JP2001023120A

JP2001023120A - 磁気ヘッド及び磁気テープ装置

Info

Publication number: JP2001023120A
Application number: JP11196592A
Authority: JP
Inventors: Teruyuki Inaguma; 輝往稲熊; Kazunori Onuma; 一紀大沼; Shinji Kudo; 伸二工藤; Tadashi Saito; 正齋藤; Yoichi Inmaki; 洋一印牧
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1999-07-09
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2001-01-26

Abstract

(57)【要約】【課題】耐磨耗性があり、かつ低ノイズな磁気ヘッド
及び磁気テープ装置を提供すること。【解決手段】多結晶フェライトで成る一対のヘッド基
体１１ａ，１１ｂと、前記各ヘッド基体に成膜された軟
磁性薄膜で成るシールド１２ａ，１２ｂと、前記各ヘッ
ド基体のシールド形成面で挟み込まれている磁気抵抗効
果素子１３を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に記
録されている情報を再生する磁気抵抗効果型の磁気ヘッ
ド及びその磁気ヘッドを備えた磁気テープ装置に関し、
特に磁気テープを記録媒体としたヘリカルスキャン方式
の磁気テープ装置の回転ドラムに搭載される磁気抵抗効
果型の磁気ヘッド及びその磁気ヘッドを備えた磁気テー
プ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）
を用いた磁気ヘッド（磁気抵抗ヘッド（以下、ＭＲへッ
ドという））は、電磁誘導を利用して情報の記録再生を
行うインダクティブ型磁気ヘッドよりも高感度であり、
高密度記録に適している。このため、近年、ＭＲへッド
は、磁気ディスクを情報記録媒体として用いた磁気記録
・再生装置（以下、磁気ディスク装置という）を中心に
実用化されており、特にハードディスク装置では、ＰＲ
ＭＬ（ＰａｒｔｉａｌＲｅｓｐｏｎｓｅＭａｘｉｍ
ｕｍＬｉｋｅｌｉｈｏｏｄ）の実用化とともに、記録
面密度の向上に大きく貢献している。

【０００３】ハードディスク装置に使用されているＭＲ
へッドは、シールドがそれぞれ成膜された一対のヘッド
基体のシールド形成面間に、ＭＲ素子が挟み込まれた構
造となっている。このＭＲへッドのヘッド基体の材料と
しては、例えばＡｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ（アルチック）が用
いられ、各シールドの材料としては、例えばＦｅＡｌＳ
ｉ（センダスト）とパーマロイが用いられている。

【０００４】一方、磁気テープを情報記録媒体として用
いた磁気記録・再生装置あるいは磁気再生装置（以下、
磁気テープ装置という）の１つであるデジタルデータス
トリーマー装置においても、記録信号の高密度化に伴
い、ＭＲへッドが実用化されている。デジタルデータス
トリーマー装置に使用されているＭＲへッドは、シール
ド機能を兼ね備えた多結晶フェライトで成るヘッド基体
で構成されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一般的にハードディス
ク装置は、浮上スライダに搭載されたＭＲヘッドが磁気
ディスク上を浮上して動作する。このため、ハードディ
スク装置においては、ＭＲヘッドの磨耗はほとんど問題
にならないので、センダストやパーマロイといった軟磁
性薄膜が用いられている。また、デジタルデータストリ
ーマー装置は、固定されたＭＲヘッドが磁気テープと比
較的低速で摺動して動作する。このため、デジタルデー
タストリーマー装置においては、ＭＲヘッドの磨耗が若
干影響するので、多結晶フェライトといった硬質材が用
いられている。

【０００６】ところが、デジタルＶＣＲ（Ｖｉｄｅｏ
ＣａｓｓｅｔｔｅＲｅｃｏｒｄｅｒ）等の磁気テープ
装置は、ヘリカルスキャン型の回転ドラムに搭載された
磁気ヘッドが磁気テープと高速摺動して動作する。この
ため、ヘリカルスキャン型の磁気テープ装置に使用する
ＭＲヘッドは、耐磨耗性が高いことが必要である。従っ
て、上述したハードディスク装置用のＭＲへッドをヘリ
カルスキャン型の磁気テープ装置用のＭＲへッドとして
転用した場合、ヘッド基体とシールドとの間あるいはシ
ールド同士間の磨耗の相違から大きな偏磨耗が生じ、寿
命が極端に短くなるという問題がある。さらに、アルチ
ックで成るヘッド基体と磁気テープが高速摺動すると、
ヘッド基体の摺動面にステインが付着し、再生信号の出
力が大幅に低下する場合があるという問題もある。

【０００７】そこで、上述したデジタルデータストリー
マー装置用のＭＲへッドをヘリカルスキャン型の磁気テ
ープ装置用のＭＲへッドとして転用することにより、Ｍ
Ｒへッドの磨耗の問題を解消することができる。しか
し、この場合は、フェライトのグレインに伴うランダム
な向きの磁束の影響がＭＲ素子にも加わり、ＭＲ素子の
磁区が安定化できず、バルクハウゼンノイズの原因にな
るという新たな問題がある。これは特に高周波に対応し
た狭ギャップヘッドになるほど顕著になる。

