁性層８を形成する工程と、薄膜コイル１０の少なくとも一部の第２の磁性層１４側の面が、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部の位置よりも第１の磁性層８側の位置に配置され、且つヨーク部分層１４Ｂが、少なくとも磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面、後端面および幅方向の両側面において、磁極部分層１４Ａに対して磁気的に接続されるように、第１の磁性層８の上にギャップ層９、薄膜コイル１０および第２の磁性層１４を形成する工程とを備えている。この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、効果が得られる。
【０１１４】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の磁性層８の上にギャップ層９、薄膜コイル１０および第２の磁性層１４を形成する工程は、第１の磁性層８の上に、薄膜コイル１０と、この薄膜コイル１０を周囲に対して絶縁するギャップ層９の一部である絶縁層９Ｂとを形成する工程と、第１の磁性層８および絶縁層９Ｂの上に、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を形成する工程と、第１の磁性層８、絶縁層９Ｂおよび第１層１４Ｂ₁の上に、ギャップ層９の他の一部である絶縁層９Ｃを形成する工程と、第１層１４Ｂ₁が露出するまで、絶縁層９Ｃを研磨して、第１層１４Ｂ₁および絶縁層９Ｃの上面を平坦化する工程と、平坦化された第１層１４Ｂ₁および絶縁層９Ｃ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をドライエッチングによって選択的にエッチングして、第１層１４Ｂ₁に接する磁極部分層１４Ａの外形を決定すると共に第１層１４Ｂ₁を露出させる工程と、第１層１４Ｂ₁の上に、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂を形成する工程とを含む。
【０１１５】
このように、本実施の形態によれば、磁極部分層１４Ａを形成する前にヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を形成し、磁極部分層１４Ａを形成した後にヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂を形成するので、少なくとも磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面、後端面および幅方向の両側面において磁極部分層１４Ａに対して磁気的に接続されるヨーク部分層１４Ｂを、容易に形成することが可能になる。
【０１１６】
また、本実施の形態によれば、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およびヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁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。
【０１１７】
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。
【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の第２層１４Ｂ₂は、電気めっき法によって形成してもよい。この場合には、第２層１４Ｂ₂を容易に形成できると共に、第２層１４Ｂ₂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の第２層１４Ｂ₂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（および非磁性層１５）、およびヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁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第２層１４Ｂ₂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】
［第２の実施の形態］
次に、図２３および図２４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについて説明する。図２３は本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２３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２３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２４は図２３に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【０１２３】
本実施の形態では、第１の実施の形態に比べて、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁の厚みが小さくなっている。コンタクトホール９ａの位置における第１層１４Ｂ₁の厚みは、絶縁層９Ａと絶縁層９Ｂの合計の厚み以下になっている。ただし、コンタクトホール９ａの位置における第１層１４Ｂ₁の厚みは、１μｍ以上であることが好ましい。
【０１２４】
また、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁は、第１の磁性層８との磁気的な連結部から、媒体対向面ＡＢＳから離れる方向に２μｍ以上延びている。本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を更に幅方向の両側にも延長するのが好ましい。
【０１２５】
また、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端部は、第１層１４Ｂ₁と第１の磁性層８との磁気的な連結部よりも、媒体対向面ＡＢＳに近い位置に配置されている。ただし、第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端部は、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端部の位置よりも媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置され、好ましくは媒体対向面ＡＢＳから１０μｍ以上離れた位置に配置される。
【０１２６】
次に、図２５ないし図３６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。
【０１２７】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、図１０に示したように、絶縁層９Ａの上に薄膜コイル１０および絶縁層９Ｂを形成する工程までは、第１の実施の形態と同様である。
【０１２８】
本実施の形態では、次に、図２５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、第１の磁性層８および絶縁層９Ｂの上にヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を形成する。この時点で、第１層１４Ｂ₁の形状は、例えば、厚みが１〜４μｍ、奥行きが２〜１０μｍ、幅が５〜２０μｍである。
【０１２９】
次に、図２６に示したように、スパッタ法を用いて、絶縁層９Ａ、絶縁層９Ｂおよびヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁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、第１層１４Ｂ₁の厚み以上とする。
【０１３０】
次に、図２７に示したように、例えば化学機械研磨を用いて、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁が露出し、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および第１層１４Ｂ₁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の上面までの距離は、例えば３〜６μｍとする。
【０１３１】
次に、図２８に示したように、絶縁層９Ｃおよび第１層１４Ｂ₁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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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。
【０１３４】
次に、図２９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。
【０１３５】
次に、図３０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を形成する。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。また、このエッチングにより、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａが形成されるのと同時に、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁が露出する。
【０１３６】
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を形成すると共にヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁を露出させ、その後、レジストパターンを除去してもよい。
【０１３７】
次に、図３１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。
【０１３８】
次に、図３２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）、およびヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁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。
【０１３９】
次に、図３３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の第２層１４Ｂ₂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。
【０１４０】
次に、図３４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の第２層１４Ｂ₂を形成する。次に、レジストフレーム３５を除去する。
【０１４１】
次に、図３５に示したように、電極層３４のうち、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂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。
【０１４２】
次に、図３６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。
【０１４３】
なお、本実施の形態においても、図６に示した薄膜磁気ヘッドと同様に、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を兼ねるようにしてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４４】
［第３の実施の形態］
次に、図３７および図３８を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについて説明する。図３７は本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３７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３７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３８は図３７に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【０１４５】
本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁の上面は、ギャップ層９の上面と共に平坦化され、これらは同一の平面を形成している。本実施の形態では、この平坦化された第１層１４Ｂ₁およびギャップ層９の上に、磁極部分層１４Ａが形成され、更にその上に非磁性層１５が形成されている。本実施の形態では、磁極部分層１４Ａおよび非磁性層１５の媒体対向面ＡＢＳとは反対側の部分は、第１の磁性層８と第１層１４Ｂ₁との磁気的な連結部よりも、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置まで延びている。
【０１４６】
また、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳとは反対側の部分は、磁極部分層１４Ａおよび非磁性層１５の媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端部の近傍の位置まで延びている。本実施の形態では、第２層１４Ｂ₂は、磁極部分層１４Ａに対して、その後端部では接しておらず、その幅方向の両側面においてのみ接している。なお、第２層１４Ｂ₂は、非磁性層１５を介して、磁極部分層１４Ａの上面に対して磁気的に接続されている。従って、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層１４Ａに対して直接、接して磁気的に接続され、且つ非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａの上面に対して磁気的に接続されている。
【０１４７】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４８】
なお、本実施の形態においても、図６に示した薄膜磁気ヘッドと同様に、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を兼ねるようにしてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１４９】
［第４の実施の形態］
次に、図３９ないし図４１を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドについて説明する。図３９は本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３９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３９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４０は図３９に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。図４１は図３９に示した薄膜磁気ヘッドの変形例の要部を示す斜視図である。なお、図４０および図４１では、ギャップ層９および薄膜コイル１０を省略している。
【０１５０】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、第２の実施の形態におけるヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂を省いた構成になっている。すなわち、本実施の形態におけるヨーク部分層１４Ｂは、第２の実施の形態におけるヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁と同様の形状をなしている。従って、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面において磁極部分層１４Ａに対して磁気的に接続されており、ヨーク部分層１４Ｂと磁極部分層１４Ａとの接続部分の少なくとも一部は、第１の磁性層８とヨーク部分層１４Ｂとの接続部分よりも媒体対向面ＡＢＳ側の位置に配置されている。
【０１５１】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、第２の実施の形態において、第２層１４Ｂ₂を形成する工程を省いたものとなる。
【０１５２】
本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの第１の磁性層８とは反対側の面のうち磁極部分層１４Ａと接しない部分は、磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の面よりも第１の磁性層８側に配置されている。また、ヨーク部分層１４Ｂの第１の磁性層８とは反対側の面の少なくとも一部は、磁極部分層１４Ａから離れるに従って徐々に第１の磁性層８に近づいている。このようなヨーク部分層１４Ｂの第１の磁性層８とは反対側の面の形状は、磁極部分層１４Ａを形成する際のエッチングによって決定される。
【０１５３】
なお、図４０は、ヨーク部分層１４Ｂを、第２の実施の形態におけるヨーク部分層１４Ｂの第１層１４Ｂ₁と同様の形状とした場合を示している。これに対し、図４１は、絶縁層９Ｂの厚みを第２の実施の形態よりも大きくして、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部における厚みを、図４０の場合よりも薄くした場合を示している。
【０１５４】
本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂを上記のような形状としたことにより、ヨーク部分層１４Ｂの体積を過剰に大きくすることなく、ヨーク部分層１４Ｂによって磁極部分層１４Ａと第１の磁性層８とを短い距離で磁気的に接続することが可能になる。
【０１５５】
また、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂが１層で構成されるため、他の実施の形態に比べて薄膜磁気ヘッドの構造および製造が簡単になる。
【０１５６】
なお、本実施の形態においても、図６に示した薄膜磁気ヘッドと同様に、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を兼ねるようにしてもよい。本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第２の実施の形態と同様である。
【０１５７】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、図１等では、ヨーク部分層１４Ｂの第２層１４Ｂ₂の媒体対向面ＡＢＳ側の端部が、第１層１４Ｂ₁の媒体対向面ＡＢＳ側の端部よりも媒体対向面ＡＢＳの近くに配置されているが、両端部の位置関係はこれとは逆でもよいし、両端部が媒体対向面ＡＢＳから等しい距離の位置に配置されていてもよい。
【０１５８】
また、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方法は、本発明の薄膜磁気ヘッドに限らず、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好ましい薄膜磁気ヘッドであれば、他の形状の薄膜磁気ヘッドにも有効である。
【０１５９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし２２のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は磁極部分層とヨーク部分層とを有し、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、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されている。従って、本発明では、ヨーク部分層は、第１の磁性層に対する磁気的な連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路を形成することができ、且つヨーク部分層を薄膜コイルの近くに配置することが可能になる。また、本発明では、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と、ヨーク部分層が少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されていることから、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。これらのことから、本発明によれば、電磁変換効率を高め、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。
【０１６０】
また、請求項２記載の薄膜磁気ヘッドによれば、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るので、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という効果を奏する。
【０１６１】
また、請求項３または４記載の薄膜磁気ヘッドによれば、ヨーク部分層が、第１の磁性層と磁極部分層のギャップ層側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層と、第１層と磁極部分層の幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層とを含むようにしたので、ヨーク部分層の形成が容易になるという効果を奏する。
【０１６２】
また、請求項４記載の薄膜磁気ヘッドによれば、ヨーク部分層の第２層は、更に、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に磁気的に接続されているので、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面からも、ヨーク部分層の第２層から磁極部分層へ磁束を導くことができ、電磁変換効率が向上するという効果を奏する。
【０１６３】
また、請求項５ないし７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドによれば、ヨーク部分層は、更に、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面において磁極部分層に対して磁気的に接続されているので、第２の磁性層の途中における磁束の飽和をより一層防止することができるという効果を奏する。
【０１６４】
また、請求項６または７記載の薄膜磁気ヘッドによれば、ヨーク部分層が、第１の磁性層と磁極部分層のギャップ層側の面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第１層と、第１層と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面および幅方向の両側面とに接し、これらに対して磁気的に接続された第２層とを含むようにしたので、ヨーク部分層の形成が容易になるという効果を奏する。
【０１６５】
また、請求項７記載の薄膜磁気ヘッドによれば、ヨーク部分層の第２層は、更に、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に磁気的に接続されているので、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面からも、ヨーク部分層の第２層から磁極部分層へ磁束を導くことができ、電磁変換効率が向上するという効果を奏する。
【０１６６】
また、請求項８記載の薄膜磁気ヘッドによれば、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るので、ヨーク部分層の媒体対向面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という効果を奏する。
【０１６７】
また、請求項９記載の薄膜磁気ヘッドによれば、磁極部分層のヨーク部分層と接する部分の幅が磁極部分層の媒体対向面における幅よりも大きいので、磁極部分層のヨーク部分層と接する部分での磁束の飽和を防止して、磁束を効率よくヨーク部分層から磁極部分層へ導くことができ、且つ磁極部分層の媒体対向面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という効果を奏する。
【０１６８】
また、請求項１０記載の薄膜磁気ヘッドによれば、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を２μｍ以上としたので、磁極部分層の厚みや幅を大きくすることなく、磁極部分層のヨーク部分層と接する部分での磁束の飽和を防止して、磁束を効率よくヨーク部分層から磁極部分層へ導くことができるという効果を奏する。
【０１６９】
また、請求項１１ないし１４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドによれば、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たので、磁極部分層をドライエッチングによって形成する際や、ヨーク部分層を電気めっき法によって形成する際に、磁極部分層のギャップ層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という効果を奏する。
【０１７０】
また、請求項１２記載の薄膜磁気ヘッドによれば、非磁性層が媒体対向面に露出しているので、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平坦に保ち、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。
【０１７１】
また、請求項１３記載の薄膜磁気ヘッドによれば、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るので、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面からも、非磁性層を介してヨーク部分層から磁極部分層へ磁束を導くことができるという効果を奏する。
【０１７２】
また、請求項１４記載の薄膜磁気ヘッドによれば、非磁性層は、磁極部分層を構成する材料、およびギャップ層のうち磁極部分層に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よりなるので、磁極部分層をドライエッチングによって形成する際に、磁極部分層のギャップ層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という効果を奏する。
【０１７３】
また、請求項１５記載の薄膜磁気ヘッドによれば、薄膜コイルの少なくとも一部は、第１の磁性層と第２の磁性層の磁極部分層と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るので、第１の磁性層によって、薄膜コイルから発生する磁界を効率よく吸収できるという効果を奏する。
【０１７４】
また、請求項１６ないし１８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドによれば、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、媒体対向面に露出しない第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、媒体対向面に露出する第２の部分とを有するので、薄膜コイルの巻線間に隙間なく非磁性材料を充填でき、且つギャップ層の信頼性を高めることができるという効果を奏する。
【０１７５】
また、請求項１９ないし２１のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドによれば、再生素子としての磁気抵抗効果素子を備えたので、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という効果を奏する。
【０１７６】
また、請求項２２記載の薄膜磁気ヘッドによれば、この薄膜磁気ヘッドが垂直磁気記録方式に用いられるようにしたので、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という効果を奏する。
【０１７７】
請求項２３ないし３１のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁性層は磁極部分層とヨーク部分層とを有し、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、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続される。従って、本発明では、ヨーク部分層は、第１の磁性層に対する磁気的な連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路を形成することができ、且つヨーク部分層を薄膜コイルの近くに配置することが可能になる。また、本発明では、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と、ヨーク部分層が少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において、磁極部分層に対して磁気的に接続されることから、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。これらのことから、本発明によれば、電磁変換効率を高め、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。
【０１７８】
また、請求項２４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヨーク部分層は、更に、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面において磁極部分層に対して磁気的に接続されるので、第２の磁性層の途中における磁束の飽和をより一層防止することができるという効果を奏する。
【０１７９】
また、請求項２５ないし３１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、磁極部分層を形成する前にヨーク部分層の第１層を形成し、磁極部分層を形成した後にヨーク部分層の第２層を形成するので、少なくとも磁極部分層のギャップ層側の面および幅方向の両側面において磁極部分層に対して磁気的に接続されるヨーク部分層を、容易に形成することが可能になるという効果を奏する。また、本発明では、平坦化された第１層およびギャップ層の上に、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し、この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している。従って、本発明によれば、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。
【０１８０】
また、請求項２６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヨーク部分層の第２層は、更に、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面に接し、これに対して磁気的に接続されるので、第２の磁性層の途中における磁束の飽和をより一層防止することができるという効果を奏する。
【０１８１】
また、請求項２７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。
【０１８２】
また、請求項２８または２９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。
【０１８３】
また、請求項２９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。
【０１８４】
また、請求項３０または３１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の第２層を形成するようにしたので、第２層を容易に形成できると共に、第２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。
【０１８５】
また、請求項３１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヨーク部分層の第２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、磁極部分層およびヨーク部分層の第１層の上に、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の第２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】本発明の第１の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】本発明の第１の実施の形態における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】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図である。
【図８】図７に続く工程を示す断面図である。
【図９】図８に続く工程を示す断面図である。
【図１０】図９に続く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】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２４】図２３に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図２５】本発明の第２の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２６】図２５に続く工程を示す断面図である。
【図２７】図２６に続く工程を示す断面図である。
【図２８】図２７に続く工程を示す断面図である。
【図２９】図２８に続く工程を示す断面図である。
【図３０】図２９に続く工程を示す断面図である。
【図３１】図３０に続く工程を示す断面図である。
【図３２】図３１に続く工程を示す断面図である。
【図３３】図３２に続く工程を示す断面図である。
【図３４】図３３に続く工程を示す断面図である。
【図３５】図３４に続く工程を示す断面図である。
【図３６】図３５に続く工程を示す断面図である。
【図３７】本発明の第３の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３８】図３７に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図３９】本発明の第４の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４０】図３９に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図４１】図３９に示した薄膜磁気ヘッドの変形例の要部を示す斜視図である。
【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、１４…第２の磁性層、１４Ａ…磁極部分層、１４Ｂ…ヨーク部分層、１４Ｂ₁…第１層、１４Ｂ₂…第２層、１５…非磁性層。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film magnetic head used in a magnetic recording / reproducing apparatus such as a magnetic disk device and a magnetic tape device, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
The recording method in the magnetic recording / reproducing apparatus includes a longitudinal magnetic recording method in which the direction of signal magnetization is the in-plane direction (longitudinal direction) of the recording medium, and a direction of signal magnetization in a direction perpendicular to the surface of the recording medium. There is a perpendicular magnetic recording system. It is said that the perpendicular magnetic recording system is less susceptible to thermal fluctuations of the recording medium than the longitudinal magnetic recording system and can achieve a high linear recording density.
[0003]
A thin film magnetic head for a longitudinal magnetic recording system is generally magnetically coupled to a medium facing surface (air bearing surface) facing a recording medium, and faces each other via a gap portion on the medium facing surface side. A thin film provided between the first and second magnetic layers including the magnetic pole portion and at least a portion of the first and second magnetic layers insulated from the first and second magnetic layers It has a structure with a coil.
[0004]
