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JP2004335095A - Thin film magnetic head and its manufacturing method - Google Patents

Thin film magnetic head and its manufacturing method Download PDF

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JP2004335095A
JP2004335095A JP2004175165A JP2004175165A JP2004335095A JP 2004335095 A JP2004335095 A JP 2004335095A JP 2004175165 A JP2004175165 A JP 2004175165A JP 2004175165 A JP2004175165 A JP 2004175165A JP 2004335095 A JP2004335095 A JP 2004335095A
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JP
Japan
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layer
magnetic
thin
magnetic pole
film
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JP2004175165A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Sasaki
芳高 佐々木
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication date
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  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To form a magnetic pole part of an induction electromagnetic conversion element with high accuracy and to prevent the data from being written in an area other than the area to record. <P>SOLUTION: A recording head has a lower magnetic pole layer 10, a thin film coil 13, a recording gap layer 17 and an upper magnetic pole layer 18. The lower magnetic pole layer 10 has a magnetic pole partial layer 10a and a yoke partial layer 10b. The magnetic pole partial layer 10a includes a first part 10a<SB>1</SB>and a second part 10a<SB>2</SB>with a width larger than that of the first part 10a<SB>1</SB>. The width of a portion of the recording gap layer 17 side in the first part 10a<SB>1</SB>is smaller than the width of the other parts of the first part 10a<SB>1</SB>and is equal to that of a recording track. An insulation layer is arranged at both sides in the track width direction of the first part 10a<SB>1</SB>, and a surface of the other parts on the recording gap layer 17 side in the first part 10a<SB>1</SB>and a surface of the insulation layer on the recording gap layer 17 side are formed flat. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、少なくとも誘導型電磁変換素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a thin-film magnetic head having at least an inductive electromagnetic transducer and a method for manufacturing the same.

近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドと読み出し用の磁気抵抗(以下、MR(Magneto-resistive)とも記す。)素子を有する再生ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。   In recent years, as the areal recording density of a hard disk device has been improved, the performance of a thin-film magnetic head has been required to be improved. As the thin-film magnetic head, a composite type having a structure in which a recording head having an inductive electromagnetic transducer for writing and a reproducing head having a magnetoresistive (hereinafter also referred to as MR (Magneto-resistive)) element for reading are stacked. Thin film magnetic heads are widely used.

ところで、記録ヘッドの性能のうち、記録密度を高めるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる必要がある。このためには、記録ギャップ層を挟んでその上下に形成された下部磁極および上部磁極のエアベアリング面での幅を数ミクロンからサブミクロン寸法まで狭くした狭トラック構造の記録ヘッドを実現する必要があり、これを達成するために半導体加工技術が利用されている。   Incidentally, in order to increase the recording density of the performance of the recording head, it is necessary to increase the track density in the magnetic recording medium. For this purpose, it is necessary to realize a recording head having a narrow track structure in which the width of the lower magnetic pole and the upper magnetic pole formed above and below the recording gap layer on the air bearing surface is reduced from several microns to submicron dimensions. Yes, semiconductor processing technology is used to achieve this.

ここで、図9ないし図12を参照して、従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例として、複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法の一例について説明する。なお、図9ないし図12において、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。   Here, an example of a method of manufacturing a composite thin-film magnetic head will be described as an example of a conventional method of manufacturing a thin-film magnetic head with reference to FIGS. In FIGS. 9 to 12, (a) shows a cross section perpendicular to the air bearing surface, and (b) shows a cross section of the magnetic pole portion parallel to the air bearing surface.

この製造方法では、まず、図9に示したように、例えばアルティック(Al23・TiC)よりなる基板101の上に、例えばアルミナ(Al23)よりなる絶縁層102を、約5〜10μm程度の厚みで堆積する。次に、絶縁層102の上に、磁性材料よりなる再生ヘッド用の下部シールド層103を形成する。 In this manufacturing method, first, as shown in FIG. 9, an insulating layer 102 made of, for example, alumina (Al 2 O 3 ) is formed on a substrate 101 made of, for example, Altic (Al 2 O 3 .TiC). It is deposited with a thickness of about 5 to 10 μm. Next, a lower shield layer 103 for a read head made of a magnetic material is formed on the insulating layer 102.

次に、下部シールド層103の上に、例えばアルミナを100〜200nmの厚みにスパッタ堆積し、絶縁層としての下部シールドギャップ膜104を形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に、再生用のMR素子105を、数十nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に、MR素子105に電気的に接続される一対の電極層106を形成する。   Next, on the lower shield layer 103, for example, alumina is sputter deposited to a thickness of 100 to 200 nm to form a lower shield gap film 104 as an insulating layer. Next, on the lower shield gap film 104, a reproducing MR element 105 is formed with a thickness of several tens nm. Next, a pair of electrode layers 106 that are electrically connected to the MR element 105 are formed on the lower shield gap film 104.

次に、下部シールドギャップ膜104およびMR素子105の上に、絶縁層としての上部シールドギャップ膜107を形成し、MR素子105をシールドギャップ膜104,107内に埋設する。   Next, an upper shield gap film 107 as an insulating layer is formed on the lower shield gap film 104 and the MR element 105, and the MR element 105 is embedded in the shield gap films 104 and 107.

次に、上部シールドギャップ膜107の上に、磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用いられる上部シールド層兼下部磁極層(以下、下部磁極層と記す。)108を、約3μmの厚みに形成する。   Next, on the upper shield gap film 107, an upper shield layer and a lower magnetic pole layer (hereinafter, referred to as a lower magnetic pole layer) 108 made of a magnetic material and used for both the read head and the write head is about 3 μm. It is formed to a thickness.

次に、図10に示したように、下部磁極層108の上に、絶縁膜、例えばアルミナ膜よりなる記録ギャップ層109を0.2μmの厚みに形成する。次に、磁路形成のために、記録ギャップ層109を部分的にエッチングして、コンタクトホール109aを形成する。次に、磁極部分における記録ギャップ層109の上に、記録ヘッド用の磁性材料よりなる上部磁極チップ110を、0.5〜1.0μmの厚みに形成する。このとき同時に、磁路形成のためのコンタクトホール109aの上に、磁路形成のための磁性材料からなる磁性層119を形成する。   Next, as shown in FIG. 10, a recording gap layer 109 made of an insulating film, for example, an alumina film is formed on the lower magnetic pole layer 108 to a thickness of 0.2 μm. Next, in order to form a magnetic path, the recording gap layer 109 is partially etched to form a contact hole 109a. Next, an upper pole tip 110 made of a magnetic material for a recording head is formed to a thickness of 0.5 to 1.0 μm on the recording gap layer 109 at the pole portion. At the same time, a magnetic layer 119 made of a magnetic material for forming a magnetic path is formed on the contact hole 109a for forming a magnetic path.

次に、図11に示したように、上部磁極チップ110をマスクとして、イオンミリングによって、記録ギャップ層109と下部磁極層108をエッチングする。図11(b)に示したように、上部磁極部分(上部磁極チップ110)、記録ギャップ層109および下部磁極層108の一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成された構造は、トリム(Trim)構造と呼ばれる。   Next, as shown in FIG. 11, using the upper pole tip 110 as a mask, the recording gap layer 109 and the lower pole layer 108 are etched by ion milling. As shown in FIG. 11B, the structure in which the side walls of the upper magnetic pole portion (upper magnetic pole tip 110), the write gap layer 109, and a part of the lower magnetic pole layer 108 are formed in a self-aligned vertical manner is trimmed. (Trim) structure.

次に、全面に、例えばアルミナ膜よりなる絶縁層111を、約3μmの厚みに形成する。次に、この絶縁層111を、上部磁極チップ110および磁性層119の表面に至るまで研磨して平坦化する。   Next, an insulating layer 111 made of, for example, an alumina film is formed on the entire surface to a thickness of about 3 μm. Next, the insulating layer 111 is polished and flattened to the surface of the upper magnetic pole tip 110 and the magnetic layer 119.

次に、平坦化された絶縁層111の上に、例えば銅(Cu)よりなる誘導型の記録ヘッド用の第1層目の薄膜コイル112を形成する。次に、絶縁層111およびコイル112の上に、フォトレジスト層113を、所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層113の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。次に、フォトレジスト層113の上に、第2層目の薄膜コイル114を形成する。次に、フォトレジスト層113およびコイル114上に、フォトレジスト層115を、所定のパターンに形成する。次に、フォトレジスト層115の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。   Next, on the planarized insulating layer 111, a first-layer thin-film coil 112 made of, for example, copper (Cu) for an inductive recording head is formed. Next, a photoresist layer 113 is formed on the insulating layer 111 and the coil 112 in a predetermined pattern. Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature to planarize the surface of the photoresist layer 113. Next, a second-layer thin-film coil 114 is formed on the photoresist layer 113. Next, a photoresist layer 115 is formed in a predetermined pattern on the photoresist layer 113 and the coil 114. Next, heat treatment is performed at a predetermined temperature to planarize the surface of the photoresist layer 115.

次に、図12に示したように、上部磁極チップ110、フォトレジスト層113,115および磁性層119の上に、記録ヘッド用の磁性材料、例えばパーマロイよりなる上部磁極層116を形成する。次に、上部磁極層116の上に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層117を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面118を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。   Next, as shown in FIG. 12, an upper magnetic pole layer 116 made of a magnetic material for a recording head, for example, permalloy is formed on the upper magnetic pole tip 110, the photoresist layers 113 and 115, and the magnetic layer 119. Next, an overcoat layer 117 made of, for example, alumina is formed on the upper magnetic pole layer 116. Finally, the slider including the above layers is machined to form the air bearing surface 118 of the thin film magnetic head including the recording head and the reproducing head, thereby completing the thin film magnetic head.

図13は、図12に示した薄膜磁気ヘッドの平面図である。なお、この図では、オーバーコート層117や、その他の絶縁層および絶縁膜を省略している。   FIG. 13 is a plan view of the thin-film magnetic head shown in FIG. Note that, in this drawing, the overcoat layer 117, other insulating layers and insulating films are omitted.

