JP2000020925A

JP2000020925A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2000020925A
Application number: JP10185251A
Authority: JP
Inventors: Ikuko Hata; 郁子秦; Teruyuki Inaguma; 輝往稲熊
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2000-01-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ＭＲ素子の摩耗量が許容最大量に達したこと
を容易に検出することのできる磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドを提供する。【解決手段】この磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気
記録媒体を摺動させて、当該磁気記録媒体からの信号を
磁気抵抗効果素子によって検出する磁気抵抗効果型磁気
ヘッドであって、磁気抵抗効果素子と略平行に配された
導電体と、上記導電体の両端から導出された一対の端子
とを備える。そしてこの磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
磁気記録媒体摺動面が摩耗するに伴って、上記導電体が
摩耗し、当該導電体の抵抗値が変化するようになされて
おり、上記一対の端子間の抵抗値を検出することによ
り、磁気記録媒体摺動面の摩耗量を検知できるようにな
されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体と摺
動して情報の記録再生を行う磁気抵抗効果型磁気ヘッド
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ビデオテープレコーダ、デジタルオーデ
ィオテープレコーダ、データストレージ装置等に搭載さ
れる磁気ヘッド装置として、磁気記録媒体に対して記録
又は再生を行う１個以上の磁気ヘッドを、回転ドラムに
搭載したものが用いられている。上記磁気ヘッド装置に
より情報の記録再生を行う場合には、上記回転ドラムを
磁気テープ等の磁気記録媒体に接触させた状態で回転さ
せることにより、当該回転ドラムに搭載される磁気ヘッ
ドを磁気記録媒体に対して接触した状態で走査させて、
所定の記録トラックに対して情報の記録再生を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に磁気ヘッドを磁気記録媒体に対して接触した状態で走
査させると、磁気記録媒体との摺動により磁気ヘッドの
摺動面が摩耗してしまう。特にヘリカルスキャニング方
式のように高速で摺動する記録再生システムでは、ヘッ
ド摺動面の摩耗により出力が不安定になってしまう。ま
た、ヘッド摺動面の摩耗はヘッド寿命を決める上で極め
て重要な問題である。

【０００４】また、このシステムに磁気抵抗効果型素子
（以下、ＭＲ素子と称する。）を用いた再生用磁気ヘッ
ドを搭載することを想定した場合、ＭＲ素子の摩耗によ
り、感度低下、バイアス量の変化、安定動作性の低下、
抵抗値の変化等の致命的な問題を生じる恐れがある。そ
のなかでも特に問題となるのが、ＭＲ素子が摩耗して形
状が変化し、当該ＭＲ素子の初期抵抗値が変化してしま
うことである。ＭＲ素子を用いた磁気ヘッドでは、ＭＲ
素子の初期抵抗値に対する、磁気抵抗効果による抵抗変
動の割合を電気信号として検出しているため、ＭＲ素子
の初期抵抗値が変動してしまうと、正確な検出を行うこ
とができなくなる。

【０００５】さらに、ＭＲ素子の媒体摺動面に対して垂
直な方向の長さ（デプス）が小さくなることで当該ＭＲ
素子が単磁区されにくくなり、バルクハウゼンノイズが
発生しやすくなる。つまり、ＭＲ素子のデプス量の変化
は出力の変動、再生感度低下、バルクハウゼンノイズの
発生等、様々な致命的欠陥へとつながる。磁気ヘッドと
しては、安定した出力が得られることが重要であり、そ
のためには、ＭＲ素子の摩耗量を知ることが重要であ
る。特に、ＭＲ素子の摩耗量が、当該ＭＲ素子が十分に
働くために許容される最大量に達したかどうかを見極め
る必要がある。

【０００６】従来は、ＭＲ素子の初期抵抗値の変化量を
換算することによりＭＲヘッドの摩耗量を求めていた。
しかし、ＭＲ素子の初期抵抗値の変化量からＭＲヘッド
の摩耗量を換算する場合、ヘッドトラック幅の微妙な誤
差や、ＭＲ素子以外の他のリード部分の抵抗が影響する
等、換算値に安定性が求められず、信頼性に劣ってい
た。

【０００７】本発明は、上述したような従来の実情に鑑
みて提案されたものであり、ＭＲ素子の摩耗量が許容最
大量に達したことを容易に検出することのできる磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果型
磁気ヘッドは、磁気記録媒体を摺動させて、当該磁気記
録媒体からの信号を磁気抵抗効果素子によって検出する
磁気抵抗効果型磁気ヘッドであって、磁気抵抗効果素子
と略平行に配された導電体と、上記導電体の両端から導
出された一対の端子とを備える。そして本発明の磁気抵
抗効果型磁気ヘッドは、磁気記録媒体摺動面が摩耗する
に伴って、上記導電体が摩耗し、当該導電体の抵抗値が
変化するようになされており、上記一対の端子間の抵抗
値を検出することにより、磁気記録媒体摺動面の摩耗量
を検知できるようになされていることを特徴とする。

