JP2002025015A - 磁気トンネル効果型磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

磁気トンネル効果型磁気ヘッド及びその製造方法

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栄治 中塩
Seiji Onoe
精二 尾上
Junichi Sugawara
淳一 菅原
Toru Katakura
亨 片倉
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 平滑性の優れた面に磁気トンネル接合素子と
なる磁気トンネル接合膜を形成することを可能とする。 【解決手段】 下層シールド層２４となる第１の軟磁性
導電性膜と、第１の軟磁性導電性膜上に形成された下層
ギャップ層２６となる金属酸化膜２５及び第１の非磁性
導電性膜と、第１の非磁性導電性膜上に形成された磁気
トンネル接合素子２７となる磁気トンネル接合膜３４
と、磁気トンネル接合膜３４上に形成された上層ギャッ
プ層２８となる第２の非磁性導電性膜と、第２の非磁性
導電性膜上に形成された上層シールド層２９となる第２
の軟磁性導電性膜とを備える。そして、下層ギャップ層
２６のうち、金属酸化膜２５は、少なくとも磁気トンネ
ル接合素子２７の直下に位置して設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ハードディスクド
ライブや磁気テープドライブ等に搭載され、磁気トンネ
ル効果を利用して磁気記録媒体から信号の再生を行う磁
気トンネル効果型磁気ヘッド及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、一対の磁性層で薄い絶縁層を
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。
【０００３】この磁気トンネル効果では、一対の磁性層
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。
【０００４】このため、一対の磁性層で薄い絶縁層を挟
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。
【０００５】このＴＭＲヘッドは、例えば一対の磁気シ
ールド層の間にギャップ層を介してＴＭＲ素子が配され
てなるシールド型ＴＭＲヘッドであり、この一対の磁気
シールドに電極としての機能を持たせることにより、一
対の磁気シールド層とＴＭＲ素子との挟ギャップ化を実
現可能としている。
【０００６】すなわち、従来のシールド型ＭＲヘッド
は、下層シールド層となる軟磁性膜と、この軟磁性膜上
に形成された下層ギャップ層となる非磁性非導電性膜
と、この非磁性非導電性膜上に形成されたＭＲ素子及び
その両端部に形成された一対の導電体膜と、この上に形
成された上層ギャップ層となる非磁性非導電性膜と、こ
の非磁性非導電性膜上い形成された上層シールド層とな
る軟磁性膜とから構成されている。
【０００７】このシールド型ＭＲヘッドでは、高記録密
度化に対応して挟ギャップ化が進むと、ギャップ層とな
る非磁性非導電性膜の膜厚が薄くなる。特に、上層ギャ
ップ層側の非磁性非導電性膜は、ＭＲ素子の両端部に形
成された一対の導電体膜が段差部として下層側の非磁性
非導電性膜上に形成されているために、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とＭＲ素子との間の間
隔、いわゆるギャップ長を狭くした場合には、この一対
の磁気シールド層とＭＲ素子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。
【０００８】それに対して、シールド型ＴＭＲヘッドで
は、一対の磁気シールド層が電極としての機能を果たす
ことにより、ギャップ層となる非磁性非導電性膜の膜厚
を薄くすることができ、一対の磁気シールド層とＴＭＲ
素子との間の間隔を狭くすることができる。したがっ
て、このＴＭＲヘッドでは、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。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述したシ
ールド型ＴＭＲヘッドにおいて、一対の磁気シールド層
は、ギャップ層を介してＴＭＲ素子を挟み込むことによ
り、磁気記録媒体からの信号磁界のうち、再生対象外の
磁界がＴＭＲ素子に引き込まれないように機能する磁気
シールドとしての役割も果たしており、例えばＮｉＦｅ
やＦｅＡｌＳｉ等の導電性を有する軟磁性膜により形成
されている。
【００１０】また、このシールド型ＴＭＲヘッドにおい
て、一対の磁気シールド層が磁気シールドとしての機能
を果たすためには、この一対の磁気シールド層となる軟
磁性膜の膜厚が数μｍ程度と非常に厚くなるのに対し
て、この下層シールド層側の軟磁性膜上に形成されるＴ
ＭＲ素子においては、このＴＭＲ素子となる磁気トンネ
ル接合膜のうち、一対の磁性層に挟持された、例えばア
ルミニウム酸化膜からなる絶縁層の膜厚が１ｎｍ程度と
非常に薄いものとなっている。
【００１１】ここで、このようなシールド型ＴＭＲヘッ
ドでは、一対の磁気シールド層となる軟磁性膜の膜厚が
非常に厚くなるために、この軟磁性膜の表面も非常に粗
いものとなっている。このため、このようなシールド型
ＴＭＲヘッドを作製する際には、上述した磁気トンネル
接合膜が形成される下層シールド層側の軟磁性膜の表面
が平滑となるように、成膜後に、この軟磁性膜に対し
て、いわゆる機械化学的研磨（ＣＭＰ：Chemical & Mec
hanical Polishing）による平滑化処理を施す必要があ
った。
【００１２】しかしながら、一般に、機械化学的研磨に
よって得られる軟磁性膜の面粗度は、中心線平均粗さＲ
ａで見た場合に、０．３ｎｍ程度である。このため、シ
ールド型ＴＭＲヘッドでは、ＴＭＲ素子となる磁気トン
ネル接合膜のうち、上述した絶縁層の膜厚が１ｎｍ程度
と極めて薄いために、下層シールド層側の軟磁性膜の面
粗度が中心線平均粗さＲａ０．３ｎｍ程度であると、こ
の磁気トンネル接合膜において、一対の磁性層の間で絶
縁層が破断し、この一対の磁性層同士の接触による電気
的な短絡が生じてしまうことがあった。
【００１３】この場合、ＴＭＲヘッドでは、ＴＭＲ素子
の絶縁層を介して流れるトンネル電流が減少することか
ら、このＴＭＲ素子の磁気抵抗比が低下してしまい、再
生出力等が大幅に低下してしまうといった問題が生じて
しまう。
【００１４】そこで、本発明はこのような従来の事情に
鑑みて提案されたものであり、平滑性の優れた面に磁気
トンネル接合素子となる磁気トンネル接合膜を形成する
ことを可能とすることにより、品質及び信頼性の大幅な
向上を可能とした磁気トンネル効果型磁気ヘッド及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】この目的を達成する本発
明に係る磁気トンネル効果型磁気ヘッドは、下層シール
ド層となる第１の軟磁性導電性膜と、第１の軟磁性導電
性膜上に形成された下層ギャップ層となる金属酸化膜及
