JP2005018903A

JP2005018903A - 磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置

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Publication number: JP2005018903A
Application number: JP2003181992A
Authority: JP
Inventors: Katsuro Watanabe; 克朗渡辺; Takayoshi Otsu; 孝佳大津; Koji Kataoka; 宏治片岡; Nobuo Yoshida; 伸雄芳田; Kikuo Kusukawa; 喜久雄楠川
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-06-26
Filing date: 2003-06-26
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-06-26
Also published as: US20040264034A1; JP4596753B2; US6999270B2

Abstract

【課題】ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、上部シールド層あるいは下部シールド層の段差に起因するノイズを抑制し、かつ静電容量Ｃを低減し、ノイズが少なく、高周波特性に優れた磁気抵抗効果型ヘッドを高い歩留まりで提供する。
【解決手段】ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、第１のリード導体３１が同一平面内においてその幅が下部シールド層１１１のトラック方向の最大の長さと等しいか、もしくは短い幅を有する下部シールド層リード接続部１１３と電気的に接続される、あるいは、その高さが下部シールド層１１１の素子高さ方向の最大の長さと等しいか、もしくは短い長さを有する下部シールド層リード接続部１１３と電気的に接続される構造とする。これにより、第１のリード導体３１によって上部シールド層１２に段差が生じ、その段差によってノイズの発生源となる磁区構造が形成されることを防ぐことができ、また、リード導体３１と上部シールド層１２が重ならないようにすることができる。
【選択図】図１３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果膜の積層面を貫くようにセンス電流を流すＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ）構造の磁気ヘッドおよびこれを搭載した磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録再生装置の記録密度は、年率１００％という驚異的な速さで増加している。これに伴い、磁気記録再生装置に搭載されている磁気ヘッドには、高出力化が求められている。
【０００３】
これに対応するために、磁気抵抗効果膜の性能向上が図られており、１ｃｍ^２当たり約３ ×１０^８ビット程度の記録密度までは異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）膜を用いていたが、それ以上の記録密度では、より高出力が得られる巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）膜を開発し、さらには改良を加え、現在に至っている。しかしながら、ＧＭＲ膜も１ｃｍ^２当たり９．３ ×１０^９ビットより大きな記録密度に対しては出力不足になることが懸念されるため、ＧＭＲ膜の次の世代の磁気抵抗効果膜として、文献１（１９９５年発刊のジャーナルオブマグネティズムアンドマグネティックマテリアルズ第１３９巻Ｌ２３１〜Ｌ２３４頁）に記載されているようなトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）膜、あるいは文献２（２００１年発刊のジャーナルオブアプライドフィジックス第８９巻６９４３〜６９４５頁）に記載されているようなＧＭＲ膜の積層面を貫くように電流を流すＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ） −ＧＭＲ膜の研究開発が行われている。
【０００４】
ここで、ＡＭＲ膜やＧＭＲ膜を用いる磁気ヘッドと、ＴＭＲ膜やＣＰＰ−ＧＭＲ膜を用いるヘッドとでは、構造が大きく異なる。前者の場合には、ＡＭＲ膜やＧＭＲ膜からなる磁気抵抗効果膜の膜面内方向にセンス電流を流すＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔｉｎｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ）構造であり、センス電流を供給する電極はこれらの磁気抵抗効果膜の両脇に設けられる。一方、後者の場合には、ＴＭＲ膜やＣＰＰ−ＧＭＲ膜からなる磁気抵抗効果膜の膜面に対して略垂直方向にセンス電流を流すＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏｔｈｅｐｌａｎｅ）構造であるため、センス電流を供給する電極はこれらの磁気抵抗効果膜に積層するように設けることになる。これに伴い、電極、および、センス電流を電極まで導くためのリード導体に関して、ＣＩＰ構造の磁気ヘッドとは異なる新規な構造を考案する必要がある。
