JP2005251342A - 磁気ヘッド、ヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置 - Google Patents

磁気ヘッド、ヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 動特性と静特性との間の相関をより一層高める。
【解決手段】 基体上に、順に積層された下部磁気シールド層２１、磁気抵抗効果層２４〜２８及び上部磁気シールド層３１が、その順に基体上に積層される。下部リード層５１及び上部リード層５２は、磁気シールド層２１，３１を経由して、磁気抵抗効果層２４〜２８にその膜面と略垂直にセンス電流を流す。下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１は、積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有する。下部リード層５１は、下部磁気シールド層２１に電気的に接続される。下部リード層５１における少なくとも下部磁気シールド層２１側の部分が、非磁性導電材料で構成される。上部リード層５２は、上部磁気シールド層３１に電気的に接続される。上部リード層５２における少なくとも上部磁気シールド層３１側の部分が、非磁性導電材料で構成される。
【選択図】 図６

Description

本発明は、磁気ヘッド、並びに、これを用いたヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置に関するものである。
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の大容量小型化に伴い、高感度、高出力のヘッドが要求されている。その要求に対して、現行製品であるＧＭＲヘッド（Giant Magneto-Resistive Head）の懸命な特性改善が進んでおり、一方でＧＭＲヘッドの２倍以上の抵抗変化率が期待できるトンネル磁気抵抗効果型ヘッド（ＴＭＲヘッド）の開発も精力的に行われている。
ＧＭＲヘッドとＴＭＲヘッドは、一般的に、センス電流を流す方向の違いからヘッド構造が異なる。一般にＧＭＲヘッドのような膜面に対して平行にセンス電流を流すヘッド構造をＣＩＰ（Current In Plane）構造、ＴＭＲヘッドのように膜面に対して垂直にセンス電流を流すヘッド構造をＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）構造と呼ぶ。ＣＰＰ構造は、磁気シールドそのものを電極として用いることができるため、ＣＩＰ構造の狭リードギャップ化において深刻な問題になっている、磁気シールド−素子間ショート（絶縁不良）が本質的に生じない。そのため、高記録密度化においてＣＰＰ構造は大変有利である。
ＣＰＰ構造のヘッドとしては、ＴＭＲヘッドの他にも、例えば、磁気抵抗効果素子にスピンバルブ膜（スペキュラー型、デュアルスピンバルブ型磁性多層膜を含む）を用いながらもＣＰＰ構造を持つＣＰＰ−ＧＭＲヘッドも知られている。
ＣＩＰ構造であるかＣＰＰ構造であるかを問わず、磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドでは、磁気抵抗効果素子が感知する磁束を磁気記録媒体の対向箇所からの磁束のみに制限して他の磁束をシールドするため、磁気抵抗効果層の上下には、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層がそれぞれ設けられている。そして、高記録密度化を図るべく磁気抵抗効果素子の高分解能化を達成するために、下部磁気シールド層と上部磁気シールド層との間隔をより狭める狭シールドギャップ化が進められている。
ＣＩＰ構造の磁気ヘッドでは、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層は、磁気抵抗効果層、及び、磁気抵抗効果層にその膜面に対して平行にセンス電流を流す第１及び第２のリード層に対して、電気的に絶縁されている。一方、ＣＰＰ構造の磁気ヘッドでは、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層は第１及び第２のリード層にそれぞれ電気的に接続され、前記第１及び第２のリード層は、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層を経由して磁気抵抗効果層にその膜面に垂直にセンス電流を流すようになっている。従来のＣＰＰ構造の磁気ヘッドでは、下部磁気シールド層及び第１のリード層は同一磁性材料で一体に連続して構成され、また、上部磁気シールド層及び第２のリード層は同一磁性材料で一体に連続して構成されている。
このような磁気ヘッドを設計、製造する場合、その磁気特性を測定し評価することが非常に重要である。磁気ヘッドの磁気特性評価方法として、一般に、動特性を測定して評価する方法及び静特性を測定して評価する方法が存在する。
動特性評価とは、磁気ヘッドスライダをサスペンションに取り付けて実際に磁気記録媒体上で浮上させ、磁気ディスク装置における実際の使用環境に近い状態における磁気ヘッドの特性を測定して評価するものである。一方、静特性評価とは、磁気記録媒体からの磁界に代えて磁界発生手段で発生させた均一な磁界を外部から印加した状態で磁気ヘッドの特性を測定して評価するものである。
静特性評価方法は、磁気ディスク装置の実使用環境とは異なる環境下で特性評価できること、及び、磁気ヘッドをサスペンションに搭載することなくしかも磁気記録媒体上を浮上させることなく特性評価できること等から、動特性評価方法に比して容易に実施でき、しかも、製造工程において、独立した磁気ヘッドを完成する前の早い段階において評価を行うことができる。したがって、製品の効率の良いソーティングや磁気ヘッド設計への迅速なフィードバック等を行うことができるという観点から、静特性評価は、再生ヘッド素子の特性評価法として、非常に簡便かつ有効な方法として使用されている。
