JP2001176027A - 磁気抵抗効果ヘッド及びこれを用いた磁気記憶装置 - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッド及びこれを用いた磁気記憶装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏れ磁界を自由磁性層に有効に導けるように
し、結果的に高い再生出力及び良好な再生波形対称性を
得る。 【解決手段】 MRヘッド10は、下電極兼磁気シール
ド層12と、下電極兼磁気シールド層12上に形成され
た磁気ギャップ調整層14と、磁気ギャップ調整層14
上に形成されたMR素子30と、MR素子30上に形成
された上電極兼磁気シールド層28とを備えている。下
電極兼磁気シールド層12と自由磁性層18との間に磁
気ギャップ調整層14を設けることにより、自由磁性層
18を下電極兼磁気シールド層12から十分に離すこと
ができる。これにより、自由磁性層18に十分な漏洩磁
界を流入できるので、ヘッド再生出力を向上できる。
し、結果的に高い再生出力及び良好な再生波形対称性を
得る。 【解決手段】 MRヘッド10は、下電極兼磁気シール
ド層12と、下電極兼磁気シールド層12上に形成され
た磁気ギャップ調整層14と、磁気ギャップ調整層14
上に形成されたMR素子30と、MR素子30上に形成
された上電極兼磁気シールド層28とを備えている。下
電極兼磁気シールド層12と自由磁性層18との間に磁
気ギャップ調整層14を設けることにより、自由磁性層
18を下電極兼磁気シールド層12から十分に離すこと
ができる。これにより、自由磁性層18に十分な漏洩磁
界を流入できるので、ヘッド再生出力を向上できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体に記
録された情報信号を読み取るための磁気抵抗効果ヘッ
ド、及びこれを用いた磁気記憶装置に関する。
録された情報信号を読み取るための磁気抵抗効果ヘッ
ド、及びこれを用いた磁気記憶装置に関する。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果ヘッド(以下「MRヘッ
ド」という。)は、磁束の強さ及び磁束の方向の関数と
しての抵抗変化を磁気抵抗効果素子(以下「MR素子」
という。)によって感知することにより、磁界信号を検
出するものである。このMRヘッドは、異方性磁気抵抗
(AMR)効果に基づいて動作するものであり、大きな
線形密度で磁性体表面からデータを読み取ることができ
る。AMR効果とは、MR素子の抵抗の1成分が、磁化
方向とMR素子中を流れる感知電流の方向との間の、角
度の余弦の2乗に比例して変化するものである。AMR
効果については、D.A.トムプソン(Thompson)等の
論文“Memory,Storage,and Related Applications”I
EEE Trans.on Mag.MAG-11,p.1039 (1975)に詳し
く説明されている。
ド」という。)は、磁束の強さ及び磁束の方向の関数と
しての抵抗変化を磁気抵抗効果素子(以下「MR素子」
という。)によって感知することにより、磁界信号を検
出するものである。このMRヘッドは、異方性磁気抵抗
(AMR)効果に基づいて動作するものであり、大きな
線形密度で磁性体表面からデータを読み取ることができ
る。AMR効果とは、MR素子の抵抗の1成分が、磁化
方向とMR素子中を流れる感知電流の方向との間の、角
度の余弦の2乗に比例して変化するものである。AMR
効果については、D.A.トムプソン(Thompson)等の
論文“Memory,Storage,and Related Applications”I
EEE Trans.on Mag.MAG-11,p.1039 (1975)に詳し
く説明されている。
【0003】AMR効果を用いたMRヘッドでは、バル
クハウゼンノイズを押えるために、縦バイアス磁界を印
加することが多い。この縦バイアス印加材料として、F
eMn、NiMn、ニッケル酸化物などの反強磁性材料
を用いる場合がある。
クハウゼンノイズを押えるために、縦バイアス磁界を印
加することが多い。この縦バイアス印加材料として、F
eMn、NiMn、ニッケル酸化物などの反強磁性材料
を用いる場合がある。
【0004】さらに最近には、MR素子の抵抗変化が、
非磁性層を介する磁性層間での電導電子のスピン依存性
伝送、及びそれに付随する層界面でのスピン依存性散乱
に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が発見されてい
る。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や「ス
ピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれている。こ
のようなMR素子は、AMR効果を利用するMR素子よ
りも、感度が改善されるので、抵抗変化が大きい。この
種のMR素子では、非磁性層で分離された1対の強磁性
体層の間の平面内抵抗が、2つの強磁性体層の磁化方向
間の角度の余弦に比例して変化する。
非磁性層を介する磁性層間での電導電子のスピン依存性
伝送、及びそれに付随する層界面でのスピン依存性散乱
に帰される、より顕著な磁気抵抗効果が発見されてい
る。この磁気抵抗効果は、「巨大磁気抵抗効果」や「ス
ピン・バルブ効果」など様々な名称で呼ばれている。こ
のようなMR素子は、AMR効果を利用するMR素子よ
りも、感度が改善されるので、抵抗変化が大きい。この
種のMR素子では、非磁性層で分離された1対の強磁性
体層の間の平面内抵抗が、2つの強磁性体層の磁化方向
間の角度の余弦に比例して変化する。
【0005】特開平2−61572号公報には、磁性層
内の磁化の反平行整列によって生じる、高いMR変化を
もたらす積層磁性構造が記載されている。積層構造で使
用可能な材料として、強磁性の遷移金属及び合金が上記
公報に挙げられている。また、中間層により分離してい
る少なくとも2層の強磁性層の一方に固定する層を付加
した構造、及び固定する層としてFeMnが適当である
ことが開示されている。
内の磁化の反平行整列によって生じる、高いMR変化を
もたらす積層磁性構造が記載されている。積層構造で使
用可能な材料として、強磁性の遷移金属及び合金が上記
公報に挙げられている。また、中間層により分離してい
る少なくとも2層の強磁性層の一方に固定する層を付加
した構造、及び固定する層としてFeMnが適当である
ことが開示されている。
【0006】特開平4−358310号公報には、非磁
性金属体の薄膜層によって仕切られた2層の強磁性薄膜
層を有し、印加磁界が零である場合に2つの強磁性薄膜
層の磁化方向が直交するMR素子が開示されている。こ
れらの2つの強磁性体層間の抵抗は、2つの強磁性体層
の磁化方向間の角度の余弦に比例して変化し、MR素子
中を通る電流の方向と独立である。
性金属体の薄膜層によって仕切られた2層の強磁性薄膜
層を有し、印加磁界が零である場合に2つの強磁性薄膜
層の磁化方向が直交するMR素子が開示されている。こ
れらの2つの強磁性体層間の抵抗は、2つの強磁性体層
の磁化方向間の角度の余弦に比例して変化し、MR素子
中を通る電流の方向と独立である。
【0007】特開平11−175920号公報には、強
磁性トンネル接合を用いたMR複合ヘッドにおいて、下
磁気シールド及び下電極、上磁気シールド及び上電極を
それぞれ兼用にした構造について開示されている。下磁
気シールド及び下電極、上磁気シールド及び上電極をそ
れぞれ兼用したことにより、上下磁気ギャップを省略す
ることができる分だけ、上磁気シールドと下磁気シール
ドとの間隔を狭くすることができるので、原理的に高記
録ビット密度に対応することができる。
磁性トンネル接合を用いたMR複合ヘッドにおいて、下
磁気シールド及び下電極、上磁気シールド及び上電極を
それぞれ兼用にした構造について開示されている。下磁
気シールド及び下電極、上磁気シールド及び上電極をそ
れぞれ兼用したことにより、上下磁気ギャップを省略す
ることができる分だけ、上磁気シールドと下磁気シール
ドとの間隔を狭くすることができるので、原理的に高記
録ビット密度に対応することができる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
開平11−175920号公報のMRヘッドでは、次の
ような問題があった。
開平11−175920号公報のMRヘッドでは、次の
ような問題があった。
【0009】スピンバルブや強磁性トンネル接合といっ
た「固定する層/固定磁性層/非磁性層又は絶縁バリア
層/自由磁性層」を基本構成とするMR素子の場合、自
由磁性層が基本構成の端部にあるため、磁気シールドに
直に自由磁性層が接することになる。そのため、検磁部
である自由磁性層に流入する磁気記録媒体からの漏洩磁
界は、磁気シールドに吸収されて小さくなるいう問題点
があった。また、MR素子を構成する磁性層から発生す
る静磁界やセンス電流磁界も磁気シールドに吸収される
ために、MR素子のバイアス点が設計からずれやすいと
いう問題点があった。
た「固定する層/固定磁性層/非磁性層又は絶縁バリア
層/自由磁性層」を基本構成とするMR素子の場合、自
由磁性層が基本構成の端部にあるため、磁気シールドに
直に自由磁性層が接することになる。そのため、検磁部
である自由磁性層に流入する磁気記録媒体からの漏洩磁
界は、磁気シールドに吸収されて小さくなるいう問題点
があった。また、MR素子を構成する磁性層から発生す
る静磁界やセンス電流磁界も磁気シールドに吸収される
ために、MR素子のバイアス点が設計からずれやすいと
いう問題点があった。
【0010】また、自由磁性層に接している下磁気シー