【０００５】
ＣＰＰ構造における電極およびリード導体の構造について、文献３（特開２００１−６７６２８号公報）には上部電極層全体が平面視において下部電極層の形成領域内に延在している構造が、文献４（特開２００２２５０１６号公報）には上部シールド層と電気的に接続されたリード導体がそ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されている構造が開示されている。
【０００６】
【文献１】
１９９５年発刊のジャーナルオブマグネティズムアンドマグネティックマテリアルズ第１３９巻Ｌ２３１〜Ｌ２３４頁
【文献２】
２００１年発刊のジャーナルオブアプライドフィジックス第８９巻６９４３〜６９４５頁
【文献３】
特開２００１−６７６２８号公報
【文献４】
特開２００２２５０１６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
文献３で開示されているのは、下部電極層と上部電極層の間の短絡を防止するために、基板上方から見たときに、下部電極層の上に上部電極層全体を載せることにより、下部電極層の端部で上部電極層と短絡しないようにする電極層の構造である。
【０００８】
文献４で開示されているのは、基板上方から見たときに、下部電極層の上に配置されているリード導体を細くして、高速転送の際の周波数特性を改善するための構造である。
【０００９】
ところで、ＣＰＰ構造の場合には磁気抵抗効果膜の積層界面を貫くようにセンス電流を流すという本質的な要請によって、ＣＩＰ構造ではなかった新たな問題を解決する必要がある。それは、電極やリード導体によって、シールド層、特に上部シールド層に段差が生じ、それが原因でシールドに磁区が発生してノイズの原因となるということである。
【００１０】
ＣＩＰ構造の場合には、リード導体は磁気抵抗効果膜の両脇に形成されるため、同じレイヤーで作製することになるので、例え段差が生じたとしても、上部シールド層にとっては磁気抵抗効果膜に対して対称な段差を持つことになる。
【００１１】
これに対し、ＣＰＰ構造の場合には、磁気抵抗効果膜の上下に電極を設ける必要があるため、下部リード導体と上部リード導体を異なるレイヤーで作製しなければならず、上部シールド層にとっては磁気抵抗効果膜に対して非対称な段差を持つことになる。これにより、上部シールド層に不安定な磁区構造が発生し、シールド起因のノイズが発生する。
【００１２】
また、磁気ディスク装置の転送速度を向上させるためには、磁気ヘッドの静電容量Ｃを小さくすることが要求され、そのためには、ＣＰＰ構造ヘッドの場合には上下のシールド層が対向する面積を小さくする必要がある。一方で、ヘッド抵抗の増加を抑えるためには、シールド層とリード導体とが接続される部分の面積を小さくすることはできないので、シールド全体の面積に対して、リード導体との接続部の面積が占める割合が大きくなる。このことにより、シールド層の磁化は、リード導体による段差や、リード導体や保護層を形成することによって生じる応力の影響を受け易くなり、再生動作の際に安定な動作をすることが難しくなる。
【００１３】
このような問題については、上記従来技術には言及がない。
【００１４】
本発明の目的は、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜を適用したＣＰＰ構造の磁気抵抗効果ヘッドにおいて、ノイズがなく安定な再生特性が得られる磁気抵抗効果素子を高い歩留まりで提供することであり、さらに、低ノイズにより高い歩留まりが実現できることにより低コスト化及び高性能化を図った磁気記録再生装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る磁気ヘッド及び磁気記録再生装置は、下部シールド層は同一平面内において下部リード接続部を有し、下部リード接続部は下部シールド層が在る平面に上部シールド層を投影したときに上部シールド層と重ならない位置に設けられ、第１のリード導体は前記下部リード接続部に接続されていることを主な構成要件とする。
【００１６】
即ち、上記目的は、上部シールド層と、同一平面内においてその幅が下部シールド層のトラック方向の最大の長さと等しいかもしくは短い幅を有するリード接続部が素子高さ方向の端部に設けられた下部シールド層と、上部シールド層と下部シールド層との間に形成された磁気抵抗効果素子と、下部シールド層のリード接続部と電気的に接続された第１のリード導体と、上部シールド層と電気的に接続された第２のリード導体とを備え、下部シールド層が在る平面に上部シールド層を投影したときに下部シールド層のリード接続部が上部シールド層と重ならない位置に設けられ、センス電流が上部シールド層と磁気抵抗効果素子と下部シールド層とを流れる磁気ヘッドとすることにより達成することができる。
