JP2002025017A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 周波数特性を大幅に向上することができる、
例えばＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子を備えた、Ｍ
Ｒ型薄膜磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 下部シールド層と、上部シールド層と、
下部シールド層及び上部シールド層間にこれら下部シー
ルド層及び上部シールド層に電気的に導通して形成され
ており、積層面に垂直方向に電流が流れるＭＲ積層体
と、下部シールド層及び上部シールド層間に形成された
絶縁体材料による絶縁ギャップ層とを備えており、この
絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡｌ２Ｏ３より誘電
率の低い絶縁体材料で形成されている。
例えばＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子を備えた、Ｍ
Ｒ型薄膜磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 下部シールド層と、上部シールド層と、
下部シールド層及び上部シールド層間にこれら下部シー
ルド層及び上部シールド層に電気的に導通して形成され
ており、積層面に垂直方向に電流が流れるＭＲ積層体
と、下部シールド層及び上部シールド層間に形成された
絶縁体材料による絶縁ギャップ層とを備えており、この
絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡｌ２Ｏ３より誘電
率の低い絶縁体材料で形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スクドライブ（ＨＤＤ）装置に使用可能であり、電流が
積層面と垂直方向に流れるトンネル磁気抵抗効果（ＴＭ
Ｒ）素子又は垂直方向電流通過型巨大磁気抵抗効果（Ｃ
ＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ
ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲ）素子を備えた磁
気抵抗効果（ＭＲ）型薄膜磁気ヘッドに関する。
スクドライブ（ＨＤＤ）装置に使用可能であり、電流が
積層面と垂直方向に流れるトンネル磁気抵抗効果（ＴＭ
Ｒ）素子又は垂直方向電流通過型巨大磁気抵抗効果（Ｃ
ＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ
ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲ）素子を備えた磁
気抵抗効果（ＭＲ）型薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】ＨＤＤ装置の高密度化に伴って、より高
感度及び高出力の磁気ヘッドが要求されている。近年、
この要求に答えるものとして、下部強磁性薄膜層／トン
ネルバリア層／上部強磁性薄膜層という多層構造からな
る強磁性トンネル効果を利用したＴＭＲ素子（例えば、
特開平４−１０３０１４号公報）や、下部強磁性薄膜層
／非磁性金属層／上部強磁性薄膜層という多層構造から
なるＧＭＲ素子の一種であり電流が積層面と垂直方向に
流れるＣＰＰ−ＧＭＲ素子（例えば、Ｗ．Ｐ．Ｐｒａｔ
ｔ，Ｊｒ ｅｔ ａｌ，“Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ
Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｎｃｅ ｏ
ｆ Ａｇ／Ｃｏ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ”，ＰＨＹＳ
ＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．６
６，Ｎｏ．２３，ｐｐ．３０６０−３０６３，Ｊｕｎｅ
１９９１）が注目されている。これらの素子は、電流
が積層面に沿って流れる一般的なＧＭＲ素子（ＣＩＰ
（Ｃｕｒｒｅｎｔ−ＩｎＰｌａｎｅ）−ＧＭＲ素子）に
比較して数倍大きなＭＲ変化率が得られ、しかも狭ギャ
ップを容易に実現できる。なお、下部強磁性薄膜層及び
上部強磁性薄膜層における「下部」及び「上部」とは、
基板との位置関係を示す用語であり、一般に、基板に近
い側が下部、遠い側が上部である。
感度及び高出力の磁気ヘッドが要求されている。近年、
この要求に答えるものとして、下部強磁性薄膜層／トン
ネルバリア層／上部強磁性薄膜層という多層構造からな
る強磁性トンネル効果を利用したＴＭＲ素子（例えば、
特開平４−１０３０１４号公報）や、下部強磁性薄膜層
／非磁性金属層／上部強磁性薄膜層という多層構造から
なるＧＭＲ素子の一種であり電流が積層面と垂直方向に
流れるＣＰＰ−ＧＭＲ素子（例えば、Ｗ．Ｐ．Ｐｒａｔ
ｔ，Ｊｒ ｅｔ ａｌ，“Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ
Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｎｃｅ ｏ
ｆ Ａｇ／Ｃｏ Ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｓ”，ＰＨＹＳ
ＩＣＡＬ ＲＥＶＩＥＷ ＬＥＴＴＥＲＳ，Ｖｏｌ．６
６，Ｎｏ．２３，ｐｐ．３０６０−３０６３，Ｊｕｎｅ
１９９１）が注目されている。これらの素子は、電流
が積層面に沿って流れる一般的なＧＭＲ素子（ＣＩＰ
（Ｃｕｒｒｅｎｔ−ＩｎＰｌａｎｅ）−ＧＭＲ素子）に
比較して数倍大きなＭＲ変化率が得られ、しかも狭ギャ
ップを容易に実現できる。なお、下部強磁性薄膜層及び
上部強磁性薄膜層における「下部」及び「上部」とは、
基板との位置関係を示す用語であり、一般に、基板に近
い側が下部、遠い側が上部である。
【０００３】図１は、一般的な構造を有するＣＩＰ−Ｇ
ＭＲ素子をＡＢＳ（浮上面）方向から見た図である。
ＭＲ素子をＡＢＳ（浮上面）方向から見た図である。
【０００４】同図において、１０は下部シールド層、１
１は絶縁材料で形成された下部ギャップ層、１２は下部
強磁性薄膜層（フリー層）／非磁性金属層／上部強磁性
薄膜層（ピンド層）／反強磁性薄膜層という多層構造か
らなるＧＭＲ積層体、１３は絶縁材料で形成された上部
ギャップ層、１４は上部シールド層、１５はハードバイ
アス層、１６は電極層をそれぞれ示している。
１は絶縁材料で形成された下部ギャップ層、１２は下部
強磁性薄膜層（フリー層）／非磁性金属層／上部強磁性
薄膜層（ピンド層）／反強磁性薄膜層という多層構造か
らなるＧＭＲ積層体、１３は絶縁材料で形成された上部
ギャップ層、１４は上部シールド層、１５はハードバイ
アス層、１６は電極層をそれぞれ示している。
【０００５】センス電流はＧＭＲ積層体１２の積層面と
平行に流れ、下部及び上部シールド層１０及び１４とＧ
ＭＲ積層体１２とは下部及び上部ギャップ層１１及び１
３で電気的に絶縁されている。
平行に流れ、下部及び上部シールド層１０及び１４とＧ
ＭＲ積層体１２とは下部及び上部ギャップ層１１及び１
３で電気的に絶縁されている。
【０００６】このようなＣＩＰ−ＧＭＲ素子において、
狭ギャップ化を実現するためには、非常に薄くかつ絶縁
耐圧が非常に高い絶縁体を下部及び上部ギャップ層１１
及び１３に用いる必要があるが、このような特性の絶縁
体を実現することが難しく、これが高密度化のためのボ
トルネックとなっている。
狭ギャップ化を実現するためには、非常に薄くかつ絶縁
耐圧が非常に高い絶縁体を下部及び上部ギャップ層１１
及び１３に用いる必要があるが、このような特性の絶縁
体を実現することが難しく、これが高密度化のためのボ
トルネックとなっている。
【０００７】図２は、一般的な構造を有するＴＭＲ素子
又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子をＡＢＳ方向から見た図であ
る。
又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子をＡＢＳ方向から見た図であ
る。
【０００８】同図において、２０は電極兼用の下部シー
ルド層、２１は金属材料で形成された電極兼用の下部ギ
ャップ層、２２は下部強磁性薄膜層（フリー層）／トン
ネルバリア層／上部強磁性薄膜層（ピンド層）／反強磁
性薄膜層という多層構造からなるＴＭＲ積層体、又は下
部強磁性薄膜層（フリー層）／非磁性金属層／上部強磁
性薄膜層（ピンド層）／反強磁性薄膜層という多層構造
からなるＣＰＰ−ＧＭＲ積層体、２３は金属材料で形成
された電極兼用の上部ギャップ層、２４は電極兼用の上
部シールド層、２５はハードバイアス層、２６は絶縁材
料で形成された絶縁ギャップ層をそれぞれ示している。
なお、２２ａはＴＭＲ積層体又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体
から積層面に沿ってハードバイアス層２５方向に延長さ
れた下部強磁性薄膜層（フリー層）である。
ルド層、２１は金属材料で形成された電極兼用の下部ギ
ャップ層、２２は下部強磁性薄膜層（フリー層）／トン
ネルバリア層／上部強磁性薄膜層（ピンド層）／反強磁
性薄膜層という多層構造からなるＴＭＲ積層体、又は下
部強磁性薄膜層（フリー層）／非磁性金属層／上部強磁
性薄膜層（ピンド層）／反強磁性薄膜層という多層構造
からなるＣＰＰ−ＧＭＲ積層体、２３は金属材料で形成
された電極兼用の上部ギャップ層、２４は電極兼用の上
部シールド層、２５はハードバイアス層、２６は絶縁材
料で形成された絶縁ギャップ層をそれぞれ示している。