ルド層又は上磁気シールド層を十分に厚くすれば、上記
問題点がある程度解決される場合もある。しかし、この
ような場合は、厚い下磁気シールド層又は厚い上磁気シ
ールド層が「固定する層/固定磁性層/非磁性層又は絶
縁層/自由磁性層」の基本構成部分と一緒にパターン化
されることになる。そのため、上磁気シールド層を厚く
したときには、パターン化の際のミリング深さが増大す
るので、そのコントロールが難しくなる。下磁気シール
ド層を厚くしたときは、下磁気シールド層をミリングす
る際に発生する再付着物が多くなるので、固定磁性層と
自由磁性層とが短絡しやすくなる。上磁気シールド層の
パターン化と上記基本構成部分のパターン化とを別の工
程で行い、上磁気シールドパターンを基本構成部分パタ
ーンより小さくした場合には、上磁気シールド層のみを
パターン化することの難しさから却って素子特性が劣化
する。
ルド層又は上磁気シールド層を十分に厚くすれば、上記
問題点がある程度解決される場合もある。しかし、この
ような場合は、厚い下磁気シールド層又は厚い上磁気シ
ールド層が「固定する層/固定磁性層/非磁性層又は絶
縁層/自由磁性層」の基本構成部分と一緒にパターン化
されることになる。そのため、上磁気シールド層を厚く
したときには、パターン化の際のミリング深さが増大す
るので、そのコントロールが難しくなる。下磁気シール
ド層を厚くしたときは、下磁気シールド層をミリングす
る際に発生する再付着物が多くなるので、固定磁性層と
自由磁性層とが短絡しやすくなる。上磁気シールド層の
パターン化と上記基本構成部分のパターン化とを別の工
程で行い、上磁気シールドパターンを基本構成部分パタ
ーンより小さくした場合には、上磁気シールド層のみを
パターン化することの難しさから却って素子特性が劣化
する。
【0011】
【発明の目的】そこで、本発明の目的は、二枚の電極兼
磁気シールド層を有するMRヘッドにおいて、電極兼磁
気シールド層の膜厚を増やすことなく再生特性を向上さ
せることにある。
磁気シールド層を有するMRヘッドにおいて、電極兼磁
気シールド層の膜厚を増やすことなく再生特性を向上さ
せることにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明に係るMRヘッド
は、自由磁性層、非磁性層、固定磁性層及びこの固定磁
性層の磁化方向を固定する層を基本構成とするMR素子
が、MR素子の電極及び磁気シールドとして機能する二
枚の電極兼磁気シールド層間に設けられ、MR素子を構
成する各層と二枚の電極兼磁気シールド層とが一方向に
積層され、一方の電極兼磁気シールド層と自由磁性層と
が、非磁性導電体からなる磁気ギャップ調整層を介して
接し、他方の電極兼磁気シールド層と固定する層とが直
に又は保護層を介して接したものである。
は、自由磁性層、非磁性層、固定磁性層及びこの固定磁
性層の磁化方向を固定する層を基本構成とするMR素子
が、MR素子の電極及び磁気シールドとして機能する二
枚の電極兼磁気シールド層間に設けられ、MR素子を構
成する各層と二枚の電極兼磁気シールド層とが一方向に
積層され、一方の電極兼磁気シールド層と自由磁性層と
が、非磁性導電体からなる磁気ギャップ調整層を介して
接し、他方の電極兼磁気シールド層と固定する層とが直
に又は保護層を介して接したものである。
【0013】電極兼磁気シールド層と自由磁性層とを接
触させずに、これらの間に磁気ギャップ調整層を設ける
ことにより、漏洩磁界の検磁部である自由磁性層を空間
的に電極兼磁気シールド層から離すことができる。これ
により、自由磁性層に十分な漏洩磁界が流入することに
なるので、再生感度が上昇して再生出力が向上する。ま
た、自由磁性層と固定磁性層との静磁カップリングやセ
ンス電流へのシールド近接効果を取り除くことができる
ので、最適動作点を与えるバイアス構造の設計が容易に
なる。
触させずに、これらの間に磁気ギャップ調整層を設ける
ことにより、漏洩磁界の検磁部である自由磁性層を空間
的に電極兼磁気シールド層から離すことができる。これ
により、自由磁性層に十分な漏洩磁界が流入することに
なるので、再生感度が上昇して再生出力が向上する。ま
た、自由磁性層と固定磁性層との静磁カップリングやセ
ンス電流へのシールド近接効果を取り除くことができる
ので、最適動作点を与えるバイアス構造の設計が容易に
なる。
【0014】また、自由磁性層と磁気ギャップ調整層と
の間に保護層を介挿してもよい。保護層とは、下地層又
は上部層とも呼ばれ、例えば密着性を改善する等の目的
で用いられるものである。更に、非磁性層として絶縁バ
リア層を用いて、トンネル接合膜としてもよい。
の間に保護層を介挿してもよい。保護層とは、下地層又
は上部層とも呼ばれ、例えば密着性を改善する等の目的
で用いられるものである。更に、非磁性層として絶縁バ
リア層を用いて、トンネル接合膜としてもよい。
【0015】
【発明の実施の形態】図1は、本発明に係るMRヘッド
の第一実施形態を示す、ABS(エア・ベアリング・サ
ーフェイス)面に平行な断面図である。以下、この図面
に基づき説明する。
の第一実施形態を示す、ABS(エア・ベアリング・サ
ーフェイス)面に平行な断面図である。以下、この図面
に基づき説明する。
【0016】本実施形態のMRヘッド10は、下電極兼
磁気シールド層12と、下電極兼磁気シールド層12上
に形成されるとともに非磁性導電体からなる磁気ギャッ
プ調整層14と、磁気ギャップ調整層14上に間隔を開
けて形成された一対の縦バイアス層161,162と、
縦バイアス層161,162間の磁気ギャップ調整層1
4上に縦バイアス層161,162に接した状態で形成
された自由磁性層18と、自由磁性層18上に形成され
た非磁性層20と、非磁性層20上に形成された固定磁
性層22と、固定磁性層22上に形成されるとともに固
定磁性層22の磁化方向を固定する層24と、固定磁性
層22及び固定する層24の周囲を埋め込むように形成
された絶縁層26と、絶縁層26上及び固定する層24
上に形成された上電極兼磁気シールド層28とを備えて
いる。
磁気シールド層12と、下電極兼磁気シールド層12上
に形成されるとともに非磁性導電体からなる磁気ギャッ
プ調整層14と、磁気ギャップ調整層14上に間隔を開
けて形成された一対の縦バイアス層161,162と、
縦バイアス層161,162間の磁気ギャップ調整層1
4上に縦バイアス層161,162に接した状態で形成
された自由磁性層18と、自由磁性層18上に形成され
た非磁性層20と、非磁性層20上に形成された固定磁
性層22と、固定磁性層22上に形成されるとともに固
定磁性層22の磁化方向を固定する層24と、固定磁性
層22及び固定する層24の周囲を埋め込むように形成
された絶縁層26と、絶縁層26上及び固定する層24
上に形成された上電極兼磁気シールド層28とを備えて
いる。
【0017】図示しない基体上に、下電極兼磁気シール
ド層12が形成される。下電極兼磁気シールド層12は
適当な形状にパターン化されている。下電極兼磁気シー
ルド層12上には磁気ギャップ調整層14が形成され
る。磁気ギャップ調整層14は適当な形状にパターン化
されている。その上にパターン化された一対の縦バイア
ス層161,162が形成される。磁気ギャップ調整層
14と縦バイアス層161,162との間に縦バイアス
下地層15を設けることもある。縦バイアス層161,
162上に少なくとも一部が乗り上げるように、下地層
17、自由磁性層18及び非磁性層20が積層される。
下地層17はない場合もあり得る。ここでは下地層17
及び自由磁性層18が縦バイアス層161,162に少
し乗り上げて無くなっている場合を示したが、これらが
縦バイアス層161,162上にどこまで乗り上げるか
は適宜選択できる。
ド層12が形成される。下電極兼磁気シールド層12は
適当な形状にパターン化されている。下電極兼磁気シー
ルド層12上には磁気ギャップ調整層14が形成され
る。磁気ギャップ調整層14は適当な形状にパターン化
されている。その上にパターン化された一対の縦バイア
ス層161,162が形成される。磁気ギャップ調整層
14と縦バイアス層161,162との間に縦バイアス
下地層15を設けることもある。縦バイアス層161,
162上に少なくとも一部が乗り上げるように、下地層
17、自由磁性層18及び非磁性層20が積層される。
下地層17はない場合もあり得る。ここでは下地層17
及び自由磁性層18が縦バイアス層161,162に少
し乗り上げて無くなっている場合を示したが、これらが
縦バイアス層161,162上にどこまで乗り上げるか
は適宜選択できる。
【0018】非磁性層20上の左右の縦バイアス層16
1,162の間の部分には、固定磁性層22/固定する
層24/上部層25が積層されるとともに図のようにパ
ターン化される。固定磁性層22/固定する層24/上
部層25が積層されていない部分の非磁性層20は無く
てもよい。この部分の自由磁性層18は、固定磁性層2
2/固定する層24/上部層25が積層されている部分
の自由磁性層18よりも、膜厚が薄くなっていてもよ
い。上部層25は省略することも可能である。パターン
化された固定磁性層22/固定する層24/上部層25
の左右には絶縁層26が配置される。絶縁層26の上に
上電極兼磁気シールド層28が形成され、更にその上に
記録ヘッド部(図示せず)が形成される。
1,162の間の部分には、固定磁性層22/固定する
層24/上部層25が積層されるとともに図のようにパ
ターン化される。固定磁性層22/固定する層24/上
部層25が積層されていない部分の非磁性層20は無く
てもよい。この部分の自由磁性層18は、固定磁性層2
2/固定する層24/上部層25が積層されている部分
の自由磁性層18よりも、膜厚が薄くなっていてもよ
い。上部層25は省略することも可能である。パターン
