JP2000048325A - ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗効果素子と磁界誘導ヨークとの間の
オーバーラップ領域における磁化量低下、磁気抵抗効果
素子の定電流駆動で得られる再生電圧並びに磁気抵抗効
果素子に流入する磁束量を改善することにより再生出力
を向上し、高記録密度化が実現できるヨークタイプ磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドにおいて、磁界誘導ヨーク２のヨークギャップ２Ｇ
部分にトラック幅方向に磁気抵抗効果素子（MR素子又は
GMR素子）７Ａ、７Ｂを複数配列する。この磁気抵抗効
果素子７Ａ、７Ｂのそれぞれは連結配線７４により電気
的に直列に接続され、それぞれの磁気抵抗効果素子７
Ａ、７Ｂにおいて検出電流の流れる方向Ｉｓが磁界誘導
ヨーク２に流れる信号磁界方向Ｍｓと実質的に平行に設
定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ヨークタイプ磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
特に本発明は、磁界誘導ヨークのヨークギャップ部分に
磁気抵抗効果素子（MR素子又はGMR素子）を配設するヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜磁気ヘッドは、インダクタンスが低
く、周波数特性に優れていることからハードディスクド
ライブ（HDD）に組み込まれる磁気ヘッドとして数多く
使用されている。最近では、HDDと同様に、デジタルビ
デオテープレコーダ（VTR）やデジタルストレージの用
途として、薄膜磁気ヘッドはテープ系磁気記録媒体に記
録されたデータの再生に使用される。

【０００３】HDDを含むデジタルストレージの用途にお
いては、記録密度の高密度化に加えてデータ転送速度の
高速化が望まれており、薄膜磁気ヘッドには更なる再生
出力の増加及び低インダクタンス化が要望されている。

【０００４】このような要望に応えるべく、HDDにおい
ては磁気抵抗効果素子が利用されつつある。図１７は一
般的な磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの概略平面図であ
る。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、基板１００上に
配設された磁気抵抗効果素子１０１を備える。磁気抵抗
効果素子１０１にはMR素子が使用される。磁気抵抗効果
素子１０１の一端側、他端側には一対のリード配線１０
２が電気的に接続されており、リード配線１０２は磁気
抵抗効果素子１０１に検出電流を供給しかつ供給された
検出電流の取り出しを行う。磁気記録媒体１０３に記録
された磁気データにより（磁場の影響により）磁気抵抗
効果素子１０１の抵抗値が変化し、リード配線１０２で
供給された検出電流が変化する。この検出電流の変化は
リード配線１０２で取り出され、取り出された検出信号
は磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの再生出力になる。一
対のリード配線１０２間はトラック幅Ｔである。

【０００５】図１７に示す磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドは磁気記録媒体１０３から浮上した状態でHDDに組み
込まれるので、磁気記録媒体１０３と磁気抵抗効果素子
１０１との接触がない。ところが、VTR等に組み込まれ
る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗
効果素子とテープ系磁気記録媒体との間が常時接触状態
にある。このため、磁気抵抗効果素子に一定の電流が流
れ、短絡、放電又は腐食により磁気抵抗効果素子の特性
変化や特性劣化が発生し、さらに磨耗により磁気抵抗効
果素子の特性変化や特性劣化が発生する恐れがある。

【０００６】そこで、テープ系磁気記録媒体の再生に
は、磁気記録媒体から離れた位置に磁気抵抗効果素子を
配設し、磁気記録媒体と磁気抵抗効果素子との間に磁束
導入用磁性体を配設したヨークタイプ磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドが使用される。図１８は一般的なヨークタ
イプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの概略平面図、図１
９は図１８に示すＦ１９−Ｆ１９切断線で切ったヨーク
タイプ磁気抵抗効果型ヘッドの側面図である。図１８中
上側、図１９中左側には、図示しないがテープ系磁気記
録媒体が高速走行する。ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドは、基板１１０上に配設された磁界誘導ヨ
ーク１１１及び磁気抵抗効果素子１１３を備える。磁界
誘導ヨーク１１１は下部磁性層１１１Ａ、磁気記録媒体
側において下部磁性層１１１Ａ上に磁気ギャップ層１１
２を介して配設された上部磁性層１１１Ｆ、磁気記録媒
体側とは反対側において下部磁性層１１１Ａ上に直接配
設された上部磁性層１１１Ｒで構成される。この磁界誘
導ヨーク１１１は磁気ギャップ層１１２で検出される信
号磁界の閉磁路を構築する。上部磁性層１１１Ｆ、１１
１Ｒのそれぞれの間には隙間が形成され、この隙間はヨ
ークギャップ（ヨーク内ギャップ）１１４として機能す
る。磁気抵抗効果素子１１３はヨークギャップ１１４部
分に図示しない絶縁体を介在して配設される。磁気抵抗
効果素子１１３の一端側、他端側にはそれぞれリード配
線１１５が電気的に接続され、このリード配線１１５は
検出電流の供給及び検出電流の取り出しを行う。

【０００７】図２０は磁界誘導ヨーク１１１の形状と磁
気抵抗効果素子１１３中の磁化との関係について３次元
有限要素法で計算した結果を示す図である。一般的に、
磁気抵抗効果素子１１３中の磁化が大きいほど、ヨーク
タイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの再生効率は良く
なる。図２０に示すように、再生効率の向上には以下の
３点が必要である。

【０００８】（１）磁界誘導ヨーク１１１の幅を狭くす
る。 （２）磁界誘導ヨーク１１１の厚さ、すなわち磁性層の
膜厚を厚くする。 （３）ヨークギャップ１１４を狭くする。

【０００９】しかしながら、単純に再生効率を向上する
ことができない。すなわち、第１に、磁界誘導ヨーク１
１１の幅を狭くすると、磁気抵抗効果素子１１３の長さ
（一対のリード配線１１５間の距離に相当する。）が短
くなることと等しく、磁気抵抗効果素子１１３の抵抗値
そのものが低くなる。例えば、磁界誘導ヨーク１１１の
幅を２分の１に設定すると磁気抵抗効果素子１１３の磁
化量は1.5倍に増加するが、磁気抵抗効果素子１１３の
抵抗値が半分になるので、定電流駆動で得られる再生電
圧はむしろ低下する。

【００１０】第２に、ヨークギャップ１１４を狭くすれ
ば再生効率は向上できるが、フォトリソグラフィ技術並
びにエッチング技術の加工精度向上に限界があり、製造
上、ヨークギャップ１１４は狭くできない。磁界誘導ヨ
ーク１１１、すなわち磁性層の膜厚を薄くすればヨーク
ギャップ１１４をある程度狭くすることが可能である
が、図２０に示すように磁性層の膜厚を厚くしなければ
再生効率が向上できない。

【００１１】第３に、図１９に示すように、磁気抵抗効
果素子１１３と上部磁性層１１１Ｆとの間、磁気抵抗効
果素子１１３と上部磁性層１１１Ｒとの間にはそれぞれ
磁気的結合を行うために互いに重なり合うオーバーラッ
プ領域Ｌが必要になるが、このオーバーラップ領域Ｌに
おいては磁気抵抗効果素子１１３の中心部分に比べては
るかに磁化量が小さい。すなわち、磁気抵抗効果素子１
１３のオーバーラップ領域Ｌにおいては、検出電流の抵
抗変化に寄与する割合が小さく、むしろ再生効率が低下
する。