On the other hand, a thin film magnetic head for a perpendicular magnetic recording system has a ring head having a structure similar to that of a thin film magnetic head for a longitudinal magnetic recording system and a single magnetic pole that applies a perpendicular magnetic field to a recording medium by one main magnetic pole. There is a magnetic pole head. When using a single pole head, a two-layer medium in which a soft magnetic layer and a magnetic recording layer are laminated on a substrate is generally used as the recording medium.
[0005]
Incidentally, in a thin film magnetic head, it is desired to reduce the track width in order to increase the track density. In order to reduce the track width without reducing the strength of the magnetic field applied to the recording medium, the magnetic layer including the magnetic pole portion is provided with a magnetic pole portion and a yoke portion magnetically connected to the magnetic pole portion. Various thin film magnetic heads have been proposed in which the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion is larger than the saturation magnetic flux density of the yoke portion.
[0006]
As described above, examples of a thin film magnetic head having a structure in which a magnetic layer including a magnetic pole portion is divided into a magnetic pole portion and a yoke portion are disclosed in Japanese Patent Laid-Open Nos. 2000-57522, 2000-67413, and 11 -102506 and the like.
[0007]
In each of the thin film magnetic heads disclosed in each of the above publications, the front side of the recording medium in the traveling direction of the first magnetic layer and the second magnetic layer (the air outflow end side of the slider including the thin film magnetic head). The second magnetic layer disposed in is divided into a magnetic pole portion and a yoke portion.
[0008]
In each of the thin film magnetic heads disclosed in the above publications, the yoke portion bypasses the coil from the magnetic connection portion between the first magnetic layer and the second magnetic layer to the magnetic pole portion. Is arranged.
[0009]
In the thin film magnetic head disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-57522, the second magnetic layer has a main magnetic film and an auxiliary magnetic film. In this head, a magnetic pole part is constituted by a part of the main magnetic film on the medium facing surface side, and a yoke part is constituted by the other part of the main magnetic film and the auxiliary magnetic film.
[0010]
In the thin film magnetic head disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 2000-67413, the second magnetic layer has a magnetic pole part layer including a magnetic pole part and a yoke part layer including a yoke part. The pole portion layer has a yoke portion layer on its rear end surface (surface opposite to the medium facing surface), side surface (surface perpendicular to the medium facing surface and the gap portion), and upper surface (surface opposite to the gap portion). And magnetically connected.
[0011]
In the thin film magnetic head disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 11-102506, the second magnetic layer has a magnetic pole part layer including a magnetic pole part and a yoke part layer including a yoke part. The magnetic pole portion layer is magnetically connected to the yoke portion layer on the side surface and the upper surface.
[0012]
On the other hand, regarding the thin film magnetic head for the perpendicular magnetic recording system, an example of the structure of the single pole head is shown in FIG. 2 in “Nikkei Electronics, September 25, 2000 (no. 779), p. 206”. Yes. In this head, the magnetic layer including the main pole is a single layer.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
For example, 60 Gigabit / (inch) ² In order to realize a magnetic recording / reproducing apparatus having a large surface recording density as described above, it is considered promising to adopt a perpendicular magnetic recording system. However, it is a thin film magnetic head suitable for the perpendicular magnetic recording system, and is 60 gigabits / (inch). ² A head having performance for realizing a magnetic recording / reproducing apparatus having a large surface recording density as described above cannot be realized. This is because the conventional thin film magnetic head has problems as described below.
[0014]
First, all of the thin film magnetic heads disclosed in the above-mentioned publications are heads for the longitudinal magnetic recording system because of their structures, and are not suitable for the perpendicular magnetic recording system. Specifically, in each of the thin film magnetic heads disclosed in each publication, the gap portion is small in thickness, the throat height is short, and the yoke portion is arranged so as to bypass the coil. There is a problem in that a magnetic field generated from a portion in a direction perpendicular to the surface of the recording medium is small. In each of the thin film magnetic heads disclosed in the above-mentioned publications, the gap portion of the magnetic pole portion is affected by the etching process for patterning the magnetic pole portion of the second magnetic layer and the influence of the steps after the magnetic pole portion is formed. Is easy to bend the opposite edge. Therefore, the thin film magnetic head disclosed in each of the above publications has a problem that the bit pattern shape in the recording medium is distorted, and therefore it is difficult to increase the linear recording density. Further, in each of the thin film magnetic heads disclosed in each of the above publications, since the yoke portion has a structure arranged so as to bypass the coil, the magnetic path length becomes long, so that the high frequency characteristics are deteriorated. There is a point.
[0015]
In the thin film magnetic head disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-102506, the magnetic pole portion layer is magnetically connected to the yoke portion layer only on the side surface and the upper surface. Therefore, in this head, the area of the magnetic connection portion between the magnetic pole portion layer and the yoke portion layer is small, so that the magnetic flux is saturated at this connection portion, and the magnetic field generated from the magnetic pole portion on the medium facing surface is small. There is a problem of becoming.
[0016]
On the other hand, in the thin film magnetic head shown in FIG. 2 in “Nikkei Electronics, September 25, 2000 (no. 779), p. 206”, the magnetic layer including the main pole is a single layer. In this head, the entire magnetic layer is thin in order to reduce the thickness of the magnetic layer on the medium facing surface. Therefore, this head has a problem that the magnetic flux is easily saturated in the middle of the magnetic layer, and the magnetic field generated from the main pole on the medium facing surface is small. Further, in this head, when the necessity of flattening the main magnetic pole is considered, the entire magnetic layer must be flattened. Therefore, in this head, the magnetic path is square and long. Such a structure is inefficient in terms of magnetic field strength and high frequency characteristics.
[0017]
The present invention has been made in view of such problems, and its object is to increase the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium, and to reduce the magnetic path length to achieve high frequency characteristics. An object of the present invention is to provide a thin film magnetic head and a method of manufacturing the same which can be improved.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
Of the present invention Thin film magnetic head
A medium facing surface facing the recording medium;
First and second magnets including magnetic pole portions arranged to face each other with a predetermined interval before and after the recording medium in the traveling direction, and magnetically coupled to each other at a position away from the medium facing surface Layers,
A gap layer made of a nonmagnetic material and provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer;
A thin film coil provided at least partially between the first and second magnetic layers and insulated from the first and second magnetic layers;
The surface on the second magnetic layer side of at least a part of the thin film coil is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end portion on the second magnetic layer side of the gap layer in the medium facing surface,
The second magnetic layer includes a magnetic pole portion, and includes a magnetic pole portion layer whose width on the medium facing surface defines a track width, and a yoke portion layer that magnetically connects the magnetic pole portion layer and the first magnetic layer. And
The saturation magnetic flux density of the magnetic pole partial layer is not less than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer,
The yoke portion layer is magnetically connected to the pole portion layer at least on the gap layer side surface of the pole portion layer and on both side surfaces in the width direction.
[0019]
Of the present invention In the thin film magnetic head, the second magnetic layer has a pole portion layer and a yoke portion layer, and at least a part of the surface of the thin film coil on the second magnetic layer side is the second gap layer in the medium facing surface. The yoke portion layer is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the end portion on the magnetic layer side, and the yoke portion layer is at least on the gap layer side surface and both side surfaces in the width direction of the pole portion layer with respect to the pole portion layer. Are magnetically connected. Therefore, in the present invention, the yoke portion layer can form a short magnetic path between the magnetic coupling portion for the first magnetic layer and the magnetic pole portion layer, and the yoke portion layer is close to the thin film coil. It becomes possible to arrange. Further, according to the present invention, the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke portion layer, and the yoke portion layer is formed on at least the gap layer side surface and the both sides in the width direction of the magnetic pole portion layer. Since it is magnetically connected to the partial layer, saturation of magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. Therefore, in the present invention, the electromagnetic conversion efficiency is improved, the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is increased, and the magnetic path length is shortened to improve the high frequency characteristics. Is possible.
[0020]
Of the present invention In the thin film magnetic head, the first magnetic layer may be disposed on the rear side in the traveling direction of the recording medium, and the second magnetic layer may be disposed on the front side in the traveling direction of the recording medium.
[0021]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, the yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected to the first layer, and the first layer and the pole portion. A second layer may be included in contact with both side surfaces in the width direction of the layer and magnetically connected thereto. In this case, the second layer of the yoke portion layer may be further magnetically connected to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer.
[0022]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, the yoke portion layer may be further magnetically connected to the pole portion layer at the end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer. In this case, the yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected to the first layer and the first layer and the pole portion layer. It may include a second layer in contact with the end surface opposite to the medium facing surface and both side surfaces in the width direction and magnetically connected thereto. In this case, the second layer of the yoke portion layer may be further magnetically connected to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer.
[0023]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, the end of the yoke partial layer on the medium facing surface side may be disposed at a position away from the medium facing surface.
[0024]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, the width of the portion of the magnetic pole portion layer in contact with the yoke portion layer may be larger than the width of the magnetic pole portion layer on the medium facing surface.
[0025]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, the length from the medium facing surface to the end surface of the magnetic pole partial layer opposite to the medium facing surface may be 2 μm or more.
[0026]
Also, Of the present invention The thin film magnetic head may further include a nonmagnetic layer in contact with the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer. In this case, the nonmagnetic layer may be exposed on the medium facing surface. Further, a part of the yoke portion layer is adjacent to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer through the nonmagnetic layer, and may be magnetically connected to the pole portion layer through the nonmagnetic layer. Good. Further, the nonmagnetic layer may be made of a material that forms the magnetic pole part layer and a material that has a lower etching rate for dry etching than a material that forms a part of the gap layer that contacts the magnetic pole part layer.
[0027]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, at least a part of the thin film coil may be disposed at a position closer to the first magnetic layer than an intermediate position between the first magnetic layer and the magnetic pole portion layer of the second magnetic layer. .
[0028]
Also, Of the present invention In the thin film magnetic head, the gap layer is made of a material having fluidity at the time of formation, and is filled between at least a part of the windings of the thin film coil and is not exposed to the medium facing surface. It may be made of a material that is more excellent in corrosion resistance, rigidity, and insulation, and may have a second portion exposed to the medium facing surface. In this case, the first portion may be made of an organic non-conductive non-magnetic material or a spin-on-glass film. The second portion may be made of an inorganic nonconductive nonmagnetic material.
[0029]
Also, Of the present invention The thin film magnetic head may further include a magnetoresistive element as a reproducing element. In this case, there may be further provided first and second shield layers for shielding the magnetoresistive effect element disposed so that a part of the medium facing surface side opposes with the magnetoresistive effect element interposed therebetween. Good. The first magnetic layer may also serve as the second shield layer.
[0030]
Also, Of the present invention The thin film magnetic head may be used for a perpendicular magnetic recording system.
[0031]
Of the present invention A method of manufacturing a thin film magnetic head includes a medium facing surface that faces a recording medium, and a magnetic pole portion that is disposed so as to face each other with a predetermined interval before and after the traveling direction of the recording medium. A first magnetic layer and a second magnetic layer magnetically coupled to each other at a distant position; a gap layer made of a nonmagnetic material and provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer; And a thin film coil provided between the first and second magnetic layers in a state of being insulated from the first and second magnetic layers, and the second magnetic layer includes a magnetic pole portion. Including a magnetic pole portion layer whose width on the medium facing surface defines the track width, and a yoke portion layer that magnetically connects the magnetic pole portion layer and the first magnetic layer, and the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer is A thin film magnetic field that is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer. A method of manufacturing a de,
Forming a first magnetic layer;
The surface on the second magnetic layer side of at least a part of the thin film coil is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface, and A gap layer and a thin film are formed on the first magnetic layer so that the yoke portion layer is magnetically connected to the pole portion layer at least on the gap layer side surface and both sides in the width direction of the pole portion layer. And a step of forming a coil and a second magnetic layer.
[0032]
Of the present invention In the method of manufacturing a thin film magnetic head, the second magnetic layer has a pole portion layer and a yoke portion layer, and at least a part of the surface of the thin film coil on the second magnetic layer side is a gap layer on the medium facing surface. The yoke portion layer is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end portion on the second magnetic layer side, and the yoke portion layer has a pole portion at least on the gap layer side surface and both side surfaces in the width direction of the pole portion layer. Magnetically connected to the layer. Therefore, in the present invention, the yoke portion layer can form a short magnetic path between the magnetic coupling portion for the first magnetic layer and the magnetic pole portion layer, and the yoke portion layer is close to the thin film coil. It becomes possible to arrange. Further, according to the present invention, the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke portion layer, and the yoke portion layer is formed on at least the gap layer side surface and the both sides in the width direction of the magnetic pole portion layer. Since it is magnetically connected to the partial layer, saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. Therefore, in the present invention, the electromagnetic conversion efficiency is improved, the magnetic field generated from the magnetic pole part in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is increased, and the magnetic path length is shortened to improve the high frequency characteristics. Is possible.