化された固定磁性層22/固定する層24/上部層25
の左右には絶縁層26が配置される。絶縁層26の上に
上電極兼磁気シールド層28が形成され、更にその上に
記録ヘッド部(図示せず)が形成される。
【0019】自由磁性層18/非磁性層20/固定磁性
層22/固定する層24の部分がMR素子30である。
ここで、上電極兼磁気シールド層28から下電極兼磁気
シールド層12へ電流を流したとすると、上電極兼磁気
シールド層28→上部層25→固定する層24→固定磁
性層22→非磁性層20→自由磁性層18→下地層17
→磁気ギャップ調整層14→下電極兼磁気シールド層1
2へと電流が流れる。このとき、縦バイアス層161,
162は電流の流れ方に関与することはない。
層22/固定する層24の部分がMR素子30である。
ここで、上電極兼磁気シールド層28から下電極兼磁気
シールド層12へ電流を流したとすると、上電極兼磁気
シールド層28→上部層25→固定する層24→固定磁
性層22→非磁性層20→自由磁性層18→下地層17
→磁気ギャップ調整層14→下電極兼磁気シールド層1
2へと電流が流れる。このとき、縦バイアス層161,
162は電流の流れ方に関与することはない。
【0020】自由磁性層18は、両端部が縦バイアス層
161,162上に直接又は薄い下地層17を介して積
層されているので、その縦バイアス磁界が十分印加され
ることになる。したがって、この構造を用いることによ
り、MR素子30をセンス電流が確実に流れるととも
に、自由磁性層18に縦バイアス磁界が確実に印加され
る。また、検磁部である自由磁性層18が下電極兼磁気
シールド層12に近づきすぎるのを磁気ギャップ調整層
14によって防ぐことができるので、磁気記録媒体(図
示せず)からの漏洩磁界を十分に自由磁性層18に導く
ことができる。
161,162上に直接又は薄い下地層17を介して積
層されているので、その縦バイアス磁界が十分印加され
ることになる。したがって、この構造を用いることによ
り、MR素子30をセンス電流が確実に流れるととも
に、自由磁性層18に縦バイアス磁界が確実に印加され
る。また、検磁部である自由磁性層18が下電極兼磁気
シールド層12に近づきすぎるのを磁気ギャップ調整層
14によって防ぐことができるので、磁気記録媒体(図
示せず)からの漏洩磁界を十分に自由磁性層18に導く
ことができる。
【0021】図2は、本発明に係るMRヘッドの第二実
施形態を示す、ABS面に平行な断面図である。以下、
この図面に基づき説明する。
施形態を示す、ABS面に平行な断面図である。以下、
この図面に基づき説明する。
【0022】本実施形態のMRヘッド40は、下電極兼
磁気シールド層42と、下電極兼磁気シールド層42上
に形成されるとともに固定磁性層44の磁化方向を固定
する固定する層46と、固定する層46上に形成された
固定磁性層44と、固定磁性層44上に形成された非磁
性層47と、非磁性層47上の一部に形成された自由磁
性層48と、自由磁性層48の周囲を埋め込むように形
成された絶縁層50と、絶縁層50上に自由磁性層48
の両端部に接した状態で形成された一対の縦バイアス層
521,522と、縦バイアス層521,522上及び
自由磁性層48上に形成されるとともに非磁性導電体か
らなる磁気ギャップ調整層54と、磁気ギャップ調整層
54上に形成された上電極兼磁気シールド層56とを備
えている。
磁気シールド層42と、下電極兼磁気シールド層42上
に形成されるとともに固定磁性層44の磁化方向を固定
する固定する層46と、固定する層46上に形成された
固定磁性層44と、固定磁性層44上に形成された非磁
性層47と、非磁性層47上の一部に形成された自由磁
性層48と、自由磁性層48の周囲を埋め込むように形
成された絶縁層50と、絶縁層50上に自由磁性層48
の両端部に接した状態で形成された一対の縦バイアス層
521,522と、縦バイアス層521,522上及び
自由磁性層48上に形成されるとともに非磁性導電体か
らなる磁気ギャップ調整層54と、磁気ギャップ調整層
54上に形成された上電極兼磁気シールド層56とを備
えている。
【0023】この構成では、基体(図示せず)上に下電
極兼磁気シールド層42が形成されるとともに適当な形
状にパターン化される。その上に下地層43、固定する
層46、固定磁性層44及び非磁性層47が順次積層さ
れる。下地層43は省略される場合もある。その上に、
図のようにパターン化された自由磁性層48及び上部層
49を積層する。図中では示されていないが、固定する
層46、固定磁性層44及び非磁性層47は適当な形状
にパターン化される。絶縁層50及び縦バイアス層52
1,522は、自由磁性層48の左右端に接するように
配置されている。絶縁層50と縦バイアス521,52
2との間に縦バイアス下地層51を設けることもある。
更にその上には、磁気ギャップ調整層54が形成される
とともに適当な形状にパターン化される。磁気ギャップ
調整層54の上に上電極兼磁気シールド層56が積層さ
れる。
極兼磁気シールド層42が形成されるとともに適当な形
状にパターン化される。その上に下地層43、固定する
層46、固定磁性層44及び非磁性層47が順次積層さ
れる。下地層43は省略される場合もある。その上に、
図のようにパターン化された自由磁性層48及び上部層
49を積層する。図中では示されていないが、固定する
層46、固定磁性層44及び非磁性層47は適当な形状
にパターン化される。絶縁層50及び縦バイアス層52
1,522は、自由磁性層48の左右端に接するように
配置されている。絶縁層50と縦バイアス521,52
2との間に縦バイアス下地層51を設けることもある。
更にその上には、磁気ギャップ調整層54が形成される
とともに適当な形状にパターン化される。磁気ギャップ
調整層54の上に上電極兼磁気シールド層56が積層さ
れる。
【0024】固定する層46/固定磁性層44/非磁性
層47/自由磁性層48の部分がMR素子58である。
ここで、上電極兼磁気シールド層56から下電極兼磁気
シールド層42へ電流を流したとすると、上電極兼磁気
シールド層56→磁気ギャップ調整層54→上部層49
→自由磁性層48→非磁性層47→固定磁性層44→固
定する層46→下地層43→下電極兼磁気シールド層4
2へと電流が流れる。このとき、縦バイアス層521,
522は、絶縁層50及び非磁性層47により固定磁性
層44以下の層と電気的に絶縁されているので、電流の
流れ方に関与することはない。
層47/自由磁性層48の部分がMR素子58である。
ここで、上電極兼磁気シールド層56から下電極兼磁気
シールド層42へ電流を流したとすると、上電極兼磁気
シールド層56→磁気ギャップ調整層54→上部層49
→自由磁性層48→非磁性層47→固定磁性層44→固
定する層46→下地層43→下電極兼磁気シールド層4
2へと電流が流れる。このとき、縦バイアス層521,
522は、絶縁層50及び非磁性層47により固定磁性
層44以下の層と電気的に絶縁されているので、電流の
流れ方に関与することはない。
【0025】縦バイアス層521,522は自由磁性層
48に接しているので、その縦バイアス磁界は自由磁性
層48に十分印加されることになる。したがって、この
構造を用いることにより、MR素子58をセンス電流が
確実に流れるとともに、自由磁性層48に縦バイアス磁
界が確実に印加される。また、検磁部である自由磁性層
48が上電極兼磁気シールド層56に近づきすぎるのを
磁気ギャップ調整層54によって防ぐことができるの
で、磁気記録媒体(図示せず)からの漏洩磁界を十分に
自由磁性層48に導くことができる。
48に接しているので、その縦バイアス磁界は自由磁性
層48に十分印加されることになる。したがって、この
構造を用いることにより、MR素子58をセンス電流が
確実に流れるとともに、自由磁性層48に縦バイアス磁
界が確実に印加される。また、検磁部である自由磁性層
48が上電極兼磁気シールド層56に近づきすぎるのを
磁気ギャップ調整層54によって防ぐことができるの
で、磁気記録媒体(図示せず)からの漏洩磁界を十分に
自由磁性層48に導くことができる。
【0026】ここではMR素子58のうち自由磁性層4
8のみをパターン化した場合について示したが、少なく
とも自由磁性層48がパターン化されていればよく、そ
れ以下の部分をどこまでパターン化するかは適宜選択す
ることができる。縦バイアス層521,522に酸化物
材料を用いた場合は、それ自体が絶縁材料なので図中で
縦バイアス層521,522の下に位置している絶縁層
50を省略することもできる。
8のみをパターン化した場合について示したが、少なく
とも自由磁性層48がパターン化されていればよく、そ
れ以下の部分をどこまでパターン化するかは適宜選択す
ることができる。縦バイアス層521,522に酸化物
材料を用いた場合は、それ自体が絶縁材料なので図中で
縦バイアス層521,522の下に位置している絶縁層
50を省略することもできる。
【0027】次に、上記第一及び第二実施形態のMRヘ
ッドにおける、各構成要素の材料、構造等について詳述
する。
ッドにおける、各構成要素の材料、構造等について詳述
する。
【0028】基体の材料は、アルチック、SiC、アル
ミナ、アルチック/アルミナ2層、SiC/アルミナ2
層等である。
ミナ、アルチック/アルミナ2層、SiC/アルミナ2
層等である。
【0029】下電極兼磁気シールド層は、NiFe,C
oZr,又はCoFeB,CoZrMo,CoZrN
b,CoZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,C
oTaHf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfP
d,CoTaZrNb,CoZrMoNi合金,FeA
lSi,窒化鉄系材料,MnZnフェライト,NiZn
フェライト,MgZnフェライトから選択される、単
体、多層膜又は混合物等である。磁気ギャップ調整層
は、Au,Ag,Cu,Mo,W,Y,Pt,Ti,Z
r,Hf,V,Nb,Taから選択される、単体、多層
膜、又は混合物等である。
oZr,又はCoFeB,CoZrMo,CoZrN
b,CoZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,C
oTaHf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfP
d,CoTaZrNb,CoZrMoNi合金,FeA
lSi,窒化鉄系材料,MnZnフェライト,NiZn
フェライト,MgZnフェライトから選択される、単
体、多層膜又は混合物等である。磁気ギャップ調整層
は、Au,Ag,Cu,Mo,W,Y,Pt,Ti,Z
r,Hf,V,Nb,Taから選択される、単体、多層
膜、又は混合物等である。
【0030】上電極兼磁気シールド層は、NiFe,C
oZr,CoFeB,CoZrMo,CoZrNb,C
oZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTa
Hf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,C
oTaZrNb,CoZrMoNi合金,FeAlS
i,窒化鉄系材料,MnZnフェライト,NiZnフェ
ライト,MgZnフェライトから選択される、単体、多
層膜、又は混合物等である。
oZr,CoFeB,CoZrMo,CoZrNb,C
oZr,CoZrTa,CoHf,CoTa,CoTa
Hf,CoNbHf,CoZrNb,CoHfPd,C
oTaZrNb,CoZrMoNi合金,FeAlS
i,窒化鉄系材料,MnZnフェライト,NiZnフェ
ライト,MgZnフェライトから選択される、単体、多
層膜、又は混合物等である。
【0031】絶縁層は、Al酸化物,Si酸化物,窒化
アルミニウム,窒化シリコン,ダイヤモンドライクカー
ボンから選択される、単体、多層膜、又は混合物等であ
る。
アルミニウム,窒化シリコン,ダイヤモンドライクカー
ボンから選択される、単体、多層膜、又は混合物等であ
る。
【0032】上部層は、Au,Ag,Cu,Mo,W,
Y,Ti,Pt,Zr,Hf,V,Nb,Taから選択
される、単体、多層膜、又は混合物等である。
Y,Ti,Pt,Zr,Hf,V,Nb,Taから選択
される、単体、多層膜、又は混合物等である。
【0033】縦バイアス層は、CoCrPt,CoC
r,CoPt,CoCrTa,FeMn,NiMn,N
i酸化物,NiCo酸化物,Fe酸化物,NiFe酸化
物、IrMn,PtMn,PtPdMn,ReMn,C
oフェライト,Baフェライトから選択される、単体、
多層膜、又は混合物等である。
r,CoPt,CoCrTa,FeMn,NiMn,N
i酸化物,NiCo酸化物,Fe酸化物,NiFe酸化
物、IrMn,PtMn,PtPdMn,ReMn,C
oフェライト,Baフェライトから選択される、単体、
多層膜、又は混合物等である。
【0034】MR素子としては以下の構成のものを用い
ることができる。・基体/下地層/自由磁性層/第1M
Rエンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/固
定磁性層/固定する層/保護層。・基体/下地層/固定
する層/固定磁性層/第1MRエンハンス層/非磁性層
/第2MRエンハンス層/自由磁性層/保護層。・基体
/下地層/第1固定する層/第1固定磁性層/第1MR
エンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/自由
磁性層/第3MRエンハンス層/非磁性層/第4MRエ
ンハンス層/第2固定磁性層/第2固定する層/保護
層。・基体/下地層/固定磁性層/第1MRエンハンス
層/非磁性層/第2MRエンハンス層/自由磁性層/保
護層。・基体/下地層/自由磁性層/第1MRエンハン
ス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/固定磁性層/
保護層。
ることができる。・基体/下地層/自由磁性層/第1M
Rエンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/固
定磁性層/固定する層/保護層。・基体/下地層/固定
する層/固定磁性層/第1MRエンハンス層/非磁性層
/第2MRエンハンス層/自由磁性層/保護層。・基体
/下地層/第1固定する層/第1固定磁性層/第1MR
エンハンス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/自由
磁性層/第3MRエンハンス層/非磁性層/第4MRエ
ンハンス層/第2固定磁性層/第2固定する層/保護
層。・基体/下地層/固定磁性層/第1MRエンハンス
層/非磁性層/第2MRエンハンス層/自由磁性層/保
護層。・基体/下地層/自由磁性層/第1MRエンハン
ス層/非磁性層/第2MRエンハンス層/固定磁性層/
保護層。
【0035】下地層としては,金属、酸化物、窒化物か
ら選択される、単層膜、混合物膜、又は多層膜を用い
る。具体的には、Ta,Hf,Zr,W,Cr,Ti,
Mo,Pt,Ni,Ir,Cu,Ag,Co,Zn,R
u,Rh,Re,Au,Os,Pd,Nb,V並びにこ
れらの材料の酸化物及び窒化物から選択される、単層
膜,混合物膜,又は多層膜を用いる。添加元素として、
Ta,Hf,Zr,W,Cr,Ti,Mo,Pt,N
i,Ir,Cu,Ag,Co,Zn,Ru,Rh,R
e,Au,Os,Pd,Nb,V等を用いることもでき
る。下地層は用いない場合もある。
ら選択される、単層膜、混合物膜、又は多層膜を用い
る。具体的には、Ta,Hf,Zr,W,Cr,Ti,
Mo,Pt,Ni,Ir,Cu,Ag,Co,Zn,R
u,Rh,Re,Au,Os,Pd,Nb,V並びにこ
れらの材料の酸化物及び窒化物から選択される、単層
膜,混合物膜,又は多層膜を用いる。添加元素として、
Ta,Hf,Zr,W,Cr,Ti,Mo,Pt,N
i,Ir,Cu,Ag,Co,Zn,Ru,Rh,R
e,Au,Os,Pd,Nb,V等を用いることもでき
る。下地層は用いない場合もある。
【0036】自由磁性層としては、NiFe,CoF
e,NiFeCo,FeCo,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZrMo
Niから選択された、合金又はアモルファス磁性材料を
用いることができる。
e,NiFeCo,FeCo,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZrMo
Niから選択された、合金又はアモルファス磁性材料を
用いることができる。
【0037】非磁性層としては、酸化物、窒化物、酸化
物と窒化物の混合物、金属/酸化物2層膜、金属/窒化
物2層膜、金属/(酸化物と窒化物との混合物)2層膜
等を用いる。具体的には、Ti,V,Cr,Co,C
u,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,
Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,P
t,Au,Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,C
o,Re,Vの酸化物及び窒化物から選択された単体、
多層膜、若しくは混合物、又はこれらとTi,V,C
r,Co,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,
Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,O
s,Ir,Pt,Au,Si,Al,Ti,Ta,P
t,Ni,Co,Re,Vの酸化物及び窒化物から選択
された単体、多層膜、若しくは混合物との積層膜が有力
な候補となる。
物と窒化物の混合物、金属/酸化物2層膜、金属/窒化
物2層膜、金属/(酸化物と窒化物との混合物)2層膜
等を用いる。具体的には、Ti,V,Cr,Co,C
u,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,
Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,P
t,Au,Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,C
o,Re,Vの酸化物及び窒化物から選択された単体、
多層膜、若しくは混合物、又はこれらとTi,V,C
r,Co,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,
Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,Re,O
s,Ir,Pt,Au,Si,Al,Ti,Ta,P
t,Ni,Co,Re,Vの酸化物及び窒化物から選択
された単体、多層膜、若しくは混合物との積層膜が有力
な候補となる。
【0038】第1及び第2MRエンハンス層としてはC
o,NiFeCo,FeCo,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZrMo
Niから選択される、金属、合金又はアモルファス磁性
材料を用いる。MRエンハンス層を用いない場合は、用
いた場合に比べて若干MR比が低下するが、用いない分
だけ作製に要する工程数が低減する。
