JP2001176031A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

薄膜磁気ヘッド

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JP2001176031A
JP2001176031A JP35790999A JP35790999A JP2001176031A JP 2001176031 A JP2001176031 A JP 2001176031A JP 35790999 A JP35790999 A JP 35790999A JP 35790999 A JP35790999 A JP 35790999A JP 2001176031 A JP2001176031 A JP 2001176031A
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JP
Japan
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film
thin
head
magnetic
shield
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Withdrawn
Application number
JP35790999A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Fukui
宏 福井
Moichi Otomo
茂一 大友
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 記録ヘッドの磁界によって再生素子の磁区が
乱されることを抑制し、再生出力のノイズを低減する薄
膜磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 下部シールドと上部シールドの間に再生
素子を設けたMRヘッドと、磁気回路を形成する上部磁
極と下部磁極との接合部の周囲に配置された薄膜コイル
を有する記録ヘッドとを備える薄膜磁気ヘッドであっ
て、前記MRヘッドと前記記録ヘッドが分離されてお
り、前記上部シールドの長さLUSが媒体対向面から前
記下部磁極のバックギャップまでの距離LBPに対し
て、LUS≦L の関係にあることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜コイルを用い
る薄膜ヘッドと磁気抵抗効果素子(MR素子)を備える
薄膜磁気ヘッドに関し、特に再生素子にGMR素子を用
いる薄膜磁気ヘッドに係る。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜磁気ヘッドの構成を図5で説
明する。図5の(a)は薄膜磁気ヘッドを設けたスライ
ダーの斜視図である。このスライダー101は、非磁性
基板103の底面に媒体対向面102を形成し、その側
面に薄膜磁気ヘッド104やその電極パッド105を設
けた構造である。薄膜磁気ヘッド104を設けた箇所の
詳細を図5(b)の斜視図に拡大して説明する。図5
(b)において、薄膜磁気ヘッドは非磁性基板103の
上に、下部シールド111、再生素子113、下部磁極
としての機能を有するミッドシールド112、上部磁極
114、上部磁極とミッドシールドの間に巻かれた薄膜
コイル106を有する。非磁性基板上に設けたこれらの
構成をアルミナの保護膜115で被覆している。引き出
し端子105bは、薄膜コイル106や再生素子113
を外部回路に接続する電極パッド105に接続させる。
また、ミッドシールドより上に積層した領域は記録ヘッ
ド104Wに相当し、ミッドシールドより下に形成した
領域はMRヘッド104Rに相当し、双方を合わせて薄
膜磁気ヘッドの先端部104を構成している。記録ヘッ
ド104Wは、ミッドシールド(下部磁極)と上部磁極
の接合部で磁気的に接合され、この接合部の周囲に薄膜
コイルが巻かれており、先端部で記録ギャップ膜を介し
て対向することにより、磁気的なギャップを構成する。
薄膜コイルに電流を流すと、このギャップから記録磁界
を発生させることができる。(b)の構成をx軸方向か
らみた一部拡大断面図を図6に示す。再生素子113は
絶縁膜113aで覆い、ミッドシールド112と上部磁
極114の間には記録ギャップ膜112aを設け、薄膜
コイル106は絶縁樹脂膜で被覆した。
【0003】図5の(b)の構成を媒体対向面102
(xz平面)で拡大した様子を同図の(c)に示す。記
録ヘッドとMRヘッドが共有するミッドシールドは、下
部磁極と上部シールドの両方の機能を有する。基板10
3側には、下部シールド111と、再生素子113と、
ミッドシールド112と、上部磁極114を有し、これ
らの層間を絶縁するためにアルミナの絶縁膜を設けると