静特性評価で重要なポイントは、磁気ディスク装置の実使用環境下で行われる動特性評価との間に高い相関を有することである。この相関が低ければ、良好な動特性を有する磁気ヘッドを構成し得る部品（例えば、ウエハや、ウエハから切り出したバー（バー状磁気ヘッド集合体））が、静特性評価により不良と判定されて破棄されたり、不良の動特性を有する磁気ヘッドしか構成し得ない部品が、静特性評価により良と判定されて、磁気ヘッドを完成するために用いられたりすることになる。
しかしながら、狭シールドギャップ化を図ると、動特性と静特性との間の相関が低下するという問題が生ずることが知られている。
下記の特許文献１には、磁気ヘッドにおいて、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層が積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有することによって、動特性と静特性との間の相関を高めることができる点が開示されている（例えば、特許文献１の表１中のタイプ７）。また、下記の特許文献２にも、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層が積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有する磁気ヘッドが、開示されている（例えば、特許文献２の表１中のタイプ４）。
特開２００３−２４２６１３号公報 特開２００３−２４２６１１号公報
本発明者は、ＣＰＰ構造の磁気ヘッドにおいて、前述した特許文献１の教示に従って、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層が積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有するようにすると、一方の磁気シールド層が他方の磁気シールド層より大きい場合に比べて、動特性と静特性との間の相関が高まることを、後述する実験により確認した。このとき、前述した従来のＣＰＰ構造の磁気ヘッドと同様に、下部磁気シールド層及び第１のリード層を同一磁性材料で一体に連続して構成するとともに、上部磁気シールド層及び第２のリード層を同一磁性材料で一体に連続して構成した。
このように、前述した特許文献１の教示された技術を前記従来のＣＰＰ構造の磁気ヘッドに適用することで、動特性と静特性との間の相関を高めることができるが、その相関をより一層高めることが望まれることは、言うまでもない。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、高記録密度化を図るべく狭シールドギャップ化を図っても、動特性と静特性との間の相関をより一層高めることができるＣＰＰ構造の磁気ヘッド、並びに、これを用いたヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置を提供することを目的とする。
本発明者は、研究の結果、ＣＰＰ構造の磁気ヘッドにおいて、下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層が積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有するように構成し、更に、前述した従来のＣＰＰ構造の磁気ヘッドと異なり第１及び第２のリード層を非磁性導電材料で構成すると、動特性と静特性との間の相関をより一層高めることができることを、見出し、これを実験により確認した。
その原因は、次のように考えることができる。すなわち、従来のＣＰＰ構造の磁気ヘッドと同様に、下部磁気シールド層及び第１のリード層を同一磁性材料で一体に連続して構成するとともに、上部磁気シールド層及び第２のリード層を同一磁性材料で一体に連続して構成すると、第１及び第２のリード層がそれぞれ下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層に磁束を導くアンテナのような作用をなすことに起因して、前記相関が低下するものと考えられる。これに対し、第１及び第２のリード層を非磁性導電材料で構成すると、第１及び第２のリード層が前述したアンテナのような作用を行わなくなることに起因して、前記相関が高まるものと考えられる。
本発明は、本発明者によるこのような新たな知見に基づいてなされたものである。
すなわち、前記課題を解決するため、本発明の第１の態様による磁気ヘッドは、基体上に順に積層された第１の磁気シールド層、磁気抵抗効果層及び第２の磁気シールド層と、前記第１及び第２の磁気シールド層を経由して、前記磁気抵抗効果層にその膜面と略垂直にセンス電流を流す第１及び第２のリード層と、を備え、前記第１及び第２の磁気シールド層は、積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有し、前記第１のリード層が前記第１の磁気シールド層に電気的に接続されるとともに、前記第１のリード層における少なくとも前記第１の磁気シールド層側の部分が非磁性導電材料で構成され、前記第２のリード層が前記第２の磁気シールド層に電気的に接続されるとともに、前記第２のリード層における少なくとも前記第２の磁気シールド層側の部分が非磁性導電材料で構成されたものである。
