JP3771017B2

JP3771017B2 - Thin film magnetic head and manufacturing method thereof

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Publication number: JP3771017B2
Application number: JP28891997A
Authority: JP
Inventors: 芳高佐々木
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-10-21
Filing date: 1997-10-21
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2017-10-21
Also published as: JPH11126312A

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電磁変換素子及び再生素子となる磁気抵抗効果型電磁変換素子（以下ＭＲ素子と称する）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】
再生素子をＭＲ素子によって構成し、記録素子を誘導型電磁変換素子によって構成した複合型の薄膜磁気ヘッドは、例えば特公昭５９−３５０８８号公報に開示されているように、ＭＲ素子の上に誘導型電磁変換素子を積層して設けるのが一般的であった。
【０００３】
しかし、ＭＲ素子の上に誘導型電磁変換素子を積層して設けた構造では、特に、量産化に当たって、種々の解決すべき問題点を生じる。
【０００４】
まず、ＭＲ素子の上に誘導型電磁変換素子を積層して設けた構造では、ＭＲ素子が誘導型電磁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。
【０００５】
特に、ＭＲ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ーＦｅを用い、非磁性膜にＣｕを用いたスピンバルブ膜では、誘導型電磁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。
【０００６】
次に、誘導型電磁変換素子のオーバーライト特性は、コイル支持絶縁膜（フォトレジスト）のアペックス角（Apex Angle）及びポール部のスロートハイト（Throat Height）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。
【０００７】
また、歩留に大きな影響を及ぼす要因として、誘導型電磁変換素子のスロートハイトと、ＭＲ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と称する）の加工精度とによって決定される。ＭＲ素子の上に誘導型電磁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。しかしながら、ＭＲ素子は、数百オングストロームの膜厚しかない。しかも、ＭＲ素子の上には、第１の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素子の輪郭が不鮮明になる。このため、ＭＲ素子に対する絶縁膜のマスクアライメントが困難である。絶縁膜のマスクアライメントは、その精度が記録ヘッドのスロートハイトを決定する主要因となるため、デバイス特性上、非常に重要な工程である。
【０００８】
この問題点を解決する手段として、ＭＲ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。
【０００９】
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とき、そのパターンニング手段として、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素子に対する基準となる絶縁膜のパターンがミリング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。
【００１０】
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。
【００１１】
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、これまで、ＡＢＳトラック面の研磨などの際にＭＲ素子及び誘導型電磁変換素子に特性不良が多発していた。
【００１２】
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、その上に第１の磁性膜を形成するために、ＭＲ素子及びシールドギャップ膜による凹凸が、第１の磁性膜の第１のポール部にそのまま反映され、第１の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第１のポール部に対して、第２の磁性膜の第２のポール部部を形成した場合、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。第１の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、第１の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（Chemical Mechanical Polish）法を適用して、平坦化する工程が必要であった。
【００１３】
誘導型電磁変換素子の上にＭＲ素子を設けた複合型薄膜磁気ヘッドは、既に特開平５ー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、ＭＲ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。
【００１４】
更に、誘導型電磁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ー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と称する）において、ＡＢＳに露出している第２のポール部及び第１の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。
【００１５】
更に、この種の薄膜磁気ヘッドにおいて、浮上姿勢の安定化、一つのウエハーから採り出し得る素子数の増大及び磁気ディスク装置の小型化等に対応する手段として、スライダ形状を小型化することが有効であることは知られている（例えば特開昭６４ー２１７１３号公報参照）。
【００１６】
ところが、記録素子及び再生素子の入出力端となる引出電極（取出電極）は、スライダ形状が小型化された場合でも、リード線を接続し得る最小面積を保つ必要がある。特に、記録素子となる誘導型電磁変換素子及び再生素子となるＭＲ素子を積層して設けた複合型の薄膜磁気ヘッドの場合、記録素子用として少なくとも２つ、再生素子用として少なくとも２つの合計４つの引出電極が必要であり、小型化を達成するため、引出電極の取り扱いはきわめて重要である。
【００１７】
従来のこの種の薄膜磁気ヘッドでは、例えば、実公平７ー３１３６２号公報に開示される如く、電磁変換素子から、その側方等の適当な位置までリード導体を引き出し、リード導体の上に引出電極を形成していた。この構造は、リード導体形成のための面積を必要とするため、小型化に不利であった。
【００１８】
実公平７ー３１３６２号公報は、更に、複数の引出電極の一部が、誘導型電磁変換素子の上に位置するような配置も開示している。しかしながら、この先行技術は、誘導型電磁変換素子とＭＲ素子とを積層した構造を開示していない。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、再生素子をＭＲ素子によって構成し、記録素子を誘導型電磁変換素子によって構成した複合型であって、ＭＲ素子が誘導型電磁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。
【００２０】
本発明のもう一つの課題は、ＭＲ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。
【００２１】
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。
【００２２】
本発明の更にもう一つの課題は、誘導型電磁変換素子のスロートハイトと、ＭＲ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。
【００２３】
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。
【００２４】
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、平坦な第１のポール部を形成でき、第１の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。
【００２５】
本発明の更にもう一つの課題は、小型で、安定した浮上姿勢を確保でき、しかも、一つのウエハーから採り出し得る素子数を増大でき、かつ、磁気ディスク装置の小型化に対応し得る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、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。
【００２７】
本発明の更にもう一つの課題は、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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
【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、誘導型電磁変換素子と、磁気抵抗効果型電磁変換素子とを含む。前記磁気抵抗効果型電磁変換素子は、前記誘導型電磁変換素子を基準にして、前記基体とは反対側に備えられている。即ち、前記磁気抵抗効果型電磁変換素子は、前記誘導型電磁変換素子の上に設けられている。かかる構造によれば、誘導型電磁変換素子を形成した後にＭＲ素子を形成できる。このため、ＭＲ素子が誘導型電磁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。
【００３２】
ＭＲ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電磁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素子を得ることができる。
【００３３】
ＭＲ素子を、誘導型電磁変換素子の上に設ける構造において、前記基体は、表面に凹部を有している。前記誘導型電磁変換素子は、第１の磁性膜と、コイル膜と、コイル支持絶縁膜と、ギャップ膜と、第２の磁性膜とを含んでいる。前記第１の磁性膜は、前記凹部の内面に付着され、前記凹部の外部において第１のポール部を形成している。
【００３４】
前記コイル支持絶縁膜は、前記コイル膜を支持し、前記凹部内に充填されている。前記第２の磁性膜は、前記ギャップ膜の上に積層され、前記ギャップ膜を介して前記第１のポール部と対向する第２のポール部を有し、前記第２のポール部の後方において前記第１の磁性膜と結合されている。前記ギャップ膜は、少なくとも、前記ポール部の表面、及び、前記コイル支持絶縁膜の表面に付着されている。この構造によれば、次のような作用効果を得ることができる。
【００３５】
まず、基体は表面に凹部を有し、コイル支持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、コイル支持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。
【００３６】
次に、誘導型電磁変換素子の第１の磁性膜は、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第１のポール部を形成しているから、凹部の内面から基板の表面に移る位置に変曲点（パターンエッジ）が生じる。従って、このパターンエッジを基準にして第１のポール部のスロートハイトを決定できる。
【００３７】
しかも、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、コイル支持絶縁膜は、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、コイル支持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い。コイル膜形成時にミリング等のパターニング処理が行なわれた場合でも、コイル支持絶縁膜にパターン変動を生じる余地がない。このため、コイル支持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。
【００３８】
また、第１の磁性膜は、基体の上に導かれ、第１のポール部を形成しているから、第１の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、第１のポール部の凹凸を回避することができる。この第１のポール部の表面に、ギャップ膜を付着させ、ギャップ膜の上に第２の磁性膜を積層してあるから、第１の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、第１のポール部を、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。
【００３９】
ギャップ膜はほぼ均一な膜厚を有してコイル支持絶縁膜の表面に付着することができ、第２の磁性膜はギャップ膜の上に積層されているから、第２の磁性膜を平坦なギャップ膜上で形成できる。このようにして平坦化された第２の磁性膜の上で、ＭＲ素子を積層するので、ＭＲ素子のためのフォトマスク位置合わせを高精度で実行できる。
【００４０】
ＭＲ素子を形成する際、第１の磁性膜の第１のポール部の上には、ギャップ膜、第２の磁性膜及び無機絶縁膜等が積層されているが、これらの積層膜は薄いものであり、第１のポール部に生じるパターンエッジを、上側から見ることができる。このため、第１のポール部のパターンエッジを基準にして、ＭＲ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、誘導型電磁変換素子に対するＭＲ素子の相対位置を高精度で設定し得る。
【００４１】
更に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、複数備えられた引出電極の少なくとも一つは、基体の空気流出端側の側端面において、前記誘導型電磁変換素子の前記コイル膜のパターンの面内に中心が位置するように、前記コイル膜のパターンの上に備えられる。かかる構造によれば、従来利用されていなかった電磁変換素子の上方の面積を、引出電極形成領域として利用し、引出電極形成に供される空気流出端側の側端面の面積を縮小することができる。このため、小型化が可能になり、小型化に付随するメリット、即ち、安定した浮上姿勢の確保、一つのウエハーから採り出し得る素子数増大、及び、磁気ディスク装置の小型化への対応等のメリットを得ることができる。引出電極は、前記誘導型電磁変換素子の前記コイル膜のパターンの面内に中心が位置するように、前記コイル膜のパターンの上に備えられる。
【００４２】
好ましい態様として、前記第２のポール部は、前記第２の磁性膜の下面の一部を突出させた突起で構成する。上記好ましい態様によれば、記録ポール幅を、第２の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。
【００４３】
しかも、第２のポール部は、第２の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。
【００４４】
更に、第２のポール部を構成する突起の幅は、第２の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。
【００４５】
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。
【００４６】
【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斜視図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの断面図、図３は図２に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図、図４は図３の４ー４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、少なくとも一つの電磁変換素子２、３と、複数の引出電極２７、２８、３３、３４とを含む。矢印ａは磁気記録媒体の走行方向と一致する空気流出方向を示している。
【００４７】
基体１は、スライダとなる部分であって、空気流出端ＴＲの側に電磁変換素子２、３を備える。電磁変換素子２、３は、レール１１、１２の一方または両者の空気流出端（トレーリング．エッジ）ＴＲの側に備えられている。レール１１、１２は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。何れのタイプのスライダであっても、本発明の適用が可能である。
【００４８】
電磁変換素子２は記録素子であり、誘導型電磁変換素子でなる。電磁変換素子３は読み取り素子であり、ＭＲ素子でなる（以下電磁変換素子３をＭＲ素子３と称する）。ＭＲ素子３は誘導型電磁変換素子２の上に積層されている。
【００４９】
基体１は、Al₂O₃.TiC等でなる本体部分１１の表面にAl₂O₃またはSiO₂等でなる絶縁膜１２を有し、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。
【００５０】
誘導型電磁変換素子２は、第１の磁性膜（下部磁性膜）２１と、コイル膜２４１、２４２と、コイル支持絶縁膜２５と、ギャップ膜２２と、第２の磁性膜（上部磁性膜）２３とを含んでいる。第１の磁性膜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、第１のポール部（下部ポール部）２１１を形成している。従って、凹部１３の内面１３１から基体１の表面に移る位置に変曲点（パターンエッジ）２１０が生じる。第１のポール部２１１の先端の露出する基体１の面１０がＡＢＳ面となる。
【００５１】
コイル支持絶縁膜２５は、コイル膜２４１、２４２を支持し、凹部１３内に充填されている。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。
【００５２】
ギャップ膜２２は、ほぼ均一な膜厚を有して第１のポール部２１１の表面、及び、コイル支持絶縁膜２５の表面に付着されている。第２の磁性膜２３は、ギャップ膜２２の上に積層され、ギャップ膜２２を介して第１のポール部２１１と対向する第２のポール部（上部ポール部）２３１を有し、第２のポール部２３１の後方の接続部２３２において、第１の磁性膜２１と磁気的に結合され、磁気回路を構成している。
【００５３】
上部シ−ルド４は、パーマロイやフェライト等の磁性材料で形成され、ＭＲ素子３の上にシールドギャップ膜７を介して積層されている。上部シ−ルド４は保護膜２６により保護されている。
【００５４】
ＭＲ素子３は、アルミナ等のシールドギャップ膜６を介して、第２の磁性膜２３の上に積層されている。ＭＲ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。
【００５５】
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。
【００５６】
実施例において、第２の磁性膜２３は、第２のポール部２３１の後方に位置する接続部２３２が第１の磁性膜２１と磁気的に結合されている。コイル膜２４１、２４２は、第１の磁性膜２１及び第２の磁性膜２３の結合部の周りに渦巻き状に設けられている。
