JP2000207713A

JP2000207713A - 薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2000207713A
Application number: JP11004857A
Authority: JP
Inventors: Reiko Kondo; 玲子近藤
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1999-01-12
Filing date: 1999-01-12
Publication date: 2000-07-28
Anticipated expiration: 2019-01-12
Also published as: JP3677582B2

Abstract

(57)【要約】【課題】薄膜磁気ヘッドに関し、オーバーレイド構造
に伴うオフトラック特性の悪化を回避するリード電極構
造を提供する。【解決手段】記録媒体の磁気的信号を再生信号として
検出する再生ヘッドを少なくとも備えた薄膜磁気ヘッド
を構成する磁気抵抗効果素子１と一対の端子４とを、一
部を除いて非導電体材料３で分離する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は薄膜磁気ヘッドに関
するものであり、特に、ハードディスクドライブ（ＨＤ
Ｄ）等の磁気記録装置の再生ヘッド（リードヘッド）に
用いるオーバーレイド構造の磁気抵抗効果素子における
オフトラック特性を改善するための構成に特徴のある薄
膜磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記憶装置であ
るハードディスク装置等の小型化，大容量化の要請の高
まりに伴い、高密度磁気記録が可能なハードディスク装
置等の研究開発が急速に進められており、この様なハー
ドディスク装置の高記録密度化を実現するためには、線
記録密度とトラック密度を向上させる必要があるが、そ
のためには、記録ヘッドとしては、隣接するトラックと
のクロストーク等の原因となる記録にじみを防止するた
めに誘導型の薄膜磁気ヘッドの上部磁極先端部のライト
ポールのコア幅をより狭く形成するための技術が必要に
なる。

【０００３】一方、再生ヘッドとしては再生出力が磁気
記録媒体と磁気ヘッド間の相対速度に依存せずに高い出
力が得られ、且つ、小型ディスクに対しても適用できる
磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を用いた再生専用の磁気
ヘッドが注目されており、近年の高性能化の要請に応え
るヘッドとして、この様なＭＲ素子を用いた磁気ヘッド
と誘導型の薄膜磁気ヘッドとを複合化した複合型薄膜磁
気ヘッドが開発されており、記録ヘッドの記録ギャップ
と再生ヘッドの再生ギャップをそれぞれ最適化すること
によって、記録特性の向上と、再生分解能の向上を共に
実現しようとしている。

【０００４】ここで、図７を参照して、従来の複合型薄
膜磁気ヘッドの概略的構成を説明する。図７参照図７は、従来の複合型薄膜磁気ヘッドを模式的に示した
要部透視斜視図であり、スライダーの母体となるＡｌ₂
Ｏ₃−ＴｉＣ基板（図示せず）上に、Ａｌ₂Ｏ ₃膜（図
示せず）を介してＮｉＦｅ合金等からなる下部磁気シー
ルド層４１を設け、Ａｌ₂Ｏ₃等の下部リードギャップ
層（図示せず）を介してＮｉＦｅ，Ｔｉ，ＣｏＺｒＭｏ
の積層構造等からなる磁気抵抗効果素子４２を設けて所
定の形状にパターニングしたのち、磁気抵抗効果素子４
２の両端にＡｕ等からなる導電膜を堆積させてリード電
極４３を形成する。

【０００５】次いで、再び、Ａｌ₂Ｏ₃等の上部リード
ギャップ層（図示せず）を介してＮｉＦｅ合金等からな
る下部磁極層を兼ねる上部磁気シールド層４４を設け、
その上にＡｌ₂Ｏ₃等からなるライトギャップ層（図示
せず）を設けたのち、レジスト等の下部層間絶縁膜（図
示せず）を介して水平スパイラル状のライトコイル４５
を形成するとともに、その両端にライト電極４６を設
け、次いで、レジスト等からなる上部層間絶縁膜（図示
せず）を介して先端に幅細のライトポール４８を有する
形状の上部磁極層４７を設ける。

【０００６】次いで、全面にＡｌ₂Ｏ₃膜を設けて保護
膜（図示せず）としたのち、基板を切断し、ライトポー
ル４８の長さ、即ち、ギャップ深さを調整するための研
削、研磨等を含めたスライダー加工を行うことにより磁
気抵抗効果素子４２を利用した再生用、即ち、リード用
のＭＲヘッドと、記録用、即ち、ライト用の誘導型の薄
膜磁気ヘッドとを複合化した複合型薄膜磁気ヘッドが得
られる。