なお、２２ａはＴＭＲ積層体又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体
から積層面に沿ってハードバイアス層２５方向に延長さ
れた下部強磁性薄膜層（フリー層）である。
【０００９】このようなＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ
素子においては、センス電流を積層面と垂直方向に流す
ために下部シールド層２０及び上部シールド層２４間が
電気的に導通しており、従って、ギャップ層の絶縁破壊
を心配することなく狭ギャップ化の実現が可能である。
その結果、線記録密度を大幅に向上することが可能であ
る。
素子においては、センス電流を積層面と垂直方向に流す
ために下部シールド層２０及び上部シールド層２４間が
電気的に導通しており、従って、ギャップ層の絶縁破壊
を心配することなく狭ギャップ化の実現が可能である。
その結果、線記録密度を大幅に向上することが可能であ
る。
【００１０】ＨＤＤ装置においては、このような高記録
密度化のみならず、高転送速度化も非常に重要な課題と
なっている。転送速度は、磁気ディスクの回転速度に大
きく影響されるが、記録ヘッドや再生ヘッドの周波数特
性にも非常に大きく影響される。
密度化のみならず、高転送速度化も非常に重要な課題と
なっている。転送速度は、磁気ディスクの回転速度に大
きく影響されるが、記録ヘッドや再生ヘッドの周波数特
性にも非常に大きく影響される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】図３はＣＩＰ−ＧＭＲ
素子の等価回路図であり、図４はＴＭＲ素子又はＣＰＰ
−ＧＭＲ素子の等価回路図である。
素子の等価回路図であり、図４はＴＭＲ素子又はＣＰＰ
−ＧＭＲ素子の等価回路図である。
【００１２】図３から明らかのように、ＣＩＰ−ＧＭＲ
素子においては、出力端子間にはＧＭＲ素子の等価抵抗
ＲＧＭＲが存在するのみであり周波数特性を劣化させる
ような本質的な要因はその回路中に存在しない。しかし
ながら、図４から明らかのように、シールド層を電極と
して利用する構造のＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子
においては、出力端子間にＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭ
Ｒ素子の等価抵抗ＲＴ ＭＲの他にシールド層間のキャパ
シタンスＣＳｈｉｅｌｄ及びＴＭＲ素子又はＣＰＰ−Ｇ
ＭＲ素子自体のキャパシタンスＣＴＭＲが存在してお
り、これらがローパスフィルタを構成する形となって周
波数特性が著しく劣化してしまう。
素子においては、出力端子間にはＧＭＲ素子の等価抵抗
ＲＧＭＲが存在するのみであり周波数特性を劣化させる
ような本質的な要因はその回路中に存在しない。しかし
ながら、図４から明らかのように、シールド層を電極と
して利用する構造のＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子
においては、出力端子間にＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭ
Ｒ素子の等価抵抗ＲＴ ＭＲの他にシールド層間のキャパ
シタンスＣＳｈｉｅｌｄ及びＴＭＲ素子又はＣＰＰ−Ｇ
ＭＲ素子自体のキャパシタンスＣＴＭＲが存在してお
り、これらがローパスフィルタを構成する形となって周
波数特性が著しく劣化してしまう。
【００１３】従って、本発明の目的は、周波数特性を大
幅に向上することができる、例えばＴＭＲ素子又はＣＰ
Ｐ−ＧＭＲ素子を備えた、ＭＲ型薄膜磁気ヘッドを提供
することにある。
幅に向上することができる、例えばＴＭＲ素子又はＣＰ
Ｐ−ＧＭＲ素子を備えた、ＭＲ型薄膜磁気ヘッドを提供
することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、下部シ
ールド層と、上部シールド層と、下部シールド層及び上
部シールド層間にこれら下部シールド層及び上部シール
ド層に電気的に導通して形成されており、積層面に垂直
方向に電流が流れるＭＲ積層体と、下部シールド層及び
上部シールド層間に形成された絶縁体材料による絶縁ギ
ャップ層とを備えており、この絶縁ギャップ層の少なく
とも一部がＡｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形
成されているＭＲ型薄膜磁気ヘッドが提供される。
ールド層と、上部シールド層と、下部シールド層及び上
部シールド層間にこれら下部シールド層及び上部シール
ド層に電気的に導通して形成されており、積層面に垂直
方向に電流が流れるＭＲ積層体と、下部シールド層及び
上部シールド層間に形成された絶縁体材料による絶縁ギ
ャップ層とを備えており、この絶縁ギャップ層の少なく
とも一部がＡｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形
成されているＭＲ型薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１５】さらに、本発明によれば、下部シールド層
と、下部シールド層上に積層された非磁性導電体の下部
ギャップ層と、下部ギャップ層上に積層形成されてお
り、積層面に垂直方向に電流が流れるＭＲ積層体と、Ｍ
Ｒ積層体上に積層形成された非磁性導電体の上部ギャッ
プ層と、ＭＲ積層体及び上部ギャップ層の周囲に形成さ
れた絶縁体の絶縁ギャップ層と、上部ギャップ層及び絶
縁ギャップ層上に積層形成された上部シールド層とを備
えており、この絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡｌ
２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成されているＭ
Ｒ型薄膜磁気ヘッドが提供される。
と、下部シールド層上に積層された非磁性導電体の下部
ギャップ層と、下部ギャップ層上に積層形成されてお
り、積層面に垂直方向に電流が流れるＭＲ積層体と、Ｍ
Ｒ積層体上に積層形成された非磁性導電体の上部ギャッ
プ層と、ＭＲ積層体及び上部ギャップ層の周囲に形成さ
れた絶縁体の絶縁ギャップ層と、上部ギャップ層及び絶
縁ギャップ層上に積層形成された上部シールド層とを備
えており、この絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡｌ
２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成されているＭ
Ｒ型薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１６】下部シールド層及び上部シールド層間に形
成された絶縁体材料による絶縁ギャップ層の少なくとも
一部がＡｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成さ
れているため、下部シールド層及び上部シールド層間の
キャパシタンスＣＳｈｉｅｌ ｄが小さくなる。その結
果、薄膜磁気ヘッドの周波数特性が著しく向上する。
成された絶縁体材料による絶縁ギャップ層の少なくとも
一部がＡｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成さ
れているため、下部シールド層及び上部シールド層間の
キャパシタンスＣＳｈｉｅｌ ｄが小さくなる。その結
果、薄膜磁気ヘッドの周波数特性が著しく向上する。
【００１７】図５は図４に示した等価回路においてシー
ルド層間のキャパシタンスがＣＳｈ ｉｅｌｄ＝６ｐＦの
場合におけるヘッド出力の対周波数特性を示す図であ
り、図６は同じく図４に示した等価回路においてシール
ド層間のキャパシタンスがＣＳ ｈｉｅｌｄ＝１ｐＦの場
合におけるヘッド出力の対周波数特性を示す図である。
ただし、ＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子のキャパシ
タンスはＣＴＭＲ＝０．０１ｐＦとし、出力端子に接続
される負荷は１０ＭΩとする。
ルド層間のキャパシタンスがＣＳｈ ｉｅｌｄ＝６ｐＦの
場合におけるヘッド出力の対周波数特性を示す図であ
り、図６は同じく図４に示した等価回路においてシール
ド層間のキャパシタンスがＣＳ ｈｉｅｌｄ＝１ｐＦの場
合におけるヘッド出力の対周波数特性を示す図である。
ただし、ＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子のキャパシ
タンスはＣＴＭＲ＝０．０１ｐＦとし、出力端子に接続
される負荷は１０ＭΩとする。
【００１８】図５から明らかのように、シールド層間の
キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄ＝６ｐＦの場合、出力が
３ｄＢ低下するカットオフ周波数ｆｃは、素子抵抗Ｒ
ＴＭＲの増大に伴って減少し、ｆｃ＞５００ＭＨｚとす
るためには、素子抵抗ＲＴＭＲを５０Ω以下にしなけれ
ばならない。ちなみに、５００ＭＨｚという周波数は、
１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２程度の記録密度で使用される
ことが予想される周波数である。１００Ｇｂｉｔｓ／ｉ
ｎ２以上の記録密度のＴＭＲ素子においては、このよう
な低い素子抵抗を実現することは非常に困難である。
キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄ＝６ｐＦの場合、出力が
３ｄＢ低下するカットオフ周波数ｆｃは、素子抵抗Ｒ
ＴＭＲの増大に伴って減少し、ｆｃ＞５００ＭＨｚとす
るためには、素子抵抗ＲＴＭＲを５０Ω以下にしなけれ
