JP2003338014A - 磁気抵抗効果装置およびその製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果装置およびその製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドの感
度、出力および出力安定性を向上させる。 【解決手段】 薄膜磁気ヘッドの再生ヘッドは、ＭＲ素
子５と、ＭＲ素子５の各側部に隣接するように配置され
た一対のバイアス磁界印加層６と、バイアス磁界印加層
６の上に配置されると共にＭＲ素子５にオーバーラップ
している一対の電極層７とを有している。電極層７は、
保護層を介してＭＲ素子５の上面の一部に重なるように
配置された第１層７ａと、この第１層７ａに部分的に重
なるように配置された第２層７ｂとを有している。再生
ヘッドの製造方法では、ＭＲ素子５となる素子用膜の上
に保護層を形成した後、保護層が大気に暴露される工程
を途中に含むことなく連続的に、第１層７ａとなる第１
の電極用膜を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
を有する磁気抵抗効果装置およびその製造方法、ならび
に磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度
の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ
ている。特に、ここ数年は、ハードディスク装置の面記
録密度は、１年で約２倍となるペースで増え続け、最近
では１００ギガビット/（インチ）２以上の面記録密度
が求められている。
【０００３】薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁
気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resistive）素
子とも記す。）を有する再生ヘッドと書き込み用の誘導
型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の
複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【０００４】ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗（Anis
otropic Magneto-resistive）効果を用いたＡＭＲ素子
や、巨大磁気抵抗（Giant Magneto-resistive ）効果を
用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗（Tunnel-type
Magnetoresistive）効果を用いたＴＭＲ素子等がある。
【０００５】再生ヘッドの特性としては、高感度および
高出力であることが要求される。この要求を満たす再生
ヘッドとして、既に、スピンバルブ型ＧＭＲ素子を用い
たＧＭＲヘッドが量産されている。
【０００６】スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、一般的に、
互いに反対側を向く２つの面を有する非磁性導電層と、
この非磁性導電層の一方の面に隣接するように配置さ
れ、記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化
するフリー層と、非磁性導電層の他方の面に隣接するよ
うに配置され、磁化の方向が固定されたピンド層と、こ
のピンド層における非磁性導電層とは反対側の面に隣接
するように配置され、ピンド層における磁化の方向を固
定する反強磁性層とを備えている。フリー層とピンド層
は共に強磁性層よりなる。フリー層の電気抵抗値は、フ
リー層における磁化の方向によって変化する。スピンバ
ルブ型ＧＭＲ素子は、フリー層の電気抵抗値の変化を利
用して、記録媒体に磁気的に記録されたデータを再生す
る。
【０００７】再生ヘッドの特性としては、更に、バルク
ハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウ
ゼンノイズは、ＭＲ素子における磁区の磁壁の移動に起
因して発生するノイズである。このバルクハウゼンノイ
ズが発生すると、出力が急激に変化するため、信号対雑
音比（ＳＮ比）の低下、エラーレートの増加をまねく。
【０００８】バルクハウゼンノイズを低減する手段とし
ては、ＭＲ素子に対して長手方向にバイアス磁界（以
下、縦バイアス磁界とも言う。）を印加することが行わ
れている。ＭＲ素子に対する縦バイアス磁界の印加は、
例えば、ＭＲ素子の両側に、強磁性層と反強磁性層との
積層体や永久磁石等によって構成されたバイアス磁界印
加層を配置することによって行われる。
【０００９】ＭＲ素子の両側にバイアス磁界印加層を配
置した構造の再生ヘッドでは、一般的に、ＭＲ素子に信
号検出用の電流（以下、センス電流と言う。）を流すた
めの一対の電極層は、バイアス磁界印加層に接するよう
に配置される。
【００１０】また、一般的に、ＭＲ素子は、下部シール
ド層と上部シールド層とによって挟まれるように配置さ
れる。ＭＲ素子と下部シールド層との間には、絶縁膜で
ある下部シールドギャップ膜が配置される。同様に、Ｍ
Ｒ素子と上部シールド層との間には、絶縁膜である上部
シールドギャップ膜が配置される。ＭＲ素子と下部シー
ルドギャップ膜との間には、ＭＲ素子を構成する磁性層
の配向性向上や磁気特性向上のために、下地層が配置さ
れる場合がある。この下地層の材料としては、例えばＴ
ａまたはＣｒ化合物が用いられる。また、ＭＲ素子と上
部シールドギャップ膜との間には、ＭＲ素子を構成する
膜を形成した後の工程において、この膜を保護するため
の保護層が配置される場合がある。この保護層の材料と
しては、例えばＴａが用いられる。
【００１１】ここで、図２５ないし図２８を参照して、
再生ヘッドの製造方法の一例について説明する。この製
造方法では、まず、図２５に示したように、例えばＮｉ
Ｆｅよりなる下部シールド層１０３の上に、例えばアル
ミナ（Ａｌ２Ｏ３）よりなる下部シールドギャップ膜１
０４を形成する。次に、下部シールドギャップ膜１０４
の上に下地層１０５を形成する。次に、下地層１０５の
上に、ＭＲ素子を形成するためのＭＲ素子用膜１０６Ｐ
を形成する。次に、ＭＲ素子用膜１０６Ｐの上に保護層
１０７を形成する。次に、保護層１０７の上に、エッチ
ングによってＭＲ素子用膜１０６Ｐをパターニングする
ためのマスク１０８を形成する。このマスク１０８は、
フォトリソグラフィによってパターニングされたフォト
レジスト層によって形成される。また、マスク１０８
は、リフトオフしやすいように、断面がＴ形となる形
状、すなわち底部に近い部分の幅が上部に近い部分の幅
よりも小さい形状に形成される。
【００１２】次に、図２６に示したように、例えば、イ
オンビームの進行方向が下部シールド層１０３の上面に
垂直な方向に対して５〜１０°の角度をなすようにイオ
ンビームエッチングを行って、保護層１０７、ＭＲ素子
用膜１０６Ｐおよび下地層１０５を部分的にエッチング
する。これにより、保護層１０７、ＭＲ素子用膜１０６
Ｐおよび下地層１０５がパターニングされる。パターニ
ングされたＭＲ素子用膜１０６ＰはＭＲ素子１０６とな
る。
【００１３】次に、図２７に示したように、マスク１０
８を残したまま、ここまでの工程で得られた積層体の上
面全体の上に、スパッタ法によって、バイアス磁界印加
層を形成するための硬磁性層１０９Ｐを形成する。硬磁
性層１０９Ｐは例えばＣｏＰｔによって形成される。次
に、マスク１０８をリフトオフする。これにより残った
硬磁性層１０９Ｐによって、一対のバイアス磁界印加層
１０９が形成される。
【００１４】次に、図２８に示したように、一対のバイ
アス磁界印加層１０９の上に、一対の電極層１１０を形
成する。電極層１１０は、例えばＡｕとＴａの積層膜よ
りなる。次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミ
ナよりなる上部シールドギャップ膜１１１を形成する。
次に、図示しないが、積層体の上面全体の上に、上部シ
ールド層を形成する。
【００１５】ところで、例えば特許文献１および２に記
載されているように、ＭＲ素子の両側にバイアス磁界印
加層を配置すると、ＭＲ素子においてバイアス磁界印加
層に隣接する端部近傍に、バイアス磁界印加層からの磁
界によって磁化の方向の変化が制限されて感度が低下す
る領域（以下、感度低下領域と言う。）が生じることが
知られている。そのため、電極層をＭＲ素子に重ならな
いように配置した場合には、センス電流が感度低下領域
を通過するため、再生ヘッドの出力が低下するという問
題があった。この問題は、再生ヘッドのトラック幅が小
さくなるほど顕著になる。
【００１６】この問題を解決するために、例えば特許文
献１および２に記載されているように、電極層をＭＲ素
子に部分的に重なる（以下、オーバーラップすると言
う。）ように配置することが行われている。このよう
に、再生ヘッドを、ＭＲ素子の両側にバイアス磁界印加
層を配置すると共に電極層をＭＲ素子にオーバーラップ
するように配置した構造（以下、電極層オーバーラップ
構造と言う。）とすることによって、再生ヘッドの出力
の低下を防止しながら、バルクハウゼンノイズを低減す
ることが可能になる。
【００１７】ここで、図２９ないし図３１を参照して、
電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドの製造方法の一
例について説明する。この製造方法では、バイアス磁界
印加層１０９を形成する工程までは、図２５ないし図２
７を参照して説明した工程と同様である。
【００１８】この製造方法では、次に、図２９に示した
ように、マスク１０８をリフトオフした後、保護層１０
７の上に、リフトオフ法によって電極層を形成するため
のマスク１１２を形成する。このマスク１１２は、フォ
トリソグラフィによってパターニングされたフォトレジ
スト層によって形成される。また、マスク１１２は、図
２５ないし図２７に示したマスク１０８に比べて幅が小
さくなっている。また、マスク１１２は、リフトオフし
やすいように、断面がＴ形となる形状に形成される。