ともに、アルミナの保護膜115を被覆している。再生
素子は、磁気抵抗効果を利用したものであり、MR素
子、スピンバルブ素子、GMR素子等を含む用語として
用いる。
【0004】
【発明の解決しようとする課題】従来構成のミッドシー
ルドは、下部磁極及び上部シールドとして用いていた。
しかし、再生素子の感度向上に伴って、ミッドシールド
中の磁区の変化が再生素子の出力に影響を与えるように
なった。記録ヘッドで磁界を発生させると、その磁界に
よって変化したミッドシールドの磁区が再生素子の磁区
を乱す。また、記録ヘッドの磁界が直接に再生素子の磁
区を乱すこともある。再生素子の磁区の乱れは、再生出
力の変動(COV)としてノイズの原因となる。そこ
で、本発明の目的は、記録ヘッドの磁界によって再生素
子の磁区が乱されることを抑制し、再生出力のノイズを
低減する薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の薄膜磁気ヘッド
は、下部シールドと上部シールドの間に再生素子を設け
たMRヘッドと、磁気回路を形成する上部磁極と下部磁
極の接合部の周囲に配置された薄膜コイルを有する記録
ヘッドとを備える薄膜磁気ヘッドであって、前記MRヘ
ッドと前記記録ヘッドが非磁性の絶縁膜を介して分離さ
れており、前記上部シールドの長さLUSが媒体対向面
から前記下部磁極のバックギャップまでの距離LBP
対して、LUS≦LBPの関係にあることを特徴とす
る。好ましくは、前記上部シールドの長さLUSが前記
下部磁極のバックギャップまでの距離LBPより短い構
成とする。MRヘッドと記録ヘッドの分離とは、シール
ドと磁極を同じ膜で兼用しないで、別々の部材として形
成することである。LUSは、上部シールドの媒体対向
面に垂直な向きにおける長さである。
【0006】上記本発明において、前記下部シールドの
長さLBSは前記LUSに対して、LUS≦LBSの関
係とすることができる。上部シールドと下部シールドを
共に長さを短くしすぎると、MR素子を磁気的にシール
ドする機能が低下するため、前記下部シールドの長さL
BSは前記LUSより長いことがより望ましい。さら
に、下部シールドの長さLBSをLBPより長くする
と、記録ヘッドとMRヘッド間の平坦化を行いやすく、
放熱性を確保するうえで好ましい。また、本発明では、
下部磁極をパターニングをする際に、上部シールドと下
部シールドを同時にパターニングすることで、前記上部
シールドの媒体対向面側の幅WUSが、前記下部磁極の
幅WBPと同様の長さにすることができる。なお、高記
録密度化とセンス電流の増大に伴って、MR素子の温度
は高くなる傾向がある。MR素子から発生した熱を放散
するためには、上部シールドの面積を広くとる方がよ
い。一方で、記録ヘッドのノイズを低減するには上部シ
ールドを下部磁極とは分離して、その面積を狭くすべき
である。これらの要件を両立させるため、上記本発明に
おいて、望ましくはWUSやWBSをWBPより大きく
してシールドの総面積を減らさないようにする。
【0007】本発明では、記録ヘッドとMRヘッドを分
離するとともに、MRヘッドに及ぶ記録磁界の成分を低
減するものである。具体的には、上部シールドと下部磁
極の間に非磁性の絶縁膜を設けて、両者を磁気的に分離
する。分離用の絶縁膜の厚さは0.2〜0.5μm程度
とすることが好ましい。さらに、LUSをLBPより短
くすることで、記録動作の際に磁極内の磁束が上部シー
ルドに入りにくいようにした。これらの構成により、上
部シールドや下部シールドの磁区の変化を低減できる。
【0008】
【発明の実施の形態】以下、図面によって本発明に係る
実施形態を説明する。図1は本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドの断面図である。図2は、図1の構成を浮上面側から
みた断面図である。図3は、図2に係る製造工程を説明
する工程フロー図である。図4は本発明に係る他の薄膜
磁気ヘッドの断面図である。
【0009】図1の断面図に実施の形態を説明する。こ
の構成は上部シールドと下部磁極を分離して、接合部8
aと浮上面10間の距離LBPを上部シールドの長さL
USより長くして、下部シールドの長さLBSをLUS
より長くしたものである。すなわち、アルミナ絶縁膜1
aを被覆した非磁性基板上に、下部シールド2と、アル
ミナのギャップ膜3aで挟んだ再生素子3と、上部シー
ルド4とを有するMRヘッドを設け、さらに分離膜とな
るアルミナ絶縁膜4aを介して記録ヘッドを設け、それ
を保護膜9で被覆したものとした。記録ヘッドは下部磁
極5と、記録ギャップ膜5aと、絶縁樹脂膜5bで被覆
した薄膜コイル7と、上部磁極8を有する構成とした。
【0010】図2は、図1の構成を媒体対向面10から
みた側面図である。本実施例の構成では、下部シールド
