JP2002025014A - 磁気トンネル効果型磁気ヘッド及び記録再生装置 - Google Patents
磁気トンネル効果型磁気ヘッド及び記録再生装置Info
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Abstract
層を介して磁気トンネル接合素子が挟み込まれてなる構
造において、磁気記録媒体に対する良好な媒体対向面を
得ることを可能とする。 【解決手段】 一対の磁気シールド層24,28の間に
導電性ギャップ層25,27を介して磁気トンネル接合
素子26が配されてなる磁気トンネル効果型磁気ヘッド
20において、導電性ギャップ層25,27は、Ta,
Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ば
れる1種の金属単体を含有する少なくとも1層以上の非
磁性金属膜からなる。
Description
ド層の間に導電性ギャップ層を介して磁気トンネル接合
素子が配されてなる磁気トンネル効果型磁気ヘッド、並
びにそのような磁気トンネル効果型磁気ヘッドを用い
て、磁気記録媒体に対する信号の記録及び/又は再生を
行う記録再生装置に関する。
挟持してなる積層構造において、一対の磁性層間に所定
の電圧を印加すると、絶縁層を介して流れる、いわゆる
トンネル電流のコンダクタンスが一対の磁性層の磁化の
相対角度に依存して変化する、いわゆる磁気トンネル効
果が知られている。すなわち、一対の磁性層で薄い絶縁
層を挟持してなる積層構造では、絶縁層に流れるトンネ
ル電流に対する磁気抵抗効果を示すのである。
の磁化の分極率により磁気抵抗比を理論的に算出でき、
特に、一対の磁性層にFeを用いた場合には、約40%
の磁気抵抗比を期待することができる。
持してなる積層構造を有する磁気トンネル接合素子(以
下、TMR素子という。)が磁気抵抗効果素子として注
目を集めており、特に、磁気ヘッドの分野において、こ
のTMR素子を磁気記録媒体からの磁気信号を検出する
感磁素子として用いる、いわゆる磁気トンネル効果型磁
気ヘッド(以下、TMRヘッドという。)が注目されて
いる。
図45に示す。なお、図45は、このTMRヘッド10
0を媒体対向面側から見た概略端面図である。
気シールド層101,102によりギャップ層103を
介してTMR素子104が挟み込まれてなる、いわゆる
シールド型TMRヘッドであり、これら各構成要素が薄
膜積層工程によって基板105上に積層された構造を有
している。このTMRヘッド100において、一対の磁
気シールド層101,102は、TMR素子104に対
する電極としての機能を有しており、これらの間には、
ギャップ層103のうち、一対のシールド層101とT
MR素子104とを電気的に接続する非磁性導電性膜1
06,107が配されている。また、このTMRヘッド
100では、非磁性導電性膜107の突出部107aと
当接された部分が、このTMR素子104の感磁部10
4aとなり、この幅が再生トラック幅Twとされてい
る。
ヘッド200は、上下一対の磁気シールド層201,2
02によりギャップ層203を介してMR素子204及
びその両端部に形成された一対の導電膜205,206
が挟持されてなり、これら各構成要素が薄膜形成工程に
よって基板207上に積層された構造を有している。ま
た、このMRヘッド200では、一対の導電膜205,
206に挟み込まれた部分が、このMR素子204の感
磁部204aとなり、この幅が再生トラック幅Twとさ
れている。なお、図46は、このMRヘッド200を媒
体対向面側から見た概略端面図である。
記録密度化に対応して挟ギャップ化が進むと、ギャップ
層203を形成する非磁性非導電性膜の膜厚が薄くな
る。特に、上層側の非磁性非導電性膜は、MR素子20
4の両端部に配された一対の導電体膜205,206が
段差部を形成するために、このような段差部上に非磁性
非導電性膜を成膜する場合、全面に亘って均一な膜厚で
成膜することが困難となる。そして、磁気記録媒体に対
して高密度で記録された信号の再生を行うために、一対
の磁気シールド層201,202とMR素子204との
間の距離、すなわちシールド間距離を狭くした場合に
は、この一対の磁気シールド層201,202とMR素
子204との絶縁性を確保することが非常に困難となっ
てしまう。
100では、一対の磁気シールド層101,102が電
極としての機能を果たすことにより、ギャップ層103
の膜厚を薄くすることができ、一対の磁気シールド層1
01,102とTMR素子104との間の距離を狭くす
ることができる。したがって、このTMRヘッド100
では、挟ギャップ化が可能となり、磁気記録媒体のさら
なる高記録密度化に対応することが可能となる。
うなTMRヘッド100を製造する際は、例えば略円盤
状の基板を用意し、この基板上にTMRヘッド100の
各構成要素を薄膜形成工程によって順次積層した後、こ
の基板を個々のヘッドチップとして切り出すことによ
り、複数のTMRヘッド100が一括して作製されるこ
ととなる。
作製工程において、定盤を用いた研磨加工によりTMR
素子104のデプス方向の高さを調整した際に、ギャッ
プ層103を構成する非磁性導電性膜106,107が
研磨されずに引き伸ばされてしまい、このTMR素子1
04を挟み込む一対の磁気シールド層101,102の
電気的な短絡を生じさせてしまうことがあった。すなわ
ち、作製されたTMRヘッド100の媒体対向面には、
図47に示すような非磁性導電性膜106,107が引
き伸ばされてなる欠陥部分108が生じてしまうことが
あった。
では、TMR素子104の感磁部104aに電流が流れ
ずに、磁気記録媒体からの再生出力がほとんど検出され
ないといった不具合が生ずることとなる。
鑑みて提案されたものであり、一対の磁気シールド層の
間に導電性ギャップ層を介して磁気トンネル接合素子が
挟み込まれてなる構造において、磁気記録媒体に対する
良好な媒体対向面を得ることを可能とすることにより、
歩留りの向上した高品質の磁気トンネル効果型磁気ヘッ
ド、並びにそのような磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用い
て磁気記録媒体に対する信号の記録及び/又は再生を行
う記録再生装置を提供することを目的とする。
明に係る磁気トンネル効果型磁気ヘッドは、一対の磁気
シールド層の間に導電性ギャップ層を介して磁気トンネ
ル接合素子が配されてなる磁気トンネル効果型磁気ヘッ
ドである。そして、導電性ギャップ層は、Ta,Ti,
Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれる1
種の金属単体を含有する少なくとも1層以上の非磁性金
属膜からなることを特徴とする。
導電性ギャップ層が、Ta,Ti,Cr,W,Mo,
V,Nb,Zrのうちから選ばれる1種の金属単体を含
有する少なくとも1層以上の非磁性金属膜からなること
から、磁気記録媒体に対する良好な媒体対向面を得るこ
とができる。
気トンネル効果型磁気ヘッドは、一対の磁気シールド層
の間に導電性ギャップ層を介して磁気トンネル接合素子
が配されてなる磁気トンネル効果型磁気ヘッドである。
そして、導電性ギャップ層は、Al,Pt,Cu,A
u,Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのう
ちから選ばれる2種類以上の元素からなる合金を含有す
る少なくとも1層以上の非磁性金属膜からなることを特
徴とする。
導電性ギャップ層が、Al,Pt,Cu,Au,Ta,
Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ば
れる2種類以上の元素からなる合金を含有する少なくと
も1層以上の非磁性金属膜からなることから、磁気記録
媒体に対する良好な媒体対向面を得ることができる。
録再生装置は、一対の磁気シールド層の間に導電性ギャ
ップ層を介して磁気トンネル接合素子が配されてなる磁
気トンネル効果型磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に
対する信号の記録及び/又は再生を行う記録再生装置で