【００１７】
ここで、第１のリード導体と下部シールド層が電気的に接続される下部シールド層のリード接続部が、その高さが下部シールド層の素子高さ方向の最大の長さと等しいかもしくは短い高さであり、下部シールド層のトラック方向の端部に設置されることによっても達成することができる。
【００１８】
なお、上部シールド層が下部シールド層と同様に、その幅が上部シールド層のトラック方向の最大の長さと等しいかもしくは短い幅を有するリード接続部が素子高さ方向の端部に設けられており、そのリード接続部で第２のリード導体と電気的に接続する構造であってもよい。また、素子高さ方向の最大の長さと等しいかもしくは短い高さを有するリード接続部がトラック方向の端部に設けられており、そのリード接続部で第２のリード導体と電気的に接続する構造であってもよい。
【００１９】
なお、上記のリード接続部の材料は、シールド層と同じ材料で構成することも、シールド層とは異なる材料、望ましくは電気抵抗率がシールド層を構成する材料よりも低い材料で構成することもできる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下において、図面を用いて本発明を詳述する。
【００２１】
＜実施の形態１＞
図１に本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの再生素子部の俯瞰図を示す。なお、図１は上部シールド層を形成して第２のリード導体を接続する工程が完了した状態で、素子が形成されている面から素子高さ方向に向かって俯瞰しており、他のレイヤーがあるために俯瞰しても見えない部分は破線で示した。
【００２２】
基板表面にアルミナなどの絶縁体を被覆したアルミナ・チタンカーバイド基板１０上に、Ｎｉ−Ｆｅ合金をめっき法により成膜した後所定の形状にパターニングする。その上にアルミナ膜を成膜し、化学的機械的研磨法（ＣＭＰ；ｃｈｅｍｉｃａｌｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）によって平坦化処理を行い、下部シールド層１１１および下部アルミナ層１１２を形成する。下部シールド層１１１の素子高さ方向の奥部で電気的に接続されるように第１のリード導体３１を形成する。
【００２３】
ここで、第１のリード導体３１が接続されている部分の下部シールド層１１１の幅は、下部シールド層１１１のトラック方向の幅と同じである。第１のリード導体３１が後の工程でエッチングされないように保護膜を形成した後、下部シールド層１１１の表面をＣＰＰ型磁気抵抗効果膜６０を成膜する装置内でクリーニングし、図２に示すようなＣＰＰ型磁気抵抗効果膜６０を形成する。
【００２４】
即ち、例えばＭｏからなる下部ギャップ層１３、その上部に形成される積層膜の配向性を制御するための金属、例えば８１ａｔ．％Ｎｉ −１９ａｔ．％Ｆｅからなるシード層１５、５２ａｔ．％Ｐｔ −４８ａｔ．％Ｍｎからなる反強磁性層１６、７５ａｔ．％Ｃｏ−２５ａｔ．％Ｆｅからなる第２の強磁性層１７、酸化アルミニウムからなるトンネル障壁層１８、８１ａｔ．％Ｎｉ −１９ａｔ．％Ｆｅからなる第１の強磁性層１９からなるトンネル磁気抵抗効果膜５０を成膜した後、例えばＣｕ、Ｔａ、Ｒｕ、あるいはこれらの積層膜からなる縦バイアス印加層下地層２２、例えばＮｉ−Ｆｅ合金、Ｃｏ−Ｆｅ合金、Ｆｅ、あるいはこれらの積層膜からなる縦バイアス軟磁性層２３、例えばＭｎ−Ｉｒ系反強磁性層やＣｏＣｒＰｔ系硬磁性層からなる縦バイアス磁化固定層２４で構成される縦バイアス印加層２０１を積層し、さらに上部ギャップ層１４を積層する。
【００２５】
反強磁性層１６と第２の強磁性層１７の間に交換結合を生じさせるために、素子高さ方向に３ｋＯｅの磁界を印加しながら、２５０℃、６ｈの磁界中熱処理を施した後、記録媒体からの磁界を検知する部分である感磁部となる位置にリフトオフマスクを形成し、イオンミリング法により感磁部以外のＣＰＰ型磁気抵抗効果膜をエッチングする。
【００２６】
絶縁膜２１を成膜しリフトオフマスクを除去した後、Ｎｉ−Ｆｅ合金からなる上部シールド層１２を形成する。第２のリード導体３２を上部シールド層１２の素子高さ方向奥部で第１のリード導体３１が配置されていない部分に設ける。
【００２７】
ここで、上部シールド層１２は、トラック方向の長さは下部シールド層１１１と略同じ長さであるが、素子高さ方向の長さは下部シールド層１１１よりも短く、第２のリード導体３１の上には上部シールド層１２が配置されないようにしてある。
【００２８】