【００１９】次に、図３０に示したように、積層体の上
面全体の上に、スパッタ法によって電極層を形成するた
めの電極用膜１１３Ｐを形成する。この電極用膜１１３
Ｐは、例えばＡｕとＴａの積層膜よりなる。
【００２０】次に、図３１に示したように、マスク１１
２をリフトオフする。これにより残った電極用膜１１３
Ｐによって、一対の電極層１１３が形成される。電極層
１１３は、ＭＲ素子１０６にオーバーラップするように
配置される。その後、図示しないが、積層体の上面全体
の上に、上部シールドギャップ膜と上部シールド層を、
順に形成する。このようにして製造される再生ヘッドで
は、一対の電極層１１３の間隔が再生ヘッドの光学的な
トラック幅となる。
【００２１】
【特許文献１】特開平１１−２２４４１１号公報（第３
−５ページ、図１−３）
【特許文献２】特開２０００−７６６２９号公報（第
５，６ページ、図１，３，５）
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】図２９ないし図３１に
示した再生ヘッドの製造方法では、ＭＲ素子１０６の幅
および一対のバイアス磁界印加層１０９の間隔を決定す
るマスク１０８と、一対の電極層１１３の間隔の間隔を
決定するマスク１１２の２つのマスクが必要になる。通
常、電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドでは、電極
層１１３は、バイアス磁界印加層１０９の端部からＭＲ
素子１０６の幅方向の中央部に向けて、例えば０．１〜
０．２μｍの幅だけオーバーラップするように形成され
る。また、２つの電極層１１３のオーバーラップ量は同
じになるように制御される。従って、マスク１０８，１
１２の位置合わせが非常に重要になる。
【００２３】しかし、図２９ないし図３１に示した再生
ヘッドの製造方法では、マスク１０８を用いてＭＲ素子
１０６およびバイアス磁界印加層１０９をパターニング
し、マスク１１２を用いて電極層１１３をパターニング
する。そのため、この製造方法では、２つの電極層１１
３を、設計通りの位置に配置することは非常に難しい。
その結果、この製造方法では、例えば、実際のトラック
幅が設計値と異なる場合があるという問題点や、少なく
とも一方の電極層１１３のオーバーラップ量が設計値よ
りも小さくなって、電極層オーバーラップ構造による再
生ヘッドの出力低下防止効果が低下する場合があるとい
う問題点がある。
【００２４】上記の問題点を解決するために、次に説明
するような再生ヘッドの製造方法を用いることが考えら
れる。この製造方法では、１つのマスクを用いて、自己
整合的にＭＲ素子、バイアス磁界印加層および電極層を
パターニングする。この製造方法を、図３２ないし図３
４を参照して説明する。この製造方法では、保護層１０
７を形成する工程までは、図２５を参照して説明した工
程と同様である。
【００２５】この製造方法では、次に、図３２に示した
ように、保護層１０７の上に、ＭＲ素子、バイアス磁界
印加層および電極層をパターニングするためのマスク１
１４を形成する。このマスク１１４は、フォトリソグラ
フィによってパターニングされたフォトレジスト層によ
って形成される。また、マスク１１４は、リフトオフし
やすいように、断面がＴ形となる形状に形成される。以
下、マスク１１４のうち、底部に近く幅が小さい部分を
根元部と言う。
【００２６】次に、例えば、イオンビームの進行方向が
下部シールド層１０３の上面に垂直な方向に対して５〜
１０°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行
って、保護層１０７、ＭＲ素子用膜１０６Ｐおよび下地
層１０５を部分的にエッチングする。これにより、保護
層１０７、ＭＲ素子用膜１０６Ｐおよび下地層１０５が
パターニングされる。パターニングされたＭＲ素子用膜
１０６ＰはＭＲ素子１０６となる。
【００２７】次に、イオンビームの進行方向が下部シー
ルド層１０３の上面に垂直な方向に対して０〜５°の角
度をなすようにイオンビームデポジションを行って、積
層体の上面全体の上に、バイアス磁界印加層を形成する
ための硬磁性層１０９Ｐを形成する。硬磁性層１０９Ｐ
は例えばＣｏＰｔによって形成される。なお、図３２中
の矢印はイオンビームを表わしている。
【００２８】次に、図３３に示したように、マスク１１
４を残したまま、イオンビームの進行方向が下部シール
ド層１０３の上面に垂直な方向に対して４５°の角度を
なすようにイオンビームデポジションを行って、積層体
の上面全体の上に、電極層を形成するための電極用膜１
１３Ｐを形成する。この電極用膜１１３Ｐは、例えばＡ
ｕよりなる。保護層１０７の上において、電極用膜１１
３Ｐは、マスク１１４の根元部近傍の位置まで形成され
る。なお、図３３中の矢印はイオンビームを表わしてい
る。
【００２９】次に、図３４に示したように、マスク１１
４をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層１０
９Ｐによって一対のバイアス磁界印加層１０９が形成さ
れ、残った電極用膜１１３Ｐによって一対の電極層１１
３が形成される。次に、積層体の上面全体の上に、例え
ばアルミナよりなる上部シールドギャップ膜１１５を形
成する。次に、図示しないが、積層体の上面全体の上
に、上部シールド層を形成する。
【００３０】図３２ないし図３４に示した製造方法によ
れば、図２９ないし図３１に示した製造方法における問
題点を解決することができる。しかしながら、図３２な
いし図３４に示した製造方法では、以下のような２つの
問題点がある。
【００３１】まず、図３５を参照して第１の問題点につ
いて説明する。図３５は、図３２ないし図３４に示した
製造方法によって製造される再生ヘッドを詳しく示す断
面図である。図３２ないし図３４に示した製造方法で
は、図３３に示したイオンビームデポジションの際に、
保護層１０７の上において、マスク１１４の根元部近傍
の部分にはイオンビームが当たりにくい。そのため、図
３５に示したように、電極層１１３のうち保護層１０７
の上に形成される部分は、他の部分に比べて薄くなる。
【００３２】また、図３２ないし図３４に示した製造方
法では、保護層１０７が形成された後、この保護層１０
７の上にマスク１１４を形成するために、積層体が大気
に暴露される。その結果、保護層１０７の上面側の一部
が酸化されて酸化層１１７が形成される。保護層１０７
がＴａよりなる場合、酸化層１１７はＴａＯ２よりな
る。
【００３３】これらのことから、図３２ないし図３４に
示した製造方法によって製造された再生ヘッドでは、電
極層１１３のうちの保護層１０７の上に配置された部分
の近傍では、電極層１１３とＭＲ素子１０６との間のオ
ーミック抵抗が大きくなる。その結果、この再生ヘッド
では、電極層１１３のうちの保護層１０７の上に配置さ
れた部分とＭＲ素子１０６との間で電流が流れにくくな
り、電極層オーバーラップ構造による再生ヘッドの出力
低下防止効果が低下するという問題点がある。
【００３４】上記の問題点を解決するために、電極用膜
１１３Ｐを形成する前に、マスク１１４の根元部近傍に
おける酸化層１１７をドライエッチングによって除去す
ることが考えられる。この場合には、酸化層１１７の除
去を容易に行うことができるようにするために、断面が
Ｔ形のマスク１１４の根元部の高さを大きくすることが
好ましい。しかしながら、そうすると、以下のような問
題点が発生する。
【００３５】この問題点について、図３６および図３７
を参照して説明する。図３６は、図３３に示した工程に
よって電極用膜１１３Ｐを形成した後の積層体を詳しく
示す断面図である。図３６に示したように、イオンビー
ムデポジションによって、マスク１１４の根元部の側面
にも電極用膜１１３Ｐが形成される。以下、電極用膜１
１３Ｐのうち、マスク１１４の根元部の側面に形成され
た部分を側壁部１１８と言う。
【００３６】図３７に示したように、マスク１１４をリ
フトオフすると、保護層１０７の上に、導電性の側壁部
１１８が残る。この側壁部１１８は、上部シールド層と
接触して、上部シールド層とＭＲ素子１０６との短絡を
引き起こす。
【００３７】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、読み出し用のトラック幅が小さくて
も、このトラック幅を精度よく決定することができ、且
つ感度、出力および出力安定性を向上させることができ
るようにした磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドな
らびにそれらの製造方法を提供することにある。
【００３８】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果装
置は、互いに反対側を向く２つの面と、２つの側部とを
有する磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の各側部
に隣接するように配置され、磁気抵抗効果素子に対して
バイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
つ磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように
配置され、磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流
を流す一対の電極層とを備えている。
【００３９】本発明の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対
向する媒体対向面と、互いに反対側を向く２つの面と、
２つの側部とを有し、媒体対向面の近傍に配置された磁
気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の各側部に隣接す
るように配置され、磁気抵抗効果素子に対してバイアス
磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、それぞれ
各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵
抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置さ
れ、磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す
一対の電極層とを備えている。
【００４０】本発明の磁気抵抗効果装置または薄膜磁気
ヘッドにおいて、各電極層は、磁気抵抗効果素子の一方
の面の一部に重なるように配置された第１層と、第１層
に部分的に重なるように配置され、且つ第１層に電気的
に接続された第２層とを有する。
【００４１】本発明の磁気抵抗効果装置または薄膜磁気
ヘッドによれば、電極層を形成する際に、磁気抵抗効果
素子の上に、電極層の第１層となる電極用膜を形成した
後、この電極用膜の上に第２層を形成し、この第２層を
マスクとして用いて、エッチングによって電極用膜をパ
ターニングして第１層を形成することが可能になる。
【００４２】本発明の磁気抵抗効果装置または薄膜磁気
ヘッドは、更に、磁気抵抗効果素子の一方の面と第１層
との間に配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層
を備えていてもよい。
【００４３】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法によ
って製造される磁気抵抗効果装置は、互いに反対側を向
く２つの面と、２つの側部とを有する磁気抵抗効果素子
と、磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
れ、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する
一対のバイアス磁界印加層と、それぞれ各バイアス磁界
印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵抗効果素子の一
方の面に部分的に重なるように配置され、磁気抵抗効果
素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層と、
磁気抵抗効果素子の一方の面と電極層との間に配置さ
れ、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備え、各電
極層は、保護層を介して磁気抵抗効果素子の一方の面の
一部に重なるように配置された第１層と、第１層に電気
的に接続された第２層とを有するものである。
【００４４】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法によっ
て製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒
体対向面と、互いに反対側を向く２つの面と、２つの側
部とを有し、媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効
果素子と、磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように
配置され、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印
加する一対のバイアス磁界印加層と、それぞれ各バイア
ス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵抗効果素
子の一方の面に部分的に重なるように配置され、磁気抵
抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極
層と、磁気抵抗効果素子の一方の面と電極層との間に配
置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備え、
各電極層は、保護層を介して磁気抵抗効果素子の一方の
面の一部に重なるように配置された第１層と、第１層に
電気的に接続された第２層とを有するものである。
【００４５】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁気抵抗効果素子とな
る素子用膜を形成する工程と、素子用膜の上に保護層を
形成する工程と、保護層の上に電極層の第１層となる第
１の電極用膜を形成する工程と、バイアス磁界印加層を
形成する工程と、バイアス磁界印加層を形成する工程の
後で、電極層の第２層を形成する工程とを備え、第１の
電極用膜を形成する工程は、保護層を形成する工程の後
で、保護層が大気に暴露される工程を途中に含むことな
く連続的に第１の電極用膜を形成するものである。
【００４６】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、第１の電極用膜
を形成する工程の後で、第１の電極用膜の上に、エッチ
ングによって第１の電極用膜、保護層および素子用膜を
パターニングするためのマスクを形成する工程と、この
マスクを用いて、エッチングによって第１の電極用膜、
保護層および素子用膜をパターニングする工程とを備え
ていてもよい。この場合、バイアス磁界印加層を形成す
る工程は、マスクを残したまま、バイアス磁界印加層を
形成してもよい。更に、第２層を形成する工程は、マス
クを残したまま、第２層を形成してもよい。
【００４７】また、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方
法または薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第２層は
第１層に部分的に重なるように配置されてもよい。この
場合、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜
磁気ヘッドの製造方法は、更に、第１層を形成するため
に、第２層をマスクとして用いて、エッチングによって
第１の電極用膜をパターニングする工程を備えていても
よい。あるいは、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法
または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、第２層を覆
うように被覆層を形成する工程と、第１層を形成するた
めに、被覆層をマスクとして用いて、エッチングによっ
て第１の電極用膜をパターニングする工程を備えていて
もよい。
【００４８】また、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方
法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、バイアス
磁界印加層を形成する工程と第２層を形成する工程との
間において、バイアス磁界印加層のうち、第１の電極用
膜の上に重なっている部分を選択的に除去する工程を備
えていてもよい。
【００４９】
【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。 ［第１の実施の形態］まず、図１および図２を参照し
て、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドお
よびその製造方法について説明する。図１は薄膜磁気ヘ
ッドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示
し、図２は薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面および基
板の上面に垂直な断面を示している。
【００５０】本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法では、まず、例えばアルミニウムオキサイド・チタ
ニウムカーバイド（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）よりなる基板１
の上に、例えばアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）よりなる絶縁層２
を形成する。次に、絶縁層２の上に、パーマロイ（Ｎｉ
Ｆｅ）等の磁性材料よりなる下部シールド層３を形成す
る。下部シールド層３は、例えば、フォトレジスト膜を
マスクにして、めっき法によって、絶縁層２の上に選択
的に形成する。次に、図示しないが、ここまでの工程で
得られた積層体の上面全体の上に、例えばアルミナより
なる絶縁層を形成し、例えば化学機械研磨（以下、ＣＭ
Ｐと記す。）によって、下部シールド層３が露出するま
で研磨して、表面を平坦化処理する。次に、下部シール
ド層３の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜
４を形成する。
【００５１】次に、下部シールドギャップ膜４の上に、
磁気的信号検出用のＭＲ素子５と、ＭＲ素子５に対して
縦バイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層６
と、ＭＲ素子５に電気的に接続される一対の電極層７と
を形成する。ＭＲ素子５は、後述するエアベアリング面
３０が形成される位置の近傍に配置される。また、ＭＲ
素子５は、互いに反対側を向く２つの面と、２つの側部
とを有している。各バイアス磁界印加層６は、下部シー
ルドギャップ膜４の上においてＭＲ素子５の各側部に隣
接するように配置される。
【００５２】電極層７は、ＭＲ素子５に対して信号検出
用の電流（センス電流）を流す。各電極層７は、各バイ
アス磁界印加層６の一方の面（上面）に隣接し、且つＭ
Ｒ素子５の一方の面（上面）にオーバーラップするよう
に配置されている。また、各電極層７は、ＭＲ素子５の
一方の面の一部に重なるように配置された第１層７ａ
と、第１層７ａに部分的に重なるように配置された第２
層７ｂとを有している。第２層７ｂは、第１層７ａに電
気的に接続されている。第１層７ａと第２層７ｂはいず
れも導電性の材料によって形成される。なお、第１層７
ａの材料と第２層７ｂの材料は同じでもよいし、異なっ
ていてもよい。なお、ＭＲ素子５、バイアス磁界印加層
６および電極層７の形成方法については、後で詳しく説
明する。
【００５３】次に、積層体の上面全体の上に、絶縁膜と
しての上部シールドギャップ膜８を形成する。次に、上
