JP2001176026A - 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

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、構造を改良したヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド素
子を提供する。 【解決手段】 少なくとも磁気ギャップ１７、上ヨーク
１６、下ヨーク１５からなり、前記下ヨークの磁路の途
中にヨークギャップ１８が設けられ、そのヨークギャッ
プの下部に複数個のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子１
４とその各素子の下部に設けられその各素子に電流を供
給する電極１２とを配置したヨーク型スピンバルブ磁気
ヘッドであって、前記電極１２と前記電極間に形成され
た絶縁膜１３とよりなる面を平坦な面に形成し、その平
坦な面上に前記スピンバルブ型磁気抵抗効果素子１４を
形成するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気テ−プを用いた
記録再生装置に用いられる磁気抵抗効果型ヘッドの構造
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。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。そのためデジタルＶＴＲやコ
ンピュータ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。

【０００３】スピンバルブ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。この構造は記
録媒体からの磁束導入用の磁性膜を配置し、その磁性膜
の一部に空隙を設け、その空隙部分にスピンバルブ素子
を配置してスピンバルブ素子と記録媒体との接触を避け
るものである。

【０００４】ヨーク型ヘッドではスピンバルブ素子を奥
に配置するため、素子に加わる磁界が大幅に低下してヨ
ーク型ヘッド出力が小さくなってしまう。これを改善す
るために様々検討がなされて来ている。当出願人側にお
いても、図４、図５のヨーク型ヘッド断面図、上面図に
それぞれ示されるようなヨークギャップ２８に複数のス
ピンバルブ素子５３〜５６を配置するヘッドの提案がな
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図４に示したヨーク型
ヘッドにおいて、素子にかかる信号磁界を強くするた
め、素子とヨークの間隔はなるべく狭くする必要があ
る。通常、スピンバルブ素子２４と下ヨーク２５の間は
絶縁膜で分離されている。従って、狭くし過ぎるとスピ
ンバルブ素子２４の上部の電極２２（８１〜８５）と下
ヨーク２５が面の仕上げ加工精度が十分でない為もあっ
て、ショートしてしまい、スピンバルブ（ＳＶ）素子２
４が正常な動作をしなくなってしまう。

【０００６】スピンバルブ（ＳＶ）素子２４自体を下ヨ
ーク２５の上に形成する方法が考えられるが、スピンバ
ルブ素子２４は基本的に平坦な面の上に形成しないと特
性が劣化する可能性が高く、段差が生じやすいヨークギ
ャップ２８の上部に形成することは難しい。また、スピ
ンバルブ素子２４をヨークギャップ２８の上部に形成す
ることは構造的にも作製が難しくなる。

【０００７】このように、ヨーク型磁気ヘッドではスピ
ンバルブ素子２４に十分な磁界がかけるれるように、シ
ョート等の問題を起こさずに、スピンバルブ素子２４と
ヨーク２５の間隔をどれだけ近付け接近させることが出
来るかが、各接合面の仕上げ研磨精度のアップ手法も含
めて一つの大きな課題となっている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明では、従来スピンバルブ素子の上部に形成し
ていた電極をスピンバルブ素子の下部に配置し、更に段
差を生じさせないため、絶縁膜で埋め込み、平坦化研磨
とドライエッチングの併用により平坦な面の上にスピン
バルブ素子（膜）を安定に形成出来るようにして、スピ
ンバルブ素子（膜）と下ヨーク間の距離を接近させるこ
とを可能にした。