さらに、再生素子と記録素子を分離するための分離層を形成した後、下部磁極４１、コイル４２、層間絶縁膜４３、上部磁極４４、保護膜などを形成して記録素子を作成する。記録素子形成終了後、トラック幅方向に５００Ｏｅの磁界を印加しながら、２５０℃、３ｈ熱処理を行い、第２の強磁性層１７の磁化の方向を概ね素子高さ方向に保ったまま、第１の強磁性層１９の磁化の方向をトラック幅方向に向け、図３に示す磁気ヘッドのウェハ工程が完了する。
【００２９】
次に、以下に述べる浮上面加工を行う。ウェハを複数個の磁気ヘッド素子が並んだバーに切断し、ラップ装置を用いて所望の素子高さになるまで機械研磨により削る。媒体対向面に、再生素子および記録素子を保護するための保護膜を形成し、さらに、磁気ヘッドと磁気記録媒体との間隔（浮上量）を制御するために、イオンミリング法、ドライエッチング法などにより媒体対向面に所定の溝形状を形成する。この後、バーを素子毎に切断してスライダーとし、スライダーを支持体と接続して磁気ヘッドが完成する。
【００３０】
比較のため、図４に示す下部シールド層１１１が上部シールド層１２と同じ大きさを有する磁気ヘッドも作製し、スライダーでのトランスファーカーブを測定した。本発明および比較例のトランスファーカーブの一例を、それぞれ図５および図６に示す。図において、横軸は印加磁界（Ｏｅ）、縦軸は出力電圧（μＶ）であるが、測定装置の都合上、負の印加磁界で抵抗値が大きくなる設定になっている。
【００３１】
図５の本発明の磁気ヘッドにおいては、磁界に対してほぼ直線的に変化する正常な動作を示しているのに対して、図６の比較例の磁気ヘッドでは、−７０Ｏｅから７０Ｏｅの範囲で抵抗値が直線的な変化から外れて不規則なうねりを示しており、出力電圧の絶対値も本発明の磁気ヘッドに比べて約２／３しか得られていないことが分かる。また、各４２０本の磁気ヘッドを測定して、正常な動作を示す割合を求めたところ、本発明の磁気ヘッドでは９９％、比較例においては７％と、本発明の磁気ヘッドの方が歩留まりが著しく高かった。
【００３２】
この原因として、従来例においては、下部シールド層１１１に接続された第１のリード導体３１によって上部シールド層１２に段差が生じ、これにより磁区が発生してしまい、上部シールド層の磁壁移動によって生じた磁界が磁気抵抗効果膜の磁化回転にも影響を及ぼしたためであると考えられる。
【００３３】
本実施の形態では、トンネル磁気抵抗効果膜５０と縦バイアス印加層２０１が積層された積層型の縦バイアス印加構造について述べたが、図７のように、トンネル磁気抵抗効果膜５０の両脇に、絶縁層を介して、例えばＣｒなどからなる下地層と、Ｃｏ−Ｃｒ−Ｐｔ系合金などの保磁力の大きいハード膜を積層した縦バイアス印加層２０２を配置した、所謂アバッテッドジャンクション型の縦バイアス印加構造でも、本発明の効果は何ら変わるものではない。
【００３４】
また、磁気抵抗効果膜の一例として、トンネル障壁層１８を有するトンネル磁気抵抗効果膜５０について述べたが、トンネル障壁層１８の代わりに金属導電層を用いたＣＰＰ−ＧＭＲ膜や、さらに、素子抵抗を高くする目的でその積層構造の一部にセンス電流の経路を絞り込むための高抵抗体と導電体の混合層を設けたＣＰＰ−ＧＭＲ膜、高出力を得る目的で第１の強磁性層１９や第２の強磁性層１７の一部に、例えばホイスラー合金やマグネタイトなどの高分極率材料を用いたＣＰＰ−ＧＭＲ膜を用いてもよい。
【００３５】
なお、高記録密度を実現するためには、隣接するトラックから漏れて来る磁界の影響を小さくする必要があり、その目的に適した構造である図８のような構造、具体的にはＣＰＰ型磁気抵抗効果膜６０、より正確には記録媒体からの磁界によってその磁化が回転する第１の強磁性層１９の横にもシールド層を配置した構造にも、本発明は適用することができる。
【００３６】
＜実施の形態２＞
図９および図１０に、本発明の他の実施の形態の再生素子部の構造を示す。図９は、左側が素子が形成されている面から素子高さ方向に向かって俯瞰して図であり、右側は、説明のため、上部シールド層１２を切り取って、下部シールド層１１１および第１のリード導体３１の配置を明確にした図である。図１０は、素子面上方から下部シールド層１１１が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図である。
【００３７】
図９に示すように、下部シールド層１１１の素子高さ方向の端部に、下部シールド層１１１のトラック方向の長さよりも短い幅を有するリード接続部１１３が設けられており、そのリード接続部１１３において第１のリード導体３１が下部シールド層１１１と電気的に接続されている。
【００３８】
このような構造にすることにより、上部シールド層１２の下に第１のリード導体３１が配置されないので、上部シールド層１２には段差が発生しない。
【００３９】
また、第１のリード導体３１が形成されることによって下部シールド層には応力が作用することになるが、その応力によって下部シールド層に磁区構造ができても、下部シールド層１１１と下部シールド層リード接続部１１３の境界で磁壁がピン止めされるため、再生動作においてノイズが発生しない。
【００４０】
さらに、図１０を見ると明らかであるが、下部シールド層１１１と第２のリード導体３２が直接対向している部分がないため、これらが対向電極となって発生する静電容量Ｃを低減することができる。