部シールドギャップ膜８の上に、磁性材料よりなる上部
シールド層９を選択的に形成する。次に、図示しない
が、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる
絶縁層を形成し、例えばＣＭＰによって、上部シールド
層９が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。
【００５４】次に、積層体の上面全体の上に、例えばア
ルミナよりなる絶縁層１０を形成する。次に、絶縁層１
０の上に、下部磁極層１１の第１の層１１ａを形成す
る。次に、この第１の層１１ａの上に、下部磁極層１１
の第２の層１１ｂおよび第３の層１１ｃを形成する。第
１の層１１ａ、第２の層１１ｂおよび第３の層１１ｃ
は、いずれも磁性材料によって形成される。第２の層１
１ｂは、下部磁極層１１の磁極部分を形成し、第１の層
１１ａの後述する記録ギャップ層側（図２において上
側）の面に接続される。第３の層１１ｃは、第１の層１
１ａと後述する上部磁極層とを接続するための部分であ
り、後述する薄膜コイルの中心の近傍の位置に配置され
る。第２の層１１ｂのうち上部磁極層と対向する部分に
おけるエアベアリング面３０とは反対側の端部の位置
は、スロートハイトを規定する。スロートハイトとは、
２つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分、
すなわち磁極部分の、エアベアリング面３０側の端部か
ら反対側の端部までの長さ（高さ）をいう。
【００５５】次に、積層体の上面全体の上に、例えばア
ルミナよりなる絶縁膜１２を形成する。次に、絶縁膜１
２のうち、第１の層１１ａの上に配置された部分の上
に、例えば銅（Ｃｕ）よりなる薄膜コイル１３を形成す
る。この薄膜コイル１３は、例えばフレームめっき法に
よって形成される。なお、図２において、符号１３ａ
は、薄膜コイル１３を、後述するリードと接続するため
の接続部を示している。
【００５６】次に、積層体の上面全体の上に、例えばア
ルミナよりなる絶縁層１４を形成する。次に、例えばＣ
ＭＰによって、下部磁極層１１の第２の層１１ｂおよび
第３の層１１ｃが露出するまで、絶縁層１４を研磨し
て、表面を平坦化処理する。
【００５７】次に、積層体の上面全体を覆うように、ア
ルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層１５を形成
する。次に、エッチングによって、記録ギャップ層１５
のうちの下部磁極層１１の第３の層１１ｃの上に存在す
る部分および薄膜コイル１３の接続部１３ａの上に存在
する部分と、絶縁層１４のうちの接続部１３ａの上に存
在する部分とを選択的に除去する。これにより、第３の
層１１ｃの上と接続部１３ａの上とにそれぞれコンタク
トホールが形成される。
【００５８】次に、記録ギャップ層１５の上に、所定の
形状にパターニングされた上部磁極層１６およびリード
１７を形成する。これらは、いずれも磁性材料によって
形成される。上部磁極層１６は、第３の層１１ｃの上の
コンタクトホールを介して第３の層１１ｃに接続され
る。また、リード１７は、接続部１３ａの上のコンタク
トホールを介して接続部１３ａに接続される。
【００５９】上部磁極層１６は、エアベアリング面３０
に配置される一端部とエアベアリング面３０から離れた
位置に配置される他端部とを有するトラック幅規定部
と、このトラック幅規定部の他端部に連結されたヨーク
部とを含んでいる。ヨーク部の幅は、トラック幅規定部
との境界位置ではトラック幅規定部の幅と等しく、トラ
ック幅規定部から離れるに従って、徐々に大きくなった
後、一定の大きさになっている。トラック幅規定部は、
上部磁極層１６における磁極部分である。
【００６０】次に、上部磁極層１６をマスクとして用い
て、記録ギャップ層１５をエッチングする。次に、上部
磁極層１６のトラック幅規定部をマスクとして用いて、
トラック幅規定部の周辺における下部磁極層１１の第２
の層１１ｂの一部をエッチングする。これにより、図１
に示したように、上部磁極層１６の磁極部分、記録ギャ
ップ層１５および下部磁極層１１の一部の各側壁が垂直
に自己整合的に形成されたトリム（Trim）構造が形成さ
れる。このトリム構造によれば、狭トラックの書き込み
時に発生する磁束の広がりによる実効的なトラック幅の
増加を防止することができる。第２の層１１ｂのうち、
記録ギャップ層１５を介して上部磁極層１６のトラック
幅規定部と対向する部分は、下部磁極層１１の磁極部分
である。
【００６１】次に、積層体の上面全体を覆うように、例
えばアルミナよりなるオーバーコート層１８を形成し、
その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パ
ッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研
磨加工を行って、エアベアリング面３０を形成して、薄
膜磁気ヘッドが完成する。
【００６２】このような製造方法によって製造される本
実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向す
る媒体対向面としてのエアベアリング面３０と再生ヘッ
ド（磁気抵抗効果装置）と記録ヘッド（誘導型電磁変換
素子）とを備えている。再生ヘッドは、エアベアリング
面３０の近傍に配置されたＭＲ素子５と、エアベアリン
グ面３０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するように
配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部シー
ルド層３および上部シールド層９と、ＭＲ素子５と下部
シールド層３との間に配置された下部シールドギャップ
膜４と、ＭＲ素子５と上部シールド層９との間に配置さ
れた上部シールドギャップ膜８とを有している。再生ヘ
ッドは、更に、ＭＲ素子５の各側部に隣接するように配
置された一対のバイアス磁界印加層６と、下部シールド
ギャップ膜４およびバイアス磁界印加層６の上に配置さ
れると共にＭＲ素子５にオーバーラップしている一対の
電極層７とを有している。再生ヘッドは、本実施の形態
に係る磁気抵抗効果装置でもある。
【００６３】記録ヘッドは、エアベアリング面３０側に
おいて互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁
気的に連結された下部磁極層１１および上部磁極層１６
と、下部磁極層１１の磁極部分と上部磁極層１６の磁極
部分との間に設けられた記録ギャップ層１５と、少なく
とも一部が下部磁極層１１と上部磁極層１６との間に、
これらに対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル
１３とを備えている。
【００６４】次に、図３を参照して、本実施の形態にお
けるＭＲ素子５の構成について説明する。なお、図３中
における矢印は磁化の方向の一例を表わしている。ＭＲ
素子５は、下部シールドギャップ膜４の上に形成された
下地層２０の上に配置されている。ＭＲ素子５は、下地
層２０側から順に積層された反強磁性層２１、ピンド層
２２、非磁性導電層２３およびフリー層２４を有してい
る。フリー層２４の上には保護層２５が設けられてい
る。この保護層２５の上に、電極層７の一部と上部シー
ルドギャップ膜８とが配置されるようになっている。
【００６５】下地層２０は、反強磁性層２１の配向性向
上や磁気特性向上のために設けられる。下地層２０の材
料としては例えばＴａまたはＣｒ化合物が用いられる。
下地層２０の厚みは例えば３ｎｍである。
【００６６】反強磁性層２１は、ピンド層２２における
磁化の方向を固定するものである。反強磁性層２１の材
料としては例えばＰｔＭｎが用いられる。反強磁性層２
１の厚みは例えば２５ｎｍである。
【００６７】ピンド層２２は、磁化の方向が固定された
層である。本実施の形態におけるピンド層２２は、非磁
性スペーサ層２２ｂと、この非磁性スペーサ層２２ｂを
挟むように配置された２つの強磁性層２２ａ，２２ｃと
を含んでいる。ピンド層２２は、反強磁性層２１側から
順に強磁性層２２ａ、非磁性スペーサ層２２ｂ、強磁性
層２２ｃを積層することによって形成される。２つの強
磁性層２２ａ，２２ｃは、反強磁性結合し、磁化の方向
が互いに逆方向に固定されている。強磁性層２２ａ，２
２ｃの材料としては例えばＣｏＦｅが用いられる。非磁
性スペーサ層２２ｂの材料としては例えばＲｕが用いら
れる。強磁性層２２ａの厚みは例えば２ｎｍである。非
磁性スペーサ層２２ｂの厚みは例えば０．８ｎｍであ
る。強磁性層２２ｃの厚みは例えば２．５ｎｍである。
【００６８】非磁性導電層２３の材料しては例えばＣｕ
が用いられる。非磁性導電層２３の厚みは例えば２ｎｍ
である。
【００６９】フリー層２４は、記録媒体からの信号磁界
に応じて磁化の方向が変化する層である。フリー層２４
の材料としては、例えばＮｉＦｅやＣｏＦｅが用いられ
る。フリー層２４の厚みは例えば２〜３ｎｍである。
【００７０】保護層２５は、ＭＲ素子５を構成する各膜
を形成した後の工程において、この膜を保護する。従っ
て、保護層２５はＭＲ素子５を保護する。保護層２５の
材料としては例えばＴａが用いられる。保護層２５の厚
みは例えば５ｎｍである。
【００７１】このようにＭＲ素子５は、互いに反対側を
向く２つの面を有する非磁性導電層２３と、この非磁性
導電層２３の一方の面（上面）に隣接するように配置さ
れたフリー層２４と、非磁性導電層２３の他方の面（下
面）に隣接するように配置され、磁化の方向が固定され
たピンド層２２と、このピンド層２２における非磁性導
電層２３とは反対側の面に隣接するように配置され、ピ
ンド層２２における磁化の方向を固定する反強磁性層２
１とを有している。
【００７２】次に、図４ないし図１０を参照して、本実
施の形態における再生ヘッド、すなわち本実施の形態に
係る磁気抵抗効果装置の構成とその製造方法について詳
しく説明する。図４ないし図１０は、本実施の形態に係
る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明するための断面図
である。
