JP2002329304A - トンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

トンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド

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康彦 新庄
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Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラック幅を十分に狭くすることによって高
密度記録に対応する。 【解決手段】 成膜方向に対して直交する方向に再生磁
気ギャップを介して形成された再生用磁気コア1と、再
生用磁気コア1に接続され、再生用磁気コア1に流れる
磁束が印加されるトンネル磁気抵抗効果素子7と、トン
ネル磁気抵抗素子7上に配置されたシールド層4と、シ
ールド層4上に成膜方向に対して直交する方向に記録磁
気ギャップを介して形成された記録用磁気コア2とを備
え、記録・再生トラック幅W,wは、記録用コア2及び
再生用コア1の膜厚で制御されることを特徴とするもの
である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感磁素子としてト
ンネル磁気抵抗効果素子を有するトンネル磁気抵抗効果
型磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、磁気ヘッドとしては、磁気抵
抗効果素子等の感磁素子を薄膜形成方法により所望の形
状に形成してなる薄膜ヘッドが知られている。薄膜ヘッ
ドは、図5に示すように、磁気抵抗効果素子100(以
下、MR素子100)を備える。MR素子100は、遮
蔽層101a,101bを介して下部シールド層102
及び上部シールド層103に挟み込まれている。MR素
子100は、長手方向の両端部に一対の電極104が接
続されている。
【0003】また、薄膜ヘッドは、MR素子100の上
方に記録素子105を備える、記録素子105は、上部
シールド層103と、磁気ギャップ層106と、上部コ
ア層107と、コイル部108とから構成されている。
【0004】このように構成された薄膜ヘッドでは、外
部磁界が存在するとMR素子100の抵抗値が変化し、
MR素子100の抵抗変化を電圧変化として感知するこ
とによって、当該外部磁界を検出する。また、薄膜ヘッ
ドでは、コイル部108で発生した磁界により、上部シ
ールド層103及び上部コア層107で構成される磁気
コアに磁束が流れ、磁気ギャップ層106を介して漏れ
磁界を発生させて磁気記録媒体に対して信号磁界を書き
込む。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、このように
各層を成膜方向に積層して成る薄膜ヘッドにおいては、
形成時に高段差が生じ、微細な形状をフォトエッチング
工程で形成するときの妨げとなっている。特に近年高密
度化の要求に伴だって、記録用ヘッド側の書込みトラッ
ク幅を小さくする所謂狭トラック化が求められている
が、高段差上での形成では非常に困難な状況である。し
たがって、上述したような薄膜ヘッドにおいては、高密
度記録に十分に対応することができないといった問題が
あった。
【0006】そこで、本発明は、上述したような実状に
鑑みてなされてものであり、ヘッド形成時の段差を低減
し、高密度記録に対応することのできるトンネル磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成した
本発明に係るトンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、成
膜方向に対して直交する方向に再生磁気ギャップを介し
て形成された再生用磁気コアと、前記再生用磁気コアに
接続され、前記再生用磁気コアに流れる磁束が印加され
るトンネル磁気抵抗効果素子と、前記トンネル磁気抵抗
素子上に配置されたシールド層と、前記シールド層上に
成膜方向に対して直交する方向に記録磁気ギャップを介
して形成された記録用磁気コアと、前記記録用磁気コア
に磁束を流し、記録磁気ギャップに記録磁界を発生させ
る磁界発生手段とを有する記録ヘッドを備えることを特
徴とするものである。
【0008】以上のように構成された本発明に係るトン
ネル磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、記録用磁気コ
アは、成膜方向に対して直交する方向に記録ギャップを
介して形成されている。言い換えると、記録磁気コア
は、基板の面方向に形成され、磁気回路を構成する。こ
のため、膜厚方向の段差を低減できる。
【0009】また、本発明に係るトンネル磁気抵抗効果
型磁気ヘッドにおいて、書込み/読込みトラック幅が、
