JP2004005763A

JP2004005763A - 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびに磁気ディスク装置

Info

Publication number: JP2004005763A
Application number: JP2002107973A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Kudo; 工藤　良弘; Koichi Terunuma; 照沼　幸一
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2004-01-08
Also published as: US7088560B2; US20030193756A1; US7126794B2; US20060028771A1

Abstract

【課題】高記録密度化に伴う小型化に対応しつつ過度な温度上昇を抑え、高い再生出力を得ることのできる薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにその薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を提供する。
【解決手段】磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層を設けた。また、磁気変換機能膜と一対のシールド層とを電気的に絶縁するためのギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分を２ｎｍ以上３０ｎｍ以下というように薄く形成した。これにより、従来に比べて磁気変換機能膜の熱をより効果的に放散でき、温度上昇を抑制することができる。したがって、電気抵抗の増加を抑制し、より高い再生出力を得ることができる。
【選択図】　　　　図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果膜の発熱を外部に放出する機能を備えた薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにその薄膜磁気ヘッドを備えた磁気ディスク装置に関する。
【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。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気変換素子の一種である磁気抵抗効果素子（以下、「ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子」という。）を有する再生ヘッド部と、誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッド部とを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッド（以下、単に「薄膜磁気ヘッド」という。）が広く用いられている。
【０００３】
ＭＲ素子としては、巨大磁気抵抗効果（以下、「ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）効果」という。）を示す磁性膜（ＧＭＲ膜）を用いたＧＭＲ素子が一般的である。とりわけ、比較的構成が単純で量産に好ましく、微弱な磁場であっても大きな磁気抵抗変化を示すスピンバルブ型ＧＭＲ膜を用いたＧＭＲ素子が主流となっている。このようなＧＭＲ素子は、次のような構造を有する。
【０００４】
図１８は、ＧＭＲ膜を含む従来の再生ヘッド部の概略構造を表す断面図である。この再生ヘッド部１１０Ａは次のような構成を有している。例えばアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ）等で形成された基体（図示せず）の上に、例えばアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）等で形成された絶縁層（図示せず）を介して、磁性材料からなる下部シールド層１０１が積層されている。下部シールド１０１上には、例えばアルミナ等の絶縁材料からなる下部ギャップ層１０２が形成され、さらにその上にはＧＭＲ膜１２０と絶縁層１０３とが互いに隣り合って形成されている。ＧＭＲ膜１２０および絶縁層１０３の上には、上部ギャップ層１０５が積層されている。ＧＭＲ膜１２０は、底面が下部ギャップ層１０２に接し、上面が上部ギャップ層１０５に接している。ＧＭＲ膜１２０における一側端面には、磁気記録媒体１１に対向する記録媒体対向面１１９が形成されており、その記録媒体対向面１１９とは反対側の端面が絶縁層１０３と接している。ＧＭＲ膜１２０と同様に、絶縁層１０３の底面は下部ギャップ層１０２と接し、上面は上部ギャップ層１０５と接している。さらに、上部ギャップ１０５の上には、磁性材料からなる上部シールド層１０６が積層されている。
【０００５】
なお、この再生ヘッド部１１０Ａの上に記録ヘッド部（図示せず）が積層されており、全体として薄膜磁気ヘッド１１０を構成している。
【０００６】
一般に、ＭＲ素子における記録媒体対向面１１９からその反対側の端面までの長さはＭＲハイト（あるいは、ＭＲ素子高さ）と呼ばれている。一方、図１５における紙面に垂直な方向のＭＲ素子の長さは、記録媒体のトラック幅に対応する部分（以下、「ＭＲ素子幅」という。）である。最近では、著しい高記録密度化に対応するため、このＭＲ素子幅がますます小さくなっている。これに伴い、ＭＲハイトの微小化も進んでいる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようなＭＲ素子の小型化により、ＭＲ素子において発生する熱に起因する問題が生じてきている。すなわち、ＭＲ素子の発熱により、エレクトロマイグレーション（導体中を金属原子が移動して局所的なボイドができる現象）や層間拡散が引き起こされ、その結果、ＭＲ素子の寿命を十分に長くすることが困難になるという問題である。ＧＭＲ素子１２０で発生した熱は、上部および下部ギャップ層１０５，１０２を介し、上部および下部シールド層１０６，１０１に伝達されることにより放散されるのであるが、特に、ＭＲハイトおよびＭＲ素子幅が小さくなると、必然的に放熱面積、すなわち、ＧＭＲ膜１２０の全表面積も大幅に縮小してしまうため、十分に放熱できなくなってしまう。今後、さらにＭＲ素子の薄型化（小型化）が進むと、ＭＲ素子の温度が例えば５０℃を越える程度に過度に上昇し、その結果、薄膜磁気ヘッドの電気抵抗が増加してしまうことが考えられる。極端な場合には、ＭＲ素子内部において元素の拡散が生じ、薄膜磁気ヘッドの特性が著しく劣化することもないとはいえない。あるいは、元素の内部拡散が生じる程度の温度上昇に至らないまでも、電気抵抗の増加による磁気記録情報再生時の出力低下など、ＧＭＲ膜１２０の発熱による特性劣化が生じる場合もあると考えられる。
【０００９】
ＭＲ素子の放熱性を向上させたものとして、例えば、特開平６−２２３３３１号公報に記載された薄膜磁気ヘッドがある。この公報記載の薄膜磁気ヘッドでは、ＭＲ素子の絶縁層として、絶縁性と熱伝導率とが共に優れているシリコン膜やダイヤモンドライクカーボン等の材料を適用することによりＭＲ素子の放熱を行うようにしている。さらに、特開平１０−２２２８１６号公報に記載された薄膜磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置では、ＭＲ素子の絶縁層に限らず、磁気ヘッドスライダの保護膜やディスク表面の保護膜として熱拡散率の高い含水素非晶質炭素膜、含珪素非晶質炭素あるいは非晶質窒化アルミニウムなどの非磁性絶縁膜を適用している。こうすることにより、磁気ヘッドスライダと磁気ディスクとの摩擦熱に起因するサーマルアスペリティ（ＴＡ）という現象や、エレクトロマイグレーション等の発生が抑制され、再生出力特性の改善を可能としている。ところが、ＭＲ素子周辺の構成材料の熱伝導率を高くしたとしても、ＭＲ素子の微小化により周囲の放熱面積が相対的に減少してしまうので、放熱能力には限界がある。
【００１０】
本出願人は、上記した問題を解決するものとして、特開２０００−３５３３０８号公報記載の薄膜磁気ヘッドを提案した。この公報記載の薄膜磁気ヘッドにおける一具体例の拡大断面図を図１９に示す。この薄膜磁気ヘッドは、再生ヘッド部２１０Ａに、ＧＭＲ膜１２０の積層面と接触する放熱層１０４を設け、この放熱層１０４を介してＧＭＲ膜１２０の熱を外部に放熱させるようにしたものである。
【００１１】
しかしながら、上記公報記載の薄膜磁気ヘッドであっても、今後、さらなる高記録密度化によりＭＲ素子の薄型化（ＭＲ膜の厚み方向の微小化）への要求が強まると、放熱層１０４の厚みを十分に大きくすることができなくなり、その結果、十分な放熱性の確保がさらに困難になると予想される。
【００１２】