図12(a)において、THは、スロートハイトを表し、MR−Hは、MRハイトを表している。なお、スロートハイトとは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分の、エアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。また、MRハイトとは、MR素子のエアベアリング面側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。また、図12(b)において、P2Wは、磁極幅すなわち記録トラック幅を表している。薄膜磁気ヘッドの性能を決定する要因として、スロートハイトやMRハイト等の他に、図12(a)においてθで示したようなエイペックスアングル(Apex Angle)がある。このエイペックスアングルは、フォトレジスト層113,115で覆われて山状に盛り上がったコイル部分(以下、エイペックス部と言う。)における磁極側の側面の角部を結ぶ直線と絶縁層111の上面とのなす角度をいう。   In FIG. 12A, TH indicates the throat height, and MR-H indicates the MR height. The throat height refers to the length (height) from the end on the air bearing surface side to the end on the opposite side of the portion where the two magnetic pole layers face each other via the recording gap layer. The MR height refers to the length (height) from the end on the air bearing surface side of the MR element to the end on the opposite side. In FIG. 12B, P2W represents the magnetic pole width, that is, the recording track width. As a factor that determines the performance of the thin-film magnetic head, there is an Apex Angle as indicated by θ in FIG. 12A, in addition to the throat height and the MR height. The apex angle is a top surface of the insulating layer 111 and a straight line connecting a corner of a side surface on a magnetic pole side in a coil portion (hereinafter, referred to as an apex portion) which is covered with the photoresist layers 113 and 115 and is raised in a mountain shape. With the angle.

薄膜磁気ヘッドの性能を向上させるには、図12に示したようなスロートハイトTH、MRハイトMR−H、エイペックスアングルθおよび記録トラック幅P2Wを正確に形成することが重要である。   In order to improve the performance of the thin-film magnetic head, it is important to accurately form the throat height TH, MR height MR-H, apex angle θ, and recording track width P2W as shown in FIG.

特に、近年は、高面密度記録を可能とするため、すなわち狭トラック構造の記録ヘッドを形成するために、トラック幅P2Wには1.0μm以下のサブミクロン寸法が要求されている。そのために半導体加工技術を利用して上部磁極をサブミクロン寸法に加工する技術が必要となる。   In particular, in recent years, in order to enable high areal density recording, that is, to form a recording head having a narrow track structure, a submicron dimension of 1.0 μm or less is required for the track width P2W. For this purpose, a technique for processing the upper magnetic pole into a submicron size using a semiconductor processing technique is required.

ここで、問題となるのは、エイペックス部の上に形成される上部磁極層を微細に形成することが困難なことである。   Here, the problem is that it is difficult to finely form the upper magnetic pole layer formed on the apex portion.

ところで、上部磁極層を形成する方法としては、例えば、特許文献1に示されるように、フレームめっき法が用いられる。フレームめっき法を用いて上部磁極層を形成する場合は、まず、エイペックス部の上に全体的に、例えばパーマロイよりなる薄い電極膜を、例えばスパッタリングによって形成する。次に、その上にフォトレジストを塗布し、フォトリソグラフィ工程によりパターニングして、めっきのためのフレーム(外枠)を形成する。そして、先に形成した電極膜をシード層として、めっき法によって上部磁極層を形成する。   By the way, as a method for forming the upper magnetic pole layer, for example, a frame plating method is used as shown in Patent Document 1. When the upper magnetic pole layer is formed by using the frame plating method, first, a thin electrode film made of, for example, permalloy is entirely formed on the apex portion by, for example, sputtering. Next, a photoresist is applied thereon and patterned by a photolithography process to form a frame (outer frame) for plating. Then, the upper magnetic pole layer is formed by plating using the previously formed electrode film as a seed layer.

ところが、エイペックス部と他の部分とでは、例えば7〜10μm以上の高低差がある。このエイペックス部上に、フォトレジストを3〜4μmの厚みで塗布する。エイペックス部上のフォトレジストの膜厚が最低3μm以上必要であるとすると、流動性のあるフォトレジストは低い方に集まることから、エイペックス部の下方では、例えば8〜10μm以上の厚みのフォトレジスト膜が形成される。   However, there is a height difference of, for example, 7 to 10 μm or more between the apex portion and other portions. On this apex portion, a photoresist is applied in a thickness of 3 to 4 μm. If the thickness of the photoresist on the apex portion is required to be at least 3 μm or more, the photoresist having fluidity is gathered on the lower side, so that the photoresist having a thickness of, for example, 8 to 10 μm or more is provided below the apex portion. A resist film is formed.

上述のようにサブミクロン寸法の記録トラック幅を実現するには、フォトレジスト膜によってサブミクロン寸法の幅のフレームパターンを形成する必要がある。従って、エイペックス部上で、8〜10μm以上の厚みのあるフォトレジスト膜によって、サブミクロン寸法の微細なパターンを形成しなければならない。ところが、このような厚い膜厚のフォトレジストパターンを狭パターン幅で形成することは製造工程上極めて困難であった。   To realize a recording track width of a submicron size as described above, it is necessary to form a frame pattern having a submicron width by a photoresist film. Therefore, a submicron-sized fine pattern must be formed on the apex portion by a photoresist film having a thickness of 8 to 10 μm or more. However, it is extremely difficult in the manufacturing process to form such a thick photoresist pattern with a narrow pattern width.

しかも、フォトリソグラフィの露光時に、露光用の光が、シード層としての下地電極膜で反射し、この反射光によってもフォトレジストが感光して、フォトレジストパターンのくずれ等が生じ、シャープかつ正確なフォトレジストパターンが得られなくなる。   In addition, at the time of photolithographic exposure, light for exposure is reflected by the base electrode film as a seed layer, and the photoresist is also exposed to the reflected light, causing the photoresist pattern to be distorted and the like to be sharp and accurate. A photoresist pattern cannot be obtained.

このように、従来は、磁極幅がサブミクロン寸法になると、上部磁性層を精度よく形成することが困難になるという問題点があった。   As described above, conventionally, when the magnetic pole width has a submicron size, there has been a problem that it is difficult to form the upper magnetic layer with high accuracy.

このようなことから、上述の従来例の図10ないし図12の工程でも示したように、記録ヘッドの狭トラックの形成に有効な上部磁極チップ110によって、1.0μm以下のトラック幅を形成した後、この上部磁極チップ110と接続されるヨーク部分となる上部磁極層116を形成する方法も採用されている(特許文献2、特許文献3参照)。このように、通常の上部磁極層を、上部磁極チップ110とヨーク部分となる上部磁極層116とに分割することにより、記録トラック幅を決定する上部磁極チップ110を、記録ギャップ層109の上の平坦な面の上に、ある程度微細に形成することが可能になる。   For this reason, the track width of 1.0 μm or less was formed by the upper magnetic pole chip 110 effective for forming the narrow track of the recording head as shown in the steps of FIGS. Thereafter, a method of forming an upper magnetic pole layer 116 serving as a yoke portion connected to the upper magnetic pole chip 110 is also adopted (see Patent Documents 2 and 3). As described above, by dividing the normal upper magnetic pole layer into the upper magnetic pole chip 110 and the upper magnetic pole layer 116 serving as a yoke portion, the upper magnetic pole chip 110 for determining the recording track width can be formed on the recording gap layer 109. On a flat surface, it can be formed to some extent fine.

また、特許文献4には、上部磁極層と下部磁極層の双方を、磁極部分を含む層とヨーク部分となる層の2つの層で構成した薄膜磁気ヘッドが開示されている。   Patent Document 4 discloses a thin-film magnetic head in which both an upper magnetic pole layer and a lower magnetic pole layer are composed of two layers, a layer including a magnetic pole portion and a layer serving as a yoke portion.

特開平7−262519号公報JP-A-7-262519 特開昭62−245509号公報JP-A-62-245509 特開昭60−10409号公報JP-A-60-10409 特開平6−314413号公報JP-A-6-314413

しかしながら、図12に示した薄膜磁気ヘッドにおいても、特許文献4に開示された薄膜磁気ヘッドにおいても、ヨーク部分となる層の先端面はエアベアリング面に露出している。そのため、このような薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分を含む層のみならず、ヨーク部分となる層側でも書き込みが行われ、記録媒体に対して、本来、記録すべき領域以外の領域にもデータを書き込んでしまう、いわゆるサイドライトが発生するという問題点があった。   However, in both the thin-film magnetic head shown in FIG. 12 and the thin-film magnetic head disclosed in Patent Document 4, the end surface of the layer serving as the yoke portion is exposed to the air bearing surface. Therefore, in such a thin-film magnetic head, writing is performed not only on the layer including the magnetic pole portion but also on the layer side serving as the yoke portion, and the data is written to the recording medium in an area other than the area to be originally recorded. There is a problem that writing, so-called side light, occurs.

また、特許文献4に開示された薄膜磁気ヘッドでは、磁極部分において、上部磁極層の2つの層と下部磁極層の2つの層の合計4つの層の幅が等しく形成されている。このように磁極部分において幅が等しくなるように4つの層を形成する方法としては、各層の形成時において各層の磁極部分の形状が決まるように各層を形成する方法や、4つの層を形成した後に、磁極部分における4つの層の幅が等しくなるように4つの層を一括してエッチングする方法が考えられる。   Further, in the thin-film magnetic head disclosed in Patent Document 4, in the magnetic pole portion, a total of four layers, that is, two upper magnetic pole layers and two lower magnetic pole layers, are formed to have the same width. As a method of forming the four layers so that the widths of the magnetic pole portions are equal, a method of forming each layer so that the shape of the magnetic pole portion of each layer is determined at the time of forming each layer, or a method of forming four layers Later, a method is considered in which the four layers are collectively etched so that the widths of the four layers in the magnetic pole portion become equal.

しかしながら、各層の形成時において各層の磁極部分の形状が決まるように各層を形成する方法では、特に記録トラック幅を小さくしていった場合には、各層の磁極部分の形状を精度よく決定し、且つ各層の磁極部分の位置合わせを精度よく行うことが難しいという問題点がある。   However, in the method of forming each layer so that the shape of the magnetic pole portion of each layer is determined at the time of forming each layer, particularly when the recording track width is reduced, the shape of the magnetic pole portion of each layer is accurately determined, In addition, there is a problem that it is difficult to accurately position the magnetic pole portions of each layer.

また、4つの層を一括してエッチングする方法では、エッチングに多くの時間を要すると共に、4つの層の磁極部分の形状を精度よく決定することが難しいという問題点がある。   In addition, the method of simultaneously etching the four layers has a problem that it takes a lot of time for the etching and it is difficult to accurately determine the shape of the magnetic pole portion of the four layers.

