JP3594192B2

JP3594192B2 - Thin film magnetic head

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Publication number: JP3594192B2
Application number: JP2003116266A
Authority: JP
Inventors: 芳高佐々木; 吉田　　誠; 信也大山; 勤小柳
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2003-04-21
Filing date: 2003-04-21
Publication date: 2004-11-24
Anticipated expiration: 2017-01-25
Also published as: JP2003346307A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は薄膜磁気ヘッドに関する。本発明は、主に、記録素子となる誘導型磁気変換素子及び再生素子となる磁気抵抗効果（以下ＭＲと称する）磁気変換素子を積層して設けた複合型の薄膜磁気ヘッドを開示する。
【０００２】
【従来の技術】
誘導型磁気変換素子を記録素子として用いた薄膜磁気ヘッドにおいて、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させるには、記録ポール幅を極小化しなければならない。記録ポール幅の極小化について言及した先行技術としては、例えば、特開平３−２６３６０３号公報を挙げることができる。しかし、上記先行技術は、製造プロセスを経て完成された薄膜磁気ヘッドの空気ベアリング面（以下ＡＢＳ面と称する）において、ＡＢＳ面に露出している上部ポール及び下部ポール部の先端面にエッチング加工を施すことにより、記録ポール幅を極小化する技術を開示するに留り、製造プロセスにおいて、記録ポール幅を極小化する技術を開示するものではない。
【０００３】
次に、再生素子をＭＲ磁気変換素子によって構成し、記録素子を誘導型磁気変換素子によって構成した複合型の薄膜磁気ヘッドは、ＭＲ磁気変換素子の再生出力が記録媒体の速度に依存しないため、高再生出力が得られるという利点がある。このような複合型薄膜磁気ヘッドは、例えば特公昭５９−３５０８８号公報に開示されている。この公知文献に見られるように、従来は、ＭＲ磁気変換素子の上に誘導型磁気変換素子を積層して設けるのが一般的であった。
【０００４】
しかし、特公昭５９−３５０８８号公報に開示されるごとく、ＭＲ磁気変換素子の上に誘導型磁気変換素子を積層して設けた構造では、量産化に当たって、上述した記録ポール幅の極小化に付随する問題点の他、種々の解決すべき問題点を生じる。
【０００５】
まず、ＭＲ磁気変換素子の上に誘導型磁気変換素子を積層して設けた構造では、ＭＲ磁気変換素子が誘導型磁気変換素子の製造プロセス全体を通してその影響下におかれる。このため、磁気ヘッド全体としての特性劣化、信頼性の低下及び歩留の低下を招く。
【０００６】
特に、ＭＲ磁気変換素子として、スピンバルブ膜、超格子膜またはグラニュラ膜などのＧＭＲ膜を用い、高面記録密度を図った薄膜磁気ヘッドでは、誘導型磁気ヘッドを製造する際の熱処理温度により、ＧＭＲ膜が熱的ダメージを受け、再生出力が大幅に低下してしまう。例えば、磁性膜にＮｉ−Ｆｅを用い、非磁性膜にＣｕを用いたスピンバルブ膜では、誘導型磁気変換素子の製造プロセスにおいて通常印加される２００℃〜２５０℃以上の温度で、ＮｉとＣｕとが混ざり合ってしまい、スピンバルブ膜の多層構造が乱れてしまう。
【０００７】
次に、誘導型磁気変換素子のオーバライト特性は、コイル支持体（フォトレジスト）のアペックス角（ＡｐｅｘＡｎｇｌｅ）及びポール部のスロートハイト（ＴｈｒｏａｔＨｅｉｇｈｔ）によって大きく左右される。従って、量産化に当たって、特性の安定化、信頼性の向上及び歩留向上を達成するためには、アペックス角及びポール部のスロートハイトを正確に制御することがきわめて重要である。
【０００８】
また、歩留に大きな影響を及ぼす要因として、誘導型磁気変換素子のスロートハイトと、ＭＲ磁気変換素子のＭＲハイトとがある。当業者に知られているように、スロートハイト及びＭＲハイトは、コイル膜を支持する有機質絶縁膜のうち、最下層の絶縁膜の位置と、スライダの空気ベアリング面（以下ＡＢＳ面と称する）の加工精度とによって決定される。ＭＲ磁気変換素子の上に誘導型磁気変換素子を積層して設けた従来構造において、スロートハイト及びＭＲハイトを高精度で設定するには、既に形成されているＭＲ磁気変換素子に対して、最下層絶縁膜のためのマスクアライメントを、最小限の位置合わせ誤差をもって実行しなければならない。
【０００９】
しかしながら、ＭＲ磁気変換素子は、数百オングストロームの膜厚しかない。しかも、ＭＲ磁気変換素子の上には、下部磁性膜のポール部が存在するため、位置合わせとして利用されるＭＲ磁気変換素子の輪郭が不鮮明になる。このため、ＭＲ磁気変換素子に対する絶縁膜用マスクアライメントが困難である。この問題点を解決する手段として、ＭＲ磁気変換素子とは異なる別のパターンを設け、このパターンに対して、絶縁膜用マスクを位置合わせする方法があるが、この場合には、付加されたパターンによるアライメント誤差を生じる。
【００１０】
更に、コイル膜を支持するフォトレジストは、その上に形成されるコイル膜のために平坦なコイル形成面を与えるべく、例えば２５０℃程度の温度で熱処理される。この熱処理工程において、フォトレジストが軟化または溶融し、そのパターンの寸法が大きく変動する。更に、コイル膜を形成する時、そのパターンイング手段として、メッキやミリング等が用いられる。このパターンニング工程において、ＭＲ磁気変換素子に対する基準となる絶縁膜のパターンがミリング等によって、再度エッチングされ、パターンの後退が発生する。
【００１１】
このようなフォトレジストのパターン変動が生じると、仮に、ＭＲ磁気変換素子または別に設けられたパターンに対して、フォトレジスト用フォトマスクを高精度で位置合わせしたとしても、ＭＲ磁気変換素子に対するフォトレジストの相対位置関係が変動してしまう。レジストパターン変動は、フォトレジストの膜厚によっては、例えば、０．５μｍ〜０．６μｍにも及ぶ。特に、高周波数用複合型薄膜磁気ヘッドでは、スロートハイトが１．００μｍ以下のものが要求されつつあり、それに対応して、レジストパターン変動を、サブミクロン単位で正確に制御することが要求されている。
【００１２】
レジストパターン変動の大きい従来技術は、かかる現状に適応できなくなっており、ＡＢＳ面の研磨などの際にＭＲ磁気変換素子及び誘導型磁気変換素子に特性不良が多発していた。
【００１３】
従来の複合型薄膜磁気ヘッドの更にもう一つの問題点は、ＭＲ磁気変換素子を形成した後、シールドギャップ膜を形成し、更に、その上に下部磁性膜を形成するために、ＭＲ磁気変換素子及びシールドギャップ膜による凹凸が、下部磁性膜の下部ポール部にそのまま反映され、下部ポール部にも凹凸を生じてしまうことである。このような凹凸を持つ下部ポール部に対して、上部磁性膜の上部ポール部を形成した場合、磁場の影響で、記録素子としての高周波特性が劣化することは知られている。下部ポール部の凹凸に起因する高周波特性の劣化を回避するため、従来は、下部ポール部を形成した後、例えば半導体製造技術で知られているＣＭＰ（ＣｈｅｍｉｃａｌＭｅｃｈａｎｉｃａｌＰｏｌｉｓｈ）法を適用して、平坦化する工程が必要であった。
【００１４】
誘導型磁気変換素子の上にＭＲ磁気変換素子を設けた複合型薄膜磁気ヘッドは、既に特開平５−４６９４３号公報に開示されている。しかしながら、この先行技術は、特に量産化において、ＭＲ磁気変換素子とフォトレジストとの位置合わせに適した構造、及び、フォトレジストのパターン変動を抑制するために有効な技術を開示していない。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、記録ポール幅を極小化し、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力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を提供することである。
【００１６】
本発明のもう一つの課題は、製造プロセスにおいて、記録ポール幅を極小化するのに適した構造を持つ薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１７】
本発明の更にもう一つの課題は、極小化された記録ポール幅を均一に形成できる構造を有する薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１８】
本発明の更にもう一つの課題は、記録ポールにおける磁界集中を高め、高周波記録特性及び高面密度記録特性を向上させた薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００１９】
本発明の更にもう一つの課題は、再生素子をＭＲ磁気変換素子によって構成し、記録素子を誘導型磁気変換素子によって構成した複合型であって、記録ポール幅を極小化するのに適した構造を持つ複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２０】
本発明の更にもう一つの課題は、ＭＲ磁気変換素子が磁気変換素子の製造プロセスによる悪影響を受けることのない複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２１】
本発明のもう一つの課題は、ＭＲ磁気変換素子として、スピンバルブ膜、超格子膜またはグラニュラ膜などＧＭＲ膜を用いた場合、ＧＭＲ膜に対して熱的ダメージを与えることのない複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２２】
本発明の更にもう一つの課題は、アペックス角及びポール部のスロートハイトを正確に制御し得る複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２３】
本発明の更にもう一つの課題は、誘導型磁気変換素子のスロートハイトと、ＭＲ磁気変換素子のＭＲハイトとを、高精度で設定し得る複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２４】
本発明の更にもう一つの課題は、フォトレジストの熱処理に伴うパターン変動をなくし、スロートハイトの狭小化、及び、高精度化に対応できる複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２５】
本発明の更にもう一つの課題は、ＣＭＰ法を適用することなく、平坦な下部ポール部を形成でき、下部ポール部の凹凸に起因する高周波特性の劣化を生じることのない複合型の薄膜磁気ヘッドを提供することである。
【００２６】
本発明の更にもう一つの課題は、上述した薄膜磁気ヘッドを製造するのに適した製造方法を提供することである。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、基体と、誘導型磁気変換素子とを含む。前記基体は、前記誘導型磁気変換素子を支持している。前記誘導型磁気変換素子は、下部磁性膜と、上部磁性膜と、ギャップ膜と、コイル膜とで構成される薄膜磁気回路を含んでいる。前記下部磁性膜は、下部ポール部を有している。前記上部磁性膜は、前記ギャップ膜を介して、前記下部ポール部と対向する上部ポール部を有している。このような構造において、前記上部ポール部は、前記上部磁性膜の下面の一部を突出させた突起で構成する。
【００２８】
上記構成によれば、記録ポール幅を、上部ポール部を構成する突起の幅によって決定される値まで極小化し、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させることができる。
【００２９】
しかも、上部ポール部は、上部磁性膜の下面の一部を突出させた突起で構成されているから、記録ポールにおける磁界集中を高め、高周波記録特性及び高面密度記録特性を向上させることができる。
【００３０】
更に、上部ポール部を構成する突起の幅は、上部磁性膜の製造プロセスにおいて、フォトリソグラフィを主とした高精度パターン形成技術によって、きわめて微細に、かつ、高精度で形成できる。よって、極小化された記録ポール幅を、量産プロセスの中で、均一に形成できる。
【００３１】
本発明は、更に、上記ポール構造の適用において、好ましい誘導型磁気変換素子の構造を開示する。この誘導型磁気変換素子は、前記基体の表面に凹部を有する。前記下部磁性膜は、前記凹部の内面に付着され、更に、前記凹部の内面から前記基体の表面に導出されて前記下部ポール部を構成している。前記コイル膜は、コイル支持絶縁膜によって支持され、前記凹部内に配置されている。前記ギャップ膜は、前記下部ポール部の表面、及び、前記コイル支持絶縁膜の表面を覆っている。
【００３２】
上記構造であれば、上部磁性膜を形成すべきギャップ膜を平坦化できる。ギャップ膜は上部磁性膜を形成するためのベースとなる。このため、上部磁性膜を平坦なギャップ膜上に形成することが可能になり、その全体のパターンの精度のみならず、その一部である上部ポール部を構成する突起のパターン精度が向上する。
【００３３】
基体は表面に凹部を有し、絶縁膜はコイル膜を支持し凹部内に配置されているから、絶縁膜のアペックス角、及び、スロートハイトを、凹部の立ち上がり面の角度、形状及び深さ等を制御することにより、正確に制御し得る。
【００３４】
下部磁性膜は、凹部の内面に付着され、更に内面から基体の表面に導かれて下部ポール部を形成しているから、凹部の内面から基体の表面に移る部分に変曲点（パターンエッジ）が生じる。下部ポール部のスロートハイトは、このパターンエッジを基準にして、高精度で決定できる。
【００３５】
コイル膜を支持するコイル支持絶縁膜は、通常は、フォトレジストでなり、その上に形成されるコイル膜のために平坦なコイル形成面を与えるべく、例えば２５０℃程度の温度で熱処理される。この熱処理工程において、フォトレジストが軟化または溶融しても、絶縁膜は、セラミックでなる基体に設けられた凹部内に配置されているのであるから、絶縁膜のパターンが凹部のパターンによって画定され、パターン変動を生じることがない。このため、フォトレジストの熱処理に伴うパターン変動を生じる余地がなく、絶縁膜のアペックス角、及び、スロートハイトを、凹部の立ち上がり面の角度によって定まる正確な値に制御できるようになると共に、スロートハイトの狭小化にも対応できるようになる。
【００３６】
