JP2002100011A - Magnetoresistance effect type magnetic head and method for producing the same - Google Patents

Magnetoresistance effect type magnetic head and method for producing the same

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JP2002100011A
JP2002100011A JP2000292840A JP2000292840A JP2002100011A JP 2002100011 A JP2002100011 A JP 2002100011A JP 2000292840 A JP2000292840 A JP 2000292840A JP 2000292840 A JP2000292840 A JP 2000292840A JP 2002100011 A JP2002100011 A JP 2002100011A
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JP
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insulating film
head
magnetoresistive
gap
film
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JP2000292840A
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Mitsuharu Shoji
光治 庄子
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reliably ensure an insulating property due to an intershield gap while effectively preventing electromigration by suppressing the temperature rise of an MR (magnetoresistance) element. SOLUTION: The intershield gap 4 comprises upper and lower insulating films 11, 12 including positions which overlap at least an MR element 5 in the laminating direction and a rear insulating film 13 formed in such a way that it comes in contact with at least one of a pair of magnetic shield layers 2, 3 and an end of the MR element 5 on the side (position at which depth becomes zero) distant from the face 1a of the element 5 opposite to a medium. A material having a higher heat conductivity than Al2O3, SiO2 or the like used for the upper and lower insulating films 11, 12, e.g. one or more insulating materials selected from AlN, SiC and DLC(diamond-like carbon) are used as the material of the rear insulating film 13.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果を利
用して磁気記録媒体に記録された磁気信号を読み取る磁
気抵抗効果型磁気ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistance effect type magnetic head for reading a magnetic signal recorded on a magnetic recording medium by utilizing a magnetoresistance effect.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気記録の分野では、記録密度の
高密度化が盛んに進められており、このような高密度記
録に適した磁気ヘッドとして、バルクヘッドに変えて、
薄膜ヘッドが広く使用されるようになってきている。薄
膜ヘッドは、半導体集積回路の分野における製造技術、
具体的には、蒸着やスパッタリング等の成膜技術や、写
真製版、エッチング等のフォトリソグラフィ技術等を用
いて製造されるため、微細な形状も精度良く形成でき、
且つ、大量生産が可能であるといった利点を有してい
る。このような利点を有する薄膜ヘッドは、ハードディ
スクドライブ等の高密度記録再生システムにおける磁気
ヘッドとして、現在主流となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, in the field of magnetic recording, the recording density has been actively increased, and instead of a bulk head as a magnetic head suitable for such a high density recording,
Thin film heads are becoming widely used. Thin-film head is a manufacturing technology in the field of semiconductor integrated circuits,
Specifically, since it is manufactured using a film forming technique such as evaporation or sputtering, photolithography, or a photolithography technique such as etching, a fine shape can be accurately formed.
In addition, there is an advantage that mass production is possible. Thin film heads having such advantages are currently the mainstream as magnetic heads in high-density recording / reproducing systems such as hard disk drives.

【0003】このような薄膜ヘッドとしては、磁気抵抗
効果を利用して信号の読み出しを行う磁気抵抗効果型磁
気ヘッド(以下、MRヘッドという。)が、ハードディ
スクドライブにおける再生用ヘッド素子として、一般的
に用いられるようになってきている。
As such a thin film head, a magnetoresistive effect type magnetic head (hereinafter referred to as an MR head) for reading a signal utilizing a magnetoresistive effect is generally used as a reproducing head element in a hard disk drive. It is being used for

【0004】このMRヘッドは、薄膜形成されるMR素
子の幅によりトラック幅が決定されるので、狭トラック
化が容易であると共に、巻き線を用いたタイプのインダ
クティブヘッドに比べて再生感度が高く、また、インダ
クタンスの影響がないことから、高周波での信号転送が
可能であるという特徴を有している。
In this MR head, the track width is determined by the width of the MR element to be formed as a thin film, so that it is easy to make the track narrower and the reproducing sensitivity is higher than that of an inductive head using a winding. Further, since there is no influence of inductance, it has a feature that signal transfer at a high frequency is possible.

【0005】ここで、従来、ハードディスクドライブに
おける再生用ヘッド素子として一般的に用いられている
MRヘッドの一構成例を図14及び図15を参照して説
明する。
Here, a configuration example of an MR head generally used as a reproducing head element in a conventional hard disk drive will be described with reference to FIGS. 14 and 15. FIG.

【0006】このMRヘッド100は、高速回転される
磁気ディスク上を浮上走行する浮上スライダに搭載され
て、磁気ディスクに記録された磁気信号を読み出すもの
である。なお、通常、ハードディスクドライブでは、こ
のMRヘッド100上に記録用ヘッド素子としてのイン
ダクティブ型の薄膜ヘッドが積層形成された複合型磁気
ヘッドが用いられるが、ここでは、インダクティブ型の
薄膜ヘッドについては説明を省略する。
The MR head 100 is mounted on a flying slider that flies above a magnetic disk that rotates at a high speed, and reads a magnetic signal recorded on the magnetic disk. In general, in a hard disk drive, a composite magnetic head in which an inductive thin film head as a recording head element is formed on the MR head 100 is used, but here, the inductive thin film head will be described. Is omitted.

【0007】MRヘッド100は、浮上スライダとなる
基板上に下地層を介して形成されており、軟磁性膜より
なる下部磁気シールド層102及び上部磁気シールド層
103間に、下部絶縁膜104及び上部絶縁膜105よ
り構成されるシールド間ギャップが設けられ、このシー
ルド間ギャップ中に、磁気抵抗効果を発揮するMR素子
101が埋め込まれた構造となっている。
The MR head 100 is formed on a substrate serving as a flying slider with an underlayer interposed therebetween. A lower insulating film 104 and an upper insulating film 104 are provided between a lower magnetic shield layer 102 and an upper magnetic shield layer 103 made of a soft magnetic film. An inter-shield gap composed of an insulating film 105 is provided, and an MR element 101 exhibiting a magnetoresistance effect is embedded in the inter-shield gap.

【0008】MR素子101は、外部磁界の変化に応じ
て抵抗値が変化するものであり、その一端部が、浮上ス
ライダの空気潤滑面(ABS:Air Bearing Surface)
から外部を臨むように、当該MRヘッド100の一方の
端面(媒体対向面)側に位置して設けられている。MR
素子101としては、異方性磁気抵抗効果を示すAMR
(Anistropic Magneto-Resistive)素子や巨大磁気抵抗
効果を示すGMR(Giant Magneto-Resistive)素子が
あるが、近年では、より高い再生感度が得られるGMR
素子が主に用いられている。
The MR element 101 changes its resistance value in response to a change in an external magnetic field. One end of the MR element 101 has an air bearing surface (ABS) of a flying slider.
The MR head 100 is provided on one end face (medium facing surface) side of the MR head 100 so as to face the outside. MR
The element 101 has an AMR exhibiting an anisotropic magnetoresistance effect.
(Anistropic Magneto-Resistive) elements and GMR (Giant Magneto-Resistive) elements exhibiting a giant magnetoresistive effect. In recent years, GMRs with higher reproduction sensitivity have been obtained.
Elements are mainly used.

【0009】GMR素子の構造としては、例えば、スピ
ンバルブと呼ばれる構造が提案されており、このスピン
バルブ構造のGMR素子がMR素子101として広く用
いられるようになってきている。ここでは、MR素子1
01としてスピンバルブ構造のGMR素子を用いた例に
ついて説明する。
As a structure of the GMR element, for example, a structure called a spin valve has been proposed, and the GMR element having the spin valve structure has been widely used as the MR element 101. Here, the MR element 1
An example in which a GMR element having a spin valve structure is used as 01 will be described.

【0010】このスピンバルブ構造のGMR素子は、第
1の強磁性膜(フリー層)と、非磁性導電膜と、第2の
強磁性膜(ピン層)と、反強磁性膜とが順次積層されて
なり、ピン層の磁化方向が反強磁性膜からのバイアス磁
界によって固定され、フリー層の磁化方向が信号磁界に
応じて回転するようになっている。このようなスピンバ
ルブ構造のGMR素子では、フリー層の磁壁の移動に起
因するバルクハウゼンノイズが問題となる。そこで、M
Rヘッド100では、このGMR素子(MR素子10
1)の両端部に、バルクハウゼンノイズを抑制するため
の一対のバイアス層106,107が設けられている。
In this GMR element having a spin valve structure, a first ferromagnetic film (free layer), a non-magnetic conductive film, a second ferromagnetic film (pin layer), and an antiferromagnetic film are sequentially laminated. The magnetization direction of the pinned layer is fixed by the bias magnetic field from the antiferromagnetic film, and the magnetization direction of the free layer rotates according to the signal magnetic field. In such a GMR element having a spin valve structure, Barkhausen noise caused by the movement of the domain wall of the free layer poses a problem. Then, M
In the R head 100, this GMR element (MR element 10
A pair of bias layers 106 and 107 for suppressing Barkhausen noise are provided at both ends of 1).

【0011】また、MRヘッド100では、これら一対
のバイアス層106,107上に一対の電極層108,
109が形成されており、これら電極層108,109
を介してMR素子101にセンス電流を供給すること
で、MR素子101の抵抗値変化を電圧変化として検出
できるようになされている。
In the MR head 100, a pair of electrode layers 108 and 107 are formed on the pair of bias layers 106 and 107.
109 are formed, and these electrode layers 108 and 109 are formed.
By supplying a sense current to the MR element 101 via the interface, a change in the resistance value of the MR element 101 can be detected as a voltage change.

【0012】以上のように構成されるMRヘッド100
は、媒体対向面が浮上スライダの空気潤滑面側に位置す
るように、浮上スライダの端面に形成されている。そし
て、このMRヘッド100は、浮上スライダが磁気ディ
スク上を浮上した状態で、MR素子101にセンス電流
が供給されることで、MR素子101の抵抗値が磁気デ
ィスクからの信号磁界に応じて変化することになる。そ
して、この磁気ディスクからの信号磁界に応じたMR素
子101の抵抗値変化が、電極層108,109を介し
て、電圧変化として検出されることになる。
The MR head 100 configured as described above
Is formed on the end surface of the flying slider so that the medium facing surface is located on the air lubrication surface side of the flying slider. In the MR head 100, the resistance value of the MR element 101 changes according to the signal magnetic field from the magnetic disk by supplying a sense current to the MR element 101 with the flying slider flying above the magnetic disk. Will do. Then, a change in the resistance value of the MR element 101 in accordance with the signal magnetic field from the magnetic disk is detected as a voltage change via the electrode layers 108 and 109.