【０００７】この場合、ライト電極４６からライトコイ
ル４５に信号電流を流すことによって発生した磁束は下
部磁極層を兼ねる上部磁気シールド層４４と上部磁極層
４７とからなる磁極コアに導かれ、上部磁極層４７の先
端のライトポール４８近傍においてライトギャップ層に
よって形成される記録ギャップによって磁束が外部に漏
れ出て、記録媒体に信号が記録されることになる。ま
た、逆に、記録媒体からの磁束を磁極コアで検出して信
号を再生することもできるものであり、上部磁極層４７
の先端のライトポール４８の幅がトラック幅となり、こ
のトラック幅によって面記録密度が規定される。

【０００８】一方、ＭＲヘッドにおける再生原理は、リ
ード電極４３から一定のセンス電流を流した場合に、磁
気抵抗効果素子４２を構成する磁性薄膜の電気抵抗が記
録媒体からの磁界により変化する現象を利用するもので
ある。

【０００９】この様な複合型薄膜磁気ヘッドをはじめと
した磁気ディスク装置においては、最近、大容量化と共
に磁気記録媒体上のビット長及びトラック幅が急激に狭
くなってきており、それに伴って磁気記録媒体からの信
号も減少しているため、再生ヘッドのさらなる高感度化
が要請されている。

【００１０】この様な高感度化を目指す場合、ＭＲ膜が
単磁区にならないとバルクハウゼンノイズが発生し、再
生出力が大きく変動するので、ＭＲ膜の磁区を制御する
ために磁区制御膜を設けているが、この磁区制御膜を設
けたことに伴う不感帯が感度向上の障害となるので、こ
の事情を図８を参照して説明する。

【００１１】図８（ａ）参照図８（ａ）は、磁区制御膜を設けた従来のＭＲヘッドの
概略的断面図であり、図７との関連で説明すると、スラ
イダーの母体となるＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板５１上に、
Ａｌ₂Ｏ₃膜５２を介してＮｉＦｅ合金等からなる下部
磁気シールド層４１を設け、Ａｌ₂Ｏ₃等の下部リード
ギャップ層５３を介してＮｉＦｅ，Ｔｉ，ＣｏＺｒＭｏ
の積層構造等からなる磁気抵抗効果素子４２を設けて所
定の形状にパターニングしたのち、磁気抵抗効果素子４
２の両端にＣｏＣｒＰｔ等の高保磁力膜或いはＰｄＰｔ
Ｍｎ等の反強磁性体膜からなる磁区制御膜５４を設け、
次いで、Ｗ／Ｔｉ／Ｔａ多層膜等からなる導電膜を堆積
させてリード電極４３を形成する。

【００１２】次いで、再び、Ａｌ₂Ｏ₃等の上部リード
ギャップ層５５を介してＮｉＦｅ合金等からなる上部磁
気シールド層４４を設けることによって、ＭＲヘッドの
基本構成が完成する。

【００１３】しかし、この場合、磁気抵抗効果素子４２
の両側の磁区制御膜５４の接する近傍の領域の磁化が、
磁区制御膜５４によって固着されてしまうため、磁気記
録媒体からの磁界に反応しない不感帯５６が発生し、こ
れにより、十分な感度が得られなくなるという問題が発
生する。この様な不感帯５６に伴う感度の低下を回避す
るために、オーバーレイド構造を採用しているので、こ
の様な改良型のＭＲヘッドを図８（ｂ）を参照して説明
する。

【００１４】図８（ｂ）参照図８（ｂ）は、オーバーレイド構造を採用した従来のＭ
Ｒヘッドの概略的断面図であり、基本的構成は図８
（ａ）のＭＲヘッドと全く同様であるが、この様なＭＲ
ヘッドの場合には、リード電極４３の間隔に比べて、磁
区制御膜５４の間隔を広くとる様な構造、即ち、オーバ
ーレイド構造を採用したものであり、この様な構造にす
ることによって、不感帯５６が再生出力を検出するリー
ド電極４３から遠ざかるため、磁気記録媒体の磁界に磁
気抵抗効果素子４２が十分反応して感度が向上すること
になる。

【００１５】なお、近年、この様な磁気抵抗効果素子４
２を構成する膜として、巨大磁気抵抗効果膜としてスピ
ンバルブ膜等が用いられており、例えば、ＩＢＭにより
「スピン・バルブ効果利用の磁気抵抗センサ（特開平４
−３５８３１０号公報参照）」或いは「二重スピン・バ
ルブ磁気抵抗センサ（特開平６−２２３３３６号公報参
照）」が提案されているが、この磁気センサは、非磁性
金属層によって分離された２つの結合していない強磁性
体層を備え、一方の強磁性体層にＦｅＭｎ或いはＰｄＰ
ｔＭｎ等で代表される反強磁性体層を付着して強磁性体
層の磁化Ｍが固定されているサンドイッチ構造となって
おり、記録媒体からの微小な磁界に対し高い磁気抵抗効
果が得られるといった点において、従来のインダクティ
ブヘッド若しくはＡＭＲ（ＡｎｉｓｏｔｒｏｐｙＭａ
ｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ）膜より格段に優
れており、高感度リードヘッド素子として用いられてい
る。