下部磁性膜は、基体の表面に導かれ、下部ポール部を形成しているから、下部ポール部の形成されている基体の表面を平坦化することにより、下部ポール部の凹凸を回避することができる。この下部ポール部の表面に、ほぼ均一な膜厚を有するギャップ膜を付着させ、ギャップ膜の上に上部磁性膜を積層してあるから、下部ポール部の凹凸に起因する高周波特性の劣化を生じる余地がない。この場合、従来と異なって、下部ポール部を、ＣＭＰ法を適用して、平坦化する工程が全く不要であるから、工程の短縮化に寄与することができる。
【００３７】
基体に凹部を設けて、その内部に下部磁性膜及びコイル支持絶縁膜を配置する上記構成は、再生素子として、ＭＲ磁気変換素子を有する複合型の薄膜磁気ヘッドに、特に有効なものである。この場合、ＭＲ磁気変換素子は、誘導型磁気変換素子の上に積層する。
【００３８】
上述したように、ＭＲ磁気変換素子を、誘導型磁気変換素子の上に設ける構造であると、誘導型磁気変換素子を形成した後にＭＲ磁気変換素子を形成できる。このため、ＭＲ磁気変換素子が誘導型磁気変換素子の製造プロセスによる悪影響を受けることがなくなる。
【００３９】
ＭＲ磁気変換素子として、スピンバルブ膜、超格子膜またはグラニュラ膜などのＧＭＲ膜を用いた場合でも、高温アニールを必要とする誘導型磁気変換素子のコイル膜形成は、ＧＭＲ膜の形成時に既に終了しているので、ＧＭＲ膜に対して熱的ダメージを与えることがない。このため、安定したＧＭＲ膜を有するＭＲ磁気変換素子を得ることができる。
【００４０】
しかも、平坦化された上部磁性膜の上で、ＭＲ磁気変換素子を積層することができるので、平坦な面上で、ＭＲ磁気変換素子のための正確なフォトマスク位置合わせを行ない、ＭＲ磁気変換素子を高精度で形成できる。
【００４１】
更に、下部ポール部のパターンエッジの上に積層されているギャップ膜、上部磁性膜及び絶縁膜は非常に薄いものであり、ＭＲ磁気変換素子を形成する際、下部ポール部のパターンエッジを上側から見ることができる。このため、パターンエッジを基準にして、ＭＲ磁気変換素子を形成するためのフォトマスクを位置決めできる。よって、誘導型磁気変換素子に対するＭＲ磁気変換素子の相対位置を高精度で設定し得る。
【００４２】
本発明の他の目的、構成及び利点は、実施例を示す図面を参照して、更に詳しく説明する。
【００４３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの断面図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図、図３は図２の３−３線に沿った断面図である。図において、寸法は誇張されている。本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、基体１と、記録素子となる誘導型磁気変換素子２とを含んでいる。
【００４４】
基体１は、スライダとなる部分であって、誘導型磁気変換素子２を支持している。誘導型磁気変換素子２は、下部磁性膜２１と、上部磁性膜２３と、ギャップ膜２２と、コイル膜２４１、２４２とで構成される薄膜磁気回路を含んでいる。下部磁性膜２１は、下部ポール部２１１を有している。下部ポール部２１１の先端が露出する基体１の面１０は空気ベアリング面となる。矢印ａは磁気記録媒体が連れ回る空気の流出方向を示している。
【００４５】
上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２を介して、下部ポール部２１１と対向する上部ポール部２３１を有している。上部ポール部２３１は、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる。この構造は、端的に言って、断面Ｔ型の上部ポール部２３１を提供する。
【００４６】
コイル膜２４１、２４２はレジストによるコイル支持絶縁膜２５によって支持されている。コイル膜２４１、２４２はＣｕ等の導体材料で形成されている。図示はコイル膜２４１、２４２の二層構造となっているが、コイル膜は一層でも三層以上でもよい。
【００４７】
Ｔ型の断面を持つ上部ポール部２３１によれば、次のような効果を得ることができる。まず、記録ポール幅ＰＷを、上部ポール部２３１を構成する突起の幅によって決定される値まで極小化し、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させることができる。
【００４８】
次に、上部ポール部２３１は、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起で構成されているから、記録ポールにおける磁界集中を高め、高周波記録特性及び高面密度記録特性を向上させることができる。
【００４９】
更に、上部ポール部２３１を構成する突起の幅は、上部磁性膜２３の製造プロセスにおいて、フォトリソグラフィを主とした高精度パターン形成技術によって、きわめて微細に、かつ、高精度で形成できる。よって、極小化された記録ポール幅ＰＷを、量産プロセスの中で、均一に形成できる。
【００５０】
実施例において、基体１はＡｌ_２Ｏ_３．ＴｉＣ等でなる本体部分１１の表面にＡｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２等でなる絶縁膜１２を設け、絶縁膜１２の表面上に凹部１３を形成してある。絶縁膜１２は例えば１０μｍ程度の膜厚となるように形成する。凹部１３はイオンミリング等の手段によって形成できる。凹部１３の内面１３１は、適切なアペックス角度及びスロートハイトＴＨが得られる角度を付けて、立ち上がらせてある。
【００５１】
誘導型磁気変換素子２の下部磁性膜２１は、凹部１３の内面１３１に付着され、更に基体１の表面に導かれ、下部ポール部２１１を形成している。下部磁性膜２１は、凹部１３の内面１３１に付着され、更に内面１３１から基体１の表面に導かれて下部ポール部２１１を形成しているから、凹部１３の内面１３１から基体１の表面に移る部分に変曲点（パターンエッジ）２１０が生じる。
【００５２】
ギャップ膜２２は、ほぼ均一な膜厚を有して下部ポール部２１１の表面、及び、絶縁膜２５の表面に付着されている。上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２の上に積層され、ギャップ膜２２を介して下部ポール部２１１と対向する上部ポール部２３１を有し、上部ポール部２３１の後方の接続部２３２において、下部磁性膜２１と磁気的に結合され、磁気回路を構成している。上部ポール部２３１が、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起で構成されていることは既に述べた通りである。
【００５３】
上記構造であれば、上部磁性膜２３を形成すべきギャップ膜２２の表面を平坦化できる。ギャップ膜２２は上部磁性膜２３を形成するためのベースとなる。このため、上部磁性膜２３を平坦なギャップ膜２２上に形成することが可能になり、その全体のパターンの精度のみならず、その一部である上部ポール部２３１のパターン精度が向上する。
【００５４】
基体１は表面に凹部１３を有し、絶縁膜２５はコイル膜２４１、２４２を支持し凹部１３内に配置されているから、絶縁膜２５のアペックス角、及び、スロートハイトを、凹部１３の立ち上がり面の角度、形状及び深さ等を制御することにより、正確に制御し得る。
【００５５】
下部磁性膜２１は、凹部１３の内面１３１に付着され、更に内面１３１から基体１の表面に導かれて下部ポール部２１１を形成しているから、凹部１３の内面１３１から基体１の表面に移る部分にパターンエッジ２１０が生じる。下部ポール部２１１のスロートハイトＴＨは、このパターンエッジ２１０を基準にして、高精度で決定できる。
【００５６】
コイル膜２４１、２４２を支持するコイル支持絶縁膜２５は、通常は、フォトレジストでなり、その上に形成されるコイル膜２４１、２４２のために平坦なコイル形成面を与えるべく、例えば２５０℃程度の温度で熱処理される。この熱処理工程において、フォトレジストが軟化または溶融しても、絶縁膜２５は、セラミックでなる基体１に設けられた凹部１３内に配置されているのであるから、絶縁膜２５のパターンが凹部１３のパターンによって画定され、パターン変動を生じることがない。このため、フォトレジストの熱処理に伴うパターン変動を生じる余地がなく、絶縁膜２５のアペックス角、及び、スロートハイトＴＨを、凹部１３の立ち上がり面の角度によって定まる正確な値に制御できるようになると共に、スロートハイトＴＨの狭小化にも対応できるようになる。
【００５７】
下部磁性膜２１は、基体１の表面に導かれ、下部ポール部２１１を形成しているから、下部ポール部２１１の形成されている基体１の表面を平坦化することにより、下部ポール部２１１の凹凸を回避することができる。この下部ポール部２１１の表面に、ほぼ均一な膜厚を有するギャップ膜２２を付着させ、ギャップ膜２２の上に上部磁性膜２３を積層してあるから、下部ポール部２１１の凹凸に起因する高周波特性の劣化を生じる余地がない。この場合、従来と異なって、下部ポール部２１１を、ＣＭＰ法を適用して、平坦化する工程が全く不要であるから、工程の短縮化に寄与することができる。
【００５８】
基体１に凹部１３を設けて、その内部に下部磁性膜２１及びコイル支持絶縁膜２５を配置する上記構成は、再生素子として、ＭＲ磁気変換素子３を有する複合型の薄膜磁気ヘッドに、特に有効なものである。この場合、ＭＲ磁気変換素子３は、アルミナ等の無機絶縁膜６を介して、上部磁性膜２３の上に積層する。ＭＲ磁気変換素子３の上には、アルミナ等の絶縁膜７を介して、上部シ−ルド膜４が積層されている。上部シ−ルド膜４は、パーマロイやフェライト等の磁性材料で形成され、保護膜２６により保護されている。
【００５９】
ＭＲ磁気変換素子３としては、異方性ＭＲ素子、ＧＭＲ素子または強磁性トンネル接合素子等を用いることができる。異方性ＭＲ素子は、代表的には、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｃｏ等の強磁性薄膜材料を用いて形成される。異方性ＭＲ素子では、通常、入力磁界に対して直線性のよい検出信号を得るためバイアス磁界が加えられる。バイアス磁界を発生する手段として、異方性ＭＲ素子に直接バイアス導体膜を成膜し、バイアス導体膜に流す電流による発生磁界を利用してバイアスを加えるシャントバイアス方式、異方性ＭＲ素子に近接して薄膜永久磁石を配置し、薄膜永久磁石の発生磁界を利用するマグネットバイアス方式等が知られており、本発明では、何れの構造も採用できる。
【００６０】
ＧＭＲ素子としては、スピンバルブ膜、超格子ＧＭＲ膜及びグラニュラ膜など、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるものを用いることができる。強磁性トンネル接合素子は、強磁性膜／絶縁膜／強磁性膜の接合構造を持ち、両強磁性膜の磁化の相対角度に依存して現れるトンネル効果を利用したものである。
【００６１】
上述したように、ＭＲ磁気変換素子３は、誘導型磁気変換素子２の上に設けられているので、誘導型磁気変換素子２を形成した後にＭＲ磁気変換素子３を形成できる。このため、ＭＲ磁気変換素子３が誘導型磁気変換素子２の製造プロセスによる悪影響を受けることがなくなる。
【００６２】
ＭＲ磁気変換素子３として、スピンバルブ膜、超格子膜またはグラニュラ膜などのＧＭＲ膜を用いた場合でも、高温アニールを必要とする誘導型磁気変換素子２のコイル膜形成は、ＧＭＲ膜の形成時には既に終了しているので、ＧＭＲ膜に対して熱的ダメージを与えるがない。このため、安定したＧＭＲ膜を有するＭＲ磁気変換素子３を得ることができる。
【００６３】
しかも、平坦化された上部磁性膜２３の上で、ＭＲ磁気変換素子３を積層することができるので、ＭＲ磁気変換素子３を、平坦な面上で正確なフォトマスク位置合わせを行ない、高精度で形成できる。
【００６４】
更に、下部ポール部２１１のパターンエッジ２１０の上に積層されているギャップ膜２２、上部磁性膜２３及び絶縁膜６等は非常に薄いものであり、ＭＲ磁気変換素子３を形成する際、下部ポール部２１１のパターンエッジ２１０を、これらの積層膜を通して上側から見ることができる。このため、パターンエッジ２１０を基準にして、ＭＲ磁気変換素子３を形成するためのフォトマスクを位置決めできる。よって、誘導型磁気変換素子２に対するＭＲ磁気変換素子３の相対位置を高精度で設定し得る。
【００６５】
ギャップ膜２２はほぼ均一な膜厚を有して絶縁膜２５の表面に付着されており、上部磁性膜２３はギャップ膜２２の上に積層されているから、上部磁性膜２３を平坦なギャップ膜２２上で形成できる。ＭＲ磁気変換素子３を誘導型磁気変換素子２の下側に配置していた従来例の場合、上部磁性膜２３のポール部の付近に、コイル膜を支持する絶縁膜の形状に起因する激しい凹凸を生じ、そのために記録特性に重大な影響を与える上部ポール部を、正確なパターンとなるように形成することが困難であった。これに対して、本発明においては、上部磁性膜２３及び上部ポール部２３１を平坦なギャップ膜２２上で形成できるので、上部ポール部２３１を正確にパターンニングし、優れた記録特性を確保することができる。
【００６６】
次に図４〜図１９を参照して、図１〜図３に示した本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。本発明に係る薄膜磁気ヘッドの構造は、これらの製造方法の説明に用いられている図面及びその説明によって、更に明らかになる。
【００６７】
まず、図４及び図５に示すように、Ａｌ_２Ｏ_３．ＴｉＣ等でなる本体部分１１の表面にＡｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２等でなる絶縁膜１２を設け、絶縁膜１２の表面上に凹部１３を形成する。絶縁膜１２は例えば５〜１０μｍ程度の膜厚となるように形成する。凹部１３はイオンミリング等の手段によって、適切なアペックス角度及びスロートハイトが得られるように角度を付けて形成する。空気ベアリング面１０側に位置する基体１の表面には、溝１５が設けられ、後方の凸部１４にも溝１６が形成されている。
【００６８】
次に、図６、図７に示すように、部磁性膜２１は、凹部１３の内面１３１に付着され、更に内面１３１から基体１に形成された溝１５の表面に導かれて下部ポール部２１１が形成される。下部ポール部２１１において、凹部１３の内面１３１から溝１５の表面に移る部分にパターンエッジ２１０が生じる。下部磁性膜２１は代表的にはパーマロイをスパッタ成膜することによって形成できる。下部磁性膜２１のうち、溝１５内に付着された部分が下部ポール部２１１となり、凹部１３の内面１３１に付された部分がヨーク部分となり、溝１６に付された部分が上部磁性膜（後述）との接続部分となる。下部ポール部２１１のポール幅ＰＷは、溝１５の幅によって正確に定まる。このため、最終的に得られる記録ポール幅を、溝１５の幅によって決定される値まで極小化し、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させることができる。
【００６９】