【0013】ところで、このようなMRヘッド100に
おいては、記録密度の更なる高密度化に対応するため
に、再生感度を更に向上させることが望まれている。再
生感度を向上させるためには、電極層108,109を
介してMR素子101に供給するセンス電流の電流密度
を高めることが有効であるが、センス電流の電流密度を
高めると、MR素子101の発熱量が増大して、MR素
子101の温度上昇を招いてしまう。そして、MR素子
101の温度が上昇すると、発熱と電流による素子破壊
であるエレクトロマイグレーションを発生させ、MRヘ
ッド100の信頼性を低下させてしまうという問題があ
る。
Incidentally, in such an MR head 100, it is desired to further improve the reproduction sensitivity in order to cope with a further increase in the recording density. In order to improve the reproduction sensitivity, it is effective to increase the current density of the sense current supplied to the MR element 101 via the electrode layers 108 and 109. The amount of heat generated increases, and the temperature of the MR element 101 rises. Then, when the temperature of the MR element 101 rises, electromigration, which is element destruction due to heat generation and current, occurs, and there is a problem that the reliability of the MR head 100 is reduced.

【0014】このような問題を解決する方法として、特
開平5−205224号公報や特開平11−15431
0号公報等においては、シールド間ギャップを構成する
下部絶縁膜104や上部絶縁膜105に、これまで一般
的に用いられていたAl23やSiO2よりも熱伝導率
が高いAlNやSiC、DLC(ダイヤモンドライクカ
ーボン)等の絶縁材料を用いる技術が開示されている。
As a method for solving such a problem, JP-A-5-205224 and JP-A-11-15431 are known.
In Japanese Patent Application Publication No. 0-104, etc., the lower insulating film 104 and the upper insulating film 105 constituting the gap between the shields are made of AlN or SiC having a higher thermal conductivity than Al 2 O 3 or SiO 2 generally used so far. And a technique using an insulating material such as DLC (diamond-like carbon).

【0015】このような熱伝導率が高い絶縁材料を下部
絶縁膜104や上部絶縁膜105に用いるようにすれ
ば、MR素子101に生じた熱が、これら下部絶縁膜1
04や上部絶縁膜105に効率よく伝達され、これら下
部絶縁膜104や上部絶縁膜105を通じて放散される
ことになり、MR素子101の温度上昇を抑制して、エ
レクトロマイグレーションの発生を有効に防止すること
が可能となる。
If such an insulating material having a high thermal conductivity is used for the lower insulating film 104 and the upper insulating film 105, the heat generated in the MR element 101 causes the lower insulating film 1
04 and the upper insulating film 105 are efficiently transmitted and diffused through the lower insulating film 104 and the upper insulating film 105, thereby suppressing the temperature rise of the MR element 101 and effectively preventing the occurrence of electromigration. It becomes possible.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ハードディ
スクドライブにおいて記録媒体として用いられる磁気デ
ィスクの高記録密度化は、主に、記録トラックの狭トラ
ック化と、記録線密度の向上とによって実現されてい
る。そして、磁気ディスクの記録線密度の向上に対応す
べく、MRヘッド100は、シールド間ギャップの狭ギ
ャップ化が進められている。
By the way, the high recording density of a magnetic disk used as a recording medium in a hard disk drive is realized mainly by narrowing the recording track and improving the recording linear density. . In order to cope with the improvement in the recording linear density of the magnetic disk, the gap between the shields of the MR head 100 is being narrowed.

【0017】このように、シールド間ギャップが狭ギャ
ップ化された場合、MRヘッド100においては、シー
ルド間ギャップを構成する下部絶縁膜104や上部絶縁
膜105による絶縁性の確保が重要になってくる。すな
わち、下部磁気シールド層102や上部磁気シールド層
103とMR素子101との間に絶縁不良が生じると、
MR素子101の素子破壊を招いてしまうことになるの
で、シールド間ギャップが狭ギャップ化された場合で
も、下部絶縁膜104や上部絶縁膜105による絶縁を
確実なものとすることが重要である。
As described above, when the gap between the shields is narrowed, in the MR head 100, it is important to ensure the insulating property of the lower insulating film 104 and the upper insulating film 105 constituting the gap between the shields. . That is, if insulation failure occurs between the lower magnetic shield layer 102 or the upper magnetic shield layer 103 and the MR element 101,
Since the element destruction of the MR element 101 is caused, it is important to ensure insulation by the lower insulating film 104 and the upper insulating film 105 even when the gap between the shields is narrowed.

【0018】しかしながら、MR素子101の温度上昇
を抑制する目的で、下部絶縁膜104や上部絶縁膜10
5に、上述したAlNやSiC、DLC(ダイヤモンド
ライクカーボン)等の熱伝導率が高い絶縁材料を用いた
場合、これらの絶縁材料は、従来一般的に用いられてい
たAl23やSiO2に比べて絶縁耐圧が低いことか
ら、シールド間ギャップの狭ギャップ化が進められた場
合には、絶縁性の確保が困難であるという問題がある。
However, in order to suppress the temperature rise of the MR element 101, the lower insulating film 104 and the upper insulating film 10
In the case where an insulating material having a high thermal conductivity such as AlN, SiC, DLC (diamond-like carbon), or the like described above is used, the insulating material may be Al 2 O 3 or SiO 2 which has been generally used in the past. Since the withstand voltage is low as compared with the above, there is a problem that it is difficult to secure insulation when the gap between the shields is narrowed.

【0019】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て創案されたものであって、MR素子の温度上昇を抑制
して、エレクトロマイグレーションの発生を有効に防止
しながら、シールド間ギャップによる絶縁性の確保を確
実なものとし、高密度化に有効に対応可能な磁気抵抗効
果型磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的
としている。
The present invention has been made in view of the above-described conventional circumstances, and suppresses the temperature rise of the MR element to effectively prevent the occurrence of electromigration while maintaining the gap between the shields. An object of the present invention is to provide a magnetoresistive magnetic head capable of ensuring insulation and effectively coping with high density, and a method of manufacturing the same.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明に係る磁気抵抗効
果型磁気ヘッドは、上下一対の磁気シールド層がシール
ド間ギャップを介して積層され、磁気抵抗効果を発揮す
る磁気抵抗効果素子が、その一端部が当該磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの磁気記録媒体と対向する媒体対向面から
露出するように、上記シールド間ギャップ中に配設され
た構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、上記シー
ルド間ギャップが、少なくとも上記磁気抵抗効果素子と
積層方向で重なる位置を含むように形成された上部絶縁
膜及び下部絶縁膜と、上記一対の磁気シールド層の少な
くとも一方及び上記磁気抵抗効果素子の上記媒体対向面
から離間した側の他端部と接触するように形成された後
部絶縁膜とからなり、上記後部絶縁膜が、上記上部絶縁
膜及び下部絶縁膜に比べて熱伝導率の高い絶縁材料より
なることを特徴としている。
In the magnetoresistive head according to the present invention, a pair of upper and lower magnetic shield layers are laminated via a gap between the shields, and a magnetoresistive element which exhibits a magnetoresistive effect is provided. In the magnetoresistive head having a structure disposed in the gap between the shields such that one end is exposed from a medium facing surface of the magnetoresistive head facing the magnetic recording medium, the gap between the shields is preferably An upper insulating film and a lower insulating film formed so as to include at least a position overlapping the magnetoresistive element in the stacking direction, at least one of the pair of magnetic shield layers, and the medium facing surface of the magnetoresistive element. And a rear insulating film formed so as to be in contact with the other end on the side separated from the upper insulating film and the lower insulating film. It is characterized by comprising a higher insulating material having a thermal conductivity compared.

【0021】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドでは、磁気
抵抗効果素子に発生した熱が、熱伝導率の高い絶縁材
料、具体的には、例えば、AlN、SiC、DLC(ダ
イヤモンドライクカーボン)のいずれか1種以上よりな
る後部絶縁膜に効率よく伝達され、この後部絶縁膜を通
じて放散されることになる。また、上下一対の磁気シー
ルド層と磁気抵抗効果素子との間における絶縁性は、上
部絶縁膜及び下部絶縁膜によって確保されることにな
る。
In this magneto-resistance effect type magnetic head, heat generated in the magneto-resistance effect element is converted into an insulating material having a high thermal conductivity, specifically, for example, any one of AlN, SiC, DLC (diamond-like carbon). The light is efficiently transmitted to one or more types of rear insulating films, and is diffused through the rear insulating films. Insulation between the pair of upper and lower magnetic shield layers and the magnetoresistive element is ensured by the upper insulating film and the lower insulating film.

【0022】また、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの製造方法は、上下一対の磁気シールド層がシール
ド間ギャップを介して積層され、磁気抵抗効果を発揮す
る磁気抵抗効果素子が、その一端部が当該磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの磁気記録媒体と対向する媒体対向面から
露出するように、上記シールド間ギャップ中に配設され
た構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを薄膜プロセスによ
って製造する磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法であ
って、下部磁気シールド層上に、上記シールド間ギャッ
プを構成する下部絶縁膜と、最終的に上記磁気抵抗効果
素子となる磁気抵抗効果膜とを順次積層形成した後、又
は上記磁気抵抗効果膜上に更に上記シールド間ギャップ
を構成する上部絶縁膜を形成した後に、レジストパター
ンを用いたエッチングを行って、上記磁気抵抗効果膜の
上記媒体対向面側の一部を除く箇所を除去して上記磁気
抵抗効果素子を成形する工程と、上記エッチングにより
上記磁気抵抗効果膜が除去された部分に、上記上部絶縁
膜及び下部絶縁膜に比べて熱伝導率の高い絶縁材料を成
膜して、上記上部絶縁膜及び下部絶縁膜と共に上記シー
ルド間ギャップを構成する後部絶縁膜を形成する工程と
を有することを特徴としている。
Further, in the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the present invention, a pair of upper and lower magnetic shield layers are laminated via a gap between shields, and a magnetoresistive element exhibiting a magnetoresistive effect is provided at one end. A magnetic head for manufacturing a magnetoresistive head having a structure disposed in the gap between the shields by a thin film process so that a portion is exposed from a medium facing surface of the magnetoresistive head facing the magnetic recording medium. A method of manufacturing a resistance effect type magnetic head, comprising: sequentially forming a lower insulating film constituting the gap between shields and a magnetoresistive effect film which finally becomes the magnetoresistive effect element on a lower magnetic shield layer. After forming, or after forming an upper insulating film constituting the gap between the shields on the magnetoresistive effect film, etching using a resist pattern is performed. Forming a part of the magnetoresistive film except for a part of the magnetoresistive film on the medium facing surface side to form the magnetoresistive device, and a portion where the magnetoresistive film is removed by the etching. Forming an insulating material having a higher thermal conductivity than the upper insulating film and the lower insulating film to form a rear insulating film forming the gap between the shields together with the upper insulating film and the lower insulating film; It is characterized by having.