この第１の態様によれば、前述した知見に従って、高記録密度化を図るべく狭シールドギャップ化を図っても、動特性と静特性との間の相関をより一層高めることができる。また、この第１の態様によれば、動特性における波形非対称性のばらつきが低減されることが後述する実験により確認された。なお、波形非対称性が大きいと、信号処理のノイズマージンが低下するなどの不都合が生ずる。
本発明の第２の態様による磁気ヘッドは、前記第１の態様において、前記第１及び第２の磁気シールド層は、互いに実質的に同一の厚さを有するものである。
この第２の態様によれば、磁気抵抗効果層を中心とした第１の磁気シールド層の磁気特性と第２の磁気シールド層の磁気特性との間のバランスをより向上させることができ、これにより動特性と静特性との間の相関をより高めることができるので、好ましい。
本発明の第３の態様による磁気ヘッドは、前記第１又は第２の態様において、前記第１及び第２の磁気シールド層は、互いに同一の材料で構成されたものである。
この第３の態様によれば、磁気抵抗効果層を中心とした第１の磁気シールド層の磁気特性と第２の磁気シールド層の磁気特性との間のバランスをより向上させることができ、これにより動特性と静特性との間の相関をより高めることができるので、好ましい。
本発明の第４の態様による磁気ヘッドは、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記磁気抵抗効果層は、トンネルバリア層と、該トンネルバリア層の一方の面側に形成されたフリー層と、前記トンネルバリア層の他方の面側に形成されたピンド層と、前記ピンド層の前記トンネルバリア層とは反対の側に形成されたピン層と、を含むものである。
本発明の第５の態様による磁気ヘッドは、前記第１乃至第３のいずれかの態様において、前記磁気抵抗効果層は、非磁性金属層と、前記非磁性金属層の一方の面側に形成されたフリー層と、前記非磁性金属層の他方の面側に形成されたピンド層と、前記ピンド層の前記非磁性金属層とは反対の側に形成されたピン層と、を含むものである。
前記第４の態様は前記第１乃至第３の態様をＴＭＲヘッドに適用した例であり、前記第５の態様は前記第１乃至第３の態様をＣＰＰ−ＧＭＲヘッドに適用した例である。もっとも、前記第１乃至第３の態様は、これらの例に限定されるものではない。
本発明の第６の態様によるヘッドサスペンションアセンブリは、磁気ヘッドと、該磁気ヘッドが先端部付近に搭載され前記磁気ヘッドを支持するサスペンションと、を備え、前記磁気ヘッドが前記第１乃至第５のいずれかの態様による磁気ヘッドであるものである。
この第６の態様によれば、前記第１乃至第５の態様による磁気ヘッドが用いられているので、磁気ディスク装置等の高記録密度化を図ることができる。
本発明の第７の態様による磁気ディスク装置は、前記第６の態様によるヘッドサスペンションアセンブリと、該アセンブリを支持するアーム部と、該アーム部を移動させて磁気ヘッドの位置決めを行うアクチュエータと、を備えたものである。
この第７の態様によれば、前記第９の態様によるヘッドサスペンションアセンブリが用いられているので、高記録密度化を図ることができる。
本発明によれば、高記録密度化を図るべく狭シールドギャップ化を図っても、動特性と静特性との間の相関をより一層高めることができるＣＰＰ構造の磁気ヘッド、並びに、これを用いたヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置を提供することができる。
以下、本発明による磁気ヘッド、ヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置について、図面を参照して説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドを模式的に示す概略斜視図である。図２は、図１に示す磁気ヘッドのＴＭＲ素子２及び誘導型磁気変換素子３の部分を模式的に示す拡大断面図である。図３は、図２中のＡ−Ａ’矢視概略図である。図４は、図２中のＴＭＲ素子２付近を更に拡大した拡大図である。図５は、図３中のＴＭＲ素子２付近を更に拡大した拡大図である。理解を容易にするため、図１乃至図５に示すように、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義する（後述する図についても同様である。）。また、Ｚ軸方向のうち矢印の向きを＋Ｚ方向又は＋Ｚ側、その反対の向きを−Ｚ方向又は−Ｚ側と呼び、Ｘ軸方向及びＹ軸方向についても同様とする。Ｘ軸方向が磁気記録媒体の移動方向と一致している。Ｚ軸方向がＴＭＲ素子２のトラック幅方向と一致している。
図１乃至図５に示す磁気ヘッドは、図１に示すように、基体としてのスライダ１と、再生用磁気ヘッド素子として用いられる磁気抵抗効果素子としてのＴＭＲ素子２と、記録用磁気ヘッド素子としての誘導型磁気変換素子３と、ＤＬＣ膜等からなる保護膜４とを備え、複合型磁気ヘッドとして構成されている。本例では、素子２，３はそれぞれ１個ずつ設けられているが、その数は何ら限定されるものではない。
スライダ１は磁気記録媒体対向面側にレール部１１，１２を有し、レール部１１、１２の表面がＡＢＳ（エアベアリング面）を構成している。図１に示す例では、レール部１１、１２の数は２本であるが、これに限らない。例えば、１〜３本のレール部を有してもよいし、ＡＢＳはレール部を持たない平面であってもよい。また、浮上特性改善等のために、ＡＢＳに種々の幾何学的形状が付されることもある。本発明による磁気ヘッドは、いずれのタイプのスライダを有していてもよい。
本例では、保護膜４はレール部１１，１２の表面にのみ設けられ、保護膜４の表面がＡＢＳを構成している。もっとも、保護膜４は、スライダ１の磁気記録媒体対向面の全面に設けてもよい。また、保護膜４を設けることが好ましいが、必ずしも保護膜４を設ける必要はない。