【０００８】本発明は、上述した事情から成されたもの
であり、耐磨耗性があり、かつ低ノイズな磁気ヘッド及
び磁気テープ装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、磁気記録媒体に記録されている情報を再生する
磁気抵抗効果型の磁気ヘッドであって、多結晶フェライ
トで成る一対のヘッド基体と、前記各ヘッド基体に成膜
された軟磁性薄膜で成るシールドとを備え、磁気抵抗効
果素子が前記各ヘッド基体のシールド形成面で挟み込ま
れていることにより達成される。

【００１０】また、上記目的は、本発明にあっては、磁
気テープを記録媒体としたヘリカルスキャン方式の回転
ドラムと、前記回転ドラムに搭載されており、前記磁気
テープと摺動することにより、前記磁気テープに記録さ
れている情報を再生する磁気抵抗効果型の磁気ヘッドと
を備えた磁気テープ装置であって、前記磁気ヘッドは、
多結晶フェライトで成る一対のヘッド基体と、前記各ヘ
ッド基体に成膜された軟磁性薄膜で成るシールドとを備
え、磁気抵抗効果素子が前記各ヘッド基体のシールド形
成面で挟み込まれていることにより達成される。

【００１１】上記構成によれば、ヘッド基体を摩耗性や
走行性が良好な多結晶フェライトで作製しているので、
走行中のステイン付着がほとんど問題にならなくなり、
ヘッド寿命を延ばすことができる。さらに、シールドを
多結晶フェライトとの摩耗量の差が小さい軟磁性薄膜で
作製しているので、偏摩耗が生じにくく、更にヘッド寿
命を延ばすことができる。また、ヘッド基体自体がシー
ルドの役目も果たすことになるので、上下のシールドに
多少の磁気的特性の違いが有っても、ＭＲ素子に対して
同様に働き、出力波形の非対称性が無くなる。また、多
結晶フェライト表面のフェライトグレインに伴う不規則
な磁束の影響を軟磁性薄膜で遮断することができるの
で、ＭＲ素子への不均一な磁束を無くしてＭＲ素子の動
作の安定化を図り、バルクハウゼンノイズの発生を抑え
ることができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施形態を
添付図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下に述べる
実施形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的
に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲
は、以下の説明において、特に本発明を限定する旨の記
載がない限り、これらの形態に限られるものではない。

【００１３】図１は、本発明の磁気ヘッドの実施形態を
示す斜視図である。この磁気ヘッドは、磁気テープを記
録媒体としたヘリカルスキャン方式の磁気テープ装置の
回転ドラムに搭載されるＭＲヘッド１０であり、硬質材
で成る一対のヘッド基体１１ａ、１１ｂの間に、軟磁性
薄膜で成る下層シールド１２ａと上層シールド１２ｂが
挟み込まれ、下層シールド１２ａと上層シールド１２ｂ
との間に、ＭＲ素子１３が挟み込まれた構成となってい
る。

【００１４】下層シールド１２ａ、ＭＲ素子１３及び上
層シールド１２ｂは、一方のヘッド基体１１ａに対して
薄膜プロセスにより形成されており、他方のヘッド基体
１１ｂは、上層シールド１２ｂに対して接合されてい
る。そして、ＭＲヘッド１０のＭＲ素子１３等が露出し
ている面は、磁気テープ摺動面１０ａとして磁気テープ
の走行方向に沿った円弧状の曲面に加工されている。

【００１５】ヘッド基体１１ａ、１１ｂの材料として
は、透磁率が６００程度の例えばＮｉＺｎやＭｎＺｎ等
の多結晶フェライトが用いられる。この理由は、多結晶
フェライトは、硬質であるので耐摩耗性に優れ、多少の
ヒートショック（熱衝撃）では割れないので加工性に優
れ、さらに材料費が安価であるからである。ただし、多
結晶フェライトは、多結晶であるため一軸異方性はな
く、磁区の磁化方向はランダムであり、また、結晶粒の
固まりグレインが大きく存在している。

【００１６】このようなランダムな磁化方向のため、近
傍にＭＲ素子１３が存在した場合、ＭＲ素子１３に不均
一な磁束が影響し、ＭＲ素子１３の磁化回転や磁区構造
が不安定になる、いわゆるバルクハウゼンノイズが発生
する。そこで、多結晶フェライト上に更に軟磁性薄膜を
形成することで、このような不均一な磁束を遮断し、Ｍ
Ｒ素子１３を安定して用いるようにしている。