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、高記録密度化に伴う小型化に対応しつつ過度な温度上昇を抑え、高い再生出力を得ることのできる薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにその薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディスク装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドは、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層とを備えるようにしたものである。
【００１４】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドでは、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層とを備えるようにしたので、磁気変換機能膜の熱を効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第２の観点に係る薄膜磁気ヘッドは、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜における一端面とは反対側の端面と、磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むようにして配置され、磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、磁気変換機能膜と一対のシールド層との間に設けられ、両者を電気的に絶縁するギャップ層とを備え、ギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有するようにしたものである。
【００１６】
本発明の第２の観点に係る薄膜磁気ヘッドでは、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜の一端面を除く部分を取り囲むようにして配置され、磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、磁気変換機能膜と一対のシールド層との間に設けられ、両者を電気的に絶縁するギャップ層とを備え、ギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有するようにしたので、磁気変換機能膜の熱を効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。
【００１７】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法であり、磁気変換機能膜を形成する工程と、この磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在するように、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１８】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁気変換機能膜を形成する工程と、この磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在するように、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層を形成する工程とを含むようにした。これにより、磁気変換機能膜の熱を効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第２の観点に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、磁気変換機能膜と一対のシールド層とを電気的に絶縁するギャップ層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であり、磁気変換機能膜を形成する工程と、この磁気変換機能膜における一端面とは反対側の端面と、磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むように一対のシールド層を形成する工程と、磁気変換機能膜と一対のシールド層との間に、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みとなるように、ギャップ層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００２０】
本発明の第２の観点に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁気変換機能膜を形成する工程と、この磁気変換機能膜の一端面を除く部分を取り囲むように一対のシールド層を形成する工程と、磁気変換機能膜と一対のシールド層との間に、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みとなるように、ギャップ層を形成する工程とを含むようにした。これにより、磁気変換機能膜の熱を効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。
【００２１】
本発明の第１の観点に係る磁気ディスク装置は、記録媒体と、薄膜磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置であり、薄膜磁気ヘッドが、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層とを備えるようにしたものである。
【００２２】
本発明の第１の観点に係る磁気ディスク装置では、薄膜磁気ヘッドが、一端面側が記録媒体に対向して配置され、この記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層とを備えるようにした。これにより、磁気変換機能膜の熱を効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。
【００２３】
本発明の第２の観点に係る磁気ディスク装置は、記録媒体と、薄膜磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置であり、薄膜磁気ヘッドが、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜における一端面とは反対側の端面と、磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むようにして配置され、磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、磁気変換機能膜と一対のシールド層との間に設けられ、両者を電気的に絶縁するギャップ層とを備え、ギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有するようにしたものである。
【００２４】
本発明の第２の観点に係る磁気ディスク装置では、薄膜磁気ヘッドが、一端面側が記録媒体に対向して配置され、記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜における一端面とは反対側の端面と、磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むようにして配置され、磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、磁気変換機能膜と一対のシールド層との間に設けられ、両者を電気的に絶縁するギャップ層とを備え、ギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有するようにした。これにより、磁気変換機能膜の熱を効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。
【００２５】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドまたは薄膜磁気ヘッドの製造方法では、さらに、磁気変換機能膜と放熱層との間に、絶縁層を設けるようにしてもよい。この場合、この絶縁層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有することが望ましい。
【００２６】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドまたは薄膜磁気ヘッドの製造方法