また、従来の薄膜磁気ヘッドでは、磁路長(Yoke Length)を短くすることが困難であるという問題点があった。すなわち、コイルピッチが小さいほど、磁路長の短いヘッドを実現することができ、特に高周波特性に優れた記録ヘッドを形成することができるが、コイルピッチを限りなく小さくしていった場合、スロートハイトゼロ位置(スロートハイトを決定する絶縁層のエアベアリング面側の端部の位置)からコイルの外周端までの距離が、磁路長を短くすることを妨げる大きな要因となっていた。磁路長は、1層のコイルよりは2層のコイルの方が短くできることから、多くの高周波用の記録ヘッドでは2層コイルを採用している。しかしながら、従来の磁気ヘッドでは、1層目のコイルを形成した後、コイル間の絶縁膜を形成するために、フォトレジスト膜を約2μmの厚みで形成している。そのため、1層目のコイルの外周端には丸みを帯びた小さなエイペックス部が形成される。次に、その上に2層目のコイルを形成するが、その際に、エイペックス部の傾斜部では、コイルのシード層のエッチングができず、コイルがショートするため、2層目のコイルは平坦部に形成する必要がある。   Further, the conventional thin-film magnetic head has a problem that it is difficult to shorten the magnetic path length (Yoke Length). That is, as the coil pitch becomes smaller, a head having a shorter magnetic path length can be realized. In particular, a recording head having excellent high-frequency characteristics can be formed. The distance from the zero height position (the position of the end of the insulating layer on the air bearing surface side that determines the throat height) to the outer peripheral end of the coil has been a major factor that prevents shortening the magnetic path length. Since the magnetic path length of a two-layer coil can be shorter than that of a single-layer coil, many high-frequency recording heads employ a two-layer coil. However, in a conventional magnetic head, a photoresist film is formed to a thickness of about 2 μm in order to form an insulating film between the coils after the first-layer coil is formed. Therefore, a small rounded apex portion is formed at the outer peripheral end of the coil of the first layer. Next, a second-layer coil is formed thereon. At this time, since the seed layer of the coil cannot be etched at the inclined portion of the apex portion and the coil is short-circuited, the second-layer coil is formed. It must be formed on a flat part.

従って、例えば、コイルの厚みを2〜3μmとし、コイル間絶縁膜の厚みを2μmとし、エイペックスアングルを45°〜55°とすると、磁路長としては、コイルに対応する部分の長さに加え、コイルの外周端からスロートハイトゼロ位置の近傍までの距離である3〜4μmの距離の2倍(上部磁極層と下部磁極層とのコンタクト部からコイル内周端までの距離も3〜4μm必要。)の6〜8μmが必要である。このコイルに対応する部分以外の長さが、磁路長の縮小を妨げる要因となっていた。   Therefore, for example, when the thickness of the coil is 2 to 3 μm, the thickness of the inter-coil insulating film is 2 μm, and the apex angle is 45 ° to 55 °, the magnetic path length is the length of the portion corresponding to the coil. In addition, the distance from the outer peripheral end of the coil to the vicinity of the throat height zero position is twice the distance of 3 to 4 μm (the distance from the contact portion between the upper magnetic pole layer and the lower magnetic pole layer to the inner peripheral end of the coil is also 3 to 4 μm). Required) of 6 to 8 μm. The length other than the portion corresponding to the coil has been a factor that hinders the reduction of the magnetic path length.

ここで、例えば、コイルの線幅が1.2μm、スペースが0.8μmの11巻コイルを2層で形成する場合を考える。この場合、図12に示したように、1層目を6巻、2層目を5巻とすると、磁路長のうち、1層目のコイル112に対応する部分の長さは11.2μmである。磁路長には、これに加え、1層目のコイル112の外周端および内周端より、1層目のコイル112を絶縁するためのフォトレジスト層113の端部までの距離として、合計6〜8μmの長さが必要になる。従って、磁路長は17.2〜19.2μmとなる。また、もし11巻コイルを1層で形成するとなると、磁路長は27.2〜29.2μmとなる。なお、本出願では、磁路長を、図12において符号L0で示したように、磁極層のうちの磁極部分およびコンタクト部分を除いた部分の長さで表す。このように、従来は、磁路長の縮小が困難であり、これが高周波特性の改善を妨げていた。 Here, for example, consider a case where an eleven-turn coil having a coil line width of 1.2 μm and a space of 0.8 μm is formed in two layers. In this case, as shown in FIG. 12, when the first layer has six windings and the second layer has five windings, the length corresponding to the coil 112 of the first layer in the magnetic path length is 11.2 μm. It is. In addition to the magnetic path length, the distance from the outer peripheral end and the inner peripheral end of the first-layer coil 112 to the end of the photoresist layer 113 for insulating the first-layer coil 112 is 6 in total. A length of 88 μm is required. Therefore, the magnetic path length is 17.2-19.2 μm. If the 11-turn coil is formed by one layer, the magnetic path length is 27.2 to 29.2 μm. In the present application, the magnetic path length is represented by the length of the magnetic pole layer excluding the magnetic pole portion and the contact portion, as indicated by reference numeral L 0 in FIG. As described above, conventionally, it has been difficult to reduce the magnetic path length, which has hindered the improvement of high frequency characteristics.

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第1の目的は、誘導型電磁変換素子の磁極部分を精度よく形成することができると共に、記録すべき領域以外の領域へのデータの書き込みを防止す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。   The present invention has been made in view of such a problem, and a first object of the present invention is to form a magnetic pole portion of an inductive electromagnetic transducer with high accuracy and to transfer data to an area other than an area to be recorded. An object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head capable of preventing writing and a method of manufacturing the same.

本発明の第2の目的は、上記第1の目的に加え、磁路長の縮小を可能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。   A second object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head capable of reducing a magnetic path length and a method of manufacturing the same in addition to the first object.

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、互いに磁気的に連結され、媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む第1および第2の磁性層と、第1の磁性層の磁極部分と第2の磁性層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、少なくとも一部が第1および第2の磁性層の間に、第1および第2の磁性層に対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイルとを備えた薄膜磁気ヘッドであって、
第1の磁性層は、一端が媒体対向面に配置された第1の部分と、第1の部分よりも媒体対向面とは反対側に配置され、第1の部分の幅よりも大きい幅を有する第2の部分とを含み、
第2の磁性層は、一端が媒体対向面に配置され、トラック幅に等しい幅を有する部分を有し、
薄膜磁気ヘッドは、更に、第1の部分におけるトラック幅方向の両側に配置された絶縁層を備え、
第1の部分におけるギャップ層側の一部の幅は、第1の部分における他の部分の幅よりも小さく且つトラック幅に等しく、
第1の部分における他の部分のギャップ層側の面と絶縁層のギャップ層側の面は、平坦な面を形成しているものである。
The thin-film magnetic head of the present invention
A first and a second magnetic layer magnetically coupled to each other, the first and second magnetic layers each including at least one layer, the first and second magnetic layers including magnetic pole portions magnetically coupled to each other and facing each other on the medium facing surface side; A gap layer provided between the magnetic pole portion of the magnetic layer and the magnetic pole portion of the second magnetic layer, at least a portion between the first and second magnetic layers, and a gap layer between the first and second magnetic layers; A thin-film magnetic head comprising a thin-film coil provided in a state insulated from the thin-film coil,
The first magnetic layer has a first portion having one end located on the medium facing surface, and a first portion located on the side opposite to the medium facing surface with respect to the first portion, and having a width larger than the width of the first portion. And a second part having
The second magnetic layer has a portion having one end disposed on the medium facing surface and having a width equal to the track width;
The thin-film magnetic head further includes an insulating layer disposed on both sides of the first portion in the track width direction,
The width of a part of the first part on the gap layer side is smaller than the width of the other part of the first part and equal to the track width;
The surface of the other portion of the first portion on the gap layer side and the surface of the insulating layer on the gap layer side form a flat surface.

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
第1の磁性層を形成する工程と、
第1の磁性層の上にギャップ層を形成する工程と、
ギャップ層の上に第2の磁性層を形成する工程と、
少なくとも一部が第1および第2の磁性層の間に、この第1および第2の磁性層に対して絶縁された状態で配置されるように、薄膜コイルを形成する工程とを備え、
第1の磁性層は、一端が媒体対向面に配置された第1の部分と、第1の部分よりも媒体対向面とは反対側に配置され、第1の部分の幅よりも大きい幅を有する第2の部分とを含み、
第2の磁性層は、一端が媒体対向面に配置され、トラック幅に等しい幅を有する部分を有している。
The method for manufacturing a thin-film magnetic head of the present invention comprises:
Forming a first magnetic layer;
Forming a gap layer on the first magnetic layer;
Forming a second magnetic layer on the gap layer;
Forming a thin-film coil between at least a part of the first and second magnetic layers so as to be disposed insulated from the first and second magnetic layers;
The first magnetic layer has a first portion having one end located on the medium facing surface, and a first portion located on the side opposite to the medium facing surface with respect to the first portion, and having a width larger than the width of the first portion. And a second part having
The second magnetic layer has a portion having one end disposed on the medium facing surface and having a width equal to the track width.

本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、
第1の部分におけるトラック幅方向の両側に配置された絶縁層を形成する工程と、
第2の磁性層の形成後に、第1の部分におけるギャップ層側の一部の幅が、第1の部分における他の部分の幅よりも小さく且つトラック幅に等しくなり、且つ第1の部分における他の部分のギャップ層側の面と絶縁層のギャップ層側の面が平坦な面を形成するように、第1の部分の一部および絶縁層の一部をエッチングする工程とを備えている。
The method for manufacturing a thin-film magnetic head of the present invention further comprises:
Forming an insulating layer disposed on both sides of the first portion in the track width direction;
After the formation of the second magnetic layer, the width of a part of the first part on the gap layer side is smaller than the width of the other part of the first part and equal to the track width, and Etching a part of the first part and a part of the insulating layer such that a surface of the other part on the gap layer side and a surface of the insulating layer on the gap layer side form a flat surface. .