ある。そして、磁気トンネル効果型磁気ヘッドの導電性
ギャップ層は、Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,N
b,Zrのうちから選ばれる1種の金属単体を含有する
少なくとも1層以上の非磁性金属膜からなることを特徴
とする。
型磁気ヘッドの導電性ギャップ層が、Ta,Ti,C
r,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれる1種
の金属単体を含有する少なくとも1層以上の非磁性金属
膜からなることから、この磁気トンネル効果型磁気ヘッ
ドが磁気記録媒体に対して良好な媒体対向面を得ること
ができる。したがって、この記録再生装置では、磁気記
録媒体に対する信号の再生を適切に行うことができる。
録再生装置は、一対の磁気シールド層の間に導電性ギャ
ップ層を介して磁気トンネル接合素子が配されてなる磁
気トンネル効果型磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に
対する信号の記録及び/又は再生を行う記録再生装置で
ある。そして、磁気トンネル効果型磁気ヘッドの導電性
ギャップ層は、Al,Pt,Cu,Au,Ta,Ti,
Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれる2
種類以上の元素からなる合金を含有する少なくとも1層
以上の非磁性金属膜からなることを特徴とする。
型磁気ヘッドの導電性ギャップ層が、Al,Pt,C
u,Au,Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Z
rのうちから選ばれる2種類以上の元素からなる合金を
含有する少なくとも1層以上の非磁性金属膜からなるこ
とから、この磁気トンネル効果型磁気ヘッドが磁気記録
媒体に対して良好な媒体対向面を得ることができる。し
たがって、この記録再生装置では、磁気記録媒体に対す
る信号の再生を適切に行うことができる。
て図面を参照して詳細に説明する。
わかりやすくするために、特徴となる部分を拡大して示
している場合があり、各構成要素の寸法比率が実際と同
じであるとは限らない。
ドディスクドライブ装置は、図示を省略する筐体の内部
に設けられた装置本体1のシャーシ2上に、スピンドル
モータにより回転駆動される磁気ディスク3と、この磁
気ディスク3に対して情報信号の記録又は再生を行う磁
気ヘッドが搭載されたヘッドスライダ4を先端部に有す
るヘッドアクチュエータ5とを備えている。
は、シャーシ2の磁気ディスク3やヘッドアクチュエー
タ5等が実装される面とは反対側のシャーシ2上に、記
録再生時に信号処理等を行う信号処理回路や、磁気ヘッ
ドのサーボ制御等を行うサーボ制御回路、システム全体
の制御を行うシステムコントローラ等の各制御回路6を
備えている。
クであり、略中央部に中心孔を有する略円盤状のディス
ク基板上に、磁性層及び保護層等が順次積層されてな
る。そして、このハードディスクドライブ装置では、複
数枚の磁気ディスク3が、その中心孔をスピンドルモー
タの回転軸7と嵌合しながらクランパ8により固定され
ており、制御回路により駆動制御されるスピンドルモー
タの回転に伴って、図1中矢印Aの方向に所定の速度に
て回転駆動されるようになされている。
中心として回動される支持アーム10と、この支持アー
ム10の一端側に設けられたボイスコイルモータ11
と、この支持アーム10の他端側に取り付けられた所定
の弾性を有するサスペンション12と、このサスペンシ
ョン12の先端部に取り付けられた上記ヘッドスライダ
4とを備えている。
0側に取り付けられたコイル13と、このコイル13と
対向するシャーシ2側に取り付けられたマグネット14
とを有し、コイル13に電流が供給されることにより磁
界が発生し、このコイル13と対向配置されたマグネッ
ト14との磁気的作用により、支持アーム10が支軸9
を中心として図1中矢印B方向、すなわち磁気ディスク
3の径方向に沿って所定の角度だけ回動するようになさ
れている。
にヘッドスライダ4が取り付けられており、このヘッド
スライダ4を支持しながら、弾性力により磁気ディスク
3側へと付勢している。
ように、略矩形状に成形されてなり、各磁気ディスク3
に対応して複数設けられた支持アーム10の各サスペン
ション12の先端部に、それぞれ磁気ディスク3の信号
記録面と相対向するように支持されている。また、ヘッ
ドスライダ4には、磁気ディスク3と対向する面(以
下、媒体対向面という。)4aに、この磁気ディスク3
の回転に伴って発生する空気流により浮上力を発生させ
るための空気潤滑面(ABS面)が形成されている。
取り付けられたヘッドスライダ4は、磁気ディスク3の
回転により生じる空気流を受けて、この磁気ディスク3
上を所定の浮上量で浮上しながら、このヘッドスライダ
4に搭載された磁気ヘッド20が、磁気ディスク3の信
号記録面に対して信号の記録又は再生を行うようになさ
れている。なお、ヘッドスライダ4の空気潤滑面の形状
は、特に限定されるものではなく、任意の形状とするこ
とが可能である。
転駆動される磁気ディスク3に対して、浮上走行するヘ
ッドスライダ4の後端部に位置して設けられている。
すように、例えば再生ヘッド部として、磁気トンネル効
果型磁気ヘッド(以下、TMRヘッドという。)21
と、記録ヘッド部として、インダクティブ型薄膜ヘッド
22とを組み合わせた複合型の薄膜磁気ヘッドである。
なお、図3は、この磁気ヘッド20を媒体対向面4aの
側から見た概略端面図である。
や、スパッタ法等の薄膜形成技術により、上記再生ヘッ
ド部及び記録ヘッド部の各構成要素を形成することか
ら、挟トラック化や挟ギャップ化等の微細寸法化が容易
であり、高分解能での記録再生が可能であるといった利
点を有している。
後述する薄膜積層工程によって、例えばアルミナチタン
カーバイト(Al2O3−TiC)等の硬質の非磁性材料
からなる基板23上に、再生ヘッド部として、磁気トン
ネル効果を利用した磁気ディスク3に対する信号の再生
を行うTMRヘッド21と、このTMRヘッド21上
に、記録ヘッド部として、電磁誘導を利用した磁気ディ
スク3に対する信号の記録を行うインダクティブ型薄膜
ヘッド22とが積層されてなる。また、磁気ヘッド20
においては、再生ヘッド部及び記録ヘッド部を構成する
各構成要素が媒体対向面4aから外方に臨んで略同一端
面を構成している。
の磁気シールド層によりシールドギャップ層を介して磁
気トンネル接合素子(以下、TMR素子という。)が挟
み込まれてなる、いわゆるシールド型TMRヘッドであ
る。詳述すると、このTMRヘッド21は、基板23上
に形成された下層シールド層24と、この下層シールド
層24上に形成された下層非磁性導電性層25と、この
下層非磁性導電性層25上に形成されたTMR素子26
と、このTMR素子26上に形成された上層非磁性導電
性層27と、この上層非磁性導電性層27上に形成され
た上層シールド層28とを有し、これら基板23から上
層シールド層28に至る隙間部分には、例えばAl2O3
等の非磁性非導電性材料29が配されている。
用して磁気ディスク3からの信号を検出する感磁素子で
あり、このTMR素子26を流れるトンネル電流のコン
ダクタンスが、磁気ディスク3からの磁界によって磁化
される方向に依存して変化する、いわゆる磁気トンネル
効果を利用して、このトンネル電流の電圧変化を検出
し、磁気ディスク3に記録された信号を読み取るように
なされている。
方向に磁化が固定された磁化固定層30と、外部磁界に
応じて磁化方向を変化させる磁化自由層31とが、トン
ネル障壁層32を介して積層された磁気トンネル接合膜
33を有している。
気化固定層30は、例えば、下層非磁性導電性層25上
に形成された下層となる膜厚3nmのTa膜上に、膜厚
3nmのNiFe膜と、膜厚10nmのIrMn膜と、
膜厚4nmのCoFe膜とが順次積層された3層構造と
されている。このうち、IrMn膜は、反強磁性膜であ
り、CoFe膜との間で交換結合しており、このCoF
e膜の磁化方向を所定の方向に固定している。
30のCoFe膜上に、絶縁層として、例えば膜厚1.
