JP2003059008A - 磁気抵抗ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
出力を得ることのできる磁気抵抗ヘッド及びその製造方
法を提供することである。 【解決手段】 磁気抵抗ヘッドであって、第1磁気シー
ルドと、第1磁気シールド上に配置された第1の幅を有
する第1電極端子と、第1電極端子上に配置された第1
の幅以下の第2の幅を有する磁気抵抗膜を含んでいる。
磁気抵抗ヘッドは、さらに、磁気抵抗膜上に配置された
第2の幅以下の第3の幅を有する第2電極端子と、第2
電極端子上に配置された第2磁気シールドを含んでい
る。好ましくは、磁気抵抗ヘッドはさらに、第2電極端
子と第2磁気シールドとを接続するプラグ電極と、プラ
グ電極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を含んでい
る。
Description
び磁気テープ装置等の磁気記録装置に用いられる磁気抵
抗ヘッドに関する。
化に伴い、ヘッドスライダーの浮上量が減少し、極低浮
上或いはスライダが記録媒体に接触する接触記録/再生
の実現が望まれている。
スクの小径化により周速(ヘッドと媒体との間の相対速
度)が減少すると、再生出力が劣化する。そこで最近
は、再生出力が周速に依存せず、低周速でも大出力の得
られる磁気抵抗ヘッド(MRヘッド)が盛んに開発さ
れ、磁気ヘッドの主流となっている。更に現在は、巨大
磁気抵抗(GMR)効果を利用した磁気ヘッドも市販さ
れている。
1ビットの記録面積が減少するとともに、発生する磁場
は小さくなる。現在市販されている磁気ディスク装置の
記録密度は10Gbit/in2前後であるが、記録密
度の上昇は年率約2倍で大きくなっている。このため、
更に微小な磁場範囲に対応するとともに、小さい外部磁
場の変化を感知できる磁気抵抗センサ及び磁気抵抗ヘッ
ドが要望されている。
R効果を利用したスピンバルブ磁気抵抗センサが広く用
いられている。スピンバルブ構造の磁気抵抗センサで
は、フリー強磁性層(フリー層)の磁化方向が記録媒体
からの信号磁界により変化し、ピンド強磁性層(ピンド
層)の磁化方向との相対角が変化することにより、磁気
抵抗センサの抵抗が変化する。
場合には、ピンド層の磁化方向を磁気抵抗素子の素子高
さ方向に固定し、外部磁界が印加されていない状態にお
けるフリー層の磁化方向を、ピンド層と直交する素子幅
方向に一般的に設計する。
気記録媒体からの信号磁界方向がピンド層の磁化方向と
平行か反平行かにより、直線的に増減させることができ
る。このような直線的な抵抗変化は、磁気ディスク装置
の信号処理を容易にする。
膜面に平行に流し、外部磁界による抵抗変化を読み取っ
ている。この、GMR膜面に平行に電流を流す(Curren
t inthe plane、CIP)構造の場合、一対の電極端子
で画成されたセンス領域が小さくなると、出力が低下す
る。また、CIP構造のスピンバルブ磁気抵抗センサの
場合、GMR膜と上下磁気シールドとの間に絶縁膜が必
要となる。
+絶縁膜厚さ×2となる。絶縁膜厚さは、現在20nm
程度が下限であるので、磁気シールド間距離=GMR膜
厚差+約40nmとなる。
と対応が困難となり、磁気シールド間距離を40nm以
下にしたいという要望には現在のところCIPスピンバ
ルブ磁気抵抗センサでは対応不可能である。
果を利用したCIP構造の磁気ヘッドは、20〜40G
bit/in2の記録密度まで対応可能と考えられてい
る。また、最新技術のスペキュラー散乱を応用したとし
ても、60Gbit/in2の記録密度が上限と考えら
れている。
密度の向上は急激であり、2002年には80Gbit
/in2の記録密度が求められている。記録密度が80
Gbit/in2以上では、最新のスペキュラー散乱を
応用したCIPスピンバルブGMR磁気ヘッドでも、出
力及び磁気シールド間距離の点で対応が非常に困難であ
る。
ブGMRとして、GMR膜面に垂直に電流を流す(Cu
rrent Perpendicular to th
ePlane,CPP)構造のGMRやトンネルMR
(TMR)が提案されている。
を挟んだ構造で、2つの強磁性層の磁化方向により絶縁
層を通過するトンネル電流量が変化するものである。T
MRは非常に大きな抵抗変化を示すとともに感度も良い
ので、ポストスピンバルブGMRとして有望視されてい
る。
ス電流が通過する部分の断面積が小さくなると、出力が
大きくなるという特徴を有している。これは、CIP構
造のGMRに対する大きなアドバンテージである。
横切って他方の強磁性層へと電流が通過することから、
CPP構造の一種と考えることができ、前述したアドバ
ンテージも同様である。
化を狙う目的で、GMR膜に対しこのGMR膜を挟む両
電極端子を小さく加工する構造が提案されている(特開
