JP2000132815A - 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 - Google Patents

磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置

Info

Publication number
JP2000132815A
JP2000132815A JP10306661A JP30666198A JP2000132815A JP 2000132815 A JP2000132815 A JP 2000132815A JP 10306661 A JP10306661 A JP 10306661A JP 30666198 A JP30666198 A JP 30666198A JP 2000132815 A JP2000132815 A JP 2000132815A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
film
magnetoresistive
head
magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10306661A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsumi Hoshino
勝美 星野
Matahiro Komuro
又洋 小室
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP10306661A priority Critical patent/JP2000132815A/ja
Publication of JP2000132815A publication Critical patent/JP2000132815A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】センス電流の増加により、再生出力が増加する
反面、磁気抵抗効果膜に発生するジュール熱も増加し、
素子温度も大幅に上昇し、熱による雑音が多くなりS/
N比が低下してしまう。さらに、通電寿命に関しても、
素子温度が高くなるに従い、大幅に低下してしまう。 【解決手段】上部ギャップ絶縁膜と下部ギャップ絶縁膜
の間に、媒体対向面と逆側、磁気抵抗効果膜に接するよ
うに保護絶縁膜を形成する。上部,下部ギャップ絶縁膜
には、絶縁耐圧の高いAl23やSiO2 膜等の酸化物
などを用い、保護絶縁膜にはこれらのギャップ絶縁膜よ
りも熱伝導性の高い材料、例えばAlN,BeO,C
N,SiC,BNなどの絶縁膜を用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高い磁気記録密度
に対応した磁気ヘッド,磁気記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在の磁気ディスク装置には、記録を誘
導型薄膜ヘッドで行い、再生を磁気抵抗効果型ヘッドで
行う記録再生分離型ヘッドが用いられる。磁気抵抗効果
型ヘッドは、外部磁界に依存して電気抵抗が変化する磁
気抵抗効果を用いており、図5に示すように、磁気抵抗
効果膜,磁区制御膜,電極からなる磁気抵抗効果素子
と、不要な磁界を遮断するための上下のシールド層およ
び素子とシールド間を遮断するギャップ絶縁層から成
る。上記ギャップ絶縁膜として、主にAl23やSiO
2 膜等の酸化膜が使われている。このような酸化膜は絶
縁耐圧が高いため、薄い膜厚においても使用可能であ
る。しかし、熱伝導率が低いため、磁気抵抗効果ヘッド
の動作時に発生するジュール熱の放熱効率が悪い。
【0003】これに対し、特開平7−296337 号公報で
は、磁気抵抗効果型ヘッドの動作時に発生する熱を抑え
るために、熱伝導率が高いとされるBeO,AlN絶縁
膜をギャップ膜に用いた磁気抵抗効果型ヘッドが、特開
平7−320236 号公報にはカーボン膜をギャップ膜に用い
た磁気抵抗効果型ヘッドが開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】磁気記録の高記録密度
化に伴い、記録波長,記録トラック幅は減少し、再生ヘ
ッドの出力も低下する傾向にある。再生ヘッド出力の低
下分を補うためには、再生ヘッドに流すセンス電流を増
加させる方法が最も確実な方法である。しかし、センス
電流の増加により、再生出力が増加する反面、磁気抵抗
効果膜に発生するジュール熱も増加し、素子温度も大幅
に上昇することになる。このため、熱による雑音が多く
なりS/N比が低下してしまう。さらに、通電寿命に関
しても、素子温度が高くなるに従い、大幅に低下してし
まう。
【0005】現在磁気ギャップ膜として用いられている
Al23やSiO2 膜等の酸化物は、高い絶縁耐圧を示
すが、熱伝導率が低いため、センス電流を多く流したと