【０００９】上述したような本発明に係る磁気抵抗効果
型磁気ヘッドでは、磁気記録媒体摺動面が摩耗するに伴
って上記導電体が摩耗し、当該導電体の抵抗値が変化す
るようになされているので、上記一対の端子間の抵抗値
の変化を検出することにより、磁気記録媒体摺動面の摩
耗量が容易に検知される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１１】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。ここで、図１は、ＭＲヘッドの一例を
示す斜視図であり、図２は、図１のＭＲヘッドを媒体摺
動面側から見た図である。このＭＲヘッド１は、第１の
基板２と、第１の基板２上に形成された第１の絶縁膜３
と、第１の絶縁膜３上に形成されたＭＲヘッド素子４
と、ＭＲヘッド素子４上に形成された第２の絶縁膜５
と、第２の絶縁膜５上に接着された第２の基板６とから
構成される。なお、図１では、第１の絶縁膜３及び第２
の絶縁膜５とを省略して示している。

【００１２】第１の基板２は、図１中矢印Ａで示される
磁気記録媒体との摺動方向前端側のガード材とＭＲヘッ
ド１の下層シールドとを兼ねるものである。また、第２
の基板６は、磁気記録媒体との摺動方向後端側のガード
材とＭＲヘッド１の上層シールドとを兼ねるものであ
る。第１の基板２及び第２の基板６には、硬質の軟磁性
材料が使用される。

【００１３】第１の絶縁膜３は、ＭＲヘッド１の下層ギ
ャップとなり、また、第２の絶縁膜５は、ＭＲヘッド１
の上層ギャップとなる。

【００１４】ＭＲヘッド素子４は、第１の絶縁膜３及び
第２の絶縁膜５を介して、第１の基板２及び第２の基板
６に挟持されている。

【００１５】図１及び図２に示したＭＲヘッド１に用い
られるＭＲヘッド素子４の一構成例を図３に示す。この
ＭＲヘッド素子４は、長辺が磁気記録媒体との摺動面１
ａと略平行になるように配された平面略長方形形の磁気
抵抗効果素子７と、磁気抵抗効果素子７の長手方向の両
端部に配された永久磁石膜８ａ，８ｂと、永久磁石膜８
ａ，８ｂから導出された引き出し導体９ａ，９ｂと、引
き出し導体９ａの一端部に配された外部端子１０ａと、
引き出し導体９ｂの一端部に配された外部端子１０ｂ
と、永久磁石膜８ａから導出された摩耗モニタ１１とを
備える。

【００１６】ＭＲヘッド素子４において、磁気抵抗効果
素子７は、磁気抵抗効果を有し、ＭＲヘッド１の感磁部
となる磁気抵抗効果膜と、ＳＡＬバイアス方式によって
バイアス磁界を上記磁気抵抗効果膜に印加するための軟
磁性膜（いわゆるＳＡＬ膜）とが積層されてなる。この
軟磁性膜は、磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を与えて、
検出信号の直線性を高める働きをする。

【００１７】上記磁気抵抗効果膜としては、公知の軟磁
性材料が使用可能である。具体的には、ＮｉＦｅ、Ｎｉ
ＦｅＣｏ、パーマロイ合金ＮｉＦｅ−Ｘ（ＸはＴａ、Ｃ
ｒ、Ｎｂ、Ｒｈ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｕ、Ｐｄ、Ｐ
ｔ、Ｓｉ等がある。また、Ｘとしてこれらの元素が複数
種類含有されてもよい。）、ＣｏＺｒ系アモルファス等
が挙げられる。

【００１８】永久磁石膜８ａ，８ｂは、図３に示すよう
に、上記磁気抵抗効果素子７の長手方向の両端部に設け
られ、永久磁石膜８ａ，８ｂからの磁場の影響により磁
気抵抗効果膜を単磁区化し、磁気抵抗効果膜内における
磁壁の移動によるバルクハウゼンノイズの発生を防止す
るものである。