【００１２】第４に、図示しないが、オーバーラップ領
域Ｌにおいては、磁気抵抗効果素子１１３と上部磁性層
１１１Ｆとの間、磁気抵抗効果素子１１３と上部磁性層
１１１Ｒとの間にはそれぞれ電気的分離を行う絶縁体が
形成されるが、この絶縁体は信号磁界に対する磁気抵抗
として作用して大幅な再生効率の低下を生じる。

【００１３】このような技術的課題のうちいくつかを解
決できるヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
が、特開平８−２３５５３５号公報、特開平８−１４７
６３２号公報にそれぞれ開示されている。これらの公報
に開示された磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、図１８
に示す磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素
子１１３に流れる検出電流とは直交方向に、すなわち磁
界誘導ヨークで構築される磁路と平行方向に、磁気抵抗
効果素子に検出電流を流す構造としたものである。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
公報に開示された磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおい
ては、以下の点について配慮がなされていない。磁気抵
抗効果素子の抵抗値をある程度高くして定電圧駆動で得
られる再生電圧を高め、高記録密度化を図るためには、
トラック幅方向において磁気抵抗効果素子の幅を狭くす
るか、磁界誘導ヨークのヨークギャップの長さを長くし
て磁路方向に磁気抵抗効果素子の長さを長くすることが
考えられる。ところが、いずれの方法も、磁路全体の磁
気抵抗が増加し、かえって再生効率が低下してしまう。

【００１５】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものである。従って、本発明の目的は、再生出力を向
上させることができ、高記録密度化が実現できるヨーク
タイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供することで
ある。さらに詳細には、本発明の目的は、磁気抵抗効果
素子と磁界誘導ヨークとの間のオーバーラップ領域にお
ける磁化量低下を改善し、磁気抵抗効果素子の定電流駆
動で得られる再生電圧を改善し、かつ磁気抵抗効果素子
に流入する磁束量を改善することにより再生出力を向上
させ、高記録密度化が実現できるヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドを提供することである。

【００１６】さらに、本発明の目的は、バルクハウゼン
ノイズを減少させて再生出力特性を向上させることがで
き、構造が簡易に実現できるヨークタイプ磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドを提供することである。

【００１７】さらに、本発明の目的は、閉磁路全体の磁
気抵抗を減少させて、再生出力を向上させることができ
るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供す
ることである。

【００１８】さらに、本発明の目的は、スピンバルブ型
巨大磁気抵抗効果素子を備えたヨークタイプ磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドにおいて、上記目的を達成すること
である。

【００１９】さらに、本発明の目的は、上記スピンバル
ブ型巨大磁気抵抗効果素子の微細加工、特に自由層とこ
の自由層の磁区制御を行う硬磁性層とを微細に加工でき
るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方
法を提供することである。

【００２０】さらに、本発明の目的は、交換結合型巨大
磁気抵抗効果素子を備えたヨークタイプ磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドにおいて、上記目的を達成することであ
る。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、この発明の第１の特徴は、ヨークタイプ磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨークギャップを有する
磁界誘導ヨークと、磁界誘導ヨークのヨークギャップ部
分においてトラック幅方向に複数配列された磁気抵抗効
果素子（MR素子又はGMR素子）と、複数配列された磁気
抵抗効果素子のそれぞれを電気的に直列に接続し、それ
ぞれの磁気抵抗効果素子において検出電流の流れる方向
を磁界誘導ヨークに流れる信号磁界方向と実質的に平行
にする連結配線と、を備えたことである。

【００２２】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果素子
に検出電流が流れる方向と磁界誘導ヨークに信号磁界が
流れる方向とをほぼ平行にしたので、磁界誘導ヨークと
磁気抵抗効果素子とのオーバーラップ領域における磁化
量低下が防止でき、再生出力が向上できる。さらに、ヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、
複数の磁気抵抗効果素子がトラック幅方向に配列され、
この複数の磁気抵抗効果素子が電気的に直列に接続され
るので、複数の磁気抵抗効果素子の合計の抵抗値が高
く、定電流駆動で得られる再生電圧が高くなり、再生出
力が向上できる。さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果素子の合計の
抵抗値が高く、再生電圧が高く設定でき、磁界誘導ヨー
クのトラック幅方向の幅を狭くして磁気抵抗効果素子に
流入する磁束量が増加できるので、再生出力が向上でき
る。従って、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドの高記録密度化が実現できる。

【００２３】この発明の第２の特徴は、ヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、連結配線が反強
磁性層又は硬磁性層で形成されたことである。

【００２４】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、前述の第１の特徴
で得られる効果に加え、反強磁性層又は硬磁性層により
磁気抵抗効果素子の単磁区構造の安定性が確保できるの
で、バルクハウゼンノイズが減少でき、再生出力特性が
向上できる。さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドにおいては、連結配線が反強磁性層又は硬磁
性層で形成されるので、連結配線の形成に別途新たに薄
膜を形成する必要がなくなり、構造が簡易に実現でき
る。ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造
プロセスにおいては、連結配線を形成する工程を削減で
きるので、製造工程数が減少できる。

【００２５】この発明の第３の特徴は、ヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素
子の一部が磁界誘導ヨークに直接接続されたことであ
る。磁気抵抗効果素子の一部と磁界誘導ヨークとの間の
直接接続は双方のオーバーラップ領域で行われることが
好ましい。さらに好ましくは、磁気抵抗効果素子の一部
と磁界誘導ヨークとの間の直接接続は磁気記録媒体に近
接する側で行われる。

【００２６】このように構成される磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果素子の一部と磁界
誘導ヨークとの間の磁気抵抗が直接接続で減少できるの
で、閉磁路全体の磁気抵抗が減少できる。すなわち、磁
気抵抗効果素子に流入する磁束量が増加できるので、磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの再生出力が向上できる。

【００２７】この発明の第４の特徴は、ヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨークギャップ
を有する磁界誘導ヨークと、磁界誘導ヨークのヨークギ
ャップ部分においてトラック幅方向に複数配列され、そ
れぞれトラック幅方向と実質的に平行な方向に磁化され
た自由層を有するスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子
（GMR素子）と、スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子
の自由層の側部に配設され、自由層の磁区制御を行う硬
磁性層と、複数配列されたスピンバルブ型巨大磁気抵抗
効果素子のそれぞれを電気的に直列に接続し、それぞれ
のスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子において検出電
流の流れる方向を磁界誘導ヨークに流れる信号磁界方向
と実質的に平行にする連結配線と、を備えたことであ
る。トラック幅方向に複数配列されたスピンバルブ型磁
気抵抗効果素子の自由層と硬磁性層との間は電気的には
絶縁される。

【００２８】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、前述の第１の特徴
のヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドで得られ
る効果がスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子で得ら
れ、さらにスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子は自由
層の磁化方向を磁路に対して垂直方向に設定しているの
で、数倍の再生出力が得られる。さらに、スピンバルブ
型巨大磁気抵抗効果素子の自由層の磁区は側部に配設さ
れた硬磁性層により単磁区化されるので、バルクハウゼ
ンノイズの発生が減少できる。さらに、第１の特徴のヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドと同様に、複
数のスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子が直列に接続
されたことにより、複数のスピンバルブ型巨大磁気抵抗
効果素子の合計の抵抗値が高く、定電流駆動で得られる
再生電圧が高くなり、再生出力が向上できる。