【００１６】この磁気センサにおいて、磁気記録媒体等
から外部磁場が印加されると、磁化が固定されていない
他方の強磁性体層、即ち、フリー（ｆｒｅｅ）層の磁化
方向が外部磁場に一致して自由に回転するため、磁化が
固定された強磁性体層、即ち、ピンド（ｐｉｎｎｅｄ）
層の磁化方向と角度差を生ずることになる。

【００１７】この角度差に依存して伝導電子のスピンに
依存した散乱が変化し、電気抵抗値が変化するので、こ
の電気抵抗値の変化を定電流のセンス電流を流すことに
よって電圧値の変化として検出することによって、外部
磁場の状況、即ち、磁気記録媒体からの信号磁場を取得
するものであり、このスピンバルブ磁気抵抗センサの磁
気抵抗変化率は約５％程度となる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、実際のＭＲヘ
ッドにおいては、再生出力を検出するリード電極４３の
間の領域を正確に磁気記録媒体の媒体トラック上で動作
させることは機械的に不可能であり、したがって、ＭＲ
ヘッドと磁気記録媒体とがトラック幅方向にずれてしま
うマージンを見込んで設計されている。

【００１９】一方、このＭＲヘッドと磁気記録媒体とが
トラック幅方向にずれた時の特性、即ち、オフトラック
特性としても、所定の値をとる必要があるが、図８
（ｂ）に示したオーバーレイド構造を採用した場合、不
感帯５６がリード電極４３の間の領域から遠ざかるもの
の、磁気記録媒体からの磁界に反応できる領域、即ち、
感帯が隣接する媒体トラックからの信号を読んでしまう
という問題がある。

【００２０】再び、図８（ｂ）参照即ち、磁気抵抗効果素子４２の不感帯５６を除いた感帯
領域は、再生対象の媒体トラック５７のみならず、隣接
する媒体トラック５８，５９にも対向しているので、こ
の隣接する媒体トラック５８，５９からの信号も読んで
しまうことになる。

【００２１】また、電流は、図において矢印で示すよう
にリード電極４３と磁気抵抗効果素子４２との接触部分
全体からオーバーラップ部分に流れるため、感帯で読ん
でしまった隣接する媒体トラック５８，５９からの信号
を電気的に信号として出力してしまい、リード電極４３
の間隔を媒体トラック５７の幅に対して規定することが
不十分になってしまい、良好なオフトラック特性が取れ
なくなってしまうという問題がある。

【００２２】したがって、本発明は、オーバーレイド構
造に伴うオフトラック特性の悪化を回避するリード電極
構造を提供することを目的とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図１を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図１は、
ＭＲヘッド、再生ヘッドの概略的要部断面図であり、図
における符号５，６，７，８は、夫々下部リードギャッ
プ層、上部リードギャップ層、下部磁気シールド層、及
び、上部磁気シールド層である。図１参照（１）本発明は、記録媒体の磁気的信号を再生信号とし
て検出する再生ヘッドを少なくとも備えた薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、記録媒体の磁気的信号を検出する磁気抵抗
効果素子１と一対の端子４とを、一部を除いて非導電体
材料３で分離したことを特徴とする。

【００２４】この様に、磁気抵抗効果素子１と一対の端
子４とを、一部を除いて非導電体材料３で分離すること
によって、一対の端子４間の領域以外の磁気抵抗効果素
子１の感帯で隣接するトラックの磁気的信号を読んで
も、端子４から信号出力として出力されることがないの
で、良好なオフトラック特性が得られる。なお、本願に
おいて、「再生ヘッドを少なくとも備えた薄膜磁気ヘッ
ド」とは、少なくとも、ＭＲヘッドとライト用薄膜ヘッ
ドとを積層させた複合型薄膜磁気ヘッド及びＭＲヘッド
のみの薄膜磁気ヘッドを含むことを意味する。

【００２５】（２）また、本発明は、上記（１）におい
て、磁気抵抗効果素子１の両端に一対の磁区制御膜２を
設けるとともに、一対の磁区制御膜２の間隔を、一対の
端子４の間隔より広くしたことを特徴とする。