【００１９】これらの永久磁石膜８ａ，８ｂには例えば
ＣｏＮｉＰｔ、ＣｏＣｒＰｔ等、保磁力が１０００エル
ステッド以上である材料を用いることが好ましい。

【００２０】ところで、上記永久磁石膜８ａ，８ｂは導
電性を有しているので、このＭＲヘッド１において、セ
ンス電流は後述する引き出し導体９ａ，９ｂから永久磁
石膜８ａ，８ｂを介して磁気抵抗効果素子７に供給され
る。そして、実際に磁気記録媒体からの磁界を検出する
感磁部となる部分は、永久磁石膜８ａ，８ｂ間に設けら
れた磁気抵抗効果素子７である。したがって、永久磁石
膜８ａと永久磁石膜８ｂとの間隔がトラック幅となり、
永久磁石膜８ａ，８ｂによってトラック幅が規制される
ことになる。

【００２１】外部端子１０ａ，１０ｂは外部と電気的接
続をとるためのものである。外部端子１０ａは引き出し
導体９ａの長手方向の他端部に形成され、外部端子１０
ｂは、引き出し導体９ｂの長手方向の他端部に形成され
る。

【００２２】摩耗モニタ１１は、導電性材料からなり、
永久磁石膜８ａの長手方向の、磁気抵抗効果素子７と接
続された端部と反対側の端部に接続される。この摩耗モ
ニタ１１は、磁気抵抗効果素子７の摩耗量が許容限界摩
耗量に達したことを検知する。

【００２３】この摩耗モニタ１１は、図３に示すよう
に、略長方形状の摩耗検知部１１ａと、摩耗検知部分１
１ａと接続して形成された導体部１１ｂと、導体部１１
ｂの端部に形成され外部との電気的接続を図る端子部１
１ｃとからなる。摩耗検知部１１ａは、一方の短辺が永
久磁石膜８ａと接続して、長辺が摺動面と略平行になる
ように配されるとともに、一方の長辺が摺動面に露出し
ている。また、摩耗検知部分１１ａの短辺の長さｔ
₁は、磁気抵抗効果素子７の許容される最大摩耗量と略
等しくする。磁気抵抗効果素子７の許容最大摩耗量は、
使用するシステムで必要なダイナミックレンジや、磁気
抵抗効果素子７が十分に働く限界位置等を考慮して決定
されることが好ましい。具体的には、例えば磁気抵抗効
果素子７のデプスｔ₂が４μｍの場合、許容される最大
摩耗量は約２μｍ程度に設定される。

【００２４】また、導体部１１ｂは、上記摩耗検知部１
１ａの永久磁石膜８ａと接続していないほうの端部から
導出され、引き出し導体９ａと略平行に形成されてい
る。そして、導体部１１ｂの端部には、端子部１１ｃが
形成されている。この摩耗モニタ１１は、永久磁石膜８
ａを介して引き出し導体９ａと電気的に接続されてい
る。

【００２５】このようなＭＲヘッド１を用いて磁気記録
媒体から記録信号を読み出す際には、引き出し導体９
ａ，９ｂの一端部に形成された外部端子１０ａ，１０ｂ
から引き出し導体９ａ，９ｂを介して磁気抵抗効果素子
７にセンス電流を供給し、摺動面１ａに沿って磁気抵抗
効果素子７にセンス電流を流す。そしてこのセンス電流
により、磁気記録媒体からの磁界によって生じる磁気抵
抗効果膜の抵抗変化を検出し、これによって磁気記録媒
体からの記録信号を再生する。

【００２６】一般に、磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッ
ドは、電磁誘導を利用して記録再生を行うインダクティ
ブ型磁気ヘッドよりも高密度記録に適している。したが
って、磁気ヘッドとしてＭＲヘッドを用いることで、よ
り高密度記録化を図ることができる。

【００２７】ところが、上記磁気抵抗効果素子７は、磁
気記録媒体との摺動により摩耗してしまう。磁気抵抗効
果素子７が摩耗すると、磁気抵抗効果膜の形状が変化
し、当該磁気抵抗効果膜の初期抵抗値が変化してしま
う。ＭＲヘッドでは、磁気抵抗効果膜の初期抵抗値に対
する、磁気抵抗効果による抵抗変動の割合を電気信号と
して検出しているため、磁気抵抗効果膜の初期抵抗値が
変動してしまうと、正確な検出を行うことができなくな
る。

【００２８】ただし、磁気抵抗効果素子７は摩耗すると
すぐに使用できなくなる訳ではなく、摩耗量にある程度
の許容範囲を有している。しかし、許容される最大摩耗
量よりも多く摩耗が進んでしまうと、磁気抵抗効果膜の
初期抵抗値の変動が大きくなりすぎ、もはや正確な再生
は望めなくなる。

【００２９】ＭＲヘッドを使用する使用者においては、
磁気抵抗効果素子７がまだ使用できるのかどうか容易に
確認できることが望まれる。磁気抵抗効果素子７がまだ
使用できるのかどうかがわからないと、すでに最大摩耗
量よりも多く摩耗が進んでしまい、正確な検出ができな
くなっている磁気抵抗効果素子７を使用し続ける場合も
でてくる。