【００７３】本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製
造方法では、まず、図４に示したように、下部シールド
ギャップ膜４の上に下地層２０を形成する。次に、下地
層２０の上に、ＭＲ素子５を形成するためのＭＲ素子用
膜５Ｐを形成する。次に、ＭＲ素子用膜５Ｐの上に保護
層２５を形成する。ＭＲ素子用膜５Ｐを構成する複数の
層の配置、材料および厚みは、図３を参照して説明した
ＭＲ素子５におけるそれらと同様である。また、下地層
２０および保護層２５の材料および厚みも、図３を参照
して説明した下地層２０および保護層２５のそれらと同
様である。
【００７４】次に、保護層２５の上に、電極層７の第１
層７ａを形成するための第１の電極用膜３１を形成す
る。電極用膜３１の材料としては例えばＡｕが用いられ
る。電極用膜３１の厚みは例えば３０ｎｍである。
【００７５】下地層２０、ＭＲ素子用膜５Ｐ、保護層２
５および電極用膜３１は、例えばスパッタ法によって、
大気に暴露される工程を途中に含むことなく、真空中で
連続的に形成される。
【００７６】次に、図５に示したように、電極用膜３１
の上に、エッチングによって電極用膜３１、保護層２
５、ＭＲ素子用膜５Ｐおよび下地層２０をパターニング
するためのマスク３２を形成する。このマスク３２は、
フォトリソグラフィによってパターニングされたフォト
レジスト層によって形成される。また、マスク３２は、
リフトオフしやすいように、断面がＴ形となる形状、す
なわち底部に近い部分の幅が上部に近い部分の幅よりも
小さい形状に形成される。また、マスク３２の高さは例
えば６００ｎｍとする。
【００７７】次に、図６に示したように、例えば、イオ
ンビームの進行方向が下部シールド層３の上面に垂直な
方向に対して１０°の角度をなすようにイオンビームエ
ッチングを行って、電極用膜３１、保護層２５、ＭＲ素
子用膜５Ｐおよび下地層２０を部分的にエッチングす
る。これにより、電極用膜３１、保護層２５、ＭＲ素子
用膜５Ｐおよび下地層２０がパターニングされる。パタ
ーニングされたＭＲ素子用膜５ＰはＭＲ素子５となる。
【００７８】次に、マスク３２を残したまま、イオンビ
ームの進行方向が下部シールド層３の上面に垂直な方向
に対して０〜５°の角度をなすようにイオンビームデポ
ジションを行って、積層体の上面全体の上に、バイアス
磁界印加層６を形成するための硬磁性層６Ｐを形成す
る。硬磁性層６Ｐは例えばＣｏＰｔによって形成され
る。また、硬磁性層６Ｐの厚みは例えば３０〜５０ｎｍ
である。なお、図６中の矢印はイオンビームを表わして
いる。
【００７９】次に、図７に示したように、マスク３２を
残したまま、イオンビームの進行方向が下部シールド層
３の上面に垂直な方向に対して傾くようにイオンビーム
デポジションを行って、積層体の上面全体の上に、電極
層７の第２層７ｂを形成するための第２の電極用膜３３
を形成する。イオンビームの進行方向と下部シールド層
３の上面に垂直な方向とがなす角度は例えば４０°〜７
５°である。また、イオンビームの進行方向と下部シー
ルド層３の上面に垂直な方向とがなす角度が例えば１０
°〜７５°の範囲内で変化するように、イオンビームを
スイープさせてもよい。電極用膜３３の材料としては例
えばＡｕが用いられる。電極用膜３３の厚みは例えば５
０〜８０ｎｍである。電極用膜３３は、硬磁性層６Ｐの
上に形成されると共に、電極用膜３１にオーバーラップ
するように形成される。なお、図７中の矢印はイオンビ
ームを表わしている。
【００８０】次に、図８に示したように、マスク３２を
リフトオフする。これにより、残った硬磁性層６Ｐによ
って一対のバイアス磁界印加層６が形成され、残った電
極用膜３３によって一対の第２層７ｂが形成される。一
対の第２層７ｂのうち電極用膜３１の上に配置された各
部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【００８１】次に、図９に示したように、第２層７ｂを
マスクとして用いて、ドライエッチングを行って、電極
用膜３１を部分的にエッチングする。これにより、第２
層７ｂの下に残った電極用膜３１によって一対の第１層
７ａが形成される。一対の第１層７ａの間隔は、再生ヘ
ッドの光学的なトラック幅となる。電極用膜３１のエッ
チング方法としては、イオンビームエッチング、スパッ
タエッチング、反応性スパッタエッチング、反応性イオ
ンエッチングあるいはプラズマエッチングを用いること
ができる。スパッタエッチングとしては、ＤＣ（直流）
マグネトロン型や、ＲＦ（高周波）型等の種々のタイプ
のエッチング方法を用いることができる。また、電極用
膜３１のエッチングの際に使用するガスは、Ａｒ、Ｈ
ｅ、Ｋｒ等である。ここでは、一例として、平行平板型
スパッタエッチング装置によって、アルゴンガスイオン
を用いたスパッタエッチングを行って、電極用膜３１を
エッチングするものとする。また、図９に示したよう
に、一対の第１層７ａの互いに対向する側面の間隔が上
側ほど大きくなるように、電極用膜３１のエッチングを
行ってもよい。なお、図９中の矢印はエッチングにおけ
るイオンの進行方向を表わしている。
【００８２】次に、図１０に示したように、積層体の上
面全体の上に、上部シールドギャップ膜８を形成する。
次に、積層体の上面全体の上に、上部シールド層９を形
成する。上部シールドギャップ膜８の厚みは例えば３０
ｎｍであり、上部シールド層９の厚みは例えば１.８μ
ｍである。
【００８３】以上説明したように、本実施の形態に係る
磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれら
の製造方法では、ＭＲ素子５の各側部に隣接するように
一対のバイアス磁界印加層６を設けると共に、一対の電
極層７をＭＲ素子５の上面にオーバーラップするように
配置している。これにより、本実施の形態によれば、磁
気抵抗効果装置（再生ヘッド）の出力の低下を防止しな
がらバルクハウゼンノイズを低減することが可能にな
り、磁気抵抗効果装置（再生ヘッド）の感度、出力およ
び出力安定性を向上させることができる。
【００８４】本実施の形態では、電極層７は、保護層２
５を介してＭＲ素子５の一方の面（上面）の一部に重な
るように配置された第１層７ａと、この第１層７ａに部
分的に重なるように配置され、且つ第１層７ａに電気的
に接続された第２層７ｂとを有している。電極層７をこ
のような構造とすることにより、保護層２５と電極用膜
３１とを連続的に形成し、且つ、１つのマスク３２を用
いて、自己整合的にＭＲ素子５、バイアス磁界印加層６
および電極層７をパターニングすることが可能になる。
【００８５】すなわち、本実施の形態では、保護層２５
が大気に暴露される工程を途中に含むことなく、真空中
で保護層２５と電極用膜３１とを連続的に形成してい
る。本実施の形態では、その後、１つのマスク３２を用
いて、ＭＲ素子５をパターニングすると共に、バイアス
磁界印加層６および電極層７の第２層７ｂを形成してい
る。更に、本実施の形態では、第２層７ｂをマスクとし
て用いて、電極用膜３１を部分的にエッチングすること
により、第２層７ｂの下に残った電極用膜３１によっ
て、電極層７の第１層７ａを形成している。従って、本
実施の形態によれば、保護層２５が酸化されることによ
って電極層７とＭＲ素子５との間のオーミック抵抗が大
きくなることを防止することができる。その結果、本実
施の形態によれば、電極層オーバーラップ構造による効
果が低下することを防止することができる。
【００８６】また、本実施の形態によれば、１つのマス
ク３２を用いて、自己整合的にＭＲ素子５、バイアス磁
界印加層６および電極層７をパターニングすることがで
きる。従って、本実施の形態によれば、電極層７を設計
通りの位置に精度よく配置することが可能になる。その
結果、本実施の形態によれば、読み出し用の再生ヘッド
のトラック幅が小さくても、このトラック幅を精度よく
決定することが可能になると共に、電極層オーバーラッ
プ構造による効果が低下することを防止することができ
る。
【００８７】また、本実施の形態では、電極層７を形成
する前に保護層上の酸化層を除去する必要がないので、
マスク３２の根元部の高さを必要以上に大きくする必要
がない。従って、本実施の形態によれば、マスク３２の
根元部の高さを大きくした場合の問題、すなわち、導電
性の側壁部によって上部シールド層とＭＲ素子との短絡
を引き起こされるという問題を回避することができる。
【００８８】［第２の実施の形態］次に、図１１ないし
図１４を参照して、本発明の第２の実施の形態に係る磁
気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの
製造方法について説明する。図１１ないし図１４は、本
実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明す
るための断面図である。
【００８９】本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製
造方法では、図６に示した硬磁性層６Ｐを形成する工程
までは、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態
では、次に、図１１に示したように、マスク３２を残し
たまま、イオンビームの進行方向が下部シールド層３の
上面に垂直な方向に対して傾くようにイオンビームデポ
ジションを行って、積層体の上面全体の上に、電極層７
の第２層７ｂを形成するための第２の電極用膜３３を形
成する。イオンビームの進行方向と下部シールド層３の
上面に垂直な方向とがなす角度は例えば４０°〜７５°
である。また、イオンビームの進行方向と下部シールド
層３の上面に垂直な方向とがなす角度が例えば１０°〜
７５°の範囲内で変化するように、イオンビームをスイ
ープさせてもよい。電極用膜３３の材料としては例えば
Ａｕが用いられる。電極用膜３３の厚みは例えば４０〜
６０ｎｍである。電極用膜３３は、硬磁性層６Ｐの上に
形成されると共に、電極用膜３１にオーバーラップする
ように形成される。なお、図１１中の矢印はイオンビー
ムを表わしている。
【００９０】次に、電極用膜３３を覆うように被覆層４
１を形成する。被覆層４１は、電極用膜３３を形成した