この後、溝１５内に位置する下部ポール部２１１の表面をエッチングして、下部ポール部２１１の表面と基体１の表面との間に段差ｇ１を生じさせる。図６及び図７はエッチング工程終了後の様子を示している。エッチング方法として、イオンミリングが用いられるほか、アルゴンプラズマによるスパッタエッチング等を用いることもできる。
【００７０】
次に、図８に示すように、凹部１３の内部に、コイル膜２４１、２４２を支持した絶縁膜２５を充填する。絶縁膜２５は凹部１３のエッジよりは高くならないように形成する。そのような手段としては、レジストエッチバック法を採用することができる。
【００７１】
絶縁膜２５はフォトレジスト膜でなる。コイル膜２４１、２４２の形成プロセスは従来と異なるところはない。コイル膜２４１、２４２の形成に当たっては、コイル形成面の平坦化のために、２００〜２５０℃程度の熱処理をする。また、絶縁膜２５は、半導体の平坦化技術で多く用いられているＳＯＧ（ＳｐｉｎｏｎＧｌａｓｓ）法を用いて形成してもよいし、あるいはＣＶＤ法で形成したシリコン酸化膜や窒化膜であってもよい。
【００７２】
絶縁膜２５のパターンは凹部１３のパターンによって画定され、パターン変動を生じることがない。このため、フォトレジストの熱処理に伴うパターン変動を生じる余地がなく、絶縁膜２５のアペックス角度、及び、スロートハイトＴＨを、凹部１３の立ち上がり面１３１の角度によって定まる正確な値に制御できるようになると共に、スロートハイトＴＨの狭小化にも対応できるようになる。コイル膜２４１、２４２の形成時にミリング等によるパターンニング処理が行なわれた場合でも、絶縁膜２５にパターン変動が生じる余地がない。
【００７３】
次に、図９、図１０に示すように、下部ポール部２１１の表面、及び、絶縁膜２５の表面に、ほぼ均一な膜厚となるように、ギャップ膜２２を付着させる。ギャップ膜２２は代表的にはＡｌ_２Ｏ_３でなり、例えば１０００〜２０００オングストロームの膜厚となるように付着させる。アルミナの他、シリコン酸化膜や、シリコン窒化膜を用いてもよい。
【００７４】
ここで、ギャップ膜２２は、下部ポール部２１１の上では、段差ｇ１に応じた段差ｇ２が生じるように付着させる。このような段差ｇ２は、段差ｇ１に対するギャップ膜２２の膜厚を適切に選択することによって得ることができる。
【００７５】
次に、図１１に示すように、凸部１４の上おいて、上部磁性膜を結合させるためのスルーホール２２０を、ギャップ膜２２に設ける。
【００７６】
次に図１２、図１３に示すように、ギャップ膜２２の上から、上部磁性膜２３を付着させる。上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２に付された段差ｇ２を埋めるように形成され、それによって、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる上部ポール部２３１が形成される。上部ポール部２３１はギャップ膜２２を介して下部ポール部２１１と対向し、それによって変換ギャップが形成される。
【００７７】
上述のように、上部ポール部２３１は、ギャップ膜２２に付された段差ｇ２を埋めるように形成され、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起として形成されるので、記録ポール幅を、溝１５の幅によって決定される値まで極小化し、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させることができる。
【００７８】
上部磁性膜２３の後方に位置する接続部２３２は、スルーホール２２０を通して、下部磁性膜２１の後方に結合され、これによって、下部磁性膜２１及び上部磁性膜２３による磁気回路が完成する。ここで、上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２によって平坦化された面上に形成できるので、フォトリソグラフィによるパターン形成がきわめて高精度で実行できる。
【００７９】
次に、図１４、図１５に示すように、上部磁性膜２３の上にシールドギャップ膜６を形成した後、シールドギャップ膜６の上にＭＲ磁気変換素子３を、フォトリソグラフィの適用によって形成する。ＭＲ磁気変換素子３をフォトリソグラフィによって形成する場合、下部ポール部２１１のパターンエッジ２１０をターゲットとして利用できる。パターンエッジ２１０は、誘導型磁気変換素子２のスロートハイトＴＨを決める基準となっているから、パターンエッジ２１０を仲介として、誘導型磁気変換素子２と、ＭＲ磁気変換素子３とを正確に位置決めすることができる。
【００８０】
次に、図１６、図１７に示すように、ＭＲ磁気変換素子３の上に、例えばアルミナ膜などでなる膜厚１０００〜２０００オングストロームのシールドギャップ膜７を積層する。
【００８１】
次に、図１８、図１９に示すように、シールドギャップ膜７の上に、例えばパーマロイでなるシールド膜４を形成する。この後、アルミナなどでなる保護膜２５（図１〜図４参照）を付着させる。この後、切断、研磨加工など、通常の磁気ヘッド製造工程を経て、薄膜磁気ヘッドが得られる。
【００８２】
ＭＲ磁気変換素子３は、膜ストレスに起因するＭＲ変化率の変動や、狭トラック面を形成する際の加工研磨ストレスに起因する特性変動を招くことがあるので、保護膜２５を、シリコン酸化膜とアルミナ膜との組み合わせ、シリコン酸化膜とシリコン窒化膜との組み合わせ、あるいは、半導体パッシバション膜で多く使用されているリンやボロンがドープされているシリコン酸化膜もしくはアルミナ膜の組み合わせによって構成してもよい。
【００８３】
図２０は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの更に別の実施例を示す断面図、図２１は図２０に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図において、図１〜図１９と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、説明は省略する。この実施例では、絶縁膜２５は、表面が下部ポール部２１１の表面よりも低い位置にある。絶縁膜２５の表面と下部ポール部２１１の表面との間に発生する段差ｄ１を埋めるように、無機絶縁膜１００が充填されており、下部ポール部２１１の表面及び無機絶縁膜１００の表面にギャップ膜２２が付着されている。無機絶縁膜１００はギャップ膜２２と同質の材料、例えばＡｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２等を用いることができる。この実施例の利点は、絶縁膜２５の表面が下部ポール部２１１の表面よりも低い位置にあるため、スロートハイトＴＨの基準及びＭＲ磁気変換素子３のフォトマスク位置合わせ基準になるパターンエッジ２１０が、より鮮明になることである。
【００８４】
次に図２２〜図３９を参照して、図２０、図２１に示した本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。
【００８５】
まず、図２２及び図２３に示すように、Ａｌ_２Ｏ_３．ＴｉＣ等でなる本体部分１１の表面にＡｌ_２Ｏ_３またはＳｉＯ_２等でなる絶縁膜１２を設け、絶縁膜１２の表面上に凹部１３を形成する。
【００８６】
次に、図２４、図２５に示すように、凹部１３の内面１３１及び基体１の表面上に下部磁性膜２１を付着させる。
【００８７】
次に、図２６に示すように、凹部１３の内部にコイル膜２４１、２４２を支持した絶縁膜２５を充填する。絶縁膜２５は、下部ポール部２１１の表面よりも、下部磁性膜２１の厚みｄ１分だけ低くなるように形成する。
【００８８】
次に、図２７、図２８に示すように、絶縁膜２５の表面と下部ポール部２１１の表面との間に発生する段差ｄ１よりも大きな膜厚を有して、下部ポール部２１１及び絶縁膜２５を覆うように、無機絶縁膜１００を形成する。
【００８９】
次に図２９、図３０に示すように、無機絶縁膜１００の表面を研磨して下部ポール部２１１の表面にほぼ一致するように平坦化する。この平坦化は、ＣＭＰ法を適用することによって行なうことができる。
【００９０】
次に、図３１、図３２に示すように、下部ポール部２１１の表面をエッチングして、下部ポール部２１１の表面と基体１の表面との間に段差ｇ１を生じさせる。エッチング方法として、前述したように、イオンミリングが用いられるほか、アルゴンプラズマによるスパッタエッチング等を用いることもできる。
【００９１】
次に、図３３、３４に示すように、無機絶縁膜１００の上に、ギャップ膜２２を付着させる。ギャップ膜２２は、下部ポール部２１１の上では、段差ｇ１に応じた段差ｇ２が生じるように付着させる。ギャップ膜２２は代表的にはＡｌ_２Ｏ_３でなる。アルミナの他、シリコン酸化膜や、シリコン窒化膜を用いてもよい。
【００９２】
次に、図３５、図３６に示すように、ギャップ膜２２の上に上部磁性膜２３を付着させる。上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２に付された段差ｇ２を埋めるように形成され、それによって、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる上部ポール部２３１が形成される。上部ポール部２３１はギャップ膜２２を介して下部ポール部２１１と対向し、それによって変換ギャップが形成される。記録ポール幅は、上部ポール部２３１の突起の幅まで極小化される。このため、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させることができる。
【００９３】
また、上部磁性膜２３は上部ポール部２３１の後方の接続部において、スルーホール２２０を通して、下部磁性膜２１と磁気的に結合される。ここで、上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２によって平坦化された面上に形成できるので、フォトリソグラフィによるパターン形成がきわめて高精度で実行できる。
【００９４】
この後の工程は、図１４〜図１９に示した通りであり、それによって図２０、図２１に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【００９５】
図２０及び図２１に示した薄膜磁気ヘッドは、更に、図３７〜図５１に示した製造方法によっても製造することができる。
【００９６】
まず図３７、図３８に示すように、既に説明した手段に従って、基体１の表面に凹部１３を形成する。
【００９７】
次に図３９、図４０に示すように、凹部１３及び基体１の表面上に下部磁性膜２１を付着させ、下部磁性膜２１の少なくとも下部ポール部２１１の表面に、下部磁性膜２１とは材質が異なり、かつ、下部磁性膜２１との間で選択エッチングの可能な金属膜２００を形成する。選択エッチングの可能な金属膜２００としては、下部磁性膜２１がパーマロイで構成された場合、モリブデンを挙げることができる。モリブデンのほか、Ｔｉ、ＴｉＮ、Ｔａ、Ｎｉ等を用いてもよい。
【００９８】
次に、図４１に示すように、凹部１３の内部に、コイル膜２４１、２４２を支持したコイル支持絶縁膜２５を充填する。
【００９９】
次に、図４２、図４３に示すように、基体１の表面、下部ポール部２１１上の金属膜２００の表面及びコイル支持絶縁膜２５の表面に無機絶縁膜１００を付着させる。
【０１００】
次に、図４４、４５に示すように、無機絶縁膜１００の表面を、金属膜２００の表面が露出するまでエッチングする。下部磁性膜２１がパーマロイで構成された場合、金属膜２００がモリブデンでなる場合は前述したように、フレオン系ドライエッチングによって、金属膜２００を選択的にエッチングを行なうことができる。
【０１０１】
上述のようにして、金属膜２００を選択的にエッチングすることにより、図４６、図４７に示すように、下部ポール部２１１を露出させ、下部ポール部２１１の表面と無機絶縁膜１００の表面との間に、金属膜２００の除去による段差ｇ１を生じさせる。
【０１０２】
次に、図４８、図４９に示すように、下部ポール部２１１、及び、コイル支持絶縁膜２５の表面を覆うギャップ膜２２を付着させる。ギャップ膜２２は、下部ポール部２１１の上では、段差ｇ１に応じた段差ｇ２が生じるように付着させる。
【０１０３】
次に、図５０、図５１に示すように、ギャップ膜２２の上に上部磁性膜２３を積層する。上部磁性膜２３は、ギャップ膜２２に付された段差ｇ２を埋めるように形成され、それによって、上部磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる上部ポール部２３１が形成される。上部ポール部２３１は、ギャップ膜２２に付された段差ｇ２内に位置して下部ポール部２１１と対向する。また、上部磁性膜２３は上部ポール部２３１の後方の接続部において、下部磁性膜２１と磁気的に結合される。
【０１０４】
この後の工程は、図１４〜図１９に示した通りであり、それによって図２０、図２１に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１０５】
図５２は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの更に別の実施例を示す断面図、図５３は図５２の５３−５３線に沿った断面図である。図において、先に示した図面と同一の構成部分には同一の参照符号を付してある。実施例において、溝１５は、相対する側端縁が上方に向かって開く傾斜面となっている。かかる構成によると、極小化された記録ポール幅を得る場合、拡張された溝の開口部を通して、上部磁性膜２３を、ギャップ膜２２上に付着させることができる。このため、極小化された記録ポール幅を均一に形成できる。次に、この点について、製造方法を参照して具体的に説明する。
【０１０６】
図５４〜図６２は図５２、図５３に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図である。まず、図５４及び図５５に示すように、下部ポール部２１１の表面をエッチングして、実質的に基体１の一部を構成する無機絶縁膜１００の表面との間に段差ｇ１を生じさせた後、図５６に示すように、段差を生じている両側端縁をエッチングして、上方に向かって開く傾斜面１０１、１０２を形成する。
【０１０７】
次に、図５７、図５８に示すように、無機絶縁膜１００の上に、ギャップ膜２２を付着させる。ギャップ膜２２は、下部ポール部２１１の上では、段差ｇ１に応じた段差ｇ２が生じるように付着させる。ギャップ膜２２の詳細については、既に述べた。
【０１０８】
次に、図５９、図６０に示すように、ギャップ膜２２の上に上部磁性膜２３を付着させる。上部磁性膜２３の上部ポール部２３１はギャップ膜２２を介して下部ポール部２１１と対向し、それによって変換ギャップが形成される。この場合、上部磁性膜２３は、傾斜面１０１、１０２によって拡張された開口部を通して、上ギャップ膜２２上に付着させることができる。このため、極小化された記録ポール幅を均一に形成できる。
【０１０９】