本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法において、第1の磁性層は、一方の面がギャップ層に隣接し、第1の部分と第2の部分とを含む磁極部分層と、磁極部分層の他方の面に接続され、第1の磁性層におけるヨーク部分となるヨーク部分層とを有していてもよい。この場合、薄膜コイルの少なくとも一部は磁極部分層の側方に配置されていてもよい。また、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。   In the thin film magnetic head or the method of manufacturing the same according to the present invention, the first magnetic layer has a first surface adjacent to the gap layer, the first magnetic layer includes a first portion and a second portion, and the first magnetic layer includes a first portion and a second portion. And a yoke portion layer connected to the other surface and serving as a yoke portion in the first magnetic layer. In this case, at least a part of the thin-film coil may be arranged on the side of the pole part layer. Further, the end of the yoke partial layer on the medium facing surface side may be arranged at a position away from the medium facing surface.

本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法では、第1の磁性層は、一端が媒体対向面に配置された第1の部分と、第1の部分よりも媒体対向面とは反対側に配置され、第1の部分の幅よりも大きい幅を有する第2の部分とを含み、第2の磁性層は、一端が媒体対向面に配置され、トラック幅に等しい幅を有する部分を有している。また、第1の部分におけるトラック幅方向の両側には絶縁層が配置され、第1の部分におけるギャップ層側の一部の幅は、第1の部分における他の部分の幅よりも小さく且つトラック幅に等しく、第1の部分における他の部分のギャップ層側の面と絶縁層のギャップ層側の面は、平坦な面を形成している。これにより、本発明によれば、第2の磁性層におけるトラック幅に等しい幅を有する部分の幅と、第1の磁性層の第1の部分におけるギャップ層側の一部の幅とを、トラック幅に等しくすることを、容易に且つ精度よく行うことができる。従って、本発明によれば、誘導型電磁変換素子の磁極部分を精度よく形成することが可能になるという効果を奏する。また、本発明によれば、媒体対向面における磁束の広がりを防止でき、その結果、記録すべき領域以外の領域へのデータの書き込みを防止することができるという効果を奏する。   In the thin-film magnetic head or the method of manufacturing the same according to the present invention, the first magnetic layer has a first portion having one end disposed on the medium facing surface and a first portion disposed on a side opposite to the medium facing surface with respect to the first portion. , A second portion having a width greater than the width of the first portion, and the second magnetic layer has a portion having one end disposed on the medium facing surface and having a width equal to the track width. . Insulating layers are disposed on both sides of the first portion in the track width direction, and the width of a portion of the first portion on the gap layer side is smaller than the width of the other portion of the first portion and the width of the track is smaller. The width is equal to the width, and the surface of the other portion of the first portion on the gap layer side and the surface of the insulating layer on the gap layer side form a flat surface. Thus, according to the present invention, the width of a portion of the second magnetic layer having a width equal to the track width and the width of a portion of the first portion of the first magnetic layer on the gap layer side are changed. Equalization to the width can be easily and accurately performed. Therefore, according to the present invention, it is possible to form the magnetic pole portion of the inductive electromagnetic transducer with high accuracy. Further, according to the present invention, it is possible to prevent the spread of the magnetic flux on the medium facing surface, and as a result, it is possible to prevent the writing of data to an area other than the area to be recorded.

また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法において、第1の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、薄膜コイルの少なくとも一部が磁極部分層の側方に配置されている場合には、磁路長の縮小が可能になるという効果を奏する。   Further, in the thin film magnetic head or the method of manufacturing the same according to the present invention, the first magnetic layer has a pole portion layer and a yoke portion layer, and at least a part of the thin film coil is arranged on a side of the pole portion layer. In this case, there is an effect that the magnetic path length can be reduced.

また、本発明の薄膜磁気ヘッドまたはその製造方法において、第1の磁性層が磁極部分層とヨーク部分層とを有し、ヨーク部分層の媒体対向面側の端部が媒体対向面から離れた位置に配置されている場合には、記録すべき領域以外の領域へのデータの書き込みをより防止することができるという効果を奏する。   In the thin-film magnetic head or the method of manufacturing the same according to the present invention, the first magnetic layer has a pole portion layer and a yoke portion layer, and the end of the yoke portion layer on the medium facing surface side is separated from the medium facing surface. When they are arranged at positions, it is possible to prevent data from being written into an area other than the area to be recorded.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1ないし図7を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。なお、図1ないし図6において、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[First Embodiment]
First, a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 6, (a) shows a cross section perpendicular to the air bearing surface, and (b) shows a cross section of a magnetic pole portion parallel to the air bearing surface.

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、図1に示したように、例えばアルティック(Al23・TiC)よりなる基板1の上に、例えばアルミナ(Al23)よりなる絶縁層2を、約5μmの厚みで堆積する。次に、絶縁層2の上に、磁性材料、例えばパーマロイよりなる再生ヘッド用の下部シールド層3を、約3μmの厚みに形成する。下部シールド層3は、例えば、フォトレジスト膜をマスクにして、めっき法によって、絶縁層2の上に選択的に形成する。次に、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層31を、例えば4〜5μmの厚みに形成し、例えば化学機械研磨(以下、CMPと記す。)によって、下部シールド層3が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。 In the method of manufacturing a thin film magnetic head of the embodiment, first, as shown in FIG. 1, for example on the AlTiC (Al 2 O 3 · TiC) than consisting substrate 1, alumina (Al 2 O 3 ) Is deposited to a thickness of about 5 μm. Next, a lower shield layer 3 for a reproducing head made of a magnetic material, for example, permalloy is formed on the insulating layer 2 to a thickness of about 3 μm. The lower shield layer 3 is selectively formed on the insulating layer 2 by, for example, plating using a photoresist film as a mask. Next, an insulating layer 31 made of, for example, alumina is formed on the whole to a thickness of, for example, 4 to 5 μm, and polished by, for example, chemical mechanical polishing (hereinafter, referred to as CMP) until the lower shield layer 3 is exposed. Then, the surface is flattened.

次に、下部シールド層3の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜4を、例えば約20〜40nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、再生用のMR素子5を、数十nmの厚みに形成する。MR素子5は、例えば、スパッタによって形成したMR膜を選択的にエッチングすることによって形成する。なお、MR素子5には、AMR素子、GMR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。次に、下部シールドギャップ膜4の上に、MR素子5に電気的に接続される一対の電極層6を、数十nmの厚みに形成する。次に、下部シールドギャップ膜4およびMR素子5の上に、絶縁膜としての上部シールドギャップ膜7を、例えば約20〜40nmの厚みに形成し、MR素子5をシールドギャップ膜4,7内に埋設する。シールドギャップ膜4,7に使用する絶縁材料としては、アルミナ、窒化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等がある。また、シールドギャップ膜4,7は、スパッタ法によって形成してもよいし、化学的気相成長(CVD)法によって形成してもよい。アルミナ膜よりなるシールドギャップ膜4,7をCVD法によって形成する場合には、材料としては例えばトリメチルアルミニウム(Al(CH33)およびH2Oを用いる。CVD法を用いると、薄く、且つ緻密でピンホールの少ないシールドギャップ膜4,7を形成することが可能となる。 Next, a lower shield gap film 4 as an insulating film is formed on the lower shield layer 3 to a thickness of, for example, about 20 to 40 nm. Next, an MR element 5 for reproduction is formed on the lower shield gap film 4 to a thickness of several tens nm. The MR element 5 is formed, for example, by selectively etching an MR film formed by sputtering. Note that, as the MR element 5, an element using a magneto-sensitive film exhibiting a magnetoresistance effect, such as an AMR element, a GMR element, or a TMR (tunnel magnetoresistance effect) element can be used. Next, a pair of electrode layers 6 electrically connected to the MR element 5 is formed on the lower shield gap film 4 to a thickness of several tens nm. Next, an upper shield gap film 7 as an insulating film is formed on the lower shield gap film 4 and the MR element 5 to a thickness of, for example, about 20 to 40 nm, and the MR element 5 is formed in the shield gap films 4 and 7. Buried. Examples of the insulating material used for the shield gap films 4 and 7 include alumina, aluminum nitride, and diamond-like carbon (DLC). Further, the shield gap films 4 and 7 may be formed by a sputtering method or may be formed by a chemical vapor deposition (CVD) method. When the shield gap films 4 and 7 made of an alumina film are formed by a CVD method, for example, trimethyl aluminum (Al (CH 3 ) 3 ) and H 2 O are used as materials. When the CVD method is used, it is possible to form thin, dense, shield gap films 4 and 7 with few pinholes.

次に、上部シールドギャップ膜7の上に、磁性材料、例えばパーマロイよりなる、再生ヘッド用の上部シールド層8を、例えば1.0μmの厚みで、選択的に形成する。次に、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層32を、約2〜3μmの厚みに形成し、例えばCMPによって、上部シールド層8が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。   Next, on the upper shield gap film 7, an upper shield layer 8 for a reproducing head, made of a magnetic material, for example, permalloy, is selectively formed with a thickness of, for example, 1.0 μm. Next, an insulating layer 32 made of, for example, alumina is formed to a thickness of about 2 to 3 μm on the whole, and polished by, for example, CMP until the upper shield layer 8 is exposed, and the surface is flattened.

次に、上部シールド層8および絶縁層32の上に、再生ヘッドと記録ヘッドとを磁気的に絶縁するための、例えばアルミナよりなる絶縁膜9を、例えば0.1〜0.2μmの厚みに形成する。   Next, on the upper shield layer 8 and the insulating layer 32, an insulating film 9 made of, for example, alumina for magnetically insulating the read head from the recording head is formed to a thickness of, for example, 0.1 to 0.2 μm. Form.

次に、図2に示したように、絶縁膜9の上に、磁性材料によって、記録ヘッド用の下部磁極層10におけるヨーク部分となるヨーク部分層10bを、例えば1.0〜1.5μmの厚みで、選択的に形成する。なお、下部磁極層10は、このヨーク部分層10bと、後述する磁極部分層10aおよび接続部分層10cとで構成される。ヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部は、エアベアリング面30から離れた位置に配置されている。   Next, as shown in FIG. 2, a yoke portion layer 10b serving as a yoke portion of the lower magnetic pole layer 10 for a recording head is formed on the insulating film 9 by a magnetic material to a thickness of, for example, 1.0 to 1.5 μm. It is selectively formed with a thickness. The lower magnetic pole layer 10 includes the yoke partial layer 10b, and a magnetic pole partial layer 10a and a connecting partial layer 10c described later. The end of the yoke portion layer 10b on the air bearing surface 30 side is arranged at a position away from the air bearing surface 30.