【0023】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法
によれば、シールド間ギャップが、少なくとも磁気抵抗
効果素子と積層方向で重なる位置を含むように形成され
た上部絶縁膜及び下部絶縁膜と、一対の磁気シールド層
の少なくとも一方及び磁気抵抗効果素子の媒体対向面か
ら離間した側の他端部と接触するように形成された後部
絶縁膜とからなり、後部絶縁膜が、上部絶縁膜及び下部
絶縁膜に比べて熱伝導率の高い絶縁材料よりなる磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを適切に製造することができる。
According to the method of manufacturing the magnetoresistive head, the upper insulating film and the lower insulating film are formed such that the gap between the shields includes at least a position overlapping the magnetoresistive element in the stacking direction. And a rear insulating film formed so as to be in contact with at least one of the magnetic shield layers and the other end of the magnetoresistive effect element which is separated from the medium facing surface, wherein the rear insulating film comprises an upper insulating film and a lower insulating film. It is possible to appropriately manufacture a magnetoresistance effect type magnetic head made of an insulating material having a higher thermal conductivity than a film.

【0024】また、この磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製
造方法によれば、レジストパターンを用いたエッチング
を行った後に後部絶縁膜が形成されることになるので、
後部絶縁膜を、レジストパターンの形成に用いるアルカ
リ水溶液に溶けやすい性質を有する絶縁材料、具体的に
は、例えば、AlN、SiC、DLC(ダイヤモンドラ
イクカーボン)のいずれか1種以上を用いて形成する場
合でも、この後部絶縁膜の腐食を未然に防止して、信頼
性の高い磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造することがで
きる。
According to the method of manufacturing a magneto-resistance effect type magnetic head, the rear insulating film is formed after performing the etching using the resist pattern.
The rear insulating film is formed using an insulating material having a property of being easily dissolved in an alkaline aqueous solution used for forming a resist pattern, specifically, for example, one or more of AlN, SiC, and DLC (diamond-like carbon). Even in this case, corrosion of the rear insulating film can be prevented beforehand, and a highly reliable magnetoresistive head can be manufactured.

【0025】また、この製造方法により製造された磁気
抵抗効果型磁気ヘッドは、上部絶縁膜に磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの他端部側で段差が生じることがないので、
より良好な絶縁性を確保することができる。
In the magnetoresistive head manufactured by this method, no step is formed in the upper insulating film at the other end of the magnetoresistive head.
Better insulation can be ensured.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。ここでは、ハードディスク
ドライブにおける再生用ヘッド素子として用いられる磁
気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、MRヘッドという。)
について説明する。なお、MRヘッドは、ハードディス
クドライブにおける再生用ヘッド素子として用いられる
場合、通常、当該MRヘッド上に記録用ヘッド素子とし
てのインダクティブ型の薄膜ヘッドが積層形成された複
合型磁気ヘッドとして構成されるが、ここでは、インダ
クティブ型の薄膜ヘッドについては説明を省略する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Here, a magnetoresistive head (hereinafter referred to as an MR head) used as a reproducing head element in a hard disk drive.
Will be described. When an MR head is used as a reproducing head element in a hard disk drive, it is usually configured as a composite magnetic head in which an inductive thin film head as a recording head element is formed on the MR head. Here, description of the inductive type thin film head is omitted.

【0027】また、以下の説明で用いる図面は、本発明
の特徴を分かり易く図示するために各部の構造を模式的
に示しており、各部の形状や寸法比率等が実際のものと
同じであるとは限らない。また、以下では、MRヘッド
を構成する各薄膜の構成や材料等について具体的な例を
挙げて説明するが、本発明に係るMRヘッドは、以下で
挙げる例に限定されるものではなく、所望とする目的や
性能に応じて各薄膜の構成や材料等を適宜選択すればよ
い。
The drawings used in the following description schematically show the structure of each part in order to easily illustrate the features of the present invention, and the shapes, dimensional ratios, etc. of the parts are the same as actual ones. Not necessarily. In the following, the configuration and material of each thin film constituting the MR head will be described with specific examples. However, the MR head according to the present invention is not limited to the examples described below, The configuration, material, and the like of each thin film may be appropriately selected depending on the purpose and performance.

【0028】本発明を適用したMRヘッドの一例を図1
及び図2に示す。この図1及び図2に示すMRヘッド1
は、高速回転される磁気ディスク上を浮上走行する浮上
スライダに搭載れて、磁気ディスクに記録された磁気信
号を読み出すものであり、浮上スライダとなる基板、具
体的には、例えばアルチック(Al23−TiC)等の
硬質材料よりなる基板上に、下地層を介して、当該MR
ヘッド1を構成する各薄膜が順次積層形成されてなる。
FIG. 1 shows an example of an MR head to which the present invention is applied.
And FIG. MR head 1 shown in FIGS. 1 and 2
Is mounted on a flying slider that levitates on a magnetic disk that rotates at a high speed, and reads a magnetic signal recorded on the magnetic disk. A substrate serving as a flying slider, specifically, for example, Altic (Al 2) the O 3 -TiC) on a substrate made of a hard material, such as, through the base layer, the MR
Each thin film constituting the head 1 is sequentially laminated.

【0029】このMRヘッド1は、下部磁気シールド層
2と上部磁気シールド層3との間にシールド間ギャップ
4が設けられ、このシールド間ギャップ4中に、磁気抵
抗効果素子(以下、MR素子という。)5が埋め込まれ
た、いわゆるシールド型MRヘッドとして構成されてい
る。
In the MR head 1, an inter-shield gap 4 is provided between the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3, and a magneto-resistance effect element (hereinafter referred to as an MR element) is provided in the inter-shield gap 4. .), Which is a so-called shield type MR head in which 5 is embedded.

【0030】下部磁気シールド層2及び上部磁気シール
ド層3は、例えば、センダスト(Fe−Al−Si合
金)、Fe−Si−Ru−Ga合金、Fe−Ta−N合
金等の軟磁性材料によって形成されている。MRヘッド
1では、これら下部磁気シールド層2及び上部磁気シー
ルド層3によって、MR素子5が配設されたシールド間
ギャップ4を挟み込む構造とすることで、再生対象外の
磁界をシールドして、MR素子5に導かれないようにし
ている。すなわち、MRヘッド1においては、再生対象
外の磁界は下部磁気シールド層2及び上部磁気シールド
層3に導かれ、再生対象の信号磁界のみがMR素子5に
導かれるようになされている。これにより、MRヘッド
1では、MR素子5の周波数特性及び読み取り分解能の
向上が図られている。
The lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 are formed of a soft magnetic material such as Sendust (Fe-Al-Si alloy), Fe-Si-Ru-Ga alloy, Fe-Ta-N alloy. Have been. The MR head 1 has a structure in which the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 sandwich the gap 4 between the shields in which the MR elements 5 are provided, thereby shielding the magnetic field outside the reproduction target from the magnetic field. It is prevented from being led to the element 5. That is, in the MR head 1, the magnetic field outside the reproduction target is guided to the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3, and only the signal magnetic field to be reproduced is guided to the MR element 5. Thereby, in the MR head 1, the frequency characteristics and the reading resolution of the MR element 5 are improved.

【0031】MR素子5は、外部磁界の変化に応じて抵
抗値が変化するものであり、その一端部が、浮上スライ
ダの空気潤滑面(ABS:Air Bearing Surface)から
外部を臨むように、当該MRヘッド1の一方の端面(媒
体対向面)1a側に位置して設けられている。なお、こ
こでは、巨大磁気抵抗効果を示すスピンバルブ構造のG
MR(Giant Magneto-Resistive)素子をMR素子5と
して用いた例について説明するが、他の構造のGMR素
子や異方性磁気抵抗効果を示すAMR(Anistropic Mag
neto-Resistive)素子をMR素子5として用いるように
してもよい。
The resistance of the MR element 5 changes in accordance with the change in the external magnetic field. One end of the MR element 5 faces the outside from an air bearing surface (ABS) of the flying slider. The MR head 1 is provided on one end surface (medium facing surface) 1a side. Here, G of a spin valve structure showing a giant magnetoresistance effect is used.
An example in which an MR (Giant Magneto-Resistive) element is used as the MR element 5 will be described. A GMR element having another structure or an AMR (Anistropic Magnet) exhibiting an anisotropic magnetoresistance effect will be described.
A neto-Resistive element may be used as the MR element 5.

【0032】MR素子5(スピンバルブ構造のGMR素
子)は、例えばNi−Fe系合金やCo、Co−Fe系
合金、Co−Ni系合金、Ni−Fe−Co系合金等よ
りなる第1の強磁性膜(フリー層)と、例えばCu等よ
りなる非磁性導電層と、例えばNi−Fe系合金やC
o、Co−Fe系合金、Co−Ni系合金、Ni−Fe
−Co系合金等よりなる第2の強磁性膜(ピン層)と、
例えばPt−Mn合金等よりなる反強磁性膜とが順次積
層されてなり、ピン層の磁化方向が反強磁性膜からのバ
イアス磁界によって固定され、フリー層の磁化方向が信
号磁界に応じて回転するようになっている。
The MR element 5 (a GMR element having a spin valve structure) is a first element made of, for example, a Ni—Fe alloy, Co, a Co—Fe alloy, a Co—Ni alloy, a Ni—Fe—Co alloy, or the like. A ferromagnetic film (free layer), a nonmagnetic conductive layer made of, for example, Cu or the like, and a Ni—Fe alloy or C
o, Co-Fe alloy, Co-Ni alloy, Ni-Fe
-A second ferromagnetic film (pin layer) made of a Co-based alloy or the like;
For example, an antiferromagnetic film made of a Pt—Mn alloy or the like is sequentially laminated, the magnetization direction of the pinned layer is fixed by a bias magnetic field from the antiferromagnetic film, and the magnetization direction of the free layer is rotated according to the signal magnetic field. It is supposed to.

【0033】このMR素子5のトラック幅方向における
両端部には、バルクハウゼンノイズを抑制するための一
対のバイアス層6,7が設けられている。これら一対の
バイアス層6,7は、それぞれCo−Pt合金やCo−
Cr−Pt合金等の硬磁性材料よりなり、MR素子5の
トラック幅方向における両端部に磁気的及び電気的に接
続されるように形成されている。これら一対のバイアス
層6,7は、MR素子5のフリー層に対してバイアス磁
界を印加するとともに、このフリー層の磁区を単磁区化
して、バルクハウゼンノイズを抑制する機能を有してい
る。
At both ends of the MR element 5 in the track width direction, a pair of bias layers 6 and 7 for suppressing Barkhausen noise are provided. The pair of bias layers 6 and 7 are made of a Co—Pt alloy or a Co—Pt alloy, respectively.
It is made of a hard magnetic material such as a Cr-Pt alloy and is formed so as to be magnetically and electrically connected to both ends in the track width direction of the MR element 5. The pair of bias layers 6 and 7 have a function of applying a bias magnetic field to the free layer of the MR element 5 and converting the magnetic domain of the free layer into a single magnetic domain to suppress Barkhausen noise.

