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JP2534082B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
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JP2534082B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

薄膜磁気ヘッド

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JP2534082B2
JP2534082B2 JP62281992A JP28199287A JP2534082B2 JP 2534082 B2 JP2534082 B2 JP 2534082B2 JP 62281992 A JP62281992 A JP 62281992A JP 28199287 A JP28199287 A JP 28199287A JP 2534082 B2 JP2534082 B2 JP 2534082B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の分野] 本発明はPCM(Pulse Code Modulation)記録再生装置
や電子スチルカメラ等に用いられる薄膜磁気ヘッドに関
し、特に埋込み多層スパイラル型薄膜磁気ヘッドのコイ
ル導体の改良に関する。
[従来技術] 薄膜磁気ヘッドは、巻線数増加による記録再生効率の
向上を図るためにスパイラル状のコイル導体を複数層形
成した、いわゆる多層スパイラル型薄膜磁気ヘッド、そ
の中でも特に製造プロセスの簡略化のために埋込み多層
スパイラル型薄膜磁気ヘッドが実用化されている。
上記埋込み多層スパイラル型薄膜磁気ヘッドは、第3
図(A),(B)及び(C)に示されるように、磁性あ
るいは非磁性基板50上にアモルファスあるいはセンダス
トなどから成る下部磁性体50aが、さらにその上にSiO2
等から成る第一絶縁層51がスパッタリングや蒸着などに
より形成される。次にその上にCuから成る下層コイル導
体52が形成され、その後前記下層コイル導体52上に第二
絶縁層53が形成され、次に下層コイル導体52間に上層コ
イル導体54を形成し、その上に第三絶縁層55を形成し、
上部磁性体57と下部磁性体50aとを磁気的に結合させる
ための窓をあけるべくテーパーエッチングを行ない、そ
の後SiO2などから成るギャップ層(図示せず)を形成
し、その上にアモルファスあるいはセンダストなどから
成る上部磁性体57を形成する。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、上述の埋込み型多層スパイラル薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、その構造上、上層コイル導体層を下層
コイル導体間隔の中に最適に配設しないと大きな段差を
生じてしまう〔第3図(B),(C)〕。
このような大きな段差が生じると、スパッタリング等
の手法で形成している第三絶縁層55及び上部磁性体57
は、段差部に位置する前記第三絶縁層55a及び上部磁性
体57aが、平坦部に較べて薄く被着される。したがって
上部磁性体のエッチングにおいて、段差部に位置する上
部磁性体57aは、平坦部に位置する上部磁性体57に較べ
エッチング時間が短くなる。
このため平坦部に位置する上部磁性体57のエッチング
が完了した時点では、段差部に位置する第三絶縁層55a
がオーバーエッチングされてしまい絶縁破壊を生ずる恐
れがある。また、下層コイル導体52と上部コイル導体54
とが交差する部分に特に急激な段差を生じてしまう。こ
のため、特開昭62−22218号公報に開示されている薄膜
磁気ヘッドでは、第4図(A),(B)及び(C)に示
すように、上層コイル導体と下層コイル導体が交差する
部分の下層コイル導体52に突出部52aを設けて上記段差
を解消しようとしている。この場合は確かに上層コイル
が下層コイルに渡りこむ部分では段差は解消されるが、
第4図(C)からわかる様に、その他の部分では上層コ
イル54が完全に下層コイル52上に配設されているため段
差が解消されず、この部分での絶縁層55の絶縁破壊が生