【００１７】下層シールド１２ａの材料としては、デプ
ス方向の透磁率がヘッド基体１１ａ、１１ｂよりも高い
例えばＦｅＡｌＳｉ（センダスト）等が用いられるが、
良好な軟磁性を示し、かつ摩耗腐食に優れたものであれ
ば特に限定されるものではない。上層シールド１２ｂの
材料としては、デプス方向の透磁率がヘッド基体１１
ａ、１１ｂよりも高い材料である必要があるが、以下の
点で注意を要する。即ち、上層シールド１２ｂの形成時
点では既にＭＲ素子１３が形成されているため、下層シ
ールド１２ａの形成時に行う高温での熱処理工程を行う
ことができない点である。

【００１８】そのため、上層シールド１１ｂとして用い
ることができる材料には制限が有り、ＭＲ素子１３の耐
熱温度である３５０°Ｃ以下の熱処理で軟磁性を示し、
または熱処理無しで軟磁性を示す材料である必要があ
る。従って、上層シールド１２ｂの材料としては、例え
ばＣｏＺｒＮｂＴａあるいはこのＴａの代わりにＭｏ、
Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ｐｄ、Ｗ、Ｖ等やそれらの複合物を
用いたＣｏ系のアモルファスが用いられる。

【００１９】ＣｏＺｒＮｂＴａを用いた場合は、Ｃｏａ
ＺｒｂＮｂｃＴａｄ（ａ、ｂ、ｃ、ｄは原子％）とした
とき、６８≦ａ≦９０、０≦ｂ≦１０、０≦ｃ≦２０、
０≦ｄ≦１０、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００で優れた軟磁気
特性を示すが、特に、７９≦ａ≦８３、２≦ｂ≦６、１
０≦ｃ≦１４、１≦ｄ≦５、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１００で
優れた耐熱性耐摩耗性を示す。この組成を用いることに
より偏摩耗を減少させてへッド寿命を延ばすことができ
ると共に、スペーシングロスを減少させて高い出力を維
持することができる。

【００２０】尚、図面では、特徴を分かりやすくするた
めに、ＭＲ素子１３の部分を大きく表記しているが、実
際には、ＭＲ素子１３はヘッド基体１１ａ、１１ｂに比
べると非常に微細である。具体的には、例えば、ヘッド
基体１１ａ、１１ｂの磁気テープ走行方向の長さは、
０．８ｍｍ程度とされ、ＭＲ素子１３の磁気テープ走行
方向の長さは、５μｍ程度とされる。したがって、この
ＭＲヘッド１０において、磁気テープ摺動面となるの
は、殆どヘッド基体１１ａ、１１ｂの上部端面だけであ
る。

【００２１】図２〜図２０は、図１のＭＲへッド１０の
製造方法を示す概略図であり、以下図面に沿って作製工
程を説明する。尚、図２（Ａ）、（Ｂ）〜図７（Ａ）、
（Ｂ）は、後述する基板の平面図及び断面側面図を示
し、図９（Ａ）、（Ｂ）〜図１６（Ａ）、（Ｂ）は、図
８のＡ部の拡大図及びＡ−Ａ線断面側面図を示す。ま
た、図面では、特徴部分を分かりやすくするために特徴
部分のみ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。

【００２２】先ず、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
ヘッド基体１１ａとなるＮｉＺｎで成る直径３インチ〜
４インチの円盤状の基板２１ａを用意し、この基板２１
ａの表面に対して鏡面加工を施す。この基板２１ａ上に
は、以下に説明するように、ＭＲ素子１３等が多数形成
される。そして、ＭＲ素子１３等が形成された基板２１
ａを切り分けることにより、最終的に多数のＭＲヘッド
１０が得られる。

【００２３】次に、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
基板２１ａの全表面に下層シールド１２ａとなるＦｅＡ
ｌＳｉで成る軟磁性薄膜２２ａをスパッタリングにより
厚さ３μｍ程度成膜する。尚、軟磁性薄膜２２ａは、蒸
着により成膜するようにしても良い。また、この軟磁性
薄膜２２ａの代わりに例えば厚さ０．２８μｍの磁性膜
と例えばＳｉＯ₂で成る厚さ５ｎｍの非磁性膜を交互に
１０層ずつ堆積した厚さ３μｍ程度のいわゆる積層膜を
成膜することにより、より高周波特性に優れたものとす
ることができる。即ち、磁性膜がそれぞれ静磁気的な結
合となって磁壁が生じなくなる。そのため、磁壁移動に
伴う高周波への対応の遅れやノイズの発生を抑えること
ができる。また、磁性膜の下地にＣｒ等を数ｎｍ程度堆
積させれば、磁性特性を安定させることができる。

【００２４】次に、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
軟磁性薄膜２２ａ上にフォトレジストを塗布、乾燥した
後、各ヘッド毎のＭＲ素子１３が形成される位置に横８
０μｍ、縦１００μｍの形状のフォトレジスト膜３１が
残るように、フォトレジストをフォトリソグラフィ技術
を用いて露光、現像する。そして、フォトレジスト膜３
１が形成されていない部分の軟磁性薄膜２２ａをイオン
エッチングにより除去することで、軟磁性薄膜２２ａを
各ヘッド毎に分離し、上記形状の下層シールド１２ａを
形成する。