上記記録用コア及び再生用コアの膜厚で制御されること
を特徴とするものである。
【0010】以上のように構成された本発明に係るトン
ネル抵抗効果型磁気ヘッドにおいては、高密度化に対応
する狭トラックが形成可能となる。
【0011】さらに、本発明に係るトンネル磁気抵抗効
果型磁気ヘッドにおいて、上記トンネル磁気抵抗効果素
子は、磁気コアに流れる磁束に対して磁化方向を変化さ
せる磁化自由層と、磁気コアに流れる磁束に対して磁化
方向を変化させない磁化固定層と、これら磁化自由層及
び磁化固定層の間に配された絶縁層と、絶縁層を介して
磁化自由層及び磁化固定層の間にトンネル電流を流す電
極とを備えるものであってもよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係るトンネル磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの好適な実施の形態を図面を参照
して詳細に説明する。
【0013】本発明を適用したトンネル磁気抵抗効果型
磁気ヘッド(以下、薄膜ヘッドと称する)は、図1に示
すように、磁気記録媒体対向面Aに再生用磁気コア1を
臨ませるとともに、磁気記録媒体対向面Aに記録用磁気
コア2を臨ませている。再生用磁気コア1は、非磁性層
3中に埋め込まれるように形成されている。また、記録
用磁気コアは、再生用磁気コアを埋め込んだ非磁性層3
上に形成されたシールド磁性層4上に、非磁性層(図示
せず)を介して形成されている。
【0014】再生用磁気コア1は、図2に示すように、
ギャップ長tとなるように対向し、磁気ギャップを構成
する一対のヨーク5,6と、これら一対のヨーク5,6
における磁気ギャップと反対側に配されたトンネル磁気
抵抗効果素子7(以下、TMR素子7と称する。)とを
備えている。特に、この再生用磁気コア1の磁気ギャッ
プは、そのトラック幅方向aが当該再生用磁気コア1の
成膜方向に平行となっている。
【0015】一対のヨーク5,6は、磁気記録媒体から
の信号磁界を引き込むことができる磁性材料から形成さ
れる。一対のヨーク5,6は、スパッタリングや真空蒸
着等の薄膜形成手法及びレジストのパターニングを含む
フォトリソグラフィー法を用いて所望の形状及び厚みと
なるように形成する。したがって、再生用磁気コア1の
磁気ギャップは、一対のヨーク5,6の厚みがトラック
幅wとなり、一対のヨーク5,6の間隔がギャップ長t
となる。したがって、一対のヨーク5,6を作製する際
に、厚みを制御することによって所望のトラック幅wと
することができ、フォトリソグラフィー法等の手法によ
り一対のヨーク5,6の間隔を制御することによって所
望のギャップ長tとすることができる。
【0016】TMR素子7は、図3に示すように、上部
電極10及び下部電極11に挟まれたTMR部12を備
える。TMR部12は、図示しないが、磁化固定層、絶
縁層及び磁化自由層がこの順で積層されてなる。上部電
極10は、磁化自由層及び磁化固定層のいずれか一方と
接続されており、下部電極11は他方と接続されてい
る。磁化固定層は、一対のヨーク5,6に流れる磁束に
対して磁化方向を変化させない。これに対して磁化自由
層は、一対のヨーク5,6に流れる磁束に対して磁化方
向を変化させる。上部電極10及び下部電極11は、図
示しない電源と接続されており、所定の電圧をTMR部
12に印加することによって、絶縁層を介して磁化固定
層及び磁化自由層間にトンネル電流を流すことができ
る。そして、TMR素子7は直接媒体からの磁束を検知
しない為、高密度化の要求である狭トラック化等の素子
の微小化を行う必要が無く、形成プロセスや特性に合わ
せた形状及びサイズを自由に選択できる。
【0017】記録用磁気コア2は、図1に示すように、
一端部がギャップ長Tとなるように対向し、磁気ギャッ
プを構成するU字状ヨーク15と、このU字状ヨーク1
5に磁束を流すコイル部16とを備える。U字状ヨーク
15は、コイル部16に電流を供給することによって発
生した磁界により所定の方向の磁束を流すことができる
磁性材料から形成されている。U字状ヨーク15は、上
記一対のヨーク5,6と同様に、スパッタリングや真空
蒸着等の薄膜形成手法及びレジストのパターニングを含
むフォトリソグラフィー法を用いて所望の形状及び厚み
となるように形成される。したがって、U字状ヨーク1
5を作製する際に、厚みを制御することによって所望の
トラック幅Wとすることができ、フォトリソグラフィー
法等の手法によりU字状ヨーク15における一端部の間
隔を制御することによって所望のギャップ長Tとするこ
とができる。
【0018】コイル部16は、図4に示すように、非磁
性層上に所定の間隔で複数の第1のパターン17を平行
に形成し、その後、U字状ヨーク15を形成した後に当
該U字状ヨーク15を跨ぐように第2のパターン18を
形成する。複数の第2のパターン18は、隣接した第1