び第１の非磁性導電性膜と、第１の非磁性導電性膜上に
形成された磁気トンネル接合素子となる磁気トンネル接
合膜と、磁気トンネル接合膜上に形成された上層ギャッ
プ層となる第２の非磁性導電性膜と、第２の非磁性導電
性膜上に形成された上層シールド層となる第２の軟磁性
導電性膜とを備える。そして、下層ギャップ層のうち、
金属酸化膜は、少なくとも磁気トンネル接合素子の直下
に位置して設けられていることを特徴とする。
【００１６】この磁気トンネル効果型磁気ヘッドでは、
下層シールド層となる第１の軟磁性導電性膜上に形成さ
れた金属酸化膜の表面が良好な面粗度を有しており、こ
の平滑性の優れた金属酸化膜の直上に位置して磁気トン
ネル接合素子となる磁気トンネル接合膜が形成されてい
ることから、この磁気トンネル接合素子が良好な磁気抵
抗比を示し、安定した再生出力を得ることができる。
【００１７】また、この目的を達成する本発明に係る磁
気トンネル効果型磁気ヘッドの製造方法は、基板上に下
層シールド層となる第１の軟磁性導電性膜を形成する工
程と、第１の軟磁性導電性膜上に下層ギャップ層となる
金属酸化膜及び第１の非磁性導電性膜を形成する工程
と、第１の非磁性導電性膜上に磁気トンネル接合素子と
なる磁気トンネル接合膜を形成する工程と、磁気トンネ
ル接合膜上に上層ギャップ層となる第２の非磁性導電性
膜を形成する工程と、第２の非磁性導電性膜上に上層シ
ールド層となる第２の軟磁性導電性膜を形成する工程と
を有する。そして、下層ギャップ層のうち、金属酸化膜
を、少なくとも磁気トンネル接合素子の直下に位置して
形成することを特徴とする。
【００１８】この磁気トンネル効果型磁気ヘッドの製造
方法では、下層シールド層となる第１の軟磁性導電性膜
上に良好な面粗度が得られる金属磁性膜を形成し、この
平滑性の優れた金属酸化膜の直上に位置して磁気トンネ
ル接合素子となる磁気トンネル接合膜を形成することか
ら、この磁気トンネル接合素子の磁気抵抗比が低下して
しまうのを防ぐことができ、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を容易に作製することが
できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】なお、以下の説明で用いる図面は、特徴を
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。
【００２１】本発明の実施の形態として図１に示すハー
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。
【００２２】また、このハードディスクドライブ装置
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。
【００２３】磁気ディスク３は、いわゆるハードディス
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。
【００２４】ヘッドアクチュエータ５は、その支軸９を
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。
【００２５】ボイスコイルモータ１１は、支持アーム１
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。
【００２６】また、サスペンション１２は、その先端部
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。
【００２７】ヘッドスライダ４は、図１及び図２に示す
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。
【００２８】すなわち、サスペンション１２の先端部に
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。
【００２９】磁気ヘッド２０は、図１中矢印Ａ方向に回
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。
【００３０】この磁気ヘッド２０は、図２及び図３に示
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
側から見た要部端面図である。
【００３１】この磁気ヘッド２０では、例えばメッキ法
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。
【００３２】具体的に、この磁気ヘッド２０は、詳細を
後述する薄膜積層工程によって、例えばアルミナ膜チタ
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。
【００３３】このうち、ＴＭＲヘッド２１は、上下一対
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上に形成された非磁性非導電性層２５と、この非
磁性非導電性層２５上に形成された下層非磁性導電性層
２６と、この下層非磁性導電性層２６上に形成されたＴ
ＭＲ素子２７と、このＴＭＲ素子２７上に形成された上
層非磁性導電性層２８と、上層非磁性導電性層２８上に
形成された上層シールド層２９とを有し、これら基板２
３から上層シールド層２９に至る隙間部分には、例えば
Ａｌ2Ｏ3等の非磁性非導電性材料３０が配されている。
【００３４】ＴＭＲ素子２７は、磁気トンネル効果を利
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２７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。
【００３５】具体的に、このＴＭＲ素子２７は、所定の
方向に磁化が固定された磁化固定層３１と、外部磁界に
応じて磁化方向を変化させる磁化自由層３２とが、トン
ネル障壁層３３を介して積層された磁気トンネル接合膜
３４を有している。
【００３６】この磁気トンネル接合膜３４において、磁
気化固定層３０は、例えば、下層非磁性導電性層２６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。
【００３７】また、トンネル障壁層３３は、磁化固定層
３１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。
【００３８】また、磁化自由層３２は、トンネル障壁層
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３２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２７の感磁部２７ａとなっている。
【００３９】磁気トンネル接合膜３４では、このような
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２７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３４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２７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。