後の工程において、電極用膜３３を保護する。被覆層４
１の材料としては、高融点金属材料や絶縁材料を用いる
ことができる。高融点金属材料としては、例えばＴａ、
Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｔｉ、ＴｉＷ、ＴａＮを用いる
ことができる。絶縁材料としては例えばＡｌ２Ｏ３を用
いることができる。被覆層４１の厚みは例えば１０〜６
０ｎｍである。被覆層４１が高融点金属材料によって形
成される場合には、被覆層４１は、例えばイオンビーム
デポジションによって形成される。被覆層４１がＡｌ２
Ｏ３によって形成される場合には、被覆層４１は、例え
ば化学的気相成長（ＣＶＤ）法によって形成される。
【００９１】次に、図１２に示したように、マスク３２
をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層６Ｐに
よって一対のバイアス磁界印加層６が形成され、残った
電極用膜３３によって一対の第２層７ｂが形成される。
一対の第２層７ｂのうち電極用膜３１の上に配置された
各部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【００９２】次に、図１３に示したように、被覆層４１
をマスクとして用いてドライエッチングを行って、電極
用膜３１を部分的にエッチングする。これにより、第２
層７ｂの下に残った電極用膜３１によって一対の第１層
７ａが形成される。一対の第１層７ａの間隔は再生ヘッ
ドのトラック幅を決定する。電極用膜３１のエッチング
方法は、第１の実施の形態と同様である。なお、図１３
中の矢印はエッチングにおけるイオンの進行方向を表わ
している。
【００９３】次に、図１４に示したように、積層体の上
面全体の上に、上部シールドギャップ膜８と上部シール
ド層９を順に形成する。これらの厚みは第１の実施の形
態と同様である。
【００９４】以上説明したように、本実施の形態では、
電極層７の第２層７ｂとなる電極用膜３３を覆うように
被覆層４１を形成し、この被覆層４１をマスクとして用
いて、電極用膜３１を部分的にエッチングして第１層７
ａを形成する。従って、本実施の形態によれば、電極用
膜３１をエッチングする際に第２層７ｂの形状が崩れる
ことを防止することができる。これにより、再生ヘッド
のトラック幅を精度よく決定することが可能になる。
【００９５】また、本実施の形態において、被覆層４１
をＡｌ２Ｏ３等の絶縁材料で形成した場合には、電極層
７と上部シールド層９との間の電気的絶縁性を向上させ
ることができる。また、これにより、ＭＲ素子５と上部
シールド層９との間の電気的絶縁性を向上させることが
できる。
【００９６】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【００９７】［第３の実施の形態］次に、図１５ないし
図１７を参照して、本発明の第３の実施の形態に係る磁
気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの
製造方法について説明する。図１５ないし図１７は、本
実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明す
るための断面図である。
【００９８】本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製
造方法では、図６に示した硬磁性層６Ｐを形成する工程
までは、第１の実施の形態と同様である。本実施の形態
では、次に、図１５に示したように、例えば、イオンビ
ームの進行方向が下部シールド層３の上面に垂直な方向
に対して４０°〜７５°の角度をなすようにイオンビー
ムエッチングを行って、硬磁性層６Ｐのうち、電極用膜
３１の上に重なっている部分を選択的に除去する。な
お、図１５中の矢印はイオンビームを表わしている。
【００９９】次に、図１６に示したように、マスク３２
を残したまま、積層体の上面全体の上に電極用膜３３を
形成する。この電極用膜３３の形成方法や材料や厚みは
第２の実施の形態と同様である。電極用膜３３は、硬磁
性層６Ｐの上に形成されると共に、電極用膜３１にオー
バーラップするように形成される。
【０１００】次に、電極用膜３３を覆うように被覆層４
１を形成する。被覆層４１の材料や厚みや形成方法は、
第２の実施の形態と同様である。
【０１０１】次に、マスク３２をリフトオフする。これ
により、残った硬磁性層６Ｐによって一対のバイアス磁
界印加層６が形成され、残った電極用膜３３によって一
対の第２層７ｂが形成される。一対の第２層７ｂのうち
電極用膜３１の上に配置された各部分は、所定の間隔を
開けて隔てられている。
【０１０２】次に、図１７に示したように、第２の実施
の形態と同様に、被覆層４１をマスクとして用いてドラ
イエッチングを行って、電極用膜３１を部分的にエッチ
ングする。これにより、第２層７ｂの下に残った電極用
膜３１によって一対の第１層７ａが形成される。一対の
第１層７ａの間隔は再生ヘッドのトラック幅を決定す
る。電極用膜３１のエッチング方法は、第１の実施の形
態と同様である。
【０１０３】次に、積層体の上面全体の上に、上部シー
ルドギャップ膜８と上部シールド層９を順に形成する。
これらの厚みは第１の実施の形態と同様である。
【０１０４】以上説明したように、本実施の形態では、
硬磁性層６Ｐのうち、電極用膜３１の上に重なっている
部分を選択的に除去している。これにより、電極層７の
第１層７ａと第２層７ｂとの接触面積を増大させ、両者
の間の電気的抵抗を小さくすることができる。
【０１０５】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１または第２の実施の形態と同様であ
る。
【０１０６】［第４の実施の形態］次に、図１８ないし
図２４を参照して、本発明の第４の実施の形態に係る磁
気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの
製造方法について説明する。図１８ないし図２４は、本
実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明す
るための断面図である。
【０１０７】本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製
造方法では、電極用膜３１の上にマスク３２を形成する
工程までは、第１の実施の形態と同様である。本実施の
形態では、次に、図１８に示したように、例えば、イオ
ンビームの進行方向が下部シールド層３の上面に垂直な
方向に対して１０°の角度をなすようにイオンビームエ
ッチングを行って、電極用膜３１、保護層２５、および
ＭＲ素子用膜５Ｐのうちのフリー層２４を部分的にエッ
チングする。本実施の形態では、このとき、ＭＲ素子用
膜５Ｐのうちのフリー層２４よりも下側の層と下地層２
０はエッチングしない。エッチング後のＭＲ素子用膜５
ＰはＭＲ素子５となる。本実施の形態におけるＭＲ素子
５では、フリー層２４の２つの側部がＭＲ素子５の２つ
の側部ということになる。
【０１０８】次に、図１９に示したように、イオンビー
ムの進行方向が下部シールド層３の上面に垂直な方向に
対して０〜５°の角度をなすようにイオンビームデポジ
ションを行って、積層体の上面全体の上に、バイアス磁
界印加層６を形成するための硬磁性層６Ｐを形成する。
硬磁性層６Ｐの材料や厚みは第１の実施の形態と同様で
ある。
【０１０９】次に、図２０に示したように、例えば、イ
オンビームの進行方向が下部シールド層３の上面に垂直
な方向に対して４０°〜７５°の角度をなすようにイオ
ンビームエッチングを行って、硬磁性層６Ｐのうち、電
極用膜３１の上に重なっている部分を選択的に除去す
る。なお、図２０中の矢印はイオンビームを表わしてい
る。
【０１１０】次に、図２１に示したように、マスク３２
を残したまま、積層体の上面全体の上に電極用膜３３を
形成する。この電極用膜３３の形成方法や材料や厚みは
第２の実施の形態と同様である。電極用膜３３は、硬磁
性層６Ｐの上に形成されると共に、電極用膜３１にオー
バーラップするように形成される。
【０１１１】次に、電極用膜３３を覆うように被覆層４
１を形成する。被覆層４１の材料や厚みや形成方法は、
第２の実施の形態と同様である。
【０１１２】次に、図２２に示したように、マスク３２
をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層６Ｐに
よって一対のバイアス磁界印加層６が形成され、残った
電極用膜３３によって一対の第２層７ｂが形成される。
一対の第２層７ｂのうち電極用膜３１の上に配置された
各部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【０１１３】次に、図２３に示したように、第２の実施
の形態と同様に、被覆層４１をマスクとして用いてドラ
イエッチングを行って、電極用膜３１を部分的にエッチ
ングする。これにより、第２層７ｂの下に残った電極用
膜３１によって一対の第１層７ａが形成される。一対の
第１層７ａの間隔は再生ヘッドのトラック幅を決定す
る。電極用膜３１のエッチング方法は、第１の実施の形
態と同様である。
【０１１４】次に、図２４に示したように、積層体の上
面全体の上に、上部シールドギャップ膜８と上部シール
ド層９を順に形成する。これらの厚みは第１の実施の形
態と同様である。
【０１１５】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１ないし第３のいずれかの実施の形態
と同様である。
【０１１６】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れず、種々の変更が可能である。例えば、ＭＲ素子の層
の構成は、実施の形態に示した例に対して、各層の順序
が逆であってもよい。
【０１１７】また、実施の形態では、基体側に読み取り
用の磁気抵抗効果装置を形成し、その上に、書き込み用
の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッド
について説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【０１１８】また、読み取り専用として用いる場合に
は、薄膜磁気ヘッドを、読み取り用の磁気抵抗効果装置
だけを備えた構成としてもよい。
【０１１９】また、本発明の磁気抵抗効果装置は、薄膜
磁気ヘッドの再生ヘッドに限らず、回転位置センサ、磁
気センサ、電流センサ等にも適用することができる。
【０１２０】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１または２
記載の磁気抵抗効果装置もしくは請求項１１または１２
記載の薄膜磁気ヘッドでは、電極層は、磁気抵抗効果素
子の一方の面の一部に重なるように配置された第１層
と、第１層に部分的に重なるように配置され、且つ第１
層に電気的に接続された第２層とを有している。これに
より、本発明によれば、磁気抵抗効果素子と電極層との
間のオーミック抵抗が大きくなることを防止することが
可能になると共に、電極層を設計通りの位置に精度よく
配置することが可能になる。従って、本発明によれば、
磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドにおいて、読み
出し用のトラック幅が小さくても、このトラック幅を精
度よく決定することができ、且つ感度、出力および出力
安定性を向上させることができるという効果を奏する。
【０１２１】また、請求項３ないし１０のいずれかに記
載の磁気抵抗効果装置の製造方法もしくは請求項１３な
いし２０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法
において、電極層は、保護層を介して磁気抵抗効果素子
の一方の面の一部に重なるように配置された第１層と、
第１層に電気的に接続された第２層とを有する。本発明
の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの
製造方法では、磁気抵抗効果素子となる素子用膜の上に
保護層を形成した後、保護層が大気に暴露される工程を
途中に含むことなく連続的に、電極層の第１層となる第
１の電極用膜を形成する。本発明によれば、磁気抵抗効
果素子と電極層との間のオーミック抵抗が大きくなるこ
とを防止することが可能になると共に、電極層を設計通
りの位置に精度よく配置することが可能になる。従っ
て、本発明によれば、磁気抵抗効果装置または薄膜磁気
ヘッドの感度、出力および出力安定性を向上させること
ができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示す断
面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドのエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を
示す断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態におけるＭＲ素子の
構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る磁気抵抗効果
装置の製造方法における一工程を説明するための断面図
である。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図１１】本発明の第２の実施の形態に係る磁気抵抗効
果装置の製造方法における一工程を説明するための断面
図である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る磁気抵抗効
果装置の製造方法における一工程を説明するための断面
図である。
【図１６】図１５に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１７】図１６に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る磁気抵抗効
果装置の製造方法における一工程を説明するための断面
図である。
【図１９】図１８に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２０】図１９に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２４】図２３に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２５】再生ヘッドの製造方法の一例における一工程
を説明するための断面図である。
【図２６】図２５に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２７】図２６に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２８】図２７に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２９】電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドの製
造方法の一例における一工程を説明するための断面図で
ある。
【図３０】図２９に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図３１】図３０に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図３２】電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドの製
造方法の他の例における一工程を説明するための断面図
である。
【図３３】図３２に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図３４】図３３に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図３５】図３２ないし図３４に示した製造方法によっ
て製造される再生ヘッドを詳しく示す断面図である。
【図３６】図３３に示した工程によって電極用膜を形成
した後の積層体を詳しく示す断面図である。
【図３７】図３６に示した積層体からマスクをリフトオ
フした後の積層体を示す断面図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、４…下部
シールドギャップ膜、５…ＭＲ素子、６…バイアス磁界
印加層、７…電極層、７ａ…第１層、７ｂ…第２層、８
…上部シールドギャップ膜、９…上部シールド層、１０
…絶縁層、１１…下部磁極層、１２…絶縁膜、１３…薄
膜コイル、１４…絶縁層、１５…記録ギャップ層、１６
…上部磁極層、１８…オーバーコート層、２５…保護
層、３１…第１の電極用膜、３２…マスク、３３…第２
の電極用膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 501416070 エスエーイー マグネティクス（エイチ. ケー．）リミティド 香港，ニュー テリトリーズ，クワイ チ ュン，クワイ フン クレセント 38− 42，エスエーイー タワー (72)発明者 佐々木 芳高 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95035 ミルピタス サウス・ヒルビュ ー・ドライブ 678 ヘッドウェイテクノ ロジーズ インコーポレイテッド内 (72)発明者 上釜 健宏 中華人民共和国 香港 エヌ・ティー ク ワイ・チュン クワイ・フン・クレセント 38−42 エスエーイータワー エスエー イー マグネティクス（エイチ．ケー．) リミティド内 Ｆターム(参考） 5D034 BA03 BA11 BB12 DA07

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに反対側を向く２つの面と、２つの
    側部とを有する磁気抵抗効果素子と、 前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
    れ、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加
    する一対のバイアス磁界印加層と、 それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
    つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるよ
    うに配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して信号検出
    用の電流を流す一対の電極層とを備えた磁気抵抗効果装
    置であって、 前記各電極層は、前記磁気抵抗効果素子の一方の面の一
    部に重なるように配置された第１層と、前記第１層に部
    分的に重なるように配置され、且つ前記第１層に電気的
    に接続された第２層とを有することを特徴とする磁気抵
    抗効果装置。
  2. 【請求項２】 更に、前記磁気抵抗効果素子の一方の面
    と前記第１層との間に配置され、前記磁気抵抗効果素子
    を保護する保護層を備えたことを特徴とする請求項１記
    載の磁気抵抗効果装置。
  3. 【請求項３】 互いに反対側を向く２つの面と、２つの
    側部とを有する磁気抵抗効果素子と、 前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
    れ、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加
    する一対のバイアス磁界印加層と、 それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
    つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるよ
    うに配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して信号検出
    用の電流を流す一対の電極層と、 前記磁気抵抗効果素子の一方の面と前記電極層との間に