【００２９】この発明の第５の特徴は、ヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法において、
（１）基板上に自由層、非磁性導電層、固定層、反強磁
性層のそれぞれを順次積層する工程と、（２）反強磁性
層上においてトラック幅方向に所定間隔でマスクを形成
し、このマスクを使用して反強磁性層、固定層、非磁性
導電層、自由層の各層をパターンニングする工程と、
（３）パターンニングされた各層の側部並びにマスク上
に絶縁層及び硬磁性層を堆積する工程と、（４）マスク
及びマスク上の不必要な絶縁層及び硬磁性層を除去しつ
つ、各層間には硬磁性層を残し、自由層、非磁性導電
層、固定層、反強磁性層及びこれらの側部に硬磁性層を
有するスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子をトラック
幅方向に複数形成する工程と、を備えたことである。

【００３０】このような製造方法で形成されるヨークタ
イプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、トラッ
ク幅方向に複数配列されたスピンバルブ型巨大磁気抵抗
効果素子のそれぞれの自由層に対して硬磁性層がリフト
オフ法により自己整合（セルフアライメント）で形成で
きる。従って、スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子の
微細加工が実現できる。

【００３１】この発明の第６の特徴は、ヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、ヨークギャップ
を有する磁界誘導ヨークと、磁界誘導ヨークのヨークギ
ャップ部分においてトラック幅方向に複数配列され、そ
れぞれ、第１反強磁性層による交換結合でトラック幅方
向と実質的に平行な方向に磁化された自由層及び第１反
強磁性層とはブロッキング温度が異なる第２反強磁性層
による交換結合でトラック幅方向と実質的に直交する方
向に磁化された固定層を有する交換結合型巨大磁気抵抗
効果素子（GMR素子）と、複数配列された交換結合型巨
大磁気抵抗効果素子のそれぞれを電気的に直列に接続
し、それぞれの交換結合型巨大磁気抵抗効果素子におい
て検出電流の流れる方向を磁界誘導ヨークに流れる信号
磁界方向と実質的に平行にする連結配線と、を備えたこ
とである。

【００３２】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、前述の第４の特徴
で得られる効果に加えて、交換結合型巨大磁気抵抗効果
素子は第１反強磁性層の交換結合作用により自由層の単
磁区化の制御を行えるので、第４の特徴における硬磁性
層がなくなる。従って、トラック幅方向に複数配列され
た複数の磁気抵抗効果素子間に硬磁性層を形成する必要
がなく、第１、第２反強磁性層、自由層、固定層の各層
を積層した単純な構造で交換結合型巨大磁気抵抗効果素
子が形成できるので、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの構造が簡易に実現できる。さらに、製造プ
ロセスにおいては、リフトオフ法により硬磁性層を形成
する工程がなくなるので、ヨークタイプ磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドの製造工程数が削減できる。

【００３３】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、図面
を参照して本発明の第１の実施の形態について説明す
る。図１は本発明の第１の実施の形態に係るヨークタイ
プ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの平面構成図、図２は
図１に示すＦ２−Ｆ２切断線で切ったヨークタイプ磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構成図である。

【００３４】図１及び図２に示すように、ヨークタイプ
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、ヨークギャップ２Ｇ
を有する磁界誘導ヨーク２と、磁界誘導ヨーク２のヨー
クギャップ２Ｇ部分においてトラック幅Ｔ方向に複数配
列された磁気抵抗効果素子７Ａ及び７Ｂと、複数配列さ
れた磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂのそれぞれを電気的に
直列に接続し、それぞれの磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂ
において検出電流の流れる方向Ｉｓを磁界誘導ヨーク２
に流れる信号磁界方向Ｍｓと実質的に平行にする連結配
線７４と、を備える。直列接続された複数の磁気抵抗効
果素子７Ａ及び７Ｂは１つの磁気抵抗効果素子７として
構築される。これらの磁界誘導ヨーク２、磁気抵抗効果
素子７、連結配線７４はいずれも基板１の表面上に配設
される。

【００３５】磁界誘導ヨーク２は、基板１上に配設され
た下部磁性層２１、図示しない磁気記録媒体側（図１中
上側、図２中左側）において下部磁性層２１上に直接配
設された中間磁性層２２Ｆ、中間磁性層２２Ｆ上に磁気
ギャップ層４を介在して配設された上部磁性層２３Ｆ、
磁気記録媒体側と反対側において下部磁性層２１上に直
接配設された中間磁性層２２Ｒ、中間磁性層２２Ｒ上に
直接配設された上部磁性層２３Ｒを備えて構築される。
中間磁性層２２Ｆと上部磁性層２３Ｆとの間の磁気ギャ
ップ層４は磁気記録媒体に記録された磁気情報の検出を
行う。上部磁性層２３Ｆと上部磁性層２３Ｒとの間の隙
間はヨークギャップ２Ｇとして使用され、本実施の形態
においてヨークギャップ２Ｇ部分上側には磁気抵抗効果
素子７が配設される。ヨークギャップ２Ｇは磁気ギャッ
プ層４で検出された信号磁界を磁気抵抗効果素子７に流
入させる。すなわち、磁界誘導ヨーク２は磁気ギャップ
層４で検出された信号磁界を磁気抵抗効果素子７に流入
させる閉磁路を構築する。図１中及び図２中に示す符号
Ｍｓを付した矢印が指し示す方向は閉磁路における信号
磁界が流れる方向を表す。

【００３６】磁気抵抗効果素子７の磁気抵抗効果素子７
Ａ、７Ｂはいずれも一端側が磁界誘導ヨーク２の上部磁
性層２３Ｆ上に重複（オーバーラップ）して配設され、
他端側が上部磁性層２３Ｒ上に重複して配設される。本
実施の形態において磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂのそれ
ぞれの一端側は上部磁性層２３Ｆに絶縁層６を介在せず
に直接接続されており、双方の間の磁気抵抗が減少され
る。磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂのそれぞれの他端側は
上部磁性層２３Ｒに絶縁層６を介在して間接的に接続さ
れる。磁気抵抗効果素子７Ａの他端側には検出電流Ｉｓ
を供給するリード配線８が電気的に接続され、磁気抵抗
効果素子７Ｂの他端側には供給された検出電流Ｉｓの取
り出しを行うリード配線８が電気的に接続される。

【００３７】磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂは、いずれも
バイアス層７１、中間層７２、MR層７３、反強磁性層７
４のそれぞれを順次積層した積層構造で形成される。バ
イアス層７１は例えば15nmの膜厚を有するCoZrMo膜で形
成される。中間層７２は例えば20nmの膜厚を有するTa膜
で形成される。MR層７３は例えば20nmの膜厚を有するNi
Fe膜で形成される。反強磁性層７４は磁気抵抗効果素子
７Ａ、７Ｂのそれぞれの一端側及び他端側に形成され、
この反強磁性層７４は磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂのそ
れぞれの単磁区構造の安定性を確保してバルクハウゼン
ノイズを減少できる。反強磁性層７４は例えば10nmの膜
厚を有するFeMn膜で形成される。