【００５７】
上述したように、ＭＲ素子３は、誘導型電磁変換素子２の上に設けられているので、誘導型電磁変換素子２を形成した後にＭＲ素子３を形成できる。このため、ＭＲ素子３が誘導型電磁変換素子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。
【００５８】
ＭＲ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電磁変換素子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ことがない。このため、安定したＧＭＲ膜を有するＭＲ素子３を得ることができる。
【００５９】
基体１は表面に凹部１３を有し、コイル支持絶縁膜２５はコイル膜２４１、２４２を支持し、凹部１３内に充填されているから、コイル支持絶縁膜２５のアペックス角度、及び、スロートハイトＴＨを、凹部１３の内面１３１の立ち上がり角度、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。
【００６０】
誘導型電磁変換素子２の第１の磁性膜２１は、凹部１３の内面１３１に付着され、更に内面１３１から基体の表面に導かれて第１のポール部２１１を形成しているから、凹部１３の内面１３１から基体１の表面に移る位置にパターンエッジ２１０が生じる。従って、このパターンエッジ２１０を基準にして第１のポール部２１１のスロートハイトＴＨを決定できる。
【００６１】
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、コイル支持絶縁膜２５は、基体１に設けられた凹部１３内に充填されているのであるから、そのパターンが凹部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。コイル膜２４１、２４２の形成時にミリング等のパターニング処理が行なわれた場合でも、コイル支持絶縁膜２５にパターン変動を生じる余地がない。このため、コイル支持絶縁膜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。
【００６２】
第１の磁性膜２１は、基体１の表面に導かれ、第１のポール部２１１を形成しているから、第１のポール部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、第１のポール部２１１の凹凸を回避することができる。この第１のポール部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の上に第２の磁性膜２３を積層してあるから、第１のポール部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。
【００６３】
しかも、この場合、従来と異なって、第１のポール部２１１を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。
【００６４】
ギャップ膜２２はほぼ均一な膜厚を有してコイル支持絶縁膜２５の表面に付着されており、第２の磁性膜２３はギャップ膜２２の上に積層されているから、第２の磁性膜２３を平坦なギャップ膜２２上で形成できる。
【００６５】
ＭＲ素子を誘導型電磁変換素子の下側に配置していた従来例の場合、第２の磁性膜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第２のポール部を、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、第２の磁性膜２３及び第２のポール部２３１を平坦なギャップ膜２２上で形成できるので、第２のポール部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】
このようにして平坦化された第２の磁性膜２３の上に、ＭＲ素子３を積層するので、ＭＲ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。
【００６７】
ＭＲ素子３を形成する際、第１の磁性膜２１の第１のポール部２１１の上には、ギャップ膜２２、第２の磁性膜２３及び無機絶縁膜等が積層されているが、これらの積層膜は薄いものであり、第１のポール部２１１のパターンエッジ２１０を、これらの積層膜を通して見ることができる。このため、第１のポール部２１１のパターンエッジ２１０を基準にして、ＭＲ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、誘導型電磁変換素子２に対するＭＲ素子３の相対位置を高精度で設定し得る。
【００６８】
次に、引出電極２７、２８、３３、３４のうち、引出電極２７、２８は電磁変換素子２に接続され、引出電極３３、３４はＭＲ素子３に接続されている。これらの引出電極２７、２８、３３、３４には図示しない外部導線の一端が接続される。引出電極２７、２８、３３、３４のうち、引出電極２７は、基体１の空気流出端ＴＲの側に位置する側端面において、電磁変換素子２、３の上に備えられている。
【００６９】
より具体的には、図２及び図３に示すように、第１の保護膜２６１の表面であって、電磁変換素子２を構成するコイル膜２４１、２４２のパターンの上方に、下地膜２７１と、導電金属膜２７２により構成される引出電極２７を形成してある。引出電極２７は、図５に示すように、横方向（図において）に引かれた中心線Ｃ１と、縦方向（図において）に引かれた中心線Ｃ２との交点で与えられる中心Ｃ０がコイル膜２４１、２４２のパターン内に位置している。引出電極２７の周りは、第１の保護膜２６１と一体化されている第２の保護膜２６２によって覆われており、引出電極２７の表面は、第２の保護膜２６２の表面から外部に露出している。引出電極２７は第１の保護膜２６１を貫通する導体２７０によって、コイル膜２４１または２４２の一端に接続される。
【００７０】
上記構造によれば、従来利用されていなかった電磁変換素子２、３の上方の面積を、引出電極形成領域として利用し、引出電極形成に供される空気流出端側の側端面の面積を縮小することができる。このため、小型化が可能になり、小型化に付随するメリット、即ち、安定した浮上姿勢の確保、一つのウエハーから採り出し得る素子数増大、及び、磁気ディスク装置の小型化への対応等のメリットを得ることができる。電磁変換素子２、３の上に引出電極２７を備える構成は、引出電極の数が多くなり、従って、引出電極形成に大きな面積を要する複合型薄膜磁気ヘッドに特に有効なものである。
【００７１】
更に、実施例において、第２のポール部２３１は、第２の磁性膜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型の第２のポール部２３１を提供する。Ｔ型の断面を持つ第２のポール部２３１によれば、次のような効果を得ることができる。
【００７２】
まず、記録ポール幅ＰＷを、第２のポール部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。
【００７３】
次に、第２のポール部２３１は、第２の磁性膜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。
【００７４】
更に、第２のポール部２３１を構成する突起の幅は、第２の磁性膜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。
【００７５】
次に図６〜図２１を参照して、図１〜図５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よって、更に明らかにされる。
【００７６】
まず、図６及び図７に示すように、Al₂O₃.TiC等でなる本体部分１１の表面にAl₂O₃またはSiO₂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。
【００７７】
次に、図８、図９に示すように、第１の磁性膜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の表面に導かれて第１のポール部２１１が形成される。第１のポール部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。第１の磁性膜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。第１の磁性膜２１のうち、溝１５内に付着された部分が第１のポール部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に付された部分が第２の磁性膜（後述）との接続部分となる。第１のポール部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。
【００７８】
この後、溝１５内に位置する第１のポール部２１１の表面をエッチングして、第１のポール部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８及び図９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。
【００７９】
次に、図１０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。
【００８０】
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(Spin on Glass)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。
【００８１】
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。
【００８２】
次に、図１１、図１２に示すように、第１のポール部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Al₂O₃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。
【００８３】
ここで、ギャップ膜２２は、第１のポール部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。
【００８４】
次に、図１３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。
【００８５】
次に、図１４、図１５に示すように、ギャップ膜２２の上から、第２の磁性膜２３を付着させる。第２の磁性膜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、第２の磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる第２のポール部２３１が形成される。第２のポール部２３１はギャップ膜２２を介して第１のポール部２１１と対向し、それによって変換ギャップが形成される。
【００８６】
上述のように、第２のポール部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、第２の磁性膜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。
【００８７】
第２の磁性膜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、第１の磁性膜２１の後方に結合され、これによって、第１の磁性膜２１及び第２の磁性膜２３による磁気回路が完成する。ここで、第２の磁性膜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。
【００８８】
次に、図１６、図１７に示すように、第２の磁性膜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素子３をフォトリソグラフィによって形成する場合、第１のポール部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、誘導型電磁変換素子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、誘導型電磁変換素子２と、ＭＲ素子３とを正確に位置決めすることができる。
【００８９】
次に、図１８、図１９に示すように、ＭＲ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。
【００９０】
次に、図２０、図２１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。
【００９１】
次に、図２２に示すように、シールド膜４及びシールドギャップ膜６、７の上に、アルミナ等でなる第１の保護膜２６１を付着させる。ＭＲ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２６１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。
【００９２】
次に、図２３に示すように、平坦化された第１の保護膜２６１の表面に、下地膜２７１を形成した後、図２４に示すように、引出電極形成領域２６０を残して、第２の保護膜２６２を形成する。引出電極形成領域の真下には、誘導型電磁変換素子２のコイル膜２４１、２４２のパターンがある。
【００９３】
次に、図２５に示すように、引出電極形成領域２６０内に、メッキ等の手段によって、導電金属膜２７２を付着させることにより、引出電極２７を形成する。引出電極２７を構成する材料、及び、形成手段は、周知である。
【００９４】
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。
【００９５】
図２６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２７は図２６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２１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。この実施例でも、引出電極２７は、第１の保護膜２６１の表面であって、電磁変換素子２を構成するコイル膜２４１、２４２のパターンの上方に形成されている。引出電極２７の周りは、第１の保護膜２６１と一体化されている第２の保護膜２６２によって覆われており、引出電極２７の表面は、第２の保護膜２６２の表面から外部に露出している。引出電極２７はコイル膜２４１または２４２の一端に接続される。
【００９６】
絶縁膜２５は、表面が第１のポール部２１１の表面よりも低い位置にある。絶縁膜２５の表面と第１のポール部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、第１のポール部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Al₂O₃またはSiO₂等を用いることができる。この実施例の利点は、絶縁膜２５の表面が第１のポール部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。
【００９７】
次に図２８〜図４５を参照して、図２６、図２７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。
【００９８】
まず、図２８及び図２９に示すように、Al₂O₃.TiC等でなる本体部分１１の表面にAl₂O₃またはSiO₂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。
【００９９】
次に、図３０、図３１に示すように、凹部１３の内面１３１及び基体１の表面上に第１の磁性膜２１を付着させる。
【０１００】
次に、図３２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、第１のポール部２１１の表面よりも、第１の磁性膜２１の厚みｄ１分だけ低くなるように形成する。
【０１０１】
次に、図３３、図３４に示すように、絶縁膜２５の表面と第１のポール部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、第１のポール部２１１及び絶縁膜２５を覆うように、無機絶縁膜１００を形成する。
【０１０２】
次に図３５、図３６に示すように、無機絶縁膜１００の表面を研磨して第１のポール部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。
【０１０３】
次に、図３７、図３８に示すように、第１のポール部２１１の表面をエッチングして、第１のポール部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。
【０１０４】
次に、図３９、４０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、第１のポール部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Al₂O₃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。
【０１０５】
次に、図４１、図４２に示すように、ギャップ膜２２の上に第２の磁性膜２３を付着させる。第２の磁性膜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、第２の磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる第２のポール部２３１が形成される。第２のポール部２３１はギャップ膜２２を介して第１のポール部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、第２のポール部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。
【０１０６】
また、第２の磁性膜２３は第２のポール部２３１の後方の接続部において、スルーホール２２０を通して、第１の磁性膜２１と磁気的に結合される。ここで、第２の磁性膜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。
【０１０７】
この後の工程は、図１６〜図２５に示した通りであり、それによって図２６、図２７に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１０８】
図２６及び図２７に示した薄膜磁気ヘッドは、更に、図４３〜図５７に示した製造方法によっても製造することができる。
【０１０９】
まず図４３、図４４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。
【０１１０】
次に図４５、図４６に示すように、凹部１３及び基体１の表面上に第１の磁性膜２１を付着させ、第１の磁性膜２１の少なくとも第１のポール部２１１の表面に、第１の磁性膜２１とは材質が異なり、かつ、第１の磁性膜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、第１の磁性膜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。
【０１１１】
次に、図４７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。
【０１１２】
次に、図４８、図４９に示すように、基体１の表面、第１のポール部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。
【０１１３】
次に、図５０、５１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。第１の磁性膜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。
【０１１４】