じてしまう。また、上部磁極より後方部分では、下層コ
イル間の間隔lを20〜30μ程度とっているため、コイル
のトータル長さが長くなり、直流抵抗が高くなってしま
い、ヘッドのインピーダンスによるノイズが増え、S/N
の劣化を招く恐れがある。
即ち、従来の埋込み型多層スパイラル薄膜磁気ヘッド
では、上述したように上部磁性体のエッチングの時に絶
縁破壊あるいは上層コイルの導体切れ、及び直流抵抗増
加によるS/Nの低下が生ずるという問題があった。
本発明者等は、鋭意実験を重ねた結果、下層コイル導
体間隔S上に上層コイル導体54を配設した場合に、下層
コイル導体52上へののり上げ量δ〔第3図(B)参照〕
が20μm以上になると、こののり上げ部分の段差が大き
くなってしまい上記問題が生ずるが、20μm以下にする
事により段差量が軽減される事を見出した。
そこで、本発明は、上述の欠点に解消せんがために提
案されたもので上部磁性体をエッチングしても絶縁破壊
や導体切れを生ずる事がなく、かつ直流抵抗を極力小さ
くしS/Nの向上が得られる薄膜ヘッドを提供する事を目
的とする。
[問題点を解決するための手段] 上記目的を達成するために本発明は、下部磁性体上に
複数層のスパイラル状のコイル導体及び上部磁性体がが
絶縁層を介して積層形成されて成る薄膜磁気ヘッドにお
いて、 エッチングされ所定の形状を有する上部磁性体で覆われ
てないコイル導体領域のコイル導体形状を次の様にした
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
i)45゜≦θ≦60゜、1.5S≦L≦4.5S 但し、 θ:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル
導体の傾斜角 L:エッチング後の上部磁性体で覆われない上層コイルの
導体幅(μm) S:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル導
体間隔(μm) でかつ、 ii)下層コイルに交差して上層コイルが配設された領域
で、下層コイルと上層コイルとで囲まれたスペースの面
積CSが、 49(μm2)≦CS≦225(μm2) である。
[作用] このように、エッチングされ所定の形状を有する上部
磁性体で覆われてないコイル導体領域のコイル導体形状
が、 i)45゜≦θ≦60゜、1.5S≦L≦4.5S 但し、 θ:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル
導体の傾斜角 L:エッチング後の上部磁性体で覆われない上層コイルの
導体幅(μm) S:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル導
体間隔(μm) でかつ、 ii)下層コイルに交差して上層コイルが配設された領域
で、下層コイルと上層コイルとで囲まれたスペースの面
積CSが、 49(μm2)≦CS≦225(μm2) を満足するように配置されているため、段差量が非常に
小さくなり、上部磁性体をエッチングで取り除いても、
絶縁層の過度のオーバーエッチングや上層コイル導体ま
でのエッチングが無くなる。また、下層コイル導体間隔
もしくは上層コイル導体間隔を、これらに囲まれたスペ
ース面積(CS)を49μm2以上225μm2未満、即ち長さに
して7μm以上15μm以下とすることにより。コイル長
を短くする事ができるため、直流抵抗が小さく出来、S/
Nを向上させることが出来る。
[実 施 例] 以下、本発明の一実施例について、第1図(A),
(B)及び(C)を参照しながら詳細に説明する。
本発明の薄膜磁気ヘッドにおいては、下部磁性体1と
しては、Mn−Zn系フェライトやNi−Zn系フェライト等の
強磁性酸化物基板10、または、セラミック等の非磁性基
板上にFe−Ni系合金(パーマロイ)やFe−Al−Si系合金
(センダスト)あるいは、Co−Nb−Zr系合金(アモルフ
ァス)等の強磁性金属材料を積層した複合基板、あるい
は、上記強磁性酸化物基板上にパーマロイやセンダスト
あるいはアモルファス等の強磁性金属材料を積層した複
合基板等が使用される。上記、下部磁性体1上にSiO2
から成る第一絶縁層2がスパッタリング技術等を用い
て、被着形成される。次いでCuあるいはAl等の金属導体