【００２５】次に、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
基板２１ａの全表面にＡｌ₂０₃で成る埋込材３２をス
パッタリングにより下層シールド１２ａが埋まるまで形
成、即ち下層シールド１２ａの厚み以上に形成した後、
下層シールド１２ａの表面が現れるまで埋込材３２の表
面を化学的研磨（バフ研磨）し、下層シールド１２ａの
表面の凹凸を無くす。尚、埋込材３２は、蒸着により形
成するようにしても良い。また、埋込材３２は、Ａｌ₂
０₃の代わりにＳｉＯ₂等で形成しても良い。

【００２６】表面研磨は、ダイヤモンド砥粒で粗く削っ
た後に化学的研磨で表面を均すようにしても良い。ま
た、基板２１ａの反り等により下層シールド１２ａの厚
みが多少異なる可能性があるが、下層シールド１２ａと
しては２μｍ以上あれば良い。続いて、下層シールド１
２ａを５５０°Ｃまで１時間で加熱し、同温度で１時間
保持した後に自然冷却させる。尚、この熱処理条件は、
下層シールド１２ａに用いた軟磁性材料により異なる。

【００２７】次に、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
下層シールド１２ａ及び埋込材３２上にＭＲ素子１３の
下層半ギャップとなるＡｌ₂Ｏ₃で成る非磁性非導電性
薄膜３３をスパッタリングにより厚さ１００ｎｍ程度成
膜する。尚、この非磁性非導電性薄膜３３の材料は、例
えば絶縁特性や耐磨耗性等の観点から選択し、膜厚は、
記録信号の周波数等に応じて適切な値に設定するように
する。

【００２８】次に、図７（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
非磁性非導電性薄膜３３上にＳＡＬバイアス方式のＭＲ
素子１３となるＭＲ素子用薄膜２３、即ちＴａで成る絶
縁膜、ＮｉＦｅＮｂで成る軟磁性膜（ＳＡＬ膜）、Ｔａ
で成る絶縁膜、ＮｉＦｅで成るＭＲ膜及びＴａで成る絶
縁膜をそれぞれ５ｎｍ、４３ｎｍ、５ｎｍ、４０ｎｍ、
１ｎｍの厚さでスパッタリングにより順次成膜する。こ
こで、ＳＡＬ膜は、感磁部となるＭＲ膜に対してバイア
ス磁界を印加するためのものである。

【００２９】尚、最終的にシステムに必要なシールドシ
ールド間距離（いわゆる再生ギャップ）をＧとして、Ｇ
／２一（絶縁膜の厚さ＋軟磁性膜（ＳＡＬ膜）の厚さ＋
絶縁膜の厚さ＋ＭＲ膜の厚さ／２）を非磁性非導電性薄
膜３３の膜厚と決定することで、ＭＲ素子１３を下層シ
ールド１２ａと上層シールド１２ｂの真中間に設置する
ことができる。

【００３０】次に、各下層シールド１２ａに対応するＭ
Ｒ素子用薄膜２３上に２つの矩形状の永久磁石薄膜１３
ａ（図８参照）の埋込用穴を形成するための開口部を有
するマスクをフォトレジストを用いて形成する。そし
て、開口部に露呈しているＭＲ素子用薄膜２３をエッチ
ングにより除去する。尚、ここでのエッチングは、ドラ
イ方式でもウェ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。

【００３１】次に、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、
ＭＲ素子用薄膜２３が除去された部分の非磁性非導電性
薄膜３３上にＭＲ素子１３の動作を安定化させるための
ＣｏＮｉＰｔで成る永久磁石薄膜１３ａをスパッタリン
グによりＭＲ素子用薄膜２３の厚みと等しい厚さ成膜す
る。尚、永久磁石薄膜１３ａの材料としは、保磁力Ｈｃ
が１０００〔Ｏｅ〕以上ある材料であれば、ＣｏＮｉＰ
ｔの他にＣｏＣｒＰｔ等を用いることができる。

【００３２】ここで、各永久磁石薄膜１３ａは、各ヘッ
ド毎の非磁性非導電性薄膜３３上であって、ＭＲ素子用
薄膜２３内に収まっている必要がある。この例での各永
久磁石薄膜１３ａは、各ヘッド毎に分離された下層シー
ルド１２ａの横方向の中心線に対して対称となるよう
に、かつ下層シールド１２ａの上端から縦方向に３０μ
ｍ程度離れた位置に、例えば長軸方向の長さｔ１が約５
０μｍ、短軸方向の長さｔ２が約ｌ０μｍ、間隔ｔ３が
約５μｍで形成されている。この間隔ｔ３は、最終的に
は、ＭＲ素子１３のトラック幅になる。尚、各永久磁石
薄膜１３ａの設置位置は、最終的にシールドとして残る
部分がＭＲ素子１３の磁束進入方向の幅（デプス）の５
倍程度以上あれば良い。