では、放熱層を、絶縁層よりも高い熱伝導率を有する材料により構成することが望ましく、さらに、非磁性金属材料により構成することが望ましい。特に、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），ベリリウム（Ｂｅ），ビスマス（Ｂｉ），コバルト（Ｃｏ），クロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），インジウム（Ｉｎ），イリジウム（Ｉｒ），マグネシウム（Ｍｇ），マンガン（Ｍｎ），モリブデン（Ｍｏ），ニオブ（Ｎｂ），ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），レニウム（Ｒｅ），アンチモン（Ｓｂ），セレン（Ｓｅ），タンタル（Ｔａ），テルル（Ｔｅ），トリウム（Ｔｈ），チタン（Ｔｉ），タリウム（Ｔｌ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），イットリウム（Ｙ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうち少なくとも１種を含んでいることが好ましい。
【００２７】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドまたは薄膜磁気ヘッドの製造方法では、放熱層を、磁気変換機能膜の厚みの少なくとも半分の厚みに対応するように構成することが望ましい。
【００２８】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドまたは薄膜磁気ヘッドの製造方法では、さらに、積層方向において磁気変換機能膜を挟んで互いに対向するように、磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層を設けるようにしてもよい。この場合、放熱層とシールド層との距離を、２ｎｍ以上とすることが望ましい。
【００２９】
本発明の第１の観点に係る薄膜磁気ヘッドまたは薄膜磁気ヘッドの製造方法では、さらに、磁気変換機能膜と一対のシールド層のそれぞれとの間に、磁気変換機能膜と一対のシールド層とを電気的に絶縁する一対のギャップ層を設けるようにしてもよい。この場合、絶縁層を、ギャップ層と同一の材料により構成することが望ましい。
【００３０】
本発明の第２の観点に係る薄膜磁気ヘッドまたは薄膜磁気ヘッドの製造方法では、一対のシールド層を、磁気変換機能膜の厚みの少なくとも半分の厚みに対応する空間を占めると共に、互いに少なくとも２ｎｍの距離を有するように構成することが望ましい。
【００３１】
【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。
【００３２】
［第１の実施の形態］
＜磁気ディスク装置＞
まず、図１および図２を参照して、本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドが適用される磁気ディスク装置について説明する。図１は、本実施の形態に係る磁気ディスク装置の構成を示したものである。なお、本実施の形態では、ＣＳＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ−Ｓｔａｒｔ−Ｓｔｏｐ）動作方式と呼ばれる方式の磁気ディスク装置を例示して説明するものとする。この磁気ディスク装置は、複数の磁気記録媒体１１と、これらの磁気記録媒体１１の各面に対応して配設された複数の磁気ヘッド装置１２とを備えている。ここで、磁気記録媒体１１は、本発明における「記録媒体」に対応する一具体例である。磁気記録媒体１１は、筐体１３に固定されたスピンドルモータ１４により回転するようになっている。磁気ヘッド装置１２は、筐体１３に固定された固定軸１５に、ベアリング１６を介して回動可能なように取り付けられている。ここでは、複数の磁気ヘッド装置１２が共通のベアリング１６を介して固定軸１５に取り付けられており、これにより、複数の磁気ヘッド装置１２が一体となって回動するようになっているものとする。磁気ヘッド装置１２の先端側には磁気ヘッドスライダ１７（以下、単にスライダ１７と呼ぶ）が取り付けられている。また、この磁気ディスク装置は、磁気ヘッド装置１２の他方の後端側に、磁気記録媒体１１のトラック上におけるスライダ１７の位置決めを行うための駆動部１８を備えている。駆動部１８は、固定軸１５を中心として磁気ヘッド装置１２を回動させるものであり、これにより、スライダ１７は、磁気記録媒体１１の径方向に移動可能となっている。
【００３３】
図２は、図１に示したスライダ１７の拡大斜視図である。スライダ１７は、例えばアルティック（Ａｌ_２Ｏ_３・ＴｉＣ）よりなり、ほぼ六面体状に形成された基体１００を有している。そのうちの磁気記録媒体１に対向する面が、記録媒体対向面あるいはエアベアリング面（ＡＢＳ：Ａｉｒ　Ｂｅａｒｉｎｇ　Ｓｕｒｆａｃｅ　）１９である。図２に示したように、スライダ１７のＡＢＳ１９に直交する一側面には、薄膜磁気ヘッド１０が設けられている。
【００３４】
続いて、このように構成された磁気ディスク装置による記録・再生の動作について、図１を参照して説明する。ＣＳＳ動作方式の場合、磁気ディスク装置が動作していない時、すなわち、スピンドルモータ１４が停止しており磁気記録媒体１１が回転していない状態においては、スライダ１７のＡＢＳ１９と磁気記録媒体１１とを接触させておく。記録・再生動作を行う際には、スピンドルモータ１４により磁気記録媒体１１を高速回転させる。磁気記録媒体１１が高速回転すると空気流が発生し、揚力が生まれる。スライダ１７を、この揚力によって磁気記録媒体１１の表面から浮上させると共に、駆動部１８により、この磁気記録媒体１１の表面に対して水平方向に相対的に移動させる。この際、スライダ１７の一側面に形成された薄膜磁気ヘッド１０によって記録・再生を行うのである。
【００３５】
＜薄膜磁気ヘッド＞
次に、図３ないし図５参照して、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１０について、より詳細に説明する。
【００３６】
図３は、スライダ１７（図２）の一側面に形成された薄膜磁気ヘッド１０の構造を拡大して示した平面図である。図４は、図３に示したＶＩ−ＶＩ線に沿った矢視方向断面図である。図５は、図３および図４に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った矢視方向の構成を示す断面図である。図４に示したように、薄膜磁気ヘッド１０は、基体１００に近い側から順に、再生ヘッド部１０Ａと記録ヘッド部１０Ｂとが積層されて一体に構成されたものである。再生ヘッド部１０Ａは、磁気記録媒体１１に記録された磁気情報を再生するためのものであり、一方の記録ヘッド部１０Ｂは、磁気記録媒体１１のトラックに磁気情報を記録するためのものである。
【００３７】
まず、再生ヘッド部１０Ａの構成について、図４および図５を参照して説明する。再生ヘッド部１０Ａは、図４に示したようにＡＢＳ１９に露出する側において、例えば、基体１００の上に、下部シールド層１、下部ギャップ層２、ＧＭＲ膜２０、上部ギャップ層５および上部シールド層６が順に積層された構造を有している。
【００３８】
下部シールド層１は、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）等の磁性材料により構成され、後述するＧＭＲ膜２０に不要な磁界の影響が及ばないようにする機能を有する。下部ギャップ層２は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）や窒化アルミニウム（ＡｌＮ）等の絶縁材料からなり、下部シールド層１とＧＭＲ膜２０との絶縁をするためのものである。本実施の形態のＧＭＲ膜２０は、本発明における「磁気変換機能膜」の一具体例に対応するものであり、これについては後に詳述する。上部ギャップ層５は、下部ギャップ層２と同様に絶縁材料からなり、上部シールド層６とＧＭＲ膜２０との間を絶縁するものである。上部シールド層６は、下部シールド層１と同様にニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）等の磁性材料により構成され、やはりＧＭＲ膜２０に不要な磁界の影響が及ばないようにするためのものである。この上部シールド層６は、記録ヘッド部１０Ｂにおける下部磁極としての機能も兼ね備えている。
【００３９】
ＧＭＲ膜２０は、磁性材料を含む多層構造からなるスピンバルブ型のＧＭＲ膜であり、磁気記録媒体１１に記録された情報を読み出す機能を有するものである。ＧＭＲ膜２０の底面は下部ギャップ層２に接し、上面は上部ギャップ層５に接している。再生ヘッド部１０Ａでは、磁気記録媒体１１からの信号磁界に応じてＧＭＲ膜２０の電気抵抗が変化することを利用して、磁気記録媒体１１に記録された情報を再生するようになっている。
【００４０】
図５に示したように、ＧＭＲ膜２０の両隣の下部ギャップ層２上には、一対の磁区制御層３１Ａ，３１Ｂ（以下、総称して「磁区制御層３１」という。）が延在している。その磁区制御層３１の上には、一対の第１リード層３２Ａ，３２Ｂ（以下、総称して「第１リード層３２」という。）が形成され、さらに、第１リード層３２上には、一対の第２リード層（図示せず）が選択的に形成されることにより、ＭＲ素子１０Ｃが構成されている。磁区制御層３１は、コバルト白金合金（ＣｏＰｔ）等を含む硬磁性材料により構成され、ＧＭＲ膜２０の記録トラック幅方向に対応する方向に沿った両隣に延在している。この磁区制御層３１は、磁気感受層２５の磁区の向きを揃えて単磁区化することでバルクハウゼンノイズの発生を抑制するように機能する。第１リード層３２は、磁区制御層３１を介してＧＭＲ膜２０にセンス電流を流すための電流経路として機能するものであり、第２リード層（図示せず）を介し、電極ＥＡ，ＥＢ（図３）にそれぞれ接続されている。