ＴＭＲ素子２及び誘導型磁気変換素子３は、図１に示すように、レール部１１、１２の空気流出端部ＴＲの側に設けられている。記録媒体移動方向は、図中のＸ軸方向と一致しており、磁気記録媒体が高速移動した時に動く空気の流出方向と一致する。空気は流入端部ＬＥから入り、流出端部ＴＲから流出する。スライダ１の空気流出端部ＴＲの端面には、ＴＭＲ素子２に接続されたボンディングパッド５ａ，５ｂ及び誘導型磁気変換素子３に接続されたボンディングパッド５ｃ，５ｄが設けられている。デザインに応じて、ボンディングパッドの配置は、これと異なる順に並んでいても良い。
ＴＭＲ素子２及び誘導型磁気変換素子３は、図２及び図３に示すように、スライダ１を構成するセラミック基体１５の上に設けられた下地層１６の上に、Ａｌ２Ｏ３等からなる絶縁層２９を介して積層されている。セラミック基体１５は、通常、アルチック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）又はＳｉＣ等で構成される。Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣを用いる場合、これは導電性があるので、下地層１６として、例えばＡｌ２Ｏ３からなる絶縁膜が用いられる。下地層１６は、場合によっては設けなくてもよい。
ＴＭＲ素子２は、図４及び図５に示すように、絶縁層２９上に形成された下部電極を兼ねる下部磁気シールド層２１と下部磁気シールド層２１の上側（基体１５と反対側）に形成された上部電極を兼ねる上部磁気シールド層３１との間に下部磁気シールド層２１側から順に積層された、下部金属層（下層）２２、下部金属層（上層）２３、ピン層２４、ピンド層２５、トンネルバリア層２６、フリー層２７、及び、保護膜となる非磁性金属層としての上部金属層（キャップ層）２８と、を備えている。ピン層２４、ピンド層２５、トンネルバリア層２６及びフリー層２７が、磁気抵抗効果層を構成している。実際のＴＭＲ素子２は、図示されたような層数の膜構造ではなく、より多層の膜構造を有するのが一般的であるが、図に示す磁気ヘッドでは、説明の簡略化のため、ＴＭＲ素子２の基本動作に必要な最少膜構造を示してある。
図６（ａ）は、下部磁気シールド層２１、上部磁気シールド層３１、下部リード層５１、上部リード層５２及び層２４〜２８の、積層方向（Ｘ軸方向）から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。図６（ｂ）は、上部磁気シールド層３１及び上部リード層５２の、積層方向から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。図６（ｃ）は、下部磁気シールド層２１及び下部リード層５１の、積層方向から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。
下部リード層５１は、下部磁気シールド層２１に電気的に接続されているが、上部磁気シールド層３１から絶縁されている。上部リード層５２は、上部磁気シールド層３１に電気的に接続されているが、下部磁気シールド層２１から絶縁されている。これにより、下部リード層５１及び上部リード層５２は、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１をそれぞれ経由して前記磁気抵抗効果層にその膜面と略垂直にセンス電流を流すようになっている。図面には示していないが、リード層５１，５２は、前述したボンディングパッド５ａ，５ｂにそれぞれ電気的に接続されている。
本実施の形態では、磁気シールド層２１，３１はＮｉＦｅなどの磁性材料で構成されているのに対し、リード層５１，５２は、Ａｕ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で構成されている。リード層５１，５２は、単層に限らず、複数層（例えば、下側から順に積層したＴａ層、Ｃｕ層及びＴａ層）で構成してもよい。なお、リード層５１，５２は、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１に対してそれぞれ磁気的に分離されていればよい。したがって、下部リード層５１の少なくとも下部磁気シールド層２１側の部分を非磁性導電材料で構成すればよい。例えば、下部リード層５１の全体を非磁性導電材料で構成してもよいし、下部リード層５１の下部磁気シールド層２１側の部分のみを非磁性導電材料で構成しかつ下部リード層５１の他の部分を磁性材料で構成してもよい。この点は、上部リード層５２についても同様である。
また、本実施の形態では、図６に示すように、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１は、積層方向（Ｘ軸方向）から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有している。本実施の形態では、磁気シールド層２１，２２の積層方向から見たときの形状は、長方形状となっているが、その形状は必ずしも長方形状に限定されるものではない。
さらに、本実施の形態では、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１は、互いに実質的に同一の厚さを有するとともに、互いに同一の材料で構成されている。もっとも、本発明では、必ずしもこれに限定されるものではない。
再び図２乃至図５を参照すると、下部金属層２２は、導電体となっており、例えば、Ｔａ層などで構成される。下部金属層２３は、導電体となっており、例えば、ＮｉＦｅ層などで構成される。