【００４１】
＜実施の形態３＞
図１１は、本発明の他の実施の形態の再生素子部の俯瞰図であり、図の右側は上部シールド層１２を切り取って、下部シールド層１１１および第１のリード導体３１の配置を明確にした図である。図１２は、素子面上方から下部シールド層１１１が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図である。
【００４２】
本実施の形態は、上部シールド層１２の素子高さ方向の端部に、上部シールド層１２のトラック方向の長さよりも短い幅を有するリード接続部１２３を設けて、そのリード接続部１２３において第２のリード導体３２が上部シールド層１２と電気的に接続するように構造にしたものである。この構造では、実施の形態２で述べた利点に加え、リード導体３２が上部シールド層１２の上に配置されることによって応力が上部シールド層１２に作用するが、その応力によって上部シールド層に磁区構造ができても、磁壁が上部シールド接続部１２３の境界でピン止めされ、再生動作に及ぼす影響を上部シールド層リード接続部１２３のみに留めることができる。
【００４３】
＜実施の形態４＞
実施の形態１〜３は、リード導体が接続されるシールド層リード接続部をシールド層の素子高さ方向の端部に設けた構造であるが、本実施の形態はシールド層のトラック方向の端部に設けた構造である。図１３は、俯瞰図および上部シールド層１２を切り取ったときの部分俯瞰図であり、図１４は、下部シールド層１１１、第１のリード導体３１、上部シールド層１２および第２のリード導体３２を下部シールド層１１１が配置されている面に投影した図である。
【００４４】
下部シールド層１１１のトラック方向の両端部に、下部シールド層１１１の素子高さ方向の長さよりも短い高さを有するリード接続部１１３が設けられており、そのリード接続部１１３において第１のリード導体３１が下部シールド層１１１と電気的に接続されている。さらに、上部シールド層１２のトラック方向の両端部に、上部シールド層１２の素子高さ方向の長さよりも短い高さを有するリード接続部１２３が設けられており、そのリード接続部１２３において第２のリード導体３２が上部シールド層１２と電気的に接続されている。
【００４５】
この構造は、静電容量を小さくするなどの目的のため、シールド層の素子高さ方向の長さをさらに短くするときに有利である。リード導体が接続されるシールド層リード接続部をシールド層の素子高さ方向の端部に設けた構造において、シールド層の素子高さ方向の長さを短くすると、記録媒体からの磁界がリード接続部にも及び、リード接続部とシールド層との境界に存在する磁壁が動かされる可能性があり、シールド層の素子高さ方向の長さが長いときに比べて、ノイズの発生が懸念される。
【００４６】
そこで、リード導体が接続されるシールド層リード接続部をトラック方向に設けると、リード接続部と媒体対向面の間には磁性体が存在しないので、リード接続部に作用する磁界を低減することができる。また、シールド層リード接続部とシールド層との境界が記録媒体からの磁界の方向と平行であるため、シールド層リード接続部とシールド層との境界に磁壁が存在したとしても、記録媒体からの磁界の影響を受けにくい。これらの理由により、ノイズの発生を抑制することができる。
【００４７】
また、第１のリード導体３１が形成されることによって下部シールド層には応力が作用し、第２のリード導体３２が形成されることによって上部シールド層に応力が作用することになるが、その応力によって下部シールド層及び上部シールド層に磁区構造ができても、下部シールド層と下部シールド層リード接続部の境界、及び上部シールド層と上部シールド層リード接続部の境界で磁壁がピン止めされるため、再生動作においてノイズが発生しない。
【００４８】
＜実施の形態５＞
実施の形態４では、第１のリード導体３１および下部シールド層リード接続部１１３の上に上部シールド層リード接続部１２３が重なっており、これらが静電容量Ｃが形成している。図１５および図１６の構造は、これらによって発生する静電容量Ｃを低減する構造である。
【００４９】
下部シールド層リード接続部１１３および上部シールド層リード接続部１２３を、それぞれのシールド層のトラック幅方向に、お互いが重ならないように配置したものである。このような配置にすると、第１のリード導体３１の上に上部シールド層１２やそのリード接続部１２３が重ならず、下部シールド層１１１やそのリード接続部１１３の上に第２のリード導体３２が重ならないため、静電容量Ｃの低減が実現できる。
【００５０】
静電容量Ｃの低減は、図１７および図１８に示すように、下部シールド層１１１の素子高さ方向の長さを上部シールド層１２よりも長くしても実現できる。同様に、図１９や図２０のように、一方のシールド層リード接続部は素子高さ方向の端部に、他方のシールド層リード接続部はトラック方向の端部に設けることによっても実現できる。この場合には、ノイズ発生を極力抑えるために、素子高さ方向の長さが長いシールド層の方に、その素子高さ方向端部にリード接続部を設けることが好ましい。