3nmのAlの酸化膜(Al2O3)が積層されてなる。
3上に、例えば膜厚4nmのCoFe膜と、膜厚5nm
のNiFe膜とが順次積層された2層構造とされてい
る。そして、この磁化自由層31上に、例えば上層とな
る膜厚5nmのTa膜が形成されている。このうち、C
oFe膜は、スピン分極率を増加させるためのものであ
る。NiFe膜は、その保持力が低く、外部磁界に応じ
て磁化の方向が変化することになり、これらがTMR素
子26の感磁部26aとなっている。
スピンバルブ型の積層構造とすることにより、このTM
R素子26の磁気抵抗比を大きくすることができる。な
お、磁気トンネル接合膜33を構成する各層の材料及び
その膜厚は、以上の例に限定されるものではなく、TM
R素子26の使用目的等に応じて適切な材料を選択し、
適切な膜厚に設定すればよい。
ル接合膜33のうち、このTMR素子26の感磁部26
aとなる部分を残して、磁化自由層31から磁化固定層
30の中途部に至るまでエッチングされることにより、
その磁気ディスク3に対するトラック幅Tw1が規制さ
れている。なお、ここでは、トラック幅Tw1を約5μ
mとしたが、システムの要求等に応じて適切な値に設定
すればよい。
26にトンネル障壁層32を介してトンネル電流が流れ
るように、下層シールド層24及び下層非磁性導電性層
25が、TMR素子26の磁化固定層30に対する電極
として機能しており、上層シールド層28及び上層非磁
性導電性層27が、磁化自由層31に対する電極として
機能している。
MR素子26の磁化固定層30と下層シールド層24と
が電気的に接続されるように配されている。一方、上層
非磁性導電性層27は、TMR素子26の感磁部26a
となる部分に当接する突出部27aを有し、この突出部
27aを通して、TMR素子26の磁化自由層31と上
層シールド層28とが電気的に接続されるように配され
ている。
磁性導電性層27は、TMR素子26と下層シールド層
24及び上層シールド層28との間の隙間部分に配され
た非磁性非導電性材料29と共に、シールドギャップ層
を構成しており、このTMR素子26と下層シールド層
24及び上層シールド層28との間を磁気的に隔離して
いる。
8は、導電性を有する軟磁性材料からなり、例えば膜厚
2.3μmのCoZrNbTaからなるアモルファス積
層膜により形成されている。そして、下層シールド層2
4及び上層シールド層28は、下層非磁性導電性層25
及び上層非磁性導電性層27を介してTMR素子26に
電気を供給するようになされている。
ド層28は、TMR素子26を磁気的にシールドするの
に十分な幅を有し、下層非磁性導電性層25及び上層非
磁性導電性層27を介してTMR素子26を挟み込むこ
とにより、磁気ディスク3からの信号磁界のうち、再生
対象外の磁界がTMR素子26に引き込まれないように
機能する一対の磁気シールド層を構成している。すなわ
ち、TMRヘッド21においては、TMR素子26に対
して再生対象外の信号磁界が下層シールド層24及び上
層シールド層28に導かれ、再生対象の信号磁界だけが
TMR素子26に導かれる。これにより、TMRヘッド
21では、TMR素子26の周波数特性及び読み取り分
解能の向上が図られている。
ールド層24及び上層シールド層28とTMR素子26
との間の距離が、いわゆるシールド間距離(ギャップ
長)とされている。
ように、下層シールド層24及び上層シールド層28と
電気的に接続された引き出し導線34a,34bがそれ
ぞれ設けられており、この引き出し導線34a,34b
の端部に、外部接続用端子35a,35bが、ヘッドス
ライダ4の後端部側の端面から外部に臨むようにそれぞ
れ設けられている。
u等の導電性材料により薄膜形成されている。また、外
部接続用端子35a,35bは、例えば金(Au)等の
導電性材料からなり、同じく金(Au)からなる導線が
ワイヤーボンディング等によりサスペンション12側に
設けられた配線端子と電気的に接続されることで外部回
路との接触が可能となっている。
は、図2及び図3に示すように、上層シールド層28と
同一部材である下層コア層36と、この下層コア層36
上に磁気ギャップ37を介して設けられた上層コア層3
8と、この上層コア層38に接合されると共に、媒体対
向面4aから離間した他端側にて下層コア層36とバッ
クギャップを構成するバックヨーク39とを有し、これ
ら下層コア層36から上層コア層38上に至る隙間部分
には、例えばAl2O3等の非磁性非導電性材料29が配
されている。
は、下層コア層36とバックヨーク39との間に位置し
て、バックギャップを中心に巻回された薄膜コイル40
と、この薄膜コイル40の内周側の端部及び外周側の端
部と電気的に接続された引き出し導線41a,41bと
が設けられており、これら引き出し導線41a,41b
の端部に外部接続用端子42a,42bがヘッドスライ
ダ4の後端部側の端面から外部に臨むように設けられて
いる。
クヨーク39は、閉磁路となる磁気コアを構成するもの
である。このうち、上層コア層38は、例えばアモルフ
ァス積層膜等の導電性を有する軟磁性材料が所定の幅に
成形されてなり、非磁性非導電性材料29を介して下層
コア層36と対向配置されることにより、磁気ギャップ
37が形成され、この幅がトラック幅Tw2とされてい
る。なお、このトラック幅Tw2は、システムの要求等
に応じて適切な値に設定すればよい。
2では、所定のトラック幅Tw2となる上層コア層38
と対向して下層コア層36に凸部を形成することによ
り、磁気ギャップ37で生じる漏れ磁界を細くすること
が可能であり、微細な磁気信号を磁気ディスク3に高精
度に記録することが可能となる。
材料がスパイラル状に薄膜形成されてなる。
引き出し導線34と同様に、例えばCu等の導電性材料
により薄膜形成されている。
上述した外部接続用端子35と同様に、例えば金(A
u)等の導電性材料からなり、同じく金(Au)からな
る導線がワイヤーボンディング等によりサスペンション
12側に設けられた配線端子と電気的に接続されること
で外部回路との接触が可能となっている。
ダ4の後端部側の端面上に、外部接続用端子35,42
が外部に臨む部分を除いて、例えばAl2O3等の非磁性
非導電性材料29からなる保護膜が成膜されており、薄
膜コイル40及び引き出し導線34,41の保護を図っ
ている。
おいて、TMRヘッド21を用いて磁気ディスク3に対
する信号の再生を行う際には、TMR素子26の磁化固
定層30と磁化自由層31との間に所定の電圧を印加す
る。このとき、TMR素子26のトンネル障壁層32を
介して流れるトンネル電流のコンダクタンスが、磁気デ
ィスク3からの信号磁界に応じて変化する。このため、
TMRヘッド21では、TMR素子26に流れるトンネ
ル電流の電圧値が変化することとなり、このTMR素子
26の電圧値の変化を検出することによって、磁気ディ
スク3に対する信号の再生を行うことができる。
用いて磁気ディスク3に対する信号の記録を行う際に
は、薄膜コイル40に記録する信号に応じた電流が供給