【0034】また、一対のバイアス層6,7上には、M
R素子5にセンス電流を供給するための一対の電極層
8,9がそれぞれ設けられている。これら一対の電極層
8,9は、例えばCrやTa、Cu等の導電性金属材料
よりなり、MR素子5に電気的に接続されるように形成
されている。MRヘッド1は、これら一対の電極層8,
9を介してMR素子5にセンス電流を供給することで、
MR素子5の信号磁界に応じた抵抗値変化を電圧変化と
して検出することができる。
On the pair of bias layers 6 and 7, M
A pair of electrode layers 8 and 9 for supplying a sense current to the R element 5 are provided. The pair of electrode layers 8 and 9 are made of, for example, a conductive metal material such as Cr, Ta, or Cu, and are formed so as to be electrically connected to the MR element 5. The MR head 1 includes a pair of these electrode layers 8,
9 to supply a sense current to the MR element 5 via
A change in resistance according to the signal magnetic field of the MR element 5 can be detected as a change in voltage.

【0035】なお、これら一対の電極層8,9は、図3
に示すように、MR素子5上にオーバーラップして形成
されていてもよい。一対の電極層8,9がMR素子5上
にオーバーラップして形成されている場合には、一対の
電極層8,9からのセンス電流が、異物の付着等によっ
て電気的な接触抵抗が増大する可能性がある一対のバイ
アス層6,7とMR素子5との界面を通ることなく、オ
ーバーラップ部分を通って直接MR素子5に供給される
ことになり、MR素子5にセンス電流を安定的に供給し
て、より安定な再生動作を行うことが可能となる。
The pair of electrode layers 8 and 9 correspond to FIG.
As shown in (1), it may be formed so as to overlap on the MR element 5. When the pair of electrode layers 8 and 9 are formed on the MR element 5 so as to overlap with each other, the sense current from the pair of electrode layers 8 and 9 increases the electric contact resistance due to the adhesion of foreign matter or the like. Without passing through the interface between the pair of bias layers 6 and 7 and the MR element 5 which may possibly cause the MR element 5, the sense current is supplied to the MR element 5 directly through the overlapped portion. And a more stable reproduction operation can be performed.

【0036】シールド間ギャップ4は、下部磁気シール
ド層2及び上部磁気シールド層3とMR素子5との間の
絶縁を確保すると共に、MR素子5に生じた熱を下部磁
気シールド層2及び上部磁気シールド層3に導いて放散
させるためのものである。本発明を適用したMRヘッド
1では、このシールド間ギャップ4が、少なくともMR
素子5と積層方向で重なる位置を含むように形成された
上部絶縁膜11及び下部絶縁膜12と、下部磁気シール
ド層2及び上部磁気シールド層3のうちの少なくとも一
方及びMR素子5の媒体対向面1aから離間した側の端
部(デプスが零となる位置)と接触するように形成され
た後部絶縁膜13とから構成されている。
The gap 4 between the shields secures insulation between the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and the MR element 5 and transfers heat generated in the MR element 5 to the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer. This is for guiding to the shield layer 3 for radiation. In the MR head 1 to which the present invention is applied, the gap 4 between the shields has at least an MR gap.
An upper insulating film 11 and a lower insulating film 12 formed so as to include a position overlapping with the element 5 in the stacking direction, at least one of the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and a medium facing surface of the MR element 5 And a rear insulating film 13 formed so as to be in contact with an end (a position where the depth becomes zero) on the side away from 1a.

【0037】上部絶縁膜11及び下部絶縁膜12は、例
えばAl23やSiO2等の比較的高い絶縁性が得られ
る非磁性非導電性材料が、少なくともMR素子5と積層
方向で重なる位置を含むように薄膜形成されてなる。す
なわち、このMRヘッド1においては、MR素子5が、
比較的高い絶縁性が得られるAl23やSiO2等より
なる上部絶縁膜11及び下部絶縁膜12を介して、下部
磁気シールド層2と上部磁気シールド層3との間に挟み
込まれた構造となっている。したがって、このMRヘッ
ド1では、シールド間ギャップ4を構成する上部絶縁膜
11と下部絶縁膜12とによって、下部磁気シールド層
2及び上部磁気シールド層3とMR素子5との間の絶縁
が良好に保たれることになる。特に、上部絶縁膜11及
び下部絶縁膜12の材料として用いられるAl23やS
iO2等は、絶縁耐圧が高く、膜厚が薄くされた場合で
も十分な絶縁性を確保することができるので、本発明を
適用したMRヘッド1では、MR素子5に絶縁破壊等を
生じさせることなく、上部絶縁膜11及び下部絶縁膜1
2の膜厚を薄くして、シールド間ギャップ4の狭ギャッ
プ化を図ることができ、磁気ディスクの記録線密度の向
上に容易に対応可能となる。
The upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 are located at positions where a non-magnetic non-conductive material such as Al 2 O 3 or SiO 2 , which can provide relatively high insulating properties, at least overlaps the MR element 5 in the laminating direction. And a thin film is formed. That is, in this MR head 1, the MR element 5
Structure sandwiched between the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 via the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 made of Al 2 O 3 , SiO 2, or the like from which relatively high insulating properties can be obtained. It has become. Therefore, in the MR head 1, the insulation between the lower magnetic shield layer 2, the upper magnetic shield layer 3, and the MR element 5 is favorably provided by the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 forming the gap 4 between the shields. Will be kept. In particular, Al 2 O 3 or S 2 used as a material of the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 is used.
Since iO 2 and the like have a high withstand voltage and can secure sufficient insulation even when the film thickness is reduced, in the MR head 1 to which the present invention is applied, the MR element 5 causes dielectric breakdown or the like. Without the upper insulating film 11 and the lower insulating film 1
2, the gap 4 between the shields can be narrowed and the recording linear density of the magnetic disk can be easily improved.

【0038】ところで、上部絶縁膜11及び下部絶縁膜
12の材料として用いられるAl23やSiO2等は、
高い絶縁性が得られる反面、熱伝導率が低いという特性
を有している。これら絶縁性と熱伝導率とはトレードオ
フの関係にあり、一般に、高い絶縁性が得られる材料ほ
ど熱伝導率が低いという傾向にある。したがって、Al
23やSiO2等のように比較的高い絶縁性が得られる
材料のみでシールド間ギャップ4を形成すると、下部磁
気シールド層2及び上部磁気シールド層3とMR素子5
との間の絶縁は確保できるが、MR素子5に生じた熱を
下部磁気シールド層2及び上部磁気シールド層3に導い
て放散させる機能を十分に発揮できない場合がある。
By the way, Al 2 O 3 , SiO 2, etc. used as the material of the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 are as follows:
While having high insulation properties, it has a characteristic of low thermal conductivity. There is a trade-off between these insulating properties and the thermal conductivity, and generally, a material having a higher insulating property tends to have a lower thermal conductivity. Therefore, Al
When the gap 4 between the shields is formed only of a material having a relatively high insulating property such as 2 O 3 or SiO 2 , the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and the MR element 5
However, the function of conducting the heat generated in the MR element 5 to the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and dissipating the heat may not be sufficiently exhibited.

【0039】特に、MRヘッド1においては、記録密度
の更なる高密度化に対応すべく、再生感度を更に向上さ
せるために、MR素子5に供給するセンス電流の電流密
度が高められる傾向にある。そして、このようにセンス
電流の電流密度が高められることに伴って、MR素子5
の発熱量が増大する傾向にある。こうした中で、シール
ド間ギャップ4が、熱伝導率の低い材料のみよりなるこ
とで、MR素子5に生じた熱を下部磁気シールド層2及
び上部磁気シールド層3に導いて放散させる機能を十分
に発揮できないと、MR素子5の過度の温度上昇を招い
て、MR素子5にエレクトロマイグレーションと呼ばれ
る素子破壊を生じさせてしまう。
In particular, in the MR head 1, the current density of the sense current supplied to the MR element 5 tends to be increased in order to further improve the reproduction sensitivity in order to cope with the further increase in the recording density. . With the increase in the current density of the sense current, the MR element 5
Tends to increase. Under these circumstances, since the gap 4 between the shields is made of only a material having a low thermal conductivity, the function of guiding the heat generated in the MR element 5 to the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and dissipating the heat is sufficient. Otherwise, the temperature of the MR element 5 will rise excessively, and the MR element 5 will be destroyed by electro-migration.

【0040】そこで、本発明を適用したMRヘッド1に
おいては、シールド間ギャップ4を、少なくともMR素
子5と積層方向で重なる位置を含むように形成された上
部絶縁膜11及び下部絶縁膜12と、下部磁気シールド
層2及び上部磁気シールド層3のうちの少なくとも一方
及びMR素子5の媒体対向面から離間した側の端部(デ
プスが零となる位置)と接触するように形成された後部
絶縁膜13とから構成し、後部絶縁膜13の材料とし
て、上部絶縁膜11及び下部絶縁膜12に用いるAl2
3やSiO2等に比べて熱伝導率の高い材料、例えば、
AlN、SiC、DLC(ダイヤモンドライクカーボ
ン)のいずれか1種以上の絶縁材料を用いるようにして
いる。
Therefore, in the MR head 1 to which the present invention is applied, the upper shield film 11 and the lower insulating film 12 formed so that the gap 4 between the shields includes at least the position overlapping the MR element 5 in the stacking direction. A rear insulating film formed so as to be in contact with at least one of the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and the end (position where the depth becomes zero) of the MR element 5 on the side away from the medium facing surface. 13 and the material of the rear insulating film 13 is Al 2 used for the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12.
A material having a higher thermal conductivity than O 3 or SiO 2 , for example,
At least one kind of insulating material of AlN, SiC, and DLC (diamond-like carbon) is used.