ピン層２４は、反強磁性層で構成され、例えば、ＰｔＭｎ、ＩｒＭｎなどのＭｎ系合金で形成することが好ましい。ピンド層２５及びフリー層２７は、それぞれＮｉＦｅ等の強磁性層で構成される。ピンド層２５は、ピン層２４との間の交換結合バイアス磁界によってその磁化方向が所定方向に固定されている。一方、フリー層２７は、基本的に磁気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変わるようになっている。ピンド層２５及びフリー層２７としては、単層に限定されるものではなく、例えば、反強磁性型磁気結合をしている一対の磁性層と、その間に挟まれた非磁性金属層との組み合わせからなる積層体を用いてもよい。このような積層体として、例えば、ＣｏＦｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅの３層積層体からなる強磁性層が挙げられる。なお、本実施の形態では、下部磁気シールド層２１側からピン層２４、ピンド層２５、トンネルバリア層２６、フリー層２７の順に配置されているが、下部磁気シールド層２１側からフリー層２７、トンネルバリア層２６、ピンド層２５、ピン層２４の順に配置してもよい。トンネルバリア層２６は、例えば、Ａｌ２Ｏ３などの材料で形成される。
上部金属層２８は、例えば、Ｔａ、Ｒｈ、Ｒｕ、Ｏｓ、Ｗ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｗ又はＡｕの単体、又は、これらのいずれか２種以上の組み合わせからなる合金、を用いた、単層膜又は複層膜で形成される。
図３及び図５に示すように、前記磁気抵抗効果層のＺ軸方向の両側には、フリー層２７に磁区制御のためのバイアス磁界を付与する縦バイアス層（磁区制御層）３２が形成されている。縦バイアス層３２は、例えば、Ｃｒ／ＣｏＰｔなどの硬磁性材料で形成される。あるいは、縦バイアス層３２は、例えば、軟磁性層と反強磁性層を積層し交換結合を使った層でもよい。縦バイアス層３２の下側及び上側には、絶縁層３４，３５がそれぞれ形成されている。絶縁層３４は、縦バイアス層３２と層２３〜２８の＋Ｚ側及び−Ｚ側の端面との間にも介在し、層２３〜２８が縦バイアス層３２によって電気的に短絡しないようになっている。場合によっては、絶縁層３５は無くても構わない。また、層３２，３４，３５が形成されていない領域には、下部金属層２２と上部磁気シールド層３１間において、絶縁層３０が形成されている。絶縁層３０は、層２３〜２８の−Ｙ側の端面を覆っている。絶縁層３４，３５，３０は、例えば、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２等で構成される。
誘導型磁気変換素子３は、図２及び図３に示すように、当該素子３に対する下部磁性層としても兼用される前記上部磁気シールド層３１、上部磁性層３６、コイル層３７、アルミナ等からなるライトギャップ層３８、熱硬化性のフォトレジスト（例えば、ノボラック樹脂等の有機樹脂）で構成された絶縁層３９及びアルミナ等からなる保護層４０などを有している。上部磁性層３６の材質としては、例えば、ＮｉＦｅ又はＦｅＮなどが用いられる。下部磁性層としても兼用された上部磁気シールド層３１及び上部磁性層３６の先端部は、微小厚みのアルミナなどのライトギャップ層３８を隔てて対向する下部ポール部３１ａ及び上部ポール部３６ａとなっており、下部ポール部３１ａ及び上部ポール部３６ａにおいて磁気記録媒体に対して情報の書き込みを行なう。下部磁性層としても兼用された上部磁気シールド層３１及び上部磁性層３６は、そのヨーク部が下部ポール部３１ａ及び上部ポール部３６ａとは反対側にある結合部４１において、磁気回路を完成するように互いに結合されている。絶縁層３９の内部には、ヨーク部の結合部４１のまわりを渦巻状にまわるように、コイル層３７が形成されている。コイル層３７の両端は、前述したボンディングパッド５ｃ，５ｄに電気的に接続されている。コイル層３７の巻数及び層数は任意である。また、誘導型磁気変換素子３の構造も任意でよい。上部磁気シールド層３１は、誘導型磁気変換素子３の下部磁性層とＴＭＲ素子２の上部電極の役割を分けるために、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの絶縁層を挟んで２層に分けても良い。
次に、前述した図１乃至図６に示す磁気ヘッドを製造する方法の一例について、説明する。
まず、ウエハ工程を行う。すなわち、基体１５となるべきＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ又はＳｉＣ等のウエハ１０１を用意し、薄膜形成技術等を用いて、ウエハ１０１上のマトリクス状の多数の磁気ヘッドの形成領域にそれぞれ、前述した各層を前述した構造となるように形成する。
このウエハ工程の概要について、図７乃至図１７を参照して説明する。図７乃至図１７はウエハ工程を構成する各工程を模式的に示す図である。図７乃至図１７の（ａ）はそれぞれ概略平面図である。図７及び図８の（ｂ）並びに図９の（ｄ）は、それぞれ同じ図の（ａ）中のＤ−Ｄ’線に沿った概略断面図である。図９乃至図１７の（ｂ）はそれぞれ同じ図の（ａ）中のＢ−Ｂ’線に沿った概略断面図、図９乃至図１７の（ｃ）はそれぞれ同じ図の（ａ）中のＣ−Ｃ’線に沿った概略断面図である。
ウエハ工程では、まず、ウエハ（基板）１０１上に下地層１６を積層し、更に、下地層１６上にリフトオフ法により下部リード層５１を形成する（図７）。
次に、開口２９ａ，２９ｂを有する絶縁層２９を、リフトオフ法により形成する（図８）。開口２９ａは、下部リード層５１に下部磁気シールド層２１を接続するためのコンタクトホールである。開口２９ｂは、ボンディングパッド５ａに接続される中継電極部のためのコンタクトホールである。
次いで、下部磁気シールド層２１及び中継電極部構成層２１’，２１”をメッキ法等により同一磁性材料で一括して形成した後に、スパッタ法等によりＡｌ２Ｏ３等からなる絶縁層６１を形成し、更に、ＣＭＰ工程により平坦化して下部磁気シールド層２１及び中継電極部構成層２１’，２１”の上面を露出させる（図９）。