される。このとき、インダクティブ型薄膜ヘッド22に
は、薄膜コイル40から発生する磁界により、磁気コア
に磁束が流れると共に、磁気ギャップ37から漏れ磁界
が発生する。そして、インダクティブ型薄膜ヘッド22
では、この漏れ磁界を磁気ディスク3に対して印加して
いくことにより信号の記録を行うことができる。
再生ヘッド部となるTMRヘッド21は、本発明を適用
した磁気トンネル効果型磁気ヘッドであり、このTMR
ヘッド21の下層非磁性導電性層25及び上層非磁性導
電性層27が、Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,N
b,Zrのうちから選ばれる1種の金属単体を含有する
少なくとも1層以上の非磁性金属膜からなることを特徴
としている。
び上層非磁性導電性層27は、非磁性金属膜として、T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから
選ばれる1種の金属単体を含有する単層膜、或いは、T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから
選ばれる1種の金属単体を含有する少なくとも2層以上
の積層膜からなることを特徴としている。
V,Nb,Zrは、従来から非磁性金属膜として用いら
れているAlよりも、機械的特性の優れた比較的硬い非
磁性導電性材料である。
金属膜として、このようなAlよりも機械的特性の優れ
た非磁性導電性材料を用いることにより、後述する作製
工程において、媒体対向面4aとなる面に対して研磨加
工を施した際に、これら上層及び下層非磁性導電性層2
5,27となる非磁性金属膜が研磨されずに引き伸ばさ
れてしまい、このTMRヘッド21の媒体対向面4a
に、非磁性金属膜の引き伸ばしによる欠陥が生じてしま
うといったことを防ぐことができる。
磁性導電性層25及び上層非磁性導電性層27は、T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから
選ばれる1種の金属単体を含有する金属層と、Al,P
t,Cu,Auのうちから選ばれる1種の金属単体を含
有する金属層とを有する少なくとも2層以上の非磁性金
属膜からなる構成であってもよい。
び上層非磁性導電性層27は、非磁性金属膜として、T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから
選ばれる1種の金属単体を含有する金属膜と、Al,P
t,Cu,Auのうちから選ばれる1種の金属単体を含
有する金属膜とを2層以上に亘って積層させた積層膜か
らなる構成であってもよい。
する作製工程において、媒体対向面4aとなる面に対し
て研磨加工を施した際に、これら上層及び下層非磁性導
電性層25,27となる非磁性金属膜が研磨されずに引
き伸ばされてしまい、このTMRヘッド21の媒体対向
面4aに、非磁性金属膜の引き伸ばしによる欠陥が生じ
てしまうといったことを防ぐことができる。
以上に亘って積層された積層膜のうち、Al,Pt,C
u,Auのうちから選ばれる1種の金属単体を含有する
金属膜が、良好な表面粗さを有し、平滑性に優れた面を
形成することが可能である。そして、この平滑性の優れ
た金属膜を下層非磁性導電性層25となる非磁性金属膜
に用いることによって、この下層非磁性導電性層25上
に形成されるTMR素子26において、磁化固定層30
と磁化自由層31との間で極めて薄い絶縁膜であるトン
ネル障壁層32が破断し、この磁化固定層30と磁化自
由層31との接触による電気的な短絡が生じてしまうと
いったことを防ぐことができる。
TMR素子26の磁気抵抗比が低下してしまうのを防ぐ
ことができ、安定した再生出力を得ることができる。
磁性導電性層25及び上層非磁性導電性層27は、A
l,Pt,Cu,Au,Ta,Ti,Cr,W,Mo,
V,Nb,Zrのうちから選ばれる2種類以上の元素か
らなる合金を含有する少なくとも1層以上の非磁性金属
膜からなる構成であってもよい。
び上層非磁性導電性層27は、Al,Pt,Cu,A
u,Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのう
ちから選ばれる2種類以上の元素からなる合金を含有す
る単層膜、或いは、Al,Pt,Cu,Au,Ta,T
i,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれ
る2種類以上の元素からなる合金を含有する少なくとも
2層以上の積層膜からなる構成であってもよい。
する作製工程において、媒体対向面4aとなる面に対し
て研磨加工を施した際に、これら上層及び下層非磁性導
電性層25,27となる非磁性金属膜が研磨されずに引
き伸ばされてしまい、このTMRヘッド21の媒体対向
面4aに、非磁性金属膜の引き伸ばしによる欠陥が生じ
てしまうといったことを防ぐことができる。
層30と磁化自由層31との間で極めて薄い絶縁膜であ
るトンネル障壁層32が破断し、この磁化固定層30と
磁化自由層31との接触による電気的な短絡が生じてし
まうといったことを防ぐことができる。
は、磁気ディスク3に対して良好な媒体対向面4aを得
ることが可能であり、TMR素子26と下層シールド層
24及び上層シールド層28との挟ギャップ化が可能な
ことから、磁気記録媒体のさらなる高密度化に対応する
ことが可能である。
は、TMRヘッド21が磁気ディスク3に対して良好な
媒体対向面4aを得ることが可能なことから、安定した
再生出力を得ることが可能となり、磁気ディスク3に対
する信号の再生を適切に行うことが可能である。
ヘッドスライダ4の製造方法について説明する。
わかりやすく図示するために、図1乃至図3と同様に、
特徴となる部分を拡大して示している場合があり、各構
成要素の寸法比率が実際と同じであるとは限らない。ま
た、以下の説明では、磁気ヘッド20を構成する各構成
要素並びにその材料、大きさ及び膜厚等について具体的
な例を挙げるが、本発明は以下の例に限定されるもので
はない。例えば、以下の説明では、ハードディスク装置
等で実用化されているものと同様な構造を有する、いわ
ゆるシールド型TMRヘッドを用いた例を挙げるが、軟
磁性体を磁気回路の一部とする、いわゆるヨーク型構造
の磁気ヘッド等であってもよく、このような例に必ずし
も限定されるものではない。
ず、図4及び図5に示すように、例えば直径4インチ程
度の円盤状の基板50を用意し、この基板50の表面に
対して鏡面加工を施す。そして、この基板50上に、上
記下層シールド層24となる第1の軟磁性膜51をスパ
ッタリング等により成膜する。なお、図5は、図4中に
示す線分X1−X1’による概略断面図である。
20の基板23となるものであり、この主面上に磁気ヘ
ッド20の各構成要素が薄膜形成工程によって順次積層
された後、この基板50を個々のヘッドチップとして切
り出すことにより、磁気ヘッド20を搭載する上記ヘッ
ドスライダ4が一括して複数作製されることとなる。
ミナチタンカーバイト(Al2O3−TiC)等が好適で