【００３８】磁気抵抗効果素子７Ａの一端側に形成され
た反強磁性層７４、磁気抵抗効果素子７Ｂの一端側に形
成された反強磁性層７４のそれぞれは、互いに連結され
一体的に形成され、連結配線７４として使用される。こ
の連結配線７４は、前述のように複数配列された磁気抵
抗効果素子７Ａ、７Ｂのそれぞれを電気的に直列に接続
し、それぞれの磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂにおいて検
出電流Ｉｓの流れる方向を磁界誘導ヨーク２に流れる信
号磁界方向Ｍｓと実質的に平行にする。

【００３９】なお、図２中、符号３、５はいずれも絶縁
層である。また、図示しないが、図２中、磁気抵抗効果
素子７及びリード配線８上には保護膜が形成される。

【００４０】次に、前述のヨークタイプ磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。図３乃至図８は
製造方法を工程毎に説明するヨークタイプ磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【００４１】（１）まず、基板１が準備され、図３に示
すように、基板１上に下部磁性層２１を形成する。基板
１にはAl₂O₃-TiC基板、CaTiO基板等のセラミックス基板
が実用的に使用できる。下部磁性層２１にはNiFe膜、Co
ZrNb膜等の軟磁性膜が実用的に使用でき、軟磁性膜は例
えばスパッタリング法により3μｍの膜厚で形成され
る。下部磁性層２１は、フォトリソグラフィ技術で形成
されたマスクを使用し、イオンミリング法によりパター
ンニングされる。

【００４２】（２）図４に示すように、下部磁性層２１
上に中間磁性層２２Ｆ、２２Ｒのそれぞれを同一製造工
程で形成する。中間磁性層２２Ｆ、２２Ｒには、いずれ
も下部磁性層２１と同様に、NiFe膜、CoZrNb膜等の軟磁
性膜が実用的に使用でき、軟磁性膜は例えばスパッタリ
ング法により3μｍの膜厚で形成される。中間磁性層２
２Ｆ、２２Ｒは、フォトリソグラフィ技術で形成された
マスクを使用し、イオンミリング法によりパターンニン
グされる。

【００４３】（３）中間磁性層２２Ｆ及び２２Ｒの周囲
に絶縁層３を埋設する（図５参照）。絶縁層３にはSiO₂
等の無機絶縁膜が実用的に使用できる。絶縁膜３は、例
えばスパッタリング法により無機絶縁膜を基板１全面に
例えば7μｍの膜厚で形成した後に、中間磁性層２２
Ｆ、２２Ｒのそれぞれの表面と一致する高さまで（中間
磁性層２２Ｆ、２２Ｒのそれぞれの表面が露出するま
で）機械研磨される。

【００４４】（４）図５に示すように、少なくとも中間
磁性層２２Ｆの表面上に磁気ギャップ層４を形成する。
磁気ギャップ層４にはAl₂O₃膜、SiO₂等の無機絶縁膜が
実用的に使用でき、この無機絶縁膜はスパッタリング法
により例えば0.15μｍの膜厚で形成される。磁気ギャッ
プ層４の少なくとも中間磁性膜２２Ｒの表面上は例えば
RIE等のエッチングにより除去され、中間磁性膜２２Ｒ
と上部磁性膜２３Ｒとの接続部分の磁気抵抗が低減され
る。

【００４５】（５）図６に示すように、中間磁性層２２
Ｆ上に磁気ギャップ層４を介して上部磁性層２３Ｆを形
成し、同一製造工程で中間磁性層２２Ｒ上に直接上部磁
性層２３Ｒを形成する。上部磁性層２３Ｆ、２３Ｒには
いずれも下部磁性層２１と同様に、NiFe膜、CoZrNb膜等
の軟磁性膜が実用的に使用でき、軟磁性膜は例えばスパ
ッタリング法により3μｍの膜厚で形成される。上部磁
性層２３Ｆ、２３Ｒは、フォトリソグラフィ技術で形成
されたマスクを使用し、イオンミリング法によりパター
ンニングされる。上部磁性層２３Ｆ及び２３Ｒの形成に
より上部磁性層２３Ｆ、２３Ｒのそれぞれの間にヨーク
ギャップ２Ｇが形成される。

【００４６】（６）上部磁性層２３Ｆ、２３Ｒのそれぞ
れの周囲並びにヨークギャップ２Ｇ部分に絶縁層５を埋
設する（図７参照）。絶縁層５にはSiO₂等の無機絶縁膜
が実用的に使用できる。絶縁層５は、例えばスパッタリ
ング法により無機絶縁膜を基板１全面に例えば4μｍの
膜厚で形成した後に、上部磁性層２３Ｆ、２３Ｒのそれ
ぞれの表面と一致する高さまで（上部磁性層２３Ｆ、２
３Ｒのそれぞれの表面が露出するまで）機械研磨され
る。このとき、上部磁性層２３Ｆ及び２３Ｒの磁気特性
が変化しないように、上部磁性層２３Ｆ、２３Ｒのそれ
ぞれの表面粗さRaは30nm以下に設定される。

【００４７】（７）図７に示すように、上部磁性層２３
Ｆと磁気抵抗効果素子７の一部との間の接続部分を除
き、上部磁性層２３Ｆ、２３Ｒ、絶縁層５上に絶縁層６
を形成する。絶縁層６は、上部磁性層２３Ｒと磁気抵抗
効果素子７との間の絶縁ギャップ層を形成するために、
例えば100nmの膜厚を有するAl₂O₃膜で形成される。Al₂O
₃膜は上部磁性層２３Ｆと磁気抵抗効果素子７の一部と
の間の接続部分に予めマスクを形成した状態で基板１全
面にスパッタリング法で形成され、マスクの選択的除去
とともにマスク上のAl₂O₃膜の選択的除去を行うことに
より、接続部分が開口された絶縁層６が形成できる。す
なわち、上部磁性層２３Ｆと磁気抵抗効果素子７の一部
との間の接続部分の開口はリフトオフ法により形成され
る。

【００４８】（８）図８に示すように、ヨークギャップ
２Ｇ部分であって絶縁層６上に磁気抵抗効果素子７（７
Ａ及び７Ｂ）を形成する。磁気抵抗効果素子７Ａの一端
側、磁気抵抗効果素子７Ｂの一端側はいずれも絶縁層６
に形成された開口を通して上部磁性層２３Ｆに接続され
る。磁気抵抗効果素子７は、バイアス層７１、中間層７
２、MR層７３、反強磁性層７４のそれぞれを順次積層し
て形成される。すなわち、まずバイアス層７１である例
えば15nmの膜厚を有するCoZrMo膜、中間層７２である例
えば20nmの膜厚を有するTa膜、MR層７３である例えば20
nmの膜厚を有するNiFe膜のそれぞれを順次スパッタリン
グ法で形成し、フォトリソグラフィ技術で形成したマス
クを使用してこれらの膜をイオンミリング法によりパタ
ーンニングする。

【００４９】この後、MR層７３上に反強磁性層７４であ
る例えば10nmの膜厚を有するFeMn膜をスパッタリング法
で形成し、RIE等のエッチングによりFeMn膜は所定の形
状にパターンニングされる。磁気抵抗効果素子７Ａの一
端側（磁気記録媒体側）の反強磁性層７４、磁気抵抗効
果素子７Ｂの一端側（同様に磁気記録媒体側）の反強磁
性層７４のそれぞれは相互に連結され（一体的に形成さ
れ）、連結配線７４として形成される。

【００５０】（９）前述の図１及び図２に示すように、
磁気抵抗効果素子７の反強磁性層７４に接続されるリー
ド配線８を形成する。リード配線８は例えばCu膜、Cr膜
のそれぞれを順次積層した積層構造で形成し、このリー
ド配線８は例えばリフトオフ法で形成される。