この後、図６１、図６２に示すように、上部磁性膜２３の表面を平坦化する。この後の工程は、図１４〜図１９に示した通りであり、それによって図５２、図５３に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１１０】
図６３は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの更に別の実施例を示す断面図、図６４は図６３の６４−６４線に沿った断面図である。先に示した実施例と同一の構成部分には同一の参照符号を付し、説明は省略する。この実施例の特徴は、上部ポール部２３１が、飽和磁束密度の異なる複数の磁性膜２３３、２３４でなることである。複数の磁性膜２３３、２３４の少なくとも一つは、飽和磁束密度が他の膜よりも高い磁性材料（Ｈｉ−Ｂｓ材）を用いる。特に好ましくは、飽和磁束密度の高い磁性膜２３３は、ギャップ膜２２に隣接して設けられる。
【０１１１】
かかる構成によると、極小化された記録ポールにおいて、磁界集中を高め、高周波記録特性及び高面密度記録特性を向上させることができる。磁性膜２３３を構成するのに適したＨｉ−Ｂｓ材としては、磁性膜２３４を通常組成のパーマロイによって構成した場合、Ｎｉ−５０％、Ｆｅ−５０％の比率のパーマロイを用いることができる。実施例とは異なって、下部磁性膜２１または上部磁性膜２３及び下部磁性膜２１の両者を、Ｈｉ−Ｂｓ材を含む積層膜構造としてもよい。
【０１１２】
図６５〜図７３は図６３、図６４に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図である。既に説明した工程に従って、図６５及び図６６に示すように、下部ポール部２１１の表面をエッチングして、無機絶縁膜１００の表面との間に段差ｇ１を生じさせる。
【０１１３】
次に、図６７、図６８に示すように、無機絶縁膜１００及び下部ポール部２１１の上に、ギャップ膜２２を付着させる。ギャップ膜２２は、下部ポール部２１１の上では、段差ｇ１に応じた段差ｇ２が生じるように付着させる。ギャップ膜２２の詳細については、既に述べた。
【０１１４】
次に、図６９、図７０に示すように、ギャップ膜２２の上に第１の上部磁性膜２３３を積層する。
【０１１５】
次に、図７１、図７２に示すように、第１の上部磁性膜２３３の表面をエッチングする。このエッチングは、第１の上部磁性膜２３３が溝１５内にのみ残るように行なう。また、エッチング手段としては、ミリングまたはアルゴンプラズマによるスパッタエッチ等を採用することができる。
【０１１６】
上記エッチング工程を経ることにより、溝１５内に付着されている第１の上部磁性膜２３３の上部ポール部が、ギャップ膜２２を介して下部ポール部２１１と対向するようになる。
【０１１７】
次に、図７３に示すように、第１の上部磁性膜２３３の上に、第１の上部磁性膜とは飽和磁束密度の異なる第２の上部磁性膜２３４を付着させる。この後の工程は、既に述べた通りであり、それによって図６３、図６４に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１１８】
図７４は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの更に別の実施例を示す断面図である。実施例において、先に示した実施例と同一の構成部分には、同一の参照符号を付してある。この実施例の特徴は、凹部１３が本体部分１１に形成されており、絶縁膜１２は、凹部１３の内面及び本体部分１１の表面に、その形状を保存して付着されていることである。従って、絶縁膜１２の膜厚が先に説明した実施例と比較して著しく薄くなる。このため、放熱性が向上する。
【０１１９】
説明及び図示は省略するが、実施例の多様な組み合わせが可能であることは言うまでもない。
【０１２０】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係る薄膜磁気ヘッドによれば、次のような効果が得られる。
（ａ）記録ポール幅を極小化し、高面密度記録を達成するとともに、高周波再生出力特性を向上させ得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｂ）製造プロセスにおいて、記録ポール幅を極小化するのに適した構造を持つ薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｃ）極小化された記録ポール幅を均一に形成できる構造を有する薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｄ）記録ポールにおける磁界集中を高め、高周波記録特性及び高面密度記録特性を向上させた薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｅ）再生素子をＭＲ磁気変換素子によって構成し、記録素子を誘導型磁気変換素子によって構成した複合型であって、記録ポール幅を極小化するのに適した構造を持つ薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｆ）ＭＲ磁気変換素子が磁気変換素子の製造プロセスによる悪影響を受けることのない複合型薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｇ）ＭＲ磁気変換素子として、スピンバルブ膜、超格子膜またはグラニュラ膜などＧＭＲ膜を用いた場合、ＧＭＲ膜に対して熱的ダメージを与えることのない高面記録密度用複合型薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｈ）アペックス角及びポール部のスロートハイトを正確に制御し得る複合型薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｉ）誘導型磁気変換素子のスロートハイトと、ＭＲ磁気変換素子のＭＲハイトとを、高精度で設定し得る複合型薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｊ）フォトレジストの熱処理に伴うパターン変動をなくし、スロートハイトの狭小化に対応できる高周波数用複合型薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｋ）ＣＭＰ法を適用することなく、平坦な下部ポール部を形成でき、下部ポール部の凹凸に起因する高周波特性の劣化を生じることのない複合型薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図３】図２の３−３線に沿った断面図である。
【図４】図１〜図３に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図５】図４の５−５線に沿った断面図である。
【図６】図４及び図５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７】図６の７−７線に沿った断面図である。
【図８】図６及び図７に示した工程の後の工程を示す図である。
【図９】図８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１０】図９の１０−１０線に沿った断面図である。
【図１１】図９及び図１０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１２】図１１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１３】図１２の１３−１３線に沿った断面図である。
【図１４】図１２及び図１３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１５】図１４の１５−１５線に沿った断面図である。
【図１６】図１４及び図１５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１７】図１６の１７−１７線に沿った断面図である。
【図１８】図１６及び図１７に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１９】図１８の１９−１９線に沿った断面図である。
【図２０】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの別の実施例を示す断面図である。
【図２１】図２０の２１−２１線に沿った断面図である。
【図２２】図２０及び図２１に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図２３】図２２の２３−２３線に沿った断面図である。
【図２４】図２２及び図２３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２５】図２４の２５−２５線に沿った断面図である。
【図２６】図２４及び図２５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２７】図２６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２８】図２７の２８−２８線に沿った断面図である。
【図２９】図２７及び図２８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３０】図２９の３０−３０線に沿った断面図である。
【図３１】図２９及び図３０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３２】図３１の３２−３２線に沿った断面図である。
【図３３】図３１及び図３２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３４】図３３の３４−３４線に沿った断面図である。
【図３５】図３３及び図３４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３６】図３５の３６−３６線に沿った断面図である。
【図３７】図２０及び図２１に示した薄膜磁気ヘッドを製造する別の方法を示すである。
【図３８】図３７の３８−３８線に沿った断面図である。
【図３９】図３７及び図３８に示す工程の後の工程を示す図である。
【図４０】図３９の３９−３９線に沿った断面図である。
【図４１】図３９及び図４０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４２】図４１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４３】図４２の４３−４３線に沿った断面図である。
【図４４】図４２及び図４３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４５】図４４の４５−４５線に沿った断面図である。
【図４６】図４４及び図４５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４７】図４６の４７−４７線に沿った断面図である。
【図４８】図４６及び図４７に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４９】図４８の４９−４９線に沿った断面図である。
【図５０】図４８及び図４９に示した工程の後の工程を示す図である。
【図５１】図５０の５１−５１線に沿った断面図である。
【図５２】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示す断面図である。
【図５３】図５２の５３−５３線に沿った断面図である。
【図５４】図５２及び図５３に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図である。
【図５５】図５４の５５−５５線に沿った断面図である。
【図５６】図５４及び図５５に示した工程の後の工程を示す断面図である。
【図５７】図５６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図５８】図５７の５８−５８線に沿った断面図である。
【図５９】図５７及び図５８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６０】図５９の６０−６０線に沿った断面図である。
【図６１】図５９及び図６０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６２】図６１の６２−６２線に沿った断面図である。
【図６３】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示す断面図である。
【図６４】図６３の６４−６４線に沿った断面図である。
【図６５】図６３及び図６４に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図６６】図６５の６６−６６線に沿った断面図である。
【図６７】図６５及び図６６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６８】図６７の６８−６８線に沿った断面図である。
【図６９】図６７及び図６８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７０】図６９の７０−７０線に沿った断面図である。
【図７１】図６９及び図７０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７２】図７１の７２−７２線に沿った断面図である。
【図７３】図７１及び図７２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７４】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの他の実施例を示す断面図である。
【符号の説明】
１基体
２誘導型磁気変換素子
３ＭＲ磁気変換素子
１３凹部
２１下部磁性膜
２２ギャップ膜
２３上部磁性膜
２４１、２４２コイル膜
２１１下部ポール部
２３１上部ポール部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin-film magnetic head. The present invention mainly discloses a composite thin-film magnetic head in which an inductive magnetic transducer serving as a recording element and a magnetoresistive (hereinafter referred to as MR) magnetic transducer serving as a reproducing element are stacked.