ばならない。ちなみに、５００ＭＨｚという周波数は、
１００Ｇｂｉｔｓ／ｉｎ２程度の記録密度で使用される
ことが予想される周波数である。１００Ｇｂｉｔｓ／ｉ
ｎ２以上の記録密度のＴＭＲ素子においては、このよう
な低い素子抵抗を実現することは非常に困難である。
【００１９】これに対して、図６から明らかのように、
シールド層間のキャパシタンスＣＳ ｈｉｅｌｄ＝１ｐＦ
の場合、素子抵抗ＲＴＭＲが３００Ω以上であってもｆ
ｃ＞５００ＭＨｚとすることが可能となる。即ち、シー
ルド層間のキャパシタンスＣ Ｓｈｉｅｌｄを小さくする
ことにより、素子抵抗ＲＴＭＲが十分に実現可能な３０
０Ω以上であっても薄膜磁気ヘッドの周波数特性を著し
く向上させることができるのである。なお、ＴＭＲ素子
又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子のキャパシタンスＣＴ ＭＲは、
シールド層間のキャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄに比して
はるかに（２桁以上）小さいため、さほど問題とならな
い。
シールド層間のキャパシタンスＣＳ ｈｉｅｌｄ＝１ｐＦ
の場合、素子抵抗ＲＴＭＲが３００Ω以上であってもｆ
ｃ＞５００ＭＨｚとすることが可能となる。即ち、シー
ルド層間のキャパシタンスＣ Ｓｈｉｅｌｄを小さくする
ことにより、素子抵抗ＲＴＭＲが十分に実現可能な３０
０Ω以上であっても薄膜磁気ヘッドの周波数特性を著し
く向上させることができるのである。なお、ＴＭＲ素子
又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子のキャパシタンスＣＴ ＭＲは、
シールド層間のキャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄに比して
はるかに（２桁以上）小さいため、さほど問題とならな
い。
【００２０】絶縁ギャップ層の全てがＡｌ２Ｏ３より誘
電率の低い絶縁体材料で形成されていることが好まし
い。
電率の低い絶縁体材料で形成されていることが好まし
い。
【００２１】Ａｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料
が、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３又はＳｉＯ２であ
ることも好ましい。
が、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３又はＳｉＯ２であ
ることも好ましい。
【００２２】ＭＲ積層体が、トンネルバリア層と、この
トンネルバリア層を挟む一対の強磁性薄膜層とを備えた
ＴＭＲ積層体であるか、又は非磁性金属層と、この非磁
性金属層を挟む一対の強磁性薄膜層とを備えたＣＰＰ−
ＧＭＲ積層体であることも好ましい。
トンネルバリア層を挟む一対の強磁性薄膜層とを備えた
ＴＭＲ積層体であるか、又は非磁性金属層と、この非磁
性金属層を挟む一対の強磁性薄膜層とを備えたＣＰＰ−
ＧＭＲ積層体であることも好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】図７は本発明の一実施形態とし
て、ＭＲハイト又はスロートハイト研磨加工前のＴＭＲ
型薄膜磁気ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及
びリード導体部分の構成を概略的に示す平面図であり、
図８は図７のＡ−Ａ線断面図であり、図９は図７のＢ−
Ｂ線断面図である。なお、図７では下部シールド層及び
上部シールド層とこれらに接続されるリード導体と端子
電極のみが表されその他は図示が省略されており、図８
及び図９では上部シールド層の上平面より上側の層の図
示が省略されている。
て、ＭＲハイト又はスロートハイト研磨加工前のＴＭＲ
型薄膜磁気ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及
びリード導体部分の構成を概略的に示す平面図であり、
図８は図７のＡ−Ａ線断面図であり、図９は図７のＢ−
Ｂ線断面図である。なお、図７では下部シールド層及び
上部シールド層とこれらに接続されるリード導体と端子
電極のみが表されその他は図示が省略されており、図８
及び図９では上部シールド層の上平面より上側の層の図
示が省略されている。
【００２４】これらの図において、７０は図示しない基
板上に積層形成された電極兼用の下部シールド層、７１
は下部シールド層７０上にこの下部シールド層７０と電
気的に導通して積層形成された非磁性導電体による電極
兼用の下部ギャップ層、７２は下部ギャップ層７１上に
積層されパターニング形成されたＴＭＲ積層体、７３は
少なくともＴＭＲ積層体７２上に積層形成された非磁性
導電体による電極兼用の上部ギャップ層、７４は上部ギ
ャップ層７３上にこの上部ギャップ層７３と電気的に導
通して積層形成された電極兼用の上部シールド層、７５
は磁区制御のためのバイアス磁界を付与するハードバイ
アス層、７６は少なくとも下部ギャップ層７１上であっ
てＴＭＲ積層体７２の外側に積層形成された絶縁体によ
る絶縁ギャップ層、７７は下部シールド層７０の外側に
形成された第１の絶縁体層、７８は絶縁ギャップ層７６
上であって上部ギャップ層７３及び上部シールド層７４
の外側に形成された第２の絶縁体層、７９は一端が下部
シールド層７０又は下部ギャップ層７１に電気的に接続
された第１のビアホール導体、８０は一端が第１のビア
ホール導体７９の他端に電気的に接続された第１のリー
ド導体、８１は第１のリード導体８０の他端が電気的に
接続された第１の端子電極（接続パッド）、８２は一端
が上部シールド層７４に電気的に接続された第２のリー
ド導体、８３は一端が第２のリード導体８２の他端に電
気的に接続された第２のビアホール導体、８４は一端が
第２のビアホール導体８３の他端に電気的に接続された
第３のリード導体、８５は第３のリード導体８４の他端
が電気的に接続された第２の端子電極（接続パッド）を
それぞれ示している。
板上に積層形成された電極兼用の下部シールド層、７１
は下部シールド層７０上にこの下部シールド層７０と電
気的に導通して積層形成された非磁性導電体による電極
兼用の下部ギャップ層、７２は下部ギャップ層７１上に
積層されパターニング形成されたＴＭＲ積層体、７３は
少なくともＴＭＲ積層体７２上に積層形成された非磁性
導電体による電極兼用の上部ギャップ層、７４は上部ギ
ャップ層７３上にこの上部ギャップ層７３と電気的に導
通して積層形成された電極兼用の上部シールド層、７５
は磁区制御のためのバイアス磁界を付与するハードバイ
アス層、７６は少なくとも下部ギャップ層７１上であっ
てＴＭＲ積層体７２の外側に積層形成された絶縁体によ
る絶縁ギャップ層、７７は下部シールド層７０の外側に
形成された第１の絶縁体層、７８は絶縁ギャップ層７６
上であって上部ギャップ層７３及び上部シールド層７４
の外側に形成された第２の絶縁体層、７９は一端が下部
シールド層７０又は下部ギャップ層７１に電気的に接続
された第１のビアホール導体、８０は一端が第１のビア
ホール導体７９の他端に電気的に接続された第１のリー
ド導体、８１は第１のリード導体８０の他端が電気的に
接続された第１の端子電極（接続パッド）、８２は一端
が上部シールド層７４に電気的に接続された第２のリー
ド導体、８３は一端が第２のリード導体８２の他端に電
気的に接続された第２のビアホール導体、８４は一端が
第２のビアホール導体８３の他端に電気的に接続された
第３のリード導体、８５は第３のリード導体８４の他端
が電気的に接続された第２の端子電極（接続パッド）を
それぞれ示している。
【００２５】ＴＭＲ積層体７２は、図には示されていな
いが、反強磁性薄膜層、下部強磁性薄膜層（ピンド
層）、トンネルバリア層及び上部強磁性薄膜層（フリー
層）という基本的な層を少なくとも含む多層構造となっ
ている。
いが、反強磁性薄膜層、下部強磁性薄膜層（ピンド
層）、トンネルバリア層及び上部強磁性薄膜層（フリー
層）という基本的な層を少なくとも含む多層構造となっ
ている。
【００２６】上部強磁性薄膜層（フリー層）は、基本的
には、外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変わるよ
うに構成されており、下部強磁性薄膜層（ピンド層）
は、反強磁性薄膜層との間の交換結合バイアス磁界によ
って、その磁化方向が所定方向に向くように構成されて
いる。
には、外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変わるよ
うに構成されており、下部強磁性薄膜層（ピンド層）
は、反強磁性薄膜層との間の交換結合バイアス磁界によ
って、その磁化方向が所定方向に向くように構成されて
いる。
【００２７】下部シールド層７０及び上部シールド層７
４は、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、センダスト、ＣｏＦ
ｅ、ＣｏＦｅＮｉ又はＣｏＺｒＮｂ等の単層構造又は多
層構造で構成される。膜厚は、０．５〜４μｍ、好まし
くは１〜３μｍである。
４は、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、センダスト、ＣｏＦ
ｅ、ＣｏＦｅＮｉ又はＣｏＺｒＮｂ等の単層構造又は多
層構造で構成される。膜厚は、０．５〜４μｍ、好まし
くは１〜３μｍである。
【００２８】下部ギャップ層７１及び上部ギャップ層７
３は、非磁性導電体材料、例えばＴａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｍ
ｇ、Ｒｕ、Ｗ、Ｚｎ、ＰｔＭｎ若しくはＲｕＲｈＭｎ、
又はそれらの合金で構成される。膜厚は、５〜７０ｎ