きに素子温度が非常に高くなってしまう問題がある。ま
た、BeOやAlN膜は高い熱伝導率を有し、素子温度
の上昇は抑えられるが、薄膜における絶縁耐圧は十分で
はない。
【0006】本発明の目的は、電流の増加による高出力
化が可能な、低ノイズ,長寿命の磁気ヘッド、磁気ディ
スク装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、放熱効率
の良好な磁気抵抗効果型ヘッド構造に関して、誠意研究
を行った結果、磁気的信号を電気的信号に変換する磁気
抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜のバルクハウゼンノ
イズを抑止するために縦バイアス磁界を印加する一対の
磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に電気検出電流を流
すための一対の電極とを有する磁気抵抗効果素子が上部
ギャップ絶縁膜及び下部ギャップ絶縁膜を介して上部シ
ールド及び下部シールドの間に設けられた磁気抵抗効果
型ヘッドにおいて、以下のような構造を有する磁気ヘッ
ドを形成することにより、放熱効率の良い磁気抵抗効果
型ヘッドが得られることを見いだした。
【0008】すなわち、上部ギャップ絶縁膜と下部ギャ
ップ絶縁膜の間に、媒体対向面と逆側、磁気抵抗効果膜
に接するように保護絶縁膜を形成する。この保護絶縁膜
は、再生出力に影響しない程度に磁気抵抗効果膜に乗り
上げていても構わない。上部,下部ギャップ絶縁膜に
は、絶縁耐圧の高いAl23やSiO2 膜等の酸化物な
どを用い、保護絶縁膜に上部,下部ギャップ絶縁膜の少
なくとも一方よりも熱伝導性の高い材料、例えばAl
N,BeO,CN,SiC,BNなどの絶縁膜を用いる
ことにより放熱効率の良い磁気抵抗効果型ヘッドが得ら
れる。
【0009】また、上記磁気抵抗効果ヘッドと誘導型薄
膜ヘッドを組み合わせることにより良好な磁気ヘッドが
作製できる。さらに、この磁気ヘッドを搭載した磁気記
録再生装置は優れた特性を有する。
【0010】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施例を挙げ、
図表を参照しながらさらに具体的に説明する。
【0011】(実施例1)図1に、本発明の磁気抵抗効
果型ヘッドの浮上面に直交した方向、磁気抵抗効果素子
の中央の断面の概略図を示す。同図において、11は基
板、12は下部シールド膜、13は下部ギャップ絶縁
膜、14は磁気抵抗効果膜、15は保護絶縁膜、16は
上部ギャップ絶縁膜、17は上部シールド膜を示す。図
は、磁気抵抗効果素子中央の断面図のため、電極および
磁区制御膜は図中には見えない。図に示すように、保護
絶縁膜は、下部及び上部ギャップ絶縁膜との間、磁気抵
抗効果膜14に接して形成されている。
【0012】図2に本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの作
製方法を示す。図は、基板上方から見た図である。ま
ず、基板上に、Ni−Fe合金やCo−Nb−Zr合金
等の磁性膜からなる下部シールド膜,絶縁耐圧の高いA
23やSiO2 膜等の酸化物からなる下部ギャップ絶
縁膜,磁気抵抗効果膜21の順に形成する(図a)。次
に、レジスト22を塗布,露光,現像して、マスクを形
成後(図b)、イオンミリング法などの手段を用いて、
パターニングを行う。その上に磁区制御膜,電極23を
連続して形成し、レジストを除去する(図c)。さら
に、図dに示すようにレジスト24でパターンを形成
後、再度イオンミリング法などの手段を用いて不要部分
を除去する。
【0013】次に、ギャップ絶縁膜よりも熱伝導性の高
い材料、例えばAlN,BeO,CN,SiC,BNな
どの保護絶縁膜25を形成した後(図e)、レジスト2
4を除去する(図f)。その後、絶縁耐圧の高い上部ギ
ャップ絶縁膜、Ni−Fe合金やCo−Nb−Zr合金
等の磁性膜からなる上部シールド膜を形成し、媒体対向
面側から研磨すると、図1に示した磁気抵抗効果型素子
が完成する。
【0014】図3は、本実施例で作製した磁気ヘッドを
用い、センス電流に対する素子温度の変化を示すグラフ
である。ここで、本実施例のヘッドの構造は、以下の通
りである。基板はAl23などの絶縁層を薄膜形成し、
精密研磨した非磁性基板を用いた。下部シールド層は
2.0μm 厚のCo−Nb−Zr膜を、下部ギャップ絶
縁膜は厚さ65nmのSiO2−Al23 混合膜を、磁
気抵抗効果膜は多層スピンバルブ膜を用いた。スピンバ
ルブの膜構成は、[Ta(5nm)/Cr−Mn−Pt
(30nm)/Co(3nm)/Cu(2nm)/Co
(1nm)/Ni−Fe(4nm)/Ta(5nm)]
である。
【0015】次に、レジストを塗布,露光,現像後、磁
気抵抗効果膜をイオンミリング法により所定の形状にパ
ターニングし、バルクハウゼンノイズを抑制するための
