JP2001093118A - ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製造方法Info
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- JP2001093118A JP2001093118A JP27011299A JP27011299A JP2001093118A JP 2001093118 A JP2001093118 A JP 2001093118A JP 27011299 A JP27011299 A JP 27011299A JP 27011299 A JP27011299 A JP 27011299A JP 2001093118 A JP2001093118 A JP 2001093118A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気テ−プを用いた記録再生装置に用いられ
る、構造を改良した磁気抵抗効果型ヘッド素子を提供す
る。 【解決手段】 一対のヨーク３，４間に磁気ギャップ５
を設け、且つ何れか一方のヨークの磁路の途中にヨーク
空隙部７が設けられ、このヨーク空隙部に磁気抵抗効果
素子１０とその素子に電流を供給するための電極２ａ，
２ｂを配置したヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドにおい
て、前記磁気抵抗効果素子を前記ヨーク空隙部の厚み方
向の略中央部に、前記ヨーク空隙部側のヨークと電気的
に接触しないように配置した。
る、構造を改良した磁気抵抗効果型ヘッド素子を提供す
る。 【解決手段】 一対のヨーク３，４間に磁気ギャップ５
を設け、且つ何れか一方のヨークの磁路の途中にヨーク
空隙部７が設けられ、このヨーク空隙部に磁気抵抗効果
素子１０とその素子に電流を供給するための電極２ａ，
２ｂを配置したヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドにおい
て、前記磁気抵抗効果素子を前記ヨーク空隙部の厚み方
向の略中央部に、前記ヨーク空隙部側のヨークと電気的
に接触しないように配置した。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は磁気テ−プを用いた
記録再生装置に用いられるに磁気抵抗効果型ヘッド係
り、特に磁気抵抗効果型ヘッドの構造の改良に関する。
記録再生装置に用いられるに磁気抵抗効果型ヘッド係
り、特に磁気抵抗効果型ヘッドの構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ＨＤＤでは記録密度の向上やデー
タ転送速度の向上の要求のため磁気抵抗効果を利用した
スピンバルブ素子を用いたヘッドの実用化が進んでい
る。磁気抵抗効果素子（スピンバルブ素子）は非磁性膜
によって分離された２枚の磁性薄膜の磁化方向が磁界に
より変化し、それにより電気抵抗が変化するものであ
り、ヘッドに応用した場合、高い出力が得られる。
タ転送速度の向上の要求のため磁気抵抗効果を利用した
スピンバルブ素子を用いたヘッドの実用化が進んでい
る。磁気抵抗効果素子（スピンバルブ素子）は非磁性膜
によって分離された２枚の磁性薄膜の磁化方向が磁界に
より変化し、それにより電気抵抗が変化するものであ
り、ヘッドに応用した場合、高い出力が得られる。
【０００３】その為デジタルＶＴＲやコンピューターの
バックアップ用のデーターストリーマー等、テープを用
いた磁気記録装置にもスピンバルブヘッドの使用が検討
されている。磁気抵抗効果素子をテープ系の装置に応用
する場合、素子とテープの直接接触を避けるためヨーク
型と呼ばれる構造が一般的に用いられる。
バックアップ用のデーターストリーマー等、テープを用
いた磁気記録装置にもスピンバルブヘッドの使用が検討
されている。磁気抵抗効果素子をテープ系の装置に応用
する場合、素子とテープの直接接触を避けるためヨーク
型と呼ばれる構造が一般的に用いられる。
【０００４】図５に、その従来のヨーク型スピンバルブ
磁気ヘッドの一例の構成を示す。この構造は、媒体から
の磁束導入用の磁性膜２３，２４ａ，２４ｂを配置し、
その磁性膜２４ａ，２４ｂの一部に空隙を設け、その空
隙部分に磁気抵抗効果素子２１を配置し、磁気抵抗効果
素子と媒体（磁気テープ）との接触を避けるものであ