[0033]
Of the present invention In the method of manufacturing a thin film magnetic head, the yoke portion layer may be further magnetically connected to the pole portion layer at the end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer.
[0034]
Also, Of the present invention In the method of manufacturing a thin film magnetic head, the yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected to the first layer and the first layer. And a second layer in contact with both sides of the pole portion layer in the width direction and magnetically connected thereto,
The step of forming the gap layer, the thin film coil, and the second magnetic layer includes:
Forming a thin film coil and a part of a gap layer for insulating the thin film coil from the surroundings on the first magnetic layer;
Forming a first layer of a yoke partial layer on a part of the first magnetic layer and the gap layer;
Forming another part of the gap layer on the first magnetic layer, a part of the gap layer, and the first layer;
Polishing the other part of the gap layer until the first layer is exposed, and planarizing the upper surface of the other part of the first layer and the gap layer;
Forming an etched layer made of a material constituting the pole portion layer on the planarized first layer and the other part of the gap layer;
Selectively etching the layer to be etched by dry etching to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer in contact with the first layer and exposing the first layer;
Forming a second layer of the yoke portion layer on the first layer.
[0035]
In this case, the second layer of the yoke portion layer may be further in contact with and magnetically connected to the end surface of the pole portion layer opposite to the medium facing surface. In addition, the step of forming the gap layer, the thin film coil, and the second magnetic layer may further include a step of flattening the upper surface of the etching target layer by polishing after the step of forming the etching target layer. Good.
[0036]
The step of forming the gap layer, the thin film coil, and the second magnetic layer further includes a step of forming a nonmagnetic layer on the etched layer after the step of forming the etched layer, and a nonmagnetic layer. Forming a mask corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer, and the step of etching the etched layer may etch the nonmagnetic layer and the etched layer using the mask. In the step of forming the mask, a resist frame having a gap corresponding to the shape of the pole portion layer may be formed on the nonmagnetic layer, and the mask may be formed in the gap of the resist frame.
[0037]
Further, the second layer of the yoke portion layer may be formed by electroplating. In this case, the step of forming the second layer of the yoke portion layer includes the step of forming a resist cover that covers a part of the magnetic pole portion layer on the medium facing surface side, and the first step of the resist cover, the pole portion layer, and the yoke portion layer. A step of forming an electrode layer for electroplating on the layer and a step of forming a second layer of the yoke portion layer by electroplating using the electrode layer may be included.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a thin film magnetic head according to a first embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to the present embodiment. FIG. 1 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate. Further, the arrow indicated by the symbol T in FIG. 1 represents the traveling direction of the recording medium. FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the magnetic pole portion in FIG. FIG. 4 is a front view showing a part of the medium facing surface of the thin film magnetic head shown in FIG. FIG. 5 is an enlarged front view showing the magnetic pole part layer and the nonmagnetic layer in FIG.
[0039]
As shown in FIG. 1, the thin film magnetic head according to the present embodiment is made of Altic (Al ₂ O _Three A substrate 1 made of a ceramic material such as TiC, and alumina (Al ₂ O _Three The insulating layer 2 made of an insulating material such as), the lower shield layer 3 made of a magnetic material formed on the insulating layer 2, and formed on the lower shield layer 3 via the insulating layer 4. An MR (magnetoresistance effect) element 5 as a reproducing element and an upper shield layer 6 made of a magnetic material formed on the MR element 5 via an insulating layer 4 are provided. The thicknesses of the lower shield layer 3 and the upper shield layer 6 are, for example, 1 to 2 μm, respectively.
[0040]
One end of the MR element 5 is disposed on the medium facing surface (air bearing surface) ABS. As the MR element 5, an element using a magnetosensitive film exhibiting a magnetoresistance effect such as an AMR (anisotropic magnetoresistance effect) element, a GMR (giant magnetoresistance effect) element, or a TMR (tunnel magnetoresistance effect) element is used. be able to.
[0041]
The thin film magnetic head further includes a nonmagnetic layer 7 formed on the upper shield layer 6, a first magnetic layer 8 made of a magnetic material formed on the nonmagnetic layer 7, and the first magnetic layer 8. An insulating layer 9A formed at a position where the thin film coil 10 is to be formed on the magnetic layer 8, a thin film coil 10 formed on the insulating layer 9A, and at least a space between the windings of the thin film coil 10, And an insulating layer 9B not exposed to the medium facing surface ABS. A contact hole 9a is formed in the insulating layer 9A at a position away from the medium facing surface ABS. In the present embodiment, the insulating layer 9 B is formed so as to cover the entire thin film coil 10.
[0042]
The thickness of the first magnetic layer 8 is, for example, 1 to 2 μm. The magnetic material constituting the first magnetic layer 8 may be, for example, an iron-nickel alloy, that is, permalloy, or a high saturation magnetic flux density material as described later.
[0043]
The insulating layer 9A is made of a nonconductive and nonmagnetic material such as alumina and has a thickness of, for example, 0.1 to 1 μm.
[0044]
The thin film coil 10 is made of a conductive material such as copper, and the thickness of the winding is, for example, 0.3 to 2 μm. The number of turns of the thin film coil 10 is arbitrary, and the pitch of the winding is also arbitrary. Here, as an example, the thickness of the thin-film coil 10 is 1.3 μm, the winding width is 0.8 μm, the winding pitch is 1.3 μm, and the number of turns is 8. The thin film coil 10 is wound around the contact hole 9a.
[0045]
The insulating layer 9B is made of a non-conductive and non-magnetic material that has fluidity when formed. Specifically, the insulating layer 9B may be formed of, for example, an organic nonconductive nonmagnetic material such as a photoresist (photosensitive resin), or a spin-on glass (SOG) film made of coated glass. It may be formed.
[0046]
The thin film magnetic head further includes an insulating layer 9C that is formed on the insulating layer 9A from a part of the insulating layer 9B on the medium facing surface ABS side to the medium facing surface ABS and exposed to the medium facing surface ABS. The insulating layer 9C is made of a non-conductive and non-magnetic material that has better corrosion resistance, rigidity, and insulating properties than the insulating layer 9B. Such materials include alumina and silicon oxide (SiO2). ₂ Inorganic nonconductive nonmagnetic materials such as) can be used. The total thickness of the insulating layer 9A and the insulating layer 9C in the medium facing surface ABS is, for example, 3 to 6 μm.
[0047]
The insulating layers 9A, 9B, and 9C constitute a gap layer 9 provided between the first magnetic layer 8 and a second magnetic layer 14 described later. The insulating layer 9B corresponds to the first portion of the gap layer in the present invention, and the insulating layers 9A and 9C correspond to the second portion of the gap layer in the present invention.
[0048]
The surface of the thin-film coil 10 on the second magnetic layer 14 side is from the position of the end of the gap layer 9 on the second magnetic layer 14 side (the end of the insulating layer 9C on the magnetic layer 14 side) in the medium facing surface ABS. Is also arranged at a position on the first magnetic layer 8 side.
[0049]
The thin-film magnetic head further includes a second magnetic layer 14 made of a magnetic material formed on the gap layer 9 and a non-conductive and non-magnetic material such as alumina, and covers the second magnetic layer 14. A protective layer 17 formed as described above is provided.
[0050]
The second magnetic layer 14 includes a magnetic pole part layer 14A including a magnetic pole part, and a yoke part layer 14B serving as a yoke part. The yoke portion layer 14B is in contact with the first magnetic layer 8 and the surface of the pole portion layer 14A on the gap layer 9 side, and is magnetically connected to the first layer 14B. ₁ And this first layer 14B ₁ And a second layer 14B that is in contact with and magnetically connected to the end surface (hereinafter referred to as a rear end surface) opposite to the medium facing surface ABS of the magnetic pole portion layer 14A and both side surfaces in the width direction. ₂ Including.
[0051]
The first layer 14B of the yoke portion layer 14B ₁ On the first magnetic layer 8 and the insulating layer 9B from the position where the contact hole 9a is formed toward the medium facing surface ABS to the position of the end surface of the insulating layer 9C opposite to the medium facing surface ABS. Is formed. First layer 14B at the position of contact hole 9a ₁ Is larger than the total thickness of the insulating layer 9A and the insulating layer 9B, for example, 3 μm or more. First layer 14B ₁ The end portion on the medium facing surface ABS side is disposed at a position separated from the medium facing surface ABS by, for example, 1.5 μm or more, and closer to the medium facing surface ABS than the rear end surface of the pole portion layer 14A. Here, as an example, the first layer 14B ₁ The distance between the end on the medium facing surface ABS side and the medium facing surface ABS is 5 μm. First layer 14B ₁ For example, an iron-nickel alloy, that is, permalloy, or a high saturation magnetic flux density material as described later may be used.
[0052]
The first layer 14B of the yoke portion layer 14B ₁ A part of the medium facing surface ABS side and the upper surface of the insulating layer 9C are flattened. The pole portion layer 14A is formed of the flattened first layer 14B. ₁ And formed on the upper surface of the insulating layer 9C. Therefore, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ Is in contact with and magnetically connected to the surface of the pole portion layer 14A on the gap layer 9 side.
[0053]
The thin film magnetic head further includes a nonmagnetic layer 15 formed on the pole portion layer 14A. Second layer 14B of yoke partial layer 14B ₂ The first layer 14B ₁ And disposed on the nonmagnetic layer 15. Second layer 14B ₂ The first layer 14B ₁ Are in contact with and magnetically connected to the rear end face of the magnetic pole portion layer 14A and both side faces in the width direction. Also, the second layer 14B ₂ A portion of the medium facing surface ABS side is adjacent to the top surface of the pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15 and is magnetically connected to the pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15. Second layer 14B of yoke partial layer 14B ₂ The thickness of is, for example, 0.5 to 2 μm. Second layer 14B ₂ For example, an iron-nickel alloy, that is, permalloy, or a high saturation magnetic flux density material as described later may be used.
[0054]
The thickness of the magnetic pole portion layer 14A is preferably 0.1 to 0.8 μm, more preferably 0.3 to 0.8 μm. Here, as an example, the thickness of the magnetic pole portion layer 14A is 0.5 μm. Further, the length from the medium facing surface ABS to the rear end surface of the magnetic pole portion layer 14A is 2 μm or more. Here, as an example, this length is 10 μm.
[0055]
As shown in FIG. 3, the magnetic pole portion layer 14A includes the first portion 14A disposed on the medium facing surface ABS side. ₁ And the first portion 14A ₁ The second portion 14A disposed at a position farther from the medium facing surface ABS than ₂ Including. First part 14A ₁ Becomes a magnetic pole portion in the second magnetic layer 14. The magnetic pole portion in the first magnetic layer 8 is the first portion 14A through the gap layer 9 in the first magnetic layer 8. ₁ The part which faces is included.
[0056]
First part 14A ₁ Has a width equal to the track width. That is, the first portion 14A ₁ The width at the medium facing surface ABS defines the track width. Second part 14A ₂ The width of the first portion 14A ₁ 14A at the boundary position with ₁ The width gradually increases with increasing distance from the medium facing surface ABS from the position, and then becomes a constant size. Second portion 14A of pole portion layer 14A ₂ Is the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ On the medium facing surface ABS side of the second layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₂ Part of the medium facing surface ABS side of the second portion 14A of the magnetic pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15 is provided. ₂ It overlaps on the top.
[0057]
First part 14A ₁ The width of the medium facing surface ABS, that is, the track width is preferably 0.5 μm or less, and more preferably 0.3 μm or less. Second portion 14A in the portion overlapping with yoke portion layer 14B ₂ The width of the first portion 14A ₁ Is larger than the width of the medium facing surface ABS, for example, 2 μm or more.
[0058]
Second layer 14B of yoke partial layer 14B ₂ The end portion on the medium facing surface ABS side is disposed at a position separated from the medium facing surface ABS by, for example, 1.5 μm or more, and closer to the medium facing surface ABS than the rear end surface of the pole portion layer 14A.
[0059]
Further, in the present embodiment, the second layer 14B of the yoke partial layer 14B. ₂ The opposite end of the medium facing surface ABS is the first layer 14B. ₁ The first magnetic layer 8 is disposed at a position farther from the medium facing surface ABS than the magnetic coupling portion between the first magnetic layer 8 and the first magnetic layer 8.
[0060]
The saturation magnetic flux density of the magnetic pole partial layer 14A is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer 14B. As the magnetic material constituting the magnetic pole portion layer 14A, a high saturation magnetic flux density material having a saturation magnetic flux density of 1.4 T or more is preferably used. As the high saturation magnetic flux density material, a material containing iron and nitrogen atoms, a material containing iron, zirconia and oxygen atoms, a material containing iron and nickel elements, and the like can be used. Specifically, as the high saturation magnetic flux density material, for example, NiFe (Ni: 45% by weight, Fe: 55% by weight), FeN or a compound thereof, Co-based amorphous alloy, Fe-Co, Fe-M (necessary) O (oxygen atom) is included as appropriate), and Fe-Co-M (including O (oxygen atom as necessary)) can be used. Here, M is at least one selected from Ni, N, C, B, Si, Al, Ti, Zr, Hf, Mo, Ta, Nb, and Cu (all of which are chemical symbols).
[0061]
As the magnetic material constituting the yoke portion layer 14B, for example, a material containing iron and nickel elements with a saturation magnetic flux density of about 1.0 T can be used. Such a material is excellent in corrosion resistance and has a higher resistance than the material constituting the magnetic pole portion layer 14A. In addition, the use of such a material facilitates the formation of the yoke portion layer 14B.
[0062]
Further, as the magnetic material constituting the yoke portion layer 14B, a material having the same composition as that of the magnetic material constituting the pole portion layer 14A can be used. In this case, in order to make the saturation magnetic flux density of the yoke portion layer 14B smaller than the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer 14A, the magnetic material constituting the yoke portion layer 14B is a magnetic material constituting the magnetic pole portion layer 14A. It is preferable to use a material having a small composition ratio of iron atoms compared to the material.
[0063]
The planar shape of the nonmagnetic layer 15 is the same as that of the magnetic pole portion layer 14A. The nonmagnetic layer 15 is exposed on the medium facing surface ABS. The thickness of the nonmagnetic layer 15 is preferably 0.5 μm or less. Here, as an example, the thickness of the nonmagnetic layer 15 is 0.3 μm. Further, the nonmagnetic layer 15 can be omitted.
