JP3986292B2 - Manufacturing method of thin film magnetic head - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記録再生装置に使用される薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録再生装置における記録方式には、信号磁化の向きを記録媒体の面内方向（長手方向）とする長手磁気記録方式と、信号磁化の向きを記録媒体の面に対して垂直な方向とする垂直磁気記録方式とがある。垂直磁気記録方式は、長手磁気記録方式に比べて、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくく、高い線記録密度を実現することが可能であると言われている。
【０００３】
長手磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドは、一般的に、記録媒体に対向する媒体対向面（エアベアリング面）と、互いに磁気的に連結され、媒体対向面側においてギャップ部を介して互いに対向する磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えた構造になっている。
【０００４】
一方、垂直磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドには、長手磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドと同様の構造のリングヘッドと、一つの主磁極によって記録媒体に対して垂直方向の磁界を印加する単磁極ヘッドとがある。単磁極ヘッドを用いる場合には、記録媒体としては一般的に、基板上に軟磁性層と磁気記録層とを積層した２層媒体が用いられる。
【０００５】
ところで、薄膜磁気ヘッドでは、トラック密度を上げるためにトラック幅の縮小が望まれている。そして、記録媒体に印加される磁界の強度を低下させることなくトラック幅を縮小するために、磁極部分を含む磁性層を、磁極部分と、この磁極部分に対して磁気的に接続されたヨーク部分とに分け、磁極部分の飽和磁束密度をヨーク部分の飽和磁束密度よりも大きくした薄膜磁気ヘッドも種々提案されている。
【０００６】
上述のように、磁極部分を含む磁性層を、磁極部分とヨーク部分とに分けた構造の薄膜磁気ヘッドの例は、特開２０００−５７５２２号公報、特開２０００−６７４１３号公報、特開平１１−１０２５０６号公報等に示されている。
【０００７】
上記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、第１の磁性層と第２の磁性層のうち、記録媒体の進行方向の前側（薄膜磁気ヘッドを含むスライダにおける空気流出端側）に配置された第２の磁性層が、磁極部分とヨーク部分とに分けられている。
【０００８】
また、上記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、ヨーク部分は、第１の磁性層と第２の磁性層との磁気的な接続部分から磁極部分まで、コイルを迂回するように配置されている。
【０００９】
特開２０００−５７５２２号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は、主磁性膜と補助磁性膜とを有している。このヘッドでは、主磁性膜の媒体対向面側の一部によって磁極部分が構成され、主磁性膜の他の部分と補助磁性膜とによってヨーク部分が構成されている。
【００１０】
特開２０００−６７４１３号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は、磁極部分を含む磁極部分層と、ヨーク部分を含むヨーク部分層とを有している。磁極部分層は、その後端面（媒体対向面とは反対側の面）、側面（媒体対向面およびギャップ部の面に垂直な面）および上面（ギャップ部とは反対側の面）でヨーク部分層と磁気的に接続されている。
【００１１】
特開平１１−１０２５０６号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層は、磁極部分を含む磁極部分層と、ヨーク部分を含むヨーク部分層とを有している。磁極部分層は、その側面および上面でヨーク部分層と磁気的に接続されている。
【００１２】
一方、垂直磁気記録方式用の薄膜磁気ヘッドに関しては、「日経エレクトロニクス２０００年９月２５日号（ｎｏ．７７９），ｐ．２０６」における図２に、単磁極ヘッドの構造の一例が示されている。このヘッドでは、主磁極を含む磁性層は単層になっている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
例えば６０ギガビット／（インチ）2以上のような大きな面記録密度を有する磁気記録再生装置を実現しようとする場合には、垂直磁気記録方式を採用することが有望視されている。しかしながら、垂直磁気記録方式に適した薄膜磁気ヘッドであって、６０ギガビット／（インチ）2以上のような大きな面記録密度を有する磁気記録再生装置を実現するための性能を有するヘッドは実現できていない。それは、従来の薄膜磁気ヘッドが以下で説明するような問題点を有しているためである。
【００１４】
まず、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドは、いずれも、構造上、長手磁気記録方式用のヘッドであり、垂直磁気記録方式には適していない。具体的に説明すると、各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、ギャップ部の厚みが小さいと共にスロートハイトが短く、ヨーク部分はコイルを迂回するように配置された構造であるため、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界が小さいという問題点がある。また、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、第２の磁性層の磁極部分をパターニングするためのエッチングや磁極部分の形成後の工程の影響で、磁極部分のギャップ部とは反対側のエッジが湾曲しやすい。そのため、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、記録媒体におけるビットパターン形状に歪みが生じ、そのため線記録密度を高めることが難しいという問題点がある。また、前記の各公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、いずれも、ヨーク部分はコイルを迂回するように配置された構造であるため、磁路長が長くなり、そのため高周波特性が悪化するという問題点がある。
【００１５】
また、特開平１１−１０２５０６号公報に示された薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分層は、その側面および上面でのみヨーク部分層と磁気的に接続されている。そのため、このヘッドでは、磁極部分層とヨーク部分層との磁気的な接続部分の面積が小さく、そのため、この接続部分において磁束が飽和して、媒体対向面において磁極部分より発生される磁界が小さくなるという問題点がある。
【００１６】
一方、「日経エレクトロニクス２０００年９月２５日号（ｎｏ．７７９），ｐ．２０６」における図２に示された薄膜磁気ヘッドでは、主磁極を含む磁性層は単層になっている。このヘッドでは、媒体対向面における磁性層の厚みを小さくするために、磁性層全体が薄くなっている。そのため、このヘッドでは、磁性層の途中で磁束が飽和しやすく、媒体対向面において主磁極より発生される磁界が小さくなるという問題点がある。また、このヘッドでは、主磁極を平坦化する必要性を考えたとき、磁性層全体を平坦化しなければならず、そのため、このヘッドでは、磁路は四角く、長くなっている。このような構造は、磁界強度および高周波特性の観点から非効率的である。
【００１７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくでき、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることができるようにした薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
記録媒体の進行方向の前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、
非磁性材料よりなり、第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられたギャップ層と、
媒体対向面から離れた位置において第１の磁性層と第２の磁性層とを磁気的に連結する連結部と、
少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、
薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面は、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、
第２の磁性層は、磁極部分を含み、媒体対向面における幅がトラック幅を規定する磁極部分層と、ヨーク部分となるヨーク部分層とを有し、
磁極部分層の飽和磁束密度は、ヨーク部分層の飽和磁束密度以上であり、
ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するものである。
【００１９】
本発明の薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層は、磁極部分層に磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上であることから、第２の磁性層の途中における磁束の飽和を防止することができる。また、本発明では、薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するので、ヨーク部分層は、連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。これらのことから、本発明では、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になる。
【００２０】
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、第１の磁性層は記録媒体の進行方向の後側に配置され、第２の磁性層は記録媒体の進行方向の前側に配置されてもよい。
【００２１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面との間を結ぶ直線状の磁気経路が形成されるような形状を有している。
【００２２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面における磁極部分層と第１の磁性層との間の距離は、連結部の厚みよりも大きい。この場合、ヨーク部分層は、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面との接続位置から連結部との接続位置にかけて、徐々に第１の磁性層に近づいていてもよい。
【００２３】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層の少なくとも一部は、第１の磁性層側に突出する弧状に形成されていてもよい。
【００２４】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層は、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面と磁極部分層の幅方向の両側面とに磁気的に接続されていてもよい。
【００２５】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨーク部分層の媒体対向面側の端部は、媒体対向面から離れた位置に配置されていてもよい。
【００２６】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、磁極部分層のヨーク部分層と接する部分の幅は、磁極部分層の媒体対向面における幅よりも大きくてもよい。
【００２７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面から磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面までの長さは２μｍ以上であってもよい。
【００２８】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、更に、磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に接する非磁性層を備えていてもよい。この場合、非磁性層は媒体対向面に露出していてもよい。また、ヨーク部分層の一部は、非磁性層を介して磁極部分層のギャップ層とは反対側の面に隣接し、非磁性層を介して磁極部分層に磁気的に接続されていてもよい。また、非磁性層は、磁極部分層を構成する材料よりもドライエッチングに対するエッチング速度が小さい材料よりなっていてもよい。
【００２９】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、薄膜コイルの少なくとも一部は、第１の磁性層と第２の磁性層の中間の位置よりも第１の磁性層に近い位置に配置されていてもよい。
【００３０】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、ギャップ層は、形成時に流動性を有する材料よりなり、少なくとも薄膜コイルの少なくとも一部の巻線間に充填される第１の部分と、第１の部分よりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた材料よりなり、薄膜コイルの少なくとも一部および第１の部分を覆い、第１の磁性層、第２の磁性層および連結部に接する第２の部分とを有していてもよい。この場合、第１の部分は、有機系の非導電性非磁性材料またはスピンオングラス膜よりなっていてもよい。また、第２の部分は、無機系の非導電性非磁性材料よりなっていてもよい。
【００３１】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドにおいて、更に、再生素子としての磁気抵抗効果素子を備えていてもよい。この場合、更に、媒体対向面側の一部が磁気抵抗効果素子を挟んで対向するように配置された、磁気抵抗効果素子をシールドするための第１および第２のシールド層を備えていてもよい。また、第１の磁性層は第２のシールド層を兼ねていてもよい。
【００３２】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドは、垂直磁気記録方式に用いられるものであってもよい。
【００３３】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体の進行方向の前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、非磁性材料よりなり、第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられたギャップ層と、媒体対向面から離れた位置において第１の磁性層と第２の磁性層とを磁気的に連結する連結部と、少なくとも一部が第１および第２の磁性層の間に、第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、第２の磁性層は、磁極部分を含み、媒体対向面における幅がトラック幅を規定する磁極部分層と、ヨーク部分となるヨーク部分層とを有し、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上である薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
第１の磁性層を形成する工程と、
薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置されるように、第１の磁性層の上にギャップ層、連結部および薄膜コイルを形成する工程と、