ｍ、好ましくは１０〜５０ｎｍである。
３は、非磁性導電体材料、例えばＴａ、Ｃｕ、Ａｌ、Ａ
ｇ、Ａｕ、Ｔｉ、ＴｉＷ、Ｒｈ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｉｒ、Ｍ
ｇ、Ｒｕ、Ｗ、Ｚｎ、ＰｔＭｎ若しくはＲｕＲｈＭｎ、
又はそれらの合金で構成される。膜厚は、５〜７０ｎ
ｍ、好ましくは１０〜５０ｎｍである。
【００２９】ＴＭＲ積層体７２における下部強磁性薄膜
層（ピンド層）及び上部強磁性薄膜層（フリー層）は、
高スピン分極材料で構成することが好ましく、例えば、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ
又はＣｏＦｅＮｉ等の単層構造又は多層構造が用いられ
る。下部強磁性薄膜層（ピンド層）の膜厚は、１〜１０
ｎｍ、好ましくは２〜５ｎｍである。この膜厚が厚くな
りすぎると反強磁性薄膜層との交換結合バイアス磁化が
弱まり、膜厚が薄くなりすぎるとＴＭＲ変化率が減少す
る。上部強磁性薄膜層（フリー層）の膜厚は、２〜５０
ｎｍ、好ましくは４〜３０ｎｍである。この膜厚が厚く
なりすぎるとヘッド動作時の出力が低下しかつバルクハ
ウゼンノイズ等によって出力の不安定性が増大し、膜厚
が薄くなりすぎるとＴＭＲ効果の劣化に起因する出力低
下が生じる。
層（ピンド層）及び上部強磁性薄膜層（フリー層）は、
高スピン分極材料で構成することが好ましく、例えば、
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ
又はＣｏＦｅＮｉ等の単層構造又は多層構造が用いられ
る。下部強磁性薄膜層（ピンド層）の膜厚は、１〜１０
ｎｍ、好ましくは２〜５ｎｍである。この膜厚が厚くな
りすぎると反強磁性薄膜層との交換結合バイアス磁化が
弱まり、膜厚が薄くなりすぎるとＴＭＲ変化率が減少す
る。上部強磁性薄膜層（フリー層）の膜厚は、２〜５０
ｎｍ、好ましくは４〜３０ｎｍである。この膜厚が厚く
なりすぎるとヘッド動作時の出力が低下しかつバルクハ
ウゼンノイズ等によって出力の不安定性が増大し、膜厚
が薄くなりすぎるとＴＭＲ効果の劣化に起因する出力低
下が生じる。
【００３０】ＴＭＲ積層体７２におけるトンネルバリア
層は、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＧｄＯ、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ
５、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２又はＷＯ２等から構成される。
膜厚は、０．５〜２ｎｍ程度である。このトンネルバリ
ア層の膜厚は、素子の低抵抗値化の観点からできるだけ
薄いことが望ましいが、あまり薄すぎてピンホールが生
じるとリーク電流が流れてしまうので好ましくない。
層は、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＧｄＯ、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ
５、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２又はＷＯ２等から構成される。
膜厚は、０．５〜２ｎｍ程度である。このトンネルバリ
ア層の膜厚は、素子の低抵抗値化の観点からできるだけ
薄いことが望ましいが、あまり薄すぎてピンホールが生
じるとリーク電流が流れてしまうので好ましくない。
【００３１】ＴＭＲ積層体７２における反強磁性薄膜層
は、例えばＰｔＭｎ、ＲｕＲｈＭｎで構成されるがその
他の一般的な反強磁性材料を用いることもできる。膜厚
は６〜３０ｎｍ程度である。
は、例えばＰｔＭｎ、ＲｕＲｈＭｎで構成されるがその
他の一般的な反強磁性材料を用いることもできる。膜厚
は６〜３０ｎｍ程度である。
【００３２】絶縁ギャップ層７６の全部又は一部は、Ａ
ｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁材料、例えばＳｉ
３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３（ヘマタイト）又はＳｉＯ
２で構成される。第１の絶縁体層７７及び第２の絶縁体
層７８は、一般的にはＡｌ２Ｏ３で構成される。しかし
ながら、第１の絶縁体層７７及び第２の絶縁体層７８を
絶縁ギャップ層７６と同じ絶縁材料で構成してもよい。
ｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁材料、例えばＳｉ
３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３（ヘマタイト）又はＳｉＯ
２で構成される。第１の絶縁体層７７及び第２の絶縁体
層７８は、一般的にはＡｌ２Ｏ３で構成される。しかし
ながら、第１の絶縁体層７７及び第２の絶縁体層７８を
絶縁ギャップ層７６と同じ絶縁材料で構成してもよい。
【００３３】第１及び第２のビアホール導体７９及び８
３、第１、第２及び第３のリード導体８０、８２及び８
４、並びに第１及び第２の端子電極（接続パッド）８１
及び８５は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ又はＡｇ等で構成され
る。ただし、一端が上部シールド層７４に電気的に接続
されている第２のリード導体８２を、この上部シールド
層７４と同じ材料で形成してもよい。
３、第１、第２及び第３のリード導体８０、８２及び８
４、並びに第１及び第２の端子電極（接続パッド）８１
及び８５は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ又はＡｇ等で構成され
る。ただし、一端が上部シールド層７４に電気的に接続
されている第２のリード導体８２を、この上部シールド
層７４と同じ材料で形成してもよい。
【００３４】本実施形態における重要なポイントは、絶
縁ギャップ層７６の全部又は一部がＳｉ３Ｎ４、Ｃｏ−
γＦｅ２Ｏ３（ヘマタイト）又はＳｉＯ２で形成されて
いる点にある。これらの絶縁材料は、誘電率がＡｌ２Ｏ
３より低く、従って、下部ギャップ層７１及び上部ギャ
ップ層７３間に挟まれる誘電体、並びに第２のリード導
体８２及び第２のビアホール導体８３の下で上部ギャッ
プ層７３及び下部シールド層７０間に挟まれる誘電体の
誘電率が低くなり、下部シールド層７０及び上部シール
ド層７４間のキャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄが小さくな
る。その結果、薄膜磁気ヘッドの周波数特性が著しく向
上する。
縁ギャップ層７６の全部又は一部がＳｉ３Ｎ４、Ｃｏ−
γＦｅ２Ｏ３（ヘマタイト）又はＳｉＯ２で形成されて
いる点にある。これらの絶縁材料は、誘電率がＡｌ２Ｏ
３より低く、従って、下部ギャップ層７１及び上部ギャ
ップ層７３間に挟まれる誘電体、並びに第２のリード導
体８２及び第２のビアホール導体８３の下で上部ギャッ
プ層７３及び下部シールド層７０間に挟まれる誘電体の
誘電率が低くなり、下部シールド層７０及び上部シール
ド層７４間のキャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄが小さくな
る。その結果、薄膜磁気ヘッドの周波数特性が著しく向
上する。
【００３５】本実施形態の構造において、絶縁ギャップ
層７６の全てを従来のＡｌ２Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ
＝７）で構成すると、下部シールド層７０及び上部シー
ルド層７４間のキャパシタンスはＣＳｈｉｅｌｄ＝１
０．２ｐＦであり、カットオフ周波数はｆｃ＝１２０Ｍ
Ｈｚであった。ただし、下部シールド層７０又は下部ギ
ャップ層７１上に位置する上部シールド層７４の電位を
有する部分の面積、即ちキャパシタとして機能する電極
面積はＳ＝１０２３０μｍ２（ＣＡＤによる計算値）で
あり、下部シールド層７０及び上部シールド層７４間の
距離は１１０ｎｍであり、そのうち、絶縁ギャップ層の
膜厚は５２ｎｍであり、リード線を含むＴＭＲヘッドの
抵抗はＲＨＧＡ＝１３０Ωである。なお、シールド層間
キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄ及びカットオフ周波数ｆ
ｃは、実測しても計算で求めてもほぼ一致する。例えば
カットオフ周波数ｆｃはｆｃ＝１／（２πＲＨＧＡＣ
Ｓｈｉ ｅｌｄ）から算出できる。
層７６の全てを従来のＡｌ２Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ
＝７）で構成すると、下部シールド層７０及び上部シー
ルド層７４間のキャパシタンスはＣＳｈｉｅｌｄ＝１
０．２ｐＦであり、カットオフ周波数はｆｃ＝１２０Ｍ
Ｈｚであった。ただし、下部シールド層７０又は下部ギ
ャップ層７１上に位置する上部シールド層７４の電位を
有する部分の面積、即ちキャパシタとして機能する電極
面積はＳ＝１０２３０μｍ２（ＣＡＤによる計算値）で
あり、下部シールド層７０及び上部シールド層７４間の
距離は１１０ｎｍであり、そのうち、絶縁ギャップ層の
膜厚は５２ｎｍであり、リード線を含むＴＭＲヘッドの
抵抗はＲＨＧＡ＝１３０Ωである。なお、シールド層間
キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄ及びカットオフ周波数ｆ
ｃは、実測しても計算で求めてもほぼ一致する。例えば
カットオフ周波数ｆｃはｆｃ＝１／（２πＲＨＧＡＣ
Ｓｈｉ ｅｌｄ）から算出できる。
【００３６】絶縁ギャップ層７６の全てをＳｉ３Ｎ
４（比誘電率εｒがεｒ＝４）で構成すると、Ｃ