[0064]
Examples of the material constituting the nonmagnetic layer 15 include materials containing titanium or tantalum (including alloys and oxides), alumina, and silicon oxide (SiO2). ₂ Inorganic nonconductive nonmagnetic materials such as) can be used. When the magnetic pole portion layer 14A is formed by dry etching, the material constituting the magnetic pole portion layer 14A and the insulating layer in contact with the magnetic pole portion layer 14A in the gap layer 9 are used as the material constituting the nonmagnetic layer 15. It is preferable to use a material having a lower etching rate with respect to dry etching than the material constituting 9C. As such a material, for example, a material containing titanium or tantalum (including an alloy and an oxide) can be used.
[0065]
As shown in FIGS. 4 and 5, the shape of the surface of the pole portion layer 14A exposed to the medium facing surface ABS may be a rectangle, or the rear side of the recording medium traveling direction T (the air inflow end side of the slider). A trapezoid or a triangle whose lower side is arranged smaller than the upper side may be used. Further, the side surface of the magnetic pole partial layer 14A may be concave. The angle between the side of the surface of the magnetic pole portion layer 14A exposed to the medium facing surface ABS and the surface of the substrate 1 is preferably 80 to 88 °.
[0066]
As described above, the thin film magnetic head according to the present embodiment includes the medium facing surface ABS facing the recording medium, the reproducing head, and the recording head. The reproducing head is arranged so that the MR element 5 as a reproducing element and a part on the medium facing surface ABS side face each other with the MR element 5 interposed therebetween, and a lower shield layer 3 and an upper part for shielding the MR element 5 A shield layer 6 is provided.
[0067]
The recording head includes magnetic pole portions arranged to face each other at a predetermined interval on the medium facing surface ABS side before and after the traveling direction T of the recording medium, and magnetically separate from each other at a position away from the medium facing surface ABS. The first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14 connected to each other, and a gap layer 9 made of a nonmagnetic material and provided between the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14; The thin film coil 10 is provided at least partially between the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14 so as to be insulated from the magnetic layers 8 and 14.
[0068]
In the present embodiment, the surface on the second magnetic layer 14 side (the upper surface in FIG. 1) of the portion disposed between the magnetic layers 8 and 14 of the thin film coil 10 is a gap layer in the medium facing surface ABS. 9 is disposed at a position closer to the first magnetic layer 8 (lower side in FIG. 1) than a position of the end portion 9 on the second magnetic layer 14 side (upper end in FIG. 1).
[0069]
The second magnetic layer 14 includes a magnetic pole portion, and the magnetic pole portion layer 14A whose width on the medium facing surface ABS defines the track width and the yoke portion, and the magnetic pole portion layer 14A and the first magnetic layer 8 are combined. And a yoke portion layer 14B that is magnetically connected. The saturation magnetic flux density of the magnetic pole partial layer 14A is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer 14B. The yoke portion layer 14B is magnetically connected to the pole portion layer 14A at least on the gap layer 9 side surface, the rear end surface, and both side surfaces in the width direction of the pole portion layer 14A.
[0070]
The thin film magnetic head according to the present embodiment is suitable for use in the perpendicular magnetic recording system. When this thin film magnetic head is used for the perpendicular magnetic recording system, the first portion 14A in the magnetic pole portion layer 14A of the second magnetic layer 14 is used. ₁ Becomes the main magnetic pole, and the magnetic pole portion of the first magnetic layer 8 becomes the auxiliary magnetic pole. When the thin film magnetic head according to this embodiment is used for the perpendicular magnetic recording system, it is possible to use either a double-layer medium or a single-layer medium as the recording medium.
[0071]
In the thin film magnetic head according to the present embodiment, the second magnetic layer 14 has a magnetic pole portion layer 14A and a yoke portion layer 14B, and at least a part of the surface of the thin film coil 10 on the second magnetic layer 14 side is The yoke layer 14B is disposed at a position closer to the magnetic pole part layer 14A than the position of the end part of the gap layer 9 on the second magnetic layer 14 side in the medium facing surface ABS. The layer 9 side surface, the rear end surface, and both side surfaces in the width direction are magnetically connected to the pole portion layer 14A. Therefore, in the present embodiment, the yoke portion layer 14B can form a short magnetic path between the magnetic coupling portion for the first magnetic layer 8 and the magnetic pole portion layer 14A, and the yoke portion layer 14B. Can be disposed near the thin film coil 10.
[0072]
In the present embodiment, the saturation magnetic flux density of the magnetic pole partial layer 14A is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer 14B. Furthermore, the yoke portion layer 14B is magnetically connected to the pole portion layer 14A at least on the gap layer side surface, the rear end surface, and both side surfaces in the width direction of the pole portion layer 14A. That is, the area of the magnetic connection portion between the yoke portion layer 14B and the magnetic pole portion layer 14A is large. Therefore, according to the present embodiment, saturation of magnetic flux in the middle of the second magnetic layer 14 can be prevented.
[0073]
Therefore, according to the present embodiment, the electromagnetic conversion efficiency is increased, the magnetic field generated from the magnetic pole part of the second magnetic layer 14 in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is increased, and the magnetic path It is possible to improve the high frequency characteristics by shortening the length. When a high saturation magnetic flux density material is used for the magnetic pole portion layer 14A, the magnetic field in the direction perpendicular to the surface of the recording medium can be increased, and recording on a recording medium having a large coercive force is also possible.
[0074]
In the thin film magnetic head according to the present embodiment, the magnetic field in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is larger than the magnetic field in the longitudinal direction, and the magnetic energy generated by the head can be efficiently transmitted to the recording medium. . Therefore, according to this thin film magnetic head, it is difficult to be affected by the thermal fluctuation of the recording medium, and the linear recording density can be increased.
[0075]
As shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the first magnetic layer 8 is arranged on the rear side in the traveling direction T of the recording medium (on the air inflow end side in the slider including the thin film magnetic head). The second magnetic layer 14 is preferably disposed on the front side in the traveling direction T of the recording medium (on the air outflow end side of the slider including the thin film magnetic head). By adopting such an arrangement, the magnetization reversal transition width in the recording medium when the perpendicular magnetic recording method is used is smaller than in the case of the opposite arrangement, and a higher-density magnetization in the recording medium. A pattern can be formed, and as a result, the linear recording density can be increased.
[0076]
Further, as shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the yoke portion layer 14B is in contact with the first magnetic layer 8 and the surface of the magnetic pole portion layer 14A on the gap layer 9 side. The first layer 14B magnetically connected to ₁ And the first layer 14B ₁ And the second end layer 14B that is in contact with and magnetically connected to the rear end face of the pole portion layer 14A and both side faces in the width direction. ₂ Including. This facilitates the formation of the yoke portion layer 14B.
[0077]
Further, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B ₂ Is further magnetically connected to the surface of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9. As a result, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B is also obtained from the surface of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9. ₂ Can be guided to the magnetic pole partial layer 14A, and as a result, the electromagnetic conversion efficiency can be improved.
[0078]
Further, as shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ And the second layer 14B ₂ Each end on the medium facing surface ABS side is disposed at a position away from the medium facing surface ABS. Thereby, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ And the second layer 14B ₂ It is possible to prevent information from being written on the recording medium due to the magnetic field generated from each end on the medium facing surface ABS side.
[0079]
As shown in FIG. 2, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the width of the portion of the pole portion layer 14A that contacts the yoke portion layer 14B is larger than the width of the pole portion layer 14A at the medium facing surface ABS. It is getting bigger. As a result, the area of the portion of the magnetic pole portion layer 14A in contact with the yoke portion layer 14B can be increased, and saturation of magnetic flux in this portion can be prevented. As a result, the magnetic flux can be efficiently guided from the yoke portion layer 14B to the magnetic pole portion layer 14A, and the exposed area in the medium facing surface ABS of the magnetic pole portion layer 14A is reduced, thereby increasing the magnetic field applied to the recording medium. can do.
[0080]
In the thin film magnetic head according to the present embodiment, the length from the medium facing surface ABS to the rear end surface of the magnetic pole portion layer 14A is set to 2 μm or more, so that the thickness and width of the magnetic pole portion layer 14A are not increased. The area of the magnetic pole portion layer 14A in contact with the yoke portion layer 14B can be increased to prevent the magnetic flux from being saturated in this portion. As a result, the magnetic flux can be efficiently guided from the yoke partial layer 14B to the magnetic pole partial layer 14A.
[0081]
As shown in FIG. 1, the thin film magnetic head according to the present embodiment includes a nonmagnetic layer 15 in contact with the surface of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9. As a result, when the pole portion layer 14A is formed by dry etching or when the yoke portion layer 14B is formed by electroplating, the surface of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9 is damaged. And the surface can be flattened. In particular, in the present embodiment, since the nonmagnetic layer 15 is exposed to the medium facing surface ABS, the end of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9 is kept flat on the medium facing surface ABS. Can do. Thereby, the magnetic field generated from the magnetic pole partial layer 14A in the medium facing surface ABS can be made uniform in the direction intersecting the track. As a result, it is possible to suppress the distortion of the bit pattern shape in the recording medium and improve the linear recording density.
[0082]
In the present embodiment, a part of the yoke portion layer 14B on the medium facing surface ABS side, that is, the second layer 14B. ₂ Part of the medium facing surface ABS side is adjacent to the surface of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9 via the nonmagnetic layer 15, and is magnetically connected to the pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15. It is connected to the. As a result, the magnetic flux can be guided from the part of the yoke portion layer 14B to the medium facing surface ABS side of the pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15.
[0083]
Further, when the nonmagnetic layer 15 is made of a material having a lower etching rate with respect to dry etching than a material constituting the magnetic pole portion layer 14A and a material constituting the portion of the gap layer 9 in contact with the magnetic pole portion layer 14A. When the magnetic pole portion layer 14A is formed by dry etching, the surface of the magnetic pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9 can be prevented from being damaged.
[0084]
Further, as shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the portion of the thin film coil 10 disposed between the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14 is the first The magnetic layer 8 and the magnetic pole portion layer 14 A of the second magnetic layer 14 are disposed at a position closer to the first magnetic layer 8 than an intermediate position. Thereby, the magnetic field generated from the thin film coil 10 can be efficiently absorbed by the first magnetic layer 8 having a volume larger than that of the second magnetic layer 14, compared with the case where the thin film coil 10 is close to the second magnetic layer 14. Thus, the magnetic field absorption rate in the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14 can be increased.
[0085]
Further, as shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the gap layer 9 is made of a material having fluidity at the time of formation, and is filled at least between the windings of the thin film coil 10 to face the medium. A first portion (insulating layer 9B) that is not exposed to the surface ABS and a second portion (insulating layer) that is made of a material that is more excellent in corrosion resistance, rigidity, and insulation than the first portion and is exposed to the medium facing surface ABS. 9A, 9C). The first portion (insulating layer 9B) includes the second portion (insulating layers 9A and 9C) and the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ And completely covered. It is difficult to fill the non-magnetic material between the windings of the thin-film coil 10 with a sputtering method, but it is easy when a non-magnetic material having fluidity such as an organic material is used. . However, organic materials have poor reliability in terms of dry etching resistance, corrosion resistance, heat resistance, rigidity, and the like. In the present embodiment, as described above, the first portion (insulating layer 9B) filled between the windings of the thin film coil 10 is formed by a material having fluidity at the time of formation, and the first portion is more than the first portion. Since the second portion (insulating layers 9A, 9C) that covers a part of the first portion and is exposed to the medium facing surface ABS is formed by a material having excellent corrosion resistance, rigidity, and insulation, the thin film coil The nonmagnetic material can be filled with no gap between the ten windings, and the reliability of the gap layer 9 can be improved.
[0086]
Further, the thin film magnetic head according to the present embodiment includes an MR element 5 as a reproducing element. Thereby, the reproduction performance can be improved as compared with the case where the reproduction is performed using the inductive electromagnetic transducer. Further, since the MR element 5 is shielded by the shield layers 3 and 6, the resolution during reproduction can be improved.
[0087]
Next, a modification of the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a modified thin film magnetic head. FIG. 6 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate.
[0088]
In the thin film magnetic head of this modification, the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 in the thin film magnetic head shown in FIG. 1 are omitted, and the first magnetic layer 8 also serves as the upper shield layer 6. According to this configuration, the structure of the thin film magnetic head is simplified and the manufacture is also simplified. The other configuration of the thin film magnetic head of this modification is the same as that of the thin film magnetic head shown in FIG.
[0089]
Next, a method for manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. Here, the manufacturing method will be described by taking the case of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIG. 1 as an example. However, the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 are also manufactured in the case of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIG. Except that the process of forming is omitted, it is the same as the following description.
[0090]
In the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment, first, the insulating layer 2 is formed on the substrate 1. Next, the lower shield layer 3 is formed on the insulating layer 2. 7 to 22, the substrate 1 and the insulating layer 2 are omitted.