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５２、図５３に示すように、第１のポール部２１１を露出させ、第１のポール部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。
【０１１５】
次に、図５４、図５５に示すように、第１のポール部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、第１のポール部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。
【０１１６】
次に、図５６、図５７に示すように、ギャップ膜２２の上に第２の磁性膜２３を積層する。第２の磁性膜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、第２の磁性膜２３の下面の一部を突出させた突起でなる第２のポール部２３１が形成される。第２のポール部２３１は、ギャップ膜２２に付された段差ｇ２内に位置して第１のポール部２１１と対向する。また、第２の磁性膜２３は第２のポール部２３１の後方の接続部において、第１の磁性膜２１と磁気的に結合される。
【０１１７】
この後の工程は、図１６〜図２５に示した通りであり、それによって図２６、図２７に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１１８】
図５８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５９は図５８の５９ー５９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。この実施例でも、引出電極２７は、第１の保護膜２６１の表面であって、電磁変換素子２を構成するコイル膜２４１、２４２のパターンの上方に形成されている。引出電極２７の周りは、第１の保護膜２６１と一体化されている第２の保護膜２６２によって覆われており、引出電極２７の表面は、第２の保護膜２６２の表面から外部に露出している。引出電極２７はコイル膜２４１または２４２の一端に接続される。
【０１１９】
更に、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、第２の磁性膜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。
【０１２０】
図６０〜図６８は図５８、図５９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６０及び図６１に示すように、第１のポール部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６２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。
【０１２１】
次に、図６３、図６４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、第１のポール部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。
【０１２２】
次に、図６５、図６６に示すように、ギャップ膜２２の上に第２の磁性膜２３を付着させる。第２の磁性膜２３の第２のポール部２３１はギャップ膜２２を介して第１のポール部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、第２の磁性膜２３は、傾斜面１０１、１０２によって拡張された開口部を通して、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。
【０１２３】
この後、図６７、図６８に示すように、第２の磁性膜２３の表面を平坦化する。この後の工程は、図１６〜図２５に示した通りであり、それによって図５８、図５９に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１２４】
図６９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７０は図６９の７０ー７０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。この実施例でも、引出電極２７は、第１の保護膜２６１の表面であって、電磁変換素子２を構成するコイル膜２４１、２４２のパターンの上方に形成されている。引出電極２７の周りは、第１の保護膜２６１と一体化されている第２の保護膜２６２によって覆われており、引出電極２７の表面は、第２の保護膜２６２の表面から外部に露出している。引出電極２７はコイル膜２４１または２４２の一端に接続される。
【０１２５】
この実施例の特徴は、第２のポール部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ー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。
【０１２６】
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ー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ー５０％、Ｆｅー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、第１の磁性膜２１または第２の磁性膜２３及び第１の磁性膜２１の両者を、ＨｉーＢｓ材を含む積層膜構造としてもよい。
【０１２７】
図７１〜図７９は図６９、図７０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７１及び図７２に示すように、第１のポール部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。
【０１２８】
次に、図７３、図７４に示すように、無機絶縁膜１００及び第１のポール部２１１の上に、ギャップ膜２２を付着させる。ギャップ膜２２は、第１のポール部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。
【０１２９】
次に、図７５、図７６に示すように、ギャップ膜２２の上に磁性膜２３３を積層する。
【０１３０】
次に、図７７、図７８に示すように、磁性膜２３３の表面をエッチングする。このエッチングは、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。
【０１３１】
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磁性膜２３３の第２のポール部が、ギャップ膜２２を介して第１のポール部２１１と対向するようになる。
【０１３２】
次に、図７９に示すように、磁性膜２３３の上に、磁性膜とは飽和磁束密度の異なる磁性膜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６９、図７０に示した構造の薄膜磁気ヘッドが得られる。
【０１３３】
図８０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。この実施例でも、引出電極２７は、第１の保護膜２６１の表面であって、電磁変換素子２を構成するコイル膜２４１、２４２のパターンの上方に形成されている。引出電極２７の周りは、第１の保護膜２６１と一体化されている第２の保護膜２６２によって覆われており、引出電極２７の表面は、第２の保護膜２６２の表面から外部に露出している。引出電極２７はコイル膜２４１または２４２の一端に接続される。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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。
【０１３６】
【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）再生素子をＭＲ素子によって構成し、記録素子を誘導型電磁変換素子によって構成した複合型であって、ＭＲ素子が誘導型電磁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ができる。
（ｂ）ＭＲ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ができる。
（ｃ）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ができる。
（ｄ）誘導型電磁変換素子のスロートハイトと、ＭＲ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ができる。
（ｅ）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ができる。
（ｆ）ＣＭＰ法を適用することなく、平坦な第１のポール部を形成でき、第１の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ができる。
（ｇ）小型で、安定した浮上姿勢を確保でき、しかも、一つのウエハーから採り出し得る素子数を増大でき、かつ、磁気ディスク装置の小型化に対応し得る薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
（ｈ）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ができる。
（ｉ）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。
（ｊ）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。
（ｋ）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。
（ｌ）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斜視図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図３】図２に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図４】図３の４ー４線に沿った断面図である。
【図５】コイルパターンと引出電極との関係を示す平面図である。
【図６】図１〜図５に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図７】図６の７ー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の９ー９線に沿った断面図である。
【図１０】図６及び図８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１１】図１０に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１２】図１１の１２ー１２線に沿った断面図である。
【図１３】図１１及び図１２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１４】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ー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ー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ー１９線に沿った断面図である。
【図２０】図１８及び図１９に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２１】図２０の２１ー２１線に沿った断面図である。
【図２２】図２１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２３】図２２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２４】図２３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２５】図２４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図２６】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２７】図２６の２７ー２７線に沿った断面図である。
【図２８】図２６及び図２７に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図２９】図２８の２９ー２９線に沿った断面図である。
【図３０】図２８及び図２９に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３１】図３０の３１ー３１線に沿った断面図である。
【図３２】図３０及び図３１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３３】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ー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ー３６線に沿った断面図である。
【図３７】図３５及び図３６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図３８】図３７の３８ー３８線に沿った断面図である。
【図３９】図３７及び図３８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４０】図３９の４０ー４０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の４２ー４２線に沿った断面図である。
【図４３】図２６及び図２７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４４】図４３の４４ー４４線に沿った断面図である。
【図４５】図４３及び図４４に示す工程の後の工程を示す図である。
【図４６】図４５の４６ー４６線に沿った断面図である。
【図４７】図４５及び図４６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図４８】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ー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ー５１線に沿った断面図である。
【図５２】図５０及び図５１に示した工程の後の工程を示す図である。
【図５３】図５２の５３ー５３線に沿った断面図である。
【図５４】図５２及び図５３に示した工程の後の工程を示す図である。
【図５５】図５４の５５ー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図である。
【図５７】図５６の５７ー５７線に沿った断面図である。
【図５８】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５９】図５８の５９ー５９線に沿った断面図である。
【図６０】図５８及び図５９に示した薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す図である。
【図６１】図６０の６１ー６１線に沿った断面図である。
【図６２】図６０及び図６１に示した工程の後の工程を示す断面図である。
【図６３】図６２に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６４】図６３の６４ー６４線に沿った断面図である。
【図６５】図６３及び図６４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図６６】図６５の６６ー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ー６８線に沿った断面図である。
【図６９】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７０】図６９の７０ー７０線に沿った断面図である。
【図７１】図６９及び図７０に示した薄膜磁気ヘッドの製造工程を示す図である。
【図７２】図７１の７２ー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】図７３の７４ー７４線に沿った断面図である。
【図７５】図７３及び図７４に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７６】図７５の７６ー７６線に沿った断面図である。
【図７７】図７５及び図７６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７８】図７７の７８ー７８線に沿った断面図である。
【図７９】図７７及び図７８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図８０】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誘導型電磁変換素子
３ＭＲ素子
１３凹部
２１第１の磁性膜
２２ギャップ膜
２３第２の磁性膜
２４１、２４２コイル膜
２１１第１のポール部
２３１第２のポール部[0001]
BACKGROUND 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 electromagnetic transducer serving as a recording element and a magnetoresistive electromagnetic transducer (hereinafter referred to as an MR element) serving as a reproducing element are stacked. .
[0002]
[Prior art]
A composite type thin film magnetic head in which the reproducing element is constituted by an MR element and the recording element is constituted by an inductive electromagnetic transducer is inducted on the MR element as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 59-35088. It has been common to provide stacked electromagnetic conversion elements.
[0003]
However, in the structure in which the inductive electromagnetic transducer is provided on the MR element, various problems to be solved arise particularly in mass production.
[0004]
First, in a structure in which an inductive electromagnetic transducer is provided on an MR element, the MR element is affected by the entire manufacturing process of the inductive electromagnetic transducer. For this reason, the characteristics of the magnetic head as a whole are deteriorated, reliability is lowered, and yield is lowered.