の幅WBSと、上部シールドの幅WUS(図中では記載
を省略したが、WBSと同じ向きの寸法である)と、下
部磁極の幅WBPを同じにした。なお、WBPに対して
USやWBSを長く形成すると、上部シールドや下部
シールドの面積を確保して、放熱性を保持する上で好ま
しい。もし、上部シールドの長さ寸法を短くするととも
に、その幅も狭くすると、記録ヘッドに起因するノイズ
を低減できても、十分な放熱性を得ることが難しくな
り、結果として再生出力のノイズを増やしかねない。
【0011】図3のフロー図で、図2の構成の製造工程
を各々のステップ毎に説明する。まず、アルミナチタン
カーバイトの非磁性基板1の上に、アルミナの絶縁膜2
をスパッタで被覆した(s1)。平坦な絶縁膜2の上に
下部シールドとしてNiFe膜をフレームメッキ法で成
膜した(s2)フレームメッキ法とは、スパッタで形成
した下地膜の上に、フォトリソグラフィー技術で形成し
たフォトレジストのフレームを設け、フレームの内側に
電気メッキで金属の薄膜を形成する方法をいう。続け
て、下部シールド上にアルミナ絶縁膜をスパッタで成膜
して下層ギャップ膜とした(s3)。その上に、再生素
子3やこれに電流を供給する電極膜やバイアス膜を形成
した(s4)。この再生素子3はスピンバルブ素子であ
り、外部磁界に対して回転可能な強磁性膜である自由層
と、スペーサとなる非磁性金属層と、外部磁界によって
磁化が動かない強磁性膜である固定層と、この固定層の
磁化の向きを固定する反強磁性層と、反強磁性層を保護
するキャップ層を積層した多層膜で構成した。このスピ
ンバルブ素子の両端にはバイアス膜としてCoCrPt
の永久磁石膜と、電極膜を設けた。
【0012】次に、再生素子等を被覆するように上層ギ
ャップ膜としてアルミナ絶縁膜をスパッタで成膜した
(s5)。この際、下層ギャップ膜と上層ギャッップ膜
が直接に接触した箇所で、両者は一体化した。この一体
化した下層ギャップ膜と上層ギャップ膜をギャップ膜3
aと称す。続けて、上部シールド4としてNiFe膜を
フレームメッキ法で形成した(s6)
【0013】次に、下部シールドから上部シールドを形
成する過程で生じた基板上の段差を、アルミナ絶縁膜で
被覆した。これをCMP研磨で平坦化することにより、
上部シールドの上面と研磨で平坦化したアルミナ絶縁膜
からなる平面を形成した。研磨した面をより平坦化する
ことと、記録ヘッドとMRヘッドの分離のために、再度
アルミナ絶縁膜4aを0.3μmの厚さで被覆して、平
坦な絶縁膜の面を構成した。CMP(Chemical
Mechanical Polishing)研磨
は、半導体分野で用いられる平坦化技術であり、10n
m以下の平坦化加工ができるとともに、加工量の制御が
容易である。
【0014】次に、平坦化した面にフレームメッキ法で
下部磁極5を形成した(s10)。下部磁極5の上に記
録ギャップ膜5aとなるアルミナ絶縁膜をスパッタで形
成し(s11)、薄膜コイル7をフレームメッキ法で形
成した後、これを絶縁樹脂層5bで被覆した(s1
2)。絶縁樹脂層5bの上に上部磁極8をフレームメッ
キ法で形成した(s13)。さらに、上部磁極のトラッ
ク幅領域6とすべき箇所と上部磁極8をマスクで覆った
後、上部磁極と下部磁極をイオンミリングでエッチング
した。これにより、下部磁極5の先端を凸形状とし、上
部磁極のトラック幅領域6を下部磁極の凸形状に対応す
るトラック幅に加工した。この際、下部磁極をマスク代
わりにして、上部シールド4と下部シールド2もエッチ
ングして、これらの幅を下部磁極と同様にした。従っ
て、上部シールドはエッチングされる分を上乗せして厚
めに形成しておいた。(s14)。最後に、これらの積
層構造をアルミナ保護膜9を被覆して、薄膜磁気ヘッド
を作製した。
【0015】本発明の他の実施の形態を図4の断面図で
説明する。この構成は、上部磁極をポールチップ6aと
ヨーク8bで構成するとともに、ヨーク8bの端を下部
磁極の端と同様の位置(接合部8a)に合わせた薄膜磁
気ヘッドである。工程順に各々の構成を説明する。ま
ず、非磁性基板1の上にアルミナ絶縁膜1aを介して下
部シールド2を設け、さらにアルミナ保護膜3aで挟ん
だ再生素子3を設け、上部シールド4を設けた後、アル
ミナ絶縁膜で被覆し、CMP研磨を施し、再度アルミナ
絶縁膜4aを被覆した。ここまでの工程は図1の構成と
同様である。
【0016】次に、下部磁極5を形成を設けた後、その
トラック幅領域以外の部分をイオンミリングで削って、
トラック幅領域を凸形状とした。次に、記録ギャップと
なるアルミナ絶縁膜5aを形成した。この上に絶縁樹脂
膜5bを形成した。絶縁樹脂膜5bの端と浮上面の間に
位置するように、上部磁極の先端に相当するポールチッ
プ6aをフレームメッキ法で形成した。ポールチップ6
aと絶縁樹脂層5bをCMP研磨して平坦な研磨面を得