【００４１】
ＧＭＲ膜２０は、図５に示したように、例えば下部ギャップ層２の上に、下地層２１、固定作用層２２、被固定層２３、非磁性層２４、フリー層と呼ばれる磁気感受層２５および保護層２６とが順に積層された構造を有している。
【００４２】
下地層２１は、例えば、５ｎｍの厚みを有するタンタル（Ｔａ）等から構成される。固定作用層２２は、プラチナマンガン合金（ＰｔＭｎ）等の反強磁性を示す材料により構成され、被固定層２３の磁化方向を固定する、いわゆるピンニング層として機能するものである。コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）等からなる被固定層２３は、一般的にピンド層と呼ばれ、固定作用層２２との界面における交換結合により磁化の向きが固定されている磁性層である。非磁性層２４は、例えば、３ｎｍの厚みを有する銅（Ｃｕ）あるいは金（Ａｕ）等の非磁性金属材料から構成される。磁気感受層２５は、例えば２ｎｍの厚みを有するコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）等からなり、磁気記録媒体１１からの信号磁界に応じて磁化の向きが変化するようになっている。保護層２６は、例えば、１ｎｍの厚みを有するタンタル等から構成される。
【００４３】
このような構成を有する再生ヘッド部１０Ａでは、磁気感受層２５の磁化方向が、磁気記録媒体１１からの信号磁界に応じて変化するため、固定作用層２２によって一方向に固定された被固定層２３の磁化方向との相対的変化を生じる。この際、ＧＭＲ膜２０内にセンス電流を流すと、磁化方向の変化が電気抵抗の変化として現れる。これを利用することにより信号磁界を検出し、磁気情報を再生するようになっている。
【００４４】
続いて、記録ヘッド部１０Ｂの構成について説明する。図４に示したように、記録ヘッド部１０Ｂは、下部磁極としても機能する上部シールド層６、記録ギャップ層４１、コイル４３，４５、フォトレジスト層４２，４４，４６および上部磁極４７を有している。
【００４５】
記録ギャップ層４１は、アルミナ等の絶縁材料よりなり、上部シールド層６の上に形成される。この記録ギャップ層４１は、コイル４３，４５の中心部に対応する位置に磁路形成のための開口部４１Ａを有している（図３および図４参照）。コイル４３は、記録ギャップ層４１上にフォトレジスト４２を介して、開口部４１Ａを中心として形成されている。さらに、コイル４３を覆うようにフォトレジスト層４４が所定のパターンに形成されている。このフォトレジスト層４４上には、コイル４５と、これを覆うフォトレジスト層４６とが形成されている。ここで、コイル４３とコイル４５とは、図示しない接続部においてそれぞれの一端同士が電気的に接続され、一連のコイルとして機能するようになっている。なお、コイル４３，４５の各他端側は、電極４３Ｅ，４５Ｅにそれぞれ接続されている（図３参照）。
【００４６】
記録ギャップ４１、開口部４１Ａおよびフォトレジスト層４２，４４，４６の上には、例えば、ＮｉＦｅ合金あるいは窒化鉄（ＦｅＮ）等の高飽和磁束密度を有する磁性材料からなる上部磁極４７が形成されている。この上部磁極４７は、開口部４１Ａを介して上部シールド層６と接触しており、磁気的に連結している。なお、図示しないが、アルミナ等からなるオーバーコート層が記録ヘッド部１０Ｂの上面全体を覆うように形成されている。
【００４７】
このような構成を有する記録ヘッド部１０Ｂは、コイル４３，４５に流れる電流によって上部シールド層６と上部磁極４７とを含んで構成される磁路内部に磁束を生じ、これにより記録ギャップ層４１の近傍に生ずる信号磁界によって磁気記録媒体１１を磁化し、情報を記録するようになっている。
【００４８】
次に、図６を参照して、本発明の重要な特徴部分であるＧＭＲ膜２０近傍領域の構造について詳細に説明する。図６は、図４に示した薄膜磁気ヘッド１０におけるＧＭＲ膜２０近傍の拡大断面図である。
【００４９】
図６に示したように、下部ギャップ層２と上部ギャップ層５との間には、ＧＭＲ膜２０が発生する熱を外部に放出する機能を有する放熱層４が、ＧＭＲ膜２０の、ＡＢＳ１９とは反対側に隣在して形成されている。さらに、絶縁層３が、ＧＭＲ膜２０と放熱層４との間に設けられている。放熱層４は、絶縁層３よりも高い熱伝導率を有する材料により構成され、特に非磁性金属材料により構成されていることが望ましい。具体的には、放熱層４は、例えば、ビスマス（Ｂｉ）、タンタル（Ｔａ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等、表１に示したような元素のうち少なくとも１種を含む材料により構成されていることが望ましい。さらに、放熱層４は、ＧＭＲ膜２０の厚みの少なくとも半分の厚みＣを有することが望ましく、放熱層４と下部シールド層１との距離Ｂは、２ｎｍ以上であることが望ましい。放熱層４と上部シールド層６との距離、すなわち、上部ギャップ層５の厚みも２ｎｍ以上であることが望ましい。これは、放熱層４と、下部シールド層１、あるいは上部シールド層６との間の絶縁性を確保するために最低限必要な距離である。距離Ｂおよび厚みＣの値についての詳細は、後述する。
【００５０】
【表１】

【００５１】
絶縁層３は、例えば、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）あるいは窒化珪素（ＳｉＯ_２）等の絶縁材料により構成される。これらの絶縁材料によって構成された絶縁層３の熱伝導率は、成膜条件や測定条件によっても異なるが２Ｊ／ｍＫｓ以下である。この場合、上部ギャップ層５あるいは下部ギャップ層２と同一の材料から構成されていてもよい。絶縁層３のうち、少なくともＧＭＲ膜２０の、磁気記録媒体１１に対向する側（すなわち、ＡＢＳ１９）とは反対側の端面に接する部分は、ＡＢＳ１９に垂直な方向に２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みＡを有することが好ましい。その理由については後述する。
【００５２】
上記表１に示したように、放熱層４の構成材料としては、絶縁層３の構成材料よりも高い熱伝導率を有するものを用いている。
【００５３】
次に、本実施の形態の作用を、図１９に示した比較例と対比して説明する。この比較例では、ＧＭＲ膜１２０と下部ギャップ層１０２との間に、放熱層１０４が形成されており、これにより、放熱性を高めている。しかしながら、このような再生ヘッド部２１０Ａを備えた薄膜磁気ヘッドであっても、今後、さらなる高記録密度化に伴い、ＧＭＲ素子の薄型化（ＭＲ膜１２０を含む素子の厚み方向の微小化）への要求も高まることにより、十分な放熱性の確保がさらに困難になると予想される。ＭＲ素子における積層面の面積のみならず、その厚みも小さくなる結果、放熱層の薄型化が求められ、放熱層の体積を十分に確保できなくなるおそれもあるからである。さらに、上記の再生ヘッド部２１０Ａでは、ＧＭＲ膜１２０を構成する層のうち、放熱層から遠い側の層における放熱が不十分になるおそれもある。
【００５４】
これに対し、図６に示した本実施の形態の再生ヘッド部１０Ａでは、ＧＭＲ膜２０の、ＡＢＳ１９とは反対側に隣在するように、薄い絶縁層３を介して絶縁層３よりも高い熱伝導率を有する放熱層４を設けるようにした。すなわち、ＧＭＲ膜２０の厚みに対応する後方（ＡＢＳ１９とは反対側）の空間に放熱層４を配設した。このため、ＧＭＲ膜２０全体の厚みと同等まで放熱層４を厚くしても、ＭＲ素子全体が厚くなってしまうことがない。したがって、微小化したＧＭＲ膜２０であっても、放熱層４の体積を大きくでき、十分な放熱を行うことができる。また、放熱層４は、ＧＭＲ膜２０を構成する層の全てと直接接触しているので、ＧＭＲ膜２０の厚み方向（積層方向）にほぼ均一に放熱を行うことができる。すなわち、再生ヘッド部１０Ａの厚型化を招くことなく、均一かつ十分な放熱が可能である。
【００５５】
また、放熱層４の構成材料は、絶縁層３の構成材料よりも高い熱伝導率を有しているため、ＧＭＲ膜２０の厚みに対応する後方の空間をすべて絶縁層３で占める場合に比べ、効率的な放熱を行うことが可能となる。
【００５６】
次に、図６に示した厚みＡ（絶縁層３）および厚みＣ（放熱層４）ならびに距離Ｂの好ましい範囲について説明する。厚みＡおよび厚みＣは、放熱性および絶縁性の確保という観点から、以下のように規定される。
【００５７】