[0005]
In particular, in a thin film magnetic head using a GMR film such as a spin valve film, a superlattice film, or a granular film as an MR element and achieving a high surface recording density, the GMR film depends on the heat treatment temperature when manufacturing the induction type magnetic head. Suffers from thermal damage and the playback output is greatly reduced. For example, in a spin valve film using Ni-Fe as a magnetic film and Cu as a nonmagnetic film, Ni and Cu are applied at a temperature of 200 ° C. to 250 ° C. or higher, which is usually applied in the manufacturing process of the induction type electromagnetic transducer. And the multilayer structure of the spin valve film is disturbed.
[0006]
Next, the overwrite characteristics of the inductive electromagnetic transducer greatly depend on the apex angle of the coil support insulating film (photoresist) and the throat height of the pole portion. Therefore, in mass production, in order to achieve stable characteristics, improved reliability, and improved yield, it is extremely important to accurately control the apex angle and the throat height of the pole portion.
[0007]
Further, factors that have a large influence on the yield include the throat height of the inductive electromagnetic transducer and the MR height of the MR element. As known to those skilled in the art, the throat height and MR height are the processing accuracy of the position of the lowermost insulating film among the insulating films that support the coil film and the air bearing surface (hereinafter referred to as ABS) of the slider. And determined by. In a conventional structure in which an inductive electromagnetic transducer is provided on an MR element, in order to set the throat height and the MR height with high accuracy, the lowermost insulating film is formed with respect to the already formed MR element. For this purpose must be performed with minimal alignment errors. However, MR elements only have a film thickness of a few hundred angstroms. In addition, since the pole portion of the first magnetic film is present on the MR element, the contour of the MR element used for alignment becomes unclear. For this reason, the mask alignment of the insulating film with respect to the MR element is difficult. The mask alignment of the insulating film is a very important process in terms of device characteristics because the accuracy is the main factor that determines the throat height of the recording head.
[0008]
As a means for solving this problem, there is a method in which another pattern different from the MR element is provided and an insulating film mask is aligned with this pattern. In this case, alignment by the added pattern is performed. An error is generated.
[0009]
Further, the photoresist supporting the coil film is heat-treated at a temperature of about 250 ° C., for example, so as to provide a flat coil forming surface for the coil film formed thereon. In this heat treatment step, the photoresist softens or melts, and the dimension of the pattern varies greatly. Furthermore, when forming the coil film, plating, milling, or the like is used as a patterning means. In this patterning process, the pattern of the insulating film serving as a reference for the MR element is etched again by milling, and pattern receding occurs.
[0010]
When such a photoresist pattern variation occurs, even if the photoresist photomask is aligned with high accuracy with respect to the MR element or a separately provided pattern, the relative positional relationship of the photoresist with respect to the MR element. Will fluctuate. The variation of the resist pattern reaches 0.5 μm to 0.6 μm, for example, depending on the film thickness of the photoresist. In particular, high-frequency composite thin-film magnetic heads are required to have a throat height of 1.00 μm or less, and correspondingly, resist pattern fluctuations must be accurately controlled in submicron units. Yes.
[0011]
Conventional techniques with large resist pattern variations are no longer adaptable to the current situation, and until now, characteristic defects have frequently occurred in MR elements and inductive electromagnetic transducers when polishing ABS track surfaces.
[0012]
Another problem of the conventional composite type thin film magnetic head is that after forming the MR element, a shield gap film is formed, and further, a first magnetic film is formed thereon, so that the MR element and the shield are formed. The unevenness due to the gap film is reflected as it is in the first pole portion of the first magnetic film, and the unevenness is also generated in the first pole portion. It is known that when the second pole portion of the second magnetic film is formed with respect to the first pole portion having such irregularities, the high frequency characteristics as the recording element deteriorate due to the influence of the magnetic field. ing. In order to avoid deterioration of the high frequency characteristics due to the unevenness of the first pole portion, conventionally, after forming the first pole portion, for example, a CMP (Chemical Mechanical Polish) method known in the semiconductor manufacturing technology is applied. Thus, a step of flattening is necessary.
[0013]
A composite thin film magnetic head in which an MR element is provided on an inductive electromagnetic transducer has already been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-46943. However, this prior art does not disclose a structure suitable for alignment between the MR element and the photoresist, and a technique effective for suppressing variation in the pattern of the photoresist.
[0014]
Further, in a thin film magnetic head using an inductive electromagnetic 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. As a prior art referring to the minimization of the recording pole width, for example, JP-A-3-263603 can be cited. However, in the above prior art, in the air bearing surface (hereinafter referred to as ABS) of the thin film magnetic head completed through the manufacturing process, the second pole portion exposed to the ABS and the tip surface of the first pole portion are provided. It only discloses a technique for minimizing the recording pole width by performing the etching process, and does not disclose a technique for minimizing the recording pole width in the manufacturing process.
[0015]
Furthermore, in this type of thin-film magnetic head, it is effective to reduce the slider shape as a means for stabilizing the flying posture, increasing the number of elements that can be extracted from one wafer, and reducing the size of the magnetic disk device. It is known (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-21713).
[0016]
However, the extraction electrode (extraction electrode) serving as the input / output end of the recording element and the reproduction element needs to maintain a minimum area to which the lead wire can be connected even when the slider shape is reduced in size. In particular, in the case of a composite type thin film magnetic head in which an inductive electromagnetic transducer element serving as a recording element and an MR element serving as a reproducing element are stacked, at least two for a recording element and at least two for a reproducing element, a total of 4 One extraction electrode is required, and handling of the extraction electrode is extremely important to achieve miniaturization.
[0017]
In this type of conventional thin film magnetic head, as disclosed in, for example, Japanese Utility Model Publication No. 7-31362, the lead conductor is drawn out from the electromagnetic transducer to an appropriate position such as the side thereof, and is drawn onto the lead conductor. An electrode was formed. This structure is disadvantageous for miniaturization because it requires an area for forming the lead conductor.
[0018]
Japanese Utility Model Publication No. 7-31362 further discloses an arrangement in which some of the plurality of extraction electrodes are positioned on the inductive electromagnetic transducer. However, this prior art does not disclose a structure in which an inductive electromagnetic conversion element and an MR element are stacked.
[0019]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is a composite type in which a reproducing element is constituted by an MR element and a recording element is constituted by an inductive electromagnetic transducer, and the MR element is not adversely affected by the manufacturing process of the inductive electromagnetic transducer. A composite type thin film magnetic head is provided.
[0020]
Another object of the present invention is a composite thin film magnetic head that does not cause thermal damage to the GMR film when a GMR film such as a spin valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR element. Is to provide.
[0021]
Still another object of the present invention is to provide a composite thin film magnetic head capable of accurately controlling the apex angle and the throat height of the pole portion.
[0022]
Still another object of the present invention is to provide a composite type thin film magnetic head capable of setting the throat height of the inductive electromagnetic transducer and the MR height of the MR element with high accuracy.
[0023]
Still another object of the present invention is to provide a composite type thin film magnetic head which can eliminate the pattern fluctuation accompanying the heat treatment of the photoresist, and can cope with narrowing of the throat height and high precision.
[0024]
Still another object of the present invention is a composite type in which a flat first pole portion can be formed without applying the CMP method, and high-frequency characteristics are not deteriorated due to unevenness of the first pole portion. The thin film magnetic head is provided.
[0025]
Yet another object of the present invention is a thin film magnet that can be small in size, can ensure a stable flying posture, can increase the number of elements that can be taken out from a single wafer, and can cope with downsizing of a magnetic disk device. Is to provide a head.
[0026]
Still another object of the present invention is 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.
[0027]
Still another object of the present invention is to provide a thin film magnetic head having a structure suitable for minimizing the recording pole width in the manufacturing process.
[0028]
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.
[0029]
Still another object of the present invention is to provide a thin-film magnetic head that enhances the magnetic field concentration in the recording pole and improves the high-frequency recording characteristics and the high areal density recording characteristics.
[0030]
Still another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described thin film magnetic head.
[0031]
[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, an inductive electromagnetic transducer, and a magnetoresistive electromagnetic transducer. The magnetoresistive effect type electromagnetic conversion element is provided on the opposite side of the base with respect to the induction type electromagnetic conversion element. That is, the magnetoresistive electromagnetic transducer is provided on the induction electromagnetic transducer. According to such a structure, the MR element can be formed after the inductive electromagnetic conversion element is formed. For this reason, the MR element is not adversely affected by the manufacturing process of the inductive electromagnetic transducer.
[0032]
Even when a GMR film such as a spin valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR element, the coil film formation of the inductive electromagnetic transducer that requires high-temperature annealing has already been completed when the GMR film is formed. Therefore, the GMR film is not thermally damaged. Therefore, an MR element having a stable GMR film can be obtained.
[0033]
In the structure in which the MR element is provided on the inductive electromagnetic transducer, the base has a recess on the surface. The inductive electromagnetic transducer includes a first magnetic film, a coil film, a coil support insulating film, a gap film, and a second magnetic film. The first magnetic film is attached to the inner surface of the recess, and forms a first pole portion outside the recess.
[0034]
The coil support insulating film supports the coil film and fills the recess. The second magnetic film is stacked on the gap film, and has a second pole portion facing the first pole portion with the gap film interposed therebetween, and behind the second pole portion. Coupled with the first magnetic film. The gap film is attached to at least the surface of the pole portion and the surface of the coil support insulating film. According to this structure, the following effects can be obtained.
[0035]
First, since the substrate has a recess on the surface and the coil support insulating film supports the coil film and is disposed in the recess, the apex angle and throat height of the coil support insulating film are set to the angle of the rising surface of the recess. By controlling the shape and depth, etc., it can be accurately controlled.
[0036]
Next, since the first magnetic film of the inductive electromagnetic transducer is attached to the inner surface of the recess and is further guided from the inner surface to the surface of the base to form the first pole portion, the substrate is formed from the inner surface of the recess. An inflection point (pattern edge) occurs at a position that moves to the surface of the film. Therefore, the throat height of the first pole portion can be determined based on this pattern edge.
[0037]
Moreover, the coil support insulating film that supports the coil film is usually made of a 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. The In this heat treatment step, even if the photoresist is softened or melted, the coil support insulating film is disposed in the recess provided in the ceramic substrate, so that the coil support insulating film pattern is the recess pattern. And does not cause pattern variation. For this reason, there is no room for pattern variation accompanying the heat treatment of the photoresist. Even when a patterning process such as milling is performed at the time of forming the coil film, there is no room for pattern variation in the coil support insulating film. For this reason, the apex angle and throat height of the coil support insulating film can be controlled to an accurate value determined by the angle of the rising surface of the recess, and the throat height can be narrowed.
[0038]
In addition, since the first magnetic film is guided onto the base to form the first pole portion, the first magnetic film is formed by flattening the surface of the base on which the first pole portion is formed. Unevenness of the pole part can be avoided. Since the gap film is attached to the surface of the first pole portion and the second magnetic film is laminated on the gap film, there is room for deterioration of the high frequency characteristics due to the unevenness of the first pole portion. There is no. In this case, unlike the conventional case, a step of flattening the first pole portion by applying the CMP method is unnecessary, which can contribute to shortening of the steps.