Co−PtとZrO2 との混合膜からなる磁区制御層
(40nm)およびTaW/Ta(100nm)からな
る電極を形成した。保護絶縁膜は、AlN膜(150n
m)を、上部ギャップ膜は厚さ30nmのSiO2−A
23 混合膜を、上部シールド膜は厚さ3.0μm の
Ni−Feを用いた。
【0016】また、従来例は、保護絶縁膜としてのAl
N膜を用いない点以外は同じ構成である。図3に見るよ
うに、本実施例で作製した磁気ヘッドは従来例と比較し
てセンス電流に対する素子温度の増加が抑えられてい
る。これは、本実施例では、熱伝導性の高いAlN絶縁
膜を用いたことによるものである。これにより、従来の
素子よりセンス電流を多く流すことが可能で、素子寿命
を低下させることなく再生出力を高くすることが出来
る。
【0017】また、本実施例では、図1に示した構造の
磁気ヘッドを用いたが、図4に示すように、保護絶縁膜
が磁気抵抗効果素子34に一部乗り上げた構造にしても
構わない。これにより、接触面積が大きくなるため、さ
らに高い効果が得られる。
【0018】(実施例2)図6に本発明の磁気抵抗効果
型ヘッドの別の作製方法を示す。図は、基板上方から見
た図である。まず、基板上に、Ni−Fe合金やCo−
Nb−Zr合金等の磁性膜からなる下部シールド膜,絶
縁耐圧の高いAl23やSiO2 膜等の酸化物からなる
下部ギャップ絶縁膜,磁気抵抗効果膜51の順に形成す
る(図a)。次に、レジスト52を塗布,露光,現像し
て、マスクを形成後、イオンミリング法などの手段を用
いて、パターニングを行う(図b)。ここまでは実施例
1と同様である。その上に磁区制御膜53を形成後、レ
ジストを除去する(図c)。
【0019】さらに、レジスト54でパターン形成後
(図d)、再度イオンミリング法などの手段を用いて不
要部分を除去し、ギャップ絶縁膜よりも熱伝導性の高い
材料、例えばAlN,BeO,CN,SiC,BNなど
の保護絶縁膜55を形成した(図e)、レジスト54を
除去する(図f)。次に、再度レジスト56を用いてパ
ターンを形成し(図g)、電極膜57を形成後、レジス
トを剥離した(図h)。このとき、電極間隔は、磁気抵抗
効果膜の幅より狭くなるようにレジストパターンを形成
した。その後、絶縁耐圧の高い上部ギャップ絶縁膜,N
i−Fe合金やCo−Nb−Zr合金等の磁性膜からな
る上部シールド膜を形成した。
【0020】図7には、本実施例で形成した磁気ヘッド
の媒体対向面から見たヘッド構造を示す。図のように、
電極間隔が磁気抵抗効果膜の幅より狭くなっており、こ
の電極間隔が、再生トラック幅となる。本発明の構造の
磁気ヘッドは、実施例1で示した磁気ヘッドよりもさら
に高い記録密度に対応が可能な磁気ヘッドである。
【0021】(実施例3)実施例1で作製した磁気抵抗
効果型ヘッドと記録ヘッドを組み合わせた磁気ヘッドを
作製した。図8は、記録再生分離型ヘッドの一部分を切
断した場合の斜視図である。再生ヘッドの構成は実施例
1と同じ構成とした。記録ヘッドの下部磁極73は、再
生ヘッドの上部シールドと兼用とし、記録ヘッドのコイ
ル74、および上部磁極75は、それぞれ電気めっき法
により作製したCuおよび46wt%Ni−Fe膜を用い
た。記録ヘッドの磁気ギャップ膜及び保護膜はAl23
膜を用いた。記録ヘッドのトラック幅は0.9μm、再
生ヘッドのトラック幅は0.7μmとした。
【0022】本発明の磁気ヘッドは、熱伝導性の高いA
lNの保護絶縁膜を用いており、熱放射効率が高いた
め、従来素子よりも多くのセンス電流が流せる。本構造
の磁気ヘッドを用いて、記録再生を行ったところ、従来
素子と比較して2.3 倍の再生出力を得た。
【0023】(実施例4)本発明の記録再生分離型ヘッ
ドを用い、磁気ディスク装置を作製した。図9に磁気デ
ィスク装置の構造の概略図を示す。磁気記録媒体81に
は残留磁束密度2500OeのCo−Cr−Pt系合金
からなる材料を用いた。磁気ヘッド83における再生ヘ
ッドの保護絶縁膜には、熱伝導性の高いAlN膜を用い
ているため、センス電流を高くすることができ、従来の
Al23膜を用いた磁気ヘッドと比較して、高い再生出
力を示す。これにより、記録密度の高い磁気ディスク装
置を作成できる。本発明の磁気ヘッドは4Gbit/in2
上の記録密度を有する磁気記録再生装置に有効である。
また、10Gbit/in2以上の記録密度を有する磁気記録
再生装置には、必須と考えられる。
【0024】
【発明の効果】本発明のギャップ膜に絶縁耐圧の高い材
料を用い、保護絶縁膜に熱伝導性の高い材料を用いた磁
気抵抗効果ヘッドは、放熱効率が高い。これにより、セ
ンス電流を多く流しても優れたS/N比を有し、かつ通
電寿命も高くすることが出来る。また、上記磁気ヘッド
を用いることにより、高性能な磁気記録再生装置が得ら
れる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例1における磁気抵抗効果型ヘッドの浮上