る。
磁気ヘッドの一例の構成を示す。この構造は、媒体から
の磁束導入用の磁性膜２３，２４ａ，２４ｂを配置し、
その磁性膜２４ａ，２４ｂの一部に空隙を設け、その空
隙部分に磁気抵抗効果素子２１を配置し、磁気抵抗効果
素子と媒体（磁気テープ）との接触を避けるものであ
る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ヨーク型ヘッドでは、
磁気抵抗効果素子を記録媒体から離れた場所に配置する
ため、素子に加わる信号磁界が大幅に低下しヘッド出力
が小さくなってしまうという問題点がある。この点を改
善し、磁気抵抗効果素子により強い信号磁界を供給する
ため、従来よりヨーク材料や形状の検討が為されてい
る。また、一般的に磁気抵抗効果素子とヨークとの距離
をなるべく狭くする方向にあるが、直接接触することは
電気的なショートにつながるので避けなければならな
い。
磁気抵抗効果素子を記録媒体から離れた場所に配置する
ため、素子に加わる信号磁界が大幅に低下しヘッド出力
が小さくなってしまうという問題点がある。この点を改
善し、磁気抵抗効果素子により強い信号磁界を供給する
ため、従来よりヨーク材料や形状の検討が為されてい
る。また、一般的に磁気抵抗効果素子とヨークとの距離
をなるべく狭くする方向にあるが、直接接触することは
電気的なショートにつながるので避けなければならな
い。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製
造方法では、磁気抵抗効果素子の位置に着目した。従
来、磁気抵抗効果素子は図５に示すようにヨークギャッ
プの下部または上部に配置されていた。ヨークギャップ
周辺の信号磁界の流れをシミュレーションしたところ、
従来位置の部分より、ヨーク膜厚方向の中央部により強
い磁界が掛かることがわかった。
に本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製
造方法では、磁気抵抗効果素子の位置に着目した。従
来、磁気抵抗効果素子は図５に示すようにヨークギャッ
プの下部または上部に配置されていた。ヨークギャップ
周辺の信号磁界の流れをシミュレーションしたところ、
従来位置の部分より、ヨーク膜厚方向の中央部により強
い磁界が掛かることがわかった。
【０００７】磁気抵抗効果素子位置と磁界の関係につい
て、図４と共に以下に説明する。図４（ｂ）はヨーク型
スピンバルブ磁気ヘッドの断面図を示し、下ヨークと磁
気抵抗効果素子１０との素子位置関係を示した。その素
子位置（μｍ）と磁界（arb.unit相対表示）の関係を図
４（ａ）に示した。
て、図４と共に以下に説明する。図４（ｂ）はヨーク型
スピンバルブ磁気ヘッドの断面図を示し、下ヨークと磁
気抵抗効果素子１０との素子位置関係を示した。その素
子位置（μｍ）と磁界（arb.unit相対表示）の関係を図
４（ａ）に示した。
【０００８】磁気抵抗効果素子位置は、Ｐｏｓ（Ｐｏｓ
ｉｔｉｏｎ）１を基準としてある。磁気抵抗効果素子１
０をＰｏｓ１（比較例１）、Ｐｏｓ２（比較例２）、及
びＰｏｓ３（実施例）は、ヨークギャップの膜厚方向の
高さを１μｍずつずらして配置した。Ｐｏｓ３は下ヨー
クのヨークギャップの膜厚方向の略中央部に位置させる
ようにした。
ｉｔｉｏｎ）１を基準としてある。磁気抵抗効果素子１
０をＰｏｓ１（比較例１）、Ｐｏｓ２（比較例２）、及
びＰｏｓ３（実施例）は、ヨークギャップの膜厚方向の
高さを１μｍずつずらして配置した。Ｐｏｓ３は下ヨー
クのヨークギャップの膜厚方向の略中央部に位置させる
ようにした。
【０００９】図４（ａ）は磁気抵抗効果素子１０をＰｏ
ｓ１に配置したもの（０．２０arb.unit）対してＰｏｓ
をＰｏｓ２、Ｐｏｓ３と位置をあげるに従って磁界も比
例して大きくなるが、Ｐｏｓ３を過ぎると飽和傾向にな
ることが分った。Ｐｏｓ１に配置したもの（０．２０ar
b.unit）対してＰｏｓ３に配置したもの（０．２４arb.
unit）は２０パーセントも多く磁界が得られている。
ｓ１に配置したもの（０．２０arb.unit）対してＰｏｓ
をＰｏｓ２、Ｐｏｓ３と位置をあげるに従って磁界も比
例して大きくなるが、Ｐｏｓ３を過ぎると飽和傾向にな
ることが分った。Ｐｏｓ１に配置したもの（０．２０ar
b.unit）対してＰｏｓ３に配置したもの（０．２４arb.