Ｓｈｉｅｌｄ＝５．８ｐＦであり、ｆｃ＝２１１ＭＨｚ
と大幅に改善される。
４（比誘電率εｒがεｒ＝４）で構成すると、Ｃ
Ｓｈｉｅｌｄ＝５．８ｐＦであり、ｆｃ＝２１１ＭＨｚ
と大幅に改善される。
【００３７】絶縁ギャップ層７６の全てをＣｏ−γＦｅ
２Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ＝３．５）で構成すると、
ＣＳｈｉｅｌｄ＝５．１ｐＦとなり、ｆｃ＝２４０ＭＨ
ｚとさらに改善される。
２Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ＝３．５）で構成すると、
ＣＳｈｉｅｌｄ＝５．１ｐＦとなり、ｆｃ＝２４０ＭＨ
ｚとさらに改善される。
【００３８】絶縁ギャップ層７６の全てをＳｉＯ２（比
誘電率εｒがεｒ＝３）で構成すると、ＣＳｈｉｅｌｄ
＝４．４ｐＦとなり、ｆｃ＝２７８ＭＨｚといっそう改
善される。
誘電率εｒがεｒ＝３）で構成すると、ＣＳｈｉｅｌｄ
＝４．４ｐＦとなり、ｆｃ＝２７８ＭＨｚといっそう改
善される。
【００３９】図１０は上述した実施形態のごとき構造を
有し、絶縁ギャップ層７６に種々の絶縁材料を用いたＴ
ＭＲヘッドを実際に作成して測定したヘッド出力の対周
波数特性を表す図であり、図１１は図１０の特性を換算
して得た線記録密度の対周波数特性を表す図である。
有し、絶縁ギャップ層７６に種々の絶縁材料を用いたＴ
ＭＲヘッドを実際に作成して測定したヘッド出力の対周
波数特性を表す図であり、図１１は図１０の特性を換算
して得た線記録密度の対周波数特性を表す図である。
【００４０】作成したＴＭＲヘッドは、そのＴＭＲ積層
体が下地層としてＮｉＣｒ（３ｎｍ）、反強磁性薄膜層
としてＰｔＭｎ（１４ｎｍ）、下部強磁性薄膜層（ピン
ド層）としてＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）、トンネルバリア層としてＡｌＯ
ｘ、上部強磁性薄膜層（フリー層）としてＣｏＦｅ（２
ｎｍ）／ＮｉＦｅ（４ｎｍ）、キャップ層としてＮｉＣ
ｒ（３ｎｍ）を順次積層した構成を有している。そのＴ
ＭＲ積層体は寸法が０．３５×０．３５μｍ２であり、
ＲＡ＝１５Ωμｍ２であり、シールド層間距離は１１０
ｎｍであり、絶縁ギャップ層７６の膜厚は５２ｎｍであ
り、リード線を含むＴＭＲヘッドの抵抗はＲＨＧＡ＝１
３０Ωである。このＴＭＲヘッドを、磁気ディスクを５
４００ｒｐｍで回転させ、半径ｒ＝３５ｍｍの位置で記
録周波数を変化させることにより対周波数特性を測定し
た。
体が下地層としてＮｉＣｒ（３ｎｍ）、反強磁性薄膜層
としてＰｔＭｎ（１４ｎｍ）、下部強磁性薄膜層（ピン
ド層）としてＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）
／ＣｏＦｅ（２ｎｍ）、トンネルバリア層としてＡｌＯ
ｘ、上部強磁性薄膜層（フリー層）としてＣｏＦｅ（２
ｎｍ）／ＮｉＦｅ（４ｎｍ）、キャップ層としてＮｉＣ
ｒ（３ｎｍ）を順次積層した構成を有している。そのＴ
ＭＲ積層体は寸法が０．３５×０．３５μｍ２であり、
ＲＡ＝１５Ωμｍ２であり、シールド層間距離は１１０
ｎｍであり、絶縁ギャップ層７６の膜厚は５２ｎｍであ
り、リード線を含むＴＭＲヘッドの抵抗はＲＨＧＡ＝１
３０Ωである。このＴＭＲヘッドを、磁気ディスクを５
４００ｒｐｍで回転させ、半径ｒ＝３５ｍｍの位置で記
録周波数を変化させることにより対周波数特性を測定し
た。
【００４１】図１０及び図１１から明らかのように、絶
縁ギャップ層７６の全てを、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ
２Ｏ３又はＳｉＯ２で構成すると、ＣＳｈｉｅｌｄが従
来技術のＡｌ２Ｏ３で構成した場合の１０．２ｐＦから
５．８ｐＦ、５．１ｐＦ又は４．４ｐＦにそれぞれ低下
しており、ヘッドの周波数特性が大幅に向上している。
なお、Ｄ５０値についても、従来技術の１９４ｋＦＣＩ
から３６４ｋＦＣＩ、３９７ｋＦＣＩ又は３９８ｋＦＣ
Ｉとこれも大幅に向上している。
縁ギャップ層７６の全てを、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ
２Ｏ３又はＳｉＯ２で構成すると、ＣＳｈｉｅｌｄが従
来技術のＡｌ２Ｏ３で構成した場合の１０．２ｐＦから
５．８ｐＦ、５．１ｐＦ又は４．４ｐＦにそれぞれ低下
しており、ヘッドの周波数特性が大幅に向上している。
なお、Ｄ５０値についても、従来技術の１９４ｋＦＣＩ
から３６４ｋＦＣＩ、３９７ｋＦＣＩ又は３９８ｋＦＣ
Ｉとこれも大幅に向上している。
【００４２】なお、絶縁ギャップ層７６の全てではな
く、その一部のみ、例えば、シールド層間キャパシタン
スに影響を及ぼす領域部分のみ若しくはその領域部分の
一部、又は層厚方向の一部のみ、をＳｉ３Ｎ４、Ｃｏ−
γＦｅ２Ｏ３又はＳｉＯ２で形成しても、それなりにシ
ールド層間キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄが低下し、カ
ットオフ周波数ｆｃが高くなる。
く、その一部のみ、例えば、シールド層間キャパシタン
スに影響を及ぼす領域部分のみ若しくはその領域部分の
一部、又は層厚方向の一部のみ、をＳｉ３Ｎ４、Ｃｏ−
γＦｅ２Ｏ３又はＳｉＯ２で形成しても、それなりにシ
ールド層間キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄが低下し、カ
ットオフ周波数ｆｃが高くなる。
【００４３】絶縁ギャップ層７６として、Ａｌ２Ｏ３よ
り誘電率の低いこのような絶縁材料を用いれば、Ｃ
Ｓｈｉｅｌｄが低下しヘッドの周波数特性を向上させる
ことができるが、その部分の絶縁耐圧の低下が懸念され
る。そこで、上述した実施形態のごとき構造を有し、絶
縁ギャップ層７６に種々の絶縁材料を用いたＴＭＲヘッ
ドを実際に作成し、過電流を流してＴＭＲヘッドが電気
的に破壊される電流を測定した。
り誘電率の低いこのような絶縁材料を用いれば、Ｃ
Ｓｈｉｅｌｄが低下しヘッドの周波数特性を向上させる
ことができるが、その部分の絶縁耐圧の低下が懸念され
る。そこで、上述した実施形態のごとき構造を有し、絶
縁ギャップ層７６に種々の絶縁材料を用いたＴＭＲヘッ
ドを実際に作成し、過電流を流してＴＭＲヘッドが電気
的に破壊される電流を測定した。
【００４４】図１２はその測定結果であり、同図（Ａ）
は絶縁ギャップ層７６にＡｌ２Ｏ３を用いた場合、同図
（Ｂ）はＳｉ３Ｎ４を用いた場合、同図（Ｃ）はＣｏ−
γＦｅ２Ｏ３を用いた場合、同図（Ｄ）はＳｉＯ２を用
いた場合である。同図（Ａ）では１３．３ｍＡで素子の
破壊が生じ、同図（Ｂ）では１３．０ｍＡ、同図（Ｃ）
では１０．７ｍＡ、同図（Ｄ）では１４．１ｍＡでそれ
ぞれ素子の破壊が生じている。即ち、破壊電流は、絶縁
ギャップ層７６の材料に依存せずほぼ一定であることが
分かる。これは、ＴＭＲヘッドの電気的破壊が、ＴＭＲ
積層体７２において先に発生してしまうことを意味して
いる。従って、絶縁ギャップ層７６として、Ａｌ２Ｏ３
より誘電率の低いこのような絶縁材料を用いても、その
部分で耐圧が低下することはなく、信頼性の低下は生じ
ないこととなる。
は絶縁ギャップ層７６にＡｌ２Ｏ３を用いた場合、同図
（Ｂ）はＳｉ３Ｎ４を用いた場合、同図（Ｃ）はＣｏ−
γＦｅ２Ｏ３を用いた場合、同図（Ｄ）はＳｉＯ２を用
いた場合である。同図（Ａ）では１３．３ｍＡで素子の
破壊が生じ、同図（Ｂ）では１３．０ｍＡ、同図（Ｃ）
では１０．７ｍＡ、同図（Ｄ）では１４．１ｍＡでそれ
ぞれ素子の破壊が生じている。即ち、破壊電流は、絶縁
ギャップ層７６の材料に依存せずほぼ一定であることが
分かる。これは、ＴＭＲヘッドの電気的破壊が、ＴＭＲ
積層体７２において先に発生してしまうことを意味して
いる。従って、絶縁ギャップ層７６として、Ａｌ２Ｏ３
より誘電率の低いこのような絶縁材料を用いても、その
部分で耐圧が低下することはなく、信頼性の低下は生じ
ないこととなる。
【００４５】図７〜図９の実施形態は、ＴＭＲヘッドに
関するものであるが、本発明は、ＴＭＲヘッドのみなら
ず、センス電流を積層面と垂直方向に流すいかなる構造
のＣＰＰ−ＧＭＲ素子についても全く同様に適用可能で
ある。
関するものであるが、本発明は、ＴＭＲヘッドのみなら
ず、センス電流を積層面と垂直方向に流すいかなる構造
のＣＰＰ−ＧＭＲ素子についても全く同様に適用可能で
ある。
【００４６】変更態様として、上述の実施形態における
ＴＭＲ積層体７２の代わりに、ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を
用いたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの一例について、以下説明
する。
ＴＭＲ積層体７２の代わりに、ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を
用いたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの一例について、以下説明
する。
【００４７】このＣＰＰ−ＧＭＲ積層体は、単なる一例
であるが、第１の反強磁性薄膜層、第１の強磁性薄膜層
（第１のピンド層）、例えばＣｕ等による第１の非磁性
金属層、第２の強磁性薄膜層（フリー層）、例えばＣｕ
等による第２の非磁性金属層、第３の強磁性薄膜層（第
３のピンド層）、第２の反強磁性薄膜層という基本的な
層を少なくとも含む多層構造を有している。
であるが、第１の反強磁性薄膜層、第１の強磁性薄膜層
（第１のピンド層）、例えばＣｕ等による第１の非磁性
金属層、第２の強磁性薄膜層（フリー層）、例えばＣｕ
等による第２の非磁性金属層、第３の強磁性薄膜層（第
３のピンド層）、第２の反強磁性薄膜層という基本的な
層を少なくとも含む多層構造を有している。