ヨーク部分層10bは、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタによって形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。   The yoke partial layer 10b is formed by plating using NiFe (Ni: 80% by weight, Fe: 20% by weight), NiFe (Ni: 45% by weight, Fe: 55% by weight) which is a high saturation magnetic flux density material, or the like. It may be formed, or may be formed by sputtering using a material such as FeN or FeZrN which is a high saturation magnetic flux density material. In addition, a high saturation magnetic flux density material such as CoFe or a Co-based amorphous material may be used.

次に、全体に、例えばアルミナよりなる絶縁層を、約2〜3μmの厚みに形成し、例えばCMPによって、ヨーク部分層10bが露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。これにより、図2に示したように、ヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部からエアベアリング面30までの部分において、絶縁膜9の上に絶縁層11が形成される。   Next, an insulating layer made of, for example, alumina is formed on the whole to a thickness of about 2 to 3 μm, and polished by, for example, CMP until the yoke partial layer 10b is exposed, and the surface is flattened. Thereby, as shown in FIG. 2, the insulating layer 11 is formed on the insulating film 9 in the portion from the end on the air bearing surface 30 side of the yoke portion layer 10 b to the air bearing surface 30.

次に、図3に示したように、絶縁層11とヨーク部分層10bの上に下部磁極層10の磁極部分層10aを形成すると共に、ヨーク部分層10bの上に接続部分層10cを形成する。磁極部分層10aは、下部磁極層10における磁極部分を含む。接続部分層10cは、後述する薄膜コイルの中心の近傍の位置に配置される。磁極部分層10aと接続部分層10cの厚みは、例えば1.0〜1.5μmとする。   Next, as shown in FIG. 3, the pole portion layer 10a of the lower pole layer 10 is formed on the insulating layer 11 and the yoke portion layer 10b, and the connection portion layer 10c is formed on the yoke portion layer 10b. . The pole portion layer 10a includes a pole portion in the lower pole layer 10. The connection portion layer 10c is disposed at a position near the center of a thin-film coil described later. The thickness of the pole portion layer 10a and the connection portion layer 10c is, for example, 1.0 to 1.5 μm.

下部磁極層10の磁極部分層10aおよび接続部分層10cは、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタによって形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。   The magnetic pole portion layer 10a and the connection portion layer 10c of the lower magnetic pole layer 10 are made of NiFe (Ni: 80% by weight, Fe: 20% by weight) or NiFe (Ni: 45% by weight, Fe: 55) which is a high saturation magnetic flux density material. Weight%) or the like, and may be formed by sputtering using a material such as FeN or FeZrN which is a high saturation magnetic flux density material. In addition, a high saturation magnetic flux density material such as CoFe or a Co-based amorphous material may be used.

次に、図4に示したように全体に、例えばアルミナよりなる絶縁膜12を、約0.3〜0.5μmの厚みに形成する。次に、絶縁膜12の上に、フレームめっき法によって、例えば銅よりなる薄膜コイル13を、例えば0.8〜1.0μmの厚みに形成する。薄膜コイル13は、接続部分層10cを中心にして巻回されるように形成される。なお、図中、符号13aは、薄膜コイル13を後述するリード層19に接続するための接続部を示している。次に、薄膜コイル13を囲うようにフォトレジスト層14を形成する。   Next, as shown in FIG. 4, an insulating film 12 made of, for example, alumina is formed to a thickness of about 0.3 to 0.5 [mu] m. Next, a thin film coil 13 made of, for example, copper is formed on the insulating film 12 by frame plating, for example, to a thickness of 0.8 to 1.0 μm. The thin film coil 13 is formed so as to be wound around the connection partial layer 10c. In the drawing, reference numeral 13a indicates a connection portion for connecting the thin-film coil 13 to a lead layer 19 described later. Next, a photoresist layer 14 is formed so as to surround the thin film coil 13.

次に、全体に、例えばアルミナよりなるコイル絶縁層15を、約3〜4μmの厚みで形成する。次に、例えばCMPによって、下部磁極層10の磁極部分層10aおよび接続部分層10cが露出するまで、コイル絶縁層15を研磨して、表面を平坦化処理する。ここで、図4は、薄膜コイル13は露出していないが、薄膜コイル13が露出するようにしてもよい。図4(b)に示したように、コイル絶縁層15は、磁極部分層10aにおけるトラック幅方向の両側にも配置されている。   Next, a coil insulating layer 15 made of, for example, alumina is formed with a thickness of about 3 to 4 μm on the whole. Next, the coil insulating layer 15 is polished by, for example, CMP until the magnetic pole portion layer 10a and the connection portion layer 10c of the lower magnetic pole layer 10 are exposed, and the surface is flattened. Here, although the thin film coil 13 is not exposed in FIG. 4, the thin film coil 13 may be exposed. As shown in FIG. 4B, the coil insulating layers 15 are also arranged on both sides of the pole portion layer 10a in the track width direction.

次に、図5に示したように、エアベアリング面30より所定の距離だけ離れた位置からエアベアリング面30までの部分を除く全体の上に、スロートハイトを規定するための、例えばアルミナよりなる絶縁層16を、例えば0.8μmの厚みに形成する。   Next, as shown in FIG. 5, on the whole except a portion from a position separated by a predetermined distance from the air bearing surface 30 to the air bearing surface 30, it is made of, for example, alumina for defining a throat height. The insulating layer 16 is formed to a thickness of, for example, 0.8 μm.

次に、全体に、絶縁材料よりなる記録ギャップ層17を、例えば0.1〜0.15μmの厚みに形成する。記録ギャップ層17に使用する絶縁材料としては、一般的に、アルミナ、窒化アルミニウム、シリコン酸化物系材料、シリコン窒化物系材料、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)等がある。また、記録ギャップ層17は、スパッタ法によって形成してもよいし、化学的気相成長(CVD)法によって形成してもよい。アルミナ膜よりなる記録ギャップ層17をCVD法によって形成する場合には、材料としては例えばトリメチルアルミニウム(Al(CH33)およびH2Oを用いる。CVD法を用いると、薄く、且つ緻密でピンホールの少ない記録ギャップ層17を形成することが可能となる。 Next, a recording gap layer 17 made of an insulating material is entirely formed to a thickness of, for example, 0.1 to 0.15 μm. Generally, the insulating material used for the recording gap layer 17 includes alumina, aluminum nitride, silicon oxide-based material, silicon nitride-based material, diamond-like carbon (DLC), and the like. Further, the recording gap layer 17 may be formed by a sputtering method or a chemical vapor deposition (CVD) method. When the recording gap layer 17 made of an alumina film is formed by a CVD method, for example, trimethyl aluminum (Al (CH 3 ) 3 ) and H 2 O are used as materials. The use of the CVD method makes it possible to form a thin, dense recording gap layer 17 with few pinholes.

次に、下部磁極層10の接続部分層10cの上の部分と薄膜コイル13の接続部13aの上の部分において、記録ギャップ層17および絶縁層16を部分的にエッチングしてコンタクトホールを形成する。   Next, a contact hole is formed by partially etching the recording gap layer 17 and the insulating layer 16 in the portion above the connection portion layer 10c of the lower magnetic pole layer 10 and the portion above the connection portion 13a of the thin film coil 13. .

次に、図6に示したように、記録ギャップ層17の上において、エアベアリング面30から下部磁極層10の接続部分層10cの上の部分にかけて上部磁極層18を例えば2.0〜3.0μmの厚みに形成すると共に、薄膜コイル13の接続部13aに接続されるようにリード層19を例えば3〜4μmの厚みに形成する。上部磁極層18は、下部磁極層10の接続部分層10cに接続される。   Next, as shown in FIG. 6, on the recording gap layer 17, from the air bearing surface 30 to the portion above the connection portion layer 10c of the lower pole layer 10, the upper pole layer 18 is, for example, 2.0-3. The lead layer 19 is formed to have a thickness of, for example, 3 to 4 μm so as to be connected to the connection portion 13 a of the thin film coil 13. The upper magnetic pole layer 18 is connected to the connection partial layer 10c of the lower magnetic pole layer 10.

上部磁極層18は、NiFe(Ni:80重量%,Fe:20重量%)や、高飽和磁束密度材料であるNiFe(Ni:45重量%,Fe:55重量%)等を用い、めっき法によって形成してもよいし、高飽和磁束密度材料であるFeN,FeZrN等の材料を用い、スパッタによって形成してもよい。この他にも、高飽和磁束密度材料であるCoFe,Co系アモルファス材等を用いてもよい。また、高周波特性の改善のため、上部磁極層18を、無機系の絶縁膜とパーマロイ等の磁性層とを何層にも重ね合わせた構造としてもよい。   The upper magnetic pole layer 18 is formed by plating using NiFe (Ni: 80% by weight, Fe: 20% by weight), NiFe (Ni: 45% by weight, Fe: 55% by weight) which is a high saturation magnetic flux density material, or the like. It may be formed, or may be formed by sputtering using a material such as FeN or FeZrN which is a high saturation magnetic flux density material. In addition, a high saturation magnetic flux density material such as CoFe or a Co-based amorphous material may be used. Further, in order to improve high-frequency characteristics, the upper magnetic pole layer 18 may have a structure in which an inorganic insulating film and a magnetic layer such as permalloy are superposed in any number of layers.