unit）は２０パーセントも多く磁界が得られている。
【００１０】この結果より、本発明では磁気抵抗効果素
子をヨークギャップの厚み方向の略中央部分に、ヨーク
空隙部のヨークと電気的に接触しないように配置するこ
とにより、従来より強い信号磁界を素子に供給すること
が出来ることが分かる。
子をヨークギャップの厚み方向の略中央部分に、ヨーク
空隙部のヨークと電気的に接触しないように配置するこ
とにより、従来より強い信号磁界を素子に供給すること
が出来ることが分かる。
【００１１】すなわち、請求項1の発明は、一対のヨー
ク間に磁気ギャップを設け、且つ何れか一方のヨークの
磁路の途中にヨーク空隙部が設けられ、このヨーク空隙
部に磁気抵抗効果素子と前記磁気抵抗効果素子に電流を
供給するための電極を配置したヨーク型スピンバルブ磁
気ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子を前記ヨーク
空隙部の厚み方向の略中央部に、前記ヨーク空隙部側の
ヨークと電気的に接触しないように配置したことを特徴
とするヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドを提供する。
ク間に磁気ギャップを設け、且つ何れか一方のヨークの
磁路の途中にヨーク空隙部が設けられ、このヨーク空隙
部に磁気抵抗効果素子と前記磁気抵抗効果素子に電流を
供給するための電極を配置したヨーク型スピンバルブ磁
気ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子を前記ヨーク
空隙部の厚み方向の略中央部に、前記ヨーク空隙部側の
ヨークと電気的に接触しないように配置したことを特徴
とするヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドを提供する。
【００１２】また、請求項２の発明は、一対のヨーク間
に磁気ギャップを設け、且つ何れか一方のヨークの磁路
の途中にヨーク空隙部が設けられ、このヨーク空隙部に
磁気抵抗効果素子と前記磁気抵抗効果素子に電流を供給
するための電極を配置したヨーク型スピンバルブ磁気ヘ
ッドにおいて、前記一対のヨークの何れか一方を２層に
分割し、第１層目のヨークを形成後に、前記ヨーク空隙
部に絶縁膜を埋め込み、平坦化研磨を行い、前記絶縁膜
上に前記スピンバルブ型磁気抵抗素子、電極を形成後、
第２層目のヨーク、前記ヨーク空隙部を形成するように
して、前記スピンバルブ型磁気抵抗効果素子を前記ヨー
ク空隙部の厚み方向の略中央部に、前記ヨーク空隙部側
のヨークと電気的に接触しないように形成するようにし
たことを特徴とするヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの
製造方法を提供するものである。
に磁気ギャップを設け、且つ何れか一方のヨークの磁路
の途中にヨーク空隙部が設けられ、このヨーク空隙部に
磁気抵抗効果素子と前記磁気抵抗効果素子に電流を供給
するための電極を配置したヨーク型スピンバルブ磁気ヘ
ッドにおいて、前記一対のヨークの何れか一方を２層に
分割し、第１層目のヨークを形成後に、前記ヨーク空隙
部に絶縁膜を埋め込み、平坦化研磨を行い、前記絶縁膜
上に前記スピンバルブ型磁気抵抗素子、電極を形成後、
第２層目のヨーク、前記ヨーク空隙部を形成するように
して、前記スピンバルブ型磁気抵抗効果素子を前記ヨー
ク空隙部の厚み方向の略中央部に、前記ヨーク空隙部側
のヨークと電気的に接触しないように形成するようにし
たことを特徴とするヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの
製造方法を提供するものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１に本発明のヨーク型スピンバ
ルブ磁気ヘッドの一実施例の構成図を示す。図１（ａ）
は図１（ｂ）に示されるのヘッドのＡ−Ａ’部分の断面
図を示し、図１（ｂ）はヘッド正面図を示す。図２及び
図３には本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの製
造方法の一実施例の製造工程図を示す。
ルブ磁気ヘッドの一実施例の構成図を示す。図１（ａ）
は図１（ｂ）に示されるのヘッドのＡ−Ａ’部分の断面
図を示し、図１（ｂ）はヘッド正面図を示す。図２及び
図３には本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの製
造方法の一実施例の製造工程図を示す。
【００１４】図１に示される本発明のヨーク型スピンバ
ルブ磁気ヘッドの実施例は、電極２ａ，２ｂ、上ヨーク
３、下ヨーク４ａ，４ｂ、磁気ギャップ５、ヨーク空隙
部７、及び磁気抵抗効果素子１０より構成されている。
ルブ磁気ヘッドの実施例は、電極２ａ，２ｂ、上ヨーク
３、下ヨーク４ａ，４ｂ、磁気ギャップ５、ヨーク空隙
部７、及び磁気抵抗効果素子１０より構成されている。
【００１５】本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド
の製造方法の一実施例の製造工程について、図２及び図
３と共に以下に説明する。製造工程(a)〜(e)とも、ヘッ