【００４８】第２の強磁性薄膜層（フリー層）は、基本
的には、外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変わる
ように構成されており、第１及び第３の強磁性薄膜層
（第１及び第２のピンド層）は、それぞれ、第１及び第
２の反強磁性薄膜層との間の交換結合バイアス磁界によ
って、その磁化方向が所定方向に向くように構成されて
いる。
的には、外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変わる
ように構成されており、第１及び第３の強磁性薄膜層
（第１及び第２のピンド層）は、それぞれ、第１及び第
２の反強磁性薄膜層との間の交換結合バイアス磁界によ
って、その磁化方向が所定方向に向くように構成されて
いる。
【００４９】ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を除くその他の層構
成等は、前述した図７〜図９の実施形態の場合と全く同
様である。ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体の層構成も上述した例
に限定されるものではなく、いかなる構造であってもよ
い。
成等は、前述した図７〜図９の実施形態の場合と全く同
様である。ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体の層構成も上述した例
に限定されるものではなく、いかなる構造であってもよ
い。
【００５０】絶縁ギャップ層７６の全てを従来のＡｌ２
Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ＝７）で構成すると、下部シ
ールド層７０及び上部シールド層７４間のキャパシタン
スはＣＳｈｉｅｌｄ＝１０．２ｐＦであり、カットオフ
周波数はｆｃ＝５２０ＭＨｚであった。ただし、下部シ
ールド層７０又は下部ギャップ層７１上に位置する上部
シールド層７４の電位を有する部分の面積、即ちキャパ
シタとして機能する電極面積はＳ＝１０２３０μｍ
２（ＣＡＤによる計算値）であり、下部シールド層７０
及び上部シールド層７４間の距離は１１０ｎｍであり、
そのうち、絶縁ギャップ層の膜厚は５２ｎｍであり、リ
ード線を含むＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの抵抗はＲＨＧＡ＝
３０Ωである。なお、シールド層間キャパシタンスＣ
Ｓｈｉｅｌｄ及びカットオフ周波数ｆｃは、実測しても
計算で求めてもほぼ一致する。例えばカットオフ周波数
ｆｃはｆｃ＝１／（２πＲＨＧＡＣＳｈｉｅｌｄ）から
算出できる。
Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ＝７）で構成すると、下部シ
ールド層７０及び上部シールド層７４間のキャパシタン
スはＣＳｈｉｅｌｄ＝１０．２ｐＦであり、カットオフ
周波数はｆｃ＝５２０ＭＨｚであった。ただし、下部シ
ールド層７０又は下部ギャップ層７１上に位置する上部
シールド層７４の電位を有する部分の面積、即ちキャパ
シタとして機能する電極面積はＳ＝１０２３０μｍ
２（ＣＡＤによる計算値）であり、下部シールド層７０
及び上部シールド層７４間の距離は１１０ｎｍであり、
そのうち、絶縁ギャップ層の膜厚は５２ｎｍであり、リ
ード線を含むＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの抵抗はＲＨＧＡ＝
３０Ωである。なお、シールド層間キャパシタンスＣ
Ｓｈｉｅｌｄ及びカットオフ周波数ｆｃは、実測しても
計算で求めてもほぼ一致する。例えばカットオフ周波数
ｆｃはｆｃ＝１／（２πＲＨＧＡＣＳｈｉｅｌｄ）から
算出できる。
【００５１】絶縁ギャップ層７６の全てをＳｉ３Ｎ
４（比誘電率εｒがεｒ＝４）で構成すると、Ｃ
Ｓｈｉｅｌｄ＝５．８ｐＦであり、ｆｃ＝９１５ＭＨｚ
と大幅に改善される。
４（比誘電率εｒがεｒ＝４）で構成すると、Ｃ
Ｓｈｉｅｌｄ＝５．８ｐＦであり、ｆｃ＝９１５ＭＨｚ
と大幅に改善される。
【００５２】絶縁ギャップ層７６の全てをＣｏ−γＦｅ
２Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ＝３．５）で構成すると、
ＣＳｈｉｅｌｄ＝５．１ｐＦとなり、ｆｃ＝１．０４Ｇ
Ｈｚとさらに改善される。
２Ｏ３（比誘電率εｒがεｒ＝３．５）で構成すると、
ＣＳｈｉｅｌｄ＝５．１ｐＦとなり、ｆｃ＝１．０４Ｇ
Ｈｚとさらに改善される。
【００５３】絶縁ギャップ層７６の全てをＳｉＯ２（比
誘電率εｒがεｒ＝３）で構成すると、ＣＳｈｉｅｌｄ
＝４．４ｐＦとなり、ｆｃ＝１．２１ＧＨｚといっそう
改善される。
誘電率εｒがεｒ＝３）で構成すると、ＣＳｈｉｅｌｄ
＝４．４ｐＦとなり、ｆｃ＝１．２１ＧＨｚといっそう
改善される。
【００５４】このようなＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの絶縁耐
圧の低下を調べるため、絶縁ギャップ層７６に種々の絶
縁材料を用いたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドを実際に作成し、
過電流を流してＣＰＰ−ＧＭＲヘッドが電気的に破壊さ
れる電流を測定した。ただし、作成したＣＰＰ−ＧＭＲ
ヘッドは、そのＣＰＰ−ＧＭＲ積層体が下地層としてＮ
ｉＣｒ（３ｎｍ）、第１の反強磁性薄膜層としてＰｔＭ
ｎ（１４ｎｍ）、第１の強磁性薄膜層（第１のピンド
層）としてＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（２ｎｍ）、第１の非磁性金属層としてＣｕ
（２．２ｎｍ）、第２の強磁性薄膜層（フリー層）とし
てＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）、第２の非磁性金属層としてＣｕ（２．２ｎ
ｍ）、第３の強磁性薄膜層（第２のピンド層）としてＣ
ｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２
ｎｍ）、第２の反強磁性薄膜層としてＰｔＭｎ（１４ｎ
ｍ）、キャップ層としてＮｉＣｒ（３ｎｍ）を順次積層
した構成を有している。そのＣＰＰ−ＧＭＲ積層体は寸
法が０．１×０．０３μｍ２であり、シールド層間距離
は１１０ｎｍであり、絶縁ギャップ層７６の膜厚は５２
ｎｍであり、リード線を含むＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの抵
抗はＲＨＧＡ＝３０Ωである。
圧の低下を調べるため、絶縁ギャップ層７６に種々の絶
縁材料を用いたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドを実際に作成し、
過電流を流してＣＰＰ−ＧＭＲヘッドが電気的に破壊さ
れる電流を測定した。ただし、作成したＣＰＰ−ＧＭＲ
ヘッドは、そのＣＰＰ−ＧＭＲ積層体が下地層としてＮ
ｉＣｒ（３ｎｍ）、第１の反強磁性薄膜層としてＰｔＭ
ｎ（１４ｎｍ）、第１の強磁性薄膜層（第１のピンド
層）としてＣｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／
ＣｏＦｅ（２ｎｍ）、第１の非磁性金属層としてＣｕ
（２．２ｎｍ）、第２の強磁性薄膜層（フリー層）とし
てＣｏＦｅ（１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２ｎｍ）／ＣｏＦｅ
（１ｎｍ）、第２の非磁性金属層としてＣｕ（２．２ｎ
ｍ）、第３の強磁性薄膜層（第２のピンド層）としてＣ
ｏＦｅ（２ｎｍ）／Ｒｕ（０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（２
ｎｍ）、第２の反強磁性薄膜層としてＰｔＭｎ（１４ｎ
ｍ）、キャップ層としてＮｉＣｒ（３ｎｍ）を順次積層
した構成を有している。そのＣＰＰ−ＧＭＲ積層体は寸
法が０．１×０．０３μｍ２であり、シールド層間距離
は１１０ｎｍであり、絶縁ギャップ層７６の膜厚は５２
ｎｍであり、リード線を含むＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの抵
抗はＲＨＧＡ＝３０Ωである。
【００５５】図１３はその測定結果であり、同図（Ａ）
は絶縁ギャップ層７６にＡｌ２Ｏ３を用いた場合、同図
（Ｂ）はＳｉ３Ｎ４を用いた場合、同図（Ｃ）はＣｏ−
γＦｅ２Ｏ３を用いた場合、同図（Ｄ）はＳｉＯ２でを
用いた場合である。同図（Ａ）では１８．７ｍＡで素子
の破壊が生じ、同図（Ｂ）では１７．４ｍＡ、同図
（Ｃ）では２０．２ｍＡ、同図（Ｄ）では１９．３ｍＡ
でそれぞれ素子の破壊が生じている。即ち、破壊電流
は、絶縁ギャップ層７６の材料に依存せずほぼ一定であ
ることが分かる。これは、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの電気
的破壊が、ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体において先に発生して
しまうことを意味している。従って、絶縁ギャップ層７
６として、Ａｌ２Ｏ３より誘電率の低いこのような絶縁
材料を用いても、その部分で耐圧が低下することはな
く、信頼性の低下は生じないこととなる。
は絶縁ギャップ層７６にＡｌ２Ｏ３を用いた場合、同図
（Ｂ）はＳｉ３Ｎ４を用いた場合、同図（Ｃ）はＣｏ−
γＦｅ２Ｏ３を用いた場合、同図（Ｄ）はＳｉＯ２でを
用いた場合である。同図（Ａ）では１８．７ｍＡで素子
の破壊が生じ、同図（Ｂ）では１７．４ｍＡ、同図
（Ｃ）では２０．２ｍＡ、同図（Ｄ）では１９．３ｍＡ
でそれぞれ素子の破壊が生じている。即ち、破壊電流