【００３３】さらに、永久磁石薄膜１３ａ上にＭＲ素子
１３の抵抗値を減少させてセンス電流を供給するための
例えばＣｒで成る低抵抗な導電性薄膜（低抵抗化膜）を
スパッタリングにより厚さ６０ｎｍ成膜する。尚、低抵
抗化膜の材料としては、Ｃｒの他にＴａ等を用いること
ができる。また、低抵抗化膜の膜厚は、システムで必要
な抵抗値、ＭＲ素子１３のトラック幅等で決定する。そ
の後、マスク上に成膜された永久磁石薄膜１３ａ及び低
抵抗化膜とともにマスクを除去する。

【００３４】次に、図１０（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、各ヘッド毎のＭＲ素子用薄膜２３のうち、最終的に
ＭＲ素子１３となる例えば幅ｔ４が約７μｍの部分と、
ＭＲ素子１３にセンス電流を供給するための２つの端子
１３ｂとなる例えば長さｔ５が約２ｍｍ、幅ｔ６が約８
０μｍ、間隔ｔ７が約４０μｍの部分を形成するための
開口部を有するマスクをフォトレジストを用いて形成す
る。

【００３５】尚、ＭＲ素子１３の幅ｔ４は、最終的に
は、磁気テープ摺動面１０ａ側の端部から他端までの長
さ、即ちデプス長に相当する。続いて、開口部に露呈し
ているＭＲ素子用薄膜２３をエッチングにより除去した
後、マスクを除去する。尚、ここでのエッチングは、ド
ライ方式でもウェ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。

【００３６】続いて、上記端子１３ｂとなる部分に開口
部を有するマスクをフォトレジストを用いて形成する。
そして、開口部に露呈しているＭＲ素子用薄膜２３をエ
ッチングにより除去し、マスクをそのまま残した状態
で、Ｔｉ（１０ｎｍ）／Ｃｕ（９０ｎｍ）／Ｔｉ（１０
ｎｍ）で成る、より電気抵抗の小さい導電膜をスパッタ
リングにより順次成膜する。その後、マスク上に成膜さ
れた導電膜とともにマスクを除去する。

【００３７】次に、図１１（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、ＭＲ素子１３及び非磁性非導電性薄膜３３等の上に
ＭＲ素子１３の上層半ギャップとなるＡｌ₂Ｏ₃で成る
非磁性非導電性薄膜３４をスパッタリングにより厚さ１
２０ｎｍ程度成膜する。尚、この非磁性非導電性薄膜３
４の材料は、例えば絶縁特性や耐磨耗性等の観点から選
択し、膜厚は、記録信号の周波数等に応じて適切な値に
設定するようにする。

【００３８】また、最終的にシステムに必要なシールド
シールド間距離（いわゆる再生ギャップ）をＧとして、
Ｇ／２一（ＭＲ膜の厚さ／２＋絶縁膜の厚さ）を非磁性
非導電性薄膜の膜厚と決定することで、ＭＲ素子１３を
下層シールド１２ａと上層シールド１２ｂの真中間に設
置することができる。

【００３９】次に、図１２（Ａ）、（Ｂ）あるいは図１
３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、非磁性非導電性薄膜３
４上に上層シールド１２ｂとなる部分を形成するための
開口部を有するマスクをフォトレジストを用いて形成す
る。このマスクは、上層シールド１２ｂをリフトオフの
手法、即ちマスク上に成膜された材料とともにマスクを
除去し、マスクで覆われていない材料のみを残す手法に
より形成するために、開口部を形作るフォトレジスト膜
３５ａの端面の上方が下方より突出した逆テーパーもし
くは２層のフォトレジスト膜３５ｂ、３５ｃで形成され
ている。この形状のマスクを用いることにより、成膜さ
れた材料が分断され、その分断部からマスクを除去する
ための溶剤が入り込むので、明瞭なパターニングが可能
となる。

【００４０】逆テーパー構造の端面を持つマスクを形成
するには、逆テーパー用のフォトレジスト、例えば日本
ゼオン社製ＺＰＮ−１１００やクライアント社製ＡＺ５
２１４Ｅ等を用いて、通常のプリベーク・露光後に１１
０°Ｃの温度で加熱（反転ベーキング）して過大露光
（反転露光）することで逆テーパー形状に形成できる。
また、２層構造の端面を持つマスクを形成するには、下
層に通常は反射防止膜として用いられるフォトレジス
ト、例えばＢｒｅｗｅｒＳｃｉｅｎｃｅ社製ＡＲＣ等
を用い、上層に一般に用いられるフォトレジスト、例え
ばクライアント社製ＡＺ６１０８等を用いて、露光まで
は通常の手法で行い、現像のみ通常より長時間行うこと
で、下層のフォトレジストのみが除去され、上層のフォ
トレジストが突出された形状に形成できる。