次に、上部磁極層18の磁極部分の周辺において、上部磁極層18をマスクとして、ドライエッチングにより、記録ギャップ層17を選択的にエッチングする。このときのドライエッチングには、例えば、BCl2,Cl2等の塩素系ガスや、CF4,SF6等のフッ素系ガス等のガスを用いた反応性イオンエッチング(以下、RIEと記す。)が用いられる。次に、上部磁極層18の磁極部分の周辺において、上部磁極層18をマスクとして、例えばアルゴン系ガスを用いたイオンミリングによって、下部磁極層10の磁極部分層10aの一部および絶縁層15の一部を選択的に約0.3〜0.6μm程度エッチングして、図6(b)に示したようなトリム構造とする。これにより、上部磁極層18の磁極部分の周辺において、磁極部分層10aにおける記録ギャップ層17側の一部の幅は、磁極部分層10aにおける他の部分の幅よりも小さく且つ記録トラック幅に等しくなる。また、磁極部分層10aにおける上記の他の部分の記録ギャップ層17側の面とコイル絶縁層15の記録ギャップ層17側の面は、平坦な面を形成する。このトリム構造によれば、狭トラックの書き込み時にエアベアリング面30において発生する磁束の広がりによる実効トラック幅の増加を防止することができ、その結果、記録すべき領域以外の領域へのデータの書き込みを防止することができる。 Next, around the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 18, the recording gap layer 17 is selectively etched by dry etching using the upper magnetic pole layer 18 as a mask. The dry etching at this time is, for example, reactive ion etching (hereinafter referred to as RIE) using a gas such as a chlorine-based gas such as BCl 2 or Cl 2 or a fluorine-based gas such as CF 4 or SF 6 . Is used. Next, around the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 18, a part of the magnetic pole partial layer 10 a of the lower magnetic pole layer 10 and the insulating layer 15 are formed using the upper magnetic pole layer 18 as a mask, for example, by ion milling using an argon-based gas. A portion is selectively etched by about 0.3 to 0.6 μm to obtain a trim structure as shown in FIG. As a result, around the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 18, the width of a part of the magnetic pole partial layer 10a on the recording gap layer 17 side is smaller than the width of the other portion of the magnetic pole partial layer 10a and equal to the recording track width. Become. The other surface of the pole portion layer 10a on the recording gap layer 17 side and the surface of the coil insulating layer 15 on the recording gap layer 17 side form a flat surface. According to this trim structure, it is possible to prevent an increase in the effective track width due to the spread of the magnetic flux generated on the air bearing surface 30 at the time of writing a narrow track. As a result, writing data to an area other than the area to be recorded Can be prevented.

次に、全体に、例えばアルミナよりなるオーバーコート層20を、例えば20〜40μmの厚みに形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面30を形成して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドが完成する。   Next, an overcoat layer 20 made of, for example, alumina is entirely formed to a thickness of, for example, 20 to 40 μm, the surface thereof is flattened, and an electrode pad (not shown) is formed thereon. Finally, the slider including the above layers is polished to form the air bearing surface 30 of the thin film magnetic head including the recording head and the reproducing head, and the thin film magnetic head according to the present embodiment is completed.

図7は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおける下部磁極層10および上部磁極層18の磁極部分の近傍を示す斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view showing the vicinity of the magnetic pole portions of the lower magnetic pole layer 10 and the upper magnetic pole layer 18 in the thin-film magnetic head according to the present embodiment.

本実施の形態では、下部磁極層10が本発明における第1の磁性層に対応し、上部磁極層18が本発明における第2の磁性層に対応する。   In the present embodiment, the lower magnetic pole layer 10 corresponds to the first magnetic layer in the present invention, and the upper magnetic pole layer 18 corresponds to the second magnetic layer in the present invention.

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(エアベアリング面30)と、再生ヘッドと、記録ヘッド(誘導型電磁変換素子)とを備えている。再生ヘッドと記録ヘッドは、絶縁膜9によって磁気的に絶縁されている。   As described above, the thin-film magnetic head according to the present embodiment includes the medium facing surface (air bearing surface 30) facing the recording medium, the reproducing head, and the recording head (inductive electromagnetic transducer). I have. The reproducing head and the recording head are magnetically insulated by the insulating film 9.

再生ヘッドは、MR素子5と、エアベアリング面30側の一部がMR素子5を挟んで対向するように配置され、MR素子5をシールドする下部シールド層3および上部シールド層8とを有している。   The reproducing head has an MR element 5, a lower shield layer 3 and an upper shield layer 8 which are arranged so that a part of the air bearing surface 30 is opposed to the MR element 5 with the MR element 5 interposed therebetween. ing.

記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、エアベアリング面30側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む下部磁極層10および上部磁極層18と、これら2つの磁極層10,18の各磁極部分の間に設けられた記録ギャップ層17と、少なくとも一部がこれら2つの磁極層10,18の間に、2つの磁極層10,18に対して絶縁された状態で配設された薄膜コイル13とを有している。   The write head includes magnetic pole portions magnetically coupled to each other and includes magnetic pole portions facing each other on the air bearing surface 30 side, and includes a lower magnetic pole layer 10 and an upper magnetic pole layer 18 each including at least one layer. And a recording gap layer 17 provided between the magnetic pole portions 18 and at least a portion thereof is disposed between the two magnetic pole layers 10 and 18 while being insulated from the two magnetic pole layers 10 and 18. And the thin film coil 13 formed.

下部磁極層10は、一方の面(上面)が記録ギャップ層17に隣接し、下部磁極層10における磁極部分を含む磁極部分層10aと、磁極部分層10aの他方の面(下面)に接続され、下部磁極層10におけるヨーク部分となるヨーク部分層10bとを有している。ヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部はエアベアリング面30から離れた位置に配置されている。ヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部からエアベアリング面30までの部分には、絶縁層11が配置されている。上部磁極層18は、トラック幅を規定する部分を有する1つの層からなる。   The lower magnetic pole layer 10 has one surface (upper surface) adjacent to the recording gap layer 17 and is connected to the magnetic pole portion layer 10a including the magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer 10 and the other surface (lower surface) of the magnetic pole portion layer 10a. And a yoke portion layer 10b serving as a yoke portion in the lower magnetic pole layer 10. The end of the yoke portion layer 10b on the air bearing surface 30 side is arranged at a position away from the air bearing surface 30. The insulating layer 11 is disposed in a portion from the end on the air bearing surface 30 side of the yoke portion layer 10b to the air bearing surface 30. The upper magnetic pole layer 18 is a single layer having a portion that defines a track width.

また、図7に示したように、下部磁極層10における磁極部分層10aは、一端がエアベアリング面30に配置され、少なくとも一部が記録トラック幅に等しい幅を有する第1の部分10a1と、第1の部分10a1よりもエアベアリング面30とは反対側に配置され、記録トラック幅よりも大きい幅を有する第2の部分10a2とを含んでいる。第1の部分10a1における記録ギャップ層17側の一部の幅は、第1の部分10a1における他の部分の幅よりも小さく且つ記録トラック幅に等しい。また、図6(b)から分かるように、第1の部分10a1のトラック幅方向の両側には、コイル絶縁層15が配置されている。そして、第1の部分10a1における上記の他の部分の記録ギャップ層17側の面とコイル絶縁層15の記録ギャップ層17側の面は、平坦な面を形成している。 Further, as shown in FIG. 7, the magnetic pole portion layer 10a in the lower magnetic pole layer 10 has one end disposed on the air bearing surface 30, a first portion 10a 1 having a width at least a part is equal to the recording track width , the air bearing surface 30 than the first portion 10a 1 located opposite, and a second portion 10a 2 having a width greater than the recording track width. Portion of the width of the recording gap layer 17 side of the first portion 10a 1 is equal to the small and the recording track width than the other portion of the first portion 10a 1. Moreover, as can be seen from FIG. 6 (b), on both sides of the first portion 10a 1 in the track width direction, the coil insulating layer 15 is disposed. Then, the surface of the recording gap layer 17 side of the recording gap layer 17 side surface and the coil insulating layer 15 in other parts of the of the first portion 10a 1 forms a flat surface.

上部磁極層18は、エアベアリング面30側から順に配置された第1の部分18A、第2の部分18Bおよび第3の部分18Cを有している。第1の部分18Aの幅は記録トラック幅に等しく、第2の部分18Bの幅は第1の部分18Aの幅よりも大きく、第3の部分18Cの幅は第2の部分18Bの幅よりも大きくなっている。第3の部分18Cの幅は、エアベアリング面30に近づく従って徐々に小さくなっている。   The upper magnetic pole layer 18 has a first portion 18A, a second portion 18B, and a third portion 18C arranged in order from the air bearing surface 30 side. The width of the first portion 18A is equal to the recording track width, the width of the second portion 18B is greater than the width of the first portion 18A, and the width of the third portion 18C is greater than the width of the second portion 18B. It is getting bigger. The width of the third portion 18C gradually decreases as approaching the air bearing surface 30.

また、薄膜コイル13は、下部磁極層10の磁極部分層10aの側方に配置されている。薄膜コイル13は、フォトレジスト層14とコイル絶縁層15とによって覆われ、コイル絶縁層15の上面は、磁極部分層10aの上面と共に平坦化されている。   Further, the thin-film coil 13 is arranged on the side of the pole portion layer 10a of the lower pole layer 10. The thin-film coil 13 is covered with a photoresist layer 14 and a coil insulating layer 15, and the upper surface of the coil insulating layer 15 is flattened together with the upper surface of the pole portion layer 10a.

以上説明したように、本実施の形態では、下部磁極層10は磁極部分層10aとヨーク部分層10bとを有している。従って、本実施の形態によれば、磁極部分を含む磁極部分層10aを微細に精度よく形成することが可能になる。また、本実施の形態では、薄膜コイル13を、下部磁極層10の磁極部分層10aの側方に配置し、薄膜コイル13を覆うコイル絶縁層15の上面を下部磁極層10の磁極部分層10aの上面と共に平坦化し、この平坦化された面の上に絶縁層16および記録ギャップ層17を介して、上部磁極層18を形成している。従って、本実施の形態によれば、1つの層からなる上部磁極層18を平坦または平坦に近い状態で形成することができ、その結果、磁極部分を含む上部磁極層18を微細に精度よく形成することが可能になる。   As described above, in the present embodiment, the lower magnetic pole layer 10 has the magnetic pole partial layer 10a and the yoke partial layer 10b. Therefore, according to the present embodiment, the pole portion layer 10a including the pole portion can be formed minutely and accurately. In the present embodiment, the thin-film coil 13 is arranged on the side of the pole portion layer 10a of the lower pole layer 10, and the upper surface of the coil insulating layer 15 covering the thin-film coil 13 is placed on the pole portion layer 10a of the lower pole layer 10. The upper magnetic pole layer 18 is formed on the flattened surface via the insulating layer 16 and the recording gap layer 17. Therefore, according to the present embodiment, the upper magnetic pole layer 18 made of one layer can be formed in a flat or nearly flat state, and as a result, the upper magnetic pole layer 18 including the magnetic pole portion can be formed finely and accurately. It becomes possible to do.