ある。一方、第1の軟磁性膜51としては、例えば膜厚
2.3μmのCoZrNbTaからなるアモルファス積
層膜を成膜した。
ジストを塗布し、硬化させることによりレジスト層を形
成する。そして、フォトリソグラフィ技術を用いて、こ
のレジスト層を所定の形状にパターニングすることによ
り、図6及び図7に示すような第1のレジストパターン
52を形成する。具体的に、レジスト層を所定の形状に
パターニングする際は、先ず、所望するパターンに対応
するようにレジスト層を露光する。次に、露光した箇所
のレジスト層を現像液にて溶解して除去した後、ポスト
ベーク処理を施す。これにより、所定の形状とされたレ
ジストパターンが得られる。なお、図7は、図6中に示
す線分X2−X2’による概略断面図である。
マスクとして、ドライエッチングにより第1の軟磁性膜
51に対してエッチングを行った後、この第1のレジス
トパターン52を第1の軟磁性膜51上から除去する。
これにより、図8及び図9に示すような上記下層シール
ド層24が複数形成される。なお、下層シールド層24
の形状は、後工程で形成されるTMR素子26の下層側
を磁気的にシールドするのに十分な大きさとなるように
しておく。なお、図9は、図8中に示す線分X 3−X3’
による概略断面図である。
の基板50の全面に亘って、スパッタリング等により、
例えばAl2O3等からなる第1の非磁性非導電性膜53
を成膜した後、この基板50上に複数形成された下層シ
ールド層24が露出するまで研磨する。これにより、基
板50と下層シールド層24との間に第1の非磁性非導
電性膜53が埋め込まれ、基板50上の下層シールド層
24が形成されていない部分との段差が無くなり平坦化
される。なお、図11は、図10中に示す線分X4−
X4’による概略断面図である。
坦化された基板50上に、上記下層非磁性導電性層25
となる第1の非磁性導電性膜54をスパッタリング等に
より成膜する。この第1の非磁性導電性膜54は、上述
した非磁性金属膜であり、その膜厚は磁気記録媒体に記
録された信号の周波数等に応じて適切な値に設定すれば
よく、例えば100nm程度とする。なお、図13は、
図12中に示す線分X 5−X5’による概略断面図であ
る。
1の非磁性導電性膜54上に、上記磁気トンネル接合膜
33となる磁気トンネル接合用膜55をスパッタリング
等により成膜する。なお、図15は、図14中に示す線
分X5−X5’による断面図である。
ば、下層となる膜厚3nmのTa膜と、上記磁化固定層
30となる膜厚3nmのNiFe膜,膜厚10nmのI
rMn膜及び膜厚4nmのCoFe膜と、上記トンネル
障壁層32となる膜厚1.3nmのAlの酸化膜(Al
2O3)と、上記磁化自由層31となる膜厚4nmのCo
Fe膜及び膜厚5nmのNiFe膜と、上層となる膜厚
約5nmのTa層とが、この順でスパッタリング等によ
り順次積層されることにより形成される。
る各層の材料及びその膜厚は、以上の例に限定されるも
のではなく、TMR素子26の使用目的等に応じて適切
な材料を選択し、適切な膜厚に設定するようにすればよ
い。
ォトレジストを塗布し、硬化させることによりレジスト
層を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術を用い
て、このレジスト層を所定の形状にパターニングするこ
とにより、図16及び図17に示すような第2のレジス
トパターン56を形成する。なお、図17は、図16中
に示す線分X7−X7’による概略断面図である。
の第2のレジストパターン56をマスクとして、磁気ト
ンネル接合用膜55及び第1の非磁性導電性膜54に対
してエッチングを行った後、この第2のレジストパター
ン56を除去する。これにより、下層シールド層24上
に所定の形状とされた上記下層非磁性導電性層25及び
上記磁気トンネル接合膜33が形成される。なお、図1
9は、図18中に示す線分X8−X8’による概略断面図
である。
の基板50の全面に亘って、スパッタリング等により、
例えばAl2O3等からなる第2の非磁性非導電性膜57
を成膜した後、この基板50上に複数形成された磁気ト
ンネル接合膜33が露出するまで研磨する。これによ
り、基板50と下層非磁性導電性層25及び磁気トンネ
ル接合膜33との間に第2の非磁性非導電性膜57が埋
め込まれ、基板50上の下層非磁性導電性層25及び磁
気トンネル接合膜33が形成されていない部分との段差
が無くなり平坦化される。なお、図21は、図20中に
示す線分X9−X9’による概略断面図である。
坦化された基板50上に、フォトレジストを塗布し、硬
化させることによりレジスト層を形成し、フォトリソグ
ラフィ技術を用いて、このレジスト層を所定の形状にパ
ターニングする。そして、このパターニングされたレジ
スト層をマスクとして、イオンエッチングにより、磁気
トンネル接合膜33のうち、TMR素子26の感磁部2
6aとなる部分を残して、磁化自由層31から磁化固定
層30の中途部に至るまでエッチングした後、このレジ
スト層を基板50上から除去する。これにより、TMR
素子6の磁気ディスク3に対するトラック幅Tw1が規
制される。なお、ここでは、トラック幅Tw1を約5μ
mとしたが、トラック幅Tw1は、以上の例に限定され
るものではなく、システムの要求等に応じて適切な値に
設定すればよい。なお、図22は、図20中に示す囲み
部分Cを拡大して示す概略平面図であり、図23は、図
22中に示す線分X10−X10’による概略断面図であ
る。
を塗布し、硬化させることによりレジスト層を形成す
る。そして、フォトリソグラフィ技術を用いて、このレ
ジスト層を所定の形状にパターニングすることにより、
TMR素子26の感磁部26aの直上に位置して、図2
4及び図25に示すような第3のレジストパターン58
を形成する。なお、図24は、図20中に示す囲み部分
Cを拡大して示す概略平面図であり、図25は、図24
中に示す線分X11−X11’による概略断面図である。
の第3のレジストパターン58を用いて、例えばAl2
O3等からなる第3の非磁性非導電性膜59をスパッタ
リング等により成膜した後、第3のレジストパターン5
8を、この第3のレジストパターン58上に堆積した第
3の非磁性非導電性膜59と共に除去する。これによ
り、TMR素子26の感磁部26aの直上にて開口され
たコンタクトホール60を有する第3の非磁性非導電性
膜59が形成される。なお、図26は、図20中に示す
囲み部分Cを拡大して示す概略平面図であり、図27
は、図26中に示す線分X12−X12’による概略断面図
である。
に、フォトレジストを塗布し、硬化させることによりレ
ジスト層を形成する。そして、フォトリソグラフィ技術
を用いて、このレジスト層を所定の形状にパターニング
することにより、図28及び図29に示ような所定の形
状とされた開口部61aを有する第4のレジストパター
ン61を形成する。なお、図28は、図20中に示す囲
み部分Cを拡大して示す概略平面図であり、図29は、
図28中に示す線分X13−X13’による概略断面図であ
る。