【0041】具体的には、MRヘッド1では、例えば、
図1及び図2に示すように、当該MRヘッド1の媒体対
向面1a側に配設されたMR素子5と積層方向で重なる
位置、すなわち、MR素子5の直上及び直下には、Al
23やSiO2等よりなる上部絶縁膜11及び下部絶縁
膜12が配設され、MR素子5よりも媒体対向面1aか
ら離間した側には、下部磁気シールド層2及び上部磁気
シールド層3と、MR素子5の媒体対向面1aから離間
した側の端部とに接触するように、AlN、SiC、D
LC(ダイヤモンドライクカーボン)のいずれか1種以
上よりなる後部絶縁膜13が配設され、これらの各膜に
よって、シールド間ギャップ4が構成されるようになっ
ている。
Specifically, in the MR head 1, for example,
As shown in FIGS. 1 and 2, a position overlapping with the MR element 5 provided on the medium facing surface 1 a side of the MR head 1 in the laminating direction, that is, immediately above and immediately below the MR element 5,
An upper insulating film 11 and a lower insulating film 12 made of 2 O 3 , SiO 2, or the like are provided, and the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 are located on the side of the MR element 5 farther from the medium facing surface 1 a. And AlN, SiC, D, so as to be in contact with the end of the MR element 5 on the side away from the medium facing surface 1a.
A rear insulating film 13 made of at least one of LC (diamond-like carbon) is provided, and these films constitute the gap 4 between the shields.

【0042】このように、本発明を適用したMRヘッド
1では、シールド間ギャップ4を構成する各膜の材料と
して、これら各膜の形成位置及びその要求される機能に
応じて特性の異なる絶縁材料を用いることで、シールド
間ギャップ4に、下部磁気シールド層2及び上部磁気シ
ールド層3とMR素子5との間の絶縁を確保する機能
と、MR素子5に生じた熱を下部磁気シールド層2及び
上部磁気シールド層3に導いて放散させる機能との双方
を、より確実に発揮させるようにしている。すなわち、
このMRヘッド1では、下部磁気シールド層2及び上部
磁気シールド層3とMR素子5との間における絶縁性の
確保が求められるMR素子5の直上及び直下には、表1
に示すように、絶縁耐圧が高く絶縁性に優れるAl23
やSiO2等よりなる上部絶縁膜11及び下部絶縁膜1
2を配設するようにしている。そして、MR素子5より
も媒体対向面1aから離間した側の、絶縁膜としてのボ
リュームが確保できる部分には、表1に合わせて示すよ
うに、Al23やSiO2等に比べて熱伝導率の高いA
lN、SiC、DLC(ダイヤモンドライクカーボン)
のいずれか1種以上よりなる後部絶縁膜13を配設し、
MR素子5に生じた熱をより効果的に下部磁気シールド
層2及び上部磁気シールド層3に導いて、MR素子5の
温度上昇を抑制し、エレクトロマイグレーションの発生
を防止するようにしている。
As described above, in the MR head 1 to which the present invention is applied, as a material of each film constituting the gap 4 between the shields, an insulating material having different characteristics depending on the formation position of each film and its required function. Is used to secure insulation between the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and the MR element 5 in the gap 4 between the shields, and the heat generated in the MR element 5 is transferred to the lower magnetic shield layer 2. In addition, both the function and the function of conducting the radiation to the upper magnetic shield layer 3 and dispersing them are more reliably exerted. That is,
In this MR head 1, immediately above and immediately below the MR element 5 for which insulation between the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and the MR element 5 is required to be ensured, Table 1
As shown in the figure, Al 2 O 3
And the upper insulating film 11 and the lower insulating film 1 made of SiO 2 or the like
2 is arranged. Then, as shown in Table 1, the portion on the side more distant from the medium facing surface 1a than the MR element 5 where the volume as an insulating film can be secured, as shown in Table 1, compared with Al 2 O 3 or SiO 2. A with high conductivity
1N, SiC, DLC (diamond-like carbon)
A rear insulating film 13 made of at least one of the following:
The heat generated in the MR element 5 is more effectively conducted to the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 so as to suppress the temperature rise of the MR element 5 and prevent the occurrence of electromigration.

【0043】[0043]

【表1】 [Table 1]

【0044】実際に、AlNよりなる後部絶縁膜13を
有する本発明を適用したMRヘッド1と、Al23のみ
でシールド間ギャップ4が形成された従来のMRヘッド
とをそれぞれ作製し、これらMRヘッドに供給するセン
ス電流の電流値を変えながらMR素子の抵抗値を測定し
たところ、図4に示すような結果が得られた。ここで、
MR素子の抵抗値を測定した理由は、MR素子は一般に
温度上昇によって抵抗値が上昇するので、MR素子の抵
抗値を測定することで間接的にMR素子の素子温度を測
定することができるからである。
Actually, the MR head 1 to which the present invention is applied, which has the rear insulating film 13 made of AlN, and the conventional MR head, in which the gap 4 between the shields is formed only by Al 2 O 3 , are manufactured. When the resistance of the MR element was measured while changing the value of the sense current supplied to the MR head, the result shown in FIG. 4 was obtained. here,
The reason for measuring the resistance value of the MR element is that the resistance value of the MR element generally rises due to the temperature rise, so that the element temperature of the MR element can be indirectly measured by measuring the resistance value of the MR element. It is.

【0045】この図4に示した結果から、本発明を適用
したMRヘッド1では、AlN等の熱伝導率の高い材料
を用いて、MR素子5よりも媒体対向面1aから離間し
た側の、絶縁膜としてのボリュームが確保できる部分に
後部絶縁膜13を形成することで、Al23のみでシー
ルド間ギャップ4が形成された従来のMRヘッドに比べ
て、MR素子5の温度上昇を緩和させ、エレクトロマイ
グレーションの発生を防止する効果が得られることが確
認できた。
From the results shown in FIG. 4, in the MR head 1 to which the present invention is applied, using a material having a high thermal conductivity such as AlN, the magnetic head 1 on the side more distant from the medium facing surface 1a than the MR element 5 By forming the rear insulating film 13 in a portion where a volume as an insulating film can be secured, the temperature rise of the MR element 5 is reduced as compared with the conventional MR head in which the gap 4 between the shields is formed only by Al 2 O 3. As a result, it was confirmed that the effect of preventing the occurrence of electromigration was obtained.

【0046】ところで、本発明を適用したMRヘッド1
において、後部絶縁膜13に用いられるAlNやSiC
等の絶縁材料は、表1に合わせて示したように、上部絶
縁膜11及び下部絶縁膜12に用いられるAl23やS
iO2等に比べて内部応力が非常に大きい。このよう
に、内部応力が大きい材料をMR素子5と積層方向で重
なる位置に成膜して絶縁膜を形成すると、この絶縁膜に
膜剥がれが生じやすいという不都合がある。しかしなが
ら、本発明を適用したMRヘッド1においては、MR素
子5と積層方向で重なる位置に形成される上部絶縁膜1
1及び下部絶縁膜12の材料として、比較的内部応力の
小さいAl23やSiO2等を用いるようにしているの
で、このような不都合を生じさせることなく、下部磁気
シールド層2及び上部磁気シールド層3とMR素子5と
の間の絶縁をより確実に保つことができる。
Incidentally, the MR head 1 to which the present invention is applied
The AlN or SiC used for the rear insulating film 13
As shown in Table 1, the insulating material such as Al 2 O 3 or S 2 used for the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 is used.
The internal stress is much larger than that of iO 2 or the like. If an insulating film is formed by forming a material having a large internal stress at a position overlapping with the MR element 5 in the laminating direction, there is a disadvantage that the insulating film is easily peeled off. However, in the MR head 1 to which the present invention is applied, the upper insulating film 1 formed at a position overlapping the MR element 5 in the laminating direction.
Since Al 2 O 3 , SiO 2, or the like having relatively small internal stress is used as the material of the lower magnetic film 1 and the lower insulating film 12, the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic layer 2 can be formed without causing such inconvenience. The insulation between the shield layer 3 and the MR element 5 can be more reliably maintained.

【0047】なお、本発明を適用したMRヘッド1にお
いては、図5に示すように、上部絶縁膜11が、MR素
子5の直上から、媒体対向面1aから離間した位置の後
部絶縁膜13上に亘って形成され、後部絶縁膜13が、
上下一対の磁気シールド層2,3のうちで下部磁気シー
ルド層2にのみ接触するように形成されていてもよい。
また、図6に示すように、下部絶縁膜12が、MR素子
5の直下から媒体対向面1aから離間した位置の後部絶
縁膜13の下方に亘って形成され、後部絶縁膜13が、
上下一対の磁気シールド層2,3のうちで上部磁気シー
ルド層3にのみ接触するように形成されていてもよい。
これらの場合には、後部絶縁膜13が下部磁気シールド
層2及び上部磁気シールド層3の双方に接触する上述し
た例に比べて、放熱効果が若干劣るものの、上述した例
とほぼ同等の効果を得ることができる。
In the MR head 1 to which the present invention is applied, as shown in FIG. 5, the upper insulating film 11 is formed on the rear insulating film 13 at a position separated from the medium facing surface 1a from immediately above the MR element 5. And the rear insulating film 13 is formed
It may be formed so as to contact only the lower magnetic shield layer 2 of the pair of upper and lower magnetic shield layers 2 and 3.
As shown in FIG. 6, the lower insulating film 12 is formed from directly below the MR element 5 to below the rear insulating film 13 at a position separated from the medium facing surface 1a.
It may be formed so as to contact only the upper magnetic shield layer 3 of the pair of upper and lower magnetic shield layers 2 and 3.
In these cases, the heat dissipation effect is slightly inferior to the above-described example in which the rear insulating film 13 contacts both the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3, but the effect is almost the same as the above-described example. Obtainable.

【0048】次に、以上のように構成される本発明を適
用したMRヘッド1の製造方法について説明する。な
お、MRヘッド1は、通常、浮上スライダとなる基板上
に多数個分一括して形成され、これら多数個のMRヘッ
ドが形成された基板が切断されることによって、最終的
に個々のヘッドとして完成することになるが、ここで
は、1つのMRヘッド1に相当する部分のみを図示して
説明する。
Next, a method of manufacturing the MR head 1 according to the present invention configured as described above will be described. Incidentally, the MR head 1 is usually formed on a substrate serving as a flying slider in batches for a plurality of MR heads, and the substrate on which the plurality of MR heads are formed is cut, so that the individual MR heads 1 are finally formed as individual heads. Although completed, only a portion corresponding to one MR head 1 is illustrated and described here.