ギャップ層および連結部の上に第２の磁性層を形成する工程とを備え、
第２の磁性層を形成する工程は、
ギャップ層の上に磁極部分層を形成する工程と、
ヨーク部分層によって連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とが磁気的に接続されるように、ギャップ層および連結部の上にヨーク部分層を形成する工程とを含むものである。
【００３４】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第２の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層は、磁極部分層に磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上となることから、第２の磁性層の途中における磁束の飽和を防止することができる。また、本発明では、薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するので、ヨーク部分層は、連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。これらのことから、本発明では、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になる。
【００３５】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、磁極部分層を形成する工程は、ギャップ層および連結部の上に、磁極部分層を構成する材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層をドライエッチングによって選択的にエッチングして、磁極部分層の外形を決定すると共に連結部を露出させる工程とを含んでいてもよい。
【００３６】
この場合、磁極部分層を形成する工程は、更に、被エッチング層を形成する工程の後で、研磨により、被エッチング層の上面を平坦化する工程を含んでいてもよい。また、磁極部分層を形成する工程は、更に、被エッチング層を形成する工程の前に、研磨により、被エッチング層の下地を平坦化する工程を含んでいてもよい。また、磁極部分層を形成する工程は、更に、被エッチング層を形成する工程の後で、被エッチング層の上に非磁性層を形成する工程と、非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応したマスクを形成する工程とを含み、被エッチング層をエッチングする工程は、マスクを用いて、非磁性層および被エッチング層をエッチングしてもよい。マスクを形成する工程は、非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応した空隙部を有するレジストフレームを形成し、このレジストフレームの空隙部内にマスクを形成してもよい。
【００３７】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、ヨーク部分層は電気めっき法によって形成されてもよい。この場合、ヨーク部分層を形成する工程は、磁極部分層における媒体対向面側の一部を覆うレジストカバーを形成する工程と、レジストカバー、磁極部分層、ギャップ層および連結部の上に、電気めっき法のための電極層を形成する工程と、電極層を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層を形成する工程とを含んでもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図１は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。また、図１において記号Ｔで示す矢印は、記録媒体の進行方向を表している。図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。図３は図２における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。図４は図１に示した薄膜磁気ヘッドの媒体対向面の一部を示す正面図である。図５は図４における磁極部分層および非磁性層を拡大して示す正面図である。
【００３９】
図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１と、この基板１の上に形成されたアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）等の絶縁材料よりなる絶縁層２と、この絶縁層２の上に形成された磁性材料よりなる下部シールド層３と、この下部シールド層３の上に、絶縁層４を介して形成された再生素子としてのＭＲ（磁気抵抗効果）素子５と、このＭＲ素子５の上に絶縁層４を介して形成された磁性材料よりなる上部シールド層６とを備えている。下部シールド層３および上部シールド層６の厚みは、それぞれ例えば１〜２μｍである。
【００４０】
ＭＲ素子５の一端部は、媒体対向面（エアベアリング面）ＡＢＳに配置されている。ＭＲ素子５には、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗効果）素子、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子あるいはＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子等の磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた素子を用いることができる。
【００４１】
薄膜磁気ヘッドは、更に、上部シールド層６の上に形成された非磁性層７と、この非磁性層７の上に形成された磁性材料よりなる第１の磁性層８と、この第１の磁性層８の上において薄膜コイル１０を形成すべき位置に形成された絶縁層９Ａと、この絶縁層９Ａの上に形成された薄膜コイル１０と、少なくとも薄膜コイル１０の巻線間に充填された絶縁層９Ｂとを備えている。絶縁層９Ａには、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置において、コンタクトホール９ａが形成されている。
【００４２】
第１の磁性層８の厚みは例えば１〜２μｍである。第１の磁性層８を構成する磁性材料は、例えば鉄−ニッケル系合金すなわちパーマロイでもよいし、後述するような高飽和磁束密度材でもよい。
【００４３】
絶縁層９Ａは、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、その厚みは例えば０．１〜１μｍである。
【００４４】
薄膜コイル１０は、銅等の導電性の材料よりなり、その巻線の厚みは例えば０．３〜２μｍである。薄膜コイル１０の巻数は任意であり、巻線のピッチも任意である。ここでは、一例として、薄膜コイル１０の巻線の厚みを１．３μｍ、巻線の幅を０．８μｍ、巻線のピッチを１．３μｍ、巻数を８とする。
【００４５】
絶縁層９Ｂは、形成時に流動性を有する非導電性且つ非磁性の材料よりなる。具体的には、絶縁層９Ｂは、例えば、フォトレジスト（感光性樹脂）のような有機系の非導電性非磁性材料によって形成してもよいし、塗布ガラスよりなるスピンオングラス（ＳＯＧ）膜で形成してもよい。
【００４６】
薄膜磁気ヘッドは、更に、コンタクトホール９ａが形成された位置において第１の磁性層８の上に形成された磁性材料よりなる連結部１２と、薄膜コイル１０、絶縁層９Ａおよび絶縁層９Ｂを覆うように形成された絶縁層９Ｃとを備えている。薄膜コイル１０は、連結部１２の回りに巻回されている。
【００４７】
連結部１２の形状は、例えば、厚みが２〜４μｍ、奥行き（媒体対向面ＡＢＳに垂直な方向の長さ）が２〜１０μｍ、幅が５〜２０μｍである。連結部１２を構成する磁性材料は、例えば鉄−ニッケル系合金すなわちパーマロイでもよいし、後述するような高飽和磁束密度材でもよい。
【００４８】
絶縁層９Ｃは、絶縁層９Ｂよりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた非導電性且つ非磁性の材料よりなる。このような材料としては、アルミナやシリコン酸化物（ＳｉＯ2）等の無機系の非導電性非磁性材料を用いることができる。媒体対向面ＡＢＳにおける絶縁層９Ａおよび絶縁層９Ｃの合計の厚みは、例えば２〜４μｍである。また、この厚みは、連結部１２の厚み以上とする。
【００４９】
絶縁層９Ａ，９Ｂ，９Ｃは、第１の磁性層８と後述する第２の磁性層１４との間に設けられるギャップ層９を構成する。絶縁層９Ｂは本発明におけるギャップ層の第１の部分に対応し、絶縁層９Ａ，９Ｃは本発明におけるギャップ層の第２の部分に対応する。
【００５０】
薄膜磁気ヘッドは、更に、媒体対向面ＡＢＳから少なくとも連結部１２まで、絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上に形成された磁性材料よりなる第２の磁性層１４を備えている。第２の磁性層１４は、磁極部分を含む磁極部分層１４Ａと、ヨーク部分となるヨーク部分層１４Ｂとを有している。磁極部分層１４Ａは、媒体対向面ＡＢＳから、媒体対向面ＡＢＳと連結部１２との間の所定の位置にかけて、絶縁層９Ｃの上に形成されている。ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の第２の磁性層１４側の端部（以下、上端部と言う。）と磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳとは反対側の端面（以下、後端面と言う。）とを磁気的に接続する。また、ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面との間を結ぶ直線状の磁気経路２０が形成されるような形状を有している。薄膜磁気ヘッドは、更に、磁極部分層１４Ａの上に形成された非磁性層１５を備えている。ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部は、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａの上面に隣接し、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａに磁気的に接続されている。薄膜磁気ヘッドは、更に、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料よりなり、第２の磁性層１４を覆うように形成された保護層１７を備えている。
【００５１】
薄膜コイル１０の第２の磁性層１４側の面は、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部（絶縁層９Ｃの磁性層１４側の端部）の位置よりも第１の磁性層８側の位置に配置されている。
【００５２】
磁極部分層１４Ａの厚みは、好ましくは０．１〜０．８μｍであり、更に好ましくは０．３〜０．８μｍである。ここでは、一例として、磁極部分層１４Ａの厚みを０．５μｍとする。また、媒体対向面ＡＢＳから磁極部分層１４Ａの後端面までの長さは２μｍ以上である。ここでは、一例として、この長さを１０μｍとする。
【００５３】
図３に示したように、磁極部分層１４Ａは、媒体対向面ＡＢＳ側に配置された第１の部分１４Ａ1と、この第１の部分１４Ａ1よりも媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置された第２の部分１４Ａ2とを含んでいる。第１の部分１４Ａ1は、第２の磁性層１４における磁極部分となる。第１の磁性層８における磁極部分は、第１の磁性層８のうちギャップ層９を介して上記第１の部分１４Ａ1に対向する部分を含む。
【００５４】
第１の部分１４Ａ1は、トラック幅と等しい幅を有している。すなわち、第１の部分１４Ａ1の媒体対向面ＡＢＳにおける幅がトラック幅を規定している。第２の部分１４Ａ2の幅は、第１の部分１４Ａ1との境界位置では第１の部分１４Ａ1の幅と等しく、その位置から媒体対向面ＡＢＳより遠ざかる程、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部は、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａの第２の部分１４Ａ2の上に重なっている。
【００５５】
第１の部分１４Ａ1の媒体対向面ＡＢＳにおける幅、すなわちトラック幅は、好ましくは０．５μｍ以下であり、更に好ましくは０．３μｍ以下である。ヨーク部分層１４Ｂと重なる部分における第２の部分１４Ａ2の幅は、第１の部分１４Ａ1の媒体対向面ＡＢＳにおける幅よりも大きく、例えば２μｍ以上である。
【００５６】
ヨーク部分層１４Ｂの厚みは、例えば１〜２μｍである。ヨーク部分層１４Ｂは、図１に示したように、磁極部分層１４Ａの後端面に磁気的に接続されていると共に、図３に示したように、磁極部分層１４Ａの幅方向の両側面に磁気的に接続されている。また、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部は、媒体対向面ＡＢＳから例えば１．５μｍ以上離れた位置に配置されている。
【００５７】
磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度は、ヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度以上となっている。磁極部分層１４Ａを構成する磁性材料としては、飽和磁束密度が１．４Ｔ以上の高飽和磁束密度材を用いるのが好ましい。高飽和磁束密度材としては、鉄および窒素原子を含む材料、鉄、ジルコニアおよび酸素原子を含む材料、鉄およびニッケル元素を含む材料等を用いることができる。具体的には、高飽和磁束密度材としては、例えば、ＮｉＦｅ（Ｎｉ：４５重量％，Ｆｅ：５５重量％）、ＦｅＮやその化合物、Ｃｏ系アモルファス合金、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−Ｍ（必要に応じてＯ（酸素原子）も含む。）、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍ（必要に応じてＯ（酸素原子）も含む。）の中のうちの少なくとも１種類を用いることができる。ここで、Ｍは、Ｎｉ，Ｎ，Ｃ，Ｂ，Ｓｉ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｍｏ，Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｕ（いずれも化学記号）の中から選択された少なくとも１種類である。
【００５８】
ヨーク部分層１４Ｂを構成する磁性材料としては、例えば、飽和磁束密度が１．０Ｔ程度となる鉄およびニッケル元素を含む材料を用いることができる。このような材料は、耐食性に優れ、且つ磁極部分層１４Ａを構成する材料よりも高抵抗である。また、このような材料を用いることにより、ヨーク部分層１４Ｂの形成が容易になる。
【００５９】
また、ヨーク部分層１４Ｂを構成する磁性材料としては、磁極部分層１４Ａを構成する磁性材料と同じ組成系のものを用いることもできる。この場合には、ヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度を、磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度よりも小さくするために、ヨーク部分層１４Ｂを構成する磁性材料としては、磁極部分層１４Ａを構成する磁性材料に比べて、鉄原子の組成比の小さい材料を用いるのが好ましい。
【００６０】
非磁性層１５の平面的な形状は、磁極部分層１４Ａと同様である。また、非磁性層１５は、媒体対向面ＡＢＳに露出している。非磁性層１５の厚みは、好ましくは０．５μｍ以下である。ここでは、一例として、非磁性層１５の厚みを０．３μｍとする。また、非磁性層１５は、省くことも可能である。
【００６１】
非磁性層１５を構成する材料としては、例えば、チタンまたはタンタルを含む材料（合金および酸化物を含む。）や、アルミナやシリコン酸化物（ＳｉＯ2）等の無機系の非導電性非磁性材料を用いることができる。また、磁極部分層１４Ａをドライエッチングによって形成する場合には、非磁性層１５を構成する材料として、磁極部分層１４Ａを構成する材料、およびギャップ層９のうちの磁極部分層１４Ａに接する絶縁層９Ｃを構成する材料よりもドライエッチングに対するエッチング速度が小さい材料を用いるのが好ましい。このような材料としては、例えばチタンまたはタンタルを含む材料（合金および酸化物を含む。）を用いることができる。