    配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備
    え、 前記各電極層は、前記保護層を介して前記磁気抵抗効果
    素子の一方の面の一部に重なるように配置された第１層
    と、前記第１層に電気的に接続された第２層とを有する
    磁気抵抗効果装置を製造する方法であって、 前記磁気抵抗効果素子となる素子用膜を形成する工程
    と、 前記素子用膜の上に前記保護層を形成する工程と、 前記保護層の上に前記電極層の第１層となる第１の電極
    用膜を形成する工程と、 前記バイアス磁界印加層を形成する工程と、 前記バイアス磁界印加層を形成する工程の後で、前記電
    極層の第２層を形成する工程とを備え、 前記第１の電極用膜を形成する工程は、前記保護層を形
    成する工程の後で、保護層が大気に暴露される工程を途
    中に含むことなく連続的に第１の電極用膜を形成するこ
    とを特徴とする磁気抵抗効果装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 更に、前記第１の電極用膜を形成する工
    程の後で、第１の電極用膜の上に、エッチングによって
    第１の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニング
    するためのマスクを形成する工程と、 前記マスクを用いて、エッチングによって第１の電極用
    膜、保護層および素子用膜をパターニングする工程とを
    備えたことを特徴とする請求項３記載の磁気抵抗効果装
    置の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記バイアス磁界印加層を形成する工程
    は、前記マスクを残したまま、バイアス磁界印加層を形
    成することを特徴とする請求項４記載の磁気抵抗効果装
    置の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記第２層を形成する工程は、前記マス
    クを残したまま、第２層を形成することを特徴とする請
    求項５記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記第２層は、前記第１層に部分的に重
    なるように配置されることを特徴とする請求項３ないし
    ６のいずれかに記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
  8. 【請求項８】 更に、前記第１層を形成するために、前
    記第２層をマスクとして用いて、エッチングによって前
    記第１の電極用膜をパターニングする工程を備えたこと
    を特徴とする請求項７記載の磁気抵抗効果装置の製造方
    法。
  9. 【請求項９】 更に、前記第２層を覆うように被覆層を
    形成する工程と、前記第１層を形成するために、前記被
    覆層をマスクとして用いて、エッチングによって前記第
    １の電極用膜をパターニングする工程を備えたことを特
    徴とする請求項７記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
  10. 【請求項１０】 更に、前記バイアス磁界印加層を形成
    する工程と前記第２層を形成する工程との間において、
    前記バイアス磁界印加層のうち、前記第１のの電極用膜
    の上に重なっている部分を選択的に除去する工程を備え
    たことを特徴とする請求項３ないし９のいずれかに記載
    の磁気抵抗効果装置の製造方法。
  11. 【請求項１１】 記録媒体に対向する媒体対向面と、 互いに反対側を向く２つの面と、２つの側部とを有し、
    前記媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子
    と、 前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
    れ、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加
    する一対のバイアス磁界印加層と、 それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
    つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるよ
    うに配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して信号検出
    用の電流を流す一対の電極層とを備えた薄膜磁気ヘッド
    であって、 前記各電極層は、前記磁気抵抗効果素子の一方の面の一
    部に重なるように配置された第１層と、前記第１層に部
    分的に重なるように配置され、且つ前記第１層に電気的
    に接続された第２層とを有することを特徴とする薄膜磁
    気ヘッド。
  12. 【請求項１２】 更に、前記磁気抵抗効果素子の一方の
    面と前記第１層との間に配置され、前記磁気抵抗効果素
    子を保護する保護層を備えたことを特徴とする請求項１
    １記載の薄膜磁気ヘッド。
  13. 【請求項１３】 記録媒体に対向する媒体対向面と、 互いに反対側を向く２つの面と、２つの側部とを有し、
    前記媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子
    と、 前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
    れ、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加
    する一対のバイアス磁界印加層と、 それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
    つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるよ
    うに配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して信号検出
    用の電流を流す一対の電極層と、 前記磁気抵抗効果素子の一方の面と前記電極層との間に
    配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備
    え、 前記各電極層は、前記保護層を介して前記磁気抵抗効果
    素子の一方の面の一部に重なるように配置された第１層
    と、前記第１層に電気的に接続された第２層とを有する
    薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、 前記磁気抵抗効果素子となる素子用膜を形成する工程
    と、 前記素子用膜の上に前記保護層を形成する工程と、 前記保護層の上に前記電極層の第１層となる第１の電極
    用膜を形成する工程と、 前記バイアス磁界印加層を形成する工程と、 前記バイアス磁界印加層を形成する工程の後で、前記電
    極層の第２層を形成する工程とを備え、 前記第１の電極用膜を形成する工程は、前記保護層を形
    成する工程の後で、保護層が大気に暴露される工程を途
    中に含むことなく連続的に第１の電極用膜を形成するこ
    とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  14. 【請求項１４】 更に、前記第１の電極用膜を形成する
    工程の後で、第１の電極用膜の上に、エッチングによっ
    て第１の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニン
    グするためのマスクを形成する工程と、 前記マスクを用いて、エッチングによって第１の電極用
    膜、保護層および素子用膜をパターニングする工程とを
    備えたことを特徴とする請求項１３記載の薄膜磁気ヘッ
    ドの製造方法。
  15. 【請求項１５】 前記バイアス磁界印加層を形成する工
    程は、前記マスクを残したまま、バイアス磁界印加層を
    形成することを特徴とする請求項１４記載の薄膜磁気ヘ
    ッドの製造方法。
  16. 【請求項１６】 前記第２層を形成する工程は、前記マ
    スクを残したまま、第２層を形成することを特徴とする
    請求項１５記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  17. 【請求項１７】 前記第２層は、前記第１層に部分的に
    重なるように配置されることを特徴とする請求項１３な
    いし１６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
    法。
  18. 【請求項１８】 更に、前記第１層を形成するために、
    前記第２層をマスクとして用いて、エッチングによって
    前記第１の電極用膜をパターニングする工程を備えたこ
    とを特徴とする請求項１７記載の薄膜磁気ヘッドの製造
    方法。
  19. 【請求項１９】 更に、前記第２層を覆うように被覆層
    を形成する工程と、前記第１層を形成するために、前記
    被覆層をマスクとして用いて、エッチングによって前記
    第１の電極用膜をパターニングする工程を備えたことを
    特徴とする請求項１７記載の薄膜磁気ヘッドの製造方
    法。
  20. 【請求項２０】 更に、前記バイアス磁界印加層を形成
    する工程と前記第２層を形成する工程との間において、
    前記バイアス磁界印加層のうち、前記第１の電極用膜の
    上に重なっている部分を選択的に除去する工程を備えた
    ことを特徴とする請求項１３ないし１９のいずれかに記
    載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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