その後、この状態の基板上に、下部金属層２２、下部金属層２３、ピン層２４、ピンド層２５、トンネルバリア層２６、フリー層２７及びキャップ層２８を、スパッタ法等により順次積層し、これらの層２２〜２８の一部の領域をイオンミリング等により除去して、中継電極部構成層２１’，２１”を露出させる開口６２を層２２〜２８に形成する（図１０）。開口６２は、ボンディングパッド５ａに接続される中継電極部及びボンディングパッド５ｂに接続される中継電極部のためのスルーホールとなる。
次に、この状態の基板上にフォトレジスト６３を塗布した後、フォトレジスト６３をパターニングして、ＴＭＲ素子２のトラック幅に応じたＺ軸方向の間隔を持つ開口６３ａ，６３ｂをフォトレジスト６３に形成する（図１１）。
その後、フォトレジスト６３をマスクとしてイオンミリング等により開口６３ａ，６３ｂの領域の層２３〜２８を除去する。なお、本実施の形態では、図１２（ｂ）に示すように、下部金属層２２の途中まで除去されているが、これに限らず、下部金属層２３、ピン層２４、ピンド層２５の適当な深さまで除去しても良い。また、下部シールド層２１の途中まで除去しても良い。次に、フォトレジスト６３を剥離する前に絶縁層３４、縦バイアス層３２及び絶縁層３５を順次積層し、更に、フォトレジスト６３をその上に形成された層３４，３２，３５と共に剥離する（図１２）。このようにリフトオフすることで、層２３〜２８を除去した領域のみに層３４，３２，３５を形成する。
次に、この状態の基板上にフォトレジスト６４を塗布した後、フォトレジスト６４をパターニングして、ＴＭＲ素子２のハイト方向に関して必要な幅（Ｙ軸方向の幅）を持つとともに所定長さだけＺ軸方向に延びる帯状領域上、中継電極部構成層２１’の領域上、及び、中継電極部構成層２１”の領域上にのみ、フォトレジスト６４を島状に形成する（図１３）。
その後、フォトレジスト６４をマスクとしてイオンミリング等により、フォトレジスト６４が形成されていない領域の、層２２〜２８等を除去する。次に、フォトレジスト６４を剥離する前に絶縁層３０を形成し、更に、フォトレジスト６４をその上に形成された層３０と共に剥離する（図１４）。このように、リフトオフすることで、ミリングの際にフォトレジスト６４によりマスクされなかった領域のみに層３０を形成する。
次に、リフトオフ法により上部リード層５２及び中継電極部構成層５２’を同一非磁性金属材料で一括して形成する（図１５）。
次いで、開口６５ａ〜６５ｄを有するＡｌ２Ｏ３からなる絶縁層６５を、リフトオフ法により形成する（図１６）。開口６５ａは、キャップ層２８に上部磁気シールド層３１を接続するためのコンタクトホールである。開口６５ｂは、上部リード層５２に上部磁気シールド層３１を接続するためのコンタクトホールである。開口６５ｃは、ボンディングパッド５ｂに接続される中継電極部のためのコンタクトホールである。開口６５ｄは、ボンディングパッド５ａに接続される中継電極部のためのコンタクトホールである。
その後、上部磁気シールド層３１及び中継電極部構成層３１’，３１”をメッキ法等により同一磁性材料で一括して形成する（図１７）。
最後に、ギャップ層３８、コイル層３７、絶縁層３９、上部磁性層３６及び保護膜４０を形成し、更に電極５ａ〜５ｄ等を形成する。これにより、ウエハ工程が完了する。
次に、ウエハ工程が完了したウエハに対して、公知の工程を経て第１の実施の形態による磁気ヘッドを完成させる。簡単に説明すると、前記ウエハから、基体上に複数の磁気ヘッドの部分が一列状に配列された各バー（バー状磁気ヘッド集合体）切り出す。次いで、このバーに対して、スロートハイト、ＭＲハイト等を設定するために、そのＡＢＳ側にラッピング処理（研磨）を施す。このラッピング処理により最終的に露出する面は、ほぼ図１７（ａ）中のＢ−Ｂ’線に沿った断面である。次に、ＡＢＳ側に保護膜４を形成し、更に、エッチング等によりレール１１，１２を形成する。最後に、機械加工により切断してバーを個々の磁気ヘッドに分離する。これにより、第１の実施の形態による磁気ヘッドが完成する。
本実施の形態では、前述したように、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１は、積層方向（Ｘ軸方向）から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有し、かつ、下部リード層５１及び上部リード層５２が非磁性導電材料で構成されている。したがって、高記録密度化を図るべく狭シールドギャップ化を図っても、動特性と静特性との間の相関をより一層高めることができる。この点は、後述する実験により確認された。また、本実施の形態によれば、動特性における波形非対称性のばらつきが低減される。この点も、後述する実験により確認された。
なお、前述した製造方法の説明からわかるように、中継電極部構成層２１’，２１”，３１’，３１”は、磁性材料で構成されているが、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１に対して磁気的に分離されているので、下部磁気シールド層２１又は上部磁気シールド層３１に磁束を導くアンテナのような作用を行うことがなく、動特性と静特性との間の相関に影響を与えない。
［比較例］
ここで、前記第１の実施の形態による磁気ヘッドと比較される第１及び第２の比較例による磁気ヘッドについて、図１８及び図１９を参照して説明する。