【００６２】
図４および図５に示したように、媒体対向面ＡＢＳに露出する磁極部分層１４Ａの面の形状は、長方形でもよいし、記録媒体の進行方向Ｔの後側（スライダにおける空気流入端側）に配置される下辺が上辺よりも小さい台形または三角形でもよい。また、磁極部分層１４Ａの側面は凹面でもよい。また、媒体対向面ＡＢＳに露出する磁極部分層１４Ａの面における側辺と基板１の面とのなす角度は８０〜８８゜が好ましい。
【００６３】
以上説明したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面ＡＢＳと再生ヘッドと記録ヘッドとを備えている。再生ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５と、媒体対向面ＡＢＳ側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層６を備えている。
【００６４】
記録ヘッドは、媒体対向面ＡＢＳ側において記録媒体の進行方向Ｔの前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１の磁性層８および第２の磁性層１４と、非磁性材料よりなり、第１の磁性層８と第２の磁性層１４との間に設けられたギャップ層９と、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置において第１の磁性層８と第２の磁性層１４とを磁気的に連結する連結部１２と、少なくとも一部が第１の磁性層８および第２の磁性層１４の間に、これらの磁性層８，１４に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル１０とを備えている。
【００６５】
本実施の形態では、薄膜コイル１０のうち磁性層８，１４の間に配置された部分の第２の磁性層１４側の面（図１における上側の面）は、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部（図１における上側の端部）の位置よりも第１の磁性層８側（図１における下側）の位置に配置されている。
【００６６】
また、第２の磁性層１４は、磁極部分を含み、媒体対向面ＡＢＳにおける幅がトラック幅を規定する磁極部分層１４Ａと、ヨーク部分となるヨーク部分層１４Ｂとを有している。磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度は、ヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度以上となっている。ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面とを磁気的に接続している。
【００６７】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、垂直磁気記録方式に用いるのに適している。この薄膜磁気ヘッドを垂直磁気記録方式に用いる場合、第２の磁性層１４の磁極部分層１４Ａにおける第１の部分１４Ａ1が主磁極となり、第１の磁性層８の磁極部分が補助磁極となる。なお、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを垂直磁気記録方式に用いる場合には、記録媒体としては２層媒体と単層媒体のいずれをも使用することが可能である。
【００６８】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層１４が磁極部分層１４Ａとヨーク部分層１４Ｂとを有し、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａに磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層１４Ａの飽和磁束密度がヨーク部分層１４Ｂの飽和磁束密度以上であることから、第２の磁性層１４の途中における磁束の飽和を防止することができる。
【００６９】
また、本実施の形態では、薄膜コイル１０のうち磁性層８，１４の間に配置された部分の第２の磁性層１４側の面は、媒体対向面ＡＢＳにおけるギャップ層９の第２の磁性層１４側の端部の位置および連結部１２の上端部の位置よりも第１の磁性層８側の位置に配置されている。そして、ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面とを磁気的に接続している。従って、ヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２と磁極部分層１４Ａとの間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。
【００７０】
これらのことから、本実施の形態によれば、第２の磁性層１４の磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になる。磁極部分層１４Ａに高飽和磁束密度材を用いた場合には、特に、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくすることができ、保磁力の大きな記録媒体への記録も可能となる。
【００７１】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、記録媒体の面に垂直な方向の磁界は長手方向の磁界よりも大きく、ヘッドが発生する磁気エネルギを効率よく、記録媒体に伝達することができる。従って、この薄膜磁気ヘッドによれば、記録媒体の熱揺らぎの影響を受けにくくして、線記録密度を高めることができる。
【００７２】
図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、第１の磁性層８を記録媒体の進行方向Ｔの後側（薄膜磁気ヘッドを含むスライダにおける空気流入端側）に配置し、第２の磁性層１４を記録媒体の進行方向Ｔの前側（薄膜磁気ヘッドを含むスライダにおける空気流出端側）に配置するのが好ましい。このような配置とすることにより、これとは逆の配置の場合に比べて、垂直磁気記録方式を用いた場合の記録媒体における磁化反転遷移幅が小さくなり、記録媒体において、より高密度の磁化パターンを形成することができ、その結果、線記録密度を高めることができる。
【００７３】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、第２の磁性層１４のヨーク部分層１４Ｂは、連結部１２の上端部と磁極部分層１４Ａの後端面との間を結ぶ直線状の磁気経路２０が形成されるような形状を有している。これにより、特に磁路長を短縮でき、高周波特性を向上させることが可能になる。
【００７４】
また、図３に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、媒体対向面ＡＢＳにおける磁極部分層１４Ａと第１の磁性層８との間の距離は、連結部１２の厚み以上としている。そして、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａの後端面との接続位置から連結部１２との接続位置にかけて、徐々に第１の磁性層８に近づいている。これにより、特に磁路長を短縮でき、高周波特性を向上させることが可能になる。
【００７５】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク部分層１４Ｂの少なくとも一部は、第１の磁性層８側に突出する弧状に形成されている。これにより、ヨーク部分層１４Ｂの一部が、薄膜コイル１０に近くなり、薄膜コイル１０によって発生される磁界をヨーク部分層１４Ｂで効率よく吸収することが可能になる。
【００７６】
また、図３に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク部分層１４Ｂは、磁極部分層１４Ａの後端面と両側面とに磁気的に接続されている。これにより、磁極部分層１４Ａの体積が小さくても、ヨーク部分層１４Ｂと磁極部分層１４Ａとの接続部分の面積を増やすことができ、この接続部分における磁束の飽和を防止することができる。その結果、磁束を効率よくヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａへ導くことができ、記録媒体に印加される磁界を大きくすることができる。
【００７７】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部は、媒体対向面ＡＢＳから離れた位置に配置されている。これにより、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の端部より発生される磁界によって記録媒体に情報の書き込みが生じることを防止することができる。
【００７８】
また、図２に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分層１４Ａのヨーク部分層１４Ｂと接する部分の幅は、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳにおける幅よりも大きくなっている。これにより、磁極部分層１４Ａのヨーク部分層１４Ｂと接する部分の面積を大きくすることができ、この部分での磁束の飽和を防止することができる。その結果、磁束を効率よくヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａへ導くことができ、且つ磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳにおける露出面積を小さくすることで、記録媒体に印加される磁界を大きくすることができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、媒体対向面ＡＢＳから磁極部分層１４Ａの後端面までの長さを２μｍ以上とすることにより、磁極部分層１４Ａの厚みや幅を大きくすることなく、磁極部分層１４Ａのヨーク部分層１４Ｂと接する部分の面積を大きくして、この部分での磁束の飽和を防止することができる。その結果、磁束を効率よくヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａへ導くことができる。
【００８０】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面に接する非磁性層１５を備えている。これにより、磁極部分層１４Ａをドライエッチングによって形成する際や、ヨーク部分層１４Ｂを電気めっき法によって形成する際に、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面がダメージを受けることを防止でき、その面を平坦にすることができる。特に、本実施の形態では、非磁性層１５が媒体対向面ＡＢＳに露出しているので、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部を平坦に保つことができる。これにより、媒体対向面ＡＢＳにおいて磁極部分層１４Ａより発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができる。その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができる。
【００８１】
また、本実施の形態では、ヨーク部分層１４Ｂの媒体対向面ＡＢＳ側の一部は、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面に隣接し、非磁性層１５を介して磁極部分層１４Ａに磁気的に接続されている。その結果、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面からも、非磁性層１５を介してヨーク部分層１４Ｂから磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側へ磁束を導くことができる。
【００８２】
また、非磁性層１５を、磁極部分層１４Ａを構成する材料、およびギャップ層９のうちの磁極部分層１４Ａと接する部分を構成する材料よりもドライエッチングに対するエッチング速度が小さい材料で構成した場合には、磁極部分層１４Ａをドライエッチングによって形成する際に、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の面がダメージを受けることを防止することができる。
【００８３】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、薄膜コイル１０のうち第１の磁性層８と第２の磁性層１４の間に配置された部分は、第１の磁性層８と第２の磁性層１４の中間の位置よりも第１の磁性層８に近い位置に配置されている。これにより、第２の磁性層１４よりも体積の大きな第１の磁性層８によって、薄膜コイル１０から発生する磁界を効率よく吸収でき、薄膜コイル１０が第２の磁性層１４に近い場合に比べて、第１の磁性層８および第２の磁性層１４における磁界の吸収率を高めることができる。
【００８４】
また、図１に示したように、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドでは、ギャップ層９は、形成時に流動性を有する材料よりなり、少なくとも薄膜コイル１０の巻線間に充填された第１の部分（絶縁層９Ｂ）と、この第１の部分よりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた材料よりなり、薄膜コイル１０および第１の部分を覆い、第１の磁性層８、第２の磁性層１４および連結部１２に接する第２の部分（絶縁層９Ａ，９Ｃ）とを有している。ギャップ層９の第２の部分は、媒体対向面ＡＢＳに露出している。薄膜コイル１０の巻線間に隙間なく非磁性材料を充填することは、スパッタリング法では困難であるが、有機系の材料のように流動性を有する非磁性材料を用いた場合には容易である。しかし、有機系の材料は、ドライエッチングに対する耐性、耐食性、耐熱性、剛性等の点で信頼性に乏しい。本実施の形態では、上述のように、形成時に流動性を有する材料によって薄膜コイル１０の巻線間に充填された第１の部分（絶縁層９Ｂ）を形成し、この第１の部分よりも耐食性、剛性および絶縁性が優れた材料によって、薄膜コイル１０および第１の部分を覆い、第１の磁性層８、第２の磁性層１４および連結部１２に接する第２の部分（絶縁層９Ａ，９Ｃ）を形成するようにしたので、薄膜コイル１０の巻線間に隙間なく非磁性材料を充填でき、且つギャップ層９の信頼性を高めることができる。
【００８５】
また、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、再生素子としてのＭＲ素子５を備えている。これにより、誘導型電磁変換素子を用いて再生を行う場合に比べて、再生性能を向上させることができる。また、ＭＲ素子５は、シールド層３，６によってシールドされているので、再生時の分解能を向上させることができる。
【００８６】
次に、図６ないし図８を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの第１の変形例について説明する。図６は第１の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図６は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。図７は図６に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。図８は図７における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。
【００８７】
第１の変形例の薄膜磁気ヘッドでは、図１に示した薄膜磁気ヘッドに比べて、媒体対向面ＡＢＳから磁極部分層１４Ａの後端面までの長さが短くなっている。ここでは、一例として、この長さを５μｍとする。非磁性層１５の平面的な形状は、磁極部分層１４Ａと同様である。第１の変形例の薄膜磁気ヘッドのその他の構成は、図１に示した薄膜磁気ヘッドと同様である。