【００４０】また、このＴＭＲ素子２７は、磁気トンネ
ル接合膜３４のうち、このＴＭＲ素子２７の感磁部２７
ａとなる部分を残して、磁化自由層３２から磁化固定層
３１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。
【００４１】また、ＴＭＲヘッド２１では、ＴＭＲ素子
２７にトンネル障壁層３３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
２６が、ＴＭＲ素子２７の磁化固定層３１に対する電極
として機能しており、上層シールド層２９及び上層非磁
性導電性層２８が、磁化自由層３２に対する電極として
機能している。
【００４２】具体的に、下層非磁性導電性層２６及び上
層非磁性導電性層２８は、例えばＣｕ等の導電性を有す
る非磁性材料からなる。このうち、下層非磁性導電性層
２６は、ＴＭＲ素子２７の磁化固定層３１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２８は、ＴＭＲ素子２７の感
磁部２７ａとなる部分に当接する突出部２８ａを有し、
この突出部２８ａを通して、ＴＭＲ素子の磁化自由層３
２と上層シールド層２９とが電気的に接続されるように
配されている。
【００４３】また、下層非磁性導電性層２６及び上層非
磁性導電性層２８は、ＴＭＲ素子２７と下層シールド層
２４及び上層シールド層２９との間の隙間部分に配され
た非磁性非導電性層２５及び非磁性非導電性材料３０と
共に、シールドギャップ層を構成しており、このＴＭＲ
素子２７と下層シールド層２４及び上層シールド層２９
との間を磁気的に隔離している。
【００４４】非磁性非導電性層２５は、例えばアルミニ
ウムの酸化膜（Ａｌ2Ｏ3）や二酸化珪素（ＳｉＯ2）等
の金属酸化膜からなり、ＴＭＲ素子２７の直下に位置し
て設けられている。この非磁性非導電性層２５では、後
述するＴＭＲヘッド２１の作製工程において、金属酸化
膜の表面が機械化学的研磨（ＣＭＰ：Chemical & Mecha
nical Polishing）によって、中心線平均粗さＲａ０．
２ｎｍ以下にまで平滑化されており、ＴＭＲ素子２７の
直下に位置して平滑性に優れた面を形成している。な
お、ここでは、金属酸化膜として、アルミナ膜（Ａｌ2
Ｏ3）を用いたが、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の
中心線平均粗さＲａ０．２ｎｍ以下の面粗度が得られる
膜であれば、このような材料に限定されるものではな
い。
【００４５】下層シールド層２４及び上層シールド層２
９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２９は、下層非磁性導電性層２６
及び上層非磁性導電性層２８を介してＴＭＲ素子２７に
電気を供給するようになされている。
【００４６】また、下層シールド層２４及び上層シール
ド層２９は、ＴＭＲ素子２７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２６及び上層非
磁性導電性層２８を介してＴＭＲ素子２７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２７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２７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２９に導かれ、再生対象の信号磁界だけが
ＴＭＲ素子２７に導かれる。これにより、ＴＭＲヘッド
２１では、ＴＭＲ素子２７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。
【００４７】なお、ＴＭＲヘッド２１では、この下層シ
ールド層２４と上層シールド層２９とのＴＭＲ素子２７
に対する間隔が、いわゆるギャップ長とされている。
【００４８】また、ＴＭＲヘッド２１には、図２に示す
ように、下層シールド層２４及び上層シールド層２９と
電気的に接続された引き出し導線３５ａ，３５ｂがそれ
ぞれ設けられており、この引き出し導線３５ａ，３５ｂ
の端部に、外部接続用端子３６ａ，３６ｂ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。
【００４９】引き出し導線３５ａ，３５ｂは、例えばＣ
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３６ａ，３６ｂ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。
【００５０】一方、インダクティブ型薄膜ヘッド２２
は、図２及び図３に示すように、上層シールド層２９と
同一部材である下層コア層２９と、この下層コア層２９
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２９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２９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３０が配
されている。
【００５１】また、インダクティブ型薄膜ヘッド２２に
は、下層コア層２９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。
【００５２】下層コア層２９、上層コア層３８及びバッ
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３０を介して下層
コア層２９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。
【００５３】なお、このインダクティブ型薄膜ヘッド２
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２９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。
【００５４】薄膜コイル４０は、例えばＣｕ等の導電性
材料がスパイラル状に薄膜形成されてなる。
【００５５】引き出し導線４１ａ，４１ｂは、上述した
引き出し導線３５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。
【００５６】また、外部接続用端子４２ａ，４２ｂは、
上述した外部接続用端子３６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。
【００５７】なお、磁気ヘッド２０には、ヘッドスライ
ダ４の後端部側の端面上に、外部接続用端子３６，４２
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３０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３５，４１の保護が図ら
れている。
【００５８】以上のように構成される磁気ヘッド２０に