【００３０】そこで、このＭＲヘッド１では、摩耗モニ
タ１１によって、磁気抵抗効果素子７の摩耗量が、正確
な検出を行うための許容最大摩耗量に達しているかどう
かを検出している。

【００３１】外部端子１０ａ，１０ｂから引き出し導体
９ａ，９ｂと永久磁石膜８ａ，８ｂとを介して磁気抵抗
効果素子７にセンス電流として供給される電流の一部
は、永久磁石膜８ａを介して摩耗モニタ１１にも供給さ
れる。摩耗モニタ１１の端子部１１ｃには図示しない電
流検出器が接続されており、この電流検出器によって、
摩耗モニタ１１に電流が流れているかどうかを検出す
る。

【００３２】また、摩耗モニタ１１の摩耗検知部１１ａ
は、磁気抵抗効果素子７と同様に、その一端部が磁気記
録媒体との摺動面１ａに露出しているので、磁気記録媒
体との摺動により、磁気抵抗効果素子７とともに摩耗検
知部１１ａも摩耗していく。

【００３３】そして、摩耗検知部１１ａの長さｔ₁は、
磁気抵抗効果素子７の許容最大摩耗量と略等しくされて
いるので、磁気抵抗効果素子７の摩耗量が許容最大摩耗
量に達したときに、摩耗検知部１１ａは全て摩耗されて
しまう。摩耗検知部１１ａが全て摩耗されてしまうと、
図４に示すように、摩耗モニタ１１の導体部１１ｂと永
久磁石膜８ａとの間の電気的接続が分断されてしまい、
摩耗モニタ１１に電流が流れなくなる。

【００３４】このように、摩耗モニタ１１に電流が流れ
なくなることにより、磁気抵抗効果素子７の摩耗量が許
容最大摩耗量に達したことを知ることができる。

【００３５】なお、図１及び図２では、特徴を分かりや
すく図示するために、ＭＲヘッド素子３の部分を大きく
表記しているが、実際には、ＭＲヘッド素子３は基板２
に比べると非常に微細であり、テープ摺動面１ａとなる
のは、殆ど基板の上部端面だけである。

【００３６】つぎに、以上のようなＭＲヘッド１の製造
方法について説明する。なお、以下の説明で用いる図面
は、特徴を分かりやすく図示するために、特徴となる部
分を拡大して示している場合があり、各部材の寸法の比
率が実際と同じであるとは限らない。

【００３７】また、以下の説明では、ＭＲヘッド１を構
成する各部材、並びにその材料、大きさ及び膜厚等につ
いて、具体的な例を挙げるが、本発明は、以下の例に限
定されるものではない。例えば、以下の説明では、ハー
ドディスク装置等で実用化されているものと同様な構造
を有する、いわゆるシールド型のＳＡＬ（Soft Adjacen
t Layer）バイアス方式の磁気抵抗効果型ＭＲヘッド素
子を用いた例を挙げるが、本発明に係るＭＲヘッド１で
は、シールド型のＳＡＬバイアス方式の磁気抵抗効果型
ＭＲヘッド素子以外のＭＲヘッド素子も使用可能である
ことは言うまでもない。

【００３８】ＭＲヘッド１を作製する際は、先ず、例え
ば直径３インチの円盤状の第１の基板２を用意する。こ
の第１の基板２上には、以下に説明するように、ＭＲヘ
ッド素子４が多数形成される。そして、ＭＲヘッド素子
４が形成された第１の基板２を切り分けることにより、
最終的に多数のＭＲヘッド１が得られる。この第１の基
板２は、リーディング側のガード材と、ＭＲヘッド素子
４の下層シールドとを兼ねるものであり、その材料に
は、高硬度の軟磁性材料を用いる。具体的には、例え
ば、Ｎｉ−ＺｎフェライトやＭｎ−Ｚｎフェライトが好
適である。

【００３９】次に、図５及び図６に示すように、第１の
基板２の上に、ＭＲヘッド素子４の下層ギャップとなる
第１の絶縁膜３を、スパッタリング等により成膜する。
ここで、第１の絶縁膜３の材料には、絶縁特性や耐磨耗
性等の観点から、Ａｌ₂Ｏ₃が好適である。なお、この第
１の絶縁膜３の膜厚は、所望とする下層ギャップ長に約
２０ｎｍ程度加えた値とする。下層ギャップの膜圧は、
記録信号の周波数等に応じて適切な値に設定すればよ
く、具体的には、例えば９３ｎｍ程度とする。