[0039]
The gap film has a substantially uniform film thickness and can adhere to the surface of the coil support insulating film. Since the second magnetic film is laminated on the gap film, the second magnetic film is flattened. It can be formed on the gap film. Since the MR element is stacked on the second magnetic film planarized in this manner, photomask alignment for the MR element can be performed with high accuracy.
[0040]
When forming the MR element, a gap film, a second magnetic film, an inorganic insulating film, and the like are laminated on the first pole portion of the first magnetic film. These laminated films are thin. Thus, the pattern edge generated in the first pole portion can be seen from the upper side. Therefore, the photomask for forming the MR element can be positioned with reference to the pattern edge of the first pole portion. Therefore, the relative position of the MR element with respect to the inductive electromagnetic transducer can be set with high accuracy.
[0041]
Furthermore, in the thin film magnetic head according to the present invention, at least one of the plurality of extraction electrodes is provided in the plane of the coil film pattern of the inductive electromagnetic transducer at the side end surface of the base on the air outflow end side. It is provided on the pattern of the coil film so that the center is located. According to such a structure, the area above the electromagnetic conversion element that has not been conventionally used can be used as an extraction electrode formation region, and the area of the side end surface on the air outflow end side used for extraction electrode formation can be reduced. it can. For this reason, downsizing is possible, and the merits associated with downsizing, that is, ensuring a stable flying posture, increasing the number of elements that can be extracted from one wafer, and responding to downsizing of the magnetic disk device, etc. Benefits can be obtained. The extraction electrode is provided on the coil film pattern so that the center is located in the plane of the coil film pattern of the inductive electromagnetic transducer.
[0042]
As a preferred aspect, the second pole portion is constituted by a protrusion in which a part of the lower surface of the second magnetic film is protruded. According to the preferable aspect, the recording pole width can be minimized to a value determined by the width of the protrusions constituting the second pole portion, thereby achieving high areal density recording and improving high-frequency reproduction output characteristics. it can.
[0043]
In addition, since the second pole portion is constituted by a protrusion that protrudes a part of the lower surface of the second magnetic film, the magnetic field concentration in the recording pole is increased, and high frequency recording characteristics and high areal density recording characteristics are improved. Can be made.
[0044]
Furthermore, the width of the protrusions constituting the second pole portion can be formed very finely and with high precision by a high-precision pattern forming technique mainly using photolithography in the manufacturing process of the second magnetic film. Therefore, the minimized recording pole width can be formed uniformly in the mass production process.
[0045]
Other objects, configurations and advantages of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings showing embodiments.
[0046]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 is a perspective view of a thin film magnetic head according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view of the thin film magnetic head shown in FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged sectional view of the thin film magnetic head shown in FIG. It is sectional drawing along line 4-4. In the figure, the dimensions are exaggerated. The thin film magnetic head according to the present invention includes a base 1, at least one electromagnetic conversion element 2, 3, and a plurality of extraction electrodes 27, 28, 33, 34. An arrow a indicates an air outflow direction that coincides with the traveling direction of the magnetic recording medium.
[0047]
The base 1 is a portion that becomes a slider, and includes electromagnetic conversion elements 2 and 3 on the air outflow end TR side. The electromagnetic conversion elements 2 and 3 are provided on the air outflow end (trailing edge) TR side of one or both of the rails 11 and 12. The rails 11 and 12 are not limited to two. It may have 1 to 3 rails and may be a flat surface without rails. In addition, various geometric shapes may be attached to the medium facing surface in order to improve the flying characteristics. The present invention can be applied to any type of slider.
[0048]
The electromagnetic conversion element 2 is a recording element and is an inductive electromagnetic conversion element. The electromagnetic conversion element 3 is a reading element and is an MR element (hereinafter, the electromagnetic conversion element 3 is referred to as an MR element 3). The MR element 3 is laminated on the inductive electromagnetic conversion element 2.
[0049]
Base 1 is made of Al ₂ O _Three Al on the surface of the main body 11 made of TiC or the like ₂ O _Three Or SiO ₂ A recess 13 is formed on the surface of the insulating film 12. The insulating film 12 is formed to have a thickness of about 10 μm, for example. The recess 13 can be formed by means such as ion milling. The inner surface 131 of the recess 13 is raised with an appropriate apex angle and an angle at which the throat height TH is obtained.
[0050]
The inductive electromagnetic transducer 2 includes a first magnetic film (lower magnetic film) 21, coil films 241 and 242, a coil support insulating film 25, a gap film 22, and a second magnetic film (upper magnetic film). 23. The first magnetic film 21 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 first pole portion (lower pole portion) 211. Therefore, an inflection point (pattern edge) 210 is generated at a position that moves from the inner surface 131 of the recess 13 to the surface of the base 1. The surface 10 of the base body 1 exposed at the tip of the first pole portion 211 is an ABS surface.
[0051]
The coil support insulating film 25 supports the coil films 241 and 242 and is filled in the recess 13. The coil films 241 and 242 are made of a conductor material such as Cu. Although the illustration shows a two-layer structure of coil films 241 and 242, the coil film may be one layer or three or more layers.
[0052]
The gap film 22 has a substantially uniform film thickness and is attached to the surface of the first pole portion 211 and the surface of the coil support insulating film 25. The second magnetic film 23 has a second pole portion (upper pole portion) 231 that is stacked on the gap film 22 and faces the first pole portion 211 with the gap film 22 interposed therebetween. A connecting portion 232 behind the pole portion 231 is magnetically coupled to the first magnetic film 21 to form a magnetic circuit.
[0053]
The upper shield 4 is made of a magnetic material such as permalloy or ferrite, and is laminated on the MR element 3 via a shield gap film 7. The upper shield 4 is protected by a protective film 26.
[0054]
The MR element 3 is laminated on the second magnetic film 23 via a shield gap film 6 such as alumina. As the MR 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 with good linearity with respect to an input magnetic field. As a means for generating a bias magnetic field, a shunt bias method in which a bias conductor film is directly formed on an anisotropic MR element and a bias is applied using a magnetic field generated by a current flowing through the bias conductor film, close to an anisotropic MR element A magnet bias system using a thin film permanent magnet and utilizing a magnetic field generated by the thin film permanent magnet is known, and any structure can be employed in the present invention.
[0055]
As the GMR element, a spin valve film, a superlattice GMR film, a granular film, or the like that has been proposed or will be proposed can be used. The ferromagnetic tunnel junction element has a ferromagnetic film / insulating film / ferromagnetic film junction structure, and utilizes the tunnel effect that appears depending on the relative angle of magnetization of both ferromagnetic films.
[0056]
In the embodiment, the second magnetic film 23 is magnetically coupled to the first magnetic film 21 at the connection portion 232 located behind the second pole portion 231. The coil films 241 and 242 are provided in a spiral shape around the coupling portion between the first magnetic film 21 and the second magnetic film 23.
[0057]
As described above, since the MR element 3 is provided on the inductive electromagnetic transducer 2, the MR element 3 can be formed after the inductive electromagnetic transducer 2 is formed. For this reason, the MR element 3 is not adversely affected by the manufacturing process of the inductive electromagnetic transducer 2.
[0058]
Even when a GMR film such as a spin valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR element 3, the coil film formation of the inductive electromagnetic conversion element 2 that requires high-temperature annealing has already been completed when the GMR film is formed. Therefore, the GMR film is not thermally damaged. Therefore, the MR element 3 having a stable GMR film can be obtained.
[0059]
Since the substrate 1 has a recess 13 on the surface, and the coil support insulating film 25 supports the coil films 241 and 242 and is filled in the recess 13, the apex angle of the coil support insulating film 25 and the throat height TH Can be accurately controlled by controlling the rising angle, shape, depth, and the like of the inner surface 131 of the recess 13.
[0060]
The first magnetic film 21 of the inductive electromagnetic transducer 2 is attached to the inner surface 131 of the recess 13 and is further guided from the inner surface 131 to the surface of the base to form the first pole portion 211. A pattern edge 210 is generated at a position that moves from the inner surface 131 to the surface of the substrate 1. Therefore, the throat height TH of the first pole portion 211 can be determined on the basis of the pattern edge 210.
[0061]
The coil support insulating film 25 is usually made of a photoresist, and is heat-treated at a temperature of about 250 ° C., for example, to provide a flat coil forming surface for the coil films 241 and 242 formed thereon. In this heat treatment step, even if the photoresist is softened or melted, the coil support insulating film 25 is filled in the recesses 13 provided in the base 1, so that the pattern is defined by the pattern of the recesses 13. No pattern variation occurs. Even when a patterning process such as milling is performed when the coil films 241 and 242 are formed, there is no room for pattern variation in the coil support insulating film 25. For this reason, the apex angle of the coil support 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 and can also cope with the narrowing of the throat height TH. It becomes like this.
[0062]
Since the first magnetic film 21 is guided to the surface of the base body 1 to form the first pole portion 211, the surface of the base body 1 on which the first pole portion 211 is formed is planarized. Unevenness of the first pole portion 211 can be avoided. Since the gap film 22 having a substantially uniform film thickness is attached to the surface of the first pole portion 211 and the second magnetic film 23 is laminated on the gap film 22, the first pole portion 211 is formed. There is no room for the deterioration of the high-frequency characteristics due to the unevenness.
[0063]
In addition, in this case, unlike the conventional case, the step of flattening the first pole portion 211 is unnecessary, which can contribute to shortening of the steps.
[0064]
Since the gap film 22 has a substantially uniform film thickness and is attached to the surface of the coil support insulating film 25, and the second magnetic film 23 is laminated on the gap film 22, the second magnetic film 23 can be formed on the flat gap film 22.
[0065]
In the case of the conventional example in which the MR element is arranged on the lower side of the inductive electromagnetic transducer, a severe unevenness due to the shape of the insulating film supporting the coil film is generated in the vicinity of the pole portion of the second magnetic film, Therefore, it has been difficult to form the second pole portion that has a significant influence on the recording characteristics so as to have an accurate pattern. On the other hand, in the present invention, since the second magnetic film 23 and the second pole portion 231 can be formed on the flat gap film 22, the second pole portion 231 is accurately patterned and excellent. Recording characteristics can be ensured.
[0066]
Since the MR element 3 is laminated on the second magnetic film 23 flattened in this way, the MR element 3 can be formed with high accuracy by performing accurate photomask alignment on a flat surface. .
[0067]
When forming the MR element 3, the gap film 22, the second magnetic film 23, the inorganic insulating film, and the like are laminated on the first pole portion 211 of the first magnetic film 21. The laminated film is thin, and the pattern edge 210 of the first pole portion 211 can be seen through these laminated films. Therefore, a photomask for forming the MR element 3 can be positioned with reference to the pattern edge 210 of the first pole portion 211. Therefore, the relative position of the MR element 3 with respect to the inductive electromagnetic transducer 2 can be set with high accuracy.