た。この上に1層目薄膜コイルをフレームメッキ法で形
成し、絶縁樹脂膜で被覆したのち、さらに1層目の薄膜
コイルと電気的に直列接続させる2層面薄膜コイルを形
成した。1層目と2層目を合わせた薄膜コイル7を絶縁
樹脂膜で被覆した。この上に、ヨーク8bをフレームメ
ッキ法で形成し、ヨーク8bの先端がポールチップ6a
に接合し、ヨーク8bの後端が下部磁極5の後端と接合
するようにした。最後に、これらの積層構造をアルミナ
の保護膜9で被覆した。この薄膜磁気ヘッドを用いるこ
とによって、記録動作後の再生出力のノイズを1/5程
度とすることができた。
【0017】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の構成を用い
ることで記録磁界の影響を抑制し、再生出力のノイズを
低減した薄膜磁気ヘッドを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図2】図1の薄膜磁気ヘッドを浮上面側からみた断面
図である。
【図3】図1に係る製造工程を説明する工程フロー図で
ある。
【図4】本発明に係る他の薄膜磁気ヘッドの断面図であ
る。
【図5】従来の薄膜磁気ヘッドの断面図である。
【図6】図5中の(b)の一部拡大断面図である。
【符号の説明】
1 非磁性基板、1a アルミナ絶縁膜、2 下部シー
ルド、3 再生素子、3a ギャップ膜、4 上部シー
ルド、4a アルミナ絶縁膜、5 下部磁極、5a 記
録ギャップ膜、5b 絶縁樹脂層、6 上部磁極のトラ
ック幅領域、6a ポールチップ、7 薄膜コイル、7
b 絶縁樹脂層、8 上部磁極、8a 接合部、8b
ヨーク、9 保護膜、10 媒体対向面

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下部シールドと上部シールドの間に再生
    素子を設けたMRヘッドと、磁気回路を形成する上部磁
    極と下部磁極の接合部の周囲に配置された薄膜コイルを
    有する記録ヘッドとを備える薄膜磁気ヘッドであって、
    前記MRヘッドと前記記録ヘッドが非磁性の絶縁膜を介
    して分離されており、前記上部シールドの長さLUS
    媒体対向面から前記下部磁極のバックギャップまでの距
    離L に対して、LUS≦LBPの関係にあることを
    特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の薄膜磁気ヘッドにおい
    て、前記下部シールドの長さLBSは前記LUSに対し
    て、LUS≦LBSの関係にあることを特徴とする薄膜
    磁気ヘッド。
  3. 【請求項3】 前記上部シールドの媒体対向面側の幅W
    USが、前記下部磁極の幅WBPに対してWBP≦W
    USの関係にあることを特徴とする請求項1または2の
    いずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
JP35790999A 1999-12-16 1999-12-16 薄膜磁気ヘッド Withdrawn JP2001176031A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7061726B2 (en) 2003-05-09 2006-06-13 Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. Thin film magnetic head
US7218475B2 (en) * 2003-06-24 2007-05-15 Tdk Corporation Thin film magnetic head and magnetic recording apparatus
US7606006B2 (en) 2003-12-24 2009-10-20 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic recording head and magnetic disk storage apparatus mounting the magnetic head
US7755864B2 (en) 2004-10-27 2010-07-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Magnetic recording head for perpendicular recording, fabrication process, and magnetic disk storage apparatus mounting the magnetic recording head

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