【００８８】
次に、図９を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの第２の変形例について説明する。図９は第２の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。なお、図９は媒体対向面および基板の面に垂直な断面を示している。
【００８９】
第２の変形例の薄膜磁気ヘッドは、上記第１の変形例の薄膜磁気ヘッドにおける上部シールド層６および非磁性層７を省き、第１の磁性層８が上部シールド層６を兼ねるようにしたものである。この構成によれば、薄膜磁気ヘッドの構造が簡単になり、製造も簡単になる。第２の変形例の薄膜磁気ヘッドのその他の構成は、第１の変形例の薄膜磁気ヘッドと同様である。
【００９０】
次に、図１０ないし図２５を参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法について説明する。なお、ここでは、図６に示した薄膜磁気ヘッドを製造する場合を例にとって製造方法を説明するが、図１に示した薄膜磁気ヘッドを製造する場合も同様である。また、図９に示した薄膜磁気ヘッドを製造する場合も、上部シールド層６および非磁性層７を形成する工程が省かれること以外は、以下の説明と同様である。
【００９１】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、基板１の上に絶縁層２を形成する。次に、絶縁層２の上に下部シールド層３を形成する。なお、図１０ないし図２５では、基板１および絶縁層２を省略している。
【００９２】
次に、図１０に示したように、下部シールド層３の上に、絶縁層４の一部となる絶縁膜を形成し、この絶縁膜の上にＭＲ素子５と、このＭＲ素子５に接続される図示しないリードとを形成する。次に、ＭＲ素子５およびリードを、絶縁層４の他の一部となる新たな絶縁膜で覆い、ＭＲ素子５およびリードを絶縁層４内に埋設する。
【００９３】
次に、絶縁層４の上に上部シールド層６を形成し、その上に非磁性層７を形成する。次に、この非磁性層７の上に、第１の磁性層８を所定の形状に形成する。次に、図示しないが、非磁性層７および第１の磁性層８をアルミナ等の非磁性材料で覆い、第１の磁性層８が露出するまで非磁性材料を研磨して、第１の磁性層８の上面を平坦化する。
【００９４】
次に、図１１に示したように、第１の磁性層８の上に、アルミナ等の非導電性且つ非磁性の材料をスパッタして、絶縁層９Ａを形成する。次に、周知のフォトリソグラフィ技術とドライエッチング技術とを用いて、連結部１２を形成すべき位置において、絶縁層９Ａにコンタクトホール９ａを形成する。
【００９５】
次に、図１２に示したように、周知のフォトリソグラフィ技術および成膜技術（例えば電気めっき法）を用いて、絶縁層９Ａの上に薄膜コイル１０を形成する。
【００９６】
次に、図１３に示したように、周知のフォトリソグラフィ技術を用いて、少なくとも薄膜コイル１０の巻線間に充填される絶縁層９Ｂを形成する。
【００９７】
次に、図１４に示したように、周知のフォトリソグラフィ技術および成膜技術（例えば電気めっき法）を用いて、コンタクトホール９ａが形成された位置において第１の磁性層８の上に連結部１２を形成する。連結部１２の厚みは、例えば２〜４μｍとする。
【００９８】
次に、図１５に示したように、スパッタ法を用いて、薄膜コイル１０、絶縁層９Ａ、絶縁層９Ｂおよび連結部１２を覆うように絶縁層９Ｃを形成する。この時点で、絶縁層９Ｃの厚みは、連結部１２の厚み以上、例えば２〜６μｍとする。
【００９９】
次に、図１６に示したように、例えば化学機械研磨を用いて、絶縁層９Ｃの厚みが所定の記録ギャップ長と等しくなるまで絶縁層９Ｃの表面を研磨して、絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上面を平坦化する。この時点で、第１の磁性層８の上面から絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上面までの距離は、例えば２〜４μｍとする。なお、この時点では、必ずしも連結部１２を露出させる必要はなく、後の工程で露出させてもよい。
【０１００】
次に、図１７に示したように、絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上に、第２の磁性層１４の磁極部分層１４Ａを構成する材料よりなる被エッチング層１４Ａｅを形成する。被エッチング層１４Ａｅの厚みは、好ましくは０．１〜０．８μｍとし、更に好ましくは０．３〜０．８μｍとする。被エッチング層１４Ａｅの形成方法は、電気めっき法でもよいし、スパッタ法でもよい。被エッチング層１４Ａｅの表面の粗さが大きい場合（例えば、算術平均粗さＲａが１２オングストローム以上の場合）は、化学機械研磨等によって被エッチング層１４Ａｅの表面を研磨して平坦化することが好ましい。
【０１０１】
次に、被エッチング層１４Ａｅの上に、非磁性層１５ｅを形成する。非磁性層１５ｅの厚みは、好ましくは０．５μｍ以下とする。
【０１０２】
次に、図示しないが、非磁性層１５ｅの上に、スパッタ法により、電気めっき法のための電極層を形成する。この電極層の厚みは０．１μｍ以下とし、材料は例えば鉄−ニッケル合金とする。
【０１０３】
次に、図１８に示したように、フォトリソグラフィ技術を用いて、上記電極層の上に、フォトレジストによって、磁極部分層１４Ａの形状に対応した空隙部を有するレジストフレーム３１を形成する。次に、このレジストフレーム３１を用いて、電気めっき法（フレームめっき法）によって、上記電極層の上に、磁極部分層１４Ａの形状に対応したマスク３２となるめっき膜を形成する。このめっき膜の厚みは１〜４μｍとし、材料は例えば鉄−ニッケル合金とする。次に、レジストフレーム３１を除去する。
【０１０４】
次に、図１９に示したように、マスク３２を用いて、イオンミリング等のドライエッチング技術によって、非磁性層１５ｅおよび被エッチング層１４Ａｅをエッチングして、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａの外形を決定する。このとき、マスク３２のうち、少なくとも媒体対向面ＡＢＳに対応する部分は完全に除去することが好ましいが、マスク３２が非磁性で、耐食性等の点で信頼性が十分にあれば、この限りではない。
【０１０５】
上記のエッチングにより、図４および図５に示したように、媒体対向面ＡＢＳに露出する磁極部分層１４Ａの面の形状を長方形、あるいは記録媒体の進行方向Ｔの後側（スライダにおける空気流入端側）に配置される下辺が上辺よりも小さい台形または三角形とする。また、磁極部分層１４Ａの側面は凹面でもよい。また、上記のエッチングにより、媒体対向面ＡＢＳにおける磁極部分層１４Ａの幅を、トラック幅の規格に一致するように規定してもよい。
【０１０６】
また、上記のエッチングにより、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａの外形が決定されるのと同時に、絶縁層９Ｃがエッチングされると共に連結部１２が露出する。なお、このときに連結部１２が露出するように、連結部１２の厚みは予め所望の厚み以上に大きくしておく。
【０１０７】
なお、上述のようにめっき膜によるマスク３２を形成する代りに、フォトリソグラフィ技術を用いて、非磁性層１５ｅの上に、フォトレジストによって、磁極部分層１４Ａの形状に対応したレジストパターンを形成してもよい。そして、このレジストパターンをマスクとして、非磁性層１５ｅおよび被エッチング層１４Ａｅをエッチングして、非磁性層１５および磁極部分層１４Ａの外形を決定すると共に連結部１２を露出させ、その後、レジストパターンを除去してもよい。
【０１０８】
次に、図２０に示したように、フォトリソグラフィ技術を用いて、フォトレジストによって、磁極部分層１４Ａおよび非磁性層１５における媒体対向面ＡＢＳ側の一部を覆うレジストカバー３３を形成する。このレジストカバー３３の厚みは、後述するヨーク部分層形成用のフレームの厚み以下とするのが好ましい。
【０１０９】
次に、図２１に示したように、レジストカバー３３、磁極部分層１４Ａ（および非磁性層１５）、絶縁層９Ｃ（ギャップ層９）および連結部１２の上に、スパッタ法により、電気めっき法のための電極層３４を形成する。この電極層３４の厚みは０．１μｍ以下とし、材料は例えば鉄−ニッケル合金とし、下地にＴｉ（チタン）を成膜してもよい。
【０１１０】
次に、図２２に示したように、電極層３４の上に、フォトレジストによって、ヨーク部分層１４Ｂの形状に対応した空隙部を有するレジストフレーム３５を形成する。
【０１１１】
次に、図２３に示したように、レジストフレーム３５を用いて、電気めっき法（フレームめっき法）によって、電極層３４の上にヨーク部分層１４Ｂを形成する。次に、レジストフレーム３５を除去する。なお、ヨーク部分層１４Ｂは、リフトオフ法を用いて形成することも可能であるが、ヨーク部分層１４Ｂの形状を下地の形状に追従させるためには電気めっき法を用いるのが最も好ましい。
【０１１２】
次に、図２４に示したように、電極層３４のうち、ヨーク部分層１４Ｂの下に存在する部分以外の部分をドライエッチングで除去する。
【０１１３】
次に、図２５に示したように、レジストカバー３３を除去する。次に、第２の磁性層１４を覆うように保護層１７を形成する。次に、保護層１７の上に配線や端子等を形成し、スライダ単位で基板を切断し、媒体対向面ＡＢＳの研磨、浮上用レールの作製等を行って、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【０１１４】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の作用、効果の他に、以下のような作用、効果が得られる。
【０１１５】
本実施の形態では、第２の磁性層１４の磁極部分層１４Ａを形成する工程は、ギャップ層９および連結部１２の上に、磁極部分層１４Ａを構成する材料よりなる被エッチング層１４Ａｅを形成する工程と、被エッチング層１４Ａｅおよびギャップ層９をドライエッチングによって選択的にエッチングして、磁極部分層１４Ａの外形を決定すると共に連結部１２を露出させる工程とを含む。本実施の形態では、被エッチング層１４Ａｅおよびギャップ層９をドライエッチングすることによって、磁極部分層１４Ａの後端面から連結部１２の上端部にかけて緩やかな傾斜を持つように、ヨーク部分層１４Ｂの下地の形状が決定される。従って、この下地の上にヨーク部分層１４Ｂを形成することにより、連結部１２と磁極部分層１４Ａとの間を結ぶ直線状の磁気経路を形成することが可能になる。
【０１１６】
また、本実施の形態において、被エッチング層１４Ａｅを形成する工程の後で、研磨により、被エッチング層１４Ａｅの上面を平坦化した場合には、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部を完全に平坦化することができる。これにより、媒体対向面ＡＢＳにおいて磁極部分層１４Ａより発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができる。
【０１１７】
また、本実施の形態では、被エッチング層１４Ａｅを形成する工程の前に、研磨により、被エッチング層１４Ａｅの下地となる絶縁層９Ｃおよび連結部１２の上面を平坦化している。これにより、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９側の端部を平坦化することができる。また、被エッチング層１４Ａｅをスパッタ法によって形成する場合には、被エッチング層１４Ａｅの成膜時の膜厚均一性がよいため、媒体対向面ＡＢＳにおいて、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部も平坦化することができる。これらのことから、媒体対向面ＡＢＳにおいて磁極部分層１４Ａより発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができる。
【０１１８】
また、本実施の形態において、磁極部分層１４Ａを形成する工程は、被エッチング層１４Ａｅを形成する工程の後で、被エッチング層１４Ａｅの上に非磁性層１５ｅを形成する工程と、非磁性層１５ｅの上に、磁極部分層１４Ａの形状に対応したマスク３２を形成する工程とを含み、被エッチング層１４Ａｅをエッチングする工程は、このマスク３２を用いて、非磁性層１５ｅおよび被エッチング層１４Ａｅをエッチングしてもよい。この場合には、被エッチング層１４Ａｅの上面を非磁性層１５ｅで保護した状態で磁極部分層１４Ａの外形を決定でき、磁極部分層１４Ａのギャップ層９とは反対側の端部の平坦性を維持することが可能になる。
【０１１９】
また、マスク３２を形成する工程は、非磁性層１５ｅの上に、磁極部分層１４Ａの形状に対応した空隙部を有するレジストフレーム３１を形成し、このレジストフレーム３１の空隙部内にマスク３２を形成してもよい。この場合には、マスク３２をレジストで形成する場合に比べて、ドライエッチングに対する耐性に優れたマスク３２を形成することが可能になる。これにより、磁極部分層１４Ａを構成する材料がドライエッチングに対する耐性に優れている場合でも、マスク３２を用いたドライエッチングによって磁極部分層１４Ａの外形を決定することが可能になる。
【０１２０】
また、本実施の形態において、ヨーク部分層１４Ｂを形成する工程は、電気めっき法によってヨーク部分層１４Ｂを形成してもよい。この場合には、ヨーク部分層１４Ｂを容易に形成できると共に、ヨーク部分層１４Ｂを、その下地の形状によく追従した形状に形成することが可能になる。
【０１２１】
また、ヨーク部分層１４Ｂを形成する工程は、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側の一部を覆うレジストカバー３３を形成する工程と、レジストカバー３３、磁極部分層１４Ａ、ギャップ層９および連結部１２の上に、電気めっき法のための電極層３４を形成する工程と、電極層３４を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層１４Ｂを形成する工程とを含んでもよい。この場合には、磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側の一部の側面に電極層が付着し、残留することを防止することができ、電極層の付着、残留によってトラック幅が大きくなることを防止することができる。更に、電極層をドライエッチングによって除去する際に、エッチングされた材料が磁極部分層１４Ａの媒体対向面ＡＢＳ側の一部の側面に付着し、残留して薄膜磁気ヘッドの信頼性が低下してしまうことを防止することもできる。
【０１２２】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、第２の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層は、磁極部分層に磁束を導くための十分な体積を有し、また、磁極部分層の飽和磁束密度がヨーク部分層の飽和磁束密度以上であることから、第２の磁性層の途中における磁束の飽和を防止することができる。また、本発明では、薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面におけるギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置され、ヨーク部分層は、連結部の第２の磁性層側の端部と磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とを磁気的に接続するので、ヨーク部分層は、連結部と磁極部分層との間に短い磁気経路で且つ強い磁気的結合を形成することができる。これらのことから、本発明によれば、磁極部分より発生される、記録媒体の面に垂直な方向の磁界を大きくし、且つ磁路長を短縮して高周波特性を向上させることが可能になるという効果を奏する。
【０１４０】