図１８は、第１の比較例による磁気ヘッドの要部を示し、図６に対応している。図１８において、図６中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。図１８（ａ）は、第１の比較例による磁気ヘッドの下部磁気シールド層２１、上部磁気シールド層３１、下部リード層５１、上部リード層５２及び層２４〜２８の、積層方向（Ｘ軸方向）から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。図１８（ｂ）は、第１の比較例による磁気ヘッドの上部磁気シールド層３１及び上部リード層５２の、積層方向から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。図１８（ｃ）は、第１の比較例による磁気ヘッドの下部磁気シールド層２１及び下部リード層５１の、積層方向から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。
図１９は、第２の比較例による磁気ヘッドの要部を示し、図６に対応している。図１９において、図６中の要素と同一又は対応する要素には同一符号を付し、その重複する説明は省略する。図１９（ａ）は、第２の比較例による磁気ヘッドの下部磁気シールド層２１、上部磁気シールド層３１、下部リード層５１、上部リード層５２及び層２４〜２８の、積層方向（Ｘ軸方向）から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。図１９（ｂ）は、第２の比較例による磁気ヘッドの上部磁気シールド層３１及び上部リード層５２の、積層方向から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。図１９（ｃ）は、第２の比較例による磁気ヘッドの下部磁気シールド層２１及び下部リード層５１の、積層方向から見た位置関係を模式的に示す概略平面図である。
第１及び第２の比較例がそれぞれ前記第１の実施の形態と基本的に異なる所は、磁気シールド層２１，３１及びリード層５１，５２に関する構造のみである。
前記第１の実施の形態では、磁気シールド層２１，３１が磁性材料で構成される一方でリード層５１，５２は非磁性導電材料で構成されているのに対し、第１及び第２の比較例では、下部磁気シールド層２１及び下部リード層５１は同一磁性材料で一体に連続して構成されるとともに、上部磁気シールド層３１及び上部のリード層５２は同一磁性材料で一体に連続して構成されている。
また、前記第１の実施の形態では、図６に示すように、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１は、積層方向（Ｘ軸方向）から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有している。これに対し、第１の比較例では、図１８に示すように、積層方向（Ｘ軸方向）から見たときに、上部磁気シールド層３１が下部磁気シールド層２１より大きくなっている。第２の比較例では、図１９に示すように、前記第１の実施の形態と同様に、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１は、積層方向（Ｘ軸方向）から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有している。
第１の比較例は、従来のＣＰＰ構造の磁気ヘッドに相当している。第２の比較例は、第１の比較例による磁気ヘッドを、前述した特許文献１の教示に従って、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層３１が積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有するように、変形したものに相当している。
第１の実施の形態、第２の比較例及び第１の比較例の順に、動特性と静特性との間の相関が高まるとともに動特性における波形非対称性のばらつきが低減されることが、後述する実験により確認された。
ここで、第１の比較例による磁気ヘッドを製造する方法の一例について、説明する。以下の説明において、前記第１の実施の形態で説明した要素と同一又は対応する要素には同一符号を付す。
まず、ウエハ工程を行う。すなわち、基体１５となるべきＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ又はＳｉＣ等のウエハ１０１を用意し、薄膜形成技術等を用いて、ウエハ１０１上のマトリクス状の多数の磁気ヘッドの形成領域にそれぞれ、前述した各層を前述した構造となるように形成する。
このウエハ工程の概要について、図２０乃至図２６を参照して説明する。図２０乃至図２６はウエハ工程を構成する各工程を模式的に示す図である。図２０乃至図２６の（ａ）はそれぞれ概略平面図である。図２０乃至図２６の（ｂ）は、それぞれ同じ図の（ａ）中のＥ−Ｅ’線に沿った概略断面図である。図２０乃至図２６の（ｃ）はそれぞれ同じ図の（ａ）中のＦ−Ｆ’線に沿った概略断面図である。
ウエハ工程では、まず、ウエハ（基板）１０１上に下地層１６を積層した後に、下地層１６上に、下部磁気シールド層２１、下部リード層５１及び中継電極部構成層２１’，２１”をメッキ法等により同一磁性材料で一括して形成し、更に、ＣＭＰ工程により層２１，５１，２１’，２１”の上面を平坦化する（図２０）。図２０（ａ）に示すように、下部磁気シールド層２１、下部リード層５１及び中継電極部構成層２１’は一体に連続して形成されるのに対し、中継電極部構成層２１”は層２１，５１，２１’から分離されている。中継電極部構成層２１’はボンディングパッド５ａに接続される中継電極部を構成し、中継電極部構成層２１”はボンディングパッド５ｂに接続される中継電極部を構成する。