面に直交した方向の断面図。
【図2】実施例1における磁気抵抗効果型ヘッドの製造
方法を示す説明図。
【図3】本発明および従来例の磁気抵抗効果型ヘッドに
おけるセンス電流と素子温度との関係を示す特性図。
【図4】実施例1における別の構造の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの浮上面に直交した方向の断面図。
【図5】実施例1における磁気抵抗効果型ヘッドの媒体
対向面から見た断面図。
【図6】実施例2における磁気抵抗効果型ヘッドの製造
工程順を示す説明図。
【図7】実施例2における磁気抵抗効果型ヘッドの媒体
対向面から見た断面図。
【図8】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドと記録ヘッドと
を組み合わせた磁気ヘッドの斜視図。
【図9】(a)及び(b)は本発明の磁気ヘッドを用い
た磁気ディスク装置の概略平面図及び同図(a)のA−
A線断面図。
【符号の説明】
11,21,31,41,61…基板、12,17,3
2,37,42,48,62,68…シールド膜、1
3,16,23,33,36,43,47,63,67
…ギャップ絶縁膜、14,21,34,44,51,6
4…磁気抵抗効果膜、16,25,35,55…保護絶
縁膜、22,24,52,54,56…レジスト、2
3,24,46,47,57,66…電極、45,5
3,65…磁区制御膜、74…コイル、75…上部磁
極、76…基体、81…磁気記録媒体、82…磁気記録
媒体駆動部、83…磁気ヘッド、84…磁気ヘッド駆動
部、85…記録再生信号処理系。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気的信号を電気的信号に変換する磁気抵
    抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜のバルクハウゼンノイ
    ズを抑止する縦バイアス磁界を印加する一対の磁区制御
    膜と、前記磁気抵抗効果膜に電気検出電流を流す一対の
    電極とを有する磁気抵抗効果素子が上部ギャップ絶縁
    膜、及び下部ギャップ絶縁膜を介して、上部シールド及
    び下部シールドの間に設けられた磁気抵抗効果型ヘッド
    において、下部ギャップ絶縁膜と上部ギャップ絶縁膜と
    の間に保護絶縁膜を備えており、上記保護絶縁膜の少な
    くとも一部が磁気抵抗効果膜に接しており、かつ、上記
    保護絶縁膜の熱伝導率が、上部ギャップ絶縁膜及び下部
    ギャップ絶縁膜の少なくとも一方の熱伝導率よりも高い
    材料を用いたことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  2. 【請求項2】請求項1に記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
    おいて、上記保護絶縁膜がAlN,BeO,CN,Si
    C,BNから選ばれる絶縁膜、もしくはAlN,Be
    O,CN,SiC,BNを主成分とする混合絶縁膜から
    なることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  3. 【請求項3】請求項1又は請求項2記載において、磁気
    抵抗効果型ヘッドと誘導型薄膜ヘッドとを組み合わせた
    ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
  4. 【請求項4】請求項3に記載の磁気ヘッドを搭載したこ
    とを特徴とする磁気記録再生装置。
JP10306661A 1998-10-28 1998-10-28 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置 Pending JP2000132815A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10306661A JP2000132815A (ja) 1998-10-28 1998-10-28 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10306661A JP2000132815A (ja) 1998-10-28 1998-10-28 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000132815A true JP2000132815A (ja) 2000-05-12

Family

ID=17959811