のパターン17を順次連結するように所定の間隔で平行
に形成することによって、複数の第1のパターン17と
ともにコイル部16を構成している。複数の第1のパタ
ーン17と複数の第2のパターン18とから構成される
コイル部16は、両端部を電力供給源と接続されてお
り、この電力供給源から所定の電流が供給されることに
よって所望の磁界を生ずる。コイル部16で発生した磁
界によりU字状ヨーク15内を磁束が流れ、磁気記録媒
体に対して書き込む信号磁界を磁気ギャップに発生させ
ることができる。尚、パターン17,18とヨーク15
の間には、図示しない絶縁層が配置されている。
【0019】以上のような薄膜ヘッドにおいては、再生
用磁気コア1のトラック幅wが一対のヨーク5,6の厚
みを制御することで所望のトラック幅を得ることができ
る為、フォトリソグラフィー法等の手法の精度等に依存
しない。このため、再生用磁気コア1のトラック幅w
を、従来と比較して大幅に狭く形成することができる。
したがって、この薄膜ヘッドは、高密度記録を目的とし
たトラック幅wを有することとなる。
【0020】また、この薄膜ヘッドにおいては、記録用
磁気コア2のトラック幅WもU字状ヨーク15の厚みを
制御することで所望のトラック幅を得ることができる
為、フォトリソグラフィー法等の手法の精度等に依存し
ない。このため、記録用磁気コア2のトラック幅Wを、
従来と比較して大幅に狭く形成することができる。した
がって、この薄膜ヘッドは、高密度記録を目的としたト
ラック幅Wを有することとなる。
【0021】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係るトンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、磁気コアを
成膜方向と直交する方向で形成しているため、当該磁気
コアの厚みを制御することで所望のトラック幅を得るこ
とができる。したがって、このトンネル磁気抵抗効果型
磁気ヘッドは、所望の狭トラック幅を有することとなる
ため、高密度記録を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したトンネル磁気抵抗効果型磁気
ヘッドの要部斜視図である。
【図2】トンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッドの再生用磁
気コアを示す要部斜視図である。
【図3】再生用磁気コアのTMR素子を示す要部斜視図
である。
【図4】記録用磁気コアのコイル部を示す要部平面図で
ある。
【図5】従来の磁気ヘッドの分解斜視図である。
【符号の説明】
1 再生用磁気コア 2 記録用磁気コア 3 非磁性層 4 シールド磁性層 7 トンネル磁気抵抗効果素子

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成膜方向に対して直交する方向に再生磁
    気ギャップを介して形成された再生用磁気コアと、 上記再生用磁気コアに接続され、上記再生用磁気コアに
    流れる磁束が印加されるトンネル磁気抵抗効果素子と、 上記トンネル磁気抵抗素子上に配置されたシールド層
    と、 上記シールド層上に成膜方向に対して直交する方向に記
    録磁気ギャップを介して形成された記録用磁気コアと、 上記記録用磁気コアに磁束を流し、記録磁気ギャップに
    記録磁界を発生させる磁界発生手段とを有する記録ヘッ
    ドを備えることを特徴とするトンネル磁気抵抗効果型磁
    気ヘッド。
  2. 【請求項2】 書込み/読込みトラック幅が、上記記録
    用コア及び再生用コアの膜厚で制御されることを特徴と
    する請求項1記載のトンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ド。
  3. 【請求項3】 上記磁界発生手段は、所定の間隔で複数
    形成された第1のパターンと、上記記録用磁気コアを介
    してこれら第1のパターンと接続された第2のパターン
    とからなるコイルであることを特徴とする請求項1及び
    2記載のトンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
  4. 【請求項4】 上記トンネル磁気抵抗効果素子は、磁気
    コアに流れる磁束に対して磁化方向を変化させる磁化自
    由層と、磁気コアに流れる磁束に対して磁化方向を変化
    させない磁化固定層と、これら磁化自由層及び磁化固定
    層の間に配された絶縁層と、絶縁層を介して磁化自由層
    及び磁化固定層の間にトンネル電流を流す電極とを備え
    ることを特徴とする請求項1乃至3記載のトンネル磁気
    抵抗効果型磁気ヘッド。
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