[0091]
Next, as shown in FIG. 7, an insulating film that becomes a part of the insulating layer 4 is formed on the lower shield layer 3, and the MR element 5 and the MR element 5 are connected to the insulating film. And a lead (not shown). Next, the MR element 5 and the lead are covered with a new insulating film that is another part of the insulating layer 4, and the MR element 5 and the lead are embedded in the insulating layer 4.
[0092]
Next, the upper shield layer 6 is formed on the insulating layer 4, and the nonmagnetic layer 7 is formed thereon. Next, the first magnetic layer 8 is formed in a predetermined shape on the nonmagnetic layer 7. Next, although not shown, the nonmagnetic layer 7 and the first magnetic layer 8 are covered with a nonmagnetic material such as alumina, and the nonmagnetic material is polished until the first magnetic layer 8 is exposed, so that the first magnetic layer The top surface of layer 8 is planarized.
[0093]
Next, as shown in FIG. 8, a nonconductive and nonmagnetic material such as alumina is sputtered on the first magnetic layer 8 to form an insulating layer 9A. Next, a contact hole 9a is formed in the insulating layer 9A at a position where the first magnetic layer 8 and a second magnetic layer 14 to be described later are to be connected using a known photolithography technique and dry etching technique. .
[0094]
Next, as shown in FIG. 9, the thin film coil 10 is formed on the insulating layer 9A by using a well-known photolithography technique and film formation technique (for example, electroplating method).
[0095]
Next, as shown in FIG. 10, an insulating layer 9 B filled at least between the windings of the thin film coil 10 is formed using a known photolithography technique. Here, the insulating layer 9B is formed so as to completely cover the thin film coil 10, but after forming the insulating layer 9B filled between the windings of the thin film coil 10, the thin film coil is separated from the insulating layer 9B. An insulating layer covering 10 and the insulating layer 9B may be formed.
[0096]
Next, as shown in FIG. 11, from a position where the contact hole 9a is formed to a predetermined position toward the medium facing surface ABS, using a well-known photolithography technique and a film forming technique (for example, electroplating method). The first layer 14B of the yoke portion layer 14B on the first magnetic layer 8 and the insulating layer 9B ₁ Form. At this point, the first layer 14B ₁ For example, the thickness is 3 μm or more, the depth (the length in the direction perpendicular to the medium facing surface ABS) is 2 to 10 μm, and the width is 5 to 20 μm.
[0097]
Next, as shown in FIG. 12, the first layer 14B of the insulating layer 9A, the insulating layer 9B, and the yoke portion layer 14B is formed by sputtering. ₁ An insulating layer 9C is formed so as to cover. At this time, the thickness of the insulating layer 9C is the first layer 14B. ₁ Or more.
[0098]
Next, as shown in FIG. 13, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed by using, for example, chemical mechanical polishing. ₁ The surface of the insulating layer 9C is polished until the surface is exposed, and the insulating layer 9C and the first layer 14B are polished. ₁ The top surface of the substrate is flattened. At this time, the distance from the upper surface of the first magnetic layer 8 to the upper surface of the insulating layer 9C is, for example, 3 to 6 μm.
[0099]
Next, as shown in FIG. 14, the insulating layer 9C and the first layer 14B ₁ A layer to be etched 14Ae made of a material constituting the magnetic pole portion layer 14A of the second magnetic layer 14 is formed thereon. The thickness of the etched layer 14Ae is preferably 0.1 to 0.8 μm, more preferably 0.3 to 0.8 μm. The formation method of the etching target layer 14Ae may be an electroplating method or a sputtering method. When the surface roughness of the etched layer 14Ae is large (for example, when the arithmetic average roughness Ra is 12 angstroms or more), it is preferable to polish and planarize the surface of the etched layer 14Ae by chemical mechanical polishing or the like. .
[0100]
Next, the nonmagnetic layer 15e is formed on the etched layer 14Ae. The thickness of the nonmagnetic layer 15e is preferably 0.5 μm or less.
[0101]
Next, although not shown, an electrode layer for electroplating is formed on the nonmagnetic layer 15e by sputtering. The thickness of this electrode layer is 0.1 μm or less, and the material is, for example, an iron-nickel alloy.
[0102]
Next, as shown in FIG. 15, a resist frame 31 having a gap corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14 A is formed on the electrode layer by a photolithography technique using a photolithography technique. Next, using this resist frame 31, a plating film to be a mask 32 corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14A is formed on the electrode layer by electroplating (frame plating). The thickness of the plating film is 1 to 4 μm, and the material is, for example, an iron-nickel alloy. Next, the resist frame 31 is removed.
[0103]
Next, as shown in FIG. 16, using the mask 32, the nonmagnetic layer 15e and the layer to be etched 14Ae are etched by a dry etching technique such as ion milling, so that the nonmagnetic layer 15 and the pole portion layer 14A are formed. Form. At this time, it is preferable to completely remove at least a portion of the mask 32 corresponding to the medium facing surface ABS. However, as long as the mask 32 is non-magnetic and sufficiently reliable in terms of corrosion resistance, etc. Absent.
[0104]
4 and 5, the surface of the pole portion layer 14A exposed to the medium facing surface ABS is rectangular, or the rear side of the recording medium in the traveling direction T (the air inflow end in the slider). A trapezoid or triangle whose lower side is smaller than the upper side. Further, the side surface of the magnetic pole partial layer 14A may be concave. Further, by the above etching, the width of the magnetic pole portion layer 14A in the medium facing surface ABS may be defined so as to coincide with the track width standard.
[0105]
In addition, the nonmagnetic layer 15 and the magnetic pole portion layer 14A are formed by the above etching, and at the same time, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed. ₁ Is exposed.
[0106]
Instead of forming the mask 32 made of a plating film as described above, a resist pattern corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14A is formed on the nonmagnetic layer 15e by photolithography using a photolithography technique. May be. Then, using this resist pattern as a mask, the nonmagnetic layer 15e and the etching target layer 14Ae are etched to form the nonmagnetic layer 15 and the magnetic pole portion layer 14A, and the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ Then, the resist pattern may be removed.
[0107]
Next, as shown in FIG. 17, a resist cover 33 is formed by photolithography to cover a part of the pole portion layer 14 A and the nonmagnetic layer 15 on the medium facing surface ABS side with a photoresist. The thickness of the resist cover 33 is preferably set to be equal to or less than the thickness of a frame for forming a yoke partial layer described later.
[0108]
Next, as shown in FIG. 18, the resist cover 33, the magnetic pole portion layer 14A (and the nonmagnetic layer 15), and the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ On top of this, an electrode layer 34 for electroplating is formed by sputtering. The thickness of the electrode layer 34 may be 0.1 μm or less, the material may be, for example, an iron-nickel alloy, and Ti (titanium) may be formed as a base.
[0109]
Next, as shown in FIG. 19, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed on the electrode layer 34 by a photoresist. ₂ A resist frame 35 having a gap corresponding to the shape is formed.
[0110]
Next, as shown in FIG. 20, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed on the electrode layer 34 by electroplating (frame plating method) using the resist frame 35. ₂ Form. Next, the resist frame 35 is removed. The second layer 14B ₂ The second layer 14B can be formed using a lift-off method. ₂ In order to make the shape follow the shape of the base, it is most preferable to use an electroplating method.
[0111]
Next, as shown in FIG. 21, in the electrode layer 34, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₂ The portion other than the portion existing underneath is removed by dry etching.
[0112]
Next, as shown in FIG. 22, the resist cover 33 is removed. Next, the protective layer 17 is formed so as to cover the second magnetic layer 14. Next, wiring, terminals, and the like are formed on the protective layer 17, the substrate is cut in units of sliders, the medium facing surface ABS is polished, and a floating rail is formed, thereby completing the thin film magnetic head.
[0113]
Thus, in the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment, the step of forming the first magnetic layer 8 and the surface on the second magnetic layer 14 side of at least a part of the thin film coil 10 are medium The gap layer 9 is disposed at a position closer to the first magnetic layer 8 than a position of the end of the gap layer 9 on the second magnetic layer 14 side in the facing surface ABS, and the yoke portion layer 14B is at least the gap layer of the pole portion layer 14A. The gap layer 9, the thin film coil 10 and the second layer are formed on the first magnetic layer 8 so as to be magnetically connected to the pole portion layer 14A on the 9 side surface, the rear end surface, and both side surfaces in the width direction. Forming the magnetic layer 14. According to this method of manufacturing a thin film magnetic head, the same operations and effects as the thin film magnetic head according to the present embodiment can be obtained.
[0114]
In the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment, the step of forming the gap layer 9, the thin film coil 10, and the second magnetic layer 14 on the first magnetic layer 8 is performed by the first magnetic layer. A step of forming a thin film coil 10 and an insulating layer 9B, which is a part of the gap layer 9 that insulates the thin film coil 10 from the surroundings, on the first magnetic layer 8 and the insulating layer 9B. On top, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B ₁ Forming the first magnetic layer 8, the insulating layer 9B, and the first layer 14B ₁ A step of forming an insulating layer 9C, which is another part of the gap layer 9, and a first layer 14B ₁ The insulating layer 9C is polished until the first layer 14B is exposed. ₁ And flattening the upper surface of the insulating layer 9C, and the flattened first layer 14B ₁ And a step of forming an etching target layer 14Ae made of a material constituting the magnetic pole portion layer 14A on the insulating layer 9C, and the etching target layer 14Ae is selectively etched by dry etching, whereby the first layer 14B ₁ The outer shape of the magnetic pole partial layer 14A in contact with the first layer 14B is determined and ₁ And exposing the first layer 14B ₁ On the second layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₂ Forming the step.
[0115]
Thus, according to the present embodiment, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed before the magnetic pole portion layer 14A is formed. ₁ After forming the pole portion layer 14A, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed. ₂ Therefore, the yoke portion layer 14B that is magnetically connected to the pole portion layer 14A at least on the gap layer 9 side surface, the rear end surface, and both side surfaces in the width direction of the pole portion layer 14A is easily formed. It becomes possible.
[0116]
Further, according to the present embodiment, before the step of forming the etching target layer 14Ae, the insulating layer 9C serving as the base of the etching target layer 14Ae and the first layer 14B of the yoke portion layer 14B are polished by polishing. ₁ The top surface is flattened. Thereby, in the medium facing surface ABS, the end portion on the gap layer 9 side of the pole portion layer 14A can be flattened. In addition, when the layer to be etched 14Ae is formed by sputtering, the film thickness uniformity during the film formation of the layer to be etched 14Ae is good. Therefore, the medium facing surface ABS is opposite to the gap layer 9 of the pole portion layer 14A. The side edge can also be flattened. For these reasons, the magnetic field generated from the magnetic pole portion layer 14A in the medium facing surface ABS can be made uniform in the direction intersecting the track. As a result, the distortion of the bit pattern shape in the recording medium can be suppressed, and the line Recording density can be improved.
[0117]
In the present embodiment, after the step of forming the etching target layer 14Ae, when the upper surface of the etching target layer 14Ae is flattened by polishing, the gap layer of the pole portion layer 14A is formed on the medium facing surface ABS. The end opposite to 9 can be completely flattened. As a result, the magnetic field generated from the magnetic pole portion layer 14A in the medium facing surface ABS can be made uniform in the direction intersecting the track. As a result, distortion of the bit pattern shape in the recording medium can be suppressed, and the linear recording density can be reduced. Can be improved.
[0118]
In the present embodiment, the step of forming the pole portion layer 14A includes the step of forming the nonmagnetic layer 15e on the etched layer 14Ae after the step of forming the etched layer 14Ae, and the nonmagnetic layer. A step of forming a mask 32 corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14A on the portion 15e. The step of etching the etched layer 14Ae uses the mask 32 to form the nonmagnetic layer 15e and the etched layer 14Ae. May be etched. In this case, the outer shape of the magnetic pole portion layer 14A can be determined with the top surface of the etched layer 14Ae protected by the nonmagnetic layer 15e, and the flatness of the end portion of the magnetic pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9 can be improved. It becomes possible to maintain.
[0119]
In the step of forming the mask 32, a resist frame 31 having a gap corresponding to the shape of the pole portion layer 14A is formed on the nonmagnetic layer 15e, and the mask 32 is formed in the gap of the resist frame 31. May be. In this case, it is possible to form the mask 32 having excellent resistance to dry etching compared to the case where the mask 32 is formed of a resist. Thereby, even when the material constituting the magnetic pole part layer 14A is excellent in resistance to dry etching, the outer shape of the magnetic pole part layer 14A can be determined by dry etching using the mask 32.
[0120]
Further, in the present embodiment, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₂ May be formed by electroplating. In this case, the second layer 14B ₂ Can be easily formed, and the second layer 14B ₂ Can be formed in a shape that closely follows the shape of the base.
[0121]
Further, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B ₂ Forming the resist cover 33 that covers a part of the pole portion layer 14A on the medium facing surface ABS side, the resist cover 33, the pole portion layer 14A (and the nonmagnetic layer 15), and the yoke portion layer. 14B first layer 14B ₁ A step of forming an electrode layer 34 for electroplating on the second layer 14B by electroplating using the electrode layer 34; ₂ Forming the step. In this case, it is possible to prevent the electrode layer from adhering to and remaining on the side surface of the magnetic pole portion layer 14A on the medium facing surface ABS side, and the track width increases due to the electrode layer adhering and remaining. Can be prevented. Furthermore, when the electrode layer is removed by dry etching, the etched material adheres to a part of the side surface of the magnetic pole portion layer 14A on the medium facing surface ABS side, and remains, thereby reducing the reliability of the thin film magnetic head. It can also be prevented.
[0122]
[Second Embodiment]
Next, a thin film magnetic head according to the second embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 23 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film magnetic head according to the present embodiment. FIG. 23 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate. Further, an arrow indicated by a symbol T in FIG. 23 represents the traveling direction of the recording medium. FIG. 24 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG.
[0123]
In the present embodiment, compared to the first embodiment, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ The thickness is small. First layer 14B at the position of contact hole 9a ₁ Is less than or equal to the total thickness of the insulating layer 9A and the insulating layer 9B. However, the first layer 14B at the position of the contact hole 9a ₁ The thickness of is preferably 1 μm or more.
[0124]
Further, in the present embodiment, the first layer 14B of the yoke partial layer 14B. ₁ Extends from the magnetic coupling portion with the first magnetic layer 8 in a direction away from the medium facing surface ABS by 2 μm or more. In the present embodiment, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ It is preferable to further extend both sides in the width direction.