【0049】本発明を適用したMRヘッド1を製造する
際は、先ず、例えばアルチック(Al23−TiC)等
よりなる図示しない基板上に、Al23等よりなる下地
膜を介して、例えばセンダスト(Fe−Al−Si合
金)等の軟磁性材料よりなる下部磁気シールド層2と、
例えばAl23等の絶縁材料よりなる下部絶縁膜11と
をそれぞれスパッタリング等によって薄膜形成する。そ
して、図7に示すように、下部絶縁膜11上の全面に亘
って、例えばNi−Fe系合金等よりなる第1の強磁性
膜(フリー層)と、例えばCu等よりなる非磁性導電層
と、例えばNi−Fe系合金等よりなる第2の強磁性膜
(ピン層)と、例えばPt−Mn合金等よりなる反強磁
性膜とをスパッタリング等によって順次薄膜形成し、最
終的にMR素子5となるMR膜20を形成する。
When manufacturing the MR head 1 to which the present invention is applied, first, a substrate (not shown) made of, for example, AlTiC (Al 2 O 3 —TiC) is placed on a substrate (not shown) made of Al 2 O 3 or the like via a base film made of Al 2 O 3 or the like. A lower magnetic shield layer 2 made of a soft magnetic material such as Sendust (Fe-Al-Si alloy);
For example, a lower insulating film 11 made of an insulating material such as Al 2 O 3 is formed as a thin film by sputtering or the like. Then, as shown in FIG. 7, a first ferromagnetic film (free layer) made of, for example, a Ni—Fe alloy and a nonmagnetic conductive layer made of, for example, Cu, are formed over the entire surface of the lower insulating film 11. And a second ferromagnetic film (pinned layer) made of, for example, a Ni—Fe alloy, and an antiferromagnetic film made of, for example, a Pt—Mn alloy, which are sequentially formed into thin films by sputtering or the like. 5 is formed.

【0050】次に、MR膜20上にレジスト材料によっ
てリフトオフパターンを形成し、このリフトオフパター
ンをマスクとしてイオンミリング等のエッチング加工を
行って、MR素子5のトラック方向における両端部の外
側に位置するMR膜20、すなわち、MR素子5として
は不要となるMR膜20を除去する。そして、MR膜2
0が除去された部分に、例えばCo−Pt合金等の硬磁
性材料よりなる一対のバイアス層6,7と、例えばCu
等の導電性金属材料よりなる一対の電極層8,9とをそ
れぞれスパッタリング等によって薄膜形成する。そし
て、有機溶剤を用いてリフトオフパターンを除去するこ
とにより、図8に示すように、MR膜20の左右両側に
一対のバイアス膜6,7と一対の電極層8,9とがそれ
ぞれ埋め込まれた状態となる。
Next, a lift-off pattern is formed on the MR film 20 using a resist material, and etching such as ion milling is performed using the lift-off pattern as a mask, so that the MR element 5 is located outside both ends in the track direction. The MR film 20, that is, the MR film 20 that is not required for the MR element 5 is removed. And MR film 2
In a portion where 0 is removed, a pair of bias layers 6 and 7 made of a hard magnetic material such as a Co—Pt alloy, for example, and Cu
A pair of electrode layers 8 and 9 made of a conductive metal material such as are formed as thin films by sputtering or the like. Then, by removing the lift-off pattern using an organic solvent, a pair of bias films 6 and 7 and a pair of electrode layers 8 and 9 are buried on both left and right sides of the MR film 20, as shown in FIG. State.

【0051】なお、このとき、一対の電極層8,9は、
先に図3に示したように、最終的にMR素子5となるM
R膜20上にオーバーラップするように形成してもよ
い。このように一対の電極層8,9を最終的にMR素子
5となるMR膜20上にオーバーラップするように形成
するには、上述したリフトオフパターンとして、アンダ
ーカットを有するいわゆる二層レジストや、逆テーパ形
状を有するレジストを用い、電極層となる導電性金属材
料を斜めに入射させてMR膜20の上面に堆積させれば
よい。また、MR膜20を除去する際に用いたリフトオ
フパターンを、一対のバイアス層6,7を形成した後に
除去し、若干小さいリフトオフパターンを新たに形成し
て、このリフトオフパターンをマスクとして一対の電極
層8,9を形成するようにしてもよい。
At this time, the pair of electrode layers 8 and 9
As previously shown in FIG. 3, the M
It may be formed so as to overlap on the R film 20. In order to form the pair of electrode layers 8 and 9 so as to overlap on the MR film 20 which will eventually become the MR element 5, a so-called two-layer resist having an undercut as the lift-off pattern is used. A resist having an inverse tapered shape may be deposited on the upper surface of the MR film 20 by obliquely entering a conductive metal material to be an electrode layer. In addition, the lift-off pattern used for removing the MR film 20 is removed after forming the pair of bias layers 6 and 7, and a slightly smaller lift-off pattern is newly formed. The layers 8 and 9 may be formed.

【0052】MR膜20の左右両側に一対のバイアス膜
6,7と一対の電極層8,9とをそれぞれ埋め込んだ
ら、次に、図9に示すように、残ったMR膜20上とそ
の左右両側の一対の電極層8,9上の全面に亘って、A
23等の絶縁材料よりなる上部絶縁膜12をスパッタ
リング等によって薄膜形成する。
After burying a pair of bias films 6 and 7 and a pair of electrode layers 8 and 9 on the left and right sides of the MR film 20, respectively, next, as shown in FIG. A over the entire surface on the pair of electrode layers 8 and 9 on both sides,
An upper insulating film 12 made of an insulating material such as l 2 O 3 is formed as a thin film by sputtering or the like.

【0053】次に、図10に示すように、上部絶縁膜1
2上にレジスト材料によって平面略U字状をなすリフト
オフパターン30を形成し、このリフトオフパターン3
0をマスクとしてイオンミリング等のエッチング加工を
行って、媒体対向面1aから離間した位置のMR膜2
0、すなわち、MR素子5としては不要となるMR膜2
0と、一対のバイアス層6,7及び一対の電極層8,9
の一部、更にこれらの直上に位置する上部絶縁膜12を
除去する。これにより、MR素子5の媒体対向面1aに
近接離間する方向の素子高さ(デプス)が規定されるこ
とになる。
Next, as shown in FIG.
2, a lift-off pattern 30 having a substantially U-shape in plan view is formed by a resist material.
0 is used as a mask to perform an etching process such as ion milling, and the MR film 2 at a position separated from the medium facing surface 1a.
0, that is, the MR film 2 not required as the MR element 5
0 and a pair of bias layers 6 and 7 and a pair of electrode layers 8 and 9
, And the upper insulating film 12 located immediately above them is removed. Thus, the element height (depth) of the MR element 5 in the direction approaching to and away from the medium facing surface 1a is defined.

【0054】このとき、必要に応じて、除去したMR膜
20と一対のバイアス層6,7及び一対の電極層8,9
の一部の直下に位置する、媒体対向面1aから離間した
側の下部絶縁膜13も同時に除去するようにしてもよ
い。このように、媒体対向面1aから離間した側の下部
絶縁膜13も同時に除去した場合には、最終的に、図1
及び図2に示したように、後部絶縁膜13が下部磁気シ
ールド層2及び上部磁気シールド層3の双方に接触する
構造のMRヘッド1が製造されることになる。一方、下
部絶縁膜13を除去しない場合には、最終的に、図6に
示したように、後部絶縁膜13が上下一対の磁気シール
ド層2,3のうちで上部磁気シールド層3にのみ接触す
る構造のMRヘッド1が製造されることになる。
At this time, if necessary, the removed MR film 20 and the pair of bias layers 6 and 7 and the pair of electrode layers 8 and 9 are removed.
May be removed at the same time, the lower insulating film 13 located directly below a part of the substrate and separated from the medium facing surface 1a. As described above, when the lower insulating film 13 on the side separated from the medium facing surface 1a is also removed at the same time, finally, FIG.
As shown in FIG. 2, the MR head 1 having a structure in which the rear insulating film 13 contacts both the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 is manufactured. On the other hand, when the lower insulating film 13 is not removed, the rear insulating film 13 finally contacts only the upper magnetic shield layer 3 of the pair of upper and lower magnetic shield layers 2 and 3 as shown in FIG. The MR head 1 having the structure described above is manufactured.

【0055】次に、上述したエッチング加工によって媒
体対向面1aから離間した側に形成された凹部内に、例
えばAlN等の材料、すなわち、上部絶縁膜11や下部
絶縁膜12の材料として用いたAl23等よりも熱伝導
率の高い絶縁材料をスパッタリング等により成膜し、後
部絶縁膜13を形成する。そして、有機溶剤を用いてリ
フトオフパターン30を除去することにより、図11に
示すように、媒体対向面1aから離間した側に形成され
た凹部内に、上部絶縁膜11及び下部絶縁膜12と共に
シールド間ギャップ4を構成する後部絶縁膜13が埋め
込まれた状態となる。
Next, a material such as AlN, for example, Al used as a material of the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 is filled in the recess formed on the side separated from the medium facing surface 1a by the above-described etching process. An insulating material having a higher thermal conductivity than 2 O 3 or the like is formed by sputtering or the like, and the rear insulating film 13 is formed. Then, by removing the lift-off pattern 30 using an organic solvent, as shown in FIG. 11, the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 are shielded together with the upper insulating film 11 and the lower insulating film 12 in the recess formed on the side separated from the medium facing surface 1a. The rear insulating film 13 forming the gap 4 is buried.

【0056】媒体対向面1aから離間した側に形成され
た凹部内に後部絶縁膜13を埋め込んだら、次に、図1
2に示すように、後部絶縁膜13上と残った上部絶縁膜
12上の全面に亘って、例えばセンダスト(Fe−Al
−Si合金)等の軟磁性材料よりなる上部磁気シールド
層3をスパッタリング等によって薄膜形成する。これに
より、図1及び図2に示した構造のMRヘッド1又は図
6に示した構造のMRヘッド1が完成することになる。
After the rear insulating film 13 is buried in the concave portion formed on the side away from the medium facing surface 1a, next, FIG.
As shown in FIG. 2, over the entire surface of the rear insulating film 13 and the remaining upper insulating film 12, for example, sendust (Fe-Al
An upper magnetic shield layer 3 made of a soft magnetic material such as -Si alloy) is formed as a thin film by sputtering or the like. Thus, the MR head 1 having the structure shown in FIGS. 1 and 2 or the MR head 1 having the structure shown in FIG. 6 is completed.

【0057】ところで、上述したように一対の電極層
8,9を最終的にMR素子5となるMR膜20上にオー
バーラップするように形成する場合において、MR膜2
0を除去する際に用いたリフトオフパターンを、一対の
バイアス層6,7を形成した後に除去し、若干小さいリ
フトオフパターンを新たに形成して、このリフトオフパ
ターンをマスクとして一対の電極層8,9を形成する場
合には、これら一対の電極層8,9を形成する前に、M
R素子5のデプスを規定するためのエッチング加工を行
う必要がある。
As described above, when the pair of electrode layers 8 and 9 are formed so as to overlap on the MR film 20 which will eventually become the MR element 5, the MR film 2
The lift-off pattern used to remove the 0 is removed after forming the pair of bias layers 6 and 7, and a slightly smaller lift-off pattern is newly formed, and the lift-off pattern is used as a mask to form the pair of electrode layers 8 and 9. When forming the pair of electrode layers 8 and 9, M
It is necessary to perform an etching process for defining the depth of the R element 5.