o,NiFeCo,FeCo,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZrMo
Niから選択される、金属、合金又はアモルファス磁性
材料を用いる。MRエンハンス層を用いない場合は、用
いた場合に比べて若干MR比が低下するが、用いない分
だけ作製に要する工程数が低減する。
【0039】固定磁性層としては、NiFe,CoF
e,NiFeCo,FeCo,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZrMo
Ni合金又はアモルファス磁性材料を用いることができ
る。又は、これらと、Ti,V,Cr,Co,Cu,Z
n,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,
Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,A
u,Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,Co,R
e,Vをベースとするグループからなる単体、合金、又
は積層膜とを、組み合わせた積層膜を用いることも可能
である。 Co/Ru/Co,CoFe/Ru/CoF
e,CoFeNi/Ru/CoFeNi,Co/Cr/
Co,CoFe/Cr/CoFe,CoFeNi/Cr
/CoFeNiは有力な候補である。
e,NiFeCo,FeCo,CoFeB,CoZrM
o,CoZrNb,CoZr,CoZrTa,CoH
f,CoTa,CoTaHf,CoNbHf,CoZr
Nb,CoHfPd,CoTaZrNb,CoZrMo
Ni合金又はアモルファス磁性材料を用いることができ
る。又は、これらと、Ti,V,Cr,Co,Cu,Z
n,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,
Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,A
u,Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,Co,R
e,Vをベースとするグループからなる単体、合金、又
は積層膜とを、組み合わせた積層膜を用いることも可能
である。 Co/Ru/Co,CoFe/Ru/CoF
e,CoFeNi/Ru/CoFeNi,Co/Cr/
Co,CoFe/Cr/CoFe,CoFeNi/Cr
/CoFeNiは有力な候補である。
【0040】固定する層としては、FeMn,NiM
n,IrMn,RhMn,PtPdMn,ReMn,P
tMn,PtCrMn,CrMn,CrAl,TbC
o,Ni酸化物,Fe酸化物,Ni酸化物とCo酸化物
の混合物,Ni酸化物とFe酸化物の混合物,Ni酸化
物/Co酸化物2層膜,Ni酸化物/Fe酸化物2層
膜,CoCr,CoCrPt,CoCrTa,PtCo
などを用いることができる。PtMn又はPtMnにT
i,V,Cr,Co,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,M
o,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,
Re,Os,Ir,Pt,Au,Si,Al,Ti,T
a等を添加した材料は有力な候補である。
n,IrMn,RhMn,PtPdMn,ReMn,P
tMn,PtCrMn,CrMn,CrAl,TbC
o,Ni酸化物,Fe酸化物,Ni酸化物とCo酸化物
の混合物,Ni酸化物とFe酸化物の混合物,Ni酸化
物/Co酸化物2層膜,Ni酸化物/Fe酸化物2層
膜,CoCr,CoCrPt,CoCrTa,PtCo
などを用いることができる。PtMn又はPtMnにT
i,V,Cr,Co,Cu,Zn,Y,Zr,Nb,M
o,Tc,Ru,Rh,Pd,Ag,Hf,Ta,W,
Re,Os,Ir,Pt,Au,Si,Al,Ti,T
a等を添加した材料は有力な候補である。
【0041】保護層としては、酸化物,窒化物,酸化物
と窒化物の混合物もしくは金属/酸化物2層膜,金属/
窒化物2層膜,金属/(酸化物と窒化物との混合物)2
層膜,を用いる。Ti,V,Cr,Co,Cu,Zn,
Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,A
g,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,
Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,Co,Re,V
の酸化物及び窒化物から選択される単体、多層膜若しく
は混合物、又はこれらとTi,V,Cr,Co,Cu,
Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,P
d,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,
Au,Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,Co,R
e,Vの酸化物及び窒化物から選択される単体、多層膜
若しくは混合物との積層膜が有力な候補となる。保護層
は用いない場合もある。
と窒化物の混合物もしくは金属/酸化物2層膜,金属/
窒化物2層膜,金属/(酸化物と窒化物との混合物)2
層膜,を用いる。Ti,V,Cr,Co,Cu,Zn,
Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,Pd,A
g,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,Au,
Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,Co,Re,V
の酸化物及び窒化物から選択される単体、多層膜若しく
は混合物、又はこれらとTi,V,Cr,Co,Cu,
Zn,Y,Zr,Nb,Mo,Tc,Ru,Rh,P
d,Ag,Hf,Ta,W,Re,Os,Ir,Pt,
Au,Si,Al,Ti,Ta,Pt,Ni,Co,R
e,Vの酸化物及び窒化物から選択される単体、多層膜
若しくは混合物との積層膜が有力な候補となる。保護層
は用いない場合もある。
【0042】図3乃至図6は、図1のMRヘッドの製造
方法を示す概略平面図である。以下、図1及び図3乃至
図6に基づき説明する。
方法を示す概略平面図である。以下、図1及び図3乃至
図6に基づき説明する。
【0043】工程1(図3[1]) 下電極兼磁気シールド層12を成膜し、PR(フォトレ
ジスト)形成及びミリング又はリフトオフにより図示す
る形状にパターン化する。図中斜線で示す範囲が、この
工程でパターン化された範囲である(以下においても同
じ)。
ジスト)形成及びミリング又はリフトオフにより図示す
る形状にパターン化する。図中斜線で示す範囲が、この
工程でパターン化された範囲である(以下においても同
じ)。
【0044】工程2(図3[2]) 縦バイアス下地層15及び縦バイアス層161,162
を成膜した後に、これらの層をパターン化するためのP
Rを形成し、図示する形状にミリングし、その後PRを
除去する。
を成膜した後に、これらの層をパターン化するためのP
Rを形成し、図示する形状にミリングし、その後PRを
除去する。
【0045】工程3(図4[3]) MR素子30(下地層17/自由磁性層18/非磁性層
20/固定磁性層22/固定する層24/上部層25)
を成膜し、その上に図示する形状のPRを形成し、ミリ
ングによりMR素子30をパターン化する。続いて、絶
縁層26を成膜し、パターン化されたMR素子30上の
絶縁層26をリフトオフにより取り除く。
20/固定磁性層22/固定する層24/上部層25)
を成膜し、その上に図示する形状のPRを形成し、ミリ
ングによりMR素子30をパターン化する。続いて、絶
縁層26を成膜し、パターン化されたMR素子30上の
絶縁層26をリフトオフにより取り除く。
【0046】工程4(図4[4]) 上電極兼磁気シールド層28を成膜し、PRを形成し、
パターン化する。
パターン化する。
【0047】工程5(図5[5]) 下電極端子321(図中左側端子)形成…PRを形成
し、下電極兼磁気シールド層12と電気的に接触できる
ようになるまでミリングする。続いて端子材料を成膜
し、リフトオフする。上電極端子322(図中右側端
子)…端子材料を成膜し、PRを形成し、ミリングによ
りパターン化した後に、PRを除去する。
し、下電極兼磁気シールド層12と電気的に接触できる
ようになるまでミリングする。続いて端子材料を成膜
し、リフトオフする。上電極端子322(図中右側端
子)…端子材料を成膜し、PRを形成し、ミリングによ
りパターン化した後に、PRを除去する。
【0048】工程6(図5[6]) 記録ヘッド部34を作成する。記録ヘッド部34は、ど
のような構成でもよいので、図中では詳しい表示を省略
してある。
のような構成でもよいので、図中では詳しい表示を省略
してある。
【0049】工程7(図6[7]) 基体を適当な大きさに切断加工する。その後に、図示す
るようにABS面36が露出するまで、基体ごとに研磨
をする。
るようにABS面36が露出するまで、基体ごとに研磨
をする。
【0050】図示しないが、この後ヘッド動作時に最適
な飛行姿勢をとるようにABS面を適当な形状に加工
し、サスペンションに組み込み、配線をした後に出荷す
る。ABS面には堅くて丈夫で潤滑性に優れる保護材
料、例えばダイアモンドライクカーボン膜のようなもの
が形成されることもある。ここでは図1のMRヘッドの
場合のみについて記述したが、図2のMRヘッドの場合
もほぼ同様の工程で製造することができる.