絶縁層３の厚みＡは、小さい（薄い）ほど放熱性が向上する。すなわち、厚みＡを薄くすることにより、ＧＭＲ膜２０で発生した熱を放熱層４に、より速く伝えることができる。図７は、厚みＡと、ＭＲハイトとの関係を表す特性図である。横軸は厚みＡを示し、縦軸は、ＧＭＲ膜２０を一定温度に維持するために必要なＭＲハイトの大きさを、厚みＡが１００ｎｍの場合におけるＭＲハイトを１００％として規格化して示したものである。ここでは、放熱層４の厚みＣを、ＧＭＲ膜２０の７５％の厚みとした。図７に示したように、厚みＡを薄くするほど、ＭＲハイトを小さくすることができる。すなわち、厚みＡを薄くするほど放熱性が向上し、ＧＭＲ膜２０の微小化が可能となる。この場合、厚みＡが概ね３０ｎｍ以下であれば、放熱性向上の効果があると判断できる。但し、厚みＡは、ＧＭＲ膜２０と放熱層４との絶縁性確保という観点から、すくなくとも２ｎｍの厚みを有する必要がある。
【００５８】
放熱層４の厚みＣは、大きい（厚い）ほど放熱性が向上する。すなわち、厚みＣを大きくするほど、ＧＭＲ膜２０の厚み方向に対応する部分が増え、効率よく放熱することができる。図８は、厚みＣと、ＭＲハイトとの関係を表す特性図である。横軸は、ＧＭＲ膜２０の厚みを１００％とした場合の厚みＣの比率を示し、縦軸は、ＧＭＲ膜２０を一定温度に維持するために必要なＭＲハイトの大きさを、放熱層４が全く無い場合におけるＭＲハイトを１００％として規格化して示したものである。図８に示したように、厚みＣが厚くなるほど放熱性が向上し、ＧＭＲ膜２０の微小化が可能となる。この場合、厚みＣがＧＭＲ膜２０の厚みの概ね５０％以上であれば、放熱性向上の効果があると判断できる。厚みＣの上限は、放熱層４と下部シールド層１との絶縁性確保という観点から求められ、距離Ｂによって規定される。この距離Ｂは、２ｎｍ以上であることが望ましい。
【００５９】
続いて、上記の要領で製造された図４に示した本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０の出力特性について、従来例（図１８）と対比して、具体的に説明する。
【００６０】
図９は、図４に示した薄膜磁気ヘッド１０における、ＭＲハイトと通電時の上昇温度との関係を示すものである。図９の縦軸は、通電時のＧＭＲ膜２０（１２０）の上昇温度（℃）を示す。横軸は、ＭＲハイトの逆数（「１／ＭＲハイト」）を示し、上昇温度が１００℃の場合の数値を１０として規格化したものである。ＧＭＲ膜２０（１２０）に通電するセンス電流の大きさＩｓは、４．０ｍＡとした。図９において、曲線９Ａが薄膜磁気ヘッド１０の結果を示し、曲線９Ｂが従来例の結果を示す。
【００６１】
曲線９Ｂが示すように従来例では、上昇温度を５０℃以下に抑制するために、「１／ＭＲハイト」をおよそ６．８以下に、すなわちＭＲハイトを１／６．８以上の長さにする必要がある。一方、曲線９Ａが示すように本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０では、「１／ＭＲハイト」をおよそ７．７以下に、すなわちＭＲハイトを１／７．７以上の長さにすれば、上昇温度を５０℃以下に抑えることができる。したがって、放熱層４を設けた本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０のほうが、より優れた放熱性を有し、ＭＲ素子の微小化の面で有利である。
【００６２】
図１０は、図４に示した薄膜磁気ヘッド１０における、ＭＲハイトと出力電圧との関係を示すものである。図１０の横軸は、図９に対応する「１／ＭＲハイト」を示す。一方、縦軸は、出力電圧を示し、「１／ＭＲハイト」が１０の場合の大きさを１０として規格化した。
【００６３】
この図に示すように、ＭＲハイトが微小化するほど電流密度が向上するので、出力電圧の改善が見込まれる。例えば、従来例においては、上昇温度が５０℃となる「１／ＭＲハイト」が６．８のとき、出力電圧は約６．２５となる。これに対し、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０においては、上昇温度が５０℃となる「１／ＭＲハイト」が７．７のとき、出力電圧は約７．２５となる。すなわち、許容される上昇温度を５０℃とした場合、ＭＲハイトの最小サイズが１／６．８から１／７．７に小さくなることにより、出力電圧が約６．２５から約７．２５へ、およそ１．１６倍に向上する。すなわち、放熱層４を設けた本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０であれば、微小化しても温度上昇を抑制することができ、出力電圧をより向上することが可能である。
【００６４】
＜薄膜磁気ヘッドの製造方法＞
次に、薄膜磁気ヘッド１０の製造方法について、適宜図面を参照して説明する。
【００６５】
薄膜磁気ヘッドの説明に先立ち、まず、図１１を参照して、磁気ヘッド装置の製造方法の全容について説明する。図１１は、図１に示した磁気ヘッド装置１２の製造工程全体の流れを表すものである。
【００６６】
まず、アルティック（アルミナと炭化チタンとの複合材）等からなる基板（図示せず）を用意する（ステップＳ１０１）。この基板は、最終的に基体１００となるものであり、複数の薄膜磁気ヘッド１０を形成する十分な領域を有している。次に、この基板上に、のちにＧＭＲ膜２０となる多層膜１０３を有する再生ヘッド部１０Ａを形成し（ステップＳ１０２）、さらにこの再生ヘッド部１０Ａの上に記録ヘッド部１０Ｂを形成することにより、薄膜磁気ヘッド１０の形成が一応完了する（ステップＳ１０３）。次に、薄膜磁気ヘッド１０の列ごとに切り出して棒状片を形成し、その棒状片における薄膜磁気ヘッド１０の成膜面に直交する端面を機械研磨することで、ＡＢＳ１９を形成する（ステップＳ１０４）。さらに、個別の薄膜磁気ヘッド１０ごとに切り出したのち所定形状になるように加工することで、スライダ１７を形成する（ステップＳ１０５）。最後に、スライダ１７をスライダ支持部１２Ａに搭載することで磁気ヘッド装置１２が完成する。（ステップＳ１０６）。以上により、図１に示した磁気ヘッド装置１２が完成する。
【００６７】
次に、図３ないし図５ならびに図１２ないし図１６を参照して、薄膜磁気ヘッド１０の製造方法を詳細に説明する。
【００６８】
まず、主に図１２ないし図１６を参照して、再生ヘッド部１０Ａの製造方法について説明する。図１２ないし図１６は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を表す断面図である。はじめに、図１２に示したように、基体１００となる基板上に、スパッタリング等によりＮｉＦｅ合金等の導電性磁性材料よりなる下部シールド層１を形成したのち、下部シールド層１上に全面に渡って、アルミナ等よりなる下部ギャップ層２を形成する。次に、この下部ギャップ層２上に全面に渡って、スピンバルブ構造を有するＧＭＲ膜２０となる多層膜２０Ａを形成する。具体的には、スパッタリング等を用いて、下地層２１、固定作用層２２、被固定層２３、非磁性層２４、磁気感受層２５および保護層２６とを順に積層する（図５参照）。さらに、この多層膜２０Ａの上に、フォトリソグラフィ法を用い、選択的にフォトレジスト層７を形成する。こののち、図１３に示したように、フォトレジスト層７をマスクとして利用したイオンミリング等により、多層膜２０Ａおよび下部ギャップ層２を選択的にエッチング処理する。このエッチング処理の工程では、厚み方向に、多層膜２０Ａを全て除去すると共に、下部ギャップ層２についても一部を残して除去する。次いで、図１４に示したように、エッチング処理された除去部８に、スパッタリング等により絶縁層３と、放熱層４とを順に積層する。この工程により、ＧＭＲ膜２０の、磁気記録媒体１１に対向する側とは反対側に隣在するように、放熱層４が形成されると共に、ＧＭＲ膜２０と放熱層４との間に介在する絶縁層３が形成される。
【００６９】
次に、図１５に示したように、フォトレジスト層７をリフトオフしたのち、反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ　Ｉｏｎ　Ｅｔｃｈｉｎｇ　ｓｙｓｔｅｍ　：ＲＩＥ）等により、エッチング位置４Ａよりも上（基体１００から離れる方向）にある不要な部分を除去する。こうすることで、図１６に示したように、ＧＭＲ膜２０Ａと、絶縁層３と、放熱層４とからなる上面を、平坦に揃えて形成することができる。こののち、ここでは図示しないが、図１６の紙面に垂直な方向に、多層膜２０Ａを挟んで互いに対向するように、下部ギャップ層２上に１対の磁区制御層３１と、第１リード層３２と、第２リード層とを順に積層する。続いて、全体を覆うように、例えばスパッタリングにより上部ギャップ層５を形成する。さらに、この上部ギャップ層５の上に、ＮｉＦｅ合金等の導電性磁性材料よりなる上部シールド層６を選択的に形成する。
【００７０】
以上により、スピンバルブ型の多層膜２０Ａと、放熱層４と、絶縁層３と、多層膜２０Ａに対して成膜面に垂直な方向に電流を流すための経路（すなわち、上部シールド層６、上部ギャップ層５、下部ギャップ層２および下部シールド層１）とを有する再生ヘッド部１０Ａの形成が一応完了する。
【００７１】
続いて、再生ヘッド部１０Ａの上に形成される記録ヘッド部１０Ｂの製造方法について、図３および図４を参照して説明する。まず、スパッタリング等により、上部シールド層６上に絶縁材料よりなる記録ギャップ層４１を選択的に形成したのち、この記録ギャップ層４１を部分的にエッチングし、磁路形成のための開口部４１Ａを形成する。