また、請求項１ないし７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁極部分層を形成する工程は、ギャップ層および連結部の上に、磁極部分層を構成する材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、被エッチング層およびギャップ層をドライエッチングによって選択的にエッチングして、磁極部分層の外形を決定すると共に連結部を露出させる工程とを含む。これにより、本発明によれば、磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面から連結部の第２の磁性層側の端部にかけて緩やかな傾斜を持つように、ヨーク部分層の下地の形状を決定することができ、この下地の上にヨーク部分層を形成することにより、連結部と磁極部分層との間を結ぶ直線状の磁気経路を形成することが可能になるという効果を奏する。
【０１４１】
また、請求項２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、被エッチング層を形成する工程の後で、研磨により、被エッチング層の上面を平坦化するようにしたので、媒体対向面において、磁極部分層のギャップ層とは反対側の端部を完全に平坦化することができ、これにより、媒体対向面において磁極部分層より発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４２】
また、請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、被エッチング層を形成する工程の前に、研磨により、被エッチング層の下地を平坦化するようにしたので、媒体対向面において、磁極部分層のギャップ層側の端部を平坦化することができる。また、これにより、被エッチング層をスパッタ法によって形成する場合には、媒体対向面において、磁極部分層のギャップ層とは反対側の端部も平坦化することができる。これらのことから、本発明によれば、媒体対向面において磁極部分層より発生される磁界を、トラックに交差する方向について均一化することができ、その結果、記録媒体におけるビットパターン形状の歪みを抑えて、線記録密度を向上させることができるという効果を奏する。
【０１４３】
また、請求項４または５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、被エッチング層を形成する工程の後で、被エッチング層の上に非磁性層を形成し、この非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応したマスクを形成し、このマスクを用いて、非磁性層および被エッチング層をエッチングして、磁極部分層の外形を決定するようにしたので、被エッチング層の上面を非磁性層で保護した状態で磁極部分層の外形を決定でき、磁極部分層のギャップ層とは反対側の端部の平坦性を維持することが可能になるという効果を奏する。
【０１４４】
また、請求項５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、マスクを形成する工程は、非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応した空隙部を有するレジストフレームを形成し、このレジストフレームの空隙部内にマスクを形成するようにしたので、ドライエッチングに対する耐性に優れたマスクを形成することが可能になり、その結果、磁極部分層を構成する材料がドライエッチングに対する耐性に優れている場合でも、マスクを用いたドライエッチングによって磁極部分層の外形を決定することが可能になるという効果を奏する。
【０１４５】
また、請求項６または７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、電気めっき法によってヨーク部分層を形成するようにしたので、ヨーク部分層を容易に形成できると共に、ヨーク部分層を、その下地の形状によく追従した形状に形成することが可能になるという効果を奏する。
【０１４６】
また、請求項７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヨーク部分層を形成する工程は、磁極部分層における媒体対向面側の一部を覆うレジストカバーを形成する工程と、レジストカバー、磁極部分層、ギャップ層および連結部の上に、電気めっき法のための電極層を形成する工程と、電極層を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層を形成する工程とを含むようにしたので、磁極部分層における媒体対向面側の一部の側面に電極層やエッチング時の付着物が残留することを防止することができ、電極層の残留によってトラック幅が大きくなったり、エッチング時の付着物の残留により薄膜磁気ヘッドの信頼性が低下したりすることを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図３】図２における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図４】図１に示した薄膜磁気ヘッドの媒体対向面の一部を示す正面図である。
【図５】図４における磁極部分層および非磁性層を拡大して示す正面図である。
【図６】本発明の一実施の形態における第１の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図７】図６に示した薄膜磁気ヘッドの要部を示す斜視図である。
【図８】図７における磁極部分の近傍を拡大して示す斜視図である。
【図９】本発明の一実施の形態における第２の変形例の薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面図である。
【図１０】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を示す断面図である。
【図１１】図１０に続く工程を示す断面図である。
【図１２】図１１に続く工程を示す断面図である。
【図１３】図１２に続く工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に続く工程を示す断面図である。
【図１５】図１４に続く工程を示す断面図である。
【図１６】図１５に続く工程を示す断面図である。
【図１７】図１６に続く工程を示す断面図である。
【図１８】図１７に続く工程を示す断面図である。
【図１９】図１８に続く工程を示す断面図である。
【図２０】図１９に続く工程を示す断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を示す断面図である。
【図２２】図２１に続く工程を示す断面図である。
【図２３】図２２に続く工程を示す断面図である。
【図２４】図２３に続く工程を示す断面図である。
【図２５】図２４に続く工程を示す断面図である。
【符号の説明】
３…下部シールド層、４…絶縁層、５…ＭＲ素子、６…上部シールド層、７…非磁性層、８…第１の磁性層、９…ギャップ層、９Ａ，９Ｂ，９Ｃ…絶縁層、１０…薄膜コイル、１２…連結部、１４…第２の磁性層、１４Ａ…磁極部分層、１４Ｂ…ヨーク部分層、１５…非磁性層。[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 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]
The thin film magnetic head of the present invention is
A medium facing surface facing the recording medium;
First and second magnetic layers including magnetic pole portions arranged to face each other at a predetermined interval before and after the recording medium in the traveling direction;
A gap layer made of a nonmagnetic material and provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer;
A coupling portion that magnetically couples the first magnetic layer and the second magnetic layer at a position away from the medium facing surface;
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 the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side and the position of the end of the coupling part on the second magnetic layer side. Is disposed at a position closer to the first magnetic layer than
The second magnetic layer includes a magnetic pole part, and includes a magnetic pole part layer whose width on the medium facing surface defines a track width, and a yoke part layer that becomes a yoke part,
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 magnetically connects the end portion of the coupling portion on the second magnetic layer side and the end surface of the magnetic pole portion layer opposite to the medium facing surface.
[0019]
In the thin film magnetic head of the present invention, the second magnetic layer has a magnetic pole part layer and a yoke part layer, the yoke part layer has a sufficient volume for guiding the magnetic flux to the magnetic pole part layer, and the magnetic pole part Since the saturation magnetic flux density of the partial layer is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer, saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. In the present invention, at least a part of the thin-film coil on the second magnetic layer side is positioned at the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface and the second magnetic layer of the coupling portion. The yoke portion layer is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end portion on the side, and the yoke portion layer is located on the side opposite to the medium facing surface of the second magnetic layer side of the coupling portion and the pole portion layer. Since the end face is magnetically connected, the yoke portion layer can form a strong magnetic coupling with a short magnetic path between the coupling portion and the pole portion layer. For these reasons, in the present invention, it is possible to increase the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium and shorten the magnetic path length to improve the high frequency characteristics.
[0020]
In the thin film magnetic head of the present invention, 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]
In the thin film magnetic head of the present invention, the yoke partial layer Is the connecting part Between the end on the second magnetic layer side and the end surface on the side opposite to the medium facing surface of the magnetic pole partial layer Straight line connecting It has such a shape that a magnetic path is formed.
[0022]
In the thin film magnetic head of the present invention, the distance between the magnetic pole portion layer and the first magnetic layer on the medium facing surface is the thickness of the connecting portion. Bigger than . In this case, the yoke portion layer may gradually approach the first magnetic layer from the connection position with the end surface opposite to the medium facing surface of the magnetic pole portion layer to the connection position with the coupling portion.
[0023]
In the thin film magnetic head of the present invention, at least a part of the yoke portion layer may be formed in an arc shape protruding toward the first magnetic layer side.
[0024]
In the thin film magnetic head of the present invention, the yoke portion layer may be magnetically connected to the end surface of the pole portion layer opposite to the medium facing surface and to both side surfaces of the pole portion layer in the width direction.