【００４０】次に、上記第１の絶縁膜の所望とする厚み
以上の分を研磨して表面を鏡面とする。第１の絶縁膜３
を、Ａｌ₂Ｏ₃をスパッタリングにより形成した場合、そ
のままでは、第１の絶縁膜３の表面粗さが大きく、この
上に形成されるＭＲ素子の特性が劣化する。そのため表
面を研磨して鏡面とする。この鏡面とするために必要な
研磨量は２０ｎｍ程度であり、この程度の研磨量ならば
３インチ以上の径の基板でも研磨量分布差はほとんど無
く均一なため、大口径化も可能である。また、従来の方
法に比べて下層ギャップ材料の研磨量が極端に少なく、
ギャップの厚みを制御することが非常に容易となる。

【００４１】次に、図７及び図８に示すように、第１の
絶縁膜３の上に、ＳＡＬバイアス方式の磁気抵抗効果素
子７を構成する薄膜（以下、磁気抵抗効果素子用薄膜７
ａと称する。）を成膜する。

【００４２】具体的には、磁気抵抗効果素子用薄膜７ａ
は、例えば、Ｔａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅＮｂ（４３ｎ
ｍ）／Ｔａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（４０ｎｍ）／Ｔａ
（１ｎｍ）を、この順にスパッタリングにより順次成膜
して形成する。この場合は、ＮｉＦｅが、磁気抵抗効果
を有する磁気抵抗効果膜であり、ＭＲヘッド素子４の感
磁部となる。また、ＮｉＦｅＮｂが、磁気抵抗効果膜に
対してバイアス磁界を印加するための軟磁性膜（いわゆ
るＳＡＬ膜）となる。なお、磁気抵抗効果素子７の材料
や膜厚は、上記の例に限るものではなく、システムの要
求等に応じて適切なものを用いるようにすればよい。

【００４３】次に、磁気抵抗効果素子７の動作の安定化
を図るために、図９乃至図１１に示すように、各ＭＲヘ
ッド素子毎に２つの矩形状の永久磁石膜８ａ，８ｂを、
フォトリソグラフィ技術を用いて、磁気抵抗効果素子用
薄膜７ａに埋め込む。なお、図１０及び図１１、並びに
後掲する図１２乃至図１７は、１つのＭＲヘッド素子４
に対応する部分、すなわち図７中の円Ａの部分を拡大し
て示している。

【００４４】この永久磁石膜８ａ，８ｂは、例えば、長
軸方向の長さｔ₃を約５０μｍ、短軸方向の長さｔ₄を約
１０μｍとして、２つの永久磁石膜８ａ，８ｂの間隔ｔ
₅を約５μｍとする。これら２つの永久磁石膜８ａ，８
ｂの間隔ｔ₅が、最終的には、ＭＲヘッド素子４のトラ
ック幅になる。すなわち、本例では、ＭＲヘッド素子４
のトラック幅が約５μｍとなる。ただし、トラック幅
は、上記の例に限るものではなく、システムの要求等に
応じて、適切な値に設定するようにすればよい。

【００４５】このような永久磁石膜８ａ，８ｂを埋め込
む際は、例えば、先ず、フォトレジストにより、各ＭＲ
ヘッド素子毎に２つの長方形の開口部を有するマスクを
形成する。次に、エッチングを施して、開口部に露呈し
ていた磁気抵抗効果素子用薄膜７ａを除去する。なお、
ここでのエッチングは、ドライ方式でもウエット方式で
も構わないが、加工のしやすさ等を考慮すると、イオン
エッチングが好適である。次に、永久磁石膜をスパッタ
リング等により成膜する。なお、永久磁石膜の材料とし
ては、保磁力が１０００[Ｏｅ]以上ある材料が好まし
く、例えば、ＣｏＮｉＰｔやＣｏＣｒＰｔ等が好適であ
る。その後、マスクとなっていたフォトレジストを、当
該フォトレジスト上に成膜された永久磁石膜とともに除
去する。これにより、図９乃至図１１に示したように、
所定パターンの永久磁石膜８ａ，８ｂが磁気抵抗効果素
子用薄膜７ａに埋め込まれた状態となる。

【００４６】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
図１２及び図１３に示すように、最終的に磁気抵抗効果
素子７として動作する部分（以下、磁気抵抗効果素子と
称する。）を残して、磁気抵抗効果素子用薄膜７ａをエ
ッチングする。なお、このとき、当該磁気抵抗効果素子
７にセンス電流を供給するための引き出し導体９ａ，９
ｂとなる部分も残しておく。