【０００９】すなわち、上記課題を解決するために、請
求項1の発明は、少なくとも磁気ギャップ、上ヨーク、
下ヨークからなり、前記下ヨークの磁路の途中にヨーク
ギャップが設けられ、そのヨークギャップの下部に複数
個のスピンバルブ型磁気抵抗効果素子とその各素子の下
部に設けられその各素子に電流を供給する電極とを配置
したヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドであって、前記電
極と前記電極間に形成された絶縁膜とよりなる面を平坦
な面に形成し、その平坦な面上に前記スピンバルブ型磁
気抵抗効果素子を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を提供し，請求項２の
発明は、少なくとも磁気ギャップ、上ヨーク、下ヨーク
からなり、前記下ヨークの磁路の途中にヨークギャップ
が設けられ、そのヨークギャップの下部に複数個のスピ
ンバルブ型磁気抵抗効果素子とその各素子の下部に設け
られその各素子に電流を供給する電極とを配置したヨー
ク型スピンバルブ磁気ヘッドの製造方法であって、前記
電極と前記電極間に形成された絶縁膜とよりなる面を平
坦な面に形成し、その平坦な面上に前記スピンバルブ型
磁気抵抗効果素子を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
し，請求項３の発明は、請求項２に記載されたヨーク型
スピンバルブ磁気ヘッドの製造方法において、前記電極
と絶縁膜とで形成される平坦な面は、機械研磨手法と前
記機械研磨手法の後に行なわれるドライエッチング手法
とを併用して形成され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。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１に本発明のヨーク型スピンバ
ルブ磁気ヘッドの構造の一実施例の断面図を、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各
製造工程の一実施例をそれぞれ示す。

【００１１】図１に示されるヨーク型スピンバルブ磁気
ヘッドの一実施例は、基板１１、電極１２、絶縁膜１３
Ａ，１３Ｂ、スピンバルブ素子（磁気抵抗効果素子）１
４、下ヨーク１５、上ヨーク１６、磁気ギャップ１７、
及び、ヨークギャップ１８より構成されている。

【００１２】本発明のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッド
の各製造工程の一実施例を図と共に、以下に説明する。 第１の製造工程 電極１２の形成（図２(a) 参照） 先ず、図２に示されるAl2O3絶縁膜を設けた平坦な基板
１１上に電極１２として、例えばTa(１０ｎｍ)／Cu(１
００ｎｍ)／Ta(１０ｎｍ)の積層膜をスパッタ等の方法
で０．１μｍ形成する。

【００１３】第２の製造工程 絶縁膜１３Ａの形成（図２(b) 参照） 積層膜をスパッタ等の方法で０．１μｍ形成した電極１
２の上にSiO2絶縁膜１３Ａを１．０μｍ形成する。

【００１４】第３の製造工程 機械研磨（図２(c) 参照） 図２(b)に示されるように、SiO2絶縁膜１３Ａが１．０
μｍ形成された面を、機械研磨手法により略平坦になる
までスピーディに７００〜８００ｎｍ程度効率のよい研
磨を行なう（粗削り）。

【００１５】第４の製造工程 ドライエッチング（図２(d) 参照） この時、複数の電極１２上には１００〜２００ｎｍのSi
O2絶縁膜１３Ａが残るようにしておく。但し，電極１２
自身の膜厚は１００ｎｍ程度である。その後、リアクテ
ィブイオンエッチング手法により、複数の電極１２の表
面が露出するまで前記SiO2絶縁膜１３Ａを除去する（精
密仕上げ）。

【００１６】このようにして２段階に分けて研磨手法を
変えて粗削り行なう機械的な研磨手法と機械的な研磨手
法の後に行なわれる精密仕上げの化学的な研磨手法とを
うまく併用して行なうことにより、処理時間を少なく出
来る。また、研磨表面近傍に不要なクラックや歪みや研
磨ムラの発生をなくすることが出来る。

【００１７】第５の製造工程 スピンバルブ（ＳＶ）素子１４の形成（図３(e) 参照） 前記図２(d)に示されるようにして形成されて複数の電
極１２を有している平坦な面の上に、図３(e)に示され
るようにスピンバルブ（ＳＶ）素子１４を０．０３μｍ
形成し、イオンミリングで所定のパターンにする。

【００１８】第６の製造工程 SiO2絶縁膜１３Ｂの形成（図３(f) 参照） その後、前記スピンバルブ（ＳＶ）素子１４にSiO2絶縁
膜１３Ｂを埋め込み、平坦化研磨を行ない、スピンバル
ブ（ＳＶ）素子１４の上の部分には０．１μｍのSiO2絶
縁膜１３Ｂが形成されるようにする。