[0025]
In the thin film magnetic head of the present invention, 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.
[0026]
In the thin film magnetic head of the present invention, 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.
[0027]
In the thin film magnetic head of the present invention, 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.
[0028]
The thin film magnetic head of the present invention 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 having a lower etching rate for dry etching than the material forming the magnetic pole portion layer.
[0029]
In the thin film magnetic head of the present invention, 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 second magnetic layer. .
[0030]
In the thin film magnetic head of the invention, the gap layer is made of a material having fluidity when formed, and includes at least a first portion filled between at least some windings of the thin film coil, and a first portion. Is made of a material excellent in corrosion resistance, rigidity and insulation, covers at least a part of the thin film coil and the first part, and contacts the first magnetic layer, the second magnetic layer, and the second part in contact with the coupling part. You may have. 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.
[0031]
The thin film magnetic head of the present invention may further include a magnetoresistive effect 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.
[0032]
The thin film magnetic head of the present invention may be used for a perpendicular magnetic recording system.
[0033]
A method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present invention includes a first and a second magnetic pole portion disposed so as to face each other with a predetermined gap before and after a medium facing surface facing a recording medium and in a traveling direction of the recording medium. A second magnetic layer, a gap layer made of a non-magnetic material, provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer, and the first magnetic layer and the first magnetic layer at a position away from the medium facing surface; And a coupling portion that magnetically couples the two magnetic layers, and at least part of the coupling portion is provided between the first and second magnetic layers and insulated from the first and second magnetic layers. 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 becomes a yoke portion. Thin film magnetism whose saturation magnetic flux density is higher than the saturation magnetic flux density of the yoke layer A method of manufacturing a head,
Forming a first magnetic layer;
The surface of at least a part of the thin film coil on the second magnetic layer side is the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side and the position of the end of the coupling part on the second magnetic layer side. Forming a gap layer, a coupling portion and a thin film coil on the first magnetic layer so as to be disposed at a position closer to the first magnetic layer than
Forming a second magnetic layer on the gap layer and the coupling portion,
The step of forming the second magnetic layer includes:
Forming a pole portion layer on the gap layer;
The yoke portion layer is disposed on the gap layer and the coupling portion so that the end portion of the coupling portion on the second magnetic layer side and the end surface of the magnetic pole portion layer opposite to the medium facing surface are magnetically connected to each other. Forming a partial layer.
[0034]
In the method for manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, the second magnetic layer has a magnetic pole part layer and a yoke part layer, and the yoke part layer has a sufficient volume for guiding magnetic flux to the magnetic pole part layer, Further, since the saturation magnetic flux density of the magnetic pole partial layer is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer, saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. In the present invention, at least a part of the thin-film coil on the second magnetic layer side is positioned at the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface and the second magnetic layer of the coupling portion. The yoke portion layer is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end portion on the side, and the yoke portion layer is located on the side opposite to the medium facing surface of the second magnetic layer side of the coupling portion and the pole portion layer. Since the end face is magnetically connected, the yoke portion layer can form a strong magnetic coupling with a short magnetic path between the coupling portion and the pole portion layer. For these reasons, in the present invention, it is possible to increase the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium and shorten the magnetic path length to improve the high frequency characteristics.
[0035]
In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the invention, the step of forming the magnetic pole portion layer includes the step of forming an etching target layer made of a material constituting the magnetic pole portion layer on the gap layer and the connecting portion, and an etching target layer. May be selectively etched by dry etching to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer and to expose the coupling portion.
[0036]
In this case, the step of forming the magnetic pole portion layer may further include a step of flattening the upper surface of the layer to be etched by polishing after the step of forming the layer to be etched. Further, the step of forming the magnetic pole portion layer may further include a step of flattening the base of the layer to be etched by polishing before the step of forming the layer to be etched. The step of forming the magnetic pole portion layer further includes the step of forming the nonmagnetic layer on the etched layer after the step of forming the etched layer, and the step of forming the magnetic pole portion layer on the nonmagnetic layer. Forming the mask corresponding to the shape, and etching the layer to be etched may etch the nonmagnetic layer and the layer to be etched 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]
In the method for manufacturing a thin film magnetic head of the present invention, the yoke portion layer may be formed by electroplating. In this case, the step of forming 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 an electric circuit on the resist cover, the pole portion layer, the gap layer, and the connecting portion. You may include the process of forming the electrode layer for plating, and the process of forming a yoke part layer by an electroplating method using an electrode layer.
[0038]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention. 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 ), An insulating layer 2 made of an insulating material, a lower shield layer 3 made of a magnetic material formed on the insulating layer 2, and an insulating layer 4 formed on the lower shield layer 3 An MR (magnetoresistive 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 filled between the windings of the thin film coil 10. And an insulating layer 9B. A contact hole 9a is formed in the insulating layer 9A at a position away from the medium facing surface ABS.
[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.
[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 covers the connecting portion 12 made of a magnetic material formed on the first magnetic layer 8 at the position where the contact hole 9a is formed, the thin film coil 10, the insulating layer 9A, and the insulating layer 9B. And an insulating layer 9C formed as described above. The thin film coil 10 is wound around the connecting portion 12.
[0047]
The connecting portion 12 has, for example, a thickness of 2 to 4 μm, a depth (a length in a direction perpendicular to the medium facing surface ABS) of 2 to 10 μm, and a width of 5 to 20 μm. The magnetic material constituting the connecting portion 12 may be, for example, an iron-nickel alloy, that is, permalloy, or a high saturation magnetic flux density material as described later.
[0048]
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, 2 to 4 μm. This thickness is equal to or greater than the thickness of the connecting portion 12.
[0049]
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.
[0050]
The thin film magnetic head further includes an insulating layer 9C and a second magnetic layer 14 made of a magnetic material formed on the coupling portion 12 from the medium facing surface ABS to at least the coupling portion 12. 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 pole portion layer 14A is formed on the insulating layer 9C from the medium facing surface ABS to a predetermined position between the medium facing surface ABS and the connecting portion 12. The yoke portion layer 14B has an end surface (hereinafter referred to as an upper end portion) on the second magnetic layer 14 side of the coupling portion 12 and an end surface (hereinafter referred to as a rear end surface) opposite to the medium facing surface ABS of the magnetic pole portion layer 14A. Are magnetically connected to each other. The yoke portion layer 14B Is the connecting part 12 Between the upper end of the magnetic pole and the rear end face of the pole portion layer 14A Straight line connecting The magnetic path 20 is shaped to be formed. The thin film magnetic head further includes a nonmagnetic layer 15 formed on the pole portion layer 14A. A portion of the yoke portion layer 14B on 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. Yes. The thin film magnetic head further includes a protective layer 17 made of a nonconductive and nonmagnetic material such as alumina and formed to cover the second magnetic layer 14.
[0051]
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.
[0052]
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.
[0053]
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 opposes is included.
[0054]
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 that position, and then becomes a certain size. A part of the yoke portion layer 14B on the medium facing surface ABS side passes through the nonmagnetic layer 15 and the second portion 14A of the pole portion layer 14A. 2 It overlaps on the top.
[0055]
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.
[0056]
The thickness of the yoke portion layer 14B is, for example, 1 to 2 μm. As shown in FIG. 1, the yoke portion layer 14B is magnetically connected to the rear end face of the pole portion layer 14A, and as shown in FIG. 3, on both side surfaces in the width direction of the pole portion layer 14A. Magnetically connected. Further, the end of the yoke portion layer 14B 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.
[0057]
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).
[0058]
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.
[0059]
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.
[0060]
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.
[0061]
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.
[0062]
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 °.
[0063]
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.
[0064]
The recording head includes a first magnetic layer 8 and a second magnetic layer 14 that include magnetic pole portions arranged to face each other with a predetermined interval before and after the recording medium traveling direction T on the medium facing surface ABS side. And a gap layer 9 made of a nonmagnetic material and provided between the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14, and the first magnetic layer 8 and the first magnetic layer 8 at a position away from the medium facing surface ABS. The coupling portion 12 that magnetically couples the two magnetic layers 14, and at least a part thereof is insulated between the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 14 from the magnetic layers 8, 14. And a thin film coil 10 provided in the state.
[0065]
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).
[0066]
The second magnetic layer 14 includes a magnetic pole part, and includes a magnetic pole part layer 14A whose width at the medium facing surface ABS defines a track width, and a yoke part layer 14B that becomes a yoke part. 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 magnetically connects the upper end portion of the coupling portion 12 and the rear end face of the magnetic pole portion layer 14A.
[0067]
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.
[0068]
In the thin film magnetic head according to the present embodiment, the second magnetic layer 14 has a magnetic pole part layer 14A and a yoke part layer 14B, and the yoke part layer 14B is sufficient to guide the magnetic flux to the magnetic pole part layer 14A. Since the magnetic flux has a volume and the saturation magnetic flux density of the magnetic pole portion layer 14A is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke portion layer 14B, saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer 14 can be prevented.
[0069]
In the present embodiment, the portion of the thin film coil 10 disposed between the magnetic layers 8 and 14 on the second magnetic layer 14 side is the second magnetic layer of the gap layer 9 in the medium facing surface ABS. It is arranged at a position closer to the first magnetic layer 8 than the position of the end on the layer 14 side and the position of the upper end of the coupling portion 12. The yoke portion layer 14B magnetically connects the upper end portion of the coupling portion 12 and the rear end face of the magnetic pole portion layer 14A. Therefore, the yoke portion layer 14B can form a strong magnetic coupling with a short magnetic path between the coupling portion 12 and the pole portion layer 14A.
[0070]
Therefore, according to the present embodiment, the magnetic field generated from the magnetic pole portion of the second magnetic layer 14 in the direction perpendicular to the surface of the recording medium is increased, and the magnetic path length is shortened to increase the high frequency. The characteristics can be improved. 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.
[0071]
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.
[0072]
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.
[0073]
As shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the yoke portion layer 14B of the second magnetic layer 14 is used. Is the connecting part 12 Between the upper end of the magnetic pole and the rear end face of the pole portion layer 14A Straight line connecting It has such a shape that the magnetic path 20 is formed. Thereby, in particular, the magnetic path length can be shortened, and the high frequency characteristics can be improved.
[0074]
As shown in FIG. 3, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the distance between the magnetic pole portion layer 14A and the first magnetic layer 8 in the medium facing surface ABS is equal to or greater than the thickness of the coupling portion 12. It is said. The yoke portion layer 14B gradually approaches the first magnetic layer 8 from the connection position with the rear end face of the magnetic pole portion layer 14A to the connection position with the coupling portion 12. Thereby, in particular, the magnetic path length can be shortened, and the high frequency characteristics can be improved.
[0075]
Further, as shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, at least a part of the yoke portion layer 14B is formed in an arc shape protruding toward the first magnetic layer 8 side. Thereby, a part of the yoke portion layer 14B becomes close to the thin film coil 10, and the magnetic field generated by the thin film coil 10 can be efficiently absorbed by the yoke portion layer 14B.