[0068]
Next, of the extraction electrodes 27, 28, 33, 34, the extraction electrodes 27, 28 are connected to the electromagnetic conversion element 2, and the extraction electrodes 33, 34 are connected to the MR element 3. One end of an external conductor (not shown) is connected to these extraction electrodes 27, 28, 33 and 34. Of the extraction electrodes 27, 28, 33, and 34, the extraction electrode 27 is provided on the electromagnetic conversion elements 2 and 3 on the side end surface located on the air outflow end TR side of the base 1.
[0069]
More specifically, as shown in FIGS. 2 and 3, on the surface of the first protective film 261 and above the patterns of the coil films 241 and 242 constituting the electromagnetic transducer 2, the base film 271 and The extraction electrode 27 composed of the conductive metal film 272 is formed. As shown in FIG. 5, the lead electrode 27 has a center C0 provided at the intersection of a center line C1 drawn in the horizontal direction (in the drawing) and a center line C2 drawn in the vertical direction (in the drawing). It is located in the pattern of the films 241 and 242. The periphery of the extraction electrode 27 is covered with a second protection film 262 that is integrated with the first protection film 261, and the surface of the extraction electrode 27 is exposed to the outside from the surface of the second protection film 262. is doing. The extraction electrode 27 is connected to one end of the coil film 241 or 242 by a conductor 270 that penetrates the first protective film 261.
[0070]
According to the above structure, the area above the electromagnetic conversion elements 2 and 3 that has not been used in the past is used as an extraction electrode formation region, and the area of the side end surface on the air outflow end side used for extraction electrode formation is reduced. can do. For this reason, downsizing is possible, and the merits associated with downsizing, that is, ensuring a stable flying posture, increasing the number of elements that can be extracted from one wafer, and responding to downsizing of the magnetic disk device, etc. Benefits can be obtained. The configuration in which the extraction electrodes 27 are provided on the electromagnetic transducers 2 and 3 is particularly effective for a composite thin film magnetic head that requires a large area for forming the extraction electrodes because the number of extraction electrodes is large.
[0071]
Further, in the embodiment, the second pole portion 231 is a protrusion in which a part of the lower surface of the second magnetic film 23 is protruded. This structure simply provides a second pole portion 231 having a T-shaped cross section. According to the second pole portion 231 having a T-shaped cross section, the following effects can be obtained.
[0072]
First, the recording pole width PW can be minimized to a value determined by the width of the protrusions constituting the second pole portion 231 to achieve high areal density recording and improve high frequency reproduction output characteristics.
[0073]
Next, since the second pole portion 231 is constituted by a protrusion with a part of the lower surface of the second magnetic film 23 protruding, the magnetic field concentration in the recording pole is increased, and high frequency recording characteristics and high areal density recording are performed. Characteristics can be improved.
[0074]
Further, the width of the protrusion constituting the second pole portion 231 is formed very finely and with high precision by a high-precision pattern forming technique mainly using photolithography in the manufacturing process of the second magnetic film 23. it can. Therefore, the minimized recording pole width PW can be formed uniformly during the mass production process.
[0075]
Next, a method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present invention shown in FIGS. 1 to 5 will be described with reference to FIGS. The structure of the thin film magnetic head according to the present invention will be further clarified by the description of these manufacturing methods.
[0076]
First, as shown in FIG. 6 and FIG. ₂ O _Three Al on the surface of the main body 11 made of TiC or the like ₂ O _Three Or SiO ₂ An insulating film 12 made of, for example, is provided, 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 about 5 to 10 μm, for example. The recess 13 is formed at an angle so as to obtain an appropriate apex angle and throat height by means such as ion milling. 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.
[0077]
Next, as shown in FIGS. 8 and 9, the first magnetic film 21 is attached to the inner surface 131 of the recess 13 and is further guided from the inner surface 131 to the surface of the groove 15 formed in the base 1. The pole portion 211 is formed. In the first pole portion 211, a pattern edge 210 is generated at a portion that moves from the inner surface 131 of the recess 13 to the surface of the groove 15. The first magnetic film 21 can be typically formed by sputtering a permalloy. Of the first magnetic film 21, the portion attached to the groove 15 is the first pole portion 211, the portion attached to the inner surface 131 of the recess 13 is the yoke portion, and the portion attached to the groove 16 is the first portion. It becomes a connection part with 2 magnetic films (after-mentioned). The pole width PW of the first pole portion 211 is accurately determined by the width of the groove 15. Therefore, the finally obtained recording pole width can be minimized to a value determined by the width of the groove 15 to achieve high areal density recording and to improve high-frequency reproduction output characteristics.
[0078]
Thereafter, the surface of the first pole portion 211 located in the groove 15 is etched to generate a step g1 between the surface of the first pole portion 211 and the surface of the base 1. 8 and 9 show a state after the etching process is completed. As an etching method, ion milling can be used, and sputter etching using argon plasma can also be used.
[0079]
Next, as shown in FIG. 10, the insulating film 25 that supports the coil films 241 and 242 is filled in the recess 13. The insulating film 25 is formed so as not to be higher than the edge of the recess 13. As such means, a resist etch back method can be employed.
[0080]
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 process. In forming the coil films 241 and 242, heat treatment at about 200 to 250 ° C. is performed in order to flatten the coil formation surface. The insulating film 25 may be formed using an SOG (Spin on Glass) method often used in semiconductor planarization technology, or a silicon oxide film or nitride film formed by a CVD method. Also good.
[0081]
The pattern of the insulating film 25 is defined by the pattern of the recess 13 and does not cause pattern variation. For this reason, there is no room for pattern variation due to 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 a patterning process such as milling is performed when the coil films 241 and 242 are formed, there is no room for pattern variation in the insulating film 25.
[0082]
Next, as shown in FIGS. 11 and 12, the gap film 22 is attached to the surface of the first 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 Al. ₂ O _Three For example, it is made to adhere so that it may become a film thickness of 1000-2000 Angstrom. In addition to alumina, a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used.
[0083]
Here, the gap film 22 is attached on the first 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.
[0084]
Next, as shown in FIG. 13, a through hole 220 for coupling the upper magnetic film is provided in the gap film 22 on the convex portion 14.
[0085]
Next, as shown in FIGS. 14 and 15, a second magnetic film 23 is attached from above the gap film 22. The second magnetic film 23 is formed so as to fill the step g2 attached to the gap film 22, and thereby a second pole portion formed by a protrusion that protrudes a part of the lower surface of the second magnetic film 23. 231 is formed. The second pole portion 231 faces the first pole portion 211 with the gap film 22 therebetween, thereby forming a conversion gap.
[0086]
As described above, the second pole portion 231 is formed so as to fill the step g2 attached to the gap film 22, and is formed as a protrusion in which a part of the lower surface of the second magnetic film 23 is projected. The recording pole width can be minimized to a value determined by the width of the groove 15 to achieve high areal density recording and improve high frequency reproduction output characteristics.
[0087]
The connection portion 232 located behind the second magnetic film 23 is coupled to the rear of the first magnetic film 21 through the through hole 220, and thereby, by the first magnetic film 21 and the second magnetic film 23. The magnetic circuit is completed. Here, since the second magnetic film 23 can be formed on the surface flattened by the gap film 22, pattern formation by photolithography can be performed with extremely high accuracy.
[0088]
Next, as shown in FIGS. 16 and 17, after the shield gap film 6 is formed on the second magnetic film 23, the MR element 3 is formed on the shield gap film 6 by application of photolithography. . When the MR element 3 is formed by photolithography, the pattern edge 210 of the first 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 electromagnetic transducer 2, it is possible to accurately position the inductive electromagnetic transducer 2 and the MR element 3 using the pattern edge 210 as an intermediary. it can.
[0089]
Next, as shown in FIGS. 18 and 19, a shield gap film 7 made of, for example, an alumina film having a thickness of 1000 to 2000 angstroms is laminated on the MR element 3.
[0090]
Next, as shown in FIGS. 20 and 21, a shield film 4 made of, for example, permalloy is formed on the shield gap film 7.
[0091]
Next, as shown in FIG. 22, a first protective film 261 made of alumina or the like is attached on the shield film 4 and the shield gap films 6 and 7. Since the MR element 3 may cause a change in MR change rate due to film stress and a characteristic change due to processing polishing stress when forming a narrow track surface, the protective film 261 may be formed of a silicon oxide film and alumina. A combination with a 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 may be used.
[0092]
Next, as shown in FIG. 23, a base film 271 is formed on the surface of the flattened first protective film 261, and then, as shown in FIG. The protective film 262 is formed. There are patterns of the coil films 241 and 242 of the inductive electromagnetic transducer 2 immediately below the extraction electrode formation region.
[0093]
Next, as shown in FIG. 25, the extraction electrode 27 is formed by depositing a conductive metal film 272 in the extraction electrode formation region 260 by means such as plating. The material constituting the extraction electrode 27 and the forming means are well known.
[0094]
Thereafter, a thin film magnetic head is obtained through normal magnetic head manufacturing processes such as cutting and polishing.
[0095]
26 is a sectional view showing still another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention, and FIG. 27 is an enlarged sectional view of the thin film magnetic head shown in FIG. In the figure, the same components as those in FIGS. 1 to 21 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Also in this embodiment, the extraction electrode 27 is formed on the surface of the first protective film 261 and above the patterns of the coil films 241 and 242 constituting the electromagnetic conversion element 2. The periphery of the extraction electrode 27 is covered with a second protection film 262 that is integrated with the first protection film 261, and the surface of the extraction electrode 27 is exposed to the outside from the surface of the second protection film 262. is doing. The extraction electrode 27 is connected to one end of the coil film 241 or 242.
[0096]
The insulating film 25 is at a position where the surface is lower than the surface of the first pole portion 211. The inorganic insulating film 100 is filled so as to fill the step d1 generated between the surface of the insulating film 25 and the surface of the first pole portion 211, and the surface of the first pole portion 211 and the inorganic insulating film 100 are filled. A gap film 22 is attached to the surface of the film. The inorganic insulating film 100 is made of the same material as the gap film 22, such as Al. ₂ O _Three Or SiO ₂ Etc. can be used. The advantage of this embodiment is that the surface of the insulating film 25 is at a position lower than the surface of the first pole portion 211, so that the pattern edge 210 that serves as a reference for the throat height TH and a photomask alignment reference for the MR element 3 To be clearer.
[0097]
Next, a method of manufacturing the thin film magnetic head according to the present invention shown in FIGS. 26 and 27 will be described with reference to FIGS.
[0098]
First, as shown in FIGS. 28 and 29, Al ₂ O _Three Al on the surface of the main body 11 made of TiC or the like ₂ O _Three Or SiO ₂ An insulating film 12 made of, for example, is provided, and a recess 13 is formed on the surface of the insulating film 12.
[0099]
Next, as shown in FIGS. 30 and 31, the first magnetic film 21 is deposited on the inner surface 131 of the recess 13 and the surface of the substrate 1.