【００４１】次に、図１４（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、開口部に露呈している非磁性非導電性薄膜３４上に
上層シールド１２ｂとなるＣｏＺｒＮｂＴａで成る軟磁
性薄膜をスパッタリングにより成膜した後、リフトオフ
手法により上層シールド１２ｂを形成する。尚、この軟
磁性薄膜の代わりに例えば厚さ０．２８μｍの磁性膜と
例えばＳｉＯ₂で成る厚さ５ｎｍの非磁性膜を交互に１
０層ずつ堆積した厚さ３μｍ程度のいわゆる積層膜を成
膜することにより、より高周波特性に優れたものとする
ことができる。即ち、磁性膜がそれぞれ静磁気的な結合
となって磁壁が生じなくなる。そのため、磁壁移動に伴
う高周波への対応の遅れやノイズの発生を抑えることが
できる。また、磁性膜の下地にＣｒ等を数ｎｍ程度堆積
させれば、磁性特性を安定させることができる。

【００４２】次に、図１５（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、端子１３ｂ上に外部回路と接続するための外部接続
端子１３ｃとなる部分を形成するための開口部を有する
マスクをフォトレジストを用いて形成する。続いて、開
口部に露呈している非磁性非導電性薄膜３４をエッチン
グにより除去し、端子１３ｂの端部を露出させる。そし
て、マスクをそのまま残した状態で、Ｃｕで成る導電膜
を硫酸銅溶液を用いた電解メッキにより厚さ６μｍ程度
成膜する。その後、マスク上に成膜された導電膜ととも
にマスクを除去し、例えば長さｔ８が約５０μｍ、幅ｔ
９が端子の幅ｔ８と同じ約８０μｍの外部接続端子１３
ｃを形成する。

【００４３】次に、図１６（Ａ）、（Ｂ）に示すよう
に、上層シールド１２ｂ及び非磁性非導電性薄膜３４等
の上にＡｌ₂０₃で成る保護膜３５をスパッタリングに
より厚さ４μｍ程度成膜する。尚、保護膜３５は、蒸着
により形成するようにしても良い。また、保護膜３５
は、Ａｌ₂０₃の代わりにＳｉＯ₂等で形成しても良
い。その後、保護膜３５の表面を外部接続端子１３ｃの
表面が露出するまで例えば粒径が約２μｍ程度のダイヤ
モンド砥粒で粗研磨した後、保護膜３５等の表面が鏡面
状態になるまで例えばシリコン砥粒でバフ研磨する。続
いて、上層シールド１２ｂを３２０°Ｃまで１時間で加
熱し、同温度で１時間保持した後に自然冷却させる。

【００４４】次に、図１７に示すように、多数のＭＲ素
子１３等が形成された基板２１ａを横方向にＭＲ素子１
３等が並ぶ例えば幅ｔ１０が約２ｍｍの短冊状のブロッ
ク３６に切り分ける。尚、この例では便宜上、５個のＭ
Ｒ素子１３等が横方向に並ぶブロック３６としたが、生
産性を考慮するとＭＲ素子１３等ができる限り多く並ん
だブロックとした方が良い。

【００４５】次に、図１８に示すように、ブロック３６
上にＮｉＺｎで成る厚さｔ１１が約０．７ｍｍの短冊状
のブロック３７を例えば樹脂等の接着剤で貼り付ける。
このブロック３７の幅ｔ１２はブロック３６の幅ｔ１０
よりも短く形成されているので、外部接続端子１３ｃが
露出することになり、外部回路との接続が容易となる。

【００４６】次に、図１９に示すように、ＭＲ素子１３
の前端が磁気テープ摺動面１０ａに露呈するとともに、
ＭＲ素子１３のデプス長が所定の長さとなるまで、接合
ブロック３８の磁気テープ摺動面１０ａとなる面３８ａ
を円筒研削加工により所定の円弧形状Ｒの曲面に形成す
る。尚、この磁気テープ摺動面１０ａの形状は、特に限
定されるものではなく、テープテンション等に応じた適
切な形状とすれば良い。

【００４７】最後に、図２０に示すように、接合ブロッ
ク３８をシステムで要求されるアジマス角度θを付けて
一定間隔で切断し、複数のＭＲへッド１０を作製する。
このＭＲへッド１０は、チップベースに貼り付けられる
とともに、外部接続端子１３ｃが、チップベースに設け
られた端子と電気的に接続される。そして、このチップ
ベースが、回転ドラムに取り付けられることにより、磁
気ヘッド装置として完成する。

【００４８】尚、上述した実施形態では、ＭＲヘッド１
０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、具体的な例を挙げて説明したが、本発明は
これに限定されるものではなく、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る。例えば、ハードデ
ィスク装置等で実用化されているＭＲヘッドと同様な構
造を有する、いわゆるシールド型のＳＡＬバイアス方式
のＭＲヘッドを挙げているが、バイアス法等はこれに限
定されるものではない。また、ヘリカルスキャン方式の
磁気ヘッド装置のみならず、高速摺動する固定方式の磁
気ヘッド装置にも適用可能である。また、ＭＲ素子とし
ては、ＧＭＲ（ＧｉａｎｔＭＲ）やスピンバルブ等の
抵抗変化率の大きい構造のものに対しても適用可能であ
る。