また、本実施の形態では、下部磁極層10のヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部はエアベアリング面30から離れた位置に配置されている。そのため、本実施の形態では、エアベアリング面30における上部磁極層18の磁極部分の幅と下部磁極層10の磁極部分の幅を等しくする場合、上部磁極層18と下部磁極層の磁極部分層10aおよびヨーク部分層10bの3つの層についてではなく、上部磁極層18と磁極部分層10aとの2つの層のみについて磁極部分の幅を等しくすればよい。従って、本実施の形態によれば、上部磁極層18の磁極部分の幅と下部磁極層10の磁極部分の幅を等しくすることを、容易に且つ精度よく行うことができる。   Further, in the present embodiment, the end of the yoke portion layer 10 b of the lower magnetic pole layer 10 on the air bearing surface 30 side is arranged at a position away from the air bearing surface 30. Therefore, in the present embodiment, when the width of the magnetic pole portion of the upper magnetic pole layer 18 on the air bearing surface 30 is made equal to the width of the magnetic pole portion of the lower magnetic pole layer 10, the magnetic pole portion layer 10a of the upper magnetic pole layer 18 and the lower magnetic pole layer is formed. The widths of the magnetic pole portions need to be equal only for the two layers of the upper magnetic pole layer 18 and the magnetic pole partial layer 10a, not for the three layers of the yoke partial layer 10b. Therefore, according to the present embodiment, the width of the magnetic pole portion of upper magnetic pole layer 18 and the width of the magnetic pole portion of lower magnetic pole layer 10 can be easily and accurately made.

以上のことから、本実施の形態によれば、記録ヘッド(誘導型電磁変換素子)の磁極部分を精度よく形成することが可能になる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to accurately form the magnetic pole portion of the recording head (the induction type electromagnetic transducer).

また、本実施の形態によれば、ヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部をエアベアリング面30から離れた位置に配置したので、記録すべき領域以外の領域へのデータの書き込み、すなわちサイドライトを防止することができる。   Further, according to the present embodiment, the end of the yoke portion layer 10b on the air bearing surface 30 side is arranged at a position distant from the air bearing surface 30, so that data can be written to an area other than the area to be recorded. That is, side light can be prevented.

ところで、従来、記録ヘッドの下部磁極層が再生ヘッドの上部シールド層を兼ねた構造の複合型薄膜磁気ヘッドでは、記録ヘッドにおける記録動作の直後に、再生ヘッドにおける再生信号にノイズが発生したり、再生信号の変動が大きくなるという問題点があった。その原因の一つは、記録ヘッドの記録動作に伴って記録ヘッド側で発生する残留磁気およびその変動であると考えられる。   By the way, conventionally, in a composite type thin film magnetic head having a structure in which a lower magnetic pole layer of a recording head also serves as an upper shield layer of a reproducing head, noise is generated in a reproducing signal of the reproducing head immediately after a recording operation of the recording head, There is a problem that the fluctuation of the reproduction signal becomes large. One of the causes is considered to be residual magnetism generated on the recording head side due to the recording operation of the recording head and its fluctuation.

これに対し、本実施の形態では、再生ヘッドの上部シールド層8と記録ヘッドの下部磁極層10とを分離すると共に、これらの間に絶縁膜9を配置している。これにより、記録ヘッド側で発生する残留磁気のMR素子5に対する影響を低減することができる。更に、本実施の形態では、下部磁極層10のヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部をエアベアリング面30から離れた位置に配置し、ヨーク部分層10bのエアベアリング面30側の端部からエアベアリング面30までの部分に絶縁層11を配置しているため、記録ヘッドの磁極部分と再生ヘッドのMR素子5との間を絶縁層11によって磁気的に分離することができる。その結果、本実施の形態によれば、絶縁層11によって、記録ヘッド側で発生する残留磁気のMR素子5に対する影響をより一層低減することができる。従って、本実施の形態によれば、記録ヘッドの記録動作に起因して再生ヘッドにおける再生信号に発生するノイズや変動を低減することができる。   On the other hand, in the present embodiment, the upper shield layer 8 of the reproducing head and the lower magnetic pole layer 10 of the recording head are separated, and the insulating film 9 is disposed between them. As a result, the influence of the residual magnetism generated on the recording head side on the MR element 5 can be reduced. Further, in the present embodiment, the end of the yoke portion layer 10b of the lower magnetic pole layer 10 on the air bearing surface 30 side is arranged at a position away from the air bearing surface 30, and the yoke portion layer 10b on the air bearing surface 30 side is located on the air bearing surface 30 side. Since the insulating layer 11 is arranged in a portion from the end to the air bearing surface 30, the magnetic pole portion of the recording head and the MR element 5 of the reproducing head can be magnetically separated by the insulating layer 11. As a result, according to the present embodiment, the effect of the residual magnetism generated on the recording head side on the MR element 5 can be further reduced by the insulating layer 11. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to reduce noise and fluctuation generated in a reproduction signal of the reproduction head due to the recording operation of the recording head.

また、本実施の形態では、薄膜コイル13を下部磁極層10の磁極部分層10aの側方に配置し、平坦な絶縁膜12の上に形成している。そのため、本実施の形態によれば、薄膜コイル13を微細に精度よく形成することが可能になる。また、本実施の形態によれば、磁極部分層10aのエアベアリング面30とは反対側の端部の近くに、薄膜コイル13の端部を配置することができる。これらのことから、本実施の形態によれば、従来に比べて磁路長の縮小が可能となる。更に、薄膜コイル13で発生した起磁力が途中で飽和することを防止でき、薄膜コイル13で発生した起磁力を効率よく記録に利用することができる。従って、本実施の形態によれば、記録ヘッドの高周波特性や、非線形トランジションシフト(Non-linear Transition Shift;NLTS)や、重ね書きする場合の特性であるオーバーライト特性の優れた薄膜磁気ヘッドを提供することが可能となる。   In the present embodiment, the thin-film coil 13 is arranged on the side of the pole portion layer 10 a of the lower pole layer 10 and is formed on the flat insulating film 12. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to form the thin-film coil 13 finely and accurately. Further, according to the present embodiment, the end of thin-film coil 13 can be arranged near the end of pole portion layer 10a opposite to air bearing surface 30. From these facts, according to the present embodiment, it is possible to reduce the magnetic path length as compared with the related art. Further, the magnetomotive force generated by the thin film coil 13 can be prevented from being saturated on the way, and the magnetomotive force generated by the thin film coil 13 can be efficiently used for recording. Therefore, according to the present embodiment, there is provided a thin-film magnetic head having excellent high-frequency characteristics of a recording head, a non-linear transition shift (NLTS), and an overwrite characteristic which is a characteristic for overwriting. It is possible to do.

また、本実施の形態では、薄膜コイル13を下部磁極層10の磁極部分層10aの側方に配置し、薄膜コイル13を覆うコイル絶縁層15の上面を、磁極部分層10aの上面と共に平坦化している。そのため、本実施の形態によれば、コイル絶縁層15に隣接する層を精度よく形成することが可能になる。   Further, in the present embodiment, the thin film coil 13 is arranged on the side of the magnetic pole portion layer 10a of the lower magnetic pole layer 10, and the upper surface of the coil insulating layer 15 covering the thin film coil 13 is flattened together with the upper surface of the magnetic pole portion layer 10a. ing. Therefore, according to the present embodiment, it is possible to accurately form a layer adjacent to coil insulating layer 15.

また、本実施の形態では、薄膜コイル13を下部磁極層10の磁極部分層10aの側方に配置したことから、上部磁極層18をほぼ平坦な1つの層で構成することができる。従って、本実施の形態によれば、上部磁極層を複数の層で構成する場合に比べて、工数を減らすことができる。   Further, in the present embodiment, since the thin-film coil 13 is arranged on the side of the magnetic pole portion layer 10a of the lower magnetic pole layer 10, the upper magnetic pole layer 18 can be constituted by one substantially flat layer. Therefore, according to the present embodiment, the number of steps can be reduced as compared with the case where the upper pole layer is composed of a plurality of layers.

[第2の実施の形態]
次に、図8を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。図8は本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示し、(a)はエアベアリング面に垂直な断面を示し、(b)は磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示している。
[Second embodiment]
Next, a thin-film magnetic head and a method of manufacturing the same according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 8A and 8B show the configuration of the thin-film magnetic head according to the present embodiment. FIG. 8A shows a cross section perpendicular to the air bearing surface, and FIG. 8B shows a cross section of the magnetic pole portion parallel to the air bearing surface.

本実施の形態では、図8(b)に示したように、エアベアリング面30における上部磁極層18の幅と磁極部分層10aの幅を、厚み方向の全体にわたって等しくしたものである。このように両者の幅を等しくする方法としては、上部磁極層18をマスクとして記録ギャップ層17と磁極部分層10aとをエッチングする方法でもよいし、上部磁極層18の上に形成したマスク層をマスクとして、上部磁極層18、記録ギャップ層17および磁極部分層10aをエッチングする方法でもよい。エッチング方法としては、例えばRIEが用いられる。また、マスク層は、例えば、アルミナ層の上に、パターニングされた金属層を形成し、この金属層をマスクとして、RIEによってアルミナ層をエッチングすることによって形成される。   In the present embodiment, as shown in FIG. 8B, the width of the upper magnetic pole layer 18 on the air bearing surface 30 and the width of the magnetic pole portion layer 10a are made equal throughout the thickness direction. In order to equalize the widths of the two, the recording gap layer 17 and the pole portion layer 10a may be etched using the upper pole layer 18 as a mask, or a mask layer formed on the upper pole layer 18 may be used. As a mask, a method of etching the upper magnetic pole layer 18, the recording gap layer 17, and the magnetic pole partial layer 10a may be used. As an etching method, for example, RIE is used. The mask layer is formed, for example, by forming a patterned metal layer on the alumina layer, and etching the alumina layer by RIE using the metal layer as a mask.

また、本実施の形態において、上部磁極層18、記録ギャップ層17および下部磁極層10の磁極部分層10aを集束イオンビームによってエッチングするようにしてもよい。   In the present embodiment, the upper magnetic pole layer 18, the recording gap layer 17, and the magnetic pole partial layer 10a of the lower magnetic pole layer 10 may be etched by a focused ion beam.

本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。   Other configurations, operations, and effects of the present embodiment are the same as those of the first embodiment.