は、絶縁ギャップ層７６の材料に依存せずほぼ一定であ
ることが分かる。これは、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの電気
的破壊が、ＣＰＰ−ＧＭＲ積層体において先に発生して
しまうことを意味している。従って、絶縁ギャップ層７
６として、Ａｌ２Ｏ３より誘電率の低いこのような絶縁
材料を用いても、その部分で耐圧が低下することはな
く、信頼性の低下は生じないこととなる。
【００５６】図１４は本発明の他の実施形態として、Ｍ
Ｒハイト又はスロートハイト研磨加工前のＴＭＲ型薄膜
磁気ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及びリー
ド導体部分の構成を概略的に示す平面図であり、図１５
は図１４のＡ−Ａ線断面図であり、図１６は図１４のＢ
−Ｂ線断面図である。なお、図１４では下部シールド層
及び上部シールド層とこれらに接続されるリード導体と
端子電極のみが表されその他は図示が省略されており、
図１５及び図１６では上部シールド層の上平面より上側
の層の図示が省略されている。
Ｒハイト又はスロートハイト研磨加工前のＴＭＲ型薄膜
磁気ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及びリー
ド導体部分の構成を概略的に示す平面図であり、図１５
は図１４のＡ−Ａ線断面図であり、図１６は図１４のＢ
−Ｂ線断面図である。なお、図１４では下部シールド層
及び上部シールド層とこれらに接続されるリード導体と
端子電極のみが表されその他は図示が省略されており、
図１５及び図１６では上部シールド層の上平面より上側
の層の図示が省略されている。
【００５７】この実施形態は、下部ギャップ層７１上に
積層されパターニング形成されたＴＭＲ積層体１４２及
びハードバイアス層１４５の構造が図７〜図９の実施形
態の場合と異なっているのみであり、その他の構造はこ
の図７〜図９の実施形態と全く同様である。従って、図
１４〜図１６においては、図７〜図９と同等の構成要素
には同じ参照符号が付されている。
積層されパターニング形成されたＴＭＲ積層体１４２及
びハードバイアス層１４５の構造が図７〜図９の実施形
態の場合と異なっているのみであり、その他の構造はこ
の図７〜図９の実施形態と全く同様である。従って、図
１４〜図１６においては、図７〜図９と同等の構成要素
には同じ参照符号が付されている。
【００５８】本実施形態においては、ＴＭＲ積層体１４
２の基本的な層が、下部ギャップ層７１側から、下部強
磁性薄膜層（フリー層）、トンネルバリア層、上部強磁
性薄膜層（ピンド層）及び反強磁性薄膜層という順序で
積層された多層構造となっている。ハードバイアス層１
４５は、下部ギャップ層７１上に積層されている。な
お、図１５における、１４２ａはＴＭＲ積層体１４２の
両端からハードバイアス層１４５方向に積層面に沿って
延長された下部強磁性薄膜層（フリー層）である。
２の基本的な層が、下部ギャップ層７１側から、下部強
磁性薄膜層（フリー層）、トンネルバリア層、上部強磁
性薄膜層（ピンド層）及び反強磁性薄膜層という順序で
積層された多層構造となっている。ハードバイアス層１
４５は、下部ギャップ層７１上に積層されている。な
お、図１５における、１４２ａはＴＭＲ積層体１４２の
両端からハードバイアス層１４５方向に積層面に沿って
延長された下部強磁性薄膜層（フリー層）である。
【００５９】本実施形態におけるその他の構造、材料、
膜厚、作用効果及び変更態様等については、前述した図
７〜図９の実施形態の場合と同様である。
膜厚、作用効果及び変更態様等については、前述した図
７〜図９の実施形態の場合と同様である。
【００６０】図１４〜図１６の実施形態において、ＴＭ
Ｒ積層体の代わりにセンス電流を積層面と垂直方向に流
す構造のＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を用いてもよいことは前
に述べた通りである。
Ｒ積層体の代わりにセンス電流を積層面と垂直方向に流
す構造のＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を用いてもよいことは前
に述べた通りである。
【００６１】上述した実施形態における第２のリード導
体８２及び第２のビアホール導体８３について、それら
の下部シールド層上に位置する部分の面積が小さくなる
ようにパターニングすれば、下部シールド層及び上部シ
ールド層間のキャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄをより小さ
くすることができ、薄膜磁気ヘッドの周波数特性をより
向上させることができる。
体８２及び第２のビアホール導体８３について、それら
の下部シールド層上に位置する部分の面積が小さくなる
ようにパターニングすれば、下部シールド層及び上部シ
ールド層間のキャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄをより小さ
くすることができ、薄膜磁気ヘッドの周波数特性をより
向上させることができる。
【００６２】さらに、上述した実施形態におけるＴＭＲ
積層体７２若しくは１４２又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体自
体の膜厚を大きくするか、又はＴＭＲ積層体７２若しく
は１４２又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体が形成されている部
分のみ下部ギャップ層７１を厚くすることによって、絶
縁ギャップ層７６の膜厚が大きくなるように構成する
と、シールド層間キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄをさら
に低下させることができ、薄膜磁気ヘッドの周波数特性
をより向上させることが可能となる。
積層体７２若しくは１４２又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体自
体の膜厚を大きくするか、又はＴＭＲ積層体７２若しく
は１４２又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体が形成されている部
分のみ下部ギャップ層７１を厚くすることによって、絶
縁ギャップ層７６の膜厚が大きくなるように構成する
と、シールド層間キャパシタンスＣＳｈｉｅｌｄをさら
に低下させることができ、薄膜磁気ヘッドの周波数特性
をより向上させることが可能となる。
【００６３】さらにまた、上述した実施形態におけるＴ
ＭＲ積層体７２若しくは１４２又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層
体が存在しない位置において、下部シールド層７０又は
１９０の上面側を削って凹部を形成しその凹部内に絶縁
体層を埋め込むか又は絶縁ギャップ層７６の上に部分的
に絶縁体層を付加することにより、下部シールド層及び
上部シールド層間の実質的距離を増大させ、シールド層
間キャパシタンスＣＳ ｈｉｅｌｄをさらに低下させるこ
とができ、薄膜磁気ヘッドの周波数特性をより向上させ
ることが可能となる。
ＭＲ積層体７２若しくは１４２又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層
体が存在しない位置において、下部シールド層７０又は
１９０の上面側を削って凹部を形成しその凹部内に絶縁
体層を埋め込むか又は絶縁ギャップ層７６の上に部分的
に絶縁体層を付加することにより、下部シールド層及び
上部シールド層間の実質的距離を増大させ、シールド層
間キャパシタンスＣＳ ｈｉｅｌｄをさらに低下させるこ
とができ、薄膜磁気ヘッドの周波数特性をより向上させ
ることが可能となる。
【００６４】以上述べた実施形態においては、２種類の
構造のＴＭＲ積層体又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を用いて
いるが、本発明は、いかなる構造のＴＭＲ素子又はＣＰ
Ｐ−ＧＭＲ素子を備えた薄膜磁気ヘッドについても適用
可能である。
構造のＴＭＲ積層体又はＣＰＰ−ＧＭＲ積層体を用いて
いるが、本発明は、いかなる構造のＴＭＲ素子又はＣＰ
Ｐ−ＧＭＲ素子を備えた薄膜磁気ヘッドについても適用
可能である。
【００６５】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
【００６６】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、下部シールド層及び上部シールド層間に形成された
絶縁体材料による絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡ
ｌ２Ｏ ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成されている
ため、下部シールド層及び上部シールド層間のキャパシ
タンスＣＳｈｉｅｌｄが小さくなる。その結果、薄膜磁
気ヘッドの周波数特性が著しく向上する。
ば、下部シールド層及び上部シールド層間に形成された
絶縁体材料による絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡ
ｌ２Ｏ ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成されている
ため、下部シールド層及び上部シールド層間のキャパシ
タンスＣＳｈｉｅｌｄが小さくなる。その結果、薄膜磁
気ヘッドの周波数特性が著しく向上する。
【図１】一般的な構造を有するＣＩＰ−ＧＭＲ素子をＡ
ＢＳ方向から見た図である。
ＢＳ方向から見た図である。