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10306661A Pending JP2000132815A (ja) 1998-10-28 1998-10-28 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2000132815A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7548400B2 (en) 2004-03-02 2009-06-16 Tdk Corporation Thin-film magnetic head comprising bias layers having a large length in track width direction
US7580230B2 (en) 2006-10-24 2009-08-25 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive sensor having shape enhanced pinning, a flux guide structure and damage free virtual edges
US8472149B2 (en) 2007-10-01 2013-06-25 Tdk Corporation CPP type magneto-resistive effect device and magnetic disk system

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7548400B2 (en) 2004-03-02 2009-06-16 Tdk Corporation Thin-film magnetic head comprising bias layers having a large length in track width direction
US7580230B2 (en) 2006-10-24 2009-08-25 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetoresistive sensor having shape enhanced pinning, a flux guide structure and damage free virtual edges
US8472149B2 (en) 2007-10-01 2013-06-25 Tdk Corporation CPP type magneto-resistive effect device and magnetic disk system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3520170B2 (ja) 複合型薄膜磁気ヘッド
JPH11149620A (ja) 磁気ヘッド
US4954920A (en) Thin film magnetic head
JP2002032903A (ja) 垂直磁気記録用薄膜磁気ヘッド
US4860139A (en) Planarized read/write head and method
JP2005209301A (ja) 磁気ヘッド及びその製造方法
JPH07192227A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
JP2005071430A (ja) 垂直磁気記録ヘッドの製造方法
JP2000132815A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置
JP3553393B2 (ja) 薄膜磁気ヘッドの製造方法
JPH06318515A (ja) 磁気抵抗素子およびその製造方法並びに磁気ヘッドおよび磁気記録装置
JPH08115511A (ja) フラックスガイド型gmrヘッド
JPH1116120A (ja) 薄膜磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JP2004178678A (ja) 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
JPH06236526A (ja) 薄膜磁気ヘッド
JPH11175928A (ja) 磁気抵抗効果ヘッド及び磁気記録再生装置
JP4118631B2 (ja) スピンバルブ型磁気抵抗効果再生ヘッドおよびその製造方法
JP2755186B2 (ja) 磁気抵抗効果ヘッド
KR20030093939A (ko) 자기 저항 효과막 및 스핀 밸브 재생 헤드
JP2001256617A (ja) 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
JPH07320236A (ja) 磁気ヘッド
JPH0227383Y2 (ja)
JPH08221717A (ja) 磁気抵抗効果型磁気ヘッド
JPH103618A (ja) ヨーク型磁気ヘッド
JPS6266414A (ja) 磁気ヘツド