[0002]
[Prior art]
In a thin-film magnetic head using an inductive magnetic transducer as a recording element, the recording pole width must be minimized in order to achieve high areal density recording and improve high-frequency reproduction output characteristics. Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-263603 is an example of the prior art which mentions the minimization of the recording pole width. However, in the above prior art, etching is performed on the tip surfaces of the upper pole and the lower pole exposed on the ABS on the air bearing surface (hereinafter referred to as the ABS) of the thin film magnetic head completed through the manufacturing process. However, it does not disclose a technique for minimizing the recording pole width by applying the technique, but does not disclose a technique for minimizing the recording pole width in the manufacturing process.
[0003]
Next, in a composite thin-film magnetic head in which the reproducing element is constituted by an MR magnetic transducer and the recording element is constituted by an inductive magnetic transducer, the reproduction output of the MR magnetic transducer does not depend on the speed of the recording medium. There is an advantage that a high reproduction output can be obtained. Such a composite thin-film magnetic head is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 59-35088. As can be seen in this known document, conventionally, it has been general to provide an inductive magnetic transducer on a MR magnetic transducer in a stacked manner.
[0004]
However, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-35088, a structure in which an inductive magnetic transducer is stacked on an MR magnetic transducer is accompanied by the aforementioned minimization of the recording pole width in mass production. In addition to the above problems, various problems to be solved arise.
[0005]
First, in a structure in which an inductive magnetic transducer is laminated on an MR magnetic transducer, the MR magnetic transducer is affected by the inductive magnetic transducer throughout the entire manufacturing process. For this reason, the characteristics, the reliability, and the yield of the magnetic head as a whole are deteriorated.
[0006]
In particular, in a thin-film magnetic head that achieves high areal recording density by using a GMR film such as a spin-valve film, a superlattice film, or a granular film as an MR magnetic conversion element, depending on the heat treatment temperature at the time of manufacturing an inductive magnetic head, The GMR film is thermally damaged, and the reproduction output is greatly reduced. For example, in a spin valve film using Ni—Fe for the magnetic film and Cu for the nonmagnetic film, Ni and Cu are used at a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. or higher, which is usually applied in the manufacturing process of the inductive magnetic transducer. Are mixed, and the multilayer structure of the spin valve film is disturbed.
[0007]
Next, the overwrite characteristic of the inductive magnetic transducer is largely influenced by the Apex Angle of the coil support (photoresist) and the Throat Height of the pole portion. Therefore, in mass production, it is extremely important to accurately control the apex angle and the throat height of the pole portion in order to achieve stable characteristics, improved reliability and improved yield.
[0008]
Factors that greatly affect the yield include the throat height of the inductive magnetic transducer and the MR height of the MR magnetic transducer. As known to those skilled in the art, the throat height and the MR height are determined based on the position of the lowermost insulating film among the organic insulating films supporting the coil film and the air bearing surface (hereinafter referred to as the ABS surface) of the slider. It is determined by the processing accuracy. In a conventional structure in which an inductive magnetic transducer is stacked on an MR magnetic transducer, in order to set the throat height and the MR height with high accuracy, it is necessary to set the maximum to the MR magnetic transducer already formed. Mask alignment for the lower insulating film must be performed with a minimum alignment error.
[0009]
However, the MR magnetic transducer has a thickness of only several hundred angstroms. In addition, since the pole portion of the lower magnetic film exists on the MR magnetic transducer, the contour of the MR magnetic transducer used for alignment becomes unclear. Therefore, it is difficult to align the insulating film mask with the MR magnetic transducer. As a means for solving this problem, there is a method in which another pattern different from the MR magnetic conversion element is provided, and the mask for the insulating film is aligned with this pattern. Causes an alignment error.
[0010]
Further, the photoresist supporting the coil film is heat-treated at a temperature of, for example, about 250 ° C. so as to provide a flat coil forming surface for the coil film formed thereon. In this heat treatment step, the photoresist is softened or melted, and the dimensions of the pattern fluctuate greatly. Further, when forming the coil film, plating, milling, or the like is used as a patterning means. In this patterning step, the pattern of the insulating film serving as a reference for the MR magnetic conversion element is etched again by milling or the like, and the pattern retreats.
[0011]
If such a photoresist pattern variation occurs, even if the photoresist photomask is positioned with high precision with respect to the MR magnetic conversion element or a separately provided pattern, the photoresist for the MR magnetic conversion element can be adjusted. The relative positional relationship fluctuates. Variations in the resist pattern range, for example, from 0.5 μm to 0.6 μm depending on the thickness of the photoresist. In particular, a composite type thin film magnetic head for high frequency is required to have a throat height of 1.00 μm or less, and correspondingly, it is required to accurately control a resist pattern variation in sub-micron units. I have.
[0012]
The prior art, which has a large fluctuation in the resist pattern, cannot be adapted to such a current situation, and when the ABS surface is polished or the like, the MR magnetic transducer and the inductive magnetic transducer often have defective characteristics.
[0013]
Still another problem of the conventional composite thin film magnetic head is that after forming the MR magnetic transducer, a shield gap film is formed, and further, a lower magnetic film is formed thereon. In addition, the unevenness due to the shield gap film is directly reflected on the lower pole portion of the lower magnetic film, and the lower pole portion also has unevenness. It is known that when an upper pole portion of an upper magnetic film is formed with respect to a lower pole portion having such irregularities, high frequency characteristics as a recording element deteriorate due to the influence of a magnetic field. Conventionally, in order to avoid deterioration of high-frequency characteristics due to unevenness of the lower pole portion, conventionally, after forming the lower pole portion, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polish) method known in semiconductor manufacturing technology is applied to flatten the lower pole portion. A step of converting the compound was required.
[0014]
A composite thin-film magnetic head in which an MR magnetic transducer is provided on an inductive magnetic transducer has already been disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-46943. However, this prior art does not disclose a structure suitable for alignment between an MR magnetic transducer and a photoresist, particularly in mass production, and a technique effective for suppressing pattern fluctuation of the photoresist.
[0015]
[Problems to be solved by the invention]
It is an object of the present invention to provide a thin-film magnetic head capable of minimizing a recording pole width, achieving high areal density recording, and improving high-frequency reproduction output characteristics.
[0016]
Another object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head having a structure suitable for minimizing a recording pole width in a manufacturing process.
[0017]
Still another object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head having a structure capable of uniformly forming a minimized recording pole width.
[0018]
Still another object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head in which the concentration of a magnetic field at a recording pole is increased to improve high-frequency recording characteristics and high areal density recording characteristics.
[0019]
Still another object of the present invention is a composite type in which a reproducing element is constituted by an MR magnetic transducing element and a recording element is constituted by an inductive magnetic transducing element, which is suitable for minimizing a recording pole width. It is an object of the present invention to provide a composite thin film magnetic head having the following.
[0020]
Still another object of the present invention is to provide a composite thin film magnetic head in which the MR magnetic transducer is not adversely affected by the manufacturing process of the magnetic transducer.
[0021]
Another problem of the present invention is that when a GMR film such as a spin-valve film, a superlattice film or a granular film is used as an MR magnetic transducer, a composite thin film that does not thermally damage the GMR film. It is to provide a magnetic head.
[0022]
Still another object of the present invention is to provide a composite type thin film magnetic head capable of accurately controlling the apex angle and the throat height of the pole portion.
[0023]
Still another object of the present invention is to provide a composite thin film magnetic head capable of setting the throat height of an inductive magnetic transducer and the MR height of an MR magnetic transducer with high accuracy.
[0024]
Still another object of the present invention is to provide a composite thin-film magnetic head capable of coping with narrowing of the throat height and achieving high precision by eliminating pattern fluctuation due to heat treatment of a photoresist.
[0025]
Still another object of the present invention is to provide a composite thin film magnetic head which can form a flat lower pole portion without applying a CMP method and does not cause deterioration of high frequency characteristics due to unevenness of the lower pole portion. It is to provide.
[0026]
Still another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described thin-film magnetic head.
[0027]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems, a thin-film magnetic head according to the present invention includes a base and an inductive magnetic transducer. The base supports the inductive magnetic transducer. The inductive magnetic transducer includes a thin-film magnetic circuit including a lower magnetic film, an upper magnetic film, a gap film, and a coil film. The lower magnetic film has a lower pole portion. The upper magnetic film has an upper pole portion facing the lower pole portion via the gap film. In such a structure, the upper pole portion is formed by a protrusion that projects a part of the lower surface of the upper magnetic film.
[0028]
According to the above configuration, it is possible to minimize the recording pole width to a value determined by the width of the projections forming the upper pole portion, achieve high areal density recording, and improve high-frequency reproduction output characteristics.
[0029]
In addition, since the upper pole portion is formed of a protrusion that projects a part of the lower surface of the upper magnetic film, the magnetic field concentration at the recording pole can be increased, and the high-frequency recording characteristics and the high areal density recording characteristics can be improved. .
[0030]
Further, the width of the projections forming the upper pole portion can be formed extremely finely and with high precision by a high-precision pattern forming technique mainly using photolithography in the manufacturing process of the upper magnetic film. Therefore, the minimized recording pole width can be formed uniformly in the mass production process.
[0031]
The present invention further discloses a preferred structure of the inductive magnetic transducer in the application of the pole structure. This inductive magnetic transducer has a concave portion on the surface of the base. The lower magnetic film is attached to the inner surface of the concave portion, and is further led out from the inner surface of the concave portion to the surface of the base to form the lower pole portion. The coil film is supported by a coil support insulating film and is disposed in the recess. The gap film covers a surface of the lower pole portion and a surface of the coil supporting insulating film.
[0032]
With the above structure, the gap film on which the upper magnetic film is to be formed can be flattened. The gap film serves as a base for forming the upper magnetic film. For this reason, the upper magnetic film can be formed on the flat gap film, so that not only the accuracy of the entire pattern but also the pattern accuracy of the projections constituting the upper pole portion, which is a part thereof, are improved.
[0033]
Since the base has a concave portion on the surface, and the insulating film supports the coil film and is disposed in the concave portion, the apex angle and the throat height of the insulating film are determined by the angle, shape, depth, etc. of the rising surface of the concave portion. Can be controlled accurately.
[0034]
Since the lower magnetic film is attached to the inner surface of the concave portion and is further guided from the inner surface to the surface of the base to form a lower pole portion, an inflection point (pattern edge) is formed at a portion which moves from the inner surface of the concave portion to the surface of the base. Occurs. The throat height of the lower pole portion can be determined with high accuracy based on the pattern edge.
[0035]
The coil supporting insulating film supporting the coil film is usually made of photoresist, and is heat-treated at a temperature of, for example, about 250 ° C. to provide a flat coil forming surface for the coil film formed thereon. In this heat treatment step, even if the photoresist is softened or melted, since the insulating film is disposed in the concave portion provided in the ceramic base, the pattern of the insulating film is defined by the concave portion pattern. There is no pattern fluctuation. For this reason, there is no room for pattern fluctuation accompanying the heat treatment of the photoresist, and the apex angle and the throat height of the insulating film can be controlled to an accurate value determined by the angle of the rising surface of the concave portion, and the throat height can be controlled. Can be reduced.
[0036]
Since the lower magnetic film is guided to the surface of the base and forms the lower pole portion, it is possible to avoid unevenness of the lower pole portion by flattening the surface of the base on which the lower pole portion is formed. it can. A gap film having a substantially uniform film thickness is attached to the surface of the lower pole portion, and the upper magnetic film is laminated on the gap film, so that high-frequency characteristics are deteriorated due to unevenness of the lower pole portion. There is no room. In this case, unlike the related art, a step of flattening the lower pole portion by applying the CMP method is not required at all, so that the process can be reduced.
[0037]
The above-described configuration in which a concave portion is provided in the base and the lower magnetic film and the coil supporting insulating film are disposed inside the concave portion is particularly effective for a composite type thin-film magnetic head having an MR magnetic transducer as a reproducing element. In this case, the MR magnetic transducer is stacked on the inductive magnetic transducer.
[0038]
As described above, if the MR magnetic transducer is provided on the inductive magnetic transducer, the MR magnetic transducer can be formed after the inductive magnetic transducer is formed. Therefore, the MR magnetic transducer is not adversely affected by the manufacturing process of the inductive magnetic transducer.