平10−55512)。
載された磁気抵抗ヘッドの製造方法では、一方の電極端
子を成膜、加工後、GMR膜を成膜、加工する。次い
で、もう一方の電極端子を成膜、加工する。
電極端子をGMR膜よりも小さく加工し、且つ位置ずれ
を抑えることは、更に微細となる昨今のGMR素子作成
においては非常に困難である。
明細書ではMRという用語はGMRを含むものとす
る)、コンタクトホールプロセス、又はリフトオフプロ
セスによってMRヘッドが製造されている。コンタクト
ホールプロセスでは、MR膜を所定の形状に加工後、磁
区制御膜及び絶縁膜を積層する。次いで、コンタクトホ
ールを形成し、このコンタクトホールによって上部電極
端子とMR膜を電気的に接続する。
パターン形成のためのフォトレジストを残して、磁区制
御膜及び絶縁膜を積層する。次いで、フォトレジストを
除去することにより、上部電極端子とMR膜を電気的に
接続するコンタクトホールを形成する。
いる。一方、フォトリソグラフィー技術では、現在の精
度で約0.06μm程度の誤差が出る。このように、M
R膜の微細化が進むと、従来のコンタクトホールプロセ
スではMR膜とコンタクトホールの位置合わせが困難と
なるという問題がある。一方、リフトオフプロセスで
は、リフトオフ後にフォトレジストが幾分残るため、コ
ンタクト不良等の問題が発生する。
を得ることのできる磁気抵抗ヘッドを提供することであ
る。
抗ヘッドを容易に且つ高い歩留まりで製造可能な磁気抵
抗ヘッドの製造方法を提供することである。
ると、磁気抵抗ヘッドであって、第1磁気シールドと、
該第1磁気シールド上に配置された第1の幅を有する第
1電極端子と、該第1電極端子上に配置された前記第1
の幅以下の第2の幅を有する磁気抵抗膜と、該磁気抵抗
膜上に配置された前記第2の幅以下の第3の幅を有する
第2電極端子と、該第2電極端子上に配置された第2磁
気シールドと、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘ
ッドが提供される。
ドであって、第1磁気シールドと、該第1磁気シールド
上に配置された第1の高さを有する第1電極端子と、該
第1電極端子上に配置された前記第1の高さ以下の第2
の高さを有する磁気抵抗膜と、該磁気抵抗膜上に配置さ
れた前記第2の高さ以下の第3の高さを有する第2電極
端子と、該第2電極端子上に配置された第2磁気シール
ドと、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッドが提
供される。
御膜が配置されており、更に第1磁気シールドは基板側
に配置されている。更に好ましくは、磁気抵抗ヘッド
は、第2電極端子と第2磁気シールドとを接続するプラ
グ電極と、プラグ電極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁
膜を更に含んでいる。
ヘッドであって、第1の幅を有する第1磁気シールドを
兼ねた第1電極端子と、該第1電極端子上に配置された
前記第1の幅以下の第2の幅を有する磁気抵抗膜と、該
磁気抵抗膜上に配置された前記第2の幅以下の第3の幅
を有する第2電極端子と、該第2電極端子上に配置され
た第2磁気シールドと、を具備したことを特徴とする磁
気抵抗ヘッドが提供される。
ヘッドであって、第1の高さを有する第1磁気シールド
を兼ねた第1電極端子と、該第1電極端子上に配置され
た前記第1の高さ以下の第2の高さを有する磁気抵抗膜
と、該磁気抵抗膜上に配置された前記第2の高さ以下の
第3の高さを有する第2電極端子と、該第2電極端子上
に配置された第2磁気シールドと、を具備したことを特
徴とする磁気抵抗ヘッドが提供される。
ヘッドの製造方法であって、第1磁気シールドを形成
し、該第1磁気シールド上に第1電極端子を形成し、該
第1電極端子上に磁気抵抗膜を形成し、該磁気抵抗膜上
に第2電極端子膜を形成し、該第2電極端子膜上にプラ
グ電極膜を形成し、該プラグ電極膜上にホトレジストを
塗布し、該ホトレジストを所望パターンにパターニング
し、前記パターニングされたホトレジストをマスクにし
て前記プラグ電極膜をエッチングして所望形状のプラグ
電極を形成し、前記ホトレジストを剥離した後、前記プ
ラグ電極を覆うように前記第2電極端子膜上に第1絶縁
膜を堆積し、該第1絶縁膜を等方性エッチングによりエ
ッチバックを行なうことにより、前記プラグ電極を被覆
する第1プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、前記第1プラ
グ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記第2
電極端子膜をイオンミリングによって所望の形状に加工
して第2電極端子を形成し、前記第1プラグ側壁保護絶
縁膜を覆うように前記磁気抵抗膜上に第2絶縁膜を堆積