【００５１】
また、第１のリード導体３１が形成されることによって下部シールド層には応力が作用し、第２のリード導体３２が形成されることによって上部シールド層に応力が作用することになるが、その応力によって下部シールド層及び上部シールド層に磁区構造ができても、下部シールド層と下部シールド層リード接続部の境界、及び上部シールド層と上部シールド層リード接続部の境界で磁壁がピン止めされるため、再生動作においてノイズが発生しない。
【００５２】
なお、以上述べた実施の形態の図面では、リード導体が接続されるシールド層リード接続部を四角形（略凸形状）で説明したが、これらは本発明の特定の例であり、図２１あるいは図２２のように多角型であっても構わない。
【００５３】
また、理解を容易にするために、素子高さ方向の端部に設ける場合にはその最もトラック方向の外側に、トラック方向の端部に設ける場合には最も素子高さ方向の奥側に配置した図を用いたが、必ずしもこれらの位置に配置する必要はなく、第１のリード導体３１と第２のリード導体３２が重ならない限り、その配置は任意である。
【００５４】
さらに、第１のリード導体３１および第２のリード導体が、図において右側および左側に配置されているが、これらの位置が入れ替わっても構わない。
【００５５】
シールド層リード接続部の材料については、シールド層を構成する材料と同じであっても、別の材料を用いてもよい。図２１および図２２のように、楔型のリード接続部にするときには、線幅が細くなる部分で抵抗が増加しないようにすることが必要であり、シールド層を構成する材料よりも電気抵抗率が低い材料、例えば、Ｃｕ、Ａｕ、Ｃｕ−Ａｌ合金などの単層膜やこれらの層をその一部に含む積層膜を用いることが好ましい。
【００５６】
下部シールド層１１、上部シールド層１２、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜６０、第１のリード導体３１および第２のリード導体３２を構成する材料に関しても本発明の特定の例であり、同様の機能を有する他の材料を用いても本発明の効果は変わるものではない。
【００５７】
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜５０についても、主にトンネル障壁層を有するトンネル磁気抵抗効果膜で説明を行ったが、ＣＰＰ−ＧＭＲ効果を用いたＣＰＰ−ＧＭＲ膜、それに電流狭窄層を設けたり高分極率材料層を設けたりしたＣＰＰ−ＧＭＲ膜、あるいは、磁性半導体を用いた磁気抵抗効果膜など、その積層界面を貫くようにセンス電流を流す磁気抵抗効果膜であれば置き換えても本発明の効果は変わるものではない。
【００５８】
また、磁気抵抗効果膜の中間層として、例えば非磁性導電層を用いても良い。さらにまた、磁気抵抗効果膜の中間層として、酸化物、窒化物、炭化物あるいは弗化物と、導電体との混合体を用いてもよい。
【００５９】
また、再生波形の非対称性を改善する目的で、第２の強磁性層１７をＲｕ、Ｉｒなどを介して互いに反強磁性的に結合した２層の強磁性層で構成した構造にしても、また、再生感度を向上させる目的で、第１の強磁性層１９をＲｕ、Ｉｒなどを介して互いに反強磁性的に結合した２層の強磁性層で構成した構造にしても、同様に本発明の効果は変わるものではない。
【００６０】
記録素子については、図３のように上部磁極と下部磁極との間の記録ギャップに作用する磁界で記録媒体に書き込む記録素子でもよい。また、軟磁性下地層を有する垂直磁気記録媒体に対して、図２３に示すＣＰＰ型磁気抵抗効果膜６０を含む面における断面構造のように、記録素子が主磁極４４１と副磁極４１１で構成されており、記録素子の主磁極４４１と垂直磁気記録媒体の軟磁性下地層との間に作用する磁界で書き込む方式のものであってもよい。
【００６１】
【発明の実施の効果】
以上詳述したように、本発明により、トンネル磁気抵抗効果やＣＰＰ−ＧＭＲ効果などを有するＣＰＰ型磁気抵抗効果膜を適用したＣＰＰ構造の磁気抵抗効果ヘッドにおいて、第１のリード導体３１が同一平面内においてその幅が下部シールド層１１１のトラック方向の最大の長さと等しいか、もしくは短い幅を有する下部シールド層リード接続部１１３と電気的に接続される、あるいは、その高さが下部シールド層１１１の素子高さ方向の最大の長さと等しいかもしくは短い長さを有する下部シールド層リード接続部１１３と電気的に接続されることにより、第１のリード導体３１によって上部シールド層１２に段差が生じ、その段差によってノイズの発生源となる磁区構造が形成されることを防ぐことができるので、ノイズが少ない磁気ヘッドを供給することができる。
【００６２】
また、第１のリード導体３１と同様に、第２のリード導体３２においても、上部シールド層１２に設けた上部シールド層リード接続部１２３で電気的に接続する構造にすることにより、ノイズのみならず静電容量Ｃも低減することができるので、高周波特性に優れた磁気ヘッドを高い歩留まりで提供することができる。