[0039]
Even when a GMR film such as a spin-valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR magnetic conversion device, the formation of the coil film of the inductive magnetic conversion device requiring high-temperature annealing has already been completed when the GMR film is formed. Therefore, no thermal damage is given to the GMR film. Therefore, an MR magnetic transducer having a stable GMR film can be obtained.
[0040]
Moreover, since the MR magnetic transducer can be stacked on the flattened upper magnetic film, accurate photomask alignment for the MR magnetic transducer can be performed on the flat surface, and the MR magnetic transducer can be stacked. The element can be formed with high accuracy.
[0041]
Further, the gap film, the upper magnetic film, and the insulating film laminated on the pattern edge of the lower pole portion are very thin. You can see. Therefore, the photomask for forming the MR magnetic transducer can be positioned with reference to the pattern edge. Therefore, the relative position of the MR magnetic transducer to the inductive magnetic transducer can be set with high accuracy.
[0042]
Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings showing embodiments.
[0043]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 is a cross-sectional view of the thin-film magnetic head according to the present invention, FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of the thin-film magnetic head shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 in FIG. In the figures, the dimensions are exaggerated. The thin-film magnetic head according to the present invention includes a base 1 and an inductive magnetic transducer 2 serving as a recording element.
[0044]
The base 1 is a portion serving as a slider and supports the inductive magnetic transducer 2. The inductive magnetic transducer 2 includes a thin-film magnetic circuit including a lower magnetic film 21, an upper magnetic film 23, a gap film 22, and coil films 241 and 242. The lower magnetic film 21 has a lower pole part 211. The surface 10 of the base 1 where the tip of the lower pole portion 211 is exposed becomes an air bearing surface. Arrow a indicates the outflow direction of the air entrained by the magnetic recording medium.
[0045]
The upper magnetic film 23 has an upper pole portion 231 facing the lower pole portion 211 via the gap film 22. The upper pole portion 231 is a projection formed by projecting a part of the lower surface of the upper magnetic film 23. This structure simply provides an upper pole portion 231 having a T-shaped cross section.
[0046]
The coil films 241 and 242 are supported by the coil supporting insulating film 25 made of resist. The coil films 241 and 242 are formed of a conductive material such as Cu. Although the drawing has a two-layer structure of the coil films 241 and 242, the coil film may be one layer or three or more layers.
[0047]
According to the upper pole portion 231 having a T-shaped cross section, the following effects can be obtained. First, the recording pole width PW can be minimized to a value determined by the width of the projections forming the upper pole portion 231 to achieve high areal density recording and improve high-frequency reproduction output characteristics.
[0048]
Next, since the upper pole portion 231 is formed of a projection that projects a part of the lower surface of the upper magnetic film 23, the magnetic field concentration at the recording pole is increased, and the high-frequency recording characteristics and the high areal density recording characteristics are improved. be able to.
[0049]
Further, the width of the projections forming the upper pole portion 231 can be formed extremely finely and with high precision by a high-precision pattern forming technique mainly using photolithography in the manufacturing process of the upper magnetic film 23. Therefore, the minimized recording pole width PW can be formed uniformly in the mass production process.
[0050]
In the embodiment, the substrate 1 is made of Al ₂ O ₃ . The surface of the main body 11 made of TiC or the like ₂ O ₃ Or SiO ₂ An insulating film 12 made of, for example, is provided, and a concave portion 13 is formed on the surface of the insulating film 12. The insulating film 12 is formed to have a thickness of, for example, about 10 μm. The recess 13 can be formed by means such as ion milling. The inner surface 131 of the recess 13 is raised at an appropriate apex angle and an angle at which the throat height TH is obtained.
[0051]
The lower magnetic film 21 of the inductive magnetic transducer 2 is attached to the inner surface 131 of the recess 13 and is further guided to the surface of the base 1 to form a lower pole portion 211. Since the lower magnetic film 21 is attached to the inner surface 131 of the concave portion 13 and further guided from the inner surface 131 to the surface of the base 1 to form the lower pole portion 211, the lower magnetic film 21 moves from the inner surface 131 of the concave portion 13 to the surface of the base 1. An inflection point (pattern edge) 210 occurs in the portion.
[0052]
The gap film 22 has a substantially uniform thickness and is attached to the surface of the lower pole portion 211 and the surface of the insulating film 25. The upper magnetic film 23 is stacked on the gap film 22, has an upper pole portion 231 facing the lower pole portion 211 via the gap film 22, and has a lower magnetic portion at a connection portion 232 behind the upper pole portion 231. It is magnetically coupled to the film 21 to form a magnetic circuit. As described above, the upper pole portion 231 is configured by a protrusion that projects a part of the lower surface of the upper magnetic film 23.
[0053]
With the above structure, the surface of the gap film 22 on which the upper magnetic film 23 is to be formed can be flattened. The gap film 22 serves as a base for forming the upper magnetic film 23. For this reason, the upper magnetic film 23 can be formed on the flat gap film 22, and not only the accuracy of the entire pattern but also the accuracy of the pattern of the upper pole portion 231 which is a part thereof is improved.
[0054]
Since the base 1 has the concave portion 13 on the surface and the insulating film 25 supports the coil films 241 and 242 and is arranged in the concave portion 13, the apex angle and the throat height of the insulating film 25 are determined by the rise of the concave portion 13. By controlling the angle, shape, depth and the like of the surface, accurate control can be achieved.
[0055]
Since the lower magnetic film 21 is attached to the inner surface 131 of the concave portion 13 and further guided from the inner surface 131 to the surface of the base 1 to form the lower pole portion 211, the lower magnetic film 21 moves from the inner surface 131 of the concave portion 13 to the surface of the base 1. A pattern edge 210 occurs in the portion. The throat height TH of the lower pole portion 211 can be determined with high accuracy based on the pattern edge 210.
[0056]
The coil supporting insulating film 25 for supporting the coil films 241 and 242 is usually made of photoresist, and for example, about 250 ° C. to provide a flat coil forming surface for the coil films 241 and 242 formed thereon. Heat treatment at a temperature of In this heat treatment step, even if the photoresist is softened or melted, since the insulating film 25 is disposed in the concave portion 13 provided in the ceramic base 1, the pattern of the insulating film 25 It is defined by the pattern and does not cause pattern fluctuation. For this reason, there is no room for a pattern variation accompanying the heat treatment of the photoresist, and the apex angle and the throat height TH of the insulating film 25 can be controlled to an accurate value determined by the angle of the rising surface of the concave portion 13. Therefore, it is possible to cope with the narrowing of the throat height TH.
[0057]
Since the lower magnetic film 21 is guided to the surface of the base 1 and forms the lower pole portion 211, the lower magnetic film 21 is flattened on the surface of the base 1 on which the lower pole portion 211 is formed. Irregularities can be avoided. The gap film 22 having a substantially uniform thickness is attached to the surface of the lower pole portion 211, and the upper magnetic film 23 is laminated on the gap film 22. There is no room for deterioration of characteristics. In this case, unlike the conventional case, a step of flattening the lower pole portion 211 by applying the CMP method is not required at all, so that it is possible to contribute to shortening of the step.
[0058]
The above-described configuration in which the concave portion 13 is provided in the base 1 and the lower magnetic film 21 and the coil supporting insulating film 25 are disposed inside the concave portion 13 is particularly effective for a composite thin-film magnetic head having the MR magnetic transducer 3 as a reproducing element. It is something. In this case, the MR magnetic transducer 3 is stacked on the upper magnetic film 23 via the inorganic insulating film 6 such as alumina. An upper shield film 4 is laminated on the MR magnetic transducer 3 via an insulating film 7 of alumina or the like. The upper shield film 4 is formed of a magnetic material such as permalloy or ferrite, and is protected by a protective film 26.
[0059]
As the MR magnetic conversion element 3, an anisotropic MR element, a GMR element, a ferromagnetic tunnel junction element, or the like can be used. The anisotropic MR element is typically formed using a ferromagnetic thin film material such as Ni-Fe or Ni-Co. In an anisotropic MR element, a bias magnetic field is usually applied to obtain a detection signal having good linearity with respect to an input magnetic field. As a means for generating a bias magnetic field, a bias conductor film is formed directly on the anisotropic MR element, and a shunt bias method is used in which a bias is applied using a magnetic field generated by a current flowing through the bias conductor film. A thin film permanent magnet is arranged, and a magnet bias method using a magnetic field generated by the thin film permanent magnet is known. In the present invention, any structure can be adopted.
[0060]
As the GMR element, those that have been proposed or may be proposed, such as a spin-valve film, a superlattice GMR film, and a granular film, can be used. The ferromagnetic tunnel junction device has a junction structure of a ferromagnetic film / insulating film / ferromagnetic film and utilizes a tunnel effect that appears depending on a relative angle of magnetization of both ferromagnetic films.
[0061]
As described above, since the MR magnetic transducer 3 is provided on the inductive magnetic transducer 2, the MR magnetic transducer 3 can be formed after the inductive magnetic transducer 2 is formed. Therefore, the MR magnetic transducer 3 is not adversely affected by the manufacturing process of the inductive magnetic transducer 2.
[0062]
Even when a GMR film such as a spin-valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR magnetic conversion element 3, the coil film of the inductive magnetic conversion element 2 requiring high-temperature annealing is formed at the time of forming the GMR film. Since it has already been completed, there is no thermal damage to the GMR film. Therefore, it is possible to obtain the MR magnetic transducer 3 having a stable GMR film.
[0063]
In addition, since the MR magnetic transducer 3 can be stacked on the flattened upper magnetic film 23, the MR magnetic transducer 3 can be accurately positioned on a flat surface to achieve a high precision photomask. Can be formed.
[0064]
Further, the gap film 22, the upper magnetic film 23, the insulating film 6 and the like laminated on the pattern edge 210 of the lower pole portion 211 are very thin. The pattern edge 210 of the portion 211 can be seen from above through these laminated films. Therefore, a photomask for forming the MR magnetic conversion element 3 can be positioned with reference to the pattern edge 210. Therefore, the relative position of the MR magnetic transducer 3 with respect to the inductive magnetic transducer 2 can be set with high accuracy.
[0065]
Since the gap film 22 has a substantially uniform thickness and is attached to the surface of the insulating film 25, and the upper magnetic film 23 is laminated on the gap film 22, the upper magnetic film 23 is formed as a flat gap film. 22 can be formed. In the case of the conventional example in which the MR magnetic transducer 3 is disposed below the inductive magnetic transducer 2, severe irregularities due to the shape of the insulating film supporting the coil film are formed near the pole portion of the upper magnetic film 23. Therefore, it is difficult to form an upper pole portion having a significant effect on recording characteristics so as to have an accurate pattern. On the other hand, in the present invention, since the upper magnetic film 23 and the upper pole portion 231 can be formed on the flat gap film 22, the upper pole portion 231 can be accurately patterned and excellent recording characteristics can be secured. Can be.
[0066]
Next, a method of manufacturing the thin-film magnetic head according to the present invention shown in FIGS. 1 to 3 will be described with reference to FIGS. The structure of the thin-film magnetic head according to the present invention will become more apparent from the drawings used in the description of these manufacturing methods and the description thereof.
[0067]
First, as shown in FIG. 4 and FIG. ₂ O ₃ . The surface of the main body 11 made of TiC or the like ₂ O ₃ Or SiO ₂ An insulating film 12 is formed, and a recess 13 is formed on the surface of the insulating film 12. The insulating film 12 is formed to have a thickness of, for example, about 5 to 10 μm. The recess 13 is formed at an angle by means of ion milling or the like so that an appropriate apex angle and throat height can be obtained. A groove 15 is provided on the surface of the base 1 located on the air bearing surface 10 side, and a groove 16 is also formed on the rear convex portion 14.
[0068]
Next, as shown in FIGS. 6 and 7, the partial magnetic film 21 is attached to the inner surface 131 of the concave portion 13, and further guided from the inner surface 131 to the surface of the groove 15 formed in the base 1, and the lower pole portion 211 is formed. Is formed. In the lower pole portion 211, a pattern edge 210 is formed at a portion where the inner surface 131 of the concave portion 13 moves to the surface of the groove 15. The lower magnetic film 21 can be typically formed by sputtering permalloy. In the lower magnetic film 21, a portion attached to the groove 15 becomes the lower pole portion 211, a portion attached to the inner surface 131 of the concave portion 13 becomes a yoke portion, and a portion attached to the groove 16 is an upper magnetic film (described later). ). The pole width PW of the lower pole portion 211 is accurately determined by the width of the groove 15. For this reason, the finally obtained recording pole width can be minimized to a value determined by the width of the groove 15, thereby achieving high areal density recording and improving high-frequency reproduction output characteristics.