【００２６】この様に、オーバーレイド構造に対して非
導電体材料３を設けることによって、オーバーレイド構
造部分の電流検出を最小限にすることができ、それによ
って、高密度記録化に伴うトラック幅の減少に対応する
ことのできる良好なオフトラック特性を得ることができ
る。

【００２７】（３）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、一対の非導電体材料３の互いに対向す
る側が９０°未満のテーパー角を持つことを特徴とす
る。

【００２８】この様に、一対の非導電体材料３の互いに
対向する側が９０°未満のテーパー角を持たせることに
よって、この一対の非導電体材料３の上に設ける端子４
を段切れ等の堆積不良を生ずることなく堆積することが
でき、それによって、端子４の信頼性を高めることがで
きる。

【００２９】（４）また、本発明は、上記（３）におい
て、一対の非導電体材料３の膜厚が、磁気抵抗効果素子
１の感帯から離れるにしたがって、厚くなっていること
を特徴とする。

【００３０】この様に、一対の非導電体材料３の膜厚
を、磁気抵抗効果素子１の感帯から離れるにしたがって
厚くすることによって、端子４の堆積不良を確実に回避
することができる。

【００３１】（５）また、本発明は、上記（１）または
（２）において、一対の非導電体材料３が、磁気抵抗効
果素子１の保護膜の一部を置き換えた絶縁体によって構
成されていることを特徴とする。

【００３２】この様に、一対の非導電体材料３を、磁気
抵抗効果素子１の保護膜、例えば、Ｔａ膜の一部を除去
して絶縁体を埋め込んだり、或いは、Ｔａ膜の表面を酸
化してＴａ₂Ｏ₅に変換したりすることによって形成し
た絶縁体によって構成することにより、一対の非導電体
材料３の表面を平坦化することができ、それによって、
端子４の堆積不良を防止することができると共に、端子
４の凹凸を少なくすることができるので、全体の高さを
低くすることができる。

【００３３】

【発明の実施の形態】ここで、図２及び図３を参照し
て、本発明の第１の実施の形態のＭＲヘッドの製造工程
を説明する。図２（ａ）参照まず、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板１１上にスパッタリング
法を用いて厚さ２μｍのＡｌ₂Ｏ₃膜１２を堆積させた
のち、選択電解メッキ法を用いて、１００〔Ｏｅ〕の磁
界を印加しながら、厚さが、１〜３μｍ、例えば、３μ
ｍのＮｉＦｅ膜を形成して下部磁気シールド層１３と
し、次いで、スパッタリング法を用いて、厚さが、例え
ば、５００Å（＝５０ｎｍ）のＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させ
たのち、イオンミリング法によって所定形状にパターニ
ングすることによって下部リードギャップ層１４を形成
し、次いで、磁気抵抗効果素子を構成するためのスピン
バルブ膜１５を堆積させる。

【００３４】図２（ｂ）参照このスピンバルブ膜１５としては、例えば、３０〔Ｏ
ｅ〕の磁界を印加しながらスパッタリング法を用いて、
下地層となる厚さが、例えば、５０ÅのＴａ膜１６を形
成したのち、厚さが、例えば、４０ÅのＮｉＦｅフリー
層１７、厚さが、例えば、２５ÅＣｏＦｅフリー層１
８、厚さが、例えば、２５ÅのＣｕ中間層１９、厚さ
が、例えば、２５ÅのＣｏＦｅピンド層２０、厚さが２
０〜３００Å、例えば、２５０ÅのＰｄＰｔＭｎ膜から
なる反強磁性体層２１、及び、厚さが６０ÅのＴａ保護
膜２２を順次積層させて形成する。なお、この場合のＮ
ｉＦｅの組成は、例えば、Ｎｉ₈₁Ｆｅ₁₉であり、ＣｏＦ
ｅの組成は、例えば、Ｃｏ₉₀Ｆｅ₁₀であり、また、Ｐｄ
ＰｔＭｎの組成は、例えば、Ｐｄ₃₁Ｐｔ₁₇Ｍｎ₅₂であ
る。

【００３５】次いで、ＣｏＦｅピンド層２０の磁化方向
を固定するために、成膜時に印加した磁界と直交する方
向の２００ｋＡ／ｍの直流磁場を印加しながら、真空中
で２３０℃で１〜３時間の熱処理を行うことによってＰ
ｄＰｔＭｎからなる反強磁性体層２１の磁化方向を印加
した直流磁場の方向とする。なお、この場合、２３０℃
の熱処理工程において、Ｃｕ中間層１９を構成するＣｕ
とＮｉＦｅフリー層１７との間の相互拡散が生じないよ
うに、両者の間にバリア層となるＣｏＦｅフリー層１８
を設けてフリー層を２層構造としている。