【００６３】
また、以上のように構成される磁気記録再生装置によれば、高周波特性に優れた磁気ヘッドにより記録情報を再生可能であるので、面記録密度が１ｃｍ^２当たり９．３ ×１０^９ビット以上、さらには線記録密度が１ｃｍ当たり２５×１０^４ビット以上である磁気記録媒体と組み合わることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図。
【図２】本発明の実施の形態１のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの磁気抵抗効果膜の構造。
【図３】本発明の実施の形態１の磁気ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図４】従来構造のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図。
【図５】本発明のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドのトランスファーカーブ。
【図６】従来構造のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドのトランスファーカーブ。
【図７】本発明の縦バイアス印加方式が異なるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの磁気抵抗効果膜の構造。
【図８】本発明のシールド形状が異なるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図。
【図９】本発明の実施の形態２のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図１０】本発明の実施の形態２のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの下部シールド層が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図。
【図１１】本発明の実施の形態３のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図１２】本発明の実施の形態３のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの下部シールド層が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図。
【図１３】本発明の実施の形態４のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図１４】本発明の実施の形態４のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの下部シールド層が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図。
【図１５】本発明の実施の形態５のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図１６】本発明の実施の形態５のＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの下部シールド層が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図。
【図１７】本発明の実施の形態５の下部シールド層の形状が異なるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図１８】本発明の実施の形態５の下部シールド層の形状が異なるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの下部シールド層が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図。
【図１９】本発明の実施の形態５の下部シールド層の形状が異なるＣＰＰ構造磁気抵抗効果型ヘッドの俯瞰図および部分断面図。
【図２０】本発明の実施の形態５の下部シールド層の形状が異なる下部シールド層が配置されている面に投影したシールド層とリード導体の配置を表す図。
【図２１】本発明の他のシールド層リード接続部の形状。
【図２２】本発明の他のシールド層リード接続部の形状。
【図２３】本発明の単磁極型垂直記録素子を有するＣＰＰ型磁気抵抗効果型ヘッドのＣＰＰ型磁気抵抗効果膜を含む面における断面図。
【符号の説明】