の第4のレジストパターン61を用いて、上記上層非磁
性導電性層27となる第2の非磁性導電性膜62をスパ
ッタリング等により成膜する。このとき、第3の非磁性
非導電性膜59のコンタクトホール60に、第2の非磁
性導電性膜62が埋め込まれることとなる。これによ
り、TMR素子26の感磁部26aと当接する上記上層
非磁性導電性層27の突出部27aが形成される。な
お、第2の非磁性導電性膜62は、上述した非磁性金属
膜であり、その膜厚は磁気記録媒体に記録された信号の
周波数等に応じて適切な値に設定すればよい。
に、上記上層シールド層28及び上記下層コア層36と
なる第2の軟磁性膜63をスパッタリング等により成膜
する。この第2の軟磁性膜63としては、例えば膜厚
2.3μmのCoZrNbTaからなるアモルファス積
層膜を成膜した。なお、この第2の軟磁性膜63の材料
としては、アモルファス積層膜以外の材料を選択するこ
とが可能であり、上述したスパッタリング以外にも、例
えばメッキ法や蒸着法等を用いて第2の軟磁性膜63を
形成してもよい。
この第4のレジストパターン61上に堆積した第2の非
磁性導電性膜62及び第2の軟磁性膜63と共に除去す
る。これにより、第3の非磁性非導電性膜59上に、所
定の形状とされた上記上層非磁性導電性層27及び上記
上層シールド層28が形成される。なお、図30は、図
20中に示す囲み部分Cを拡大して示す概略平面図であ
り、図31は、図30中に示す線分X14−X14’による
概略断面図である。
の基板50の全面に亘って、スパッタリング等により、
例えばAl2O3等からなる第4の非磁性非導電性膜64
を成膜した後、この基板50上に複数形成された上層シ
ールド層28が露出するまで研磨する。これにより、基
板50と上層シールド層28との間に第4の非磁性非導
電性膜64が埋め込まれ、基板50上の上層シールド層
28が形成されていない部分との段差が無くなり平坦化
される。なお、図32は、図20中に示す囲み部分Cを
拡大して示す概略平面図であり、図33は、図32中に
示す線分X15−X15’による概略断面図である。
の平坦化された基板50上に、上記磁気ギャップ37と
なる第5の非磁性非導電性膜65をスパッタリング等に
より成膜する。この第5の非磁性非導電性膜65の材料
としては、例えばAl2O3等が好適である。なお、図3
4は、図20中に示す囲み部分Cを拡大して示す概略平
面図であり、図35は、図34中に示す線分X16−
X16’による概略断面図である。
の第5の非磁性非導電性膜65上に、フォトレジストを
塗布し、硬化させることによりレジスト層を形成し、フ
ォトリソグラフィ技術を用いて、このレジスト層を所定
の形状にパターニングする。そして、このパターニング
されたレジスト層を用いて、例えばアモルファス積層膜
等からなる第3の軟磁性膜66をスパッタリング等によ
り成膜した後、レジスト層をこのレジスト層上に堆積し
た第3の軟磁性膜66と共に除去する。これにより、第
5の非磁性非導電性膜64上に、所定の幅に成形された
上記上層コア層38が形成される。また、第5の非磁性
非導電性膜67を介して下層コア層38と対向配置され
ることにより、磁気ギャップ37が形成され、この幅が
トラック幅Tw2となる。なお、このトラック幅Tw
2は、システムの要求等に応じて適切な値に設定すれば
よい。なお、図36は、図20中に示す囲み部分Cを拡
大して示す概略平面図であり、図37は、図36中に示
す線分X17−X17’による概略断面図である。
の基板50の全面に亘って、スパッタリング等により、
例えばAl2O3等からなる第6の非磁性非導電性膜67
を成膜した後、この基板50上に複数形成された上層コ
ア層38が露出するまで研磨する。これにより、基板5
0と上層コア層38との間に第6の非磁性非導電性膜6
7が埋め込まれ、基板50上の上層コア層38が形成さ
れていない部分との段差が無くなり平坦化される。な
お、図38は、図20中に示す囲み部分Cを拡大して示
す概略平面図であり、図39は、図38中に示す線分X
18−X18’による概略断面図である。
れた基板50上に、薄膜コイル40、バックヨーク39
及び引き出し導線34,41をそれぞれ形成する。
クヨーク39とが当接する部分を中心として、スパッタ
リング等によりスパイラル状に成膜され、この薄膜コイ
ル40を覆うように非磁性非導電性膜が成膜される。薄
膜コイル40の材料としては、例えばCu等の導電性材
料が用いられる。
合しながら形成されると共に、スパイラル状に形成され
た薄膜コイル40の略中心部にて下層コア層36と当接
するように形成される。これにより、下層コア層36、
上層コア層38及びバックヨーク39は、インダクティ
ブ型薄膜ヘッド22の磁気コアを構成することとなる。
ールド層24及び上層シールド層28とそれぞれ電気的
に接続される引き出し導線34a,34bと、薄膜コイ
ル40の内周側の端部及び外周側の端部とそれぞれ電気
的に接続される引き出し導電線41a,41bとが形成
される。具体的には、フォトリソグラフィ技術を用いて
所定の形状にパターニングされたフォトレジストをマス
クとしてエッチングを行い、これら下層シールド層24
及び上層シールド層28、並びに、薄膜コイル40の内
周側端部及び外周側の端部と当接される部分が露出する
端子溝を形成する。そして、このフォトレジストを残し
たまま、例えば、硫酸銅溶液を用いた電解メッキによ
り、膜厚6μm程度のCuからなる導電膜を成膜した
後、フォトレジストを、このフォトレジスト上に堆積し
た導電膜と共に除去する。これにより、下層シールド層
24及び上層シールド層28、並びに、薄膜コイル40
の内周側端部及び外周側の端部と端子溝に埋め込まれた
導電膜とが電気的に接続される。そして、この端子溝に
埋め込まれた導電膜と接合されるように、例えば、硫酸
銅溶液を用いた電解メッキにより、所定の形状とされた
Cuからなる導電膜を成膜する。これにより、図40に
示すような引き出し導線34a,34b,41a,41
bがそれぞれ形成される。なお、この導電膜の形成方法
は、他の膜に影響を与えないものであれば、電解メッキ
以外の方法であってもよい。
し導線34,41の端部上に、それぞれ外部接続用端子
35,42を形成する。この外部接続用端子35,42
としては、引き出し導線34a,34bとそれぞれ電気
的に接続される外部接続用端子35a,35bと、引き
出し導線41a,41bとそれぞれ電気的に接続される
外部接続用端子42a,42bとが形成される。具体的
には、フォトリソグラフィ技術を用いて所定の形状にパ
ターニングされたフォトレジストを用いて、例えばスパ
ッタリングや電解メッキ等により、金(Au)からなる
導電膜を成膜した後、フォトレジストを、このフォトレ
ジスト上に堆積した導電膜と共に除去する。これによ
り、図43に示すような外部接続用端子35a,35
b,42a,42bがそれぞれ形成される。
面に亘って、スパッタリング等により、例えばAl2O3
等からなる保護膜68を成膜した後、この基板50上に
形成された外部接続用端子35,42が露出するまで研