し、該第2絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバッ
クを行なうことにより、前記第1プラグ側壁保護絶縁膜
を被膜する第2プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、前記第
2プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前
記磁気抵抗膜を所望形状に加工する、各ステップからな
ることを特徴とする磁気抵抗ヘッドの製造方法が提供さ
れる。
は、前記磁気抵抗膜を所望形状に加工した後、前記第2
プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記第1電極端子上
に磁区制御膜を堆積し、イオンミリングによるエッチバ
ックを行なって、前記磁区制御膜を所定の形状及び膜厚
に加工し、前記第1電極端子及び前記磁区制御膜上に層
間絶縁膜を堆積し、該層間絶縁膜を平坦化し、該層間絶
縁膜に前記第1電極端子のためのスルーホールを形成
し、前記層間絶縁膜上に第2磁気シールドを形成してパ
ターニングするステップを更に具備している。
ルドはプラグ電極を介して接続され、第1電極端子と第
2磁気シールドはスルーホール内で直接接続される。
子の高さや幅を、磁気抵抗膜の高さや幅に対して大きく
することが可能であるため、第1電極端子と第2電極端
子の位置合わせ精度、更に第1電極端子と磁気抵抗膜の
位置合わせ精度が殆ど必要ないため、磁気抵抗ヘッドの
作成が容易である。
抵抗膜の高さや幅に対して大きくしても再生特性には影
響しない。また、第1電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜
の高さや幅と等しくする場合は、第1電極端子と磁気抵
抗膜を同時に加工することが可能なため、磁気抵抗ヘッ
ドの作成が容易である。
膜の高さや幅に対して小さくすることにより、磁気抵抗
膜に流れるセンス電流の断面積を小さくすることができ
るため、CPP構造の特性から高い再生出力を得ること
ができる。
等しくする場合は、両者を同時に加工することが可能な
ため、磁気抵抗ヘッドの作成が容易である。また、第2
電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して小
さくする場合には、フォトレジストの収縮等のプロセス
技術によりセルフアライメントが可能であり、位置合わ
せの必要がないため、磁気抵抗ヘッドの作成が容易であ
る。
幅を磁気抵抗膜の高さ及び幅よりも小さくした特開平1
0−55512号に開示されている従来構造に比べ、本
発明の第2電極端子のみの高さ又は幅を磁気抵抗膜より
も小さくした構造では、より大きな電流集中が起きるた
め、再生出力は等しいか、むしろ本発明の方が高い再生
出力が得られる。
応した微細磁気抵抗素子の形成においても、磁気抵抗膜
を挟む両電極端子の位置合わせを行なう必要がないた
め、作成が容易である。また、製造歩留まりが良く、バ
ルクハウゼンノイズのない高い再生信号を得ることがで
きる。
いくつかの実施形態について説明する。各実施形態の説
明において、実質上同一構成部分については同一符号を
付して説明する。
磁気抵抗ヘッド10の概略斜視図が示されている。図1
においては、上下磁気シールドは省略されている。符号
12はCu又はCuとAuの組み合わせから形成された
下部電極端子であり、X方向の第1の幅と、Y方向の第
1の高さを有している。
膜)14が積層されている。MR膜14は第1の幅より
狭い第2の幅と、第1の高さを有している。MR膜14
の両側には磁区制御膜18が配置されている。磁区制御
膜18として、CoCrPt等の高保磁力膜、又はPd
PtMn等の反強磁性膜を用いることができる。
み合わせから形成された上部電極端子16が積層されて
いる。上部電極端子16はMR膜14の幅と等しい第2
の幅と第1の高さより低い第2の高さを有している。M
R膜14の上部電極端子16でカバーされない部分14
aは磁束をガイドするバックヨークとして機能する。
極端子16の幅はMR膜14の幅と同じであるが、下部
電極端子12の幅がMR膜14の幅よりも広く形成され
ている。よってセンス電流の電流集中がMR膜14の両
側部近傍で起こるため、MR膜14を流れるセンス電流
の断面積を小さくすることができる。その結果、高い再
生出力を得ることができる。
と、この低抵抗膜を挟んだ少なくとも2つの強磁性膜を
含んでいる。或いは、MR膜14は、強磁性トンネル接
合構造を有しているか、又は強磁性層及び非磁性層の多
層膜構造から構成される。
/Cu/NiFe/IrMn等のスピンバルブGMR
膜、NiFe/Cu/CoFeB/Ru/CoFeB/
PdPtMn等の積層フェリスピンバルブGMR膜、N