な飛行姿勢をとるようにABS面を適当な形状に加工
し、サスペンションに組み込み、配線をした後に出荷す
る。ABS面には堅くて丈夫で潤滑性に優れる保護材
料、例えばダイアモンドライクカーボン膜のようなもの
が形成されることもある。ここでは図1のMRヘッドの
場合のみについて記述したが、図2のMRヘッドの場合
もほぼ同様の工程で製造することができる.
【0051】図7は、図1のMRヘッドを用いた磁気記
録再生ヘッド(以下、単に「磁気ヘッド」という。)を
示す概略斜視図である。以下、この図面に基づき説明す
る。
録再生ヘッド(以下、単に「磁気ヘッド」という。)を
示す概略斜視図である。以下、この図面に基づき説明す
る。
【0052】磁気ヘッド60は、基体62上に再生用の
MRヘッド10と、下磁極64、コイル66及び上磁極
68を基本構成とする記録ヘッド(インダクティブヘッ
ド)70とから構成されている。MRヘッド10の上電
極兼磁気シールド層(図示せず)と下磁極64とを共通
にしても、それぞれ別に設けてもよい。この磁気ヘッド
60により、磁気記録媒体(図示せず)上に信号を書き
込むとともに、磁気記録媒体から信号を読み取る。MR
ヘッド10の感知部分と、記録ヘッド70の磁気ギャッ
プ72はこのように同一スライダ上に重ねた位置に形成
することで、同一トラックに同時に位置決めができる。
この磁気ヘッド60をスライダに加工し、磁気記憶装置
(図8)に搭載する。
MRヘッド10と、下磁極64、コイル66及び上磁極
68を基本構成とする記録ヘッド(インダクティブヘッ
ド)70とから構成されている。MRヘッド10の上電
極兼磁気シールド層(図示せず)と下磁極64とを共通
にしても、それぞれ別に設けてもよい。この磁気ヘッド
60により、磁気記録媒体(図示せず)上に信号を書き
込むとともに、磁気記録媒体から信号を読み取る。MR
ヘッド10の感知部分と、記録ヘッド70の磁気ギャッ
プ72はこのように同一スライダ上に重ねた位置に形成
することで、同一トラックに同時に位置決めができる。
この磁気ヘッド60をスライダに加工し、磁気記憶装置
(図8)に搭載する。
【0053】図8は、本発明に係る磁気記憶装置の一実
施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づ
き説明する。
施形態を示すブロック図である。以下、この図面に基づ
き説明する。
【0054】本実施形態の磁気記憶装置80は、磁気記
録媒体82と、磁気記録媒体82に対して情報を記録及
び再生する図7の磁気ヘッド60と、磁気ヘッド60を
磁気記録媒体82上に位置決めするアクチュエータとし
てのボイスコイルモータ(VCM)84及びスピンドル
モータ86と、ボイスコイルモータ(VCM)84、ス
ピンドルモータ86及び磁気ヘッド60を制御する制御
部としての記録再生チャネル88及び制御ユニット90
とを備えている。
録媒体82と、磁気記録媒体82に対して情報を記録及
び再生する図7の磁気ヘッド60と、磁気ヘッド60を
磁気記録媒体82上に位置決めするアクチュエータとし
てのボイスコイルモータ(VCM)84及びスピンドル
モータ86と、ボイスコイルモータ(VCM)84、ス
ピンドルモータ86及び磁気ヘッド60を制御する制御
部としての記録再生チャネル88及び制御ユニット90
とを備えている。
【0055】スピンドルモータ86は、磁気記録媒体8
2を回転させる。磁気ヘッド60は、磁気記録媒体82
の記録面に対向するように、サスペンション92及びア
ーム94を介してボイスコイルモータ84に取り付けら
れている。ボイスコイルモータ84により、磁気記録媒
体82上を磁気ヘッド60がトラッキングする。磁気記
録再生動作は、磁気ヘッド60への記録再生チャネル8
8からの信号により行われる。記録再生チャネル88、
ボイスコイルモータ84及びスピンドルモータ86は、
それぞれ制御ユニット90によって制御される。
2を回転させる。磁気ヘッド60は、磁気記録媒体82
の記録面に対向するように、サスペンション92及びア
ーム94を介してボイスコイルモータ84に取り付けら
れている。ボイスコイルモータ84により、磁気記録媒
体82上を磁気ヘッド60がトラッキングする。磁気記
録再生動作は、磁気ヘッド60への記録再生チャネル8
8からの信号により行われる。記録再生チャネル88、
ボイスコイルモータ84及びスピンドルモータ86は、
それぞれ制御ユニット90によって制御される。
【0056】
【実施例】図1のMRヘッドを用いて磁気ヘッドを作成
した。このとき、MR素子としては、/Ta(3[n
m])/Ni82Fe18(4[nm])/Co90F
e1 0(0.5[nm])/絶縁バリア層としてのAl
酸化物(0.7[nm])/Co40Fe60(2[n
m])/Ru(0.6[nm])/Co40Fe
60(1.5[nm])/Ir20Mn80(20[n
m])/Ta(3[nm])を用いた。MR素子形成後
には、230[℃]かつ5時間の熱処理を、成膜時の磁
界とは直交する方向に790[kA/m]の磁界を印加
しつつ行った。MR素子のパターニングでは、絶縁バリ
ア層の途中でミリングを止め、絶縁バリア層の一部(下
部)及び自由磁性層をパーターン化しなかった。このと
きのパターンニングは、通常のミリング装置を用い、
0.3[Pa]の純Arガス雰囲気中で行った。ミリン
グは膜面に対し垂直な方向から行った。
した。このとき、MR素子としては、/Ta(3[n
m])/Ni82Fe18(4[nm])/Co90F
e1 0(0.5[nm])/絶縁バリア層としてのAl
酸化物(0.7[nm])/Co40Fe60(2[n
m])/Ru(0.6[nm])/Co40Fe
60(1.5[nm])/Ir20Mn80(20[n
m])/Ta(3[nm])を用いた。MR素子形成後
には、230[℃]かつ5時間の熱処理を、成膜時の磁
界とは直交する方向に790[kA/m]の磁界を印加
しつつ行った。MR素子のパターニングでは、絶縁バリ
ア層の途中でミリングを止め、絶縁バリア層の一部(下
部)及び自由磁性層をパーターン化しなかった。このと
きのパターンニングは、通常のミリング装置を用い、
0.3[Pa]の純Arガス雰囲気中で行った。ミリン
グは膜面に対し垂直な方向から行った。
【0057】次に、本実施例の磁気ヘッドの各構成要素
について説明する。
について説明する。
【0058】1.基体 厚さ1.2[mm]のアルチック上にアルミナを3[μ
m]積層したもの
m]積層したもの
【0059】2.再生ヘッド部 下電極兼磁気シールド層…Co89Zr4Ta4Cr3
(1[μm])組成はat%、以下同じ。 磁気ギャップ調整層…Ta(24[nm])比較のため
磁気ギャップ調整層を設けない構成(従来例)も作成し
た。 絶縁層…アルミナ(40[nm]) 縦バイアス下地層/縦バイアス層…Cr(10nm)/
Co74.5Cr10 .5Pt15(24[nm]) 上電極兼磁気シールド層…記録ヘッド下ポールと共通
(共通ポール) 電極端子…Ta(3[nm])/Au(3[μm])
(1[μm])組成はat%、以下同じ。 磁気ギャップ調整層…Ta(24[nm])比較のため
磁気ギャップ調整層を設けない構成(従来例)も作成し
た。 絶縁層…アルミナ(40[nm]) 縦バイアス下地層/縦バイアス層…Cr(10nm)/
Co74.5Cr10 .5Pt15(24[nm]) 上電極兼磁気シールド層…記録ヘッド下ポールと共通
(共通ポール) 電極端子…Ta(3[nm])/Au(3[μm])
【0060】3.記録ヘッド部 共通ポール下地…Ni82Fe18(90[nm]) 共通ポール…Ni82Fe18(2.5[μm])/C
o65Ni12Fe2 3(0.5[μm]) 記録磁気ギャップ…アルミナ(0.2[μm]) 磁気ギャップ厚付け…アルミナ(0.7[μm]) コイル下地…Cr(30[nm])/Cu(150[n
m]) コイル…Cu(4.5[μm]) 上ポール下地…Ti(10[nm])/Co65Ni
12Fe23(0.1[μm]) 上ポール…Co65Ni12Fe23(0.5[μ
m])/Ni82Fe18(3.5[μm]) 端子下地…Cr(30[nm])/Cu(150[n
m]) 端子…Cu(50[μm]) オーバーコート…アルミナ(52[μm]) 金端子下地…Ti(10[nm])/Ni82Fe18
(0.1[μm]) 金端子…Au(3[μm])