【００３６】図２（ｃ）参照次いで、レジストパターン２３をマスクとしてＡｒイオ
ンを用いたイオンミリングを施すことによって、スピン
バルブ膜１５の露出部を除去したのち、全面に、磁区制
御膜となる高保磁力膜であるＣｏＣｒＰｔ膜２４をスピ
ンバルブ膜１５と同程度の厚さとなる様にスパッタリン
グ法を用いて堆積させる。なお、この場合のＣｏＣｒＰ
ｔの組成は、例えば、Ｃｏ₇₈Ｃｒ₁₀Ｐｔ₁₂である。

【００３７】図３（ｄ）参照次いで、レジストパターン２３上に堆積したＣｏＣｒＰ
ｔ膜２４をレジストパターン２３と共に除去したのち、
新たなレジストパターン（図示せず）をマスクとしてイ
オンミリングを施すことによって、ＣｏＣｒＰｔ膜２４
を所定形状にパターニングして磁区制御膜２５を形成
し、次いで、再びスパッタリング法を用いて、厚さが、
例えば、２０ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜２６を堆積させる。

【００３８】図３（ｅ）参照次いで、磁区制御膜２５及びスピンバルブ膜１５の不感
帯を覆う形状のレジストマスク２７を設けたのち、斜め
方向から所定の入射角のＡｒイオンを照射することによ
って、Ａｌ₂Ｏ₃膜２６の感帯に面した側がテーパー状
になるようにエッチング除去することによって、保護絶
縁膜２８を形成する。なお、このテーパー角は、レジス
トパターン２７の形状、レジストパターン２７の高さ、
及び、Ａｒイオンの入射角等を制御することによって制
御することが可能である。

【００３９】図３（ｆ）参照次いで、レジストパターン２７を除去したのち、レジス
トパターン（図示せず）を用いたリフトオフ法によって
厚さが、例えば、１０ｎｍのＴａ膜、１０ｎｍのＴｉＷ
膜、及び、８０ｎｍのＴａ膜を順次堆積させることによ
って、１対のリード電極２９を形成し、次いで、再び、
スパッタリング法によって、厚さが、例えば、５００Å
のＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積したのち、イオンミリング法を用
いて所定形状にパターニングすることによって上部リー
ドギャップ層３０とし、次いで、選択電解メッキ法によ
って、厚さが、例えば、３．８μｍのＮｉＦｅ膜を成膜
して上部磁気シールド層３１とすることによってシング
ルスピンバルブ素子を磁気抵抗効果素子としたＭＲヘッ
ドの基本構成が完成する。

【００４０】この様に、本発明の第１の実施の形態にお
いては、オーバーレイド部分を覆うように保護絶縁膜２
８を設けて、リード電極２９とスピンバルブ膜１５の本
来の読取領域となる領域以外とを絶縁分離しているの
で、オーバーレイド部分での電流検出を抑制することが
でき、それによって、オフトラック特性を良好にするこ
とができる。

【００４１】また、本発明の第１の実施の形態において
は、保護絶縁膜２８の対向する側にテーパーを設けてい
るので、リード電極２９をスパッタリング法によって堆
積する際に、保護絶縁膜２８の端部において段切れやボ
イド（鬆）が発生することがなく、したがって、リード
電極２９の信頼性を高めることができる。

【００４２】次に、図４を参照して、本発明の第２の実
施の形態のＭＲヘッドの製造工程を説明する。図４（ａ）参照上記の第１の実施の形態と全く同様の工程で、Ａｌ₂Ｏ
₃−ＴｉＣ基板１１上にＡｌ₂Ｏ₃膜１２を介して、下
部磁気シールド層１３、下部リードギャップ層１４、ス
ピンバルブ膜１５、及び、磁区制御膜２５を形成する。

【００４３】図４（ｂ）参照次いで、スピンバルブ膜１５の中央部を覆うと共に磁区
制御膜２５の周辺部を囲む形状のレジストパターン３２
を設け、所定の入射角になるようにスパッタリングを行
うことによって、所定のテーパー角を有し、且つ、感帯
から離れるにしたがって膜厚が増加するＡｌ₂Ｏ₃膜か
らなる絶縁保護膜３３を形成する。なお、レジストパタ
ーン３２上に堆積したＡｌ₂Ｏ₃膜については図示を省
略する。