【００５１】そして、図示しないが、リード配線８上を
含む基板１全面に保護膜を形成することにより、本実施
の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドが完成する。

【００５２】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果素子
７の検出電流Ｉｓが流れる方向と磁界誘導ヨーク２の信
号磁界が流れる方向Ｍｓとをほぼ平行にしたので、磁界
誘導ヨーク２と磁気抵抗効果素子７とのオーバーラップ
領域における磁化量低下が防止でき、再生出力が向上で
きる。

【００５３】さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドにおいては、複数の磁気抵抗効果素子７Ａ、
７Ｂがトラック幅Ｔ方向に配列され、この複数の磁気抵
抗効果素子７Ａ、７Ｂが電気的に連結配線７４で直列に
接続されるので、複数の磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂの
合計の抵抗値が高く、定電流駆動で得られる再生電圧が
高くなり、再生出力が向上できる。

【００５４】さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂの
合計の抵抗値が高く、再生電圧が高く設定でき、磁界誘
導ヨーク２のトラック幅Ｔ方向の幅Ｗを狭くして磁気抵
抗効果素子７Ａ、７Ｂに流入する磁束量が増加できるの
で、再生出力が向上できる。本実施の形態においては、
磁界誘導ヨーク２の幅Ｗをトラック幅Ｔよりも狭く絞り
込むことができる。従って、再生出力の増加に伴い、ヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの高記録密度
化が実現できる。

【００５５】さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果素子７の反強磁性
層７４により磁気抵抗効果素子７の単磁区構造の安定性
が確保できるので、バルクハウゼンノイズが減少でき、
再生出力特性が向上できる。さらに、ヨークタイプ磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、連結配線７４自
体が反強磁性層７４で形成されるので、連結配線７４の
形成に別途新たに薄膜を形成する必要がなくなり、構造
が簡易に実現できる。ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの製造プロセスにおいては、連結配線７４を
形成する工程を削減できるので、製造工数が減少でき
る。

【００５６】さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子７の一部と磁界
誘導ヨーク２との間の磁気抵抗が直接接続で減少できる
ので、閉磁路全体の磁気抵抗が減少できる。すなわち、
磁気抵抗効果素子７に流入する磁束量が増加できるの
で、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの再生
出力が向上できる。

【００５７】なお、本実施の形態に係るヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは磁界誘導ヨーク２のヨー
クギャップ２Ｇ部分においてトラック幅Ｔ方向に２個の
磁気抵抗効果素子７Ａ、７Ｂのそれぞれを直列接続した
が、本発明は３個又はそれ以上の個数の磁気抵抗効果素
子をトラック幅方向に配設しかつそれぞれの磁気抵抗効
果素子を直列に接続してもよい。

【００５８】（第２の実施の形態）本実施の形態は、ヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、磁
気抵抗効果素子にスピンバルブ型GMR素子が使用される
場合を説明する。図９は本発明の第２の実施の形態に係
るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの平面構
成図、図１０は図９に示すＦ１０−Ｆ１０切断線で切っ
たヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構
成図、図１１は図９に示すＦ１１−Ｆ１１切断線で切っ
たヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構
成図である。

【００５９】図９乃至図１１に示すように、ヨークタイ
プ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、ヨークギャップ２
Ｇを有する磁界誘導ヨーク２と、磁界誘導ヨーク２のヨ
ークギャップ２Ｇ部分においてトラック幅Ｔ方向に複数
配列された磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄと、複数配列さ
れた磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれを電気的に
直列に接続し、それぞれの磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄ
において検出電流の流れる方向Ｉｓを磁界誘導ヨーク２
に流れる信号磁界方向Ｍｓと実質的に平行にする連結配
線８１と、を備える。直列接続された複数の磁気抵抗効
果素子９Ａ〜９Ｄは１つの磁気抵抗効果素子９として構
築される。これらの磁界誘導ヨーク２、磁気抵抗効果素
子９、連結配線８１はいずれも基板１の表面上に配設さ
れる。

【００６０】磁界誘導ヨーク２は、前述の第１の実施の
形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
と同様に、基板１上に配設された下部磁性層２１、図示
しない磁気記録媒体側（図９中上側、図１０中左側）に
おいて下部磁性層２１上に直接配設された中間磁性層２
２Ｆ、中間磁性層２２Ｆ上に磁気ギャップ層４を介在し
て配設された上部磁性層２３Ｆ、磁気記録媒体側と反対
側において下部磁性層２１上に直接配設された中間磁性
層２２Ｒ、中間磁性層２２Ｒ上に直接配設された上部磁
性層２３Ｒを備えて構築される。中間磁性層２２Ｆと上
部磁性層２３Ｆとの間の磁気ギャップ層４は磁気記録媒
体に記録された磁気情報の検出を行う。上部磁性層２３
Ｆと上部磁性層２３Ｒとの間の隙間はヨークギャップ２
Ｇとして使用され、本実施の形態においてヨークギャッ
プ２Ｇ部分上側には磁気抵抗効果素子９が配設される。
ヨークギャップ２Ｇは磁気ギャップ層４で検出された信
号磁界を磁気抵抗効果素子９に流入させる。すなわち、
磁界誘導ヨーク２は磁気ギャップ層４で検出された信号
磁界を磁気抵抗効果素子９に流入させる閉磁路を構築す
る。図９中及び図１０中に示す符号Ｍｓを付した矢印が
指し示す方向は閉磁路を流れる信号磁界の流れる方向を
表す。

【００６１】磁気抵抗効果素子９の磁気抵抗効果素子９
Ａ〜９Ｄはいずれも一端側が磁界誘導ヨーク２の上部磁
性層２３Ｆ上に重複して配設され、他端側が上部磁性層
２３Ｒ上に重複して配設される。本実施の形態において
磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれの一端側は上部
磁性層２３Ｆに絶縁層６を介在して間接的に接続され、
同様に磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれの他端側
は上部磁性層２３Ｒに絶縁層６を介在して間接的に接続
される。磁気抵抗効果素子９Ａの他端側には検出電流Ｉ
ｓを供給するリード配線８が電気的に接続され、磁気抵
抗効果素子９Ｄの他端側には供給された検出電流Ｉｓの
取り出しを行うリード配線８が電気的に接続される。

【００６２】磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄは、本実施の
形態においてスピンバルブ型GMR素子で構成され、いず
れも自由層９１、非磁性導電層（中間層）９２、固定層
９３、反強磁性層９４、硬磁性層９５を備える。自由層
９１、非磁性導電層９２、固定層９３、反強磁性層９４
のそれぞれは順次積層され、自由層９１、非磁性導電層
９２及び固定層９３は反強磁性層９４と磁気的にカップ
リング状態にある。自由層９１は軟磁性薄膜、例えば10
nmの膜厚を有するFeCo膜で形成される。非磁性導電層９
２は例えば2nmの膜厚を有するCu膜で形成される。固定
層９３は例えば2nmの膜厚を有するCo膜で形成される。
反強磁性層９４は例えば10nmの膜厚を有するFeMn膜で形
成される。本実施の形態において、固定層９３の磁化の
向きと自由層９１の磁化の向きとは無磁界状態で直交
し、しかも自由層９１の磁化の向きは磁界誘導ヨーク２
に流れる信号磁界の流れの方向Ｍｓに対して直交する設
定がなされる。