【００１９】第７の製造工程 上下ヨーク１６，１７、磁気ギャップ１７、ヨークギャ
ップ１８の形成(図１参照) その後の製造工程は従来の工程と同様であり、前記SiO2
絶縁膜１３Ｂの上に下ヨーク１５として例えばCoZrNbを
２μｍ成膜しイオンミリングで所定のパターンに成型す
る。

【００２０】つぎに、ヨークギャップ１８としてAl2O3
を成膜して下ヨーク１５を埋め込み、機械研磨により平
坦化する。その後、磁気ギャップ１７としてAl2O3を所
定のパターンに形成してから、上ヨーク１６を下ヨーク
１５と同一の製法で作製する。このような工程を経て、
図１に示す磁気ヘッドを完成させる。

【００２１】この様な各製造工程を経て作製されたスピ
ンバルブ磁気ヘッドでは、図１に示される下ヨーク１５
とスピンバルブ（ＳＶ）素子１４との間隔を前記電極１
２の膜厚分程度(略０．１μｍ)短縮することが可能とな
る。これにより、磁気ヘッドは、３〜４ｄＢの磁界強度
の改善が見込まれる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は、ヨーク型磁気ヘッド及びその
製造方法において、スピンバルブ（ＳＶ）素子を複数の
電極と絶縁膜とで形成される平面上に設けて、下ヨーク
とスピンバルブ（ＳＶ）素子との距離を短縮することが
出来る構成としたので、スピンバルブ素子により大きな
信号磁界が供給され、安定した再生信号を得ることが出
来る。

【００２３】また、本発明は、２段階に分けて研磨手法
を変えて粗削り行なう機械的な研磨手法と精密仕上げを
行なう化学的な研磨手法とを併用して行なうことによ
り、処理時間を少なく出来る。また、研磨表面近傍に不
要なクラックや歪みや研磨ムラの発生をなくすることが
出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】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各製造工程図を示す。

【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各製造工程図を示す。

【図４】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。

【図５】従来のヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの一例
の上面図を示す。

【符号の説明】

１１ 基板 １２，２２，８１〜８５ 電極 １３Ａ，１３Ｂ 絶縁膜 １４，５３〜５６ スピンバルブ（ＳＶ）素子（磁気抵
抗効果素子） １５，２５，３１，３２ 下ヨーク １６，２６ 上ヨーク １７，２７ 磁気ギャップ １８，２８ ヨークギャップ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項1】少なくとも磁気ギャップ、上ヨーク、下ヨ
   ークからなり、前記下ヨークの磁路の途中にヨークギャ
   ップが設けられ、そのヨークギャップの下部に複数個の
   スピンバルブ型磁気抵抗効果素子とその各素子の下部に
   設けられその各素子に電流を供給する複数の電極とを配
   置したヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドであって、 前記複数の電極と前記電極間に形成された絶縁膜とより
   なる面を平坦な面に形成し、その平坦な面上に前記スピ
   ンバルブ型磁気抵抗効果素子を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。
2. 【請求項２】少なくとも磁気ギャップ、上ヨーク、下ヨ
   ークからなり、前記下ヨークの磁路の途中にヨークギャ
   ップが設けられ、そのヨークギャップの下部に複数個の
   スピンバルブ型磁気抵抗効果素子とその各素子の下部に
   設けられその各素子に電流を供給する複数の電極とを配
   置したヨーク型スピンバルブ磁気ヘッドの製造方法であ
   って、 前記複数の電極と前記電極間に形成された絶縁膜とより
   なる面を平坦な面に形成し、その平坦な面上に前記スピ
   ンバルブ型磁気抵抗効果素子を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。
3. 【請求項３】請求項２に記載されたヨーク型スピンバル
   ブ磁気ヘッドの製造方法において、 前記複数の電極と絶縁膜とで形成される平坦な面は、機
   械研磨手法と前記機械研磨手法の後に行なわれるドライ
   エッチング手法とを併用して形成されるようにしたこと
   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。