【００４４】この場合のテーパー角は、レジストパター
ン３２の形状、レジストパターン３２の高さ、及び、ス
パッタリング物質の入射角等を制御することによって制
御することが可能である。

【００４５】図４（ｃ）参照次いで、レジストパターン３２を除去したのち、再び、
上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によって、一
対のリード電極２９、上部リードギャップ層３０、及
び、上部磁気シールド層３１を設けることによって、シ
ングルスピンバルブ素子を磁気抵抗効果素子としたＭＲ
ヘッドの基本構成が完成する。

【００４６】この様に、本発明の第２の実施の形態にお
いても、オーバーレイド部分を覆うように保護絶縁膜３
３を設けて、リード電極２９とスピンバルブ膜１５の本
来の読取領域となる領域以外とを絶縁分離しているの
で、オーバーレイド部分での電流検出を抑制することが
でき、それによって、オフトラック特性を良好にするこ
とができる。

【００４７】また、本発明の第２の実施の形態において
は、保護絶縁膜３３の対向する側にテーパーを設けると
ともに、感帯から離れるにしたがって膜厚を増加させて
いるので、リード電極２９をスパッタリング法によって
堆積する際に、保護絶縁膜３３の端部における段切れや
ボイド（鬆）が発生をより確実に抑制することができ、
したがって、リード電極２９の信頼性を高めることがで
きる。なお、この場合のテーパー領域の始まりの領域の
厚さの制御性及び信頼性は、上記の第１の実施の形態よ
り若干劣る虞があり、それに伴って、電流の流れる領域
が若干拡大する可能性がある。

【００４８】次に、図５を参照して、本発明の第３の実
施の形態のＭＲヘッドの製造工程を説明する。図５（ａ）参照上記の第１の実施の形態と全く同様の工程で、Ａｌ₂Ｏ
₃−ＴｉＣ基板１１上にＡｌ₂Ｏ₃膜１２を介して、下
部磁気シールド層１３、下部リードギャップ層１４、ス
ピンバルブ膜１５、及び、磁区制御膜２５を形成する。

【００４９】図５（ｂ）参照次いで、スピンバルブ膜１５の中央部及び磁区制御膜２
５の端部を覆う形状のレジストパターン３４を設け、イ
オンミリングを施すことによって、スピンバルブ膜１５
の最上部に設けたＴａ保護膜２２を除去したのち、この
除去部分をＡｌ ₂Ｏ₃膜をスパッタリングによって埋め
込むことによって、表面が平坦で、スピンブルブ膜１５
の中央部の高さとほぼ一致した保護絶縁膜３５を形成す
る。なお、レジストパターン３４上に堆積したＡｌ₂Ｏ
₃膜については図示を省略する。

【００５０】図５（ｃ）参照次いで、レジストパターン３４を除去したのち、再び、
上記の第１の実施の形態と全く同様な工程によって、一
対のリード電極２９、上部リードギャップ層３０、及
び、上部磁気シールド層３１を設けることによって、シ
ングルスピンバルブ素子を磁気抵抗効果素子としたＭＲ
ヘッドの基本構成が完成する。

【００５１】この様に、本発明の第３の実施の形態にお
いても、オーバーレイド部分を覆うように保護絶縁膜３
５を設けて、リード電極２９とスピンバルブ膜１５の本
来の読取領域となる領域以外とを絶縁分離しているの
で、オーバーレイド部分での電流検出を抑制することが
でき、それによって、オフトラック特性を良好にするこ
とができる。

【００５２】また、本発明の第３の実施の形態において
は、保護絶縁膜３５の表面を平坦に、且つ、スピンブル
ブ膜１５の中央部の高さとほぼ一致させているので、リ
ード電極２９をスパッタリング法によって堆積する場合
に、リード電極２９を凹凸を少なく成膜することがで
き、それによって、全体の高さを低くすることができ
る。

【００５３】次いで、図６を参照して、本発明の第４の
実施の形態をＭＲヘッドを説明する。図６参照図６は、本発明の第４の実施の形態のＭＲヘッドの概略
的断面図であり、その製造工程は、磁区制御膜を設けな
い以外は上記の第１の実施の形態と実質的に同様である
ので説明を省略するが、この本発明の第４の実施の形態
の特徴点は、磁区制御膜を設けずにスピンバルブ膜３６
をトラック幅方向により長く形成したものである。

【００５４】即ち、一般に強磁性膜の磁化特性は形状依
存性があり、細長い方向に沿って磁化し易くなるので、
スピンバルブ膜３６をトラック幅方向により長く形成す
ることによって、スピンバルブ膜３６の磁化方向を再現
性良くトラック幅方向に規定することができ、それによ
って、磁区制御膜を設けなくとも単磁区化が可能にな
る。