ド工程断面図、及びその正面図に従って順次説明する。
の製造方法の一実施例の製造工程について、図２及び図
３と共に以下に説明する。製造工程(a)〜(e)とも、ヘッ
ド工程断面図、及びその正面図に従って順次説明する。
【００１６】製造工程(a) 第１の下部ヨークの形成 （図２参照） 先ず、Al2O3絶縁膜を設けた平坦な基板１上に第１の下
部ヨーク４ａとして、例えばCoZrNb膜をスパッタで2μ
ｍ成膜し、フォトリソグラフとイオンミリングにより所
定のパターンを形成する。
部ヨーク４ａとして、例えばCoZrNb膜をスパッタで2μ
ｍ成膜し、フォトリソグラフとイオンミリングにより所
定のパターンを形成する。
【００１７】製造工程(b) Al2O3成膜と平坦化 （図２参照） その上にAl2O3絶縁膜６を成膜してCoZrNb膜４ａを埋め
込んだ後、機械研磨により略平坦になるまで研磨を行
う。
込んだ後、機械研磨により略平坦になるまで研磨を行
う。
【００１８】製造工程(c) 磁気抵抗効果素子と電極形成 （図２参照） この時、Al2O3膜の表面粗さRaが1ｎｍ以下になるように
研磨する。CoZrNb膜４ａ部分については特に表面粗さは
留意しなくてもよい。つぎに、絶縁膜６の上に磁気抵抗
効果素子１０を所定の形状に形成して、電極２ａ，２ｂ
を形成する。
研磨する。CoZrNb膜４ａ部分については特に表面粗さは
留意しなくてもよい。つぎに、絶縁膜６の上に磁気抵抗
効果素子１０を所定の形状に形成して、電極２ａ，２ｂ
を形成する。
【００１９】製造工程(d) （図３参照） 第２の下部ヨークの形成その上に第２の下部ヨーク４ｂ
として、CoZrNb膜を2μｍ成膜する。この時は、リフト
オフ法を用いて所定の形状になるように成膜される。そ
の後、Al2O3絶縁膜により埋め込み、平坦化研磨を行
う。
として、CoZrNb膜を2μｍ成膜する。この時は、リフト
オフ法を用いて所定の形状になるように成膜される。そ
の後、Al2O3絶縁膜により埋め込み、平坦化研磨を行
う。
【００２０】製造工程(e) （図３参照） 再生ギャップ、上部ヨークの形成その後の製造工程は従
来と同様であり、中間ヨーク８、再生ギャップ５、上ヨ
ーク３等を形成していく。
来と同様であり、中間ヨーク８、再生ギャップ５、上ヨ
ーク３等を形成していく。
【００２１】この様な製造工程を経て作製された磁気ヘ
ッドでは、磁気抵抗効果素子１０が下ヨーク４ａ，４ｂ
の中央部に位置し、前記磁気抵抗効果素子１０と下ヨー
ク４ａ，４ｂが電気的に接触することなく極めて接近し
ているため、強い磁界強度がスピンバルブ型磁気抵抗効
果素子１０に供給されることが見込まれる。
ッドでは、磁気抵抗効果素子１０が下ヨーク４ａ，４ｂ
の中央部に位置し、前記磁気抵抗効果素子１０と下ヨー
ク４ａ，４ｂが電気的に接触することなく極めて接近し
ているため、強い磁界強度がスピンバルブ型磁気抵抗効
果素子１０に供給されることが見込まれる。
【００２２】以上の本実施例は、下ヨークを２層４ａ，
４ｂに分割した場合で説明したが、上ヨークを２分割す
る場合も同様に出来る。
４ｂに分割した場合で説明したが、上ヨークを２分割す
る場合も同様に出来る。
【００２３】なお、シミュレーションを行った図４のヘ
ッドの構成と図３及び図３の実際のヘッドの構成とは、
下ヨークの構成、及びサイズに関して同じになっていな
いが、ヘッド特性の傾向は略同じ傾向を示すものになる
と考えてよい。
ッドの構成と図３及び図３の実際のヘッドの構成とは、
下ヨークの構成、及びサイズに関して同じになっていな
いが、ヘッド特性の傾向は略同じ傾向を示すものになる
と考えてよい。
【００２４】よって、前記磁気抵抗効果素子１０がヨー
ク空隙部の膜厚方向の略中央部に形成しヨークと電気的
に接触しないようにすると、強い磁界強度が磁気抵抗効
果素子１０に供給されることが見込まれる。
ク空隙部の膜厚方向の略中央部に形成しヨークと電気的
に接触しないようにすると、強い磁界強度が磁気抵抗効
果素子１０に供給されることが見込まれる。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、一対のヨーク間に磁気ギャッ
プを設け、且つ何れか一方のヨークの磁路の途中にヨー
ク空隙部が設けられ、このヨーク空隙部に磁気抵抗効果
素子とその素子に電流を供給するための電極を配置する
ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドにおいて、前記磁気抵
抗効果素子を前記ヨーク空隙部の厚み方向の略中央部
に、前記ヨーク空隙部側のヨークと電気的に接触しない
ように配置したことにより、磁気抵抗効果素子により大
きな信号磁界が供給され、トラック幅が狭くなっても安
定した高出力の再生信号を得ることが出来る。
プを設け、且つ何れか一方のヨークの磁路の途中にヨー
ク空隙部が設けられ、このヨーク空隙部に磁気抵抗効果
素子とその素子に電流を供給するための電極を配置する
ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドにおいて、前記磁気抵
抗効果素子を前記ヨーク空隙部の厚み方向の略中央部
に、前記ヨーク空隙部側のヨークと電気的に接触しない
ように配置したことにより、磁気抵抗効果素子により大