【0058】この場合には、最初のエッチング加工によ
ってMR膜20が除去された部分に一対のバイアス層
6,7を埋め込み形成した段階で、上述した平面略U字
状をなすリフトオフパターン30を形成し、このリフト
オフパターン30をマスクとしてエッチング加工を行っ
て、MR素子5のデプス規制を行う。そして、このエッ
チング加工によって媒体対向面1aから離間した側に形
成された凹部内に、例えばAlN等をスパッタリング等
により成膜して、後部絶縁膜13を形成する。その後、
一対の電極層8,9を最終的にMR素子5上にオーバー
ラップするように形成し、MR素子5上と一対の電極層
8,9上の全面に亘って、Al23等の絶縁材料よりな
る上部絶縁膜12をスパッタリング等によって薄膜形成
する。そして、最後に、上部絶縁膜12上の全面に亘っ
て、上部磁気シールド層3をスパッタリング等によって
薄膜形成する。これにより、図5に示したように、後部
絶縁膜13が上下一対の磁気シールド層2,3のうちで
下部磁気シールド層2にのみ接触する構造のMRヘッド
1が完成する。
In this case, at the stage where the pair of bias layers 6 and 7 are buried in the portion where the MR film 20 has been removed by the first etching process, the above-described lift-off pattern 30 having a substantially U-shaped plane is formed. Then, etching is performed using the lift-off pattern 30 as a mask to control the depth of the MR element 5. Then, in the recess formed on the side separated from the medium facing surface 1a by this etching process, for example, AlN or the like is formed by sputtering or the like to form the rear insulating film 13. afterwards,
A pair of electrode layers 8 and 9 are finally formed so as to overlap on the MR element 5, and an insulating material such as Al 2 O 3 is formed over the entire surface of the MR element 5 and the pair of electrode layers 8 and 9. An upper insulating film 12 made of a material is formed as a thin film by sputtering or the like. Finally, the upper magnetic shield layer 3 is formed as a thin film over the entire surface of the upper insulating film 12 by sputtering or the like. Thereby, as shown in FIG. 5, the MR head 1 having a structure in which the rear insulating film 13 contacts only the lower magnetic shield layer 2 of the pair of upper and lower magnetic shield layers 2 and 3 is completed.

【0059】以上のような方法でMRヘッド1を製造す
るようにすれば、シールド間ギャップ4が、少なくとも
MR素子5と積層方向で重なる位置を含むように形成さ
れた上部絶縁膜11及び下部絶縁膜12と、下部磁気シ
ールド層2及び上部磁気シールド層3のうちの少なくと
も一方及びMR素子5の媒体対向面から離間した側の端
部(デプスが零となる位置)と接触するように形成され
た後部絶縁膜13とから構成される本発明を適用したM
Rヘッド1を適切に製造することができる。
If the MR head 1 is manufactured by the above-described method, the upper insulating film 11 and the lower insulating film 11 are formed so that the gap 4 between the shields at least includes the position overlapping the MR element 5 in the stacking direction. The film 12 is formed so as to be in contact with at least one of the lower magnetic shield layer 2 and the upper magnetic shield layer 3 and the end (position where the depth becomes zero) of the MR element 5 on the side separated from the medium facing surface. And the rear insulating film 13 to which the present invention is applied.
The R head 1 can be manufactured appropriately.

【0060】また、以上のような方法によれば、リフト
オフパターン30を用いてエッチングを行ってMR素子
5のデプス規制を行った後に、AlN等よりなる後部絶
縁膜13が形成されることになるので、製造工程中に後
部絶縁膜13が腐食してしまうといった不都合を未然に
防止することができる。すなわち、後部絶縁膜13に用
いるAlN等の絶縁材料は、リフトオフパターン30の
形成に用いるアルカリ水溶液に溶けやすい性質を有して
おり、後部絶縁膜13を形成した後にリフトオフパター
ン30を用いたエッチングによりMR素子5のデプス規
制を行った場合には、後部絶縁膜13がアルカリ水溶液
に溶けて腐食してしまい、完成したMRヘッド1の信頼
性が低下するといった問題がある。しかしながら、以上
のような方法によってMRヘッド1を製造するようにす
れば、このような問題を未然に防止して、信頼性の高い
MRヘッド1を製造することができる。
Further, according to the above-described method, after the etching is performed using the lift-off pattern 30 to control the depth of the MR element 5, the rear insulating film 13 made of AlN or the like is formed. Therefore, it is possible to prevent the disadvantage that the rear insulating film 13 is corroded during the manufacturing process. That is, the insulating material such as AlN used for the rear insulating film 13 has a property of easily dissolving in the alkaline aqueous solution used for forming the lift-off pattern 30, and is formed by etching using the lift-off pattern 30 after forming the rear insulating film 13. When the depth control of the MR element 5 is performed, there is a problem that the rear insulating film 13 is dissolved in an alkaline aqueous solution and corroded, and the reliability of the completed MR head 1 is reduced. However, if the MR head 1 is manufactured by the above-described method, such a problem can be prevented beforehand and the highly reliable MR head 1 can be manufactured.

【0061】また、以上のような方法によれば、シール
ド間ギャップ4を構成する各絶縁膜に大きな段差が形成
されることがないので、この方法により製造されたMR
ヘッド1のシールド間ギャップ4に非常に良好な絶縁性
を持たせることができる。すなわち、図14及び図15
に示した従来の構造のMRヘッドでは、MR素子101
の媒体対向面から離間した側の端部(デプスが零となる
位置)上において、上部絶縁膜105に比較的大きな段
差が形成されてしまう。このため、この段差が形成され
た部分における上部絶縁膜105の膜厚が局所的に薄く
なって、良好な絶縁性が確保できない場合があった。こ
れに対して、以上のような方法により製造されたMRヘ
ッド1は、シールド間ギャップ4を構成する各絶縁膜に
大きな段差が形成されないので、シールド間ギャップ4
に非常に良好な絶縁性を持たせることができる。
Further, according to the above-described method, since a large step is not formed in each insulating film forming the gap 4 between the shields, the MR manufactured by this method is not used.
The gap 4 between the shields of the head 1 can have very good insulation. That is, FIG. 14 and FIG.
In the MR head having the conventional structure shown in FIG.
A relatively large step is formed in the upper insulating film 105 on the end (position where the depth becomes zero) on the side away from the medium facing surface. For this reason, the thickness of the upper insulating film 105 in the portion where the step is formed is locally reduced, and good insulating properties may not be secured in some cases. On the other hand, in the MR head 1 manufactured by the above-described method, a large step is not formed in each insulating film constituting the gap 4 between the shields.
Can have very good insulation properties.

【0062】実際に、図5に示したような構造のMRヘ
ッド1において、MR素子5の上面と後部絶縁膜13の
上面の状態を原子間力顕微鏡(AFM:Atomic Force M
icroscope)を用いて測定した結果を図13に断面プロ
ファイルで示す。この図13から、図5に示したような
構造のMRヘッド1においては、MR素子5の上面と後
部絶縁膜13の上面とがほとんど段差のない同一平面を
形成しており、これらMR素子5の上面から後部絶縁膜
13の上面に亘って成膜される上部絶縁膜11には、大
きな段差が形成されないことが分かる。
Actually, in the MR head 1 having the structure as shown in FIG. 5, the states of the upper surface of the MR element 5 and the upper surface of the rear insulating film 13 are determined by using an atomic force microscope (AFM).
FIG. 13 shows a cross-sectional profile of the measurement result using an icroscope). From FIG. 13, in the MR head 1 having the structure as shown in FIG. 5, the upper surface of the MR element 5 and the upper surface of the rear insulating film 13 form the same plane with almost no step. It can be understood that a large step is not formed in the upper insulating film 11 formed from the upper surface of the upper insulating film 11 to the upper surface of the rear insulating film 13.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッド
によれば、シールド間ギャップを構成する上部絶縁膜及
び下部絶縁膜により、上下一対の磁気シールド層と磁気
抵抗効果素子との間における絶縁性が良好に保たれると
共に、これら上部絶縁膜及び下部絶縁膜と共にシールド
間ギャップを構成する後部絶縁膜によって、磁気抵抗効
果素子に生じた熱が磁気シールド層に効果的に伝達され
ることになるので、シールド間ギャップに求められる絶
縁性の確保と磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑制する機
能とを両立させることができる。
According to the magnetoresistive head according to the present invention, the upper insulating film and the lower insulating film constituting the gap between the shields provide insulation between the pair of upper and lower magnetic shield layers and the magnetoresistive element. The heat generated in the magnetoresistive element is effectively transmitted to the magnetic shield layer by the rear insulating film that forms the gap between the shields together with the upper insulating film and the lower insulating film while maintaining good performance. Therefore, the insulation required for the gap between the shields can be ensured and the function of suppressing the temperature rise of the magnetoresistive element can be compatible.

【0064】したがって、この本発明に係る磁気抵抗効
果型磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子の静電気破壊や
エレクトロマイグレーション等の問題を生じさせること
なく、シールド間ギャップの狭ギャップ化やセンス電流
の高電流密度化を図ることが可能となり、記録密度の高
密度化に適切に対応することができる。
Therefore, in the magnetoresistive head according to the present invention, the gap between the shields can be reduced and the sense current can be increased without causing problems such as electrostatic breakdown and electromigration of the magnetoresistive element. It is possible to increase the density, and it is possible to appropriately cope with the increase in the recording density.

【0065】また、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの製造方法によれば、シールド間ギャップに求めら
れる絶縁性の確保と磁気抵抗効果素子の温度上昇を抑制
する機能とを両立させた磁気抵抗効果型磁気ヘッドを適
切に製造することができる。
Further, according to the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the present invention, a magnetic head having both a function of ensuring insulation required for a gap between shields and a function of suppressing a temperature rise of the magnetoresistive element is achieved. The resistance effect type magnetic head can be manufactured appropriately.

【0066】また、この本発明に係る磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの製造方法によれば、AlN等のようにアルカ
リ水溶液に溶けやすい絶縁材料よりなる後部絶縁膜が製
造工程中に腐食してしまうといった不都合を未然に防止
して、信頼性の高い磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製造す
ることができる。
According to the method of manufacturing a magneto-resistance effect type magnetic head according to the present invention, the rear insulating film made of an insulating material which is easily soluble in an alkaline aqueous solution such as AlN is corroded during the manufacturing process. Inconveniences can be prevented beforehand and a highly reliable magnetoresistive head can be manufactured.

【0067】また、この本発明に係る磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの製造方法によれば、シールド間ギャップを構
成する各絶縁膜に大きな段差が形成されることがないの
で、シールド間ギャップの絶縁性をより良好なものとす
ることができる。
Further, according to the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the present invention, since a large step is not formed in each insulating film constituting the gap between the shields, the insulating property of the gap between the shields is reduced. Can be further improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を適用したMRヘッドを模式的に示す斜
視図である。
FIG. 1 is a perspective view schematically showing an MR head to which the present invention is applied.