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２７の磁化固
定層３１と磁化自由層３２との間に所定の電圧を印加す
る。このとき、ＴＭＲ素子２７のトンネル障壁層３３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２７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
２７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。
【００５９】一方、インダクティブ型薄膜ヘッド２２を
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。
【００６０】ところで、この磁気ヘッド２０において、
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、下層シール
ド層２４上に形成された非磁性非導電性層２５となる金
属酸化膜が、ＴＭＲ素子２７の直下に位置して設けられ
ている。
【００６１】詳述すると、このＴＭＲヘッド２１におい
て、非磁性非導電性層２５となる金属酸化膜は、成膜後
の機械化学的研磨（ＣＭＰ：Chemical & Mechanical Po
lishing）によって、その表面粗さが中心線平均粗さＲ
ａ０．２ｎｍ以下にまで平滑化されており、平滑性に優
れた面を形成している。そして、ＴＭＲ素子２７となる
磁気トンネル接合膜３４が、この平滑性の優れた金属酸
化膜の直上に位置して形成されている。
【００６２】これにより、このＴＭＲヘッド２１では、
磁気トンネル接合膜３４における磁化固定層３１と磁化
自由層３２との間で極めて薄い絶縁膜であるトンネル障
壁層３３が破断して、この磁化固定層３１と磁化自由層
３２との接触による電気的な短絡が生じてしまうのを防
ぐことができる。したがって、このＴＭＲヘッド２１で
は、ＴＭＲ素子２７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。
【００６３】次に、上述した磁気ヘッド２０を搭載する
ヘッドスライダ４の製造方法について説明する。
【００６４】なお、以下の説明で用いる図面は、特徴を
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。
【００６５】この磁気ヘッド２０を作製する際は、先
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の軟磁性導電性膜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。
【００６６】この基板５０は、最終的に上記磁気ヘッド
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。
【００６７】なお、この基板５０の材料としては、アル
ミナ膜チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）等が好適
である。一方、第１の軟磁性導電性膜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。
【００６８】次に、第１の軟磁性導電性膜５１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。
【００６９】次に、この第１のレジストパターン５２を
マスクとして、ドライエッチングにより第１の軟磁性導
電性膜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の軟磁性導電性膜５１上か
ら除去する。これにより、図８及び図９に示すような所
定の形状とされた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２７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Ｘ3−Ｘ3’による概略断面図であ
る。
【００７０】次に、図１０及び図１１に示すように、こ
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。
【００７１】次に、平坦化された基板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用いて、上記非磁性非導
電性層２５となる、例えばアルミナ膜（Ａｌ2Ｏ3）から
なる金属酸化膜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金属酸化膜と
共に除去する。これにより、下層シールド層２４上に、
図１２及び図１３に示すような所定の形状に成形された
上記非磁性非導電性層２５が、後述するＴＭＲ素子２７
の直下に位置するように形成される。
【００７２】また、この金属酸化膜に対しては、成膜後
に機械化学的研磨（ＣＭＰ：Chemical & Mechanical Po
lishing）による平滑化処理を施す。これにより、この
金属酸化膜は、その表面粗さが中心線平均粗さＲａ０．
２ｎｍ以下にまで平滑化される。なお、ここでは、金属
酸化膜として、アルミナ膜（Ａｌ2Ｏ3）を用いたが、例
えば、二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の中心線平均粗さＲａ
０．２ｎｍ以下の面粗度が得られる膜であれば、このよ
うな材料に限定されるものではよい。なお、図１３は、
図１２中に示す線分Ｘ5−Ｘ5’による概略断面図であ
る。
【００７３】次に、図１４及び図１５に示すように、こ
の基板５０上に、上記下層非磁性導電性層２６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の材料としては、
Ｃｕ等が好適である。また、第１の非磁性導電性膜５４
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１５は、図１４中に示す線分Ｘ6−
Ｘ6’による概略断面図である。
【００７４】次に、図１６及び図１７に示すように、第
１の非磁性導電性膜５４上に、上記磁気トンネル接合膜
３４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１７は、図１６中に示す線
分Ｘ7−Ｘ7’による断面図である。
【００７５】この磁気トンネル接合用膜５５は、例え
ば、下層となる膜厚３ｎｍのＴａ膜と、上記磁化固定層
３１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３３となる膜厚１．３ｎｍのＡｌの酸化膜（Ａｌ
2Ｏ3）と、上記磁化自由層３２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。
【００７６】なお、磁気トンネル接合用膜５５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、ＴＭＲ素子２７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。