o65Ni12Fe2 3(0.5[μm]) 記録磁気ギャップ…アルミナ(0.2[μm]) 磁気ギャップ厚付け…アルミナ(0.7[μm]) コイル下地…Cr(30[nm])/Cu(150[n
m]) コイル…Cu(4.5[μm]) 上ポール下地…Ti(10[nm])/Co65Ni
12Fe23(0.1[μm]) 上ポール…Co65Ni12Fe23(0.5[μ
m])/Ni82Fe18(3.5[μm]) 端子下地…Cr(30[nm])/Cu(150[n
m]) 端子…Cu(50[μm]) オーバーコート…アルミナ(52[μm]) 金端子下地…Ti(10[nm])/Ni82Fe18
(0.1[μm]) 金端子…Au(3[μm])
【0061】次に、本実施例の磁気ヘッドの製造方法に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0062】1.再生ヘッド部作成 基板洗浄→下電極兼磁気シールド層成膜及びアニール→
アライメントマーク形成(PR形成→パターンニング→
レジスト除去)→下シールドパターニング(PR形成→
テーパー加工→レジスト除去)→磁気ギャップ調整層
(成膜→PR形成→ミリング→PR除去)→縦バイアス
層形成(PR形成→成膜→リフトオフ)→MR素子形成
(MR素子各層成膜→PR形成→絶縁バリア層までミリ
ング)→絶縁層形成(成膜→リフトオフ)→上電極兼磁
気シールド層形成(PR形成→成膜→リフトオフ)→ポ
ールハイトモニター形成(PR形成→成膜→リフトオ
フ)→下電極端子形成(PR形成→ミリング→端子材料
成膜→PR除去)→上電極端子形成(PR形成→端子材
料成膜→PR除去)
アライメントマーク形成(PR形成→パターンニング→
レジスト除去)→下シールドパターニング(PR形成→
テーパー加工→レジスト除去)→磁気ギャップ調整層
(成膜→PR形成→ミリング→PR除去)→縦バイアス
層形成(PR形成→成膜→リフトオフ)→MR素子形成
(MR素子各層成膜→PR形成→絶縁バリア層までミリ
ング)→絶縁層形成(成膜→リフトオフ)→上電極兼磁
気シールド層形成(PR形成→成膜→リフトオフ)→ポ
ールハイトモニター形成(PR形成→成膜→リフトオ
フ)→下電極端子形成(PR形成→ミリング→端子材料
成膜→PR除去)→上電極端子形成(PR形成→端子材
料成膜→PR除去)
【0063】2.記録ヘッド部作成 共通ポール形成(第2下地成膜→フレームPR形成→共
通ポールめっき→カバーPR形成→ケミカルエッチング
→下地除去)→ポールハイト穴埋めレジスト→磁気ギャ
ップ成膜→磁気ギャップ厚付け形成(PR形成→成膜→
リフトオフ)→PW(上ポールと共通ポールとを磁気的
に接続するためのポール)形成(PR形成→ミリング→
PR除去)→コイル形成SC1レジスト(コイルの絶縁
性を確保するためのレジストその1)形成→コイル形成
(下地成膜→PR形成→コイルメッキ→ケミカルエッチ
ング→下地除去)→SC2レジスト(コイルの絶縁性を
確保するためのレジストその2)形成→磁気ギャップ調
整ミリング→上ポール形成(下地成膜→フレームレジス
ト形成→上ポールメッキ→メッキアニール→下地除去→
カバーPR形成→ケミカルエッチング→下地除去)→端
子形成(下地成膜→PR形成→端子メッキ→ケミカルエ
ッチング→下地除去)→オーバーコート成膜→端子ラッ
プ→金端子メッキ(下地成膜→PR形成→金端子メッキ
→下地除去)
通ポールめっき→カバーPR形成→ケミカルエッチング
→下地除去)→ポールハイト穴埋めレジスト→磁気ギャ
ップ成膜→磁気ギャップ厚付け形成(PR形成→成膜→
リフトオフ)→PW(上ポールと共通ポールとを磁気的
に接続するためのポール)形成(PR形成→ミリング→
PR除去)→コイル形成SC1レジスト(コイルの絶縁
性を確保するためのレジストその1)形成→コイル形成
(下地成膜→PR形成→コイルメッキ→ケミカルエッチ
ング→下地除去)→SC2レジスト(コイルの絶縁性を
確保するためのレジストその2)形成→磁気ギャップ調
整ミリング→上ポール形成(下地成膜→フレームレジス
ト形成→上ポールメッキ→メッキアニール→下地除去→
カバーPR形成→ケミカルエッチング→下地除去)→端
子形成(下地成膜→PR形成→端子メッキ→ケミカルエ
ッチング→下地除去)→オーバーコート成膜→端子ラッ
プ→金端子メッキ(下地成膜→PR形成→金端子メッキ
→下地除去)
【0064】3.後工程 row切断→ABS面加工ラップ→ABS面へのDLC
(ダイヤモンドライクカーボン)成膜→スライダ加工→
サスペンションへの取り付け
(ダイヤモンドライクカーボン)成膜→スライダ加工→
サスペンションへの取り付け
【0065】次に、本実施例の磁気ヘッドの再生特性に
ついて説明する。
ついて説明する。
【0066】磁気ヘッドは、磁気ギャップ調整層を用い
たものと用いなかったものとの2種類を、それぞれ30
個ずつ用意した。これらの磁気ヘッドを用いてCoCr
Ta系磁気記録媒体上にデータを記録再生した。このと
き、書き込みトラック幅は3[μm]、読み込みトラッ
ク幅は2[μm]とした。記録ヘッド部のコイル作成時
のフォトレジスト硬化工程は、220[℃]かつ2時間
とした。磁気記録媒体の保磁力は395[kA/m]、
Mrt(残留磁化と膜厚との積)は0.35[memu
/cm2]とした。磁気ギャップ調整層を用いたものと
用いなかったものとのそれぞれの再生出力及び波形対称
性は、30個の平均値で以下の通りであった。
たものと用いなかったものとの2種類を、それぞれ30
個ずつ用意した。これらの磁気ヘッドを用いてCoCr
Ta系磁気記録媒体上にデータを記録再生した。このと
き、書き込みトラック幅は3[μm]、読み込みトラッ
ク幅は2[μm]とした。記録ヘッド部のコイル作成時
のフォトレジスト硬化工程は、220[℃]かつ2時間
とした。磁気記録媒体の保磁力は395[kA/m]、
Mrt(残留磁化と膜厚との積)は0.35[memu
/cm2]とした。磁気ギャップ調整層を用いたものと
用いなかったものとのそれぞれの再生出力及び波形対称
性は、30個の平均値で以下の通りであった。
【0067】磁気ギャップ調整層あり…再生出力2.4
[mV],波形対称性48[%] 磁気ギャップ調整層なし…再生出力1.6[mV],波
形対称性42[%]
[mV],波形対称性48[%] 磁気ギャップ調整層なし…再生出力1.6[mV],波
形対称性42[%]
【0068】磁気ギャップ調整層ありのものは、磁気ギ
ャップ調整層なしのものと比較して、再生出力が高く、
波形対称性が良好であることがわかる。自由磁性層が電
極兼磁気シールド層に近づきすぎるのを磁気ギャップ調
整層が防いだ結果、磁気記録媒体からの漏れ磁界が自由
磁性層に効率よく流れ込むようになったため、このよう
な良好な再生特性が得られた。
ャップ調整層なしのものと比較して、再生出力が高く、
波形対称性が良好であることがわかる。自由磁性層が電
極兼磁気シールド層に近づきすぎるのを磁気ギャップ調
整層が防いだ結果、磁気記録媒体からの漏れ磁界が自由
磁性層に効率よく流れ込むようになったため、このよう
な良好な再生特性が得られた。
【0069】次に、本発明に係る磁気記憶装置の一実施
例としての磁気ディスク装置について説明する。
例としての磁気ディスク装置について説明する。
【0070】本実施例の磁気ディスク装置は、ベース上
に磁気記録媒体として3枚の磁気ディスクを備え、ベー
ス裏面にヘッド駆動回路及び信号処理回路と入出力イン
ターフェイスとを収め、32ビットのバスラインで外部
と接続される。一枚の磁気ディスクの両面に一個づつ、
合計6個の上記実施例の磁気ヘッドが配置されている。
また、磁気ディスク装置には、磁気ヘッドを駆動するた
めのロータリーアクチュエータ、その駆動回路及び制御
回路、ディスク回転用スピンドル直結モータ等が搭載さ
れている。
に磁気記録媒体として3枚の磁気ディスクを備え、ベー
ス裏面にヘッド駆動回路及び信号処理回路と入出力イン
ターフェイスとを収め、32ビットのバスラインで外部
と接続される。一枚の磁気ディスクの両面に一個づつ、
合計6個の上記実施例の磁気ヘッドが配置されている。
また、磁気ディスク装置には、磁気ヘッドを駆動するた
めのロータリーアクチュエータ、その駆動回路及び制御
回路、ディスク回転用スピンドル直結モータ等が搭載さ
れている。
【0071】磁気ディスクは、直径が46[mm]であ
り、データ面として直径10[mm]から40[mm]