[0076]
As shown in FIG. 3, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the yoke portion layer 14B is magnetically connected to the rear end surface and both side surfaces of the magnetic pole portion layer 14A. As a result, even if the volume of the magnetic pole portion layer 14A is small, the area of the connecting portion between the yoke portion layer 14B and the magnetic pole portion layer 14A can be increased, and saturation of the magnetic flux at this connecting portion can be prevented. As a result, the magnetic flux can be efficiently guided from the yoke partial layer 14B to the magnetic pole partial layer 14A, and the magnetic field applied to the recording medium can be increased.
[0077]
As shown in FIG. 1, in the thin film magnetic head according to the present embodiment, the end of the yoke portion layer 14B on the medium facing surface ABS side is disposed at a position away from the medium facing surface ABS. As a result, it is possible to prevent information from being written to the recording medium by the magnetic field generated from the end of the yoke portion layer 14B on the medium facing surface ABS side.
[0078]
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.
[0079]
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.
[0080]
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.
[0081]
Further, in the present embodiment, a part of the yoke portion layer 14B on the medium facing surface ABS side is adjacent to the surface of the pole portion layer 14A opposite to the gap layer 9 through the nonmagnetic layer 15, and is nonmagnetic. It is magnetically connected to the pole portion layer 14A through the layer 15. As a result, the magnetic flux can be guided from the yoke portion layer 14B to the medium facing surface ABS side of the pole portion layer 14A via the nonmagnetic layer 15 also from the surface opposite to the gap layer 9 of the pole portion layer 14A.
[0082]
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.
[0083]
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 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.
[0084]
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 at least filled between the windings of the thin film coil 10. Part (insulating layer 9B) and a material having better corrosion resistance, rigidity and insulation than the first part, covering the thin film coil 10 and the first part, and the first magnetic layer 8 and the second magnetic layer 8 The magnetic layer 14 and the second portion (insulating layers 9A and 9C) in contact with the coupling portion 12 are included. The second portion of the gap layer 9 is exposed to the medium facing surface ABS. 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. A second portion (insulating layer 9A) that covers the thin-film coil 10 and the first portion and is in contact with the first magnetic layer 8, the second magnetic layer 14, and the connecting portion 12 with a material having excellent corrosion resistance, rigidity, and insulation. 9C), the nonmagnetic material can be filled without any gap between the windings of the thin film coil 10, and the reliability of the gap layer 9 can be improved.
[0085]
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.
[0086]
Next, a first modification of the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film magnetic head of the first modification. FIG. 6 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate. FIG. 7 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. FIG. 8 is an enlarged perspective view showing the vicinity of the magnetic pole portion in FIG.
[0087]
In the thin film magnetic head of the first modification, the length from the medium facing surface ABS to the rear end surface of the magnetic pole portion layer 14A is shorter than that of the thin film magnetic head shown in FIG. Here, as an example, this length is 5 μm. The planar shape of the nonmagnetic layer 15 is the same as that of the magnetic pole portion layer 14A. The other configuration of the thin film magnetic head of the first modification is the same as that of the thin film magnetic head shown in FIG.
[0088]
Next, a second modification of the thin film magnetic head according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the thin film magnetic head of the second modification. FIG. 9 shows a cross section perpendicular to the medium facing surface and the surface of the substrate.
[0089]
In the thin film magnetic head of the second modification, the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 in the thin film magnetic head of the first modification are omitted, and the first magnetic layer 8 also serves as the upper shield layer 6. Is. According to this configuration, the structure of the thin film magnetic head is simplified and the manufacture is also simplified. Other configurations of the thin film magnetic head of the second modification are the same as those of the thin film magnetic head of the first modification.
[0090]
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 taking the case of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIG. 6 as an example, but the same applies to the case of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIG. Also, the manufacturing of the thin film magnetic head shown in FIG. 9 is the same as the following description except that the step of forming the upper shield layer 6 and the nonmagnetic layer 7 is omitted.
[0091]
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. 10 to 25, the substrate 1 and the insulating layer 2 are omitted.
[0092]
Next, as shown in FIG. 10, an insulating film to be 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.
[0093]
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.
[0094]
Next, as shown in FIG. 11, 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 connecting portion 12 is to be formed by using a well-known photolithography technique and dry etching technique.
[0095]
Next, as shown in FIG. 12, the thin film coil 10 is formed on the insulating layer 9A by using a well-known photolithography technique and a film forming technique (for example, electroplating method).
[0096]
Next, as shown in FIG. 13, an insulating layer 9 </ b> B filled at least between the windings of the thin film coil 10 is formed using a known photolithography technique.
[0097]
Next, as shown in FIG. 14, using a well-known photolithography technique and film formation technique (for example, electroplating method), a connecting portion is formed on the first magnetic layer 8 at the position where the contact hole 9a is formed. 12 is formed. The thickness of the connection part 12 shall be 2-4 micrometers, for example.
[0098]
Next, as illustrated in FIG. 15, the insulating layer 9 </ b> C is formed so as to cover the thin film coil 10, the insulating layer 9 </ b> A, the insulating layer 9 </ b> B, and the connecting portion 12 using a sputtering method. At this time, the thickness of the insulating layer 9 </ b> C is equal to or greater than the thickness of the connecting portion 12, for example, 2 to 6 μm.
[0099]
Next, as shown in FIG. 16, the surface of the insulating layer 9C is polished until the thickness of the insulating layer 9C becomes equal to a predetermined recording gap length by using, for example, chemical mechanical polishing, so that the insulating layer 9C and the connecting portion are connected. The upper surface of 12 is flattened. At this time, the distance from the upper surface of the first magnetic layer 8 to the upper surfaces of the insulating layer 9C and the coupling portion 12 is, for example, 2 to 4 μm. At this time, the connecting portion 12 is not necessarily exposed, and may be exposed in a later process.
[0100]
Next, as illustrated in FIG. 17, an etching target layer 14 </ b> Ae made of a material constituting the magnetic pole portion layer 14 </ b> A of the second magnetic layer 14 is formed on the insulating layer 9 </ b> C and the coupling portion 12. 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. .
[0101]
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.
[0102]
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.
[0103]
Next, as shown in FIG. 18, a resist frame 31 having a gap corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer 14 </ b> 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.
[0104]
Next, as shown in FIG. 19, 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 etched. Determine the outline. 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.
[0105]
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.
[0106]
In addition, the outer shapes of the nonmagnetic layer 15 and the pole portion layer 14A are determined by the above etching, Insulating layer 9C is etched The connecting portion 12 is exposed. In addition, the thickness of the connection part 12 is previously made larger than desired thickness so that the connection part 12 may be exposed at this time.
[0107]
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 layer to be etched 14Ae are etched to determine the outer shape of the nonmagnetic layer 15 and the magnetic pole portion layer 14A and to expose the connecting portion 12, and then the resist pattern is formed. It may be removed.
[0108]
Next, as shown in FIG. 20, a resist cover 33 that covers a part of the magnetic pole portion layer 14 </ b> A and the nonmagnetic layer 15 on the medium facing surface ABS side is formed 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.
[0109]
Next, as shown in FIG. 21, an electroplating method is performed on the resist cover 33, the magnetic pole portion layer 14A (and the nonmagnetic layer 15), the insulating layer 9C (gap layer 9), and the connecting portion 12 by sputtering. An electrode layer 34 is formed. 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.
[0110]
Next, as shown in FIG. 22, a resist frame 35 having a gap corresponding to the shape of the yoke portion layer 14B is formed on the electrode layer 34 with a photoresist.
[0111]
Next, as shown in FIG. 23, the yoke portion layer 14 </ b> B is formed on the electrode layer 34 by electroplating (frame plating) using the resist frame 35. Next, the resist frame 35 is removed. The yoke portion layer 14B can be formed using a lift-off method, but it is most preferable to use an electroplating method in order to make the shape of the yoke portion layer 14B follow the shape of the base.
[0112]
Next, as shown in FIG. 24, portions of the electrode layer 34 other than the portion existing under the yoke portion layer 14B are removed by dry etching.
[0113]
Next, as shown in FIG. 25, 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.
[0114]
According to the method of manufacturing a thin film magnetic head according to the present embodiment, the following operations and effects can be obtained in addition to the operations and effects similar to those of the thin film magnetic head according to the present embodiment.
[0115]
In the present embodiment, in the step of forming the magnetic pole portion layer 14A of the second magnetic layer 14, the etched layer 14Ae made of the material constituting the magnetic pole portion layer 14A is formed on the gap layer 9 and the coupling portion 12. And etching layer 14Ae And gap layer 9 Are selectively etched by dry etching to determine the outer shape of the pole portion layer 14A and to expose the connecting portion 12. In the present embodiment, the layer to be etched 14Ae And gap layer 9 Is subjected to dry etching to determine the shape of the base of the yoke portion layer 14B so as to have a gentle slope from the rear end face of the pole portion layer 14A to the upper end portion of the connecting portion 12. Therefore, by forming the yoke portion layer 14B on this base, the space between the coupling portion 12 and the magnetic pole portion layer 14A is formed. Straight line connecting A magnetic path can be formed.
[0116]
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.
[0117]
Further, in this embodiment, before the step of forming the etching target layer 14Ae, the upper surfaces of the insulating layer 9C and the connecting portion 12 which are the base of the etching target layer 14Ae are planarized by polishing. 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.
[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]
In the present embodiment, the yoke part layer 14B may be formed by electroplating in the step of forming the yoke part layer 14B. In this case, the yoke portion layer 14B can be easily formed, and the yoke portion layer 14B can be formed in a shape that closely follows the shape of the underlying layer.
[0121]
The step of forming the yoke portion layer 14B includes the step of 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, the gap layer 9, and the connection. A step of forming an electrode layer 34 for electroplating on the portion 12 and a step of forming the yoke portion layer 14B by electroplating using the electrode layer 34 may be included. 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]
【The invention's effect】
As described above, claims 1 to 7 Any one of the thin film magnetic heads Manufacturing method The second magnetic layer has a magnetic pole part layer and a yoke part layer, the yoke part layer has a sufficient volume for guiding magnetic flux to the magnetic pole part layer, and the magnetic pole part layer is saturated. Since the magnetic flux density is equal to or higher than the saturation magnetic flux density of the yoke partial layer, saturation of the magnetic flux in the middle of the second magnetic layer can be prevented. In the present invention, at least a part of the thin-film coil on the second magnetic layer side is positioned at the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface and the second magnetic layer of the coupling portion. The yoke portion layer is disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the end portion on the side, and the yoke portion layer is located on the side opposite to the medium facing surface of the second magnetic layer side of the coupling portion and the pole portion layer. Since the end face is magnetically connected, the yoke portion layer can form a strong magnetic coupling with a short magnetic path between the coupling portion and the pole portion layer. Therefore, according to the present invention, it is possible to increase the magnetic field generated from the magnetic pole portion in the direction perpendicular to the surface of the recording medium and shorten the magnetic path length to improve the high frequency characteristics. There is an effect.