きな信号磁界が供給され、トラック幅が狭くなっても安
定した高出力の再生信号を得ることが出来る。
【図１】本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの構
造の一実施例の断面図を示す。
造の一実施例の断面図を示す。
【図２】本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの製
造方法の一実施例の製造工程図を示す。
造方法の一実施例の製造工程図を示す。
【図３】本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの製
造方法の一実施例の製造工程図を示す。
造方法の一実施例の製造工程図を示す。
【図４】ヨークギャップ周辺の信号磁界の流れのシミュ
レーションによるスピンバルブ型磁気抵抗効果素子位置
と磁界強度の関係のグラフを示す。
レーションによるスピンバルブ型磁気抵抗効果素子位置
と磁界強度の関係のグラフを示す。
【図５】従来のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの一例
の断面図を示す。
の断面図を示す。
１ 基板 ２ 電極 ３ 上ヨーク ４，４ａ，４ｂ 下ヨーク ５ 磁気ギャップ ６ 絶縁膜 ７ ヨーク空隙部 ８ 中間ヨーク １０ 磁気抵抗効果素子
Claims (2)
- 【請求項1】一対のヨーク間に磁気ギャップを設け、且
つ何れか一方のヨークの磁路の途中にヨーク空隙部が設
けられ、このヨーク空隙部に磁気抵抗効果素子と前記磁
気抵抗効果素子に電流を供給するための電極を配置した
ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドにおいて、 前記磁気抵抗効果素子を前記ヨーク空隙部の厚み方向の
略中央部に、前記ヨーク空隙部側のヨークと電気的に接
触しないように配置したことを特徴とするヨーク型スピ
ンバルブ磁気ヘッド。 - 【請求項２】一対のヨーク間に磁気ギャップを設け、且
つ何れか一方のヨークの磁路の途中にヨーク空隙部が設
けられ、このヨーク空隙部に磁気抵抗効果素子と前記磁
気抵抗効果素子に電流を供給するための電極を配置した
ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドにおいて、 前記一対のヨークの何れか一方を２層に分割し、 第１層目のヨークを形成後に、前記第１層目のヨークに
対応したヨーク空隙部に絶縁膜を埋め込み、平坦化研磨
を行い、 前記絶縁膜上に前記磁気抵抗効果素子、電極を形成後、 第２層目のヨーク、前記第２層目のヨークに対応したヨ
ーク空隙部を形成するようにして、 前記磁気抵抗効果素子を前記ヨーク空隙部の厚み方向の
略中央部に、前記ヨーク空隙部側のヨークと電気的に接
触しないように形成するようにしたことを特徴とするヨ
ーク型スピンバルブ磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27011299A JP2001093118A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27011299A JP2001093118A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001093118A true JP2001093118A (ja) | 2001-04-06 |
Family
ID=17481717
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27011299A Pending JP2001093118A (ja) | 1999-09-24 | 1999-09-24 | ヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001093118A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719801B2 (en) | 2006-04-18 | 2010-05-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Magnetoresistive (MR) element having a continuous flux guide defined by the free layer |
-
1999
- 1999-09-24 JP JP27011299A patent/JP2001093118A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719801B2 (en) | 2006-04-18 | 2010-05-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Magnetoresistive (MR) element having a continuous flux guide defined by the free layer |
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