iFe/Al2O3/NiFe/PdPtMn等のトンネ
ル接合型MR膜(TMR膜)を用いることができる。
て、第1実施形態の磁気抵抗ヘッド10の製造プロセス
について説明する。図2(A)〜図8(A)は端子幅中
央部におけるMR素子高さ方向の断面図、図2(B)〜
図8(B)は端子高さ中央部におけるMR素子幅方向
(トラック幅方向)の断面図、図2(C)〜図8(C)
は図2(B)〜図8(B)の平面図である。
Al2O3−TiC基板20上にAl 2O3からなる下地層
22、NiFeからなる下部磁気シールド24、下部電
極端子12、MR膜14及び上部電極端子16を順次成
膜する。
に、下部電極端子12、MR膜14及び上部電極端子1
6を所望の形状にパターニングする。
てから、所望の形状にフォトレジスト26をパターニン
グする。このときフォトレジスト26は図4(A)に点
線で示したように上部電極端子16よりも高さ方向が短
くても良い。
電極端子16、MR膜14及び下部電極端子12の一部
をイオンミリング等でエッチングする。このとき、後に
成膜する磁区制御膜18の表面位置が上部電極端子16
の下部位置よりも下若しくは等しくなるようにエッチン
グすることが望ましい。
16の下部位置よりも下若しくは等しくなっていれば、
下部電極端子12までエッチングしなくても良い。フォ
トレジスト26が図4(A)に示すように点線位置の場
合には、高さ方向において下部電極端子12の高さより
もMR膜14の高さが小さくなっていても良い。
に、フォトレジスト26を除去せずに磁区制御膜18を
成膜する。この磁区制御膜18としては、CoCrPt
等の高保磁力膜、PdPtMn等の反強磁性膜を用いる
ことができる。
パターニングする。フォトレジスト26の幅は、上部電
極端子16の幅と等しいか、若しくは小さくなるように
する。次にこのフォトレジスト26をマスクに、上部電
極端子16をイオンミリング等でエッチングする。
(B)に示すように上部電極端子16の幅よりも小さい
場合は、上部電極端子16の幅がMR膜14よりも小さ
くなるが、再生特性に大きな影響はないか、若しくはト
ラック幅方向の分解能が高まるため、良い再生特性が得
られる。次に、絶縁膜28を成膜する。この状態が図5
(A)〜図5(C)に示されている。
端子16の幅と同じ場合は、図7(A)〜図7(C)に
示したようになる。
iFeからなる上部磁気シールド30を成膜する。この
とき、図5(B)に示すようにフォトレジスト26の幅
が上部電極端子16の幅よりも小さい場合は、図6
(A)〜図6(C)に示したような第1実施形態の変形
例の磁気抵抗ヘッド10Aが得られる。
スト26の幅が上部電極端子16の幅と等しい場合は、
図8(A)〜図8(C)に示すような第1実施形態の磁
気抵抗ヘッド10が得られる。
16はメッキ法や蒸着法により成膜し、MR膜14、磁
区制御膜18及び絶縁膜28はスパッタリング法等によ
り成膜する。
形態の磁気抵抗ヘッド10又はその変形例10Aを製造
することにより、上下電極端子のトラック幅方向の位置
ずれを問題とすることなく、高感度なヘッド再生特性が
得られる。
磁気抵抗ヘッド10Bの概略斜視図が示されている。図
9において、上下磁気シールドは省略されている。符号
12は下部電極端子であり、X方向の第1の幅と、Y方
向の第1の高さを有している。
されている。MR膜14は第1の幅より小さい第2の幅
と、下部電極端子12の高さと同じ第1の高さを有して
いる。
されている。上部電極端子16は第2の幅より小さい第
3の幅と、第1の高さより小さい第2の高さを有してい
る。即ち、MR膜14は上部電極端子16の幅より両側
に長さLだけ広い幅を有している。
電極端子16でカバーされない部分14aは磁束をガイ
ドするバックヨークとして機能する。本実施形態の磁気
抵抗ヘッド10Bにおいては、第1実施形態で説明した
のと同様な構成のMR膜14を使用することができる。
して、本実施形態の製造プロセスについて説明する。図
10(A)〜図15(A)は端子幅中央部におけるMR
素子高さ方向の断面図、図10(B)〜図15(B)は
端子高さ中央部におけるMR素子幅方向(トラック幅方
向)の断面図、図10(C)〜図15(C)は図10
(B)〜図15(B)の平面図である。
ように、Al2O3−TiC基板20上にAl2O3からな
る下地層22、NiFeからなる下部磁気シールド2
4、下部電極端子12、MR膜14及び上部電極端子1
6を順次成膜する。
ように、下部電極端子12、MR膜14及び上部電極端
子16を所望の形状にパターニングする。
た後、所望の形状にフォトレジスト26をパターニング
する。このとき、フォトレジスト26は図12(A)中
で点線で示したように上部電極端子16よりも高さ方向
が小さくても良い。
上部電極端子16、MR膜14及び下部電極端子12の
一部をイオンミリング等でエッチングする。このとき、