[0125]
Further, in the present embodiment, the second layer 14B of the yoke partial layer 14B. ₂ The opposite end of the medium facing surface ABS is the first layer 14B. ₁ The first magnetic layer 8 is disposed closer to the medium facing surface ABS than the magnetic coupling portion. However, the second layer 14B ₂ The end of the magnetic pole portion layer 14A opposite to the medium facing surface ABS is disposed at a position farther from the medium facing surface ABS than the position of the end of the pole portion layer 14A opposite to the medium facing surface ABS. It is arranged at a position separated from the surface ABS by 10 μm or more.
[0126]
Next, with reference to FIGS. 25 to 36, a method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described.
[0127]
In the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present embodiment, as shown in FIG. 10, the steps up to the step of forming the thin film coil 10 and the insulating layer 9B on the insulating layer 9A are the same as in the first embodiment. It is.
[0128]
In the present embodiment, next, as shown in FIG. 25, the yoke is formed on the first magnetic layer 8 and the insulating layer 9B by using a well-known photolithography technique and film forming technique (for example, electroplating method). First layer 14B of partial layer 14B ₁ Form. At this point, the first layer 14B ₁ The shape is, for example, a thickness of 1 to 4 μm, a depth of 2 to 10 μm, and a width of 5 to 20 μm.
[0129]
Next, as shown in FIG. 26, the first layer 14B of the insulating layer 9A, the insulating layer 9B, and the yoke portion layer 14B is formed by sputtering. ₁ An insulating layer 9C is formed so as to cover. At this time, the thickness of the insulating layer 9C is the first layer 14B. ₁ Or more.
[0130]
Next, as shown in FIG. 27, for example, chemical mechanical polishing is used to form the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ The surface of the insulating layer 9C is polished until the thickness of the insulating layer 9C becomes equal to the predetermined recording gap length, and the insulating layer 9C and the first layer 14B are polished. ₁ The top surface of the substrate is flattened. At this time, the distance from the upper surface of the first magnetic layer 8 to the upper surface of the insulating layer 9C is, for example, 3 to 6 μm.
[0131]
Next, as shown in FIG. 28, the insulating layer 9C and the first layer 14B ₁ A layer to be etched 14Ae made of a material constituting the magnetic pole portion layer 14A of the second magnetic layer 14 is formed thereon. The thickness of the etched layer 14Ae is preferably 0.1 to 0.8 μm, more preferably 0.3 to 0.8 μm. The formation method of the etching target layer 14Ae may be an electroplating method or a sputtering method. When the surface roughness of the etched layer 14Ae is large (for example, when the arithmetic average roughness Ra is 12 angstroms or more), it is preferable to polish and planarize the surface of the etched layer 14Ae by chemical mechanical polishing or the like. .
[0132]
Next, the nonmagnetic layer 15e is formed on the etched layer 14Ae. The thickness of the nonmagnetic layer 15e is preferably 0.5 μm or less.
[0133]
Next, although not shown, an electrode layer for electroplating is formed on the nonmagnetic layer 15e by sputtering. The thickness of this electrode layer is 0.1 μm or less, and the material is, for example, an iron-nickel alloy.
[0134]
Next, as shown in FIG. 29, a resist frame 31 having a gap corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14A is formed on the electrode layer by a photolithography technique using a photolithography technique. Next, using this resist frame 31, a plating film to be a mask 32 corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14A is formed on the electrode layer by electroplating (frame plating). The thickness of the plating film is 1 to 4 μm, and the material is, for example, an iron-nickel alloy. Next, the resist frame 31 is removed.
[0135]
Next, as shown in FIG. 30, the nonmagnetic layer 15e and the layer to be etched 14Ae are etched by a dry etching technique such as ion milling using the mask 32, so that the nonmagnetic layer 15 and the pole portion layer 14A are formed. Form. At this time, it is preferable to completely remove at least a portion of the mask 32 corresponding to the medium facing surface ABS. However, as long as the mask 32 is non-magnetic and sufficiently reliable in terms of corrosion resistance, etc. Absent. Further, by this etching, the nonmagnetic layer 15 and the pole portion layer 14A are formed, and at the same time, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed. ₁ Is exposed.
[0136]
Instead of forming the mask 32 made of a plating film as described above, a resist pattern corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14A is formed on the nonmagnetic layer 15e by photolithography using a photolithography technique. May be. Then, using this resist pattern as a mask, the nonmagnetic layer 15e and the etching target layer 14Ae are etched to form the nonmagnetic layer 15 and the magnetic pole portion layer 14A, and the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ Then, the resist pattern may be removed.
[0137]
Next, as shown in FIG. 31, a resist cover 33 that covers a part of the pole portion layer 14 A and the nonmagnetic layer 15 on the medium facing surface ABS side is formed of a photoresist by using a photolithography technique. The thickness of the resist cover 33 is preferably set to be equal to or less than the thickness of a frame for forming a yoke partial layer described later.
[0138]
Next, as shown in FIG. 32, the resist cover 33, the magnetic pole portion layer 14A (and the nonmagnetic layer 15), and the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ On top of this, an electrode layer 34 for electroplating is formed by sputtering. The thickness of the electrode layer 34 may be 0.1 μm or less, the material may be, for example, an iron-nickel alloy, and Ti (titanium) may be formed as a base.
[0139]
Next, as shown in FIG. 33, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed on the electrode layer 34 by a photoresist. ₂ A resist frame 35 having a gap corresponding to the shape is formed.
[0140]
Next, as shown in FIG. 34, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B is formed on the electrode layer 34 by electroplating (frame plating) using the resist frame 35. ₂ Form. Next, the resist frame 35 is removed.
[0141]
Next, as shown in FIG. 35, in the electrode layer 34, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₂ The portion other than the portion existing underneath is removed by dry etching.
[0142]
Next, as shown in FIG. 36, the resist cover 33 is removed. Next, the protective layer 17 is formed so as to cover the second magnetic layer 14. Next, wiring, terminals, and the like are formed on the protective layer 17, the substrate is cut in units of sliders, the medium facing surface ABS is polished, and a floating rail is formed, thereby completing the thin film magnetic head.
[0143]
In the present embodiment, similarly to the thin film magnetic head shown in FIG. 6, the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 are omitted, and the first magnetic layer 8 also serves as the upper shield layer 6. Good. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0144]
[Third Embodiment]
Next, a thin film magnetic head according to the third embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 37 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film magnetic head according to the present embodiment. FIG. 37 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate. In addition, an arrow indicated by a symbol T in FIG. 37 represents the traveling direction of the recording medium. FIG. 38 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG.
[0145]
In the present embodiment, the first layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₁ Are flattened together with the upper surface of the gap layer 9, which form the same plane. In the present embodiment, the flattened first layer 14B ₁ The pole portion layer 14A is formed on the gap layer 9, and the nonmagnetic layer 15 is further formed thereon. In the present embodiment, the portions of the magnetic pole portion layer 14A and the nonmagnetic layer 15 opposite to the medium facing surface ABS are the first magnetic layer 8 and the first layer 14B. ₁ It extends to a position further away from the medium facing surface ABS than the magnetic coupling portion.
[0146]
Further, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B ₂ The portion on the opposite side of the medium facing surface ABS extends to a position in the vicinity of the end of the pole portion layer 14A and the nonmagnetic layer 15 on the side opposite to the medium facing surface ABS. In the present embodiment, the second layer 14B ₂ Is not in contact with the magnetic pole portion layer 14A at the rear end portion, but is in contact only with both side surfaces in the width direction. The second layer 14B ₂ Is magnetically connected to the upper surface of the pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15. Therefore, in the present embodiment, the yoke portion layer 14B is in direct contact with and magnetically connected to the pole portion layer 14A on the gap layer 9 side surface and both side surfaces in the width direction of the pole portion layer 14A. Further, it is magnetically connected to the upper surface of the pole portion layer 14A through the nonmagnetic layer 15.
[0147]
The manufacturing method of the thin film magnetic head according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment.
[0148]
In the present embodiment, similarly to the thin film magnetic head shown in FIG. 6, the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 are omitted, and the first magnetic layer 8 also serves as the upper shield layer 6. Good. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the first embodiment.
[0149]
[Fourth Embodiment]
Next, a thin film magnetic head according to the fourth embodiment of the invention will be described with reference to FIGS. FIG. 39 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film magnetic head according to the present embodiment. FIG. 39 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate. In addition, an arrow indicated by a symbol T in FIG. 39 represents the traveling direction of the recording medium. FIG. 40 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. FIG. 41 is a perspective view showing an essential part of a modification of the thin film magnetic head shown in FIG. 40 and 41, the gap layer 9 and the thin film coil 10 are omitted.
[0150]
The thin film magnetic head according to the present embodiment includes a second layer 14B of the yoke portion layer 14B according to the second embodiment. ₂ The configuration is omitted. That is, the yoke portion layer 14B in the present embodiment is the first layer 14B of the yoke portion layer 14B in the second embodiment. ₁ It has the same shape as Therefore, in the present embodiment, the yoke portion layer 14B is magnetically connected to the pole portion layer 14A on the surface of the pole portion layer 14A on the gap layer 9 side, and the yoke portion layer 14B and the pole portion layer 14A. At least a part of the connection portion between the first magnetic layer 8 and the yoke portion layer 14B is disposed at a position closer to the medium facing surface ABS than the connection portion between the first magnetic layer 8 and the yoke portion layer 14B.
[0151]
The manufacturing method of the thin film magnetic head according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment. ₂ The process of forming is omitted.
[0152]
In the present embodiment, the portion of the surface of the yoke portion layer 14B opposite to the first magnetic layer 8 that is not in contact with the magnetic pole portion layer 14A is first than the surface of the magnetic pole portion layer 14A on the gap layer 9 side. Is disposed on the magnetic layer 8 side. Further, at least a part of the surface of the yoke portion layer 14B opposite to the first magnetic layer 8 gradually approaches the first magnetic layer 8 as the distance from the pole portion layer 14A increases. The shape of the surface of the yoke portion layer 14B opposite to the first magnetic layer 8 is determined by etching when forming the pole portion layer 14A.
[0153]
In FIG. 40, the yoke portion layer 14B is replaced with the first layer 14B of the yoke portion layer 14B in the second embodiment. ₁ The case where it is set as the same shape as is shown. On the other hand, in FIG. 41, the thickness of the insulating layer 9B is made larger than that of the second embodiment, and the thickness of the yoke portion layer 14B on the medium facing surface ABS side is made thinner than in the case of FIG. Shows the case.
[0154]
In the present embodiment, since the yoke portion layer 14B has the shape as described above, the yoke portion layer 14B and the magnetic pole portion layer 14B and the first magnetic layer can be formed without excessively increasing the volume of the yoke portion layer 14B. 8 can be magnetically connected to each other at a short distance.
[0155]
Further, in this embodiment, since the yoke portion layer 14B is composed of one layer, the structure and manufacturing of the thin film magnetic head is simplified compared to other embodiments.
[0156]
In the present embodiment, similarly to the thin film magnetic head shown in FIG. 6, the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 are omitted, and the first magnetic layer 8 also serves as the upper shield layer 6. Good. Other configurations, operations, and effects in the present embodiment are the same as those in the second embodiment.
[0157]
In addition, this invention is not limited to said each embodiment, A various change is possible. For example, in FIG. 1 and the like, the second layer 14B of the yoke portion layer 14B. ₂ The end of the medium facing surface ABS side is the first layer 14B. ₁ Is positioned closer to the medium facing surface ABS than the end on the medium facing surface ABS side, but the positional relationship between both ends may be reversed, and both ends are positioned at an equal distance from the medium facing surface ABS. May be arranged.
[0158]
Further, after the step of forming the layer to be etched, a nonmagnetic layer is formed on the layer to be etched, a mask corresponding to the shape of the pole portion layer is formed on the nonmagnetic layer, and the mask is formed. The method of determining the outer shape of the magnetic pole portion layer by etching the nonmagnetic layer and the layer to be etched is not limited to the thin film magnetic head of the present invention, and the end portion of the magnetic pole portion layer opposite to the gap layer is flat. As long as the thin film magnetic head is preferably maintained, it is effective for thin film magnetic heads of other shapes.
[0159]
【The invention's effect】
As described above, in the thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 22, the second magnetic layer has the magnetic pole portion layer and the yoke portion layer, and the second magnetic layer of at least a part of the thin film coil. The surface on the magnetic layer side is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface, and the yoke portion layer is at least the gap of the pole portion layer Magnetically connected to the pole portion layer on the layer side surface and on both side surfaces in the width direction. Therefore, in the present invention, the yoke portion layer can form a short magnetic path between the magnetic coupling portion for the first magnetic layer and the magnetic pole portion layer, and the yoke portion layer is close to the thin film coil. It becomes possible to arrange. Further, according to the present invention, the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke portion layer, and the yoke portion layer is formed on at least the gap layer side surface and the both sides in the width direction of the magnetic pole portion layer. Since it is magnetically connected to the partial layer, saturation of magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. Therefore, according to the present invention, the electromagnetic conversion efficiency is increased, the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is increased, and the magnetic path length is shortened to improve the high frequency characteristics. There is an effect that it becomes possible.
[0160]
According to the thin film magnetic head of the second aspect, the first magnetic layer is disposed on the rear side in the traveling direction of the recording medium, and the second magnetic layer is disposed on the front side in the traveling direction of the recording medium. In the recording medium, a higher density magnetization pattern can be formed, and as a result, the linear recording density can be increased.
[0161]
According to the thin film magnetic head according to claim 3, the yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the magnetic pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected thereto. Since the first layer and the second layer that is in contact with the first layer and both side surfaces in the width direction of the magnetic pole portion layer and magnetically connected thereto are included, the yoke portion layer can be easily formed. Has the effect of becoming.
[0162]