【００４７】具体的には、例えば、先ず、フォトレジス
トにより、各ＭＲヘッド素子毎に、磁気抵抗効果素子７
と、磁気抵抗効果素子７にセンス電流を供給するための
引き出し導体９ａ，９ｂとなる部分と、磁気抵抗効果素
子の摩耗を検出する摩耗モニタ１１となる部分とにフォ
トレジストが残存したマスクを形成する。次に、エッチ
ングを施して、マスクから露呈していた磁気抵抗効果素
子用薄膜７ａを除去する。なお、ここでのエッチング
は、ドライ方式でもウエット方式でも構わないが、加工
のしやすさ等を考慮すると、イオンエッチングが好適で
ある。その後、マスクとなっていたフォトレジストを除
去することにより、磁気抵抗効果素子用薄膜７ａのう
ち、磁気抵抗効果素子７と、当該磁気抵抗効果素子７に
センス電流を供給するための引き出し導体９ａ，９ｂと
なる部分と、磁気抵抗効果素子の摩耗を検出する摩耗モ
ニタ１１となる部分とが残された状態となる。

【００４８】なお、磁気抵抗効果素子の幅ｔ₂は、例え
ば約４μｍとする。この幅ｔ₂は、最終的には、磁気抵
抗効果素子７のテープ摺動面１ａ側の端部から他端まで
の長さ、すなわちデプス長ｄに相当する。したがって、
本例では、磁気抵抗効果素子７のデプス長ｄは約４μｍ
となる。ただし、デプス長ｄは、上記の例に限るもので
はなく、システムの要求等に応じて、適切な値に設定す
るようにすればよい。そして、摩耗モニタ１１の摩耗検
知部１１ａの長さｔ₁は、磁気抵抗効果素子７の許容最
大摩耗量と略等しくする。具体的には、摩耗検知部１１
ａの長さｔ₁を約２μｍとする。また、引き出し導体９
ａ，９ｂとなる部分については、例えば、それぞれの長
さｔ₆を約２ｍｍとし、それぞれの幅ｔ₇を約８０μｍと
し、それらの間隔ｔ₈を約４０μｍとする。

【００４９】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
図１２及び図１３に示すように、磁気抵抗効果素子７に
センス電流を供給するための引き出し導体９ａ，９ｂと
なる部分と、磁気抵抗効果素子７の摩耗を検出する摩耗
モニタ１１となる部分とを、より電気抵抗の小さい導電
膜に置き換えて、磁気抵抗効果素子７にセンス電流を供
給するための引き出し導体９ａ，９ｂと、磁気抵抗効果
素子７の摩耗を検出する摩耗モニタ１１となる部分とを
形成する。

【００５０】具体的には、先ず、フォトレジストによ
り、引き出し導体９ａ，９ｂとなる部分と、摩耗モニタ
１１となる部分とに開口部を有するマスクを形成する。
次に、エッチングを施して、開口部に露呈している部
分、すなわち引き出し導体９ａ，９ｂとなる部分と、摩
耗モニタ１１となる部分とに残されていた磁気抵抗効果
素子用薄膜７ａを除去する。次に、フォトレジストのマ
スクをそのまま残した状態で、その上に導電膜を成膜す
る。ここで、導電膜は、例えば、Ｔｉ（１５ｎｍ）／Ｃ
ｕ（７０ｎｍ）／Ｔｉ（１５ｎｍ）をこの順にスパッタ
リングにより順次成膜して形成する。その後、マスクと
なっていたフォトレジストを、当該フォトレジスト上に
成膜された導電膜とともに除去する。これにより、図１
２及び図１３に示したように、導電膜からなる引き出し
導体９ａ，９ｂと摩耗モニタ１１とが形成された状態と
なる。

【００５１】次に、図１４及び図１５に示すように、Ｍ
Ｒヘッド素子４の上層ギャップとなる第２の絶縁膜５
を、スパッタリング等により成膜する。ここで、第２の
絶縁膜５の材料には、絶縁特性や耐磨耗性等の観点か
ら、Ａｌ₂Ｏ₃が好適である。また、この第２の絶縁膜５
の膜厚は、記録信号の周波数等に応じて適切な値に設定
すればよく、具体的には、例えば１８０ｎｍ程度とす
る。

【００５２】次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、
図１６及び図１７に示すように、外部回路と接続するた
めの外部端子１０ａ，１０ｂを、上記引き出し導体９
ａ，９ｂの端部上に形成し、また、摩耗モニタ１１の端
子部１１ｃを、導体部１１ｂの端部に形成する。