【００７２】
次に、記録ギャップ層４１の上に、フォトレジスト層４２を所定のパターンで形成した後、開口部４１Ａを中心として渦巻き形状を有するコイル４３を形成する。このコイル４３を覆うようにして、スローハイトを決定するフォトレジスト層４４を所定のパターンに形成する。なお、スローハイトとは、コイル４３を埋め込んでいるフォトレジスト層４４の最前端からＡＢＳ１９までの距離を指す。次いで、フォトレジスト層４４上に、必要に応じて、コイル４５およびフォトレジスト層４６を繰り返し形成する。なお、本実施の形態ではコイルを２層積層するようにしたが、１層だけでもよいし、また、３層以上積層しても構わない。
【００７３】
フォトレジスト層４６を形成した後、記録ギャップ層４１、開口部４１Ａ、フォトレジスト層４４，４６の上に、上部磁極４７を選択的に形成する。次に、この上部磁極４７をマスクとして、イオンミリング等により、記録ギャップ層４１を選択的にエッチングする。さらに、図示しないレジスト層を形成し、これをマスクとして、ＡＢＳ１９が形成される領域の近傍領域において、上部シールド層６を所定の深さまで選択的にエッチングする。これにより、記録ヘッド部１０Ｂの形成が一応完了する。
【００７４】
最後に、上部磁極４７を含むすべての構造物を覆うように、アルミナ等の絶縁材料よりなる図示しないオーバーコート層を形成する。こうして、再生ヘッド部１０Ａと記録ヘッド部１０Ｂとを有する薄膜磁気ヘッド１０の形成が完了する。
【００７５】
以上説明したように、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０によれば、ＧＭＲ膜２０の、ＡＢＳ１９とは反対側に隣在して形成され、ＧＭＲ膜２０が発生する熱を外部に放散する機能を有する放熱層４を設けるようにしたので、放熱性をより向上することができる。すなわち、ＧＭＲ膜２０の熱を、薄い絶縁層３を介し、より熱伝導率の高い材料からなる放熱層４に伝えることによって、効率よく放散することができる。これにより、電気抵抗の増加による出力電圧の劣化や、ＭＲ素子の内部拡散による著しい再生特性の劣化を招くことなく、ＭＲ素子の微小化に対応することができる。
【００７６】
特に、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０では、ＡＢＳ１９と直交する方向にＧＭＲ膜２０に隣在して放熱層４を設けるようにしたので、ＭＲハイトの微小化の影響を受けず、十分な体積を有する放熱層４を備えることができる。さらに、放熱層４の周囲は絶縁材料によって占められているので、電気絶縁性の面からの制約を受けずに熱伝導率の高い、種々の導電性材料をも適用することが可能である。
【００７７】
［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、以下の説明では、上記第１の実施の形態における構成要素と実質的に同一の部分については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００７８】
本実施の形態の薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向して配置された磁気変換機能膜と、ギャップ層と、一対のシールド層とを備え、このギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有するようにしたものである。ここでは、上記第１の実施の形態と異なる特徴部分、すなわち、薄膜磁気ヘッドにおける再生ヘッド部の構成についてのみ説明することとする。
【００７９】
図１７を参照して、第２実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１０について、より詳細に説明する。図１７は、本実施の形態の再生ヘッド部１０ａの断面構成を表す断面図である。再生ヘッド部１０ａは、一端面側が磁気記録媒体１１に対向して配置され、磁気記録媒体１１からの信号磁界を検出するＧＭＲ膜２０と、このＧＭＲ膜２０との一端面を除く部分を取り囲むようにして配置され、ＧＭＲ膜２０を磁気的に遮蔽する一対のシールド層、すなわち、下部および上部シールド層１，６とを備えている。ＧＭＲ膜２０と下部および上部シールド層１，６との間には、両者を電気的に絶縁するためのギャップ層、すなわち、下部および上部ギャップ層２，５が形成され、上部ギャップ層５のうち、ＧＭＲ膜２０の、磁気記録媒体１１に対向する側とは反対側の端面９に接する部分は、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有する。
【００８０】
具体的には、再生ヘッド部１０ａは、図１７に示したようにＡＢＳ１９に近い側において、例えば、基体１００の上に、下部シールド層１、下部ギャップ層２、ＧＭＲ膜２０、上部ギャップ層５および上部シールド層６が順に積層された構造を有している。ここで、ＧＭＲ膜２０の、ＡＢＳ１９とは反対側の端面９は上部ギャップ層５によって完全に覆われている。ＡＢＳ１９からみて端面９よりも遠い側では、上部ギャップ層５と下部ギャップ層２とは互いに接触している。端面９に接する部分の上部ギャップ層５の後方（すなわち、ＡＢＳ１９とは反対側）を占める空間には、上部シールド層６が、隙間無く充填されている。端面９に接する部分の上部ギャップ層５の厚みａは、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下である。この場合、上部シールド層６は、ＧＭＲ膜２０の厚みの少なくとも半分の厚みに対応する空間を占めることが望ましい。すなわち、図１７における厚みｃがＧＭＲ膜２０の厚みの半分以上であることが望ましい。さらに、上部シールド層６と、下部シールド層１との距離ｂは、２ｎｍ以上であることが望ましい。ここでは、下部および上部ギャップ層１，５は、例えば熱伝導率が約０．８Ｊ／ｍＫｓであるアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）により構成される。下部および上部シールド層１，６は、下部および上部ギャップ層２，５よりも高い熱伝導率約２２Ｊ／ｍＫｓを有するＮｉＦｅ合金等により構成される。
【００８１】
このような構成を備えた再生ヘッド部１０ａであれば、ＧＭＲ膜２０と上部および下部シールド層６，１との絶縁性を確保しつつ、上部ギャップ層５よりも高い熱伝導率を有する上部シールド層６に熱を効率的に伝えることが可能となり、ＧＭＲ膜２０の温度上昇を抑制することができる。
【００８２】
本実施の形態においても、上記第１の実施の形態における図９および図１０に示したものと同等の出力特性が得られている。
【００８３】
以上説明したように、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１０によれば、磁気記録媒体１１に対向して配置されたＧＭＲ膜２０と、上部および下部ギャップ層５，２と、上部および下部シールド層６，１とを備え、上部ギャップ層５のうち、ＧＭＲ膜２０の、ＡＢＳ１９とは反対側の端面９に接する部分が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有するようにしたので、放熱性をより向上させることができる。すなわち、ＧＭＲ膜２０の熱を、上部ギャップ層５の薄い部分を介し、より熱伝導率の高い材料からなる上部シールド層６に伝えることによって、効率よく放散することができる。これにより、第１の実施の形態と同様に、電気抵抗の増加による出力電圧の劣化や、ＭＲ素子の内部拡散による著しい再生特性の劣化を招くことなく、ＭＲ素子の微小化に対応することができる。
【００８４】
以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態に限定されず、種々変形可能である。例えば、本実施の形態では、記録媒体対向面（ＡＢＳ）に露出したＧＭＲ膜を有する薄膜磁気ヘッドについて説明したが、これに限定されるものではない。この場合、ＧＭＲ膜を内部に有し、フラックスガイド等によりＡＢＳからＧＭＲ膜までの磁路が形成される構造を備えた薄膜磁気ヘッドであってもよい。また、上記の実施の形態では、ＣＩＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｆｌｏｗ−ｉｎ−ｔｈｅ−ｐｌａｎｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｌａｙｅｒｓ　）型の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＰＰ（ｃｕｒｒｅｎｔ　ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−ｐｌａｎｅ）型のものやＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ　）ヘッドにも適用可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド、請求項１３ないし請求項２２のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法、または請求項２５もしくは請求項２６のいずれか１項に記載の磁気ディスク装置によれば、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層を備えるようにしたので、従来に比べて磁気変換機能膜の熱をより効果的に放散し、温度上昇を抑制することができる。したがって、磁気変換機能膜を微小化しても、電気抵抗の増加を抑制し、より高い再生出力を得ることが可能となる。