【００５５】この場合においても、高記録密度化に伴う
トラック幅の減少に対応できる良好なオフトラック特性
を得る必要があり、そのために、保護絶縁膜２８を設け
ることによってリード電極２９とスピンバルブ膜３６の
電気的接続領域を限定し、スピンバルブ膜３６の本来の
読取領域となる領域以外とを絶縁分離しているので、本
来の読取領域となる領域以外において隣接するトラック
の記録磁界を読み取っても、信号出力としてリード電極
２９から出力されることがなく、オフトラック特性を良
好にすることができる。

【００５６】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記
の各実施の形態の説明においては、下部磁気シールド層
１３及び上部磁気シールド層３１を選択電解メッキ法を
用いてＮｉＦｅによって構成しているが、ＮｉＦｅと同
様に保磁力の小さな軟磁性膜であるＣｏＦｅＮｉＳやＣ
ｏＦｅを用いても良いものであり、成膜方法としても電
解メッキ法で全面に堆積させたのちイオンミリング法に
よってパターニングしても良いものであり、或いは、ス
パッタリング法を用いてリフトオフによってパターニン
グしても良いし、さらには、全面に堆積させたのち、イ
オンミリング法によってパターニングしても良いもので
ある。なお、電解メッキ法を用いる場合には、予めメッ
キベース層を設けておくことが望ましい。

【００５７】また、本発明の各実施の形態の説明におい
て、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板１１上に設ける下地絶縁
膜、保護絶縁膜２８，３３，３５、下部リードギャップ
層１４、及び、上部リードギャップ層３０としてＡｌ₂
Ｏ₃を用いているが、Ａｌ₂Ｏ ₃に限られるものではな
く、例えば、ＳｉＯ₂を用いても良いものであり、ま
た、成膜法としてもスパッタリング法に限られるもので
はなく、蒸着法或いはＣＶＤ法を用いても良いものであ
る。

【００５８】また、本発明の各実施の形態の説明におい
ては、磁気抵抗効果素子としてスピンバルブ膜１５、即
ち、ＮｉＦｅ／ＣｏＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／ＰｄＰｔＭ
ｎからなるシングルスピンバルブ素子を用いているが、
この様なシングルスピンバルブ素子に限られるものでは
なく、例えば、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＦｅＭｎ等
の他の積層構造のシングルスピンバルブ素子を用いても
良いものであり、さらには、ダブルスピンバルブ素子を
用いても良いものである。

【００５９】また、磁気抵抗効果素子としてスピンバル
ブ膜１５の代わりに、ＮｉＦｅ等の異方性磁気抵抗効果
膜、ＣｏＦｅとＣｕを例えば交互に１０周期堆積させた
〔ＣｏＦｅ／Ｃｕ〕１０等の人工格子膜、或いは、スピ
ンバルブ膜におけるＣｕ中間層１９をトンネル絶縁膜に
置き換えた強磁性トンネル接合構造を有する素子を用い
ても良いものである。

【００６０】また、上記の各実施の形態の説明において
は、磁区制御膜として、高保磁力膜のＣｏＣｒＰｔを用
いているが、ＣｏＣｒＰｔに限られるものではなく、Ｃ
ｏＰｔ，ＣｏＣｒ等の他の高保磁力膜を用いても良く、
さらには、ＰｄＰｔＭｎ等の反強磁性体膜を用いても良
いものである。

【００６１】また、上記の各実施の形態においては、Ｎ
ｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＰｄＰｔＭｎ、及び、ＣｏＣｒＰｔ
として、夫々、Ｎｉ₈₁Ｆｅ₁₉、Ｃｏ₉₀Ｆｅ₁₀、Ｐｄ₃₁Ｐ
ｔ₁₇Ｍｎ₅₂、及び、Ｃｏ₇₈Ｃｒ₁₀Ｐｔ₁₂を用いている
が、この様な組成比に限られるものではなく、必要とす
る磁気特性及び加工特性等に応じて適宜組成比を選択す
れば良いものである。

【００６２】また、上記の本発明の各実施の形態の説明
においては、リード電極２９としてＴａ／ＴｉＷ／Ｔａ
積層構造膜を用いているが、この様な積層構造膜に限ら
れるものではなく、Ａｕ膜を用いても良いし、或いは、
単独のＷ膜やＴａ膜を用いても良いものである。