【００４９】図２１は、本発明の磁気ヘッドの実施形態
を備えた磁気ヘッド装置の一例を示す斜視図であり、図
２２は、本発明の磁気テープ装置の実施形態を示す平面
図である。磁気ヘッド装置４０は、固定ドラム４１、回
転ドラム４２、モータ等を備えており、磁気テープを情
報記録媒体としたヘリカルスキャン方式の磁気テープ装
置に搭載される回転磁気ヘッド装置である。磁気テープ
装置５０は、磁気ヘッド装置４０を備えた情報記録・再
生装置である。

【００５０】図２１に示すように、回転ドラム４２は、
図１のＭＲヘッド１０の構成で成る例えば２つの再生ヘ
ッドＲＨ１、ＲＨ２と、インダクティブ型磁気ヘッドの
構成で成る例えば２つの記録ヘッドＷＨ１、ＷＨ２を有
している。各再生ヘッドＲＨ１、ＲＨ２及び各記録ヘッ
ドＷＨ１、ＷＨ２は１８０度の位相差を有している。回
転ドラム４２は、モータＭの作動により、固定ドラム４
１に対して矢印Ｒ方向に回転する。

【００５１】磁気テープＴＰは、固定ドラム４１のリー
ドガイド部４３に沿ってテープ走行方向Ｅに沿って入口
側ＩＮから出口側ＯＵＴ側に斜めに送られる。即ち、図
２２に示すように、磁気テープＴＰは、供給リール５１
からローラ５２ａ、５２ｂ、５２ｃを経て、固定ドラム
４１のリードガイド部４３に沿って斜めに走行し、回転
ドラム４２と固定ドラム４１にほぼ１８０度分密着し、
ローラ５２ｄ、５２ｅ、５２ｆ、５２ｇを経て巻取リー
ル５３に巻取られる。これにより、記録ヘッドＷＨ１、
ＷＨ２と再生ＭＲヘッドＲＨ１、ＲＨ２は、磁気テープ
ＴＰに対してヘリカルスキャン方式で接触して案内され
る。また、ローラ５２ｆに対応して、キャプスタン５２
ｈが設けられており、このキャプスタン５２ｈはキャプ
スタンモータＭ１により回転される。

【００５２】図２３は、本発明の磁気ヘッドと従来の磁
気ヘッドの偏磨耗量の経時変化を示す図であり、図２５
は、それらの磨耗量の絶対値の経時変化を示す図であ
る。本発明の磁気ヘッドとしては、ヘッド基体の材料に
ＮｉＺｎを用い、下層シールドの材料にセンダスト（厚
さ２．５μｍ）を用い、上層シールドの材料にＣｏＺｒ
ＮｂＴａ（厚さ３μｍ）を用いた。また、従来の磁気ヘ
ッドとしては、ヘッド基体の材料にアルチックを用い、
下層シールドの材料にセンダスト（厚さ２．５μｍ）を
用い、上層シールドの材料にパーマロイ（厚さ３μｍ）
を用いた。偏磨耗量は、図２４に示すように、ヘッド基
体とシールドとの段差を計測することにより求めた。

【００５３】図から明らかなように、本発明の磁気ヘッ
ドの方が従来の磁気ヘッドに比べ摩耗量は若干多いもの
の、偏摩耗量は極端に少なくなっており、システムとし
て成り立つための１０００時間の走行で１μｍ（１００
０ｎｍ）以内の偏磨耗量という条件を十分に満たしてい
る。さらに、従来の磁気ヘッドの走行後の磁気テープ摺
動面を観察したところ、ステインと呼ばれる物質が付着
していたのに対し、本発明の磁気ヘッドではそのような
付着物は観察されなかった。

【００５４】図２６（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の磁気ヘ
ッドと従来の磁気ヘッドにおけるヘッド基体内での出力
波形の非対称性の分布の測定結果を示す図である。本発
明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドの構成は、図２３、
図２５のものと同一である。図から明らかなように、従
来の磁気ヘッドではヘッド基体内で出力波形の非対称性
が大きく出ているのに対し、本発明の磁気ヘッドでは出
力波形の非対称性は抑えられ、かつ非対称性が小さくな
っている。

【００５５】この理由は、本発明の磁気ヘッドのヘッド
基体自体がシールドの役目を果たしており、上下のシー
ルドの多少の磁気特性の違いや物理的な厚み等の違いが
有っても、ＭＲ素子からは略上下同等の特性となってい
るためである。つまり、本発明の磁気ヘッドを用いるこ
とにより、シールドの多少の磁気特性の違いはカバーす
ることができる利点がある。

【００５６】図２７（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の磁気ヘ
ッドと従来の磁気ヘッドにおけるノイズの発生頻度の測
定結果を示す図である。本発明の磁気ヘッドの構成は、
図２３、図２５のものと同一であるが、従来の磁気ヘッ
ドは、ＮｉＺｎで成るシールドを兼ねたヘッド基体を有
する磁気ヘッドとした。図から明らかなように、従来の
磁気ヘッドではノイズが極端に大きく、安定したものが
ほとんど得られないのに対し、本発明の磁気ヘッドでは
安定したものが得られる。