[0100]
Next, as shown in FIG. 32, the recess 13 is filled with an insulating film 25 that supports the coil films 241 and 242. The insulating film 25 is formed to be lower than the surface of the first pole portion 211 by the thickness d1 of the first magnetic film 21.
[0101]
Next, as shown in FIGS. 33 and 34, the first pole portion has a film thickness larger than the step d1 generated between the surface of the insulating film 25 and the surface of the first pole portion 211. An inorganic insulating film 100 is formed so as to cover 211 and the insulating film 25.
[0102]
Next, as shown in FIGS. 35 and 36, the surface of the inorganic insulating film 100 is polished and flattened so as to substantially coincide with the surface of the first pole portion 211. This planarization can be performed by applying a CMP method.
[0103]
Next, as shown in FIGS. 37 and 38, the surface of the first pole portion 211 is etched to form a step g <b> 1 between the surface of the first pole portion 211 and the surface of the substrate 1. As described above, ion milling can be used as an etching method, and sputter etching using argon plasma can also be used.
[0104]
Next, as shown in FIGS. 39 and 40, the gap film 22 is deposited on the inorganic insulating film 100. The gap film 22 is attached on the first pole portion 211 so that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. The gap film 22 is typically Al. ₂ O _Three It becomes. In addition to alumina, a silicon oxide film or a silicon nitride film may be used.
[0105]
Next, as shown in FIGS. 41 and 42, a second magnetic film 23 is deposited on the gap film 22. The second magnetic film 23 is formed so as to fill the step g2 attached to the gap film 22, and thereby a second pole portion formed by a protrusion that protrudes a part of the lower surface of the second magnetic film 23. 231 is formed. The second pole portion 231 faces the first pole portion 211 with the gap film 22 therebetween, thereby forming a conversion gap. The recording pole width is minimized to the width of the protrusion of the second pole portion 231. For this reason, high areal density recording can be achieved and high frequency reproduction output characteristics can be improved.
[0106]
In addition, the second magnetic film 23 is magnetically coupled to the first magnetic film 21 through the through hole 220 at the connection portion behind the second pole portion 231. Here, since the second magnetic film 23 can be formed on the surface flattened by the gap film 22, pattern formation by photolithography can be performed with extremely high accuracy.
[0107]
The subsequent steps are as shown in FIGS. 16 to 25, whereby the thin film magnetic head having the structure shown in FIGS. 26 and 27 is obtained.
[0108]
The thin film magnetic head shown in FIGS. 26 and 27 can also be manufactured by the manufacturing method shown in FIGS.
[0109]
First, as shown in FIGS. 43 and 44, the recess 13 is formed on the surface of the substrate 1 in accordance with the means already described.
[0110]
Next, as shown in FIGS. 45 and 46, the first magnetic film 21 is attached on the surface of the recess 13 and the base 1, and the first magnetic film 21 has at least the surface of the first pole portion 211 on the surface of the first magnetic film 21. The metal film 200 is made of a material different from that of the first magnetic film 21 and can be selectively etched with the first magnetic film 21. As the metal film 200 that can be selectively etched, molybdenum can be used when the first magnetic film 21 is made of permalloy. In addition to molybdenum, Ti, TiN, Ta, Ni, or the like may be used.
[0111]
Next, as shown in FIG. 47, the inside of the recess 13 is filled with a coil support insulating film 25 that supports the coil films 241 and 242.
[0112]
Next, as shown in FIGS. 48 and 49, the inorganic insulating film 100 is attached to the surface of the substrate 1, the surface of the metal film 200 on the first pole portion 211, and the surface of the coil support insulating film 25.
[0113]
Next, as shown in FIGS. 50 and 51, the surface of the inorganic insulating film 100 is etched until the surface of the metal film 200 is exposed. When the first magnetic film 21 is made of permalloy, when the metal film 200 is made of molybdenum, the metal film 200 can be selectively etched by Freon dry etching as described above.
[0114]
As described above, by selectively etching the metal film 200, as shown in FIGS. 52 and 53, the first pole portion 211 is exposed, and the surface of the first pole portion 211 and the inorganic insulating film are exposed. A step g <b> 1 is generated between the surface 100 and the surface of the metal 100 by removing the metal film 200.
[0115]
Next, as shown in FIGS. 54 and 55, the gap film 22 that covers the surface of the first pole portion 211 and the coil support insulating film 25 is attached. The gap film 22 is attached on the first pole portion 211 so that a step g2 corresponding to the step g1 is generated.
[0116]
Next, as shown in FIGS. 56 and 57, the second magnetic film 23 is laminated on the gap film 22. The second magnetic film 23 is formed so as to fill the step g2 attached to the gap film 22, and thereby a second pole portion formed by a protrusion that protrudes a part of the lower surface of the second magnetic film 23. 231 is formed. The second pole portion 231 is located in the step g <b> 2 attached to the gap film 22 and faces the first pole portion 211. In addition, the second magnetic film 23 is magnetically coupled to the first magnetic film 21 at the connection portion behind the second pole portion 231.
[0117]
The subsequent steps are as shown in FIGS. 16 to 25, whereby the thin film magnetic head having the structure shown in FIGS. 26 and 27 is obtained.
[0118]
FIG. 58 is a sectional view showing still another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention, and FIG. 59 is a sectional view taken along the line 59-59 in FIG. In the figure, the same reference numerals are given to the same components as those in the previous drawings. Also in this embodiment, the extraction electrode 27 is formed on the surface of the first protective film 261 and above the patterns of the coil films 241 and 242 constituting the electromagnetic conversion element 2. The periphery of the extraction electrode 27 is covered with a second protection film 262 that is integrated with the first protection film 261, and the surface of the extraction electrode 27 is exposed to the outside from the surface of the second protection film 262. is doing. The extraction electrode 27 is connected to one end of the coil film 241 or 242.
[0119]
Further, in the embodiment, the groove 15 is an inclined surface whose opposite side edges open upward. According to such a configuration, in order to obtain a minimized recording pole width, the second magnetic film 23 can be attached on the gap film 22 through the opening of the expanded groove. For this reason, the minimized recording pole width can be formed uniformly. Next, this point will be specifically described with reference to a manufacturing method.
[0120]
60 to 68 are views showing a method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. First, as shown in FIGS. 60 and 61, the surface of the first pole portion 211 is etched to form a step g1 between the surface of the inorganic insulating film 100 that substantially constitutes a part of the substrate 1. Then, as shown in FIG. 62, both side edges where a step is generated are etched to form inclined surfaces 101 and 102 that open upward.
[0121]
Next, as shown in FIGS. 63 and 64, the gap film 22 is deposited on the inorganic insulating film 100. The gap film 22 is attached on the first pole portion 211 so that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. The details of the gap film 22 have already been described.
[0122]
Next, as shown in FIGS. 65 and 66, the second magnetic film 23 is deposited on the gap film 22. The second pole portion 231 of the second magnetic film 23 is opposed to the first pole portion 211 via the gap film 22, thereby forming a conversion gap. In this case, the second magnetic film 23 can be attached on the gap film 22 through the opening expanded by the inclined surfaces 101 and 102. For this reason, the minimized recording pole width can be formed uniformly.
[0123]
Thereafter, as shown in FIGS. 67 and 68, the surface of the second magnetic film 23 is planarized. The subsequent steps are as shown in FIGS. 16 to 25, whereby the thin film magnetic head having the structure shown in FIGS. 58 and 59 is obtained.
[0124]
FIG. 69 is a sectional view showing still another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention, and FIG. 70 is a sectional view taken along the line 70-70 in FIG. The same components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. Also in this embodiment, the extraction electrode 27 is formed on the surface of the first protective film 261 and above the patterns of the coil films 241 and 242 constituting the electromagnetic conversion element 2. The periphery of the extraction electrode 27 is covered with a second protection film 262 that is integrated with the first protection film 261, and the surface of the extraction electrode 27 is exposed to the outside from the surface of the second protection film 262. is doing. The extraction electrode 27 is connected to one end of the coil film 241 or 242.
[0125]
The feature of this embodiment is that the second 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.
[0126]
According to this configuration, the magnetic pole concentration can be increased and the high frequency recording characteristics and the high surface density recording characteristics can be improved in the minimized recording pole. As the Hi-Bs material suitable for forming the magnetic film 233, when the magnetic film 234 is made of permalloy having a normal composition, permalloy having a ratio of Ni-50% and Fe-50% can be used. Unlike the embodiment, both the first magnetic film 21 or the second magnetic film 23 and the first magnetic film 21 may have a laminated film structure including a Hi-Bs material.
[0127]
71 to 79 are views showing a method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. In accordance with the steps already described, as shown in FIGS. 71 and 72, the surface of the first pole portion 211 is etched to form a step g1 with the surface of the inorganic insulating film 100.
[0128]
Next, as shown in FIGS. 73 and 74, the gap film 22 is deposited on the inorganic insulating film 100 and the first pole portion 211. The gap film 22 is attached on the first pole portion 211 so that a step g2 corresponding to the step g1 is generated. The details of the gap film 22 have already been described.
[0129]
Next, as shown in FIGS. 75 and 76, a magnetic film 233 is laminated on the gap film 22.
[0130]
Next, as shown in FIGS. 77 and 78, the surface of the magnetic film 233 is etched. This etching is performed so that the magnetic film 233 remains only in the groove 15. As the etching means, milling or sputter etching with argon plasma can be employed.
[0131]
Through the etching process, the second pole portion of the magnetic film 233 attached in the groove 15 is opposed to the first pole portion 211 through the gap film 22.
[0132]
Next, as shown in FIG. 79, a magnetic film 234 having a saturation magnetic flux density different from that of the magnetic film is attached on the magnetic film 233. The subsequent steps are as described above, whereby the thin film magnetic head having the structure shown in FIGS. 69 and 70 is obtained.
[0133]
FIG. 80 is a sectional view showing still another embodiment of the thin film magnetic head according to the present invention. In the embodiment, the same reference numerals are given to the same components as those in the above-described embodiment. Also in this embodiment, the extraction electrode 27 is formed on the surface of the first protective film 261 and above the patterns of the coil films 241 and 242 constituting the electromagnetic conversion element 2. The periphery of the extraction electrode 27 is covered with a second protection film 262 that is integrated with the first protection film 261, and the surface of the extraction electrode 27 is exposed to the outside from the surface of the second protection film 262. is doing. The extraction electrode 27 is connected to one end of the coil film 241 or 242.
[0134]
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 film thickness of the insulating film 12 is remarkably reduced as compared with the embodiment described above. For this reason, heat dissipation improves.
[0135]
Although explanation and illustration are omitted, it goes without saying that various combinations of the embodiments are possible.
[0136]
【The invention's effect】
As described above, according to the thin film magnetic head according to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) A composite type in which the reproducing element is constituted by an MR element and the recording element is constituted by an inductive electromagnetic transducer, and the MR element is not adversely affected by the manufacturing process of the inductive electromagnetic transducer. A thin film magnetic head can be provided.