【００５３】具体的には、例えば、先ず、フォトレジス
トにより、外部端子１０ａ，１０ｂ及び端子部１１ｃと
なる部分に開口部を有するマスクを形成する。次に、エ
ッチングを施して、開口部に露呈している部分、すなわ
ち外部端子１０ａ，１０ｂ及び端子部１１ｃとなる部分
の第２の絶縁膜５を除去し、上記引き出し導体９ａ，９
ｂ及び導体部１１ｂの端部を露出させる。次に、フォト
レジストのマスクをそのまま残した状態で、その上に導
電膜を成膜する。ここで、導電膜は、例えば、硫酸銅溶
液を用いた電解メッキにより、Ｃｕを６μｍ程度の膜厚
となるように形成する。なお、この導電膜の形成方法
は、他の膜に影響を与えないものであれば、電解メッキ
以外の方法でもよい。その後、マスクとなっていたフォ
トレジストを、当該フォトレジスト上に成膜された導電
膜とともに除去する。これにより、図１６及び図１７に
示したように、外部端子１０ａ，１０ｂ及び端子部１１
ｃが形成された状態となる。

【００５４】以上の工程で、第１の基板２上にＭＲヘッ
ド素子４を形成する薄膜工程が完了し、図１８に示すよ
うに、第１の基板２上に多数のＭＲヘッド素子４が形成
された状態となる。

【００５５】次に、第１の基板２を横方向にＭＲヘッド
素子毎に切断し、図１９及び図２０に示すように、第１
の基板２上に複数のＭＲヘッド素子４が横一列に並んだ
状態とする。以下、このように第１の基板２上に複数の
ＭＲヘッド素子４が横一列に並んだものをＭＲヘッド素
子列と称する。

【００５６】そして、図２１に示すように、ＭＲヘッド
素子列に切り出された第１の第１の基板２上に、例えば
厚さｔ₉が約０．７ｍｍの第２の基板６を貼り付ける。
この第２の基板６は摺動方向後端側のガード材とＭＲヘ
ッド１の上層シールドとを兼ねるものとなる。第２の基
板６の貼り付けには、例えば樹脂等の接着剤が用いられ
る。このとき、この第２の基板６の長さｔ₁₀を第１の第
１の基板２の長さｔ₁₁よりも短くして、ＭＲヘッド素子
４の外部端子１０ａ，１０ｂ及び摩耗モニタ１１の端子
部１１ｃを露出させて外部端子１０ａ，１０ｂ及び端子
部１１ｃへの接続が行われるようにする。また、この第
２の基板６には硬質の軟磁性材料が使用される。第２の
基板６に使用される硬質の軟磁性材料として具体的には
Ｎｉ−Ｚｎフェライト等がある。

【００５７】次に、図２２に示すように、ＭＲヘッド素
子列に対して円筒研磨を施して、テープ摺動面１ａを形
成する。具体的には、磁気抵抗効果素子７の前端がテー
プ摺動面１ａに露呈するとともに、当該磁気抵抗効果素
子７のデプス長ｄが所定の長さとなるまで、ＭＲヘッド
素子列に対して円筒研磨を施す。これにより、図２２に
示すように、テープ摺動面１ａが円弧状の曲面とされ
る。なお、この円筒研磨によって形成されるテープ摺動
面１ａのＲ形状は、テープテンション等に応じた適切な
形状とすればよく、特に限定されるものではない。

【００５８】次に、図２３に示すように、ＭＲヘッド素
子列を個々に分割するため、ＭＲヘッド素子列をＭＲヘ
ッド素子毎に切断する。この切断方向を、図２３に示す
ようにＭＲヘッド部が形成された面に対して垂直ではな
く、所定の角度θを付けて切断する。この切断する角度
は使用するシステムに応じて変化させればよい。

【００５９】以上の工程を経ることにより、図１及び図
２に示したようなＭＲヘッド１が完成する。

【００６０】このＭＲヘッド１を、例えばヘリカルスキ
ャンテープシステムにおいて使用する際は、図２４に示
すように、ＭＲヘッド１をチップベース２０に張り付け
るとともに、上述したように形成した外部端子１０ａ，
１０ｂと、チップベース２０に設けられた端子２１ａ，
２１ｂとを電気的に接続する。また、摩耗モニタ１１の
端子部１１ｃと、チップベース２０に設けられた端子２
１ｃとを電気的に接続する。そして、ＭＲヘッド１は、
このようにチップベース２０に取り付けられた上で、図
２５に示すように、回転ドラム２２に取り付けられる。

【００６１】上述したようなＭＲヘッド１は、例えばヘ
リカルスキャニング方式等、テープ状の磁気記録媒体と
高速で摺動して情報の記録再生を行うシステムに用いら
れたときに、磁気抵抗効果素子の摩耗が大きく、その摩
耗量を容易に検出することができるので特に有効であ
る。しかし、このＭＲヘッド１は、ディスク状の磁気記
録媒体と摺動して情報の記録再生を行うシステムに用い
ることも可能である。