【００５７】図２８は、本発明の磁気ヘッドと従来の磁
気ヘッドの周波数特性の測定結果を示す図である。本発
明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドの構成は、図２７の
ものと同一である。図から明らかなように、本発明の磁
気ヘッドでは不安定性による影響も含まれているが、従
来の磁気ヘッドに比べて大きく改善されている。

【００５８】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、低ノイ
ズ、高分解能、高信頼性、長寿命を併せ持つ磁気ヘッド
及び磁気テープ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気ヘッドの実施形態を示す斜視図。

【図２】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１の概略
図。

【図３】図１の磁気へッドの製造方法を示す第２の概略
図。

【図４】図１の磁気へッドの製造方法を示す第３の概略
図。

【図５】図１の磁気へッドの製造方法を示す第４の概略
図。

【図６】図１の磁気へッドの製造方法を示す第５の概略
図。

【図７】図１の磁気へッドの製造方法を示す第６の概略
図。

【図８】図１の磁気へッドの製造方法を示す第７の概略
図。

【図９】図１の磁気へッドの製造方法を示す第８の概略
図。

【図１０】図１の磁気へッドの製造方法を示す第９の概
略図。

【図１１】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１０の
概略図。

【図１２】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１１の
概略図。

【図１３】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１２の
概略図。

【図１４】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１３の
概略図。

【図１５】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１４の
概略図。

【図１６】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１５の
概略図。

【図１７】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１６の
概略図。

【図１８】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１７の
概略図。

【図１９】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１８の
概略図。

【図２０】図１の磁気へッドの製造方法を示す第１９の
概略図。

【図２１】本発明の磁気ヘッドの実施形態を備えた磁気
ヘッド装置の一例を示す斜視図。

【図２２】本発明の磁気テープ装置の実施形態を示す平
面図。

【図２３】本発明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドの偏
磨耗量の経時変化を示す図。

【図２４】図２３の偏磨耗量を示す図。

【図２５】本発明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドの磨
耗量の絶対値の経時変化を示す図。

【図２６】本発明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドにお
けるヘッド基体内での出力波形の非対称性の分布の測定
結果を示す図。

【図２７】本発明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドにお
けるノイズの発生頻度の測定結果を示す図。

【図２８】本発明の磁気ヘッドと従来の磁気ヘッドの周
波数特性の測定結果を示す図。

【符号の説明】

１０・・・ＭＲヘッド、１０ａ・・・磁気テープ摺動
面、１１ａ、１１ｂ・・・ヘッド基体、１２ａ・・・下
層シールド、１２ｂ・・・上層シールド、１３・・・Ｍ
Ｒ素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者工藤伸二東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者齋藤正東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内 (72)発明者印牧洋一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内Ｆターム(参考） 5D034 AA02 BA03 BA16 BA19 BB01 BB08 CA04 CA06 DA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体に記録されている情報を再
生する磁気抵抗効果型の磁気ヘッドであって、多結晶フェライトで成る一対のヘッド基体と、前記各ヘッド基体に成膜された軟磁性薄膜で成るシール
ドとを備え、磁気抵抗効果素子が前記各ヘッド基体のシールド形成面
で挟み込まれていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】前記磁気記録媒体と摺動することによ
り、前記磁気記録媒体に記録されている情報を再生する
請求項１に記載の磁気ヘッド。
【請求項３】磁気テープを記録媒体としたヘリカルス
キャン方式の磁気テープ装置の回転ドラムに搭載される
磁気抵抗効果型の磁気ヘッドであって、多結晶フェライトで成る一対のヘッド基体と、前記各ヘッド基体に成膜された軟磁性薄膜で成るシール
ドとを備え、磁気抵抗効果素子が前記各ヘッド基体のシールド形成面
で挟み込まれていることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】前記シールドのデプス方向の透磁率が、
前記ヘッド基体の透磁率よりも高い請求項１に記載の磁
気ヘッド。
【請求項５】磁気テープを記録媒体としたヘリカルス
キャン方式の回転ドラムと、前記回転ドラムに搭載され
ており、前記磁気テープと摺動することにより、前記磁
気テープに記録されている情報を再生する磁気抵抗効果
型の磁気ヘッドとを備えた磁気テープ装置であって、前記磁気ヘッドは、多結晶フェライトで成る一対のヘッ
ド基体と、前記各ヘッド基体に成膜された軟磁性薄膜で
成るシールドとを備え、磁気抵抗効果素子が前記各ヘッ
ド基体のシールド形成面で挟み込まれていることを特徴
とする磁気テープ装置。
【請求項６】前記シールドのデプス方向の透磁率が、
前記ヘッド基体の透磁率よりも高い請求項５に記載の磁
気テープ装置。