【００７７】次に、磁気トンネル接合用膜５５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１８及び図１９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１９は、図１８中
に示す線分Ｘ8−Ｘ8’による概略断面図である。
【００７８】次に、この第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、
図２０及び図２１に示すような下層シールド層２４上に
所定の形状とされた上記下層非磁性導電性層２６及び上
記磁気トンネル接合膜３４が形成される。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。
【００７９】ここで、磁気トンネル接合膜３４は、上述
した非磁性非導電性層２５となる金属酸化膜の直上に位
置して形成される。すなわち、この金属酸化膜は、成膜
後の械化学的研磨によって、その表面粗さが中心線平均
粗さＲａ０．２ｎｍ以下にまで平滑化されており、この
平滑性の優れた金属酸化膜の直上に位置して磁気トンネ
ル接合膜３４が形成されることとなる。
【００８０】これにより、この磁気トンネル接合膜３４
では、磁化固定層３１と磁化自由層３２との間で極めて
薄い絶縁膜であるトンネル障壁層３３が破断して、この
磁化固定層３１と磁化自由層３２との接触による電気的
な短絡が生じてしまうのを防ぐことができ、このＴＭＲ
素子２７の磁気抵抗比が低下してしまうのを防ぐことが
できる。
【００８１】次に、図２２及び図２３に示すように、こ
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３４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２６及び磁気トンネ
ル接合膜３４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２６及び磁
気トンネル接合膜３４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２３は、図２２中に
示す線分Ｘ10−Ｘ 10’による概略断面図である。
【００８２】次に、平坦化された基板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３４のうち、ＴＭ
Ｒ素子２７の感磁部２７ａとなる部分を残して、磁化自
由層３２から磁化固定層３１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、図２４及び図２５に示すように、ＴＭ
Ｒ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５
μｍ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２４は、図２２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。
【００８３】次に、この基板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２７の感磁部２７ａの直上に位置して、図２
６及び図２７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２６は、図２２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。
【００８４】次に、図２８及び図２９に示すように、こ
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２７の感磁部２７ａ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２８は、図２２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。
【００８５】次に、この第３の非磁性非導電性膜５９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３０及び図３１に示すような所定の
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３０は、図２２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。
【００８６】次に、図３２及び図３３に示すように、こ
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２８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２７の感磁部２７ａと当接する上記上層
非磁性導電性層２８の突出部２８ａが形成される。ま
た、第２の非磁性導電性膜６２の材料としては、Ｃｕ等
が好適である。なお、第２の非磁性導電性膜６２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。
【００８７】そして、この第２の非磁性導電性膜６２上
に、上記上層シールド層２９及び上記下層コア層２９と
なる第２の軟磁性導電性膜６３をスパッタリング等によ
り成膜する。この第２の軟磁性導電性膜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の軟磁性導
電性膜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
の軟磁性導電性膜６３を形成してもよい。
【００８８】そして、第４のレジストパターン６１を、
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の軟磁性導電性膜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２８及
び上記上層シールド層２９が形成される。なお、図３２
は、図２２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。
【００８９】次に、図３４及び図３５に示すように、こ
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２９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２９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
２９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３４は、図２２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。
【００９０】次に、図３６及び図３７に示すように、こ
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６４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