【００６３】また、上記の本発明の各実施の形態の説明
においては、基板としてＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板を用い
ているが、表面にＳｉＯ₂膜を形成したＳｉ基板或いは
ガラス基板等の基板を用いても良いものである。

【００６４】また、上記の第３の実施の形態において
は、保護絶縁膜３５を、スピンバルブ膜１５の最上層に
設けたＴａ保護膜２２の少なくとも一部を除去したの
ち、除去部にＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させて形成している
が、Ｔａ保護膜２２を酸化してＴａ ₂Ｏ₅膜として、こ
のＴａ₂Ｏ₅膜を保護絶縁膜としても良いものであり、
この場合、全体の表面を平坦化するために、Ｔａ保護膜
２２の一部を除去したのち酸化することが望ましい。

【００６５】また、上記の第４の実施の形態は、上記の
第１の実施の形態に対応するものであるが、保護絶縁膜
の形成工程としては、上述の構成に限られるものではな
く、上記の第２の実施の形態或いは第３の実施の形態と
同様な製造工程で形成しても良いものである。

【００６６】また、本発明の各実施の形態の説明におい
ては、単独のＭＲヘッド構造として説明しているが、本
発明はこの様な単独のＭＲヘッドに限られるものではな
く、図７に示した様な誘導型の薄膜磁気ヘッドと積層し
た複合型薄膜磁気ヘッドにも適用されるものである。

【００６７】

【発明の効果】本発明によれば、薄膜磁気ヘッドを構成
する磁気抵抗効果素子の本来の読取領域となる領域以外
とリード電極とを絶縁分離しているので、電流分布を制
御することができ、それによって、オーバーレイド構造
で問題となるオーバーラップ部分の電流検出を最小限に
することができるので、高記録密度化に伴うトラック幅
の減少に対応できる良好なオフトラック特性を得ること
ができ、ひいては、高記録密度のＨＤＤ装置の普及に寄
与するところが大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理的構成の説明図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の図２以降の製造工
程の説明図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態の製造工程の説明図
である。

【図５】本発明の第３の実施の形態の製造工程の説明図
である。

【図６】本発明の第４の実施の形態のＭＲヘッドの概略
的断面図である。

【図７】従来の複合型薄膜磁気ヘッドの要部透視斜視図
である。

【図８】従来のＭＲヘッドの説明図である。

【符号の説明】

１磁気抵抗効果素子２磁区制御膜３非導電体材料４端子５下部リードギャップ層６上部リードギャップ層７下部磁気シールド層８上部磁気シールド層１１Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板１２Ａｌ₂Ｏ₃膜１３下部磁気シールド層１４下部リードギャップ層１５スピンバルブ膜１６Ｔａ膜１７ＮｉＦｅフリー層１８ＣｏＦｅフリー層１９Ｃｕ中間層２０ＣｏＦｅピンド層２１反強磁性体層２２Ｔａ保護膜２３レジストパターン２４ＣｏＣｒＰｔ膜２５磁区制御膜２６Ａｌ₂Ｏ₃膜２７レジストパターン２８保護絶縁膜２９リード電極３０上部リードギャップ層３１上部磁気シールド層３２レジストパターン３３保護絶縁膜３４レジストパターン３５保護絶縁膜３６スピンバルブ膜４１下部磁気シールド層４２磁気抵抗効果素子４３リード電極４４上部磁気シールド層４５ライトコイル４６ライト電極４７上部磁極層４８ライトポール５１Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板５２Ａｌ₂Ｏ₃膜５３下部リードギャップ層５４磁区制御膜５５上部リードギャップ層５６不感帯５７媒体トラック５８媒体トラック５９媒体トラック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体の磁気的信号を再生信号として
検出する再生ヘッドを少なくとも備えた薄膜磁気ヘッド
において、前記記録媒体の磁気的信号を検出する磁気抵
抗効果素子と一対のリード電極とを、一部を除いて非導
電体材料で分離したことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】上記磁気抵抗効果素子の両端に一対の磁
区制御膜を設けるとともに、前記一対の磁区制御膜の間
隔を、上記一対のリード電極の間隔より広くしたことを
特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】上記一対の非導電体材料の互いに対向す
る側が、９０°未満のテーパー角を持つことを特徴とす
る請求項１または２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】上記一対の非導電体材料の膜厚が、上記
磁気抵抗効果素子の感帯から離れるにしたがって厚くな
っていることを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッ
ド。
【請求項５】上記一対の非導電体材料が、上記磁気抵
抗効果素子の保護膜の一部を置き換えた絶縁体によって
構成されていることを特徴とする請求項１または２に記
載の薄膜磁気ヘッド。