後に成膜する磁区制御膜18の表面位置が上部電極端子
16の下部位置よりも下若しくは等しくなるようにエッ
チングすることが望ましい。
16の下部位置よりも下若しくは等しくなっていれば、
下部電極端子12までエッチングしなくても良い。フォ
トレジスト26が図12(A)の点線の位置の場合に
は、下部電極端子12の高さよりもMR膜14の高さが
小さくなっても良い。
ように、フォトレジスト26を除去せずに磁区制御膜1
8を成膜する。この磁区制御膜18としては、CoCr
Pt等の高保磁力膜又はPdPtMn等の反強磁性膜を
用いることができる。
パターニングする。次に、図13(A)〜図13(C)
に示すように、このフォトレジスト26をマスクに、上
部電極端子16をイオンミリング等でエッチングする。
位置合わせが難しいときには、図12(A)〜図12
(C)に示すステップのフォトレジスト26を熱等によ
り所望の距離だけ収縮させ、上部電極端子16をエッチ
ングした後、再度フォトレジストを形成し、端子高さ方
向のみの加工を行なっても良い。
絶縁膜28を成膜した後、フォトレジスト26を除去す
る。この状態が図14(A)〜図14(C)に示されて
いる。次に、上部磁気シールド30を成膜すると、図1
5(A)〜図15(C)に示すような第2実施形態の磁
気抵抗ヘッド10Bが得られる。
シールド24,30及び電極端子12,16はメッキ法
や蒸着法により成膜し、MR膜14、磁区制御膜18及
び絶縁膜28はスパッタリング法等により成膜する。
説明したプロセスにより製造したので、上下電極端子の
トラック幅方向の位置ずれを問題とすることなく、高感
度なヘッド再生特性が得られる。
と比較した本発明の効果を示す計算機シミュレーション
による電流分布図である。図16(A)は特開平10−
55512号公報に記載されたMR膜に対して上下電極
端子を小さく形成した磁気抵抗ヘッド10Cであり、図
16(B)は本発明第2実施形態の磁気抵抗ヘッド10
Bを示している。
ともNiFe/Cu/CoFeB/Ru/CoFeB/
PdPtMn/Capの積層フェリ型である。端子高さ
=0.2μm、端子幅=0.13μm、図9のL=0.
04μmである。
を比較すると、再生特性に影響を及ぼすフリー層/Cu
/ピンド層、即ち、ここではNiFe/Cu/CoFe
B層の電流分布は両構造で大きく変わらない。
録密度で、マイクロマグネティクスシミュレーションに
より、磁化分布を計算後前記電流分布と掛け合せること
で、オフトラックプロファイル計算(このオフトラック
プロファイルの半値幅を実効リードコア幅とした)、及
び孤立再生波型計算(この波形のピークツーピークを再
生出力とした)を行なった。
再生出力は、図16(A)の従来構造の場合、それぞれ
0.164μm、1530μVであるにの対し、図16
(B)の本発明の構造では、それぞれ0.169μm、
2000μVが得られた。
ないが、再生出力としては本発明構造の方が従来構造に
比べ明らかに高い値が得られ、本発明の効果を確認でき
た。
ルを示す。横軸はMR素子幅方向の位置を示しており、
縦軸は正規化された出力を示している。黒丸が図16
(A)の従来構造の場合であり、白丸が図16(B)の
本発明第2実施形態の場合である。
3実施形態の磁気抵抗ヘッドの製造プロセスについて説
明する。
O3−TiC基板20上にAl2O3からなる下地層2
2、NiFeからなる下部磁気シールド24、下部電極
端子12、MR膜14、上部電極端子膜16、プラグ電
極膜32を順次成膜する。
iFe/IrMn等のスピンバルブGMR膜、NiFe
/Cu/CoFeB/Ru/CoFeB/PdPtMn
等の積層フェリスピンバルブGMR膜、NiFe/Al
2O3/NiFe/PdPtMn等のトンネル接合型MR
膜(TMR膜)を用いることができる。プラグ電極膜3
2にはTaを使用した。
工するために、フォトレジスト34を一様に塗布してか
らパターニングし、図18(B)に示すようにフォトレ
ジスト34をマスクにしてプラグ電極膜32をエッチン
グすることで、Taプラグ電極32を形成する。
図18(C)に示すように、ステップカバレッジの良好
なSiO2等の絶縁膜36を堆積する。この絶縁膜36
を等方性エッチングによってエッチバックを行なうこと
で、図19(A)に示すようにプラグ電極32を被覆す
る形状のプラグ側壁保護絶縁膜38が形成される。
端子膜16のエッチングマスクに使用して、図19
(B)に示すように上部電極膜16を第1のイオンミリ
ングによって所定形状に加工する。
クにより第2のプラグ側壁保護絶縁膜40を形成して、
図19(C)に示すようにMR膜14を第2のイオンミ
リングによって所定の形状に加工する。
様である場合には、第1のイオンミリングによって上部
電極端子16とMR膜14を同時に加工できるため、プ