６は、図２２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。
【００９１】次に、図３８及び図３９に示すように、こ
の第５の非磁性非導電性膜６４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３８は、図２２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Ｘ18−Ｘ18’による概略断面図である。
【００９２】次に、図４０及び図４１に示すように、こ
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４０は、図２２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４１は、図４０中に示す線分Ｘ
19−Ｘ19’による概略断面図である。
【００９３】次に、図４２に示すように、この平坦化さ
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３５，４１をそれぞれ形成する。
【００９４】薄膜コイル４０は、下層コア層２９とバッ
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。
【００９５】バックヨーク３９は、上層コア層３８と接
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２９と当接
するように形成される。これにより、下層コア層２９、
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。
【００９６】引き出し導線３５，４１としては、下層シ
ールド層２４及び上層シールド層２９とそれぞれ電気的
に接続される引き出し導線３５ａ，３５ｂ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２９、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２９、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４２に
示すような引き出し導線３５ａ，３５ｂ，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。
【００９７】次に、図４３に示すように、これら引き出
し導線３５，４１の端部上に、それぞれ外部接続用端子
３６，４２を形成する。この外部接続用端子３６，４２
としては、引き出し導線３５ａ，３５ｂとそれぞれ電気
的に接続される外部接続用端子３６ａ，３６ｂ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３６ａ，３６
ｂ，４２ａ，４２ｂがそれぞれ形成される。
【００９８】次に、図４４に示すように、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３６，４２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３６，４２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３６，４２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。
【００９９】次に、図４５に示すように、複数のヘッド
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。
【０１００】次に、定盤を用いて研磨加工によりヘッド
素子６９の高さを調節すると共に、ヘッドスライダ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４６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。
【０１０１】以上のように作製されたヘッドスライダ４
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３６，４２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。
【０１０２】以上のように、本手法では、下層シールド
層２４となる第１の軟磁性導電性膜５１上に良好な面粗
度が得られる非磁性非導電性層２５となる金属磁性膜を
形成し、この平滑性の優れた金属酸化膜の直上に位置し
てＴＭＲ素子２７となる磁気トンネル接合膜３４を形成
することから、このＴＭＲ素子２７の磁気抵抗比が低下
してしまうのを防ぐことができ、歩留りの向上した高品
質のＴＭＲヘッドを容易に作製することができる。
【０１０３】ここで、本例では、上述した非磁性非導電
性層２５となる金属酸化膜として、アルミナ膜（Ａｌ2
Ｏ3）を用いたが、このＡｌ2Ｏ3膜の他に、ＴＭＲ素子
２７の直下に位置する面として、Ａｌ膜、Ｃｕ膜、Ｐｔ
膜を成膜し、それぞれ成膜後に機械化学的研磨した場合
の表面粗さ（この場合、中心線平均粗さＲａをいう。）
と、このＴＭＲ素子の磁気抵抗比との関係について測定
した結果を図４７に示す。なお、ここでは、ＴＭＲ素子
の接合面積を１００×１００μｍ2とした。
【０１０４】図４７から明らかなように、Ａｌ膜を使用
した場合には、表面粗さＲａが０．５ｎｍ以下となるま
で、ＴＭＲ素子からの磁気抵抗比が得られないことがわ
かる。これは、ＴＭＲ素子となる磁気トンネル接合膜に
おいて、一対の磁性層の間で絶縁層が破断し、この一対
の磁性層同士の接触による電気的な短絡が生じたためと
考えられる。この場合、Ａｌ膜の表面粗さは、０．３ｎ
ｍ程度までが限界であり、磁気抵抗比も他と比べて小さ
いことがわかる。
【０１０５】それに対して、Ａｌ2Ｏ3膜を使用した場合
には、他のＣｕ膜、Ｐｔ膜と比べても表面粗さＲａを極
めて小さくすることができ、それに伴って磁気抵抗比も
高くなっていることがわかる。
【０１０６】このように、非磁性非導電性層２５となる
金属酸化膜として、アルミナ膜（Ａｌ2Ｏ3）を用いるこ
とは、この金属酸化膜の直上に形成されるＴＭＲ素子２
７の磁気抵抗比を向上させる上で大変有効であることが
わかる。
【０１０７】次に、非磁性非導電性層２５となる金属酸
化膜として、アルミナ膜（Ａｌ2Ｏ3）を用いた場合の研
磨膜厚と表面粗さＲａとの関係について測定した結果を
図４８に示す。なお、ここでは、機械化学的研磨に用い
る砥粒として、フジミインコーポレーテッド社製のＧＲ
ＡＮＺＯＸ３７００を使用した。
【０１０８】図４８から明らかなように、この金属酸化
膜に対しては、１０ｎｍ以上の機械化学的研磨を行え
ば、表面粗さＲａが飽和することがわかる。このことか
ら、金属酸化膜の膜厚は、１０ｎｍ以上とすればよい。
一方、金属酸化膜の膜厚の上限は、実際に作製されるシ
ールド型ＴＭＲヘッドの再生ギャップ長によって決定さ
れるものであり、この再生ギャップ長の半分程度であ
り、具体的には最大で８０ｎｍ程度である。
【０１０９】ここで、上述したＡｌ2Ｏ3膜、Ａｌ膜、Ｃ
ｕ膜、Ｐｔ膜について、それぞれ成膜後に機械化学的研
磨した場合の膜厚と表面粗さＲａとの関係について測定
した結果を図４９に示す。