【００６３】硬磁性層９５は磁気抵抗効果素子９Ａ〜９
Ｄのそれぞれの両側部に配設される。図１１に示すよう
に、符号は付けないが、自由層９１、非磁性導電層９
２、固定層９３及び反強磁性層９４と硬磁性層９５との
間には絶縁層が配設され、双方の間は絶縁分離される。
磁気抵抗効果素子９Ａと９Ｂとの間、磁気抵抗効果素子
９Ｂと９Ｃとの間、磁気抵抗効果素子９Ｃと９Ｄとの間
の各々の硬磁性層９５は双方で兼用される。硬磁性層９
５は例えば30nmの膜厚を有するCoPt膜で形成される。硬
磁性層９５は、磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれ
の自由層９１に隣接配置され、自由層９１の単磁区構造
の安定性を確保してバルクハウゼンノイズを減少でき
る。

【００６４】磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄはそれぞれ連
結配線８１を通して電気的に直列に接続される。詳細に
は、磁気抵抗効果素子９Ａの一端側と磁気抵抗効果素子
９Ｂの一端側との間、磁気抵抗効果素子９Ｂの他端側と
磁気抵抗効果素子９Ｃの他端側との間、磁気抵抗効果素
子９Ｃの一端側と磁気抵抗効果素子９Ｄの一端側との間
にそれぞれ連結配線８１が配設される。前述の第１の実
施の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドと同様に、本実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、それぞれの磁気抵
抗効果素子９Ａ〜９Ｄにおいて検出電流Ｉｓの流れる方
向は磁界誘導ヨーク２に流れる信号磁界方向Ｍｓと実質
的に平行になる。本実施の形態において、連結配線８１
はリード配線８と同一製造工程により同一導電層、具体
的には例えばMo膜などの非磁性金属膜で形成される。

【００６５】なお、図１０中及び図１１中、符号３、５
はいずれも絶縁層である。また、図示しないが、図１０
中及び図１１中、磁気抵抗効果素子９及びリード配線８
上には保護膜が形成される。

【００６６】次に、前述のヨークタイプ磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドの製造方法を説明する。図１２乃至図１
５は製造方法を工程毎に説明するヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図（前述の図９に示す
Ｆ１１−Ｆ１１切断線部分に相当する工程断面図）であ
る。前述の第１の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法で説明した図３に示
す工程から図７に示す工程（磁界誘導ヨーク２の形成工
程及び絶縁層６の形成工程）までは同一であるので、本
実施の形態での説明は省略する。

【００６７】（１）図１２に示すように、ヨークギャッ
プ２Ｇ部分であって絶縁層６上に磁気抵抗効果素子９
（９Ａ〜９Ｄ）の自由層９１、非磁性導電層９２、固定
層９３、反強磁性層９４のそれぞれを基板１全面に順次
形成する。すなわち、自由層９１である例えば10nmの膜
厚を有するFeCo膜、非磁性導電層９２である例えば2nm
の膜厚を有するCu膜、固定層９３である例えば2nmの膜
厚を有するCo膜、反強磁性層９４である例えば10nmの膜
厚を有するFeMn膜のそれぞれを４元スパッタリング法に
より順次形成する。

【００６８】（２）図１３に示すように、自由層９１、
非磁性導電層９２、固定層９３、反強磁性層９４の各層
をマスク９Ｒを使用しパターンニングする。マスク９Ｒ
には例えばフォトリソグラフィ技術で形成されたレジス
トマスクが使用される。パターンニングにはイオンミリ
ングが使用される。このパターンニングにより磁気抵抗
効果素子９Ａ〜９Ｄの合計４個のスピンバルブ型GMR素
子がほぼ形成される。

【００６９】（３）図１４に示すように、マスク９Ｒ上
を含む基板１全面に絶縁層（符号は付けない。）、硬磁
性層９５のそれぞれを順次形成する。絶縁層には例えば
8nmの膜厚を有するAl₂O₃膜が使用され、硬磁性層９５に
は例えば30nmの膜厚を有するCoPt膜が使用される。絶縁
層、硬磁性層９５のそれぞれは２元スパッタリング法に
より形成される。

【００７０】（４）図１５に示すように、マスク９Ｒを
選択的に除去することによりマスク９Ｒ上の不必要な絶
縁層及び硬磁性層９５は除去され、磁気抵抗効果素子９
の側部に絶縁層を介して硬磁性層９５が形成される。マ
スク９Ｒの選択的な除去には例えばアセトンが使用され
る。すなわち、絶縁層並びに硬磁性層９５はいわゆるリ
フトオフ法により形成され、硬磁性層９５は自由層９
１、非磁性導電層９２、固定層９３、反強磁性層９４の
各層の側壁に自己整合で形成される。この後、フォトリ
ソグラフィ技術及びエッチング技術を使用し、硬磁性層
９５を所定の形状にパターンニングする（図１１参
照）。

【００７１】（５）前述の図９乃至図１１に示すよう
に、リード配線８及び連結配線８１を形成する。リード
配線８及び連結配線８１は例えばスパッタリング法で形
成したMo膜を所定の形状にパターンニングすることによ
り形成できる。

【００７２】（６）そして、図示しないが、リード配線
８及び連結配線８１上を含む基板１全面に保護膜を形成
することにより、本実施の形態に係るヨークタイプ磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドが完成する。

【００７３】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、前述の第１の実施
の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドで得られる効果がスピンバルブ型GMR素子である磁気
抵抗効果素子９で実現でき、さらに磁気抵抗効果素子９
は自由層９１の磁化方向を磁路に対して垂直方向に設定
しているので、数倍の再生出力が得られる。さらに、磁
気抵抗効果素子９の自由層９１の磁区は側部に配設され
た硬磁性層９５により単磁区化されるので、バルクハウ
ゼンノイズの発生が減少できる。さらに、第１の実施の
形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
と同様に、複数の磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄが直列に
接続されたことにより、複数の磁気抵抗効果素子９Ａ〜
９Ｄの合計の抵抗値が高く、定電流駆動で得られる再生
電圧が高くなり、再生出力が向上できる。

【００７４】さらに、ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの製造方法においては、トラック幅Ｔ方向に
複数配列された磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれ
の自由層９１に対して硬磁性層９５がリフトオフ法によ
り自己整合で形成できる。従って、磁気抵抗効果素子９
が微細加工、すなわち複数の磁気抵抗効果素子９Ａ〜９
Ｄが微小加工でき、自由層９１の磁区制御を行う硬磁性
層９５が製造上のマスク合わせ余裕なしに磁気抵抗効果
素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれの間に配設できる。

【００７５】なお、本実施の形態に係るヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは磁界誘導ヨーク２のヨー
クギャップ２Ｇ部分においてトラック幅Ｔ方向に４個の
磁気抵抗効果素子（スピンバルブ型GMR素子）９Ａ〜９
Ｄのそれぞれを直列接続したが、本発明は２個、３個又
は５個以上の個数の磁気抵抗効果素子をトラック幅方向
に配設しかつそれぞれの磁気抵抗効果素子を直列に接続
してもよい。