ロセスは容易となる。MR膜14の加工寸法が大きい場
合には、通常のレジストパターン形成後にイオンミリン
グ加工処理を行なっても、同様な形状を製作できる。
工程によれば、上部電極端子16及びMR膜14の加工
形状を独立に変更しながら、最も微細となる上部電極端
子16とMR膜14の位置合わせの問題を回避できる。
御膜18を一様に堆積する。磁区制御膜18としては、
CoCrPt等の高保磁力膜、又はPdPtMn等の反
強磁性膜を使用可能である。
厚になるように、フォトレジストパターン形成後に磁区
制御膜18をイオンミリングによるエッチバックを行な
う。次いで、SiO2又はAl2O3等の層間絶縁膜42
を堆積し、エッチバック又はケミカル・メカニカル・ポ
リッシング(CMP)によって層間絶縁膜42を平坦化
する。
ホール44を層間絶縁膜42に形成し、図20(C)に
示すようにNiFeからなる上部磁気シールド30を形
成することで、第3実施形態の磁気抵抗ヘッド10Dが
完成する。
上部磁気シールド30に直接接続され、上部電極端子1
6はプラグ電極32を介して上部磁気シールド30に接
続される。
1磁気シールドと、該第1磁気シールド上に配置された
第1の幅を有する第1電極端子と、該第1電極端子上に
配置された前記第1の幅以下の第2の幅を有する磁気抵
抗膜と、該磁気抵抗膜上に配置された前記第2の幅以下
の第3の幅を有する第2電極端子と、該第2電極端子上
に配置された第2磁気シールドと、を具備したことを特
徴とする磁気抵抗ヘッド。
された軸制御膜を更に具備した付記1記載の磁気抵抗ヘ
ッド。
上に配置された基板を更に具備した付記1記載の磁気抵
抗ヘッド。
磁気シールドとを接続するプラグ電極と、該プラグ電極
の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を更に具備した付記
1記載の磁気抵抗ヘッド。
一つの低抵抗膜と、該低抵抗膜を挟んだ少なくとも2つ
の強磁性膜を含んでおり、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁
場により変化する付記1記載の磁気抵抗ヘッド。
ネル接合構造を有しており、該磁気抵抗膜の電気抵抗が
磁場により変化する付記1記載の磁気抵抗ヘッド。
び非磁性層の多層膜構造から構成され、該磁気抵抗膜の
電気抵抗が磁場により変化する付記1記載の磁気抵抗ヘ
ッド。
より小さく、前記第3の幅は前記第2の幅より小さい付
記1記載の磁気抵抗ヘッド。
1の幅を有する第1磁気シールドを兼ねた第1電極端子
と、該第1電極端子上に配置された前記第1の幅以下の
第2の幅を有する磁気抵抗膜と、該磁気抵抗膜上に配置
された前記第2の幅以下の第3の幅を有する第2電極端
子と、該第2電極端子上に配置された第2磁気シールド
と、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
第1磁気シールドと、該第1磁気シールド上に配置され
た第1の高さを有する第1電極端子と、該第1電極端子
上に配置された前記第1の高さ以下の第2の高さを有す
る磁気抵抗膜と、該磁気抵抗膜上に配置された前記第2
の高さ以下の第3の高さを有する第2電極端子と、該第
2電極端子上に配置された第2磁気シールドと、を具備
したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
置された軸制御膜を更に具備した付記10記載の磁気抵
抗ヘッド。
の上に配置された基板を更に具備した付記10記載の磁
気抵抗ヘッド。
2磁気シールドとを接続するプラグ電極と、該プラグ電
極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を更に具備した付
記10記載の磁気抵抗ヘッド。
も一つの低抵抗膜と、該低抵抗膜を挟んだ少なくとも2
つの強磁性膜を含んでおり、該磁気抵抗膜の電気抵抗が
磁場により変化する付記10記載の磁気抵抗ヘッド。
ンネル接合構造を有しており、該磁気抵抗膜の電気抵抗
が磁場により変化する付記10記載の磁気抵抗ヘッド。
及び非磁性層の多層膜構造から構成され、該磁気抵抗膜
の電気抵抗が磁場により変化する付記10記載の磁気抵
抗ヘッド。
の高さより小さく、前記第3の高さは前記第2の高さよ
り小さい付記10記載の磁気抵抗ヘッド。
第1の高さを有する第1磁気シールドを兼ねた第1電極
端子と、該第1電極端子上に配置された前記第1の高さ
以下の第2の高さを有する磁気抵抗膜と、該磁気抵抗膜
上に配置された前記第2の高さ以下の第3の高さを有す
る第2電極端子と、該第2電極端子上に配置された第2
磁気シールドと、を具備したことを特徴とする磁気抵抗
ヘッド。
であって、第1磁気シールドを形成し、該第1磁気シー
ルド上に第1電極端子を形成し、該第1電極端子上に磁
気抵抗膜を形成し、該磁気抵抗膜上に第2電極端子膜を