[0069]
After that, the surface of the lower pole portion 211 located in the groove 15 is etched to generate a step g1 between the surface of the lower pole portion 211 and the surface of the base 1. 6 and 7 show the state after the completion of the etching step. As an etching method, ion milling is used, and sputter etching using argon plasma can also be used.
[0070]
Next, as shown in FIG. 8, the inside of the concave portion 13 is filled with an insulating film 25 supporting the coil films 241 and 242. The insulating film 25 is formed so as not to be higher than the edge of the recess 13. As such a means, a resist etch back method can be employed.
[0071]
The insulating film 25 is made of a photoresist film. The formation process of the coil films 241 and 242 is not different from the conventional one. In forming the coil films 241 and 242, a heat treatment at about 200 to 250 ° C. is performed to flatten the coil forming surface. Further, the insulating film 25 may be formed by using an SOG (Spin on Glass) method often used in semiconductor planarization technology, or may be a silicon oxide film or a nitride film formed by a CVD method. Is also good.
[0072]
The pattern of the insulating film 25 is defined by the pattern of the recess 13 and does not cause pattern fluctuation. For this reason, there is no room for the pattern variation accompanying the heat treatment of the photoresist, and the apex angle of the insulating film 25 and the throat height TH can be controlled to an accurate value determined by the angle of the rising surface 131 of the recess 13. At the same time, it becomes possible to cope with the narrowing of the throat height TH. Even when patterning processing such as milling is performed at the time of forming the coil films 241 and 242, there is no room for pattern variation in the insulating film 25.
[0073]
Next, as shown in FIGS. 9 and 10, the gap film 22 is attached to the surface of the lower pole portion 211 and the surface of the insulating film 25 so as to have a substantially uniform film thickness. The gap film 22 is typically made of Al ₂ O ₃ And deposited so as to have a thickness of, for example, 1000 to 2000 angstroms. In addition to alumina, a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used.
[0074]
Here, the gap film 22 is attached on the lower pole portion 211 so that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. Such a step g2 can be obtained by appropriately selecting the thickness of the gap film 22 with respect to the step g1.
[0075]
Next, as shown in FIG. 11, a through hole 220 for coupling the upper magnetic film is provided in the gap film 22 on the convex portion 14.
[0076]
Next, as shown in FIGS. 12 and 13, an upper magnetic film 23 is attached from above the gap film 22. The upper magnetic film 23 is formed so as to fill a step g2 provided in the gap film 22, thereby forming an upper pole portion 231 formed by a projection protruding a part of the lower surface of the upper magnetic film 23. The upper pole portion 231 faces the lower pole portion 211 via the gap film 22, thereby forming a conversion gap.
[0077]
As described above, the upper pole portion 231 is formed so as to fill the step g2 provided in the gap film 22 and is formed as a protrusion that projects a part of the lower surface of the upper magnetic film 23, so that the recording pole width is increased. Can be minimized to a value determined by the width of the groove 15, thereby achieving high areal density recording and improving high-frequency reproduction output characteristics.
[0078]
The connection part 232 located behind the upper magnetic film 23 is coupled to the rear of the lower magnetic film 21 through the through hole 220, thereby completing a magnetic circuit by the lower magnetic film 21 and the upper magnetic film 23. Here, since the upper magnetic film 23 can be formed on the surface planarized by the gap film 22, pattern formation by photolithography can be performed with extremely high precision.
[0079]
Next, as shown in FIGS. 14 and 15, after forming the shield gap film 6 on the upper magnetic film 23, the MR magnetic transducer 3 is formed on the shield gap film 6 by applying photolithography. . When the MR magnetic transducer 3 is formed by photolithography, the pattern edge 210 of the lower pole portion 211 can be used as a target. Since the pattern edge 210 is a reference for determining the throat height TH of the inductive magnetic transducing element 2, the inductive magnetic transducing element 2 and the MR magnetic transducing element 3 are accurately positioned via the pattern edge 210. be able to.
[0080]
Next, as shown in FIGS. 16 and 17, a 1000 to 2000 Å thick shield gap film 7 made of, for example, an alumina film is laminated on the MR magnetic transducer 3.
[0081]
Next, as shown in FIGS. 18 and 19, the shield film 4 made of, for example, permalloy is formed on the shield gap film 7. Thereafter, a protective film 25 (see FIGS. 1 to 4) made of alumina or the like is attached. Thereafter, through a normal magnetic head manufacturing process such as cutting and polishing, a thin film magnetic head is obtained.
[0082]
Since the MR magnetic conversion element 3 may cause a change in the MR change rate due to the film stress or a characteristic change due to the processing and polishing stress when forming a narrow track surface, the protection film 25 is formed of a silicon oxide film. And an alumina film, a combination of a silicon oxide film and a silicon nitride film, or a combination of a silicon oxide film or an alumina film doped with phosphorus or boron often used in a semiconductor passivation film. Good.
[0083]
FIG. 20 is a sectional view showing still another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention, and FIG. 21 is an enlarged sectional view of the thin-film magnetic head shown in FIG. In the drawings, the same components as those in FIGS. 1 to 19 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. In this embodiment, the surface of the insulating film 25 is lower than the surface of the lower pole portion 211. The inorganic insulating film 100 is filled so as to fill a step d1 generated between the surface of the insulating film 25 and the surface of the lower pole portion 211, and a gap is formed between the surface of the lower pole portion 211 and the surface of the inorganic insulating film 100. A film 22 has been deposited. The inorganic insulating film 100 is made of the same material as the gap film 22, for example, Al. ₂ O ₃ Or SiO ₂ Etc. can be used. The advantage of this embodiment is that, since the surface of the insulating film 25 is located at a position lower than the surface of the lower pole portion 211, the pattern edge 210 serving as the reference for the throat height TH and the reference for aligning the photomask of the MR magnetic transducer 3 can be formed. , To be clearer.
[0084]
Next, a method of manufacturing the thin-film magnetic head according to the present invention shown in FIGS. 20 and 21 will be described with reference to FIGS.
[0085]
First, as shown in FIG. 22 and FIG. ₂ O ₃ . The surface of the main body 11 made of TiC or the like ₂ O ₃ Or SiO ₂ An insulating film 12 is formed, and a recess 13 is formed on the surface of the insulating film 12.
[0086]
Next, as shown in FIGS. 24 and 25, the lower magnetic film 21 is adhered to the inner surface 131 of the concave portion 13 and the surface of the base 1.
[0087]
Next, as shown in FIG. 26, the inside of the concave portion 13 is filled with an insulating film 25 supporting the coil films 241 and 242. The insulating film 25 is formed to be lower than the surface of the lower pole portion 211 by the thickness d1 of the lower magnetic film 21.
[0088]
Next, as shown in FIGS. 27 and 28, the lower pole portion 211 and the insulating film have a thickness larger than a step d1 generated between the surface of the insulating film 25 and the surface of the lower pole portion 211. An inorganic insulating film 100 is formed so as to cover 25.
[0089]
Next, as shown in FIGS. 29 and 30, the surface of the inorganic insulating film 100 is polished and flattened so as to substantially coincide with the surface of the lower pole portion 211. This flattening can be performed by applying a CMP method.
[0090]
Next, as shown in FIGS. 31 and 32, the surface of the lower pole portion 211 is etched to produce a step g1 between the surface of the lower pole portion 211 and the surface of the base 1. As the etching method, as described above, ion milling is used, and sputter etching using argon plasma or the like can also be used.
[0091]
Next, as shown in FIGS. 33 and 34, the gap film 22 is attached on the inorganic insulating film 100. The gap film 22 is attached on the lower pole portion 211 such that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. The gap film 22 is typically made of Al ₂ O ₃ It becomes. In addition to alumina, a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used.
[0092]
Next, as shown in FIGS. 35 and 36, the upper magnetic film 23 is attached on the gap film 22. The upper magnetic film 23 is formed so as to fill a step g2 provided in the gap film 22, thereby forming an upper pole portion 231 formed by a projection protruding a part of the lower surface of the upper magnetic film 23. The upper pole portion 231 faces the lower pole portion 211 via the gap film 22, thereby forming a conversion gap. The recording pole width is minimized to the width of the protrusion of the upper pole part 231. Therefore, high-area density recording can be achieved, and high-frequency reproduction output characteristics can be improved.
[0093]
The upper magnetic film 23 is magnetically coupled to the lower magnetic film 21 through a through hole 220 at a connection portion behind the upper pole portion 231. Here, since the upper magnetic film 23 can be formed on the surface planarized by the gap film 22, pattern formation by photolithography can be performed with extremely high precision.
[0094]
Subsequent steps are as shown in FIGS. 14 to 19, whereby a thin-film magnetic head having the structure shown in FIGS. 20 and 21 is obtained.
[0095]
The thin-film magnetic head shown in FIGS. 20 and 21 can be further manufactured by the manufacturing method shown in FIGS.
[0096]
First, as shown in FIGS. 37 and 38, the concave portion 13 is formed on the surface of the base 1 according to the means described above.
[0097]
Next, as shown in FIGS. 39 and 40, a lower magnetic film 21 is attached on the concave portion 13 and the surface of the base 1, and at least the surface of the lower pole portion 211 of the lower magnetic film 21 is made of a material different from the lower magnetic film 21. Are formed, and a metal film 200 that can be selectively etched with the lower magnetic film 21 is formed. When the lower magnetic film 21 is made of permalloy, the metal film 200 that can be selectively etched is molybdenum. In addition to molybdenum, Ti, TiN, Ta, Ni, or the like may be used.
[0098]
Next, as shown in FIG. 41, the inside of the concave portion 13 is filled with a coil supporting insulating film 25 supporting the coil films 241 and 242.
[0099]
Next, as shown in FIGS. 42 and 43, the inorganic insulating film 100 is attached to the surface of the base 1, the surface of the metal film 200 on the lower pole portion 211, and the surface of the coil supporting insulating film 25.
[0100]
Next, as shown in FIGS. 44 and 45, the surface of the inorganic insulating film 100 is etched until the surface of the metal film 200 is exposed. When the lower magnetic film 21 is made of permalloy, and when the metal film 200 is made of molybdenum, the metal film 200 can be selectively etched by freon-based dry etching as described above.
[0101]
By selectively etching the metal film 200 as described above, the lower pole portion 211 is exposed as shown in FIGS. 46 and 47, and the surface of the lower pole portion 211 and the surface of the inorganic insulating film 100 are During this process, a step g1 due to the removal of the metal film 200 is generated.
[0102]
Next, as shown in FIGS. 48 and 49, the lower pole portion 211 and the gap film 22 covering the surface of the coil supporting insulating film 25 are attached. The gap film 22 is attached on the lower pole portion 211 such that a step g2 corresponding to the step g1 is generated.
[0103]
Next, as shown in FIGS. 50 and 51, the upper magnetic film 23 is laminated on the gap film 22. The upper magnetic film 23 is formed so as to fill a step g2 provided to the gap film 22, thereby forming an upper pole portion 231 formed by a projection protruding a part of the lower surface of the upper magnetic film 23. The upper pole portion 231 is located within the step g2 provided to the gap film 22 and faces the lower pole portion 211. The upper magnetic film 23 is magnetically coupled to the lower magnetic film 21 at a connection portion behind the upper pole portion 231.
[0104]
Subsequent steps are as shown in FIGS. 14 to 19, whereby a thin-film magnetic head having the structure shown in FIGS. 20 and 21 is obtained.
[0105]
FIG. 52 is a sectional view showing still another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention, and FIG. 53 is a sectional view taken along line 53-53 of FIG. In the drawings, the same components as those in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals. In the embodiment, the groove 15 is an inclined surface whose opposing side edges open upward. According to this configuration, when obtaining a minimized recording pole width, the upper magnetic film 23 can be attached to the gap film 22 through the opening of the expanded groove. For this reason, it is possible to uniformly form the minimized recording pole width. Next, this point will be specifically described with reference to a manufacturing method.
[0106]
54 to 62 are views showing a method for manufacturing the thin-film magnetic head shown in FIGS. 52 and 53. First, as shown in FIGS. 54 and 55, the surface of the lower pole portion 211 was etched to form a step g1 between itself and the surface of the inorganic insulating film 100 constituting a part of the base 1. Thereafter, as shown in FIG. 56, both side edges having a step are etched to form inclined surfaces 101 and 102 that open upward.
[0107]
Next, as shown in FIGS. 57 and 58, the gap film 22 is attached on the inorganic insulating film 100. The gap film 22 is attached on the lower pole portion 211 such that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. The details of the gap film 22 have been described above.