In the thin film magnetic head according to claim 4, the second layer of the yoke portion layer is further magnetically connected to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer. Also from the surface opposite to the gap layer, the magnetic flux can be guided from the second layer of the yoke portion layer to the magnetic pole portion layer, and the electromagnetic conversion efficiency is improved.
[0163]
According to the thin film magnetic head of any one of claims 5 to 7, the yoke portion layer is further magnetically applied to the pole portion layer at the end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer. Since they are connected, the magnetic flux saturation in the middle of the second magnetic layer can be further prevented.
[0164]
According to the thin film magnetic head of claim 6 or 7, the yoke portion layer is in contact with and magnetically connected to the first magnetic layer and the surface of the magnetic pole portion layer on the gap layer side. Including a first layer, and a second layer that is in contact with the end surface of the first layer and the pole portion layer opposite to the medium facing surface and both side surfaces in the width direction, and is magnetically connected thereto. As a result, the yoke portion layer can be easily formed.
[0165]
In the thin-film magnetic head according to claim 7, the second layer of the yoke portion layer is further magnetically connected to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer. Also from the surface opposite to the gap layer, the magnetic flux can be guided from the second layer of the yoke portion layer to the magnetic pole portion layer, and the electromagnetic conversion efficiency is improved.
[0166]
According to the thin film magnetic head of the eighth aspect, since the end of the yoke portion layer on the medium facing surface side is disposed at a position away from the medium facing surface, the yoke portion layer on the medium facing surface side is disposed. There is an effect that it is possible to prevent the writing of information on the recording medium due to the magnetic field generated from the end.
[0167]
According to the thin-film magnetic head of claim 9, since the width of the portion of the pole portion layer that contacts the yoke portion layer is larger than the width of the pole portion layer on the medium facing surface, the pole portion layer contacts the yoke portion layer. The magnetic flux can be efficiently guided from the yoke partial layer to the magnetic pole partial layer, and the exposed area of the magnetic pole partial layer on the medium facing surface can be reduced. The effect is that the magnetic field can be increased.
[0168]
According to the thin film magnetic head of claim 10, since the length from the medium facing surface to the end surface of the magnetic pole portion layer opposite to the medium facing surface is 2 μm or more, the thickness and width of the magnetic pole portion layer are reduced. Without increasing the size, saturation of the magnetic flux in the portion of the magnetic pole portion layer in contact with the yoke portion layer can be prevented, and the magnetic flux can be efficiently guided from the yoke portion layer to the magnetic pole portion layer.
[0169]
Further, according to the thin film magnetic head according to any one of claims 11 to 14, since the nonmagnetic layer in contact with the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer is provided, the pole portion layer is formed by dry etching. When the yoke part layer is formed by electroplating, the surface of the pole part layer opposite to the gap layer can be prevented from being damaged, and the surface can be flattened. Play.
[0170]
In the thin film magnetic head according to claim 12, since the nonmagnetic layer is exposed on the medium facing surface, the end of the pole portion layer opposite to the gap layer is kept flat on the medium facing surface. The magnetic field generated from the magnetic pole partial layer on the medium facing surface can be made uniform in the direction crossing the track, and as a result, the distortion of the bit pattern shape in the recording medium is suppressed and the linear recording density is improved. There is an effect that can be.
[0171]
In the thin film magnetic head according to claim 13, a part of the yoke portion layer is adjacent to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer through the nonmagnetic layer, and the pole portion layer is interposed through the nonmagnetic layer. Since the magnetic layer is magnetically connected to the partial layer, the magnetic flux can be guided from the yoke partial layer to the magnetic pole partial layer via the nonmagnetic layer from the surface of the magnetic pole partial layer opposite to the gap layer. Play.
[0172]
According to the thin film magnetic head of claim 14, the nonmagnetic layer has an etching rate for dry etching higher than that of the material constituting the magnetic pole portion layer and the material constituting the portion of the gap layer in contact with the magnetic pole portion layer. Since it consists of a small material, when forming a magnetic pole part layer by dry etching, there exists an effect that the surface on the opposite side to the gap layer of a magnetic pole part layer can be prevented from being damaged.
[0173]
According to the thin film magnetic head of claim 15, at least a part of the thin film coil is located in the first magnetic layer rather than in an intermediate position between the first magnetic layer and the magnetic pole portion layer of the second magnetic layer. Since the first magnetic layer is disposed at a close position, the magnetic field generated from the thin film coil can be efficiently absorbed.
[0174]
The thin film magnetic head according to any one of claims 16 to 18, wherein the gap layer is made of a material having fluidity at the time of formation, and is filled between at least some of the windings of the thin film coil. Since it has the 1st part which is not exposed to an opposing surface, and the 2nd part which consists of a material excellent in corrosion resistance, rigidity, and insulation compared with the 1st part and is exposed to a medium opposing surface, winding of a thin film coil There is an effect that the nonmagnetic material can be filled without any gap and the reliability of the gap layer can be improved.
[0175]
Further, according to the thin film magnetic head according to any one of claims 19 to 21, since the magnetoresistive effect element is provided as a reproducing element, reproduction is performed as compared with the case where reproduction is performed using an inductive electromagnetic transducer. There is an effect that the performance can be improved.
[0176]
According to the thin film magnetic head of the twenty-second aspect, since the thin film magnetic head is used in the perpendicular magnetic recording system, the recording medium is hardly affected by the thermal fluctuation of the recording medium and the linear recording density is increased. There is an effect that can be.
[0177]
32. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 23, wherein the second magnetic layer includes a magnetic pole portion layer and a yoke portion layer, and at least a part of the thin film coil on the second magnetic layer side. Is disposed at a position closer to the first magnetic layer than a position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface, and the yoke portion layer is at least on the gap layer side of the pole portion layer. Magnetically connected to the magnetic pole portion layer on both the surface and both sides in the width direction. Therefore, in the present invention, the yoke portion layer can form a short magnetic path between the magnetic coupling portion for the first magnetic layer and the magnetic pole portion layer, and the yoke portion layer is close to the thin film coil. It becomes possible to arrange. Further, according to the present invention, the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke portion layer, and the yoke portion layer is formed on at least the gap layer side surface and the both sides in the width direction of the magnetic pole portion layer. Since it is magnetically connected to the partial layer, saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. Therefore, according to the present invention, the electromagnetic conversion efficiency is increased, the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is increased, and the magnetic path length is shortened to improve the high frequency characteristics. There is an effect that it becomes possible.
[0178]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 24, the yoke portion layer is further magnetically connected to the pole portion layer at the end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer. Therefore, there is an effect that saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be further prevented.
[0179]
Further, according to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to any one of claims 25 to 31, the first layer of the yoke portion layer is formed before the magnetic pole portion layer is formed, and the yoke is formed after the magnetic pole portion layer is formed. Since the second layer of the partial layer is formed, it is easy to form a yoke partial layer that is magnetically connected to the magnetic pole partial layer on at least the gap layer side surface and the widthwise side surfaces of the magnetic pole partial layer. There is an effect that becomes possible. In the present invention, an etching target layer made of a material constituting the magnetic pole portion layer is formed on the planarized first layer and gap layer, and this etching target layer is selectively etched by dry etching. The outer shape of the magnetic pole partial layer is determined. Therefore, according to the present invention, the end of the pole portion layer on the gap layer side can be flattened on the medium facing surface. Accordingly, when the layer to be etched is formed by sputtering, the end of the pole portion layer opposite to the gap layer can be flattened on the medium facing surface. Therefore, according to the present invention, the magnetic field generated from the magnetic pole partial layer on the medium facing surface can be made uniform in the direction crossing the track, and as a result, the distortion of the bit pattern shape in the recording medium can be reduced. This produces an effect that the linear recording density can be improved.
[0180]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 26, the second layer of the yoke portion layer is further in contact with the end surface of the pole portion layer opposite to the medium facing surface, and magnetically against this. Therefore, the magnetic flux saturation in the middle of the second magnetic layer can be further prevented.
[0181]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 27, since the upper surface of the etching target layer is flattened by polishing after the step of forming the etching target layer, The end of the pole portion layer opposite to the gap layer can be completely flattened, and thereby the magnetic field generated by the pole portion layer on the medium facing surface can be made uniform in the direction crossing the track. As a result, it is possible to suppress the distortion of the bit pattern shape in the recording medium and improve the linear recording density.
[0182]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 28 or 29, after the step of forming the etching target layer, the nonmagnetic layer is formed on the etching target layer, and the nonmagnetic layer is formed on the nonmagnetic layer. Since the mask corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer is formed and the nonmagnetic layer and the etching target layer are etched using this mask to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer, the upper surface of the etching target layer is The outer shape of the magnetic pole portion layer can be determined in a state protected by the nonmagnetic layer, and the flatness of the end portion of the magnetic pole portion layer opposite to the gap layer can be maintained.
[0183]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 29, the step of forming the mask forms a resist frame having a gap corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer on the nonmagnetic layer. Since the mask is formed in the void portion of the resist frame, it is possible to form a mask having excellent resistance to dry etching. As a result, the material constituting the magnetic pole portion layer has excellent resistance to dry etching. Even in the case, the outer shape of the magnetic pole portion layer can be determined by dry etching using a mask.
[0184]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 30 or 31, since the second layer of the yoke portion layer is formed by electroplating, the second layer can be easily formed and the second layer The effect is that the layer can be formed in a shape that closely follows the shape of the underlying layer.
[0185]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 31, the step of forming the second layer of the yoke portion layer includes a step of forming a resist cover that covers a part of the pole portion layer on the medium facing surface side. A step of forming an electrode layer for electroplating on the first layer of the resist cover, the magnetic pole portion layer and the yoke portion layer, and the second layer of the yoke portion layer by electroplating using the electrode layer The step of forming the electrode layer and the deposit on the side of the medium facing surface of the magnetic pole portion layer can be prevented from remaining on the electrode layer and the deposit during etching. There is an effect that it is possible to prevent the track width from being increased or the reliability of the thin-film magnetic head from being lowered due to the remaining deposits during etching.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to a first embodiment of the invention.
FIG. 2 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG.
3 is an enlarged perspective view showing the vicinity of a magnetic pole portion in FIG. 2. FIG.
4 is a front view showing a part of the medium facing surface of the thin film magnetic head shown in FIG. 1. FIG.
5 is an enlarged front view showing a magnetic pole part layer and a nonmagnetic layer in FIG. 4. FIG.
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to a modification of the first embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing the thin film magnetic head according to the first embodiment of the invention.
8 is a cross-sectional view showing a step that follows the step in FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 8.
10 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 9. FIG.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG.
12 is a cross-sectional view showing a step that follows the step of FIG. 11. FIG.
13 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 12. FIG.
14 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 13. FIG.
15 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 14. FIG.
16 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 15. FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 16.
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG.
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 18.
20 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 19. FIG.
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 20;
22 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to a second embodiment of the invention.
24 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 23. FIG.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a step in the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the second embodiment of the invention.
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 25.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 26;
FIG. 28 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 27.
29 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 28. FIG.
30 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 29. FIG.
31 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 30. FIG.
32 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 31. FIG.
33 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 32. FIG.
34 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 33. FIG.
35 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 34. FIG.
36 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 35. FIG.
FIG. 37 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to a third embodiment of the invention.
38 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 37. FIG.
FIG. 39 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to a fourth embodiment of the invention.
40 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 39. FIG.
41 is a perspective view showing an essential part of a modification of the thin film magnetic head shown in FIG. 39. FIG.
[Explanation of symbols]
3 ... lower shield layer, 4 ... insulating layer, 5 ... MR element, 6 ... upper shield layer, 7 ... nonmagnetic layer, 8 ... first magnetic layer, 9 ... gap layer, 9A, 9B, 9C ... insulating layer, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Thin film coil, 14 ... 2nd magnetic layer, 14A ... Magnetic pole part layer, 14B ... Yoke part layer, 14B ₁ ... 1st layer, 14B ₂ ... second layer, 15 ... nonmagnetic layer.