【０１１０】図４９から明らかなように、Ａｌ膜を使用
した場合には、膜厚が厚くなるに従って、表面粗さＲａ
が急激に上昇し、他と比べて表面粗さＲａが悪化してし
まうことがわかる。
【０１１１】それに対して、Ａｌ2Ｏ3膜を使用した場合
には、膜厚による表面粗さＲａのばらつきがなく、極め
て良好な表面粗さＲａを有していることがわかる。ま
た、Ａｌ2Ｏ3膜は、他のＣｕ膜、Ｐｔ膜と比べても表面
粗さＲａを極めて小さくするができ、上述した金属酸化
膜の膜厚の上限である８０ｎｍ程度の膜厚であっても、
良好な表面粗さＲａを得ることができる。
【０１１２】なお、この金属酸化膜の幅は、ＴＭＲヘッ
ド２１の媒体対向面４ａから見たときに、上述した下層
シールド層２４の半分程度からトラック幅Ｔｗ1の３倍
程度となることが好ましい。
【０１１３】なお、上述の説明では、本発明を適用した
ＴＭＲヘッドとして、一対の磁気シールド層の間にギャ
ップ層を介してＴＭＲ素子が配されてなる、いわゆるシ
ールド型ＴＭＲヘッドについて説明したが、例えば、図
５０に示すように、高耐候性や低ノイズ化のために、一
対の磁気シールド層１００，１０１の間にギャップ層を
介してＴＭＲ素子１０２を挟み込み、磁気記録媒体から
の磁束をＴＭＲ素子１０２へと導くとともに、このＴＭ
Ｒ素子１０２を非露出型とした、いわゆるヨーク型ＴＭ
Ｒヘッドであってもよく、この場合も、一対の磁気シー
ルド層１００，１０１に外部接続用端子１０３，１０４
がそれぞれ接続され、この一対の磁気シールド層１０
０，１０１が電極としての機能を果たすことにより、一
対の磁気シールド層１００，１０１とＴＭＲ素子１０２
との挟ギャップ化を実現可能としている。
【０１１４】なお、上述の説明では、再生ヘッド部とし
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。
【０１１５】なお、本発明を適用したＴＭＲヘッドは、
ハードディスクドライブ装置に搭載されるものに限定さ
れるものではなく、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。
【０１１６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る磁気トンネル効果型磁気ヘッドでは、下層シールド層
となる第１の軟磁性導電性膜上に形成された金属酸化膜
の表面が良好な面粗度を有しており、この平滑性の優れ
た金属酸化膜の直上に位置して磁気トンネル接合素子と
なる磁気トンネル接合膜が形成されていることから、こ
の磁気トンネル接合素子の磁気抵抗比が低下してしまう
のを防ぐことができる。したがって、この磁気トンネル
効果型磁気ヘッドよれば、安定した再生出力を得ること
が可能であり、高い磁気抵抗比を得ることが可能なこと
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。
【０１１７】また、本発明に係る磁気トンネル効果型磁
気ヘッドの製造方法では、下層シールド層となる第１の
軟磁性導電性膜上に良好な面粗度が得られる金属磁性膜
を形成し、この平滑性の優れた金属酸化膜の直上に位置
して磁気トンネル接合素子となる磁気トンネル接合膜を
形成することから、この磁気トンネル接合素子の磁気抵
抗比が低下してしまうのを防ぐことができる。したがっ
て、本手法によれば、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を容易に作製することが可能と
なり、生産性を大幅に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ハードディスクドライブ装置の一例を示す概略
斜視図である。
【図２】ヘッドスライダの構成を示す概略斜視図であ
る。
【図３】磁気ヘッドを媒体対向面側から見た要部端面図
である。
【図４】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、基
板上に第１の軟磁性導電性膜を成膜した状態を示す概略
平面図である。
【図５】図４中に示す線分Ｘ1−Ｘ1’による概略断面図
である。
【図６】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、第
１の軟磁性導電性膜上に第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。
【図７】図６中に示す線分Ｘ2−Ｘ2’による概略断面図
である。
【図８】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、基
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。
【図９】図８中に示す線分Ｘ3−Ｘ3’による概略断面図
である。
【図１０】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図１１】図１０中に示す線分Ｘ4−Ｘ4’による概略断
面図である。
【図１２】 ヘッドスライダの製造工程を示す図であ
り、平坦化された基板上に非磁性非導電性層を形成した
状態を示す概略平面図である。
【図１３】図１２中に示す線分Ｘ5−Ｘ5’による概略断
面図である。
【図１４】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図１５】図１４中に示す線分Ｘ6−Ｘ6’による概略断
面図である。
【図１６】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図１７】図１６中に示す線分Ｘ7−Ｘ7’による概略断
面図である。
【図１８】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図１９】図１８中に示す線分Ｘ8−Ｘ8’による概略断
面図である。
【図２０】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図２１】図２０中に示す線分Ｘ9−Ｘ9’による概略断
面図である。
【図２２】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図２３】図２２中に示す線分Ｘ10−Ｘ10’による概略
断面図である。
【図２４】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図２５】図２４中に示す線分Ｘ11−Ｘ11’による概略
断面図である。
【図２６】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図２７】図２６中に示す線分Ｘ12−Ｘ12’による概略
断面図である。
【図２８】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図２９】図２８中に示す線分Ｘ13−Ｘ13’による概略
断面図である。
【図３０】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図３１】図３０中に示す線分Ｘ14−Ｘ14’による概略
断面図である。