【００７６】（第３の実施の形態）本実施の形態は、ヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、磁
気抵抗効果素子に交換結合型GMR素子が使用される場合
を説明する。前述のスピンバルブ型GMR素子である磁気
抵抗効果素子９は自由層９１への磁界の付与を硬磁性層
９５で行っていたが、本実施の形態に係る交換結合型GM
R素子である磁気抵抗効果素子９は反強磁性層との積層
による交換結合により自由層に磁界を付与する。図１６
は本発明の第３の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構成図である。

【００７７】図１６に示すように、ヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドは、ヨークギャップ２Ｇを有す
る磁界誘導ヨーク２と、磁界誘導ヨーク２のヨークギャ
ップ２Ｇ部分においてトラック幅Ｔ方向（前述の図９参
照）に複数配列された磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄと、
複数配列された磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれ
を電気的に直列に接続し、それぞれの磁気抵抗効果素子
９Ａ〜９Ｄにおいて検出電流の流れる方向Ｉｓを磁界誘
導ヨーク２に流れる信号磁界方向Ｍｓと実質的に平行に
する連結配線８１と、を備える。直列接続された複数の
磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄは１つの磁気抵抗効果素子
９として構築される。これらの磁界誘導ヨーク２、磁気
抵抗効果素子９、連結配線８１はいずれも基板１の表面
上に配設される。

【００７８】磁界誘導ヨーク２は、前述の第２の実施の
形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
と同様に、基板１上に配設された下部磁性層２１、中間
磁性層２２Ｆ、上部磁性層２３Ｆ、中間磁性層２２Ｒ、
上部磁性層２３Ｒを備えて構築される。中間磁性層２２
Ｆと上部磁性層２３Ｆとの間の磁気ギャップ層４は磁気
記録媒体に記録された磁気情報の検出を行う。上部磁性
層２３Ｆと上部磁性層２３Ｒとの間の隙間はヨークギャ
ップ２Ｇとして使用され、本実施の形態においてヨーク
ギャップ２Ｇ部分上側には磁気抵抗効果素子９が配設さ
れる。ヨークギャップ２Ｇは磁気ギャップ層４で検出さ
れた信号磁界を磁気抵抗効果素子９に流入させる。すな
わち、磁界誘導ヨーク２は磁気ギャップ層４で検出され
た信号磁界を磁気抵抗効果素子９に流入させる閉磁路を
構築する。

【００７９】磁気抵抗効果素子９の磁気抵抗効果素子９
Ａ〜９Ｄはいずれも一端側が磁界誘導ヨーク２の上部磁
性層２３Ｆ上に重複して配設され、他端側が上部磁性層
２３Ｒ上に重複して配設される。本実施の形態において
磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれの一端側は上部
磁性層２３Ｆに絶縁層６を介在して間接的に接続され、
同様に磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄのそれぞれの他端側
は上部磁性層２３Ｒに絶縁層６を介在して間接的に接続
される。磁気抵抗効果素子９Ａの他端側には検出電流を
供給するリード配線８が電気的に接続され、磁気抵抗効
果素子９Ｄの他端側には供給された検出電流Ｉｓの取り
出しを行うリード配線８が電気的に接続される。

【００８０】磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄは、本実施の
形態において交換結合型GMR素子で構成され、いずれも
下地層９６、第１反強磁性膜９７、自由層９１、非磁性
導電層（中間層）９２、固定層９３、第２反強磁性層９
４の各層を順次積層して構成される。下地層９６は例え
ば10nmの膜厚を有するCu膜で形成される。第１反強磁性
膜９７は例えば10nmのFeMn膜で形成される。自由層９１
は軟磁性薄膜、例えば10nmの膜厚を有するFeCo膜で形成
される。非磁性導電層９２は例えば2nmの膜厚を有するC
u膜で形成される。固定層９３は例えば2nmの膜厚を有す
るCo膜で形成される。第２反強磁性層９４は例えば10nm
の膜厚を有するIrMn膜で形成される。

【００８１】第１反強磁性層９７、第２反強磁性層９４
のそれぞれは、双方の間の交換結合がゼロになる、互い
に異なるブロッキング温度を有する。例えば、220℃の
温度で信号磁界が流れる方向Ｍｓに平行に100KA/mの磁
場を印加した状態で第１回目の熱処理を行い、引き続き
150℃の温度でトラック幅Ｔ方向に平行に100KA/mの磁場
を印加した状態で第２回目の熱処理を行う。第１回目の
熱処理で固定層９３は第２反強磁性層（IrMn膜）９４と
の交換結合により信号磁界の流れる方向と平行な方向に
磁化される。第２回目の熱処理はブロッキング温度より
も低いので、固定層９３の磁化方向は信号磁界の流れる
方向に平行な方向で維持され変化しない。一方、第１反
強磁性層（FeMn膜）９７のブロッキング温度は低いの
で、第２回目の熱処理温度つまり150℃の温度において
自由層９１は磁化され、この自由層９１はトラック幅Ｔ
方向に磁化される。

【００８２】従って、本実施の形態に係る磁気抵抗効果
素子９は、前述の第２の実施の形態に係るヨークタイプ
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子９と
同様に、固定層９３の磁化の向きと自由層９１の磁化の
向きとは無磁界状態で直交し、しかも自由層９１の磁化
の向きは磁界誘導ヨーク２に流れる信号磁界の流れの方
向Ｍｓに対して直交する設定がなされる。そして、磁気
抵抗効果素子９においては、第１反強磁性層９７により
自由層９１の単磁区構造の安定性を確保できるので、バ
ルクハウゼンノイズを減少できる。つまり、第２の実施
の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドに使用されていた硬磁性層９５は必要なくなる。

【００８３】図１６及び前述の第２の実施の形態の説明
で使用した図９に示すように、磁気抵抗効果素子９Ａ〜
９Ｄはそれぞれ連結配線８１を通して電気的に直列に接
続される。すなわち、それぞれの磁気抵抗効果素子９Ａ
〜９Ｄにおいて検出電流Ｉｓの流れる方向は磁界誘導ヨ
ーク２に流れる信号磁界方向Ｍｓと実質的に平行にな
る。本実施の形態において、連結配線８１はリード配線
８と同一製造工程により同一導電層、具体的には例えば
Mo膜などの非磁性金属膜で形成される。

【００８４】なお、図１６中、符号３、５はいずれも絶
縁層である。また、図示しないが、図１６中、磁気抵抗
効果素子９及びリード配線８上には保護膜が形成され
る。

【００８５】このように構成されるヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、前述の第２の実施
の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドで得られる効果に加えて、磁気抵抗効果素子（交換結
合型GMR素子）９は第１反強磁性層９７の交換結合作用
により自由層９１の単磁区化の制御を行えるので、前述
の硬磁性層９５がなくなる。従って、トラック幅Ｔ方向
に複数配列された磁気抵抗効果素子９Ａ〜９Ｄ間に硬磁
性層９５を形成する必要がなく、第１反強磁性層９７、
第２反強磁性層９４、自由層９１、固定層９３の各層を
積層した単純な構造で形成できるので、ヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの構造が簡易に実現でき
る。さらに、製造プロセスにおいては、リフトオフ法に
より硬磁性層９５を形成する工程がなくなるので、ヨー
クタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造工程数を
削減できる。