【図2】上記MRヘッドの縦断面図であり、図1におけ
るX1−X2線に沿って切断したときの断面図である。
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the MR head taken along a line X1-X2 in FIG. 1;

【図3】一対の電極層がMR素子上にオーバーラップし
て形成されている様子を示す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state where a pair of electrode layers are formed so as to overlap on an MR element.

【図4】MRヘッドに供給するセンス電流の電流値とM
R素子の抵抗値との関係を示す図である。
FIG. 4 shows a current value of a sense current supplied to an MR head and M.
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship with a resistance value of an R element.

【図5】本発明を適用したMRヘッドの他の例を示す図
であり、後部絶縁膜が上下一対の磁気シールド層のうち
下部磁気シールド層のみに接触する構造のMRヘッドの
縦断面図である。
FIG. 5 is a view showing another example of the MR head to which the present invention is applied, and is a longitudinal sectional view of an MR head having a structure in which a rear insulating film contacts only a lower magnetic shield layer of a pair of upper and lower magnetic shield layers. is there.

【図6】本発明を適用したMRヘッドの更に他の例を示
す図であり、後部絶縁膜が上下一対の磁気シールド層の
うち上部磁気シールド層のみに接触する構造のMRヘッ
ドの縦断面図である。
FIG. 6 is a view showing still another example of an MR head to which the present invention is applied, and is a longitudinal sectional view of an MR head having a structure in which a rear insulating film contacts only an upper magnetic shield layer of a pair of upper and lower magnetic shield layers. It is.

【図7】本発明を適用したMRヘッドの製造方法を説明
する図であり、基板上に下部磁気シールド層と下部絶縁
膜とMR膜とが積層形成された様子を示す斜視図であ
る。
FIG. 7 is a diagram for explaining a method of manufacturing an MR head to which the present invention is applied, and is a perspective view showing a state in which a lower magnetic shield layer, a lower insulating film, and an MR film are laminated on a substrate.

【図8】本発明を適用したMRヘッドの製造方法を説明
する図であり、MR膜の左右両端側がエッチングにより
除去され、このMR膜が除去された部分に一対のバイア
ス層と一対の電極層とが埋め込み形成された様子を示す
斜視図である。
FIG. 8 is a diagram for explaining a method of manufacturing an MR head to which the present invention is applied, in which the left and right ends of the MR film are removed by etching, and a pair of bias layers and a pair of electrode layers are provided at portions where the MR film has been removed; FIG. 6 is a perspective view showing a state in which are embedded.

【図9】本発明を適用したMRヘッドの製造方法を説明
する図であり、MR膜上及び一対の電極層上の全面に亘
って上部絶縁膜が形成された様子を示す斜視図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing an MR head to which the present invention is applied, and is a perspective view showing a state in which an upper insulating film is formed over the entire surface of the MR film and a pair of electrode layers.

【図10】本発明を適用したMRヘッドの製造方法を説
明する図であり、上部絶縁膜上にリフトオフパターンが
形成され、このリフトオフパターンをマスクとしたエッ
チングにより、媒体対向面から離間した側のMR膜が除
去され、MR素子のデプス規制が行われた様子を示す斜
視図である。
FIG. 10 is a diagram for explaining a method of manufacturing an MR head to which the present invention is applied, in which a lift-off pattern is formed on an upper insulating film, and the lift-off pattern is used as a mask to perform etching on the side separated from the medium facing surface. FIG. 9 is a perspective view showing a state in which the MR film has been removed and depth control of the MR element has been performed.

【図11】本発明を適用したMRヘッドの製造方法を説
明する図であり、MR素子のデプスを規制するエッチン
グにより媒体対向面から離間した側に形成された凹部内
に後部絶縁膜が埋め込み形成された様子を示す斜視図で
ある。
FIG. 11 is a diagram for explaining a method of manufacturing an MR head to which the present invention is applied, in which a rear insulating film is buried in a concave portion formed on a side away from the medium facing surface by etching for controlling the depth of the MR element; It is a perspective view showing the situation where it was done.

【図12】本発明を適用したMRヘッドの製造方法を説
明する図であり、後部絶縁膜上及び残った上部絶縁膜上
の全面に亘って上部磁気シールド層が形成された様子を
示す斜視図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining the method of manufacturing the MR head to which the present invention is applied, and is a perspective view showing a state in which an upper magnetic shield layer is formed over the entire surface of the rear insulating film and the remaining upper insulating film. It is.

【図13】後部絶縁膜が上下一対の磁気シールド層のう
ち下部磁気シールド層のみに接触する構造のMRヘッド
において、MR素子の上面と後部絶縁膜の上面の状態を
原子間力顕微鏡を用いて測定して得られた断面プロファ
イルを示す図である。
FIG. 13 shows the state of the upper surface of the MR element and the upper surface of the rear insulating film using an atomic force microscope in an MR head having a structure in which the rear insulating film contacts only the lower magnetic shield layer of the pair of upper and lower magnetic shield layers. It is a figure showing the section profile obtained by measurement.

【図14】従来のMRヘッドの一例を模式的に示す斜視
図である。
FIG. 14 is a perspective view schematically showing an example of a conventional MR head.

【図15】上記従来のMRヘッドの縦断面図であり、図
14におけるY1−Y2線に沿って切断したときの断面
図である。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view of the conventional MR head, and is a sectional view taken along line Y1-Y2 in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 MRヘッド、 2 下部磁気シールド層、 3 上
部磁気シールド層、4 シールド間ギャップ、 5 M
R素子、 11 上部絶縁膜、 12 下部絶縁膜、
13 後部絶縁膜、 20 MR膜、 30 リフトオ
フパターン
Reference Signs List 1 MR head, 2 Lower magnetic shield layer, 3 Upper magnetic shield layer, 4 Shield gap, 5 M
R element, 11 upper insulating film, 12 lower insulating film,
13 Back insulation film, 20 MR film, 30 Lift-off pattern

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 上下一対の磁気シールド層がシールド間
ギャップを介して積層され、磁気抵抗効果を発揮する磁
気抵抗効果素子が、その一端部が当該磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの磁気記録媒体と対向する媒体対向面から露出
するように、上記シールド間ギャップ中に配設された構
造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、 上記シールド間ギャップが、少なくとも上記磁気抵抗効
果素子と積層方向で重なる位置を含むように形成された
上部絶縁膜及び下部絶縁膜と、上記一対の磁気シールド
層の少なくとも一方及び上記磁気抵抗効果素子の上記媒
体対向面から離間した側の他端部と接触するように形成
された後部絶縁膜とからなり、 上記後部絶縁膜が、上記上部絶縁膜及び下部絶縁膜に比
べて熱伝導率の高い絶縁材料よりなることを特徴とする
磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
An upper and lower pair of magnetic shield layers are laminated via a gap between shields, and a magnetoresistive element which exhibits a magnetoresistive effect has one end facing a magnetic recording medium of the magnetoresistive magnetic head. In the magnetoresistive magnetic head having a structure disposed in the gap between the shields so as to be exposed from the medium facing surface, the gap between the shields includes a position overlapping at least the magnetoresistive element in the stacking direction. The upper insulating film and the lower insulating film formed as described above are formed so as to contact at least one of the pair of magnetic shield layers and the other end of the magnetoresistive element on the side separated from the medium facing surface. A rear insulating film, wherein the rear insulating film is made of an insulating material having a higher thermal conductivity than the upper insulating film and the lower insulating film. Gas-resistance effect type magnetic head.
【請求項2】 上記後部絶縁膜が、AlN、SiC、D
LC(ダイヤモンドライクカーボン)のいずれか1種以
上からなることを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効
果型磁気ヘッド。
2. The method according to claim 1, wherein the rear insulating film is made of AlN, SiC, D
2. The magnetoresistive head according to claim 1, wherein the magnetic head is made of at least one of LC (diamond-like carbon).
【請求項3】 上下一対の磁気シールド層がシールド間
ギャップを介して積層され、磁気抵抗効果を発揮する磁
気抵抗効果素子が、その一端部が当該磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの磁気記録媒体と対向する媒体対向面から露出
するように、上記シールド間ギャップ中に配設された構
造の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを薄膜プロセスによって
製造する磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法であっ
て、 下部磁気シールド層上に、上記シールド間ギャップを構
成する下部絶縁膜と、最終的に上記磁気抵抗効果素子と
なる磁気抵抗効果膜とを順次積層形成した後、又は上記
磁気抵抗効果膜上に更に上記シールド間ギャップを構成
する上部絶縁膜を形成した後に、レジストパターンを用
いたエッチングを行って、上記磁気抵抗効果膜の上記媒
体対向面側の一部を除く箇所を除去して上記磁気抵抗効
果素子を成形する工程と、 上記エッチングにより上記磁気抵抗効果膜が除去された
部分に、上記上部絶縁膜及び下部絶縁膜に比べて熱伝導
率の高い絶縁材料を成膜して、上記上部絶縁膜及び下部
絶縁膜と共に上記シールド間ギャップを構成する後部絶
縁膜を形成する工程とを有することを特徴とする磁気抵
抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
3. A pair of upper and lower magnetic shield layers are stacked via a gap between shields, and a magnetoresistive element which exhibits a magnetoresistive effect has one end facing a magnetic recording medium of the magnetoresistive magnetic head. A method of manufacturing a magnetoresistive magnetic head having a structure disposed in the gap between the shields so as to be exposed from the medium facing surface by a thin film process, comprising: After sequentially forming a lower insulating film constituting the gap between the shields and a magnetoresistive effect film which will eventually become the magnetoresistive effect element on the layer, or further forming the inter-shield gap on the magnetoresistive effect film. After the upper insulating film forming the gap is formed, etching using a resist pattern is performed to form one of the magnetoresistive effect films on the medium facing surface side. Forming the magnetoresistive element by removing the portions except for the above, and insulating the portion having the magnetoresistive effect film removed by the etching with higher thermal conductivity than the upper insulating film and the lower insulating film. Forming a material, and forming a rear insulating film that forms the inter-shield gap together with the upper insulating film and the lower insulating film.
【請求項4】 AlN、SiC、DLC(ダイヤモンド
ライクカーボン)のいずれか1種以上よりなる絶縁材料
を成膜して、上記後部絶縁膜を形成することを特徴とす
る請求項3記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方
法。
4. The magnetoresistive device according to claim 3, wherein an insulating material made of at least one of AlN, SiC and DLC (diamond-like carbon) is formed to form the rear insulating film. Manufacturing method of effect type magnetic head.
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