Claims

A medium facing surface facing the recording medium;
First and second magnetic pole portions including magnetic pole portions arranged so as to face each other with a predetermined interval before and after the recording medium in the traveling direction, and magnetically coupled to each other at a position away from the medium facing surface. A magnetic layer;
A gap layer made of a non-magnetic material and provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer;
A thin film magnetic head comprising: a thin film coil provided at least partially between the first and second magnetic layers and insulated from the first and second magnetic layers;
The surface of at least a part of the thin film coil on the second magnetic layer side is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface. ,
The second magnetic layer includes a magnetic pole portion, a magnetic pole portion layer whose width on the medium facing surface defines a track width, and a yoke portion layer that magnetically connects the magnetic pole portion and the first magnetic layer; Have
The saturation magnetic flux density of the magnetic pole part layer is not less than the saturation magnetic flux density of the yoke part layer,
The thin film magnetic head is characterized in that the yoke portion layer is magnetically connected to the magnetic pole portion layer at least on the gap layer side surface and on both sides in the width direction of the magnetic pole portion layer.

2. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the first magnetic layer is disposed on the rear side in the traveling direction of the recording medium, and the second magnetic layer is disposed on the front side in the traveling direction of the recording medium. .

The yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected to the first layer, and the first layer and the pole portion. 3. The thin film magnetic head according to claim 1, further comprising a second layer that is in contact with both side surfaces in the width direction of the layer and magnetically connected thereto.

4. The thin film magnetic head according to claim 3, wherein the second layer of the yoke portion layer is further magnetically connected to a surface of the pole portion layer opposite to the gap layer.

3. The thin film according to claim 1, wherein the yoke portion layer is further magnetically connected to the pole portion layer at an end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer. Magnetic head.

The yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected to the first layer, and the first layer and the pole portion. 6. A thin film magnetic head according to claim 5, further comprising: a second layer which is in contact with the end surface of the layer opposite to the medium facing surface and both side surfaces in the width direction and magnetically connected thereto. .

7. The thin film magnetic head according to claim 6, wherein the second layer of the yoke portion layer is further magnetically connected to a surface of the pole portion layer opposite to the gap layer.

8. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein an end portion of the yoke portion layer on the medium facing surface side is disposed at a position away from the medium facing surface.

9. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein a width of a portion of the magnetic pole portion layer in contact with the yoke portion layer is larger than a width of the magnetic pole portion layer on a medium facing surface.

10. The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the length from the medium facing surface to the end surface of the magnetic pole partial layer opposite to the medium facing surface is 2 μm or more.

11. The thin film magnetic head according to claim 1, further comprising a nonmagnetic layer in contact with a surface of the pole portion layer opposite to the gap layer.

12. The thin film magnetic head according to claim 11, wherein the nonmagnetic layer is exposed on the medium facing surface.

A part of the yoke portion layer is adjacent to the surface of the pole portion layer opposite to the gap layer through the nonmagnetic layer, and is magnetically connected to the pole portion layer through the nonmagnetic layer. 13. The thin film magnetic head according to claim 11, wherein the thin film magnetic head is formed.

The nonmagnetic layer is made of a material that forms the magnetic pole portion layer and a material that has a lower etching rate for dry etching than a material that forms a portion of the gap layer that contacts the magnetic pole portion layer. The thin film magnetic head according to any one of 11 to 13.

At least a part of the thin film coil is disposed at a position closer to the first magnetic layer than an intermediate position between the magnetic pole portion layers of the first magnetic layer and the second magnetic layer. 15. A thin film magnetic head according to claim 1.

The gap layer is made of a material having fluidity at the time of formation, and is filled between at least a part of the windings of the thin-film coil, and is not exposed to the medium facing surface. 16. The thin film magnetic head according to claim 1, further comprising a second portion made of a material excellent in corrosion resistance, rigidity, and insulation and exposed to the medium facing surface.

17. The thin film magnetic head according to claim 16, wherein the first portion is made of an organic nonconductive nonmagnetic material or a spin-on-glass film.

18. The thin film magnetic head according to claim 16, wherein the second portion is made of an inorganic nonconductive nonmagnetic material.

The thin film magnetic head according to claim 1, further comprising a magnetoresistive effect element as a reproducing element.

And a first shield layer and a second shield layer for shielding the magnetoresistive effect element disposed so that a part of the medium facing surface side opposes with the magnetoresistive effect element interposed therebetween. The thin-film magnetic head according to claim 19.

21. The thin film magnetic head according to claim 20, wherein the first magnetic layer also serves as the second shield layer.

The thin film magnetic head according to claim 1, wherein the thin film magnetic head is used in a perpendicular magnetic recording system.

A medium facing surface facing the recording medium, and a magnetic pole portion disposed so as to face each other with a predetermined interval before and after the moving direction of the recording medium, and at a position away from the medium facing surface First and second magnetic layers coupled to each other, a gap layer made of a nonmagnetic material and provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer, and at least a part of the first magnetic layer being the first magnetic layer And a thin film coil provided in a state insulated from the first and second magnetic layers, the second magnetic layer including a magnetic pole portion, and a medium A magnetic pole part layer whose width on the opposing surface defines a track width; and a yoke part layer that magnetically connects the magnetic pole part and the first magnetic layer, and a saturation magnetic flux density of the magnetic pole part layer is: A thin film having a saturation magnetic flux density higher than that of the yoke partial layer A method of manufacturing a gas-head,
Forming the first magnetic layer;
The surface on the second magnetic layer side of at least a part of the thin film coil is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface. And the yoke portion layer is magnetically connected to the pole portion layer on at least the gap layer side surface and the widthwise side surface of the pole portion layer. Forming a gap layer, a thin film coil, and a second magnetic layer on the thin film magnetic head.

24. The thin film magnetic head according to claim 23, wherein the yoke portion layer is further magnetically connected to the pole portion layer at an end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer. Production method.

The yoke portion layer is in contact with the first magnetic layer and the surface of the pole portion layer on the gap layer side, and is magnetically connected to the first layer, and the first layer and the pole portion. A second layer in contact with both sides of the width direction of the layer and magnetically connected thereto,
Forming the gap layer, the thin film coil, and the second magnetic layer,
Forming the thin film coil and a part of the gap layer that insulates the thin film coil from the surroundings on the first magnetic layer;
Forming a first layer of the yoke portion layer on a part of the first magnetic layer and the gap layer;
Forming another part of the gap layer on the first magnetic layer, a part of the gap layer, and the first layer;
Polishing the other part of the gap layer until the first layer is exposed, and planarizing the upper surface of the other part of the first layer and the gap layer;
Forming an etched layer made of a material constituting the magnetic pole portion layer on the planarized first layer and the other part of the gap layer;
Selectively etching the layer to be etched by dry etching to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer in contact with the first layer and exposing the first layer;
24. A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 23, further comprising: forming a second layer of the yoke portion layer on the first layer.

26. The thin film according to claim 25, wherein the second layer of the yoke portion layer is further in contact with and magnetically connected to the end surface of the pole portion layer opposite to the medium facing surface. Manufacturing method of magnetic head.

The step of forming the gap layer, the thin film coil, and the second magnetic layer further includes a step of planarizing an upper surface of the layer to be etched by polishing after the step of forming the layer to be etched. 27. A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 25 or 26.

The step of forming the gap layer, the thin film coil, and the second magnetic layer further includes a step of forming a nonmagnetic layer on the layer to be etched after the step of forming the layer to be etched, Forming a mask corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer on the magnetic layer,
28. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 25, wherein the step of etching the layer to be etched includes etching the nonmagnetic layer and the layer to be etched using the mask. .

The step of forming the mask is characterized in that a resist frame having a gap corresponding to the shape of the magnetic pole part layer is formed on the nonmagnetic layer, and the mask is formed in the gap of the resist frame. A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 28.

30. A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 25, wherein the second layer of the yoke portion layer is formed by electroplating.

The step of forming the second layer of the yoke portion layer includes a step of forming a resist cover that covers a part of the magnetic pole portion layer on the medium facing surface side, and a step of forming the resist cover, the pole portion layer, and the yoke portion layer. A step of forming an electrode layer for electroplating on the first layer, and a step of forming a second layer of the yoke portion layer by electroplating using the electrode layer; 31. A method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 30.