【００８６】
特に、請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド、または請求項１４に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、磁気変換機能膜と放熱層との間に絶縁層を備えるようにしたので、放熱層が導電性材料からなる場合であってもセンス電流の放熱層への分流が防止できる。
【００８７】
特に、請求項６に記載の薄膜磁気ヘッド、または請求項１８に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、放熱層の厚みが、磁気変換機能膜の少なくとも半分の厚みに対応するようにしたので、放熱効果をより効果的に得ることができる。
【００８８】
また、請求項１１もしくは請求項１２に記載の薄膜磁気ヘッド、または請求項２３もしくは請求項２４に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、記録媒体に対向して配置された磁気変換機能膜と、一対のシールド層と、両者を電気的に絶縁するためのギャップ層とを設け、このギャップ層のうち、磁気変換機能膜の、記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分を２ｎｍ以上３０ｎｍ以下というように薄く形成したので、従来に比べて放熱性をより向上させることができる。すなわち、磁気変換機能膜の熱を、ギャップ層の薄い部分を介し、より熱伝導率の高い材料からなる一対のシールド層のうちのいずれか一方に伝えることによって、効率よく放散し、温度上昇を抑制することができる。したがって、磁気変換機能膜を微小化しても、電気抵抗の増加を抑制し、より高い再生出力を得ることが可能となる。
【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磁気ディスク装置の概略を示す構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを備えた磁気ヘッドスライダの構成を示す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成を示す平面図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドのＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視方向の構造を示す断面図である。
【図５】図３および図４に示した薄膜磁気ヘッドのＶ−Ｖ線に沿った矢視方向の構造を示す断面図である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの記録媒体対向面に垂直な方向の拡大断面図である。
【図７】図６に示した薄膜磁気ヘッドにおける、絶縁層３の厚みＡとＭＲハイトとの関係を示す特性図である。
【図８】図６に示した薄膜磁気ヘッドにおける、放熱層４の厚みＣとＭＲハイトとの関係を示す特性図である。
【図９】図６に示した薄膜磁気ヘッドにおける、ＭＲハイトと上昇温度との関係を示す特性図である。
【図１０】図６に示した薄膜磁気ヘッドにおける、ＭＲハイトと出力電圧との関係を示す特性図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法を表す工程図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法における一工程を表す断面図である。
【図１３】図１２に続く、一工程を表す断面図である。
【図１４】図１３に続く、一工程を表す断面図である。
【図１５】図１４に続く、一工程を表す断面図である。
【図１６】図１５に続く、一工程を表す断面図である。
【図１７】本発明の第２の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの記録媒体対向面に垂直な方向の拡大断面図である。
【図１８】従来の薄膜磁気ヘッドにおける記録媒体対向面に垂直な方向の拡大断面図である。
【図１９】比較例としての薄膜磁気ヘッドにおける記録媒体対向面に垂直な方向の拡大断面図である。
【符号の説明】
１…下部シールド層、２…下部ギャップ層、３…絶縁層、４…放熱層、５…上部ギャップ層、６…上部シールド層、１０…薄膜磁気ヘッド、１０Ａ，１０ａ…再生ヘッド部、１０Ｂ…記録ヘッド部、１０Ｃ…ＭＲ素子、１１…磁気記録媒体、１９…記録媒体対向面（ＡＢＳ）、２０…磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）。

Claims

一端面側が記録媒体に対向して配置され、前記記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、
この磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、前記磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層と
を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
さらに、前記磁気変換機能膜と前記放熱層との間に、絶縁層を備えた
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記放熱層は、前記絶縁層よりも高い熱伝導率を有する材料により構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記放熱層は、非磁性金属材料により構成されている
ことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記放熱層は、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），ベリリウム（Ｂｅ），ビスマス（Ｂｉ），コバルト（Ｃｏ），クロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），インジウム（Ｉｎ），イリジウム（Ｉｒ），マグネシウム（Ｍｇ），マンガン（Ｍｎ），モリブデン（Ｍｏ），ニオブ（Ｎｂ），ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），レニウム（Ｒｅ），アンチモン（Ｓｂ），セレン（Ｓｅ），タンタル（Ｔａ），テルル（Ｔｅ），トリウム（Ｔｈ），チタン（Ｔｉ），タリウム（Ｔｌ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），イットリウム（Ｙ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうち少なくとも１種を含む
ことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記放熱層は、前記磁気変換機能膜の厚みの少なくとも半分の厚みに対応して隣在する
ことを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
さらに、積層方向において前記磁気変換機能膜を挟んで互いに対向するように配置され、前記磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、
前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層のそれぞれとの間に設けられ、前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層とを電気的に絶縁する一対のギャップ層と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記放熱層と前記シールド層との距離は、２ｎｍ以上である
ことを特徴とする請求項７に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記絶縁層は、前記ギャップ層と同一の材料から構成されている
ことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の薄膜磁気ヘッド。
前記絶縁層のうち、前記磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分は、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有する