本発明は、上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば上記各実施の形態では、基体側に読み取り用のMR素子を形成し、その上に、書き込み用の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。   The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible. For example, in each of the above embodiments, a thin film magnetic head having a structure in which an MR element for reading is formed on the substrate side and an inductive electromagnetic transducer for writing is stacked thereon has been described. It may be.

つまり、基体側に書き込み用の誘導型電磁変換素子を形成し、その上に、読み取り用のMR素子を形成してもよい。このような構造は、例えば、上記実施の形態に示した上部磁極層の機能を有する磁性膜を下部磁極層として基体側に形成し、記録ギャップ膜を介して、それに対向するように上記実施の形態に示した下部磁極層の機能を有する磁性膜を上部磁極層として形成することにより実現できる。   That is, an inductive electromagnetic transducer for writing may be formed on the substrate side, and an MR element for reading may be formed thereon. In such a structure, for example, the magnetic film having the function of the upper magnetic pole layer shown in the above-described embodiment is formed on the substrate side as the lower magnetic pole layer, and the magnetic film having the above-mentioned structure is opposed to the magnetic pole layer via the recording gap film. This can be realized by forming the magnetic film having the function of the lower magnetic pole layer shown in the embodiment as the upper magnetic pole layer.

また、本発明は、誘導型電磁変換素子のみを備えた記録専用の薄膜磁気ヘッドや、誘導型電磁変換素子によって記録と再生を行う薄膜磁気ヘッドにも適用することができる。   In addition, the present invention can be applied to a thin-film magnetic head dedicated to recording including only an inductive electromagnetic transducer, and a thin-film magnetic head that performs recording and reproduction using an inductive electromagnetic transducer.

本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining one step in the method of manufacturing the thin-film magnetic head according to the first embodiment of the present invention. 図1に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 1. 図2に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 2. 図3に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 3. 図4に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 4. 本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。FIG. 2 is a sectional view of the thin-film magnetic head according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドにおける下部磁極層および上部磁極層の磁極部分の近傍を示す斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing the vicinity of the magnetic pole portions of the lower magnetic pole layer and the upper magnetic pole layer in the thin-film magnetic head according to the first embodiment of the present invention. 本発明の第2の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a thin-film magnetic head according to a second embodiment of the present invention. 従来の薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining one step in a conventional method of manufacturing a thin-film magnetic head. 図9に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 9. 図10に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 10. 図11に続く工程を説明するための断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view for explaining a step following the step shown in FIG. 11. 従来の磁気ヘッドの平面図である。It is a top view of the conventional magnetic head.

符号の説明Explanation of reference numerals

1…基板、2…絶縁層、3…下部シールド層、5…MR素子、8…上部シールド層、9…絶縁膜、10…下部磁極層、10a…磁極部分層、10b…ヨーク部分層、11…絶縁層、13…薄膜コイル、15…コイル絶縁層、16…絶縁層、17…記録ギャップ層、18…上部磁極層、20…オーバーコート層、30…エアベアリング面。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... Insulating layer, 3 ... Lower shield layer, 5 ... MR element, 8 ... Upper shield layer, 9 ... Insulating film, 10 ... Lower magnetic pole layer, 10a ... Magnetic pole partial layer, 10b ... Yoke partial layer, 11 ... insulating layer, 13 thin film coil, 15 ... coil insulating layer, 16 ... insulating layer, 17 ... recording gap layer, 18 ... upper magnetic pole layer, 20 ... overcoat layer, 30 ... air bearing surface.

Claims (8)

記録媒体に対向する媒体対向面と、互いに磁気的に連結され、前記媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む第1および第2の磁性層と、前記第1の磁性層の磁極部分と前記第2の磁性層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、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た薄膜磁気ヘッドであって、
前記第1の磁性層は、一端が媒体対向面に配置された第1の部分と、前記第1の部分よりも媒体対向面とは反対側に配置され、前記第1の部分の幅よりも大きい幅を有する第2の部分とを含み、
前記第2の磁性層は、一端が媒体対向面に配置され、トラック幅に等しい幅を有する部分を有し、
薄膜磁気ヘッドは、更に、前記第1の部分におけるトラック幅方向の両側に配置された絶縁層を備え、
前記第1の部分におけるギャップ層側の一部の幅は、前記第1の部分における他の部分の幅よりも小さく且つトラック幅に等しく、
前記第1の部分における他の部分のギャップ層側の面と前記絶縁層のギャップ層側の面は、平坦な面を形成していることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
A first and a second magnetic layer magnetically coupled to each other with a medium facing surface facing the recording medium and including magnetic pole portions facing each other on the medium facing surface side, each including at least one layer; A gap layer provided between a magnetic pole part of the first magnetic layer and a magnetic pole part of the second magnetic layer, and at least a part between the first and second magnetic layers; A thin-film coil provided in a state insulated from the two magnetic layers,
The first magnetic layer has a first portion, one end of which is disposed on the medium facing surface, and a first portion disposed on a side opposite to the medium facing surface with respect to the first portion, and has a width larger than the width of the first portion. A second portion having a large width;
The second magnetic layer has a portion having one end disposed on the medium facing surface and having a width equal to a track width;
The thin-film magnetic head further includes insulating layers disposed on both sides of the first portion in the track width direction,
A width of a part of the first part on the gap layer side is smaller than a width of another part of the first part and equal to a track width;
The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein a surface of the other portion of the first portion on the gap layer side and a surface of the insulating layer on the gap layer side form a flat surface.
前記第1の磁性層は、一方の面が前記ギャップ層に隣接し、前記第1の部分と第2の部分とを含む磁極部分層と、前記磁極部分層の他方の面に接続され、第1の磁性層におけるヨーク部分となるヨーク部分層とを有することを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。   The first magnetic layer has one surface adjacent to the gap layer, a pole portion layer including the first portion and the second portion, and a first portion connected to the other surface of the pole portion layer. 2. The thin-film magnetic head according to claim 1, further comprising a yoke portion layer serving as a yoke portion in the one magnetic layer. 前記薄膜コイルの少なくとも一部は前記磁極部分層の側方に配置されていることを特徴とする請求項2記載の薄膜磁気ヘッド。   3. The thin-film magnetic head according to claim 2, wherein at least a part of the thin-film coil is arranged on a side of the magnetic pole partial layer. 前記ヨーク部分層の媒体対向面側の端部は媒体対向面から離れた位置に配置されていることを特徴とする請求項2または3記載の薄膜磁気ヘッド。   4. The thin-film magnetic head according to claim 2, wherein an end of the yoke partial layer on the medium facing surface side is arranged at a position away from the medium facing surface. 記録媒体に対向する媒体対向面と、互いに磁気的に連結され、前記媒体対向面側において互いに対向する磁極部分を含み、それぞれ少なくとも1つの層を含む第1および第2の磁性層と、前記第1の磁性層の磁極部分と前記第2の磁性層の磁極部分との間に設けられたギャップ層と、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た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、
前記第1の磁性層の上に前記ギャップ層を形成する工程と、
前記ギャップ層の上に前記第2の磁性層を形成する工程と、
少なくとも一部が前記第1および第2の磁性層の間に、この第1および第2の磁性層に対して絶縁された状態で配置されるように、前記薄膜コイルを形成する工程とを備え、
前記第1の磁性層は、一端が媒体対向面に配置された第1の部分と、前記第1の部分よりも媒体対向面とは反対側に配置され、前記第1の部分の幅よりも大きい幅を有する第2の部分とを含み、
前記第2の磁性層は、一端が媒体対向面に配置され、トラック幅に等しい幅を有する部分を有し、
薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、
前記第1の部分におけるトラック幅方向の両側に配置された絶縁層を形成する工程と、
前記第2の磁性層の形成後に、前記第1の部分におけるギャップ層側の一部の幅が、前記第1の部分における他の部分の幅よりも小さく且つトラック幅に等しくなり、且つ前記第1の部分における他の部分のギャップ層側の面と前記絶縁層のギャップ層側の面が平坦な面を形成するように、前記第1の部分の一部および絶縁層の一部をエッチングする工程とを備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
A first and a second magnetic layer magnetically coupled to each other with a medium facing surface facing the recording medium and including magnetic pole portions facing each other on the medium facing surface side, each including at least one layer; A gap layer provided between a magnetic pole part of the first magnetic layer and a magnetic pole part of the second magnetic layer, and at least a part between the first and second magnetic layers; A thin-film magnetic head comprising: a thin-film coil provided insulated from the second magnetic layer;
Forming the first magnetic layer;
Forming the gap layer on the first magnetic layer;
Forming the second magnetic layer on the gap layer;
Forming the thin-film coil so that at least a part of the thin-film coil is disposed between the first and second magnetic layers while being insulated from the first and second magnetic layers. ,
The first magnetic layer has a first portion, one end of which is disposed on the medium facing surface, and a first portion disposed on a side opposite to the medium facing surface with respect to the first portion, and has a width larger than the width of the first portion. A second portion having a large width;
The second magnetic layer has a portion having one end disposed on the medium facing surface and having a width equal to a track width;
The method of manufacturing the thin-film magnetic head further comprises:
Forming insulating layers disposed on both sides of the first portion in the track width direction;
After the formation of the second magnetic layer, the width of a part of the first part on the gap layer side is smaller than the width of the other part of the first part and equal to the track width; Part of the first part and part of the insulating layer are etched so that the surface of the other part of the part on the gap layer side and the surface of the insulating layer on the gap layer side form a flat surface. And a method of manufacturing a thin-film magnetic head.
前記第1の磁性層は、一方の面が前記ギャップ層に隣接し、前記第1の部分と第2の部分とを含む磁極部分層と、前記磁極部分層の他方の面に接続され、第1の磁性層におけるヨーク部分となるヨーク部分層とを有することを特徴とする請求項5記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。   The first magnetic layer has one surface adjacent to the gap layer, a pole portion layer including the first portion and the second portion, and a first portion connected to the other surface of the pole portion layer. 6. The method for manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 5, further comprising a yoke portion layer serving as a yoke portion in the one magnetic layer. 前記薄膜コイルの少なくとも一部は前記磁極部分層の側方に配置される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。   7. The method according to claim 6, wherein at least a part of the thin film coil is disposed on a side of the magnetic pole partial layer. 前記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ることを特徴とする請求項6または7記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
8. The method of manufacturing a thin-film magnetic head according to claim 6, wherein an end of the yoke partial layer on the medium facing surface side is arranged at a position away from the medium facing surface.
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