より成る、下層コイル導体3が所定の間隔をもって、渦
巻状に形成されている。
ここで本発明においては、コイル直流抵抗を出来る限
り小さくするために、下層コイル導体間隔Sを7μm以
上15μm以下にしている。さらにマスクとなるフォトレ
ジストとエッチング後の寸法を同一にする(パターン変
換差=0)ために、イオンミリングでエッチングする際
にマスクとなるフォトレジストにアフターベークを加え
た後、イオンビーム入射角度(フォトレジスト上面の法
線方向に対する角度)0゜〜15゜でエッチングする。こ
うする事によりエッチング後のコイル導体間隔はフォト
レジストパターン間隔と同一となり、フォトマスクパタ
ーン設計が容易となる。次にSiO2等から成る第二絶縁層
4を被着形成した後、下層コイル導体3と上層コイル導
体5を接続するためのコンタクト窓(図示せず)が開け
られ、次いで前記第二絶縁層4を覆う如くCuやAlなどか
ら成る金属導体を被着形成し、イオンミリングによりエ
ッチングして、上層コイル導体5が形成される。この際
上層コイル導体5は、第1図(A)に示す如く、エッチ
ングされ所定の形状を有する上部磁性体で覆われてない
コイル導体領域のコイル導体形状が、 i)45゜≦θ≦60゜、1.5S≦L≦4.5S 但し、 θ:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル
導体の傾斜角 L:エッチング後の上部磁性体で覆われない上層コイルの
導体幅(μm) S:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル導
体間隔(μm) でかつ、 ii)下層コイルに交差して上層コイルが配設された領域
で、下層コイルと上層コイルとで囲まれたスペースの面
積CSが、 49(μm2)≦CS≦225(μm2) を満足するように配置される。さらに、上層コイル導体
間隔も上層コイル導体の直流抵抗を小さくするために、
スペース面積(CS)が49μm2以上225μm2未満の関係か
ら、下層コイル導体と同様に7μm以上15μm以下とす
る。ここで前記上層コイル導体を形成する際のイオンビ
ーム入射角は0〜15゜に設定すれば、下層コイルと上層
コイルで囲まれた領域(A部)も7×7μm2の領域まで
はイオンビームが十分入り、上層コイル間の短絡が生じ
ない事がわかった。また導体間の間隔Sが15μm以上に
なると直流抵抗が増加する。さらに間隔Sが大きいと第
三絶縁層6を介してその上に形成される上部磁性体7を
パターンエッチングする際に、マスクとなるフォトレジ
ストを塗布した場合、フォトレジストが下層コイルと上
層コイルで囲まれた領域(A部)で急激な段差となるた
めに、フォトレジストをパターニングするべき上部磁性
体7部分の膜厚変動を生じ、特に上部磁性体7の膜厚が
磁気的飽和を回避するために十数μm以上厚くしたい場
合には、前記膜厚変動のため残したい上部磁性体7をエ
ッチングしてしまう事が実験より判った。
また、上層コイル導体幅Lを下層導体間隔Sに対し
て、下記<表1>に示すような組み合わせで実験を行な
ったところ、下層コイル導体間隔Sと上層コイル導体幅
Lは1.5S≦L≦4.5Sを満たしている。
この時の下層コイル導体のエッチング後の傾斜角θは
45゜〜60゜であり、上下コイル導体が存在する部分の段
差が非常に緩やかなものとなった。そして、上層コイル
導体の上に形成される上部磁性体7のパターンエッチン
グにおいて、上部磁性体は均一にエッチング出来、第三
絶縁層6のオーバーエッチングによる絶縁破壊、あるい
は、上部コイル導体5もエッチングされる事がなく、断
線も生じなかった。
ところで、前記上部コイル導体5は、フロントギャッ
プ近傍部(前述の上部磁性体7が残存形成される部分)
においては下部コイル導体3間の間隙にこの間隙を埋め
る如く形成されるので、これらコイル導体3,5の表面が
略平坦に形成され、この結果上部磁性体7が略平坦に形
成され、良好な磁気特性が得られるようになっている。
次に、第2図に本発明の他の実施例を示す。この実施
例は、上部コイル導体が図示の如く形成され、しかも第
1の実施例と同様、上部コイル導体は、エッチングされ
所定の形状を有する上部磁性体7で覆われてないコイル
導体領域のコイル導体形状が、 i)45゜≦θ≦60゜、1.5S≦L≦4.5S 但し、 θ:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル
導体の傾斜角 L:エッチング後の上部磁性体で覆われない上層コイルの
導体幅(μm) S:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル導
体間隔(μm) でかつ、 ii)下層コイルに交差して上層コイルが配設された領域
で、下層コイルと上層コイルとで囲まれたスペースの面
積CSが、 49(μm2)≦CS≦225(μm2) を満足するように配置されることを特徴としており、か
つ上層コイル導体の直流抵抗を小さくするために、下層
コイル導体3と直交する上層コイル導体5の幅を大きく
とっている。
本実施例でも、先きの実施例と同じく下層に形成され
る絶縁層の絶縁破壊或いは上層コイル導体の断線を生じ
ないで、良好な磁気特性が得られた。
以上、各実施例ではコイル導体を2層積層した薄膜磁
気ヘッドについて説明したが、本発明は、スパイラル状
のコイル導体を2層以上積層した薄膜ヘッドにも適用さ
れる。
また、各実施例では、1チャンネルの薄膜磁気ヘッド
について説明したが、複数の薄膜磁気ヘッド素子を有す
る、いわゆるマルチチャンネル薄膜磁気ヘッドにも適用
される。
[発明の効果] 本発明の薄膜磁気ヘッド下部磁性体上に複数層のスパ
イラル状のコイル導体及び上部磁性体がが絶縁層を介し
て積層形成されて成る薄膜磁気ヘッドにおいて、 エッチングされ所定の形状を有する上部磁性体で覆わ
れてないコイル導体領域のコイル導体形状が、 i)45゜≦θ≦60゜、1.5S≦L≦4.5S 但し、 θ:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル
導体の傾斜角 L:エッチング後の上部磁性体で覆われない上層コイルの
導体幅(μm) S:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル導
体間隔(μm) でかつ、 ii)下層コイルに交差して上層コイルが配設された領域
で、下層コイルと上層コイルとで囲まれたスペースの面
積CSが、 49(μm2)≦CS≦225(μm2) であることを特徴とする。これにより上部磁性体のパタ
ーンエッチングに際しても絶縁層や上部コイル導体まで
エッチングされることがなくなり、歩留りが向上する。
また直流抵抗が小さく出来、S/Nの良好な薄膜ヘッドが
提供出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)は本発明の一実施例を示す平面図、同図
(B)は、(A)図のa−a断面図、同図(C)は、
(A)図のb−b断面図、 第2図は、本発明による他の実施例を示す平面図、 第3図及び第4図は従来の薄膜磁気ヘッドを説明する図
で、各(A)図はその平面図、各(B)図はそれぞれの
a−a断面図、各(C)図はそれぞれのb−b断面図で
ある。 1……下部磁性体、2,4,6……絶縁層 3……下層コイル導体、5……上層コイル導体 7……上部磁性体 L……上層コイル導体幅 S……下層コイル導体間隔

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】下部磁性体上に複数層のスパイラル状のコ
    イル導体及び上部磁性体がが絶縁層を介して積層形成さ
    れて成る薄膜磁気ヘッドにおいて、 エッチングされ所定の形状を有する上部磁性体で覆われ
    てないコイル導体領域のコイル導体形状を次の様にした
    ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 45゜≦θ≦60゜、1.5S≦L≦4.5S 但し、 θ:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル
    導体の傾斜角 L:エッチング後の上部磁性体で覆われない上層コイルの
    導体幅(μm) S:エッチング後の上部磁性体で覆われない下層コイル導
    体間隔(μm) でかつ、 下層コイルに交差して上層コイルが配設された領域
    で、下層コイルと上層コイルとで囲まれたスペースの面
    積CSが、 49(μm2)≦CS≦225(μm2) である。
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