ことを特徴とする請求項２ないし請求項９のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
一端面側が記録媒体に対向して配置され、前記記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、
この磁気変換機能膜における前記一端面とは反対側の端面と、前記磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むようにして配置され、前記磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、
前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層との間に設けられ、両者を電気的に絶縁するギャップ層と
を備え、
前記ギャップ層のうち、前記磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有する
ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
前記一対のシールド層は、
前記磁気変換機能膜の厚みの少なくとも半分の厚みに対応する空間を占めると共に、
互いに少なくとも２ｎｍの距離を有する
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッド。
一端面側が記録媒体に対向して配置され、前記記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜を備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記磁気変換機能膜を形成する工程と、
前記磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側に隣在するように、前記磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層を形成する工程と
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
さらに、
前記磁気変換機能膜と前記放熱層との間に絶縁層を形成する工程を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記放熱層の形成工程において、
前記放熱層を、前記絶縁層よりも高い熱伝導率を有する材料により構成する
ことを特徴とする請求項１４に記載の薄膜磁気ヘッド製造方法。
前記放熱層の形成工程において、
前記放熱層を、非磁性金属材料により構成する
ことを特徴とする請求項１３ないし請求項１５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記放熱層の形成工程において、
前記放熱層を、銀（Ａｇ），アルミニウム（Ａｌ），金（Ａｕ），ベリリウム（Ｂｅ），ビスマス（Ｂｉ），コバルト（Ｃｏ），クロム（Ｃｒ），銅（Ｃｕ），鉄（Ｆｅ），インジウム（Ｉｎ），イリジウム（Ｉｒ），マグネシウム（Ｍｇ），マンガン（Ｍｎ），モリブデン（Ｍｏ），ニオブ（Ｎｂ），ニッケル（Ｎｉ），パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），レニウム（Ｒｅ），アンチモン（Ｓｂ），セレン（Ｓｅ），タンタル（Ｔａ），テルル（Ｔｅ），トリウム（Ｔｈ），チタン（Ｔｉ），タリウム（Ｔｌ），バナジウム（Ｖ），タングステン（Ｗ），イットリウム（Ｙ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうち少なくとも１種を含むように形成する
ことを特徴とする請求項１３ないし請求項１６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド製造方法。
前記放熱層の形成工程において、
前記放熱層の厚みが前記磁気変換機能膜の厚みの半分以上となるようにする
ことを特徴とする請求項１３ないし請求項１７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
さらに、
積層方向において、前記磁気変換機能膜を挟んで互いに対向するように、前記磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層を形成する工程と、
前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層のそれぞれとの間に介在し、前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層とを電気的に絶縁する一対のギャップ層を形成する工程と
を含むことを特徴とする請求項１３ないし請求項１８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記一対のシールド層の形成工程において、
前記放熱層と前記シールド層との距離が、２ｎｍ以上となるようにする
ことを特徴とする請求項１９に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記絶縁層の形成工程において、
前記絶縁層を、前記一対のギャップ層と同一の材料により構成する
ことを特徴とする請求項１９または請求項２０に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記絶縁層の形成工程において、
前記絶縁層のうち、少なくとも前記磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みとなるように前記絶縁層を形成する
ことを特徴とする請求項１４ないし請求項２１のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
一端面側が記録媒体に対向して配置され、前記記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、この磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層とを電気的に絶縁するギャップ層とを有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
前記磁気変換機能膜を形成する工程と、
この磁気変換機能膜における前記一端面とは反対側の端面と、前記磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むように前記一対のシールド層を形成する工程と、
前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層との間に、前記磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みとなるように、前記ギャップ層を形成する工程と
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
前記一対のシールド層の形成工程において、
前記一対のシールド層が、前記磁気変換機能膜の厚みの少なくとも半分の厚みに対応する空間を占めると共に、互いに少なくとも２ｎｍの距離を有するようにする
ことを特徴とする請求項２３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
記録媒体と、薄膜磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドが、
一端面側が前記記録媒体に対向して配置され、前記記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、
この磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側に隣在し、前記磁気変換機能膜が発生する熱を外部に伝える放熱層と
を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
記録媒体と、薄膜磁気ヘッドとを備えた磁気ディスク装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドが、
一端面側が前記記録媒体に対向して配置され、前記記録媒体からの信号磁界を検出する磁気変換機能膜と、
この磁気変換機能膜における前記一端面とは反対側の端面と、前記磁気変換機能膜における対向する膜面とを取り囲むようにして配置され、前記磁気変換機能膜を磁気的に遮蔽する一対のシールド層と、
前記磁気変換機能膜と前記一対のシールド層との間に設けられ、両者を電気的に絶縁するギャップ層と
を備え、
前記ギャップ層のうち、前記磁気変換機能膜の、前記記録媒体に対向する側とは反対側の端面に接する部分が、２ｎｍ以上３０ｎｍ以下の厚みを有する
ことを特徴とする磁気ディスク装置。