【００８６】なお、本発明は前述の実施の形態に限定さ
れない。例えば、本発明は、磁界誘導ヨーク２の下部磁
性層２１にヨークギャップを形成し、このヨークギャッ
プ部分に磁気抵抗効果素子７又は９を配設してもよい。
さらに、本発明は、磁界誘導ヨーク２の磁性層の層数を
２層（下部磁性層及び上部磁性層）又は４層（下部磁性
層、下部中間磁性層、上部中間磁性層及び上部磁性層）
にしてもよい。

【００８７】

【発明の効果】本発明は、再生出力を向上させることが
でき、高記録密度化が実現できるヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドを提供できる。特に本発明は、磁
気抵抗効果素子と磁界誘導ヨークとの間のオーバーラッ
プ領域における磁化量低下を改善し、磁気抵抗効果素子
の定電流駆動で得られる再生電圧を改善し、かつ磁気抵
抗効果素子に流入する磁束量を改善することにより再生
出力を向上させることができ、高記録密度化が実現でき
るヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供で
きる。

【００８８】さらに、本発明は、バルクハウゼンノイズ
を減少させて再生出力特性を向上させることができ、構
造が簡易に実現できるヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドを提供できる。

【００８９】さらに、本発明は、閉磁路全体の磁気抵抗
を減少させて、再生出力を向上させることができるヨー
クタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供できる。

【００９０】さらに、本発明は、上記効果が得られるス
ピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子を備えたヨークタイ
プ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供できる。

【００９１】さらに、本発明は、上記スピンバルブ型巨
大磁気抵抗効果素子の微細加工、特に自由層とこの自由
層の磁区制御を行う硬磁性層とを微細に加工できるヨー
クタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を提
供できる。

【００９２】さらに、本発明は、上記効果が得られる交
換結合型巨大磁気抵抗効果素子を備えたヨークタイプ磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るヨークタイプ
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの平面構成図である。

【図２】図１に示すＦ２−Ｆ２切断線で切ったヨークタ
イプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構成図であ
る。

【図３】第１の実施の形態に係る製造方法を工程毎に説
明するヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの工
程断面図である。

【図４】第１の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図５】第１の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図６】第１の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図７】第１の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図８】第１の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図９】本発明の第２の実施の形態に係るヨークタイプ
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの平面構成図である。

【図１０】図９に示すＦ１０−Ｆ１０切断線で切ったヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構成図
である。

【図１１】図９に示すＦ１１−Ｆ１１切断線で切ったヨ
ークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構成図
である。

【図１２】第２の実施の形態に係る製造方法を工程毎に
説明するヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの
工程断面図である。

【図１３】第２の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図１４】第２の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図１５】第２の実施の形態に係るヨークタイプ磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッドの工程断面図である。

【図１６】本発明の第３の実施の形態に係るヨークタイ
プ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの断面構成図である。

【図１７】従来技術に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドの概略平面図である。

【図１８】従来技術に係るヨークタイプ磁気抵抗効果型
薄膜磁気ヘッドの概略平面図である。

【図１９】図１８に示すＦ１８−Ｆ１８切断線で切った
ヨークタイプ磁気抵抗効果型ヘッドの側面図である。

【図２０】従来技術に係る磁界誘導ヨークの形状と磁気
抵抗効果素子中の磁化との関係について３次元有限要素
法で計算した結果を示す図である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 磁界誘導ヨーク ２１，２２Ｆ，２３Ｆ，２２Ｒ，２３Ｒ 磁性層 ２Ｇ ヨークギャップ ４ 磁気ギャップ層 ７，７Ａ，７Ｂ，９，９Ａ〜９Ｄ 磁気抵抗効果素子 ７１ バイアス層 ７２ 中間層 ７３ MR層 ７４ 連結配線又は反強磁性層 ９１ 自由層 ９２ 非磁性導電層 ９３ 固定層 ９４ 反強磁性層又は第２反強磁性層 ９５ 硬磁性層 ９６ 下地層 ９７ 第１反強磁性層 ９Ｒ マスク ８ リード配線 ８１ 連結配線

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ヨークギャップを有する磁界誘導ヨーク
   と、 前記磁界誘導ヨークのヨークギャップ部分においてトラ
   ック幅方向に複数配列された磁気抵抗効果素子と、 前記複数配列された磁気抵抗効果素子のそれぞれを電気
   的に直列に接続し、それぞれの磁気抵抗効果素子におい
   て検出電流の流れる方向を前記磁界誘導ヨークに流れる
   信号磁界方向と実質的に平行にする連結配線と、 を備えたことを特徴とするヨークタイプ磁気抵抗効果型
   薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 前記連結配線は、反強磁性層又は硬磁性
   層で形成されたことを特徴とする請求項１に記載のヨー
   クタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 前記磁気抵抗効果素子の一部が磁界誘導
   ヨークに直接接続されたことを特徴とする請求項１又は
   請求項２に記載のヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気
   ヘッド。
4. 【請求項４】 ヨークギャップを有する磁界誘導ヨーク
   と、 前記磁界誘導ヨークのヨークギャップ部分においてトラ
   ック幅方向に複数配列され、それぞれトラック幅方向と
   実質的に平行な方向に磁化された自由層を有するスピン
   バルブ型巨大磁気抵抗効果素子と、 前記スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子の自由層の側
   部に配設され、前記自由層の磁区制御を行う硬磁性層
   と、 前記複数配列されたスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素
   子のそれぞれを電気的に直列に接続し、それぞれのスピ
   ンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子において検出電流の流
   れる方向を前記磁界誘導ヨークに流れる信号磁界方向と
   実質的に平行にする連結配線と、 を備えたことを特徴とするヨークタイプ磁気抵抗効果型
   薄膜磁気ヘッド。
5. 【請求項５】 ヨークタイプ磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
   ッドの製造方法において、 基板上に自由層、非磁性導電層、固定層、反強磁性層の
   それぞれを順次積層する工程と、 前記反強磁性層上においてトラック幅方向に所定間隔で
   マスクを形成し、このマスクを使用して反強磁性層、固
   定層、非磁性導電層、自由層の各層をパターンニングす
   る工程と、 前記パターンニングされた各層の側部並びに前記マスク
   上に絶縁層及び硬磁性層を堆積する工程と、 前記マスク及びマスク上の不必要な絶縁層及び硬磁性層
   を除去しつつ、各層間には硬磁性層を残し、自由層、非
   磁性導電層、固定層、反強磁性層及びこれらの側部に硬
   磁性層を有するスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果素子を
   トラック幅方向に複数形成する工程と、 を備えたことを特徴とするヨークタイプ磁気抵抗効果型
   薄膜磁気ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 ヨークギャップを有する磁界誘導ヨーク
   と、 前記磁界誘導ヨークのヨークギャップ部分においてトラ
   ック幅方向に複数配列され、それぞれ第１反強磁性層に
   よる交換結合でトラック幅方向と実質的に平行な方向に
   磁化された自由層及び第１反強磁性層とはブロッキング
   温度が異なる第２反強磁性層による交換結合でトラック
   幅方向と実質的に直交する方向に磁化された固定層を有
   する交換結合型巨大磁気抵抗効果素子と、 前記複数配列された交換結合型巨大磁気抵抗効果素子の
   それぞれを電気的に直列に接続し、それぞれの交換結合
   型巨大磁気抵抗効果素子において検出電流の流れる方向
   を前記磁界誘導ヨークに流れる信号磁界方向と実質的に
   平行にする連結配線と、 を備えたことを特徴とするヨークタイプ磁気抵抗効果型
   薄膜磁気ヘッド。