１０：基板、１１１：下部シールド層、１１２：下部アルミナ層、１１３：下部シールド層リード接続部、１２：上部シールド層、１２３：上部シールド層リード接続部、１２４：第１の上部シールド層、１３：下部ギャップ層、１４：上部ギャップ層、１５：シード層、１６：反強磁性層、１７：第２の強磁性層、１８：トンネル障壁層、１９：第１の強磁性層、２０：縦バイアス印加層、２１：絶縁膜、２２：縦バイアス印加層下地層、２３：縦バイアス軟磁性層、２４：縦バイアス磁化固定層、３１：第１のリード導体、３２：第２のリード導体、４１：下部磁極、４２：コイル、４３：層間絶縁膜、４４：上部磁極、４１１：副磁極、４４１：主磁極、４４２：ヨーク、５０：トンネル磁気抵抗効果膜、６０：ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜、１００：トラック幅方向、１０１：素子高さ方向、２０１，２０２：縦バイアス印加層。

Claims

上部シールド層と、
同一平面内においてその幅が下部シールド層のトラック方向の最大の長さと等しいか、もしくは短い幅を有するリード接続部が素子高さ方向の端部に設けられた下部シールド層と、
前記上部シールド層と前記下部シールド層との間に形成された磁気抵抗効果素子と、
前記下部シールド層のリード接続部と電気的に接続された第１のリード導体と、
前記上部シールド層と電気的に接続された第２のリード導体とを備え、
前記下部シールド層が在る平面に上部シールド層を投影したときに前記下部シールド層のリード接続部が前記上部シールド層と重ならない位置に設けられ、
センス電流が前記上部シールド層と前記磁気抵抗効果素子と前記下部シールド層とを流れる磁気ヘッド。
上部シールド層と、
同一平面内においてその高さが下部シールド層の素子高さ方向の最大の長さと等しいか、もしくは低い高さを有するリード接続部がトラック方向の端部に設けられた下部シールド層と、
前記上部シールド層と前記下部シールド層との間に形成された磁気抵抗効果素子と、
前記下部シールド層のリード接続部と電気的に接続された第１のリード導体と、
前記上部シールド層と電気的に接続された第２のリード導体とを備え、
前記下部シールド層が在る平面に上部シールド層を投影したときに前記下部シールド層のリード接続部が前記上部シールド層と重ならない位置に設けられ、
センス電流が前記上部シールド層と前記磁気抵抗効果素子と前記下部シールド層とを流れる磁気ヘッド。
上部シールド層と、下部シールド層と、前記上部シールド層と下部シールド層との間に形成された磁気抵抗効果素子と、前記下部シールド層に電気的に接続された第１のリード導体と、前記上部シールド層に電気的に接続された第２のリード導体とを備え、センス電流が前記上部シールド層と前記磁気抵抗効果素子と前記下部シールド層とを流れる磁気ヘッドにおいて、
前記下部シールド層は同一平面内において下部リード接続部を有し、
前記下部リード接続部は、前記下部シールド層が在る平面に上部シールド層を投影したときに前記上部シールド層と重ならない位置に設けられ、
前記第１のリード導体は前記下部リード接続部に接続されていることを特徴とする磁気ヘッド。
前記下部リード接続部は、前記下部シールド層において素子高さ方向の媒体対向面とは反対側に、略凸形状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッド。
前記上部シールド層は、同一平面内において略凸形状の上部リード接続部を有することを特徴とする請求項４記載の磁気ヘッド。
前記上部リード接続部は、前記上部シールド層において素子高さ方向の媒体対向面とは反対側に、形成されていることを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
前記上部リード接続部は、前記上部シールド層においてトラック幅方向の少なくとも一方の端部に形成されていることを特徴とする請求項５記載の磁気ヘッド。
前記下部リード接続部は、前記下部シールド層においてトラック幅方向の少なくとも一方の端部に、略凸形状に形成されていることを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッド。
前記上部シールド層は、同一平面内において略凸形状の上部リード接続部を有することを特徴とする請求項８記載の磁気ヘッド。
前記上部リード接続部は、前記上部シールド層において素子高さ方向の媒体対向面とは反対側に、形成されていることを特徴とする請求項９記載の磁気ヘッド。
前記上部リード接続部は、前記上部シールド層においてトラック幅方向の少なくとも一方の端部に形成されていることを特徴とする請求項９記載の磁気ヘッド。
更に、主磁極と副磁極とを有する記録素子を備えることを特徴とする請求項３記載の磁気ヘッド。
磁気記録媒体と、前記磁気記録媒体に情報を記録するための記録素子と、前記磁気記録媒体に記録された情報を検出するための再生素子を有する記録再生ヘッドと、前記記録再生ヘッドに記録信号および再生信号を送受信するリード／ライト回路と、前記記録再生ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定に位置に移動させるアクチュエータ手段と、前記リード／ライト回路とアクチュエータ手段を制御する記録再生動作制御手段とを備えた磁気記録再生装置において、
前記記録再生ヘッドとして請求項１〜１１に記載の磁気ヘッドを用いることを特徴とする磁気記録再生装置。