【図３２】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図３３】図３２中に示す線分Ｘ15−Ｘ15’による概略
断面図である。
【図３４】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図３５】図３４中に示す線分Ｘ16−Ｘ16’による概略
断面図である。
【図３６】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図３７】図３６中に示す線分Ｘ17−Ｘ17’による概略
断面図である。
【図３８】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図３９】図３８中に示す線分Ｘ18−Ｘ18’による概略
断面図である。
【図４０】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図４１】図４０中に示す線分Ｘ19−Ｘ19’による概略
断面図である。
【図４２】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図４３】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図４４】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図４５】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図４６】ヘッドスライダの製造工程を示す図であり、
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。
【図４７】表面粗さと磁気抵抗比との関係を示す特性図
である。
【図４８】研磨膜厚と表面粗さＲａとの関係を示す特性
図である。
【図４９】膜厚と表面粗さＲａとの関係を示す特性図で
ある。
【図５０】ヨーク型ＴＭＲヘッドの一例を示す概略斜視
図である。
【符号の説明】
３ 磁気ディスク、４ ヘッドスライダ、２０ 磁気ヘ
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
非磁性非導電性層（金属酸化膜）、２６ 下層非磁性導
電性層、２７ＴＭＲ素子、２８ 上層非磁性導電性層、
２９ 上層シールド層（下層コア層）、３０ 非磁性非
導電性材料、３１ 磁化固定層、３２ 磁化自由層、３
３ トンネル障壁層、３４ 磁気トンネル接合膜、３
５，４１ 引き出し導線、３６，４２ 外部接続用端
子、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の軟磁性導電性膜、５３第１の非磁性非導電性膜、５
４ 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の軟磁性導電性膜、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
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 淳一 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 片倉 亨 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2G017 AC01 AD55 AD62 AD63 AD65 5D034 AA02 BA03 BA15 BA18 BB08 DA07

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 下層シールド層となる第１の軟磁性導電
    性膜と、 上記第１の軟磁性導電性膜上に形成された下層ギャップ
    層となる金属酸化膜及び第１の非磁性導電性膜と、 上記第１の非磁性導電性膜上に形成された磁気トンネル
    接合素子となる磁気トンネル接合膜と、 上記磁気トンネル接合膜上に形成された上層ギャップ層
    となる第２の非磁性導電性膜と、 上記第２の非磁性導電性膜上に形成された上層シールド
    層となる第２の軟磁性導電性膜とを備え、 上記下層ギャップ層のうち、上記金属酸化膜は、少なく
    とも上記磁気トンネル接合素子の直下に位置して設けら
    れていることを特徴とする磁気トンネル効果型磁気ヘッ
    ド。
  2. 【請求項２】 上記金属酸化膜は、アルミニウムの酸化
    物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。
  3. 【請求項３】 上記金属酸化膜の膜厚は、１０ｎｍ以上
    且つギャップ長の半分以下と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。
  4. 【請求項４】 上記金属酸化膜の幅は、媒体対向面側か
    ら見たときに、上記下層シールド層の半分以上且つトラ
    ック幅の３倍以下と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。
  5. 【請求項５】 上記磁気トンネル接合素子が媒体対向面
    から非露出とされたヨーク型磁気トンネル効果型磁気ヘ
    ッドであ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。
  6. 【請求項６】 基板上に下層シールド層となる第１の軟
    磁性導電性膜を形成する工程と、 上記第１の軟磁性導電性膜上に下層ギャップ層となる金
    属酸化膜及び第１の非磁性導電性膜を形成する工程と、 上記第１の非磁性導電性膜上に磁気トンネル接合素子と
    なる磁気トンネル接合膜を形成する工程と、 上記磁気トンネル接合膜上に上層ギャップ層となる第２
    の非磁性導電性膜を形成する工程と、 上記第２の非磁性導電性膜上に上層シールド層となる第
    ２の軟磁性導電性膜を形成する工程とを有し、 上記下層ギャップ層のうち、上記金属酸化膜を、少なく
    とも上記磁気トンネル接合素子の直下に位置して形成す
    ることを特徴とする磁気トンネル効果型磁気ヘッドの製
    造方法。
  7. 【請求項７】 上記金属酸化膜を、アルミニウムの酸化
    物により形成することを特徴とする請求項６記載の磁気
    トンネル効果型磁気ヘッドの製造方法。
  8. 【請求項８】 上記金属酸化膜の膜厚を、１０ｎｍ以上
    且つギャップ長の半分以下とすることを特徴とする請求
    項６記載の磁気トンネル効果型磁気ヘッドの製造方法。
  9. 【請求項９】 上記金属酸化膜の幅を、媒体対向面側か
    ら見たときの上記下層シールド層の半分以上且つトラッ
    ク幅の３倍以下とすることを特徴とする請求項６記載の
    磁気トンネル効果型磁気ヘッドの製造方法。
  10. 【請求項１０】 上記磁気トンネル接合素子を媒体対向
    面から非露出としたヨーク型磁気トンネル効果型磁気ヘ
    ッドとすることを特徴とする請求項６記載の磁気トンネ
    ル効果型磁気ヘッドの製造方法。
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