【図２】一般的な構造を有するＴＭＲ素子又はＣＰＰ−
ＧＭＲ素子をＡＢＳ方向から見た図である。
ＧＭＲ素子をＡＢＳ方向から見た図である。
【図３】ＣＩＰ−ＧＭＲ素子の等価回路図である。
【図４】ＴＭＲ素子又はＣＰＰ−ＧＭＲ素子の等価回路
図である。
図である。
【図５】図４に示した等価回路において、シールド層間
のキャパシタンスがＣＳｈｉｅ ｌｄ＝６ｐＦの場合にお
ける減衰量の対周波数特性を示す図である。
のキャパシタンスがＣＳｈｉｅ ｌｄ＝６ｐＦの場合にお
ける減衰量の対周波数特性を示す図である。
【図６】図４に示した等価回路において、シールド層間
のキャパシタンスがＣＳｈｉｅ ｌｄ＝１ｐＦの場合にお
ける減衰量の対周波数特性を示す図である。
のキャパシタンスがＣＳｈｉｅ ｌｄ＝１ｐＦの場合にお
ける減衰量の対周波数特性を示す図である。
【図７】本発明の一実施形態として、ＴＭＲ型薄膜磁気
ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及びリード導
体部分の構成を概略的に示す平面図である。
ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及びリード導
体部分の構成を概略的に示す平面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】図７のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１０】図７〜図９の実施形態のごとき構造を有し、
絶縁ギャップ層に種々の絶縁材料を用いたＴＭＲヘッド
を実際に作成して測定したヘッド出力の対周波数特性を
表す図である。
絶縁ギャップ層に種々の絶縁材料を用いたＴＭＲヘッド
を実際に作成して測定したヘッド出力の対周波数特性を
表す図である。
【図１１】図１０の特性を換算して得た線記録密度の対
周波数特性を表す図である。
周波数特性を表す図である。
【図１２】過電流を流してＴＭＲヘッドが電気的に破壊
される電流を測定した結果を表す図である。
される電流を測定した結果を表す図である。
【図１３】過電流を流してＣＰＰ−ＧＭＲヘッドが電気
的に破壊される電流を測定した結果を表す図である。
的に破壊される電流を測定した結果を表す図である。
【図１４】本発明の他の実施形態として、ＴＭＲ型薄膜
磁気ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及びリー
ド導体部分の構成を概略的に示す平面図である。
磁気ヘッドの下部シールド層、上部シールド層及びリー
ド導体部分の構成を概略的に示す平面図である。
【図１５】図１４のＡ−Ａ線断面図である。
【図１６】図１４のＢ−Ｂ線断面図である。
【符号の説明】 ７０ 下部シールド層 ７１ 下部ギャップ層 ７２、１４２ ＴＭＲ積層体 １４２ａ 下部強磁性薄膜層（フリー層） ７３ 上部ギャップ層 ７４ 上部シールド層 ７５、１４５ ハードバイアス層 ７６ 絶縁ギャップ層 ７７ 第１の絶縁体層 ７８ 第２の絶縁体層 ７９ 第１のビアホール導体 ８０ 第１のリード導体 ８１ 第１の端子電極 ８２ 第２のリード導体 ８３ 第２のビアホール導体 ８４ 第３のリード導体 ８５ 第２の端子電極
Claims (6)
- 【請求項１】 下部シールド層と、上部シールド層と、
該下部シールド層及び該上部シールド層間に該下部シー
ルド層及び該上部シールド層に電気的に導通して形成さ
れており、積層面に垂直方向に電流が流れる磁気抵抗効
果積層体と、前記下部シールド層及び前記上部シールド
層間に形成された絶縁体材料による絶縁ギャップ層とを
備えており、該絶縁ギャップ層の少なくとも一部がＡｌ
２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で形成されているこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 下部シールド層と、該下部シールド層上
に積層された非磁性導電体の下部ギャップ層と、該下部
ギャップ層上に積層形成されており、積層面に垂直方向
に電流が流れる磁気抵抗効果積層体と、該磁気抵抗効果
積層体上に積層形成された非磁性導電体の上部ギャップ
層と、該磁気抵抗効果積層体及び該上部ギャップ層の周
囲に形成された絶縁体の絶縁ギャップ層と、前記上部ギ
ャップ層及び前記絶縁ギャップ層上に積層形成された上
部シールド層とを備えており、該絶縁ギャップ層の少な
くとも一部がＡｌ２Ｏ３より誘電率の低い絶縁体材料で
形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッド。 - 【請求項３】 前記絶縁ギャップ層の全てがＡｌ２Ｏ３
より誘電率の低い絶縁体材料で形成されていることを特
徴とする請求項１又は２に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッド。 - 【請求項４】 Ａｌ２Ｏ３より誘電率の低い前記絶縁体
材料が、Ｓｉ３Ｎ４、Ｃｏ−γＦｅ２Ｏ３又はＳｉＯ２
であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項
に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項５】 前記磁気抵抗効果積層体が、トンネルバ
リア層と、該トンネルバリア層を挟む一対の強磁性薄膜
層とを備えたトンネル磁気抵抗効果積層体であることを
特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項６】 前記磁気抵抗効果積層体が、非磁性金属
層と、該非磁性金属層を挟む一対の強磁性薄膜層とを備
えた垂直方向電流通過型巨大磁気抵抗効果積層体である
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載
の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000208401A JP2002025017A (ja) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
| US09/899,951 US6870713B2 (en) | 2000-07-10 | 2001-07-09 | Magnetoresistive effect thin-film magnetic head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000208401A JP2002025017A (ja) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002025017A true JP2002025017A (ja) | 2002-01-25 |
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ID=18704988
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000208401A Pending JP2002025017A (ja) | 2000-07-10 | 2000-07-10 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド |
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|---|---|
| US (1) | US6870713B2 (ja) |
| JP (1) | JP2002025017A (ja) |
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| US7342823B2 (en) | 2004-12-29 | 2008-03-11 | Industrial Technology Research Institute | Tunneling magnetoresistance device with high magnetoimpedance (MI) effect |
| WO2008142748A1 (ja) * | 2007-05-16 | 2008-11-27 | Fujitsu Limited | 磁気ディスク装置用の磁気ヘッド |
| US7656620B2 (en) | 2005-12-06 | 2010-02-02 | Tdk Corporation | Magnetic head device provided with lead electrode electrically connected to magnetic shield layer |
| US7684159B2 (en) | 2005-12-06 | 2010-03-23 | Tdk Corporation | Magnetic head device provided with lead electrode electrically connected to upper shield layer and lower shield layer |
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|---|---|---|---|---|
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| JP4596753B2 (ja) * | 2003-06-26 | 2010-12-15 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置 |
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