磨する。具体的には、例えば、スパッタリングによって
Al2O3からなる保護膜68を4μm程度の膜厚となる
ように成膜する。なお、この保護膜68の材料として
は、非磁性非導電性の材料であればAl2O3以外も使用
可能であるが、耐環境性や耐摩耗性を考慮すると、Al
2O3が好適である。また、この保護膜68は、スパッタ
リング以外の方法によって形成してもよく、例えば、蒸
着法等によって形成してもよい。そして、外部接続用端
子35,42が表面に露出するまで研磨する。この研磨
工程においては、例えば、粒径が約2μmのダイヤモン
ド砥粒によって、外部接続用端子35,42の表面が露
出するまで研磨する。そして、シリコン砥粒によってバ
フ研磨を施して、表面を鏡面状態に仕上げる。これによ
り、最終的に磁気ヘッド20となる複数のヘッド素子6
9が形成された基板50が得られる。
素子69が複数形成された基板50を短冊状に切り分け
ることにより、横方向に磁気ヘッド20となるヘッド素
子69が並ぶ棒状のヘッドブロック70を形成する。
aとなる面に対して、定盤を用いた研磨加工を施すこと
により、ヘッド素子69の高さを調節する。
磁性導電性層25,27となる第1及び第2の非磁性導
電性膜54,62として、例えばAlを用いた場合に
は、このような研磨加工を施した際に、この上層及び下
層非磁性導電性層25,27となる第1及び第2の非磁
性導電性膜54,62が研磨されずに引き伸ばされてし
まい、作製されたヘッドスライダ4のTMRヘッド21
の媒体対向面4aに、この第1及び第2の非磁性導電性
膜54,62の引き伸ばしによる欠陥を生じさせてしま
うことがあった。
非磁性導電性層25,27となる第1及び第2の非磁性
導電性膜54,62を、上述した非磁性金属膜とするこ
とにより、これら上層及び下層非磁性導電性層25,2
7となる第1及び第2の非磁性導電性膜54,62が研
磨されずに引き伸ばされてしまい、このTMRヘッド2
1の媒体対向面4aに、非磁性金属膜の引き伸ばしによ
る欠陥が生じてしまうといったことを防ぐことができ
る。
構成要素が媒体対向面4aから外方に臨んで良好な略同
一端面を形成することとなる。
ドスライダ4の空気潤滑面を形成するための溝加工及び
テーパー加工等を施した後、個々のヘッドチップにそれ
ぞれ分割する。これにより、図44に示すような磁気ヘ
ッド20を搭載する複数のヘッドスライダ4が作製され
る。
を使用する際は、このヘッドスライダ4をサスペンショ
ン12の先端部に取り付けると共に、このサスペンショ
ン12側に設けられた配線端子と、磁気ヘッド20の外
部接続用端子35,42とを金(Au)等からなる導線
を用いてワイヤーボンディング等により電気的に接続す
る。これにより、磁気ヘッド20は、外部回路との接触
が可能となる。そして、このヘッドスライダ4は、サス
ペンション12に搭載された状態で、図1に示すような
ハードディスクドライブ装置に実装されることとなる。
スライダ4では、上述したヘッドブロック70に研磨加
工を施した際に、TMRヘッド21の上層及び下層非磁
性導電性層25,27となる非磁性金属膜が研磨されず
に引き伸ばされてしまい、このTMRヘッド21の媒体
対向面4aに、非磁性金属膜の引き伸ばしによる欠陥が
生じてしまうといったことを防ぐことができる。
なる非磁性金属膜として、Al,Cu,Au,Pt,T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrの各単層
膜、並びに、Al,Cu,Au,Ptの各金属膜と、T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから
選ばれる1種の金属単体を含有する金属膜との積層膜か
らなる各シールド型TMRヘッドについて、これら非磁
性金属膜の引き伸ばしによる欠陥が生じた場合について
の加工歩留りの評価を行った。
示す。なお、表1において、マルは、加工歩留りが80
%以上であることを示し、サンカクは、加工歩留りが3
0%〜80%であることを示し、バツは、加工歩留りが
30以下であることを示す。
膜として用いられているAl,Cu,Au,Ptの各単
層膜のうち、Al,Cu,Auを用いた場合には、これ
ら各TMRヘッドの加工歩留りが悪く、Ptを用いた場
合でも、このTMRヘッドの加工歩留りが良好とならな
いことがわかる。
属膜として、Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,
Zrを用いた場合には、これら各TMRヘッドの加工歩
留りが良好になっていることがわかる。
膜を、Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrの
うちから選ばれる1種の金属単体を含有する金属膜との
積層膜とした場合には、これら各TMRヘッドの加工歩
留りが良好になることがわかる。
る非磁性金属膜として、AlTa,AlTi,AlC
r,AlW,AlMo,AlV,AlNb,AlZrの
各合金を含有する単層膜からなる各シールド型MRヘッ
ドについて、これら非磁性金属膜の引き伸ばしによる欠
陥が生じた場合についての加工歩留りの評価を行った。
示す。なお、表2において、評価方法は、表1の場合と
同様とし、参考として、上述したAl,Cu,Au,P
tの各単層膜の評価結果を付した。
て、AlTa,AlTi,AlCr,AlW,AlM
o,AlV,AlNb,AlZrを用いた場合には、こ
れら各TMRヘッドの加工歩留りが良好になっているこ
とがわかる。
の積層膜であっても、TMRヘッドの加工歩留りが良好
になるのは明らかである。
ッド21における下層シールド層24と下層シールド層
28との電気的な短絡を防ぐことができ、コストの増大
を招くことなく歩留りの向上した高品質のTMRヘッド
21を大量に製造することが可能であり、生産性を大幅
に向上させることが可能である。
てTMRヘッド21と、記録ヘッド部としてインダクテ
ィブ型薄膜ヘッド22とを組み合わせた複合型の薄膜磁
気ヘッドについて説明したが、本発明は、TMRヘッド
のみの構成とした場合にも適用可能なことはもちろんで
ある。
記録再生装置の一例として、ハードディスクドライブ装
置について説明したが、本発明は、磁気記録の分野にお
いて広く適用可能であり、例えば、記録媒体としてフレ
キシブルディスクを用いる磁気ディスクドライブ装置
や、記録媒体として磁気テープを用いる磁気テープドラ
イブ装置等にも適用可能である。
る磁気トンネル効果型磁気ヘッドによれば、磁気記録媒
体に対して良好な媒体対向面を得ることが可能であり、
下層シールド層及び上層シールド層と磁気トンネル接合
素子との挟ギャップ化が可能なことから、磁気記録媒体
のさらなる高密度化に対応することが可能である。
ば、磁気トンネル効果型磁気ヘッドが磁気記録媒体に対
して良好な媒体対向面を得ることが可能なことから、安
定した再生出力を得ることが可能となり、磁気記録媒体
に対する信号の再生を適切に行うことが可能である。
斜視図である。
る。
である。