【００６２】なお、上述した実施の形態では、異方性磁
気抵抗効果を有する軟磁性材料を膜にした磁気抵抗効果
素子を用いたＭＲヘッドを例に挙げて説明したが、本発
明はこれに限定されるものではなく、複数の薄膜が積層
された多層構造をとることにより巨大磁気抵抗効果を有
する巨大磁気抵抗効果素子を用いたＭＲヘッドについて
も適用可能である。

【００６３】

【発明の効果】本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッド
では、摩耗モニタを有しているので、磁気抵抗効果素子
の摩耗量が許容最大量に達したことを容易に、しかも正
確に検出することができる。

【００６４】従って、本発明では、ヘッドの寿命を正確
に検知することができ、ヘッドの摩耗による致命的欠陥
をなくして出力を安定化し、高い信頼性を有する磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るＭＲヘッドの一例を示す斜視図で
ある。

【図２】図１のＭＲヘッドを磁気テープ摺動面側から見
た平面図である。

【図３】図１のＭＲヘッドに用いられるＭＲヘッド素子
の一例を示す平面図である。

【図４】磁気記録媒体との摺動により摩耗したＭＲヘッ
ド素子の様子を示す平面図である。

【図５】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、第
１の基板上に第１の絶縁膜を形成した状態を示す平面図
である。

【図６】図５中、Ｘ₁−Ｘ₂線における断面図である。

【図７】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、磁
気抵抗効果素子用薄膜を形成した状態を示す平面図であ
る。

【図８】図７中、Ｘ₃−Ｘ₄線における断面図である。

【図９】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、磁
気抵抗効果素子用薄膜上にレジストパターンが形成され
た状態を示す平面図である。

【図１０】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
永久磁石膜が形成された状態を示す平面図である。

【図１１】図１０中、Ｘ₅−Ｘ₆線における断面図であ
る。

【図１２】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
更に磁気抵抗効果素子及び引き出し導体並びに摩耗モニ
タが形成された状態を示す平面図である。

【図１３】図１２中、Ｘ₇−Ｘ₈線における断面図であ
る。

【図１４】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
ＭＲヘッド素子上に第２の絶縁膜が形成された状態を示
す平面図である。

【図１５】図１４中、Ｘ₉−Ｘ₁₀線における断面図であ
る。

【図１６】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
外部端子が形成された状態を示す平面図である。

【図１７】図１６中、Ｘ₁₁−Ｘ₁₂線における断面図であ
る。

【図１８】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
第１の基板上に多数のＭＲヘッド素子が形成された状態
を示す平面図である。

【図１９】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
第１の基板が切り分けられて、第１の基板上に複数の磁
気ヘッド素子が横一列に並んだ磁気ヘッド素子列の平面
図である。

【図２０】図１９中、Ｘ₁₃−Ｘ₁₄線における断面図であ
る。

【図２１】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
ＭＲヘッド素子列に切り分けられた第１の基板上に第２
の基板を貼り付けた状態を示す斜視図である。

【図２２】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
磁気ヘッド素子列に対して円筒研磨を施してテープ摺動
面を形成した状態を示す斜視図である。

【図２３】ＭＲヘッドの製造方法を説明する図であり、
磁気ヘッド素子列を磁気ヘッド毎に切り分ける様子を示
した平面図である。

【図２４】ＭＲヘッドが、チップベース上に貼り付けら
れた状態を示す平面図である。

【図２５】ＭＲヘッドが回転ドラム上に搭載された様子
を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ＭＲヘッド、２第１の基板、３第１の絶縁
膜、４ＭＲヘッド素子、５第２の絶縁膜、６
第２の基板、７ＭＲ素子部、８ａ，８ｂ永久
磁石膜、９ａ，９ｂ引き出し導体、１０ａ，１０
ｂ外部端子１１摩耗モニタ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体を摺動させて、当該磁気記
録媒体からの信号を磁気抵抗効果素子によって検出する
磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子と略平行に配された導電体と、上記導電体の両端から導出された一対の端子とを備え、磁気記録媒体摺動面が摩耗するに伴って、上記導電体が
摩耗し、当該導電体の抵抗値が変化するようになされて
おり、上記一対の端子間の抵抗値を検出することにより、磁気
記録媒体摺動面の摩耗量を検知できるようになされてい
ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項２】上記一対の端子のいずれか一方は、上記
磁気抵抗効果素子から導出される端子を兼ねていること
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。