[0108]
Next, as shown in FIGS. 59 and 60, the upper magnetic film 23 is attached on the gap film 22. The upper pole portion 231 of the upper magnetic film 23 faces the lower pole portion 211 via the gap film 22, thereby forming a conversion gap. In this case, the upper magnetic film 23 can be attached onto the upper gap film 22 through the opening extended by the inclined surfaces 101 and 102. For this reason, it is possible to uniformly form the minimized recording pole width.
[0109]
Thereafter, as shown in FIGS. 61 and 62, the surface of the upper magnetic film 23 is flattened. The subsequent steps are as shown in FIGS. 14 to 19, whereby the thin-film magnetic head having the structure shown in FIGS. 52 and 53 is obtained.
[0110]
FIG. 63 is a sectional view showing still another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention, and FIG. 64 is a sectional view taken along the line 64-64 in FIG. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. The feature of this embodiment is that the upper pole portion 231 is composed of a plurality of magnetic films 233 and 234 having different saturation magnetic flux densities. At least one of the plurality of magnetic films 233 and 234 uses a magnetic material (Hi-Bs material) having a higher saturation magnetic flux density than other films. Particularly preferably, the magnetic film 233 having a high saturation magnetic flux density is provided adjacent to the gap film 22.
[0111]
According to such a configuration, in the miniaturized recording pole, the magnetic field concentration can be increased, and the high frequency recording characteristics and the high areal density recording characteristics can be improved. As the Hi-Bs material suitable for forming the magnetic film 233, when the magnetic film 234 is formed of a permalloy having a normal composition, a permalloy having a ratio of Ni-50% and Fe-50% can be used. Unlike the embodiment, both the lower magnetic film 21 or the upper magnetic film 23 and the lower magnetic film 21 may have a laminated film structure including a Hi-Bs material.
[0112]
FIGS. 65 to 73 are views showing a method of manufacturing the thin-film magnetic head shown in FIGS. 63 and 64. According to the steps already described, as shown in FIGS. 65 and 66, the surface of the lower pole portion 211 is etched to generate a step g1 between itself and the surface of the inorganic insulating film 100.
[0113]
Next, as shown in FIGS. 67 and 68, the gap film 22 is attached on the inorganic insulating film 100 and the lower pole portion 211. The gap film 22 is attached on the lower pole portion 211 such that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. The details of the gap film 22 have been described above.
[0114]
Next, as shown in FIGS. 69 and 70, a first upper magnetic film 233 is laminated on the gap film 22.
[0115]
Next, as shown in FIGS. 71 and 72, the surface of the first upper magnetic film 233 is etched. This etching is performed so that the first upper magnetic film 233 remains only in the groove 15. As the etching means, milling, sputter etching using argon plasma, or the like can be employed.
[0116]
Through the above etching process, the upper pole portion of the first upper magnetic film 233 attached in the groove 15 faces the lower pole portion 211 via the gap film 22.
[0117]
Next, as shown in FIG. 73, a second upper magnetic film 234 having a saturation magnetic flux density different from that of the first upper magnetic film is deposited on the first upper magnetic film 233. Subsequent steps are as already described, whereby the thin film magnetic head having the structure shown in FIGS. 63 and 64 is obtained.
[0118]
FIG. 74 is a sectional view showing still another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention. In the embodiment, the same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals. The feature of this embodiment is that the concave portion 13 is formed in the main body portion 11, and the insulating film 12 is attached to the inner surface of the concave portion 13 and the surface of the main body portion 11 while preserving its shape. Therefore, the thickness of the insulating film 12 is significantly smaller than that of the embodiment described above. For this reason, heat dissipation is improved.
[0119]
Although description and illustration are omitted, it goes without saying that various combinations of the embodiments are possible.
[0120]
【The invention's effect】
As described above, according to the thin-film magnetic head of the present invention, the following effects can be obtained.
(A) It is possible to provide a thin-film magnetic head capable of minimizing the recording pole width, achieving high areal density recording, and improving high-frequency reproduction output characteristics.
(B) It is possible to provide a thin-film magnetic head having a structure suitable for minimizing a recording pole width in a manufacturing process.
(C) It is possible to provide a thin-film magnetic head having a structure capable of uniformly forming a minimized recording pole width.
(D) It is possible to provide a thin-film magnetic head in which the magnetic field concentration at the recording pole is increased, and the high-frequency recording characteristics and the high areal density recording characteristics are improved.
(E) A thin film magnetic head having a structure suitable for minimizing a recording pole width, which is a composite type in which a reproducing element is constituted by an MR magnetic transducer and a recording element is constituted by an inductive magnetic transducer. can do.
(F) It is possible to provide a composite thin-film magnetic head in which the MR magnetic transducer is not adversely affected by the manufacturing process of the magnetic transducer.
(G) When a GMR film such as a spin valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR magnetic conversion element, a composite thin film magnetic head for high areal recording density that does not thermally damage the GMR film. Can be provided.
(H) It is possible to provide a composite thin-film magnetic head capable of accurately controlling the apex angle and the throat height of the pole portion.
(I) It is possible to provide a composite thin-film magnetic head capable of setting the throat height of the inductive magnetic transducer and the MR height of the MR magnetic transducer with high accuracy.
(J) It is possible to provide a high-frequency composite type thin film magnetic head capable of coping with narrowing of the throat height by eliminating pattern fluctuations due to heat treatment of a photoresist.
(K) It is possible to provide a composite thin-film magnetic head in which a flat lower pole portion can be formed without applying the CMP method, and high frequency characteristics do not deteriorate due to unevenness of the lower pole portion.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view of a thin-film magnetic head according to the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of the thin-film magnetic head shown in FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line 3-3 in FIG. 2;
FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the thin-film magnetic head shown in FIGS.
FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 in FIG. 4;
FIG. 6 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 4 and 5;
FIG. 7 is a sectional view taken along the line 7-7 in FIG. 6;
FIG. 8 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 6 and 7;
FIG. 9 is a view showing a step after the step shown in FIG. 8;
FIG. 10 is a sectional view taken along the line 10-10 in FIG. 9;
FIG. 11 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 9 and 10;
FIG. 12 is a view showing a step that follows the step shown in FIG. 11;
FIG. 13 is a sectional view taken along the line 13-13 in FIG. 12;
FIG. 14 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 12 and 13;
FIG. 15 is a sectional view taken along the line 15-15 in FIG. 14;
FIG. 16 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 14 and 15;
FIG. 17 is a sectional view taken along the line 17-17 in FIG. 16;
FIG. 18 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 16 and 17;
FIG. 19 is a sectional view taken along the line 19-19 in FIG. 18;
FIG. 20 is a sectional view showing another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention.
21 is a sectional view taken along the line 21-21 of FIG.
FIG. 22 is a diagram showing a manufacturing process of the thin-film magnetic head shown in FIGS. 20 and 21.
FIG. 23 is a sectional view taken along the line 23-23 in FIG. 22;
FIG. 24 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 22 and 23;
FIG. 25 is a sectional view taken along the line 25-25 in FIG. 24;
FIG. 26 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 24 and 25;
FIG. 27 is a view showing a step after the step shown in FIG. 26;
FIG. 28 is a sectional view taken along the line 28-28 in FIG. 27;
FIG. 29 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 27 and 28;
FIG. 30 is a sectional view taken along lines 30-30 in FIG. 29;
FIG. 31 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 29 and 30;
FIG. 32 is a sectional view taken along line 32-32 of FIG. 31;
FIG. 33 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 31 and 32;
FIG. 34 is a cross-sectional view of FIG. 33 taken along the line 34-34.
FIG. 35 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 33 and 34;
FIG. 36 is a sectional view taken along the line 36-36 in FIG. 35;
FIG. 37 shows another method of manufacturing the thin-film magnetic head shown in FIGS. 20 and 21.
FIG. 38 is a cross-sectional view of FIG. 37 taken along the line 38-38.
FIG. 39 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 37 and 38;
40 is a cross-sectional view of FIG. 39 taken along the line 39-39.
FIG. 41 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 39 and 40;
FIG. 42 is a view showing a step after the step shown in FIG. 41;
FIG. 43 is a cross-sectional view of FIG. 42 taken along the line 43-43.
FIG. 44 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 42 and 43.
FIG. 45 is a cross-sectional view of FIG. 44 taken along the line 45-45.
FIG. 46 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 44 and 45;
FIG. 47 is a cross-sectional view of FIG. 46 taken along the line 47-47.
FIG. 48 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 46 and 47;
FIG. 49 is a cross-sectional view of FIG. 48 taken along the line 49-49.
FIG. 50 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 48 and 49;
FIG. 51 is a cross-sectional view of FIG. 50 taken along the line 51-51.
FIG. 52 is a sectional view showing another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention.
FIG. 53 is a cross-sectional view of FIG. 52 taken along the line 53-53.
FIG. 54 is a view showing the method of manufacturing the thin-film magnetic head shown in FIGS. 52 and 53.
FIG. 55 is a cross-sectional view of FIG. 54 taken along the line 55-55.
FIG. 56 is a cross-sectional view showing a step after the step shown in FIGS. 54 and 55.
FIG. 57 is a view showing a step after the step shown in FIG. 56;
FIG. 58 is a cross-sectional view of FIG. 57 taken along the line 58-58.
FIG. 59 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 57 and 58;
FIG. 60 is a cross-sectional view of FIG. 59 taken along the line 60-60.
FIG. 61 is a view showing a step that follows the step shown in FIGS. 59 and 60.
FIG. 62 is a cross-sectional view of FIG. 61 taken along the line 62-62.
FIG. 63 is a sectional view showing another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention.
FIG. 64 is a cross-sectional view of FIG. 63 taken along the line 64-64.
FIG. 65 is a view showing a manufacturing step of the thin-film magnetic head shown in FIGS. 63 and 64;
FIG. 66 is a cross-sectional view of FIG. 65 taken along the line 66-66.
FIG. 67 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 65 and 66;
FIG. 68 is a cross-sectional view of FIG. 67 taken along the line 68-68.
FIG. 69 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 67 and 68;
70 is a cross-sectional view of FIG. 69 taken along the line 70-70.
FIG. 71 is a view showing a step that follows the step shown in FIG. 69 and FIG. 70;
FIG. 72 is a cross-sectional view of FIG. 71 taken along the line 72-72.
FIG. 73 is a view showing a step after the step shown in FIGS. 71 and 72;
FIG. 74 is a sectional view showing another embodiment of the thin-film magnetic head according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Substrate
2 Inductive magnetic transducer
3 MR magnetic transducer
13 recess
21 Lower magnetic film
22 Gap film
23 Upper magnetic film
241, 242 coil membrane
211 Lower pole
231 Upper pole part

Claims

A thin-film magnetic head including a base, an inductive magnetic transducer, and a magnetoresistive magnetic transducer,
The base supports the inductive magnetic transducer,
The inductive magnetic transducer includes a lower magnetic film, an upper magnetic film, a gap film, a coil film, and a coil supporting insulating film,
The lower magnetic film has a lower pole portion,
The upper magnetic film has an upper pole portion facing the lower pole portion via the gap film,
Further, the base has a concave portion and a groove on the surface,
The lower magnetic film, the recess, said deposited on the groove and the surface of said substrate, between said surfaces of said base of said lower pole portion located in the groove, the surface of the lower pole section Is low ,
The gap film covers the surface of the lower pole portion and the surface of the coil supporting insulating film, and a step corresponding to the step is formed on the surface side on the lower pole portion in the groove. Has been attached ,
The upper magnetic film is stacked on the gap film, has a planarized surface, and is magnetically coupled to the lower magnetic film at a connection portion behind the upper pole portion,
The upper pole portion is formed as a protrusion that projects a part of the lower surface of the upper magnetic film into the step provided on the surface side of the gap film, and faces the lower pole portion,
The coil supporting insulating film supports the coil film, and is filled in the recess .
The thin-film magnetic head, wherein the magneto-resistance effect type magnetic transducer is provided on the flattened surface of the upper magnetic film .

2. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein at least one of the lower pole portion and the upper pole portion includes a plurality of magnetic films having different saturation magnetic flux densities, and at least one of the plurality of magnetic films includes , A thin film magnetic head having a higher saturation magnetic flux density than other films.

3. The thin-film magnetic head according to claim 2, wherein said magnetic film having a high saturation magnetic flux density is provided adjacent to said gap film.

4. The thin-film magnetic head according to claim 1, wherein said magnetoresistive element is any one of an anisotropic magnetoresistive element, a giant magnetoresistive element, and a ferromagnetic tunnel junction element. Thin film magnetic head.