(B) When a GMR film such as a spin valve film, a superlattice film, or a granular film is used as the MR element, it is possible to provide a composite thin film magnetic head that does not thermally damage the GMR film. .
(C) It is possible to provide a composite type thin film magnetic head capable of accurately controlling the apex angle and the throat height of the pole portion.
(D) It is possible to provide a composite thin film magnetic head capable of setting the throat height of the inductive electromagnetic transducer and the MR height of the MR element with high accuracy.
(E) It is possible to provide a composite type thin film magnetic head that can eliminate pattern fluctuations associated with heat treatment of a photoresist and can cope with narrowing of the throat height and high precision.
(F) Provided is a composite thin film magnetic head that can form a flat first pole portion without applying the CMP method and does not cause deterioration of high-frequency characteristics due to unevenness of the first pole portion. be able to.
(G) It is possible to provide a thin-film magnetic head that is small in size, can ensure a stable flying posture, can increase the number of elements that can be taken out from a single wafer, and can cope with downsizing of a magnetic disk device. .
(H) It is possible to provide a thin film magnetic head in which the recording pole width is minimized, high areal density recording is achieved, and high frequency reproduction output characteristics can be improved.
(I) A thin film magnetic head having a structure suitable for minimizing the recording pole width in the manufacturing process can be provided.
(J) It is possible to provide a thin film magnetic head having a structure capable of uniformly forming a minimized recording pole width.
(K) It is possible to provide a thin film magnetic head in which the magnetic field concentration in the recording pole is increased and the high frequency recording characteristics and the high areal density recording characteristics are improved.
(L) It is possible to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described thin film magnetic head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a thin film magnetic head according to the present invention.
2 is a cross-sectional view of the thin film magnetic head shown in FIG.
FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the thin film magnetic head shown in FIG.
4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.
FIG. 5 is a plan view showing a relationship between a coil pattern and an extraction electrode.
6 is a diagram showing a manufacturing process of the thin film magnetic head shown in FIGS. 1 to 5; FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line 7-7 in FIG.
8 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 6 and FIG.
9 is a cross-sectional view taken along line 9-9 in FIG.
10 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 6 and 8. FIG.
FIG. 11 is a diagram showing a step after the step shown in FIG.
12 is a cross-sectional view taken along line 12-12 of FIG.
13 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 11 and FIG.
14 is a diagram showing a step after the step shown in FIG.
15 is a cross-sectional view taken along line 15-15 in FIG.
16 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 14 and FIG.
17 is a cross-sectional view taken along line 17-17 in FIG.
18 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 16 and FIG.
19 is a cross-sectional view taken along line 19-19 in FIG.
20 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 18 and FIG.
21 is a cross-sectional view taken along line 21-21 in FIG.
22 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 21. FIG.
FIG. 23 is a diagram showing a step after the step shown in FIG.
24 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 23. FIG.
FIG. 25 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 24.
FIG. 26 is a cross-sectional view showing another embodiment of a thin film magnetic head according to the present invention.
27 is a cross-sectional view taken along line 27-27 in FIG.
28 is a view showing a manufacturing process of the thin film magnetic head shown in FIGS. 26 and 27; FIG.
29 is a cross-sectional view taken along line 29-29 in FIG. 28. FIG.
30 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 28 and FIG. 29. FIG.
31 is a cross-sectional view taken along line 31-31 of FIG.
32 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 30 and 31. FIG.
33 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 32. FIG.
34 is a cross-sectional view taken along line 34-34 in FIG. 33. FIG.
FIG. 35 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 33 and 34.
36 is a cross-sectional view taken along line 36-36 in FIG. 35. FIG.
37 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 35 and 36. FIG.
38 is a cross-sectional view taken along line 38-38 in FIG.
FIG. 39 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 37 and 38.
40 is a cross-sectional view taken along the line 40-40 in FIG. 39. FIG.
41 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 39 and 40. FIG.
42 is a cross-sectional view taken along line 42-42 of FIG. 41. FIG.
43 shows another method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. 26 and 27. FIG.
44 is a cross-sectional view taken along line 44-44 of FIG. 43. FIG.
45 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 43 and 44. FIG.
46 is a cross-sectional view taken along line 46-46 of FIG. 45. FIG.
47 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 45 and FIG. 46. FIG.
48 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 47. FIG.
49 is a cross-sectional view taken along line 49-49 in FIG. 48. FIG.
FIG. 50 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 48 and 49.
51 is a cross-sectional view taken along line 51-51 in FIG. 50. FIG.
52 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 50 and 51. FIG.
53 is a cross-sectional view taken along line 53-53 in FIG. 52. FIG.
54 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 52 and 53. FIG.
55 is a cross-sectional view taken along line 55-55 in FIG. 54. FIG.
56 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 54 and FIG. 55. FIG.
57 is a cross-sectional view taken along the line 57-57 in FIG.
FIG. 58 is a sectional view showing another embodiment of a thin film magnetic head according to the invention.
59 is a cross-sectional view taken along line 59-59 in FIG. 58. FIG.
60 is a diagram showing a method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIGS. 58 and 59. FIG.
61 is a cross-sectional view taken along line 61-61 in FIG. 60. FIG.
62 is a cross-sectional view showing a step that follows the step shown in FIGS. 60 and 61. FIG.
63 is a diagram showing a step after the step shown in FIG. 62. FIG.
64 is a cross-sectional view taken along line 64-64 in FIG. 63. FIG.
65 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 63 and 64. FIG.
66 is a cross-sectional view taken along line 66-66 in FIG. 65. FIG.
67 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 65 and 66. FIG.
68 is a cross-sectional view taken along line 68-68 in FIG. 67. FIG.
FIG. 69 is a sectional view showing another embodiment of a thin film magnetic head according to the invention.
70 is a cross-sectional view taken along the line 70-70 in FIG. 69. FIG.
71 is a view showing a manufacturing process of the thin film magnetic head shown in FIGS. 69 and 70; FIG.
72 is a cross-sectional view taken along line 72-72 in FIG. 71. FIG.
73 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 71 and 72. FIG.
74 is a cross-sectional view taken along the line 74-74 in FIG. 73. FIG.
75 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 73 and 74. FIG.
76 is a cross-sectional view taken along line 76-76 in FIG. 75. FIG.
77 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 75 and 76. FIG.
78 is a cross-sectional view taken along line 78-78 in FIG. 77. FIG.
79 is a diagram showing a step after the step shown in FIGS. 77 and 78. FIG.
FIG. 80 is a cross-sectional view showing another embodiment of the thin film magnetic head according to the invention.
[Explanation of symbols]
1 Base
2 Inductive electromagnetic transducer
3 MR element
13 recess
21 First magnetic film
22 Gap film
23 Second magnetic film
241,242 Coil membrane
211 First pole part
231 Second pole part

Claims

A thin film magnetic head including a base, an inductive electromagnetic transducer, a magnetoresistive electromagnetic transducer, and a plurality of extraction electrodes,
The base has a recess and a groove on the surface,
The inductive electromagnetic transducer includes a first magnetic film, a coil film, a coil support insulating film, a gap film, and a second magnetic film,
The first magnetic film is attached to the inner surface of the recess and the inner surface of the groove, and has a width in the track direction determined by the width of the groove in the groove located outside the recess. A pole portion is formed, and the first pole portion has a step whose surface falls from the surface of the substrate;
The coil support insulating film supports the coil film, and is filled in the recess.
The gap film is attached adjacent to the first pole part and the coil support insulating film, and is attached on the first pole part so that a step corresponding to the step is generated. ,
The second magnetic film is provided adjacent to the gap film, has a second pole portion facing the first pole portion via the gap film, and is coupled to the first magnetic film The second pole portion is attached in the step provided to the gap film and is opposed to the lower pole portion,
The magnetoresistive effect type electromagnetic conversion element is provided on the opposite side of the base body with respect to the induction type electromagnetic conversion element,
The extraction electrode is provided on a side end surface of the base on the air outflow end side,
One of the extraction electrodes is formed on the surface of the first protective film on the coil film pattern so that the center is located in the plane of the coil film pattern of the inductive electromagnetic transducer. The periphery is covered with a second protective film integrated with the first protective film, the surface is exposed to the outside from the surface of the second protective film, and penetrates the first protective film A thin film magnetic head connected to one end of the coil film by a conducting conductor.

The thin film magnetic head according to claim 1,
The base includes an inorganic insulating film,
The concave portion is a thin film magnetic head formed in the inorganic insulating film.

The thin film magnetic head according to claim 1,
The concave portion is a thin film magnetic head whose inner surface is covered with an inorganic insulating film.

A thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 3,
The second pole portion is a thin film magnetic head formed by a protrusion in which a part of the second magnetic film on the base side is protruded.

A thin film magnetic head according to claim 1,
At least one of the first pole portion and the second pole portion is composed of a plurality of magnetic films having different saturation magnetic flux densities, and at least one of the plurality of magnetic films has a saturation magnetic flux density higher than that of other films. High thin film magnetic head.

The thin film magnetic head according to claim 5,
The magnetic film having a high saturation magnetic flux density is a thin film magnetic head provided adjacent to the gap film.

A thin film magnetic head according to any one of claims 1 to 6,
The magnetoresistive effect type electromagnetic transducer is a thin film magnetic head which is one of an anisotropic magnetoresistive effect element, a giant magnetoresistive effect element or a ferromagnetic tunnel junction element.

A method of manufacturing a thin film magnetic head having an inductive electromagnetic transducer on a substrate, a magnetoresistive electromagnetic transducer on the substrate, and further having a plurality of extraction electrodes,
Forming recesses and grooves on the surface of the substrate;
A first magnetic film is deposited on the inner surface of the recess, the inner surface of the groove, and the surface of the base, and the surface of the lower pole portion of the lower magnetic film located in the groove is etched to form the lower pole portion A step between the surface of the substrate and the surface of the substrate,
The inside of the recess is filled with a coil support insulating film that supports a coil film,
At least a gap film is attached to the surface of the first pole portion of the first magnetic film and the surface of the coil support insulating film, and the gap film is not stepped on the lower pole portion. Adhere so as to produce a corresponding step,
A second magnetic film is laminated on the gap film , and a second pole portion of the second magnetic film is attached in the step provided on the gap film to form the first pole portion and Facing and magnetically coupled to the first magnetic film at the rear,
On the second magnetic film, the magnetoresistive electromagnetic transducer is laminated via an insulating film,
After that, the first protective film is attached,
Next, after forming a base film on the flattened surface of the first protective film, a second protective film is formed, leaving an extraction electrode formation region, and immediately below the extraction electrode formation region. There is a pattern of the coil film of the inductive electromagnetic transducer,
Next, a method of manufacturing a thin film magnetic head including a step of forming an extraction electrode by plating a conductive metal film in the extraction electrode formation region.

A manufacturing method according to claim 8, comprising:
After forming a step between the surface of the first pole portion and the surface of the base, before attaching the gap film, etching both opposite side edges of the groove formed by the step. A method of manufacturing a thin film magnetic head, wherein an inclined surface that opens upward is formed.