[0140]
In the method of manufacturing a thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 7, the step of forming the magnetic pole part layer includes an etching target made of a material constituting the magnetic pole part layer on the gap layer and the connecting part. Layer forming step and layer to be etched And gap layer Are selectively etched by dry etching to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer and to expose the connecting portion. Thus, according to the present invention, the underlayer of the yoke portion layer has a gentle slope from the end surface opposite to the medium facing surface of the pole portion layer to the end portion of the coupling portion on the second magnetic layer side. The shape can be determined, and by forming the yoke part layer on this base, the space between the coupling part and the pole part layer is formed. Straight line connecting There is an effect that a magnetic path can be formed.
[0141]
Claims 2 According to the method of manufacturing a thin film magnetic head described above, since the upper surface of the etching target layer is flattened by polishing after the step of forming the etching target layer, the gap of the pole portion layer is formed on the medium facing surface. The end opposite to the layer can be completely flattened, whereby the magnetic field generated from the magnetic pole portion layer on the medium facing surface can be made uniform in the direction crossing the track, and as a result Thus, it is possible to improve the linear recording density by suppressing the distortion of the bit pattern shape in the recording medium.
[0142]
Claims 3 According to the method of manufacturing a thin film magnetic head described above, since the base of the layer to be etched is flattened by polishing before the step of forming the layer to be etched, the gap of the pole portion layer is formed on the medium facing surface. The end on the layer side can be flattened. 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.
[0143]
Claims 4 Or 5 According to the method of manufacturing the thin film magnetic head described, after the step of forming the layer to be etched, a nonmagnetic layer is formed on the layer to be etched, and the shape of the pole portion layer is formed on the nonmagnetic layer. A corresponding mask was formed, and the nonmagnetic layer and the etching target layer were etched using this mask to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer. Therefore, the upper surface of the etching target layer was protected by the nonmagnetic layer. The outer shape of the magnetic pole part layer can be determined in the state, and the flatness of the end of the magnetic pole part layer opposite to the gap layer can be maintained.
[0144]
Claims 5 According to the method of manufacturing a thin film magnetic head described above, in the step of forming a mask, a resist frame having a gap corresponding to the shape of the magnetic pole portion layer is formed on the nonmagnetic layer, and the inside of the gap of the resist frame is formed. Since the mask is formed on the mask, it is possible to form a mask having excellent resistance to dry etching. As a result, even if the material constituting the magnetic pole portion layer is excellent in resistance to dry etching, the mask is formed. Thus, it is possible to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer by dry etching using.
[0145]
Claims 6 Or 7 According to the method of manufacturing the thin film magnetic head described above, the yoke portion layer is formed by electroplating, so that the yoke portion layer can be easily formed and the yoke portion layer follows the shape of the base well. There exists an effect that it becomes possible to form in a shape.
[0146]
Claims 7 According to the manufacturing method of the thin film magnetic head described, the step of forming 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, the resist cover, the magnetic pole portion layer, and the gap. Since the method includes a step of forming an electrode layer for electroplating on the layer and the connecting portion, and a step of forming a yoke portion layer by electroplating using the electrode layer. In this case, it is possible to prevent the electrode layer and deposits from being left on the side surface of the medium facing surface of the substrate from being left. There is an effect that the reliability of the thin film magnetic head can be prevented from being lowered.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head according to an 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 part 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. 6 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head of a first modified example of the embodiment of the invention.
7 is a perspective view showing a main part of the thin film magnetic head shown in FIG. 6. FIG.
8 is an enlarged perspective view showing the vicinity of a magnetic pole part in FIG. 7. FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a configuration of a thin film magnetic head of a second modified example of the embodiment of the invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing one step in the method of manufacturing a thin film magnetic head according to one embodiment of the invention.
11 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.
12 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in 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.
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 FIG. 20;
22 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIG. 21. FIG.
23 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 22. FIG.
24 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 23. FIG.
25 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG. 24. 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, 12 ... Connection part, 14 ... 2nd magnetic layer, 14A ... Magnetic pole part layer, 14B ... Yoke part layer, 15 ... Nonmagnetic layer.

Claims (7)

記録媒体に対向する媒体対向面と、記録媒体の進行方向の前後に所定の間隔を開けて互いに対向するように配置された磁極部分を含む第１および第２の磁性層と、非磁性材料よりなり、前記第１の磁性層と第２の磁性層との間に設けられたギャップ層と、前記媒体対向面から離れた位置において前記第１の磁性層と第２の磁性層とを磁気的に連結する連結部と、少なくとも一部が前記第１および第２の磁性層の間に、前記第１および第２の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備え、前記第２の磁性層は、磁極部分を含み、媒体対向面における幅がトラック幅を規定する磁極部分層と、ヨーク部分となるヨーク部分層とを有し、前記磁極部分層の飽和磁束密度が前記ヨーク部分層の飽和磁束密度以上である薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記第１の磁性層を形成する工程と、
前記薄膜コイルの少なくとも一部の第２の磁性層側の面が、媒体対向面における前記ギャップ層の第２の磁性層側の端部の位置および前記連結部の第２の磁性層側の端部の位置よりも第１の磁性層側の位置に配置されるように、前記第１の磁性層の上に前記ギャップ層、前記連結部および前記薄膜コイルを形成する工程と、
前記ギャップ層および前記連結部の上に前記第２の磁性層を形成する工程とを備え、
前記第２の磁性層を形成する工程は、
前記ギャップ層の上に前記磁極部分層を形成する工程と、
前記ヨーク部分層によって前記連結部の第２の磁性層側の端部と前記磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面とが磁気的に接続されるように、前記ギャップ層および前記連結部の上に前記ヨーク部分層を形成する工程と
を含み、
媒体対向面における前記磁極部分層と前記第１の磁性層との間の距離は、前記連結部の厚みよりも大きく、
前記ヨーク部分層は、前記連結部の第２の磁性層側の端部と前記磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面との間を結ぶ直線状の磁気経路が形成されるような形状を有し、
前記磁極部分層を形成する工程は、
前記ギャップ層および前記連結部の上に、前記磁極部分層を構成する材料よりなる被エッチング層を形成する工程と、
前記被エッチング層およびギャップ層をドライエッチングによって選択的にエッチングして、前記磁極部分層の外形を決定し、前記連結部を露出させると共に、前記磁極部分層の媒体対向面とは反対側の端面から前記連結部の第２の磁性層側の端部にかけて傾斜を持つように、前記ヨーク部分層の下地の形状を決定する工程とを含む
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。A medium facing surface facing the recording medium, first and second magnetic layers including magnetic pole portions arranged to face each other at a predetermined interval before and after the traveling direction of the recording medium, and a nonmagnetic material The gap layer provided between the first magnetic layer and the second magnetic layer, and the first magnetic layer and the second magnetic layer at a position away from the medium facing surface. And 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 second magnetic layer includes a magnetic pole part, and includes a magnetic pole part layer whose width on the medium facing surface defines a track width, and a yoke part layer serving as a yoke part, and a saturation magnetic flux density of the magnetic pole part layer is A thin film magnetic head having a saturation magnetic flux density greater than or equal to the yoke partial layer A method of production,
Forming the first magnetic layer;
The surface of at least a part of the thin film coil on the second magnetic layer side is the position of the end of the gap layer on the second magnetic layer side in the medium facing surface and the end of the coupling portion on the second magnetic layer side. Forming the gap layer, the coupling portion and the thin film coil on the first magnetic layer so as to be disposed at a position closer to the first magnetic layer than the position of the portion;
Forming the second magnetic layer on the gap layer and the coupling portion,
The step of forming the second magnetic layer includes
Forming the pole portion layer on the gap layer;
The gap layer and the coupling are connected so that the yoke portion layer magnetically connects the end of the coupling portion on the second magnetic layer side and the end surface of the pole portion layer opposite to the medium facing surface. Forming the yoke portion layer on the portion,
The distance between the magnetic pole portion layer and the first magnetic layer on the medium facing surface is greater than the thickness of the coupling portion,
The yoke portion layer, such as linear magnetic path in which the second magnetic layer side of the end portion of the connecting portion between the medium facing surface of the pole portion layer connecting between the end surface of the opposite side is formed Has a shape,
The step of forming the magnetic pole partial layer includes
Forming an etching target layer made of a material constituting the magnetic pole portion layer on the gap layer and the coupling portion;
The etched layer and the gap layer are selectively etched by dry etching to determine the outer shape of the magnetic pole portion layer, to expose the connecting portion, and to the end surface opposite to the medium facing surface of the magnetic pole portion layer And a step of determining the shape of the base of the yoke portion layer so as to have an inclination from the end of the coupling portion to the second magnetic layer side. 前記磁極部分層を形成する工程は、更に、前記被エッチング層を形成する工程の後で、研磨により、前記被エッチング層の上面を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。  2. The step of forming the magnetic pole portion 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. Manufacturing method of thin film magnetic head. 前記磁極部分層を形成する工程は、更に、前記被エッチング層を形成する工程の前に、研磨により、前記被エッチング層の下地を平坦化する工程を含むことを特徴とする請求項１または２記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。  3. The step of forming the magnetic pole part layer further includes a step of flattening a base of the layer to be etched by polishing before the step of forming the layer to be etched. A manufacturing method of the thin film magnetic head described. 前記磁極部分層を形成する工程は、更に、前記被エッチング層を形成する工程の後で、前記被エッチング層の上に非磁性層を形成する工程と、前記非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応したマスクを形成する工程とを含み、
前記被エッチング層をエッチングする工程は、前記マスクを用いて、前記非磁性層および前記被エッチング層をエッチングすることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。The step of forming the magnetic pole portion layer further includes a step of forming a nonmagnetic layer on the etched layer after the step of forming the etched layer, and a magnetic pole portion on the nonmagnetic layer. Forming a mask corresponding to the shape of the layer,
4. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the step of etching the layer to be etched includes etching the nonmagnetic layer and the layer to be etched using the mask. . 前記マスクを形成する工程は、前記非磁性層の上に、磁極部分層の形状に対応した空隙部を有するレジストフレームを形成し、このレジストフレームの空隙部内に前記マスクを形成することを特徴とする請求項４記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。  The step of forming the mask is characterized in that a resist frame having a gap corresponding to the shape of the pole portion 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 4. 前記ヨーク部分層は電気めっき法によって形成されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。  6. The method of manufacturing a thin film magnetic head according to claim 1, wherein the yoke portion layer is formed by electroplating. 前記ヨーク部分層を形成する工程は、前記磁極部分層における媒体対向面側の一部を覆うレジストカバーを形成する工程と、前記レジストカバー、前記磁極部分層、前記ギャップ層および前記連結部の上に、電気めっき法のための電極層を形成する工程と、前記電極層を用いて、電気めっき法によってヨーク部分層を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。  The step of forming 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 on the resist cover, the magnetic pole portion layer, the gap layer, and the connecting portion. 7. The thin film magnetic head according to claim 6, further comprising a step of forming an electrode layer for electroplating and a step of forming a yoke partial layer by electroplating using the electrode layer. Manufacturing method.
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