形成し、該第2電極端子膜上にプラグ電極膜を形成し、
該プラグ電極膜上にホトレジストを塗布し、該ホトレジ
ストを所望パターンにパターニングし、前記パターニン
グされたホトレジストをマスクにして前記プラグ電極膜
をエッチングして所望形状のプラグ電極を形成し、前記
ホトレジストを剥離した後、前記プラグ電極を覆うよう
に前記第2電極端子膜上に第1絶縁膜を堆積し、該第1
絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なう
ことにより、前記プラグ電極を被覆する第1プラグ側壁
保護絶縁膜を形成し、前記第1プラグ側壁保護絶縁膜を
エッチングマスクとして、前記第2電極端子膜をイオン
ミリングによって所望の形状に加工して第2電極端子を
形成し、前記第1プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前
記磁気抵抗膜上に第2絶縁膜を堆積し、該第2絶縁膜を
等方性エッチングによりエッチバックを行なうことによ
り、前記第1プラグ側壁保護絶縁膜を被膜する第2プラ
グ側壁保護絶縁膜を形成し、前記第2プラグ側壁保護絶
縁膜をエッチングマスクとして、前記磁気抵抗膜を所望
形状に加工する、各ステップからなることを特徴とする
磁気抵抗ヘッドの製造方法。
に加工した後、前記第2プラグ側壁保護絶縁膜を覆うよ
うに前記第1電極端子上に軸制御膜を堆積し、イオンミ
リングによるエッチバックを行なって、前記軸制御膜を
所定の形状及び膜厚に加工し、前記第1電極端子及び前
記軸制御膜上に層間絶縁膜を堆積し、該層間絶縁膜を平
坦化し、該層間絶縁膜に前記第1電極端子のためのスル
ーホールを形成し、前記層間絶縁膜上に第2磁気シール
ドを形成してパターニングするステップを更に具備し、
これにより前記第2電極端子と前記第2磁気シールドを
前記プラグ電極を介して接続し、前記第1電極端子と前
記第2磁気シールドを前記スルーホール内で直接接続す
る付記19記載の磁気抵抗ヘッドの製造方法。
幅を有し、前記磁気抵抗膜は前記第1の幅以下の第2の
幅を有し、前記第2電極端子は前記第2の幅以下の第3
の幅を有している付記19記載の磁気抵抗ヘッドの製造
方法。
る。
抗膜の高さや幅に対して大きくすることが可能であるた
め、下部電極端子と上部電極端子の位置合わせ、更に下
部電極端子と磁気抵抗膜の位置合わせ精度が殆ど必要な
いため、磁気抵抗ヘッドの製造が容易である。
抗膜の高さや幅と等しくする場合は、同時に加工するこ
とが可能であるため、磁気抵抗ヘッドの製造が容易であ
る。
抗膜の高さや幅に対して小さく形成することで、MR膜
を流れるセンス電流の断面積を小さくすることができる
ため、CPP構造の特性から高い再生出力が得られる。
抗膜の高さや幅に対して小さくする場合には、フォトレ
ジストの収縮等のプロセス技術によりセルフアライメン
トが可能であり、位置合わせの必要がないため、磁気抵
抗ヘッドの製造が容易である。
さくした従来構造に比べ、本発明の片側電極端子のみを
磁気抵抗膜よりも小さくした構造では、電流集中が起き
るため、より高い再生出力が得られる。
絶縁膜を形成し、この絶縁膜を上部電極端子膜及びMR
膜のエッチングマスクに使用する実施形態では、セルフ
アラインコンタクトプロセスとなるため、MR膜とコン
タクトホールの位置合わせの課題を回避でき、且つ上部
磁気シールドと上部電極端子をプラグ電極で接続してい
るため、電気的に安定した接続が可能となる (7) よって、微細構造の磁気抵抗ヘッドを容易に且
つ歩留まり良く製造することができ、製造された磁気抵
抗ヘッドはバルクハウゼンノイズのない高い再生信号を
得ることができる。
視図である。
プロセスを示す図である。
プロセスを示す図である。
プロセスを示す図である。
プロセスを示す図である。
プロセスを示す図である。
プロセスを示す図である。
プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
ュレーションによる電流分布を示す図である。
施形態の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
の製造プロセスを示す図である。
Claims (8)
- 【請求項1】 磁気抵抗ヘッドであって、 第1磁気シールドと、 該第1磁気シールド上に配置された第1の幅を有する第
1電極端子と、 該第1電極端子上に配置された前記第1の幅以下の第2
の幅を有する磁気抵抗膜と、 該磁気抵抗膜上に配置された前記第2の幅以下の第3の
幅を有する第2電極端子と、 該第2電極端子上に配置された第2磁気シールドと、 を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。 - 【請求項2】 前記第2電極端子と前記第2磁気シール