板上に第1の軟磁性膜を成膜した状態を示す概略平面図
である。
である。
1の軟磁性膜上に第1のレジストパターンを形成した状
態を示す概略平面図である。
である。
板上に下層シールド層を形成した状態を示す概略平面図
である。
である。
基板上に第1の非磁性非導電性膜を成膜し、下層シール
ド層の表面が露呈するまで研磨した状態を示す概略平面
図である。
面図である。
平坦化された基板上に第1の非磁性導電性膜を成膜した
状態を示す概略平面図である。
面図である。
第1の非磁性導電性膜上に磁気トンネル接合用膜を成膜
した状態を示す概略平面図である。
面図である。
磁気トンネル接合用膜上に第2のレジストパターンを形
成した状態を示す概略平面図である。
面図である。
下層シールド層上に下層非磁性導電性層及び磁気トンネ
ル接合膜を形成した状態を示す概略平面図である。
面図である。
基板上に第2の非磁性非導電性膜を成膜し、磁気トンネ
ル接合膜の表面が露呈するまで研磨した状態を示す概略
平面図である。
面図である。
磁気トンネル接合膜のうちTMR素子の感磁部となる部
分の周囲に溝部を形成した状態を示す概略平面図であ
る。
断面図である。
TMR素子の感磁部の直上に位置して第3のレジストパ
ターンを形成した状態を示す概略平面図である。
断面図である。
TMR素子の感磁部の直上にコンタクトホールを有する
第3の非磁性非導電性膜を形成した状態を示す概略平面
図である。
断面図である。
第3の非磁性非導電性膜上に第4のレジストパターンを
形成した状態を示す概略平面図である。
断面図である。
第3の非磁性非導電性膜上に上層非磁性導電性層及び上
層シールド層を形成した状態を示す概略平面図である。
断面図である。
基板上に第4の非磁性非導電性膜を成膜し、上層シール
ド層の表面が露呈するまで研磨した状態を示す概略平面
図である。
断面図である。
平坦化された基板上に第5の非磁性非導電性膜を成膜し
た状態を示す概略平面図である。
断面図である。
第5の非磁性非導電性膜上に上層コア層を形成した状態
を示す概略平面図である。
断面図である。
基板上に第6の非磁性非導電性膜を成膜し、上層コア層
の表面が露呈するまで研磨した状態を示す概略平面図で
ある。
断面図である。
平坦化された基板上に薄膜コイル、バックヨーク及び引
き出し導線をそれぞれ形成した状態を示す概略平面図で
ある。
引き出し導線の端部上にそれぞれ外部接続用端子を形成
した状態を示す概略平面図である。
基板上に保護膜を成膜し、外部接続用端子の表面が露呈
するまで研磨した状態を示す概略断面図である。
基板を短冊状に切り分けることにより、棒状のヘッドブ
ロックを複数形成した状態を示す概略平面図である。
ヘッドブロックを個々のヘッドチップに分割することに
よりヘッドスライダが複数作製された状態を示す概略斜
視図である。
めの媒体対向面側から見た要部端面図である。
の媒体抵抗面側から見た要部端面図である。
を示す要部端面図である。
ッド、21 TMRヘッド、22 インダクティブ型薄
膜ヘッド、23 基板、24 下層シールド層、25
下層非磁性導電性層(非磁性金属膜)、26 TMR素
子、27 上層非磁性導電性層(非磁性金属膜)、28
上層シールド層、29 非磁性非導電性材料、30
磁化固定層、31 磁化自由層、32 トンネル障壁
層、33磁気トンネル接合膜、34,41 引き出し導
線、35,42 外部接続用端子、36 下層コア層、
37 磁気ギャップ、38 上層コア層、39 バック
ヨーク、40 薄膜コイル、50 基板、51 第1の
軟磁性膜、53 第1の非磁性非導電性膜、54 第1
の非磁性導電性膜、55 磁気トンネル接合用膜、57
第2の非磁性非導電性膜、59 第3の非磁性非導電
性膜、60 コンタクトホール、62 第2の非磁性導
電性膜、63 第2の軟磁性膜、64 第4の非磁性非
導電性膜、65 第5の非磁性非導電性膜、66 第3
の軟磁性膜、67 第6の非磁性非導電性膜、68 保
護膜、69 ヘッド素子、70 ヘッドブロック
Claims (6)
- 【請求項1】 一対の磁気シールド層の間に導電性ギャ
ップ層を介して磁気トンネル接合素子が配されてなる磁
気トンネル効果型磁気ヘッドにおいて、 上記導電性ギャップ層は、Ta,Ti,Cr,W,M
o,V,Nb,Zrのうちから選ばれる1種の金属単体
を含有する少なくとも1層以上の非磁性金属膜からなる
ことを特徴とする磁気トンネル効果型磁気ヘッド。 - 【請求項2】 上記導電性ギャップ層は、Ta,Ti,
Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれる1
種の金属単体を含有する金属層と、Al,Pt,Cu,
Auのうちから選ばれる1種の金属単体を含有する金属
層とを有する少なくとも2層以上の非磁性金属膜からな
ることを特徴とする請求項1記載の磁気トンネル効果型
磁気ヘッド。 - 【請求項3】 一対の磁気シールド層の間に導電性ギャ
ップ層を介して磁気トンネル接合素子が配されてなる磁
気トンネル効果型磁気ヘッドにおいて、 上記導電性ギャップ層は、Al,Pt,Cu,Au,T
a,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから
選ばれる2種類以上の元素からなる合金を含有する少な
くとも1層以上の非磁性金属膜からなることを特徴とす
る磁気トンネル効果型磁気ヘッド。 - 【請求項4】 一対の磁気シールド層の間に導電性ギャ
ップ層を介して磁気トンネル接合素子が配されてなる磁
気トンネル効果型磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に
対する信号の記録及び/又は再生を行う記録再生装置に
おいて、 上記磁気トンネル効果型磁気ヘッドの上記導電性ギャッ
プ層は、Ta,Ti,Cr,W,Mo,V,Nb,Zr
のうちから選ばれる1種の金属単体を含有する少なくと
も1層以上の非磁性金属膜からなることを特徴とする記
録再生装置。 - 【請求項5】 上記導電性ギャップ層は、Ta,Ti,
Cr,W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれる1
種の金属単体を含有する金属層と、Al,Pt,Cu,
Auのうちから選ばれる1種の金属単体を含有する金属
層とを有する少なくとも2層以上の非磁性金属膜からな
ることを特徴とする請求項4記載の記録再生装置。 - 【請求項6】 一対の磁気シールド層の間に導電性ギャ
ップ層を介して磁気トンネル接合素子が配されてなる磁
気トンネル効果型磁気ヘッドを用いて、磁気記録媒体に
対する信号の記録及び/又は再生を行う記録再生装置に
おいて、 上記磁気トンネル効果型磁気ヘッドの上記導電性ギャッ
プ層は、Al,Pt,Cu,Au,Ta,Ti,Cr,
W,Mo,V,Nb,Zrのうちから選ばれる2種類以
上の元素からなる合金を含有する少なくとも1層以上の
非磁性金属膜からなることを特徴とする記録再生装置。
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