までの範囲を使用する。また、磁気ディスクは、埋め込
みサーボ方式を用いることにより、サーボ面を有しない
ため高密度化が可能である。
り、データ面として直径10[mm]から40[mm]
までの範囲を使用する。また、磁気ディスクは、埋め込
みサーボ方式を用いることにより、サーボ面を有しない
ため高密度化が可能である。
【0072】この磁気ディスク装置は、小型コンピュー
タの外部記憶装置として、小型コンピュータとの直接接
続が可能になっている。また、入出力インターフェイス
にキャッシュメモリを搭載しているので、転送速度が毎
秒5から20メガバイトの範囲のバスラインに対応す
る。更に、外部コントローラを用いてこの磁気ディスク
装置を複数台接続することにより、大容量の磁気ディス
ク装置を構成することも可能である。
タの外部記憶装置として、小型コンピュータとの直接接
続が可能になっている。また、入出力インターフェイス
にキャッシュメモリを搭載しているので、転送速度が毎
秒5から20メガバイトの範囲のバスラインに対応す
る。更に、外部コントローラを用いてこの磁気ディスク
装置を複数台接続することにより、大容量の磁気ディス
ク装置を構成することも可能である。
【0073】
【発明の効果】本発明に係るMRヘッドによれば、電極
兼磁気シールド層と自由磁性層とを接触させずに、これ
らの間に磁気ギャップ調整層を設けることにより、自由
磁性層を電極兼磁気シールド層から十分に離すことがで
きる。これにより、自由磁性層に十分な漏洩磁界を流入
できるので、ヘッド再生出力を向上できる。また、自由
磁性層と固定磁性層との静磁カップリングやセンス電流
へのシールド近接効果を取り除くことができるので、最
適動作点を与えるバイアス設計が容易になり、結果とし
て良好な波形対称性をもつ歪みのない出力波形を得るこ
とができる。
兼磁気シールド層と自由磁性層とを接触させずに、これ
らの間に磁気ギャップ調整層を設けることにより、自由
磁性層を電極兼磁気シールド層から十分に離すことがで
きる。これにより、自由磁性層に十分な漏洩磁界を流入
できるので、ヘッド再生出力を向上できる。また、自由
磁性層と固定磁性層との静磁カップリングやセンス電流
へのシールド近接効果を取り除くことができるので、最
適動作点を与えるバイアス設計が容易になり、結果とし
て良好な波形対称性をもつ歪みのない出力波形を得るこ
とができる。
【0074】また、本発明に係るMRヘッドによれば、
二枚の電極兼磁気シールド層を有することにより高記録
密度化が可能であり、電極兼磁気シールド層の膜厚を増
やすことがないので製造歩留まりも高く、しかも再生特
性も良好である。したがって、本発明に係る磁気記憶装
置によれば、本発明に係るMRヘッドを用いたことによ
り、再生特性を落とすことなく高記録密度化を容易に実
現できる。
二枚の電極兼磁気シールド層を有することにより高記録
密度化が可能であり、電極兼磁気シールド層の膜厚を増
やすことがないので製造歩留まりも高く、しかも再生特
性も良好である。したがって、本発明に係る磁気記憶装
置によれば、本発明に係るMRヘッドを用いたことによ
り、再生特性を落とすことなく高記録密度化を容易に実
現できる。
【図1】本発明に係るMRヘッドの第一実施形態を示
す、ABS面に平行な断面図である。
す、ABS面に平行な断面図である。
【図2】本発明に係るMRヘッドの第二実施形態を示
す、ABS面に平行な断面図である。
す、ABS面に平行な断面図である。
【図3】図1のMRヘッドの製造方法を示す概略平面図
であり、図3[1]、図3[2]の順に工程が進行す
る。
であり、図3[1]、図3[2]の順に工程が進行す
る。
【図4】図1のMRヘッドの製造方法を示す概略平面図
であり、図4[3]、図4[4]の順に工程が進行す
る。
であり、図4[3]、図4[4]の順に工程が進行す
る。
【図5】図1のMRヘッドの製造方法を示す概略平面図
であり、図5[5]、図5[6]の順に工程が進行す
る。
であり、図5[5]、図5[6]の順に工程が進行す
る。
【図6】図1のMRヘッドの製造方法を示す概略平面図
である。
である。
【図7】図1のMRヘッドを用いた磁気ヘッドを示す概
略斜視図である。
略斜視図である。
【図8】本発明に係る磁気記憶装置の一実施形態を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
10,40 MRヘッド 12,42 下電極兼磁気シールド層 14,54 磁気ギャップ調整層 161,162,521,522 縦バイアス層 18,48 自由磁性層 20,47 非磁性層 22,44 固定磁性層 24,46 固定する層 26,50 絶縁層 28,56 上電極兼磁気シールド層 30,58 MR素子
Claims (6)
- 【請求項1】 自由磁性層、非磁性層、固定磁性層及び
この固定磁性層の磁化方向を固定する層を基本構成とす
る磁気抵抗効果素子が、この磁気抵抗効果素子の電極及
び磁気シールドとして機能する二枚の電極兼磁気シール
ド層間に設けられ、 前記磁気抵抗効果素子を構成する各層と前記二枚の電極
兼磁気シールド層とが一方向に積層され、 一方の前記電極兼磁気シールド層と前記自由磁性層と
が、非磁性導電体からなる磁気ギャップ調整層を介して
接し、 他方の前記電極兼磁気シールド層と前記固定する層とが
直に又は保護層を介して接した、 磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項2】 前記自由磁性層と前記磁気ギャップ調整
層との間に保護層が介挿された、 請求項1記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項3】 下電極兼磁気シールド層と、この下電極
兼磁気シールド層上に形成されるとともに非磁性導電体
からなる磁気ギャップ調整層と、この磁気ギャップ調整
層上に間隔を開けて形成された一対の縦バイアス層と、
これらの一対の縦バイアス層間の前記磁気ギャップ調整
層上に当該一対の縦バイアス層に接した状態で形成され
た自由磁性層と、この自由磁性層上に形成された非磁性
層と、この非磁性層上に形成された固定磁性層と、この
固定磁性層上に形成されるとともに当該固定磁性層の磁
化方向を固定する層と、これらの固定磁性層及び固定す
る層の周囲を埋め込むように形成された絶縁層と、この
絶縁層上及び前記固定する層上に形成された上電極兼磁
気シールド層と、 を備えた磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項4】 下電極兼磁気シールド層と、この下電極
兼磁気シールド層上に形成されるとともに固定磁性層の
磁化方向を固定する固定する層と、この固定する層上に
形成された前記固定磁性層と、この固定磁性層上に形成
された非磁性層と、この非磁性層上の一部に形成された
自由磁性層と、この自由磁性層の周囲を埋め込むように
形成された絶縁層と、この絶縁層上に前記自由磁性層の
両端部に接した状態で形成された一対の縦バイアス層
と、これらの一対の縦バイアス層上及び前記自由磁性層
上に形成されるとともに非磁性導電体からなる磁気ギャ
ップ調整層と、この磁気ギャップ調整層上に形成された
上電極兼磁気シールド層と、 を備えた磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項5】 前記非磁性層として絶縁バリア層を用い
た、 請求項1、2、3又は4記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項6】 磁気記録媒体と、この磁気記録媒体に対
して情報を記録及び再生するとともに請求項1,2,
3,4又は5記載の磁気抵抗効果ヘッドとインダクティ
ブヘッドとからなる磁気ヘッドと、この磁気ヘッドを前
記磁気記録媒体上に位置決めするアクチュエータと、こ
のアクチュエータ及び前記磁気ヘッドを制御する制御部
と、 を備えた磁気記憶装置。
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35426199A JP2001176027A (ja) | 1999-12-14 | 1999-12-14 | 磁気抵抗効果ヘッド及びこれを用いた磁気記憶装置 |
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