ドとを接続するプラグ電極と、 該プラグ電極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を更に
具備した請求項1記載の磁気抵抗ヘッド。 - 【請求項3】 磁気抵抗ヘッドであって、 第1の幅を有する第1磁気シールドを兼ねた第1電極端
子と、 該第1電極端子上に配置された前記第1の幅以下の第2
の幅を有する磁気抵抗膜と、 該磁気抵抗膜上に配置された前記第2の幅以下の第3の
幅を有する第2電極端子と、 該第2電極端子上に配置された第2磁気シールドと、 を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。 - 【請求項4】 磁気抵抗ヘッドであって、 第1磁気シールドと、 該第1磁気シールド上に配置された第1の高さを有する
第1電極端子と、 該第1電極端子上に配置された前記第1の高さ以下の第
2の高さを有する磁気抵抗膜と、 該磁気抵抗膜上に配置された前記第2の高さ以下の第3
の高さを有する第2電極端子と、 該第2電極端子上に配置された第2磁気シールドと、 を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。 - 【請求項5】 前記第2電極端子と前記第2磁気シール
ドとを接続するプラグ電極と、 該プラグ電極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を更に
具備した請求項4記載の磁気抵抗ヘッド。 - 【請求項6】 磁気抵抗ヘッドであって、 第1の高さを有する第1磁気シールドを兼ねた第1電極
端子と、 該第1電極端子上に配置された前記第1の高さ以下の第
2の高さを有する磁気抵抗膜と、 該磁気抵抗膜上に配置された前記第2の高さ以下の第3
の高さを有する第2電極端子と、 該第2電極端子上に配置された第2磁気シールドと、 を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。 - 【請求項7】 磁気抵抗ヘッドの製造方法であって、 第1磁気シールドを形成し、 該第1磁気シールド上に第1電極端子を形成し、 該第1電極端子上に磁気抵抗膜を形成し、 該磁気抵抗膜上に第2電極端子膜を形成し、 該第2電極端子膜上にプラグ電極膜を形成し、 該プラグ電極膜上にホトレジストを塗布し、 該ホトレジストを所望パターンにパターニングし、 前記パターニングされたホトレジストをマスクにして前
記プラグ電極膜をエッチングして所望形状のプラグ電極
を形成し、 前記ホトレジストを剥離した後、前記プラグ電極を覆う
ように前記第2電極端子膜上に第1絶縁膜を堆積し、 該第1絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを
行なうことにより、前記プラグ電極を被覆する第1プラ
グ側壁保護絶縁膜を形成し、 前記第1プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとし
て、前記第2電極端子膜をイオンミリングによって所望
の形状に加工して第2電極端子を形成し、 前記第1プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記磁気抵
抗膜上に第2絶縁膜を堆積し、 該第2絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを
行なうことにより、前記第1プラグ側壁保護絶縁膜を被
膜する第2プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、 前記第2プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとし
て、前記磁気抵抗膜を所望形状に加工する、 各ステップからなることを特徴とする磁気抵抗ヘッドの
製造方法。 - 【請求項8】 前記磁気抵抗膜を所望形状に加工した
後、前記第2プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記第
1電極端子上に軸制御膜を堆積し、 イオンミリングによるエッチバックを行なって、前記軸
制御膜を所定の形状及び膜厚に加工し、 前記第1電極端子及び前記軸制御膜上に層間絶縁膜を堆
積し、 該層間絶縁膜を平坦化し、 該層間絶縁膜に前記第1電極端子のためのスルーホール
を形成し、 前記層間絶縁膜上に第2磁気シールドを形成してパター
ニングするステップを更に具備し、 これにより前記第2電極端子と前記第2磁気シールドを
前記プラグ電極を介して接続し、前記第1電極端子と前
記第2磁気シールドを前記スルーホール内で直接接続す
る請求項7記載の磁気抵抗ヘッドの製造方法。
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