その後、この状態の基板上に、下部金属層２２、下部金属層２３、ピン層２４、ピンド層２５、トンネルバリア層２６、フリー層２７及びキャップ層２８を、スパッタ法等により順次積層し、これらの層２２〜２８の一部の領域をイオンミリング等により除去して、中継電極部構成層２１’，２１”を露出させる開口６２を層２２〜２８に形成する（図２１）。開口６２は、ボンディングパッド５ａに接続される中継電極部及びボンディングパッド５ｂに接続される中継電極部のためのスルーホールとなる。
次に、この状態の基板上にフォトレジスト６３を塗布した後、フォトレジスト６３をパターニングして、ＴＭＲ素子２のトラック幅に応じたＺ軸方向の間隔を持つ開口６３ａ，６３ｂをフォトレジスト６３に形成する（図２２）。
その後、フォトレジスト６３をマスクとしてイオンミリング等により開口６３ａ，６３ｂの領域の層２３〜２８を除去する。次に、フォトレジスト６３を剥離する前に絶縁層３４、縦バイアス層３２及び絶縁層３５を順次積層し、更に、フォトレジスト６３をその上に形成された層３４，３２，３５と共に剥離する（図２３）。このようにリフトオフすることで、層２３〜２８を除去した領域のみに層３４，３２，３５を形成する。
次に、この状態の基板上にフォトレジスト６４を塗布した後、フォトレジスト６４をパターニングして、ＴＭＲ素子２のハイト方向に関して必要な幅（Ｙ軸方向の幅）を持つとともに所定長さだけＺ軸方向に延びる帯状領域上、中継電極部構成層２１’の領域上、及び、中継電極部構成層２１”の領域上にのみ、フォトレジスト６４を島状に形成する（図２４）。
その後、フォトレジスト６４をマスクとしてイオンミリング等により、フォトレジスト６４が形成されていない領域の、層２２〜２８等を除去する。なお、本実施の形態では、図２５（ｃ）に示すように、下部金属層２２まで除去されているが、これに限らず、下部金属層２２、下部金属層２３、ピン層２４、ピンド層２５の適当な深さまで除去しても良い。また、下部シールド層２１の途中まで除去しても良い。次に、フォトレジスト６４を剥離する前に絶縁層３０を形成し、更に、フォトレジスト６４をその上に形成された層３０と共に剥離する（図２５）。このように、リフトオフすることで、ミリングの際にフォトレジスト６４によりマスクされなかった領域のみに層３０を形成する。
次に、上部磁気シールド層３１、上部リード層５２及び中継電極部構成層３１’，３１”をメッキ法等により同一磁性材料で一括して形成する（図２６）。図２６（ａ）に示すように、上部磁気シールド層３１、上部リード層５２及び中継電極部構成層３１”は一体に連続して形成されるのに対し、中継電極部構成層３１’は層３１，５２，３１”から分離されている。
最後に、ギャップ層３８、コイル層３７、絶縁層３９、上部磁性層３６及び保護膜４０を形成し、更に電極５ａ〜５ｄ等を形成する。これにより、ウエハ工程が完了する。
次に、ウエハ工程が完了したウエハに対して、公知の工程を経て第１の比較例による磁気ヘッドを完成させる。簡単に説明すると、前記ウエハから、基体上に複数の磁気ヘッドの部分が一列状に配列された各バー（バー状磁気ヘッド集合体）切り出す。次いで、このバーに対して、スロートハイト、ＭＲハイト等を設定するために、そのＡＢＳ側にラッピング処理（研磨）を施す。このラッピング処理により最終的に露出する面は、ほぼ図２６（ａ）中のＥ−Ｅ’線に沿った断面である。次に、ＡＢＳ側に保護膜４を形成し、更に、エッチング等によりレール１１，１２を形成する。最後に、機械加工により切断してバーを個々の磁気ヘッドに分離する。これにより、第１の比較例による磁気ヘッドが完成する。
以上、前記第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法について説明した。前記第２の比較例による磁気ヘッドを製造する場合には、前記第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法において、図２６を参照して説明した工程において、上部磁気シールド層３１及び上部リード層５２のパターン形状を図２７（ａ）に示す形状に変更する。他の工程については、第２の比較例による磁気ヘッドを製造する場合も第１の比較例による磁気ヘッドを製造する場合と同じである。
なお、図２７は、第２の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する一工程を模式的に示す図であり、図２６に対応している。図２７（ａ）は概略平面図、図２７（ｂ）は図２７（ａ）中のＥ−Ｅ’線に沿った概略断面図、図２７（ｃ）は図２７（ａ）中のＦ−Ｆ’線に沿った概略断面図である。
［第２の実施の形態］
図２８は、本発明の第２の実施の形態による磁気ディスク装置の要部の構成を示す概略斜視図である。
第２の実施の形態による磁気ディスク装置は、軸７０の回りに回転可能に設けられた磁気ディスク７１と、磁気ディスク７１に対して情報の記録及び再生を行う磁気ヘッド７２と、磁気ヘッド７２を磁気ディスク７１のトラック上に位置決めするためのアッセンブリキャリッジ装置７３と、を備えている。
アセンブリキャリッジ装置７３は、軸７４を中心にして回動可能なキャリッジ７５と、このキャリッジ７５を回動駆動する例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）からなるアクチュエータ７６とから主として構成されている。
キャリッジ７５には、軸７４の方向にスタックされた複数の駆動アーム７７の基部が取り付けられており、各駆動アーム７７の先端部には、磁気ヘッド７２を搭載したヘッドサスペンションアッセンブリ７８が固着されている。各ヘッドサスペンションアセンブリ７８は、その先端部に有する磁気ヘッド７２が、各磁気ディスク７１の表面に対して対向するように駆動アーム７７の先端部に設けられている。
第２の実施の形態では、磁気ヘッド７２として、前記第１の実施の形態による磁気ヘッドが搭載されている。したがって、第２の実施の形態によれば、高記録密度化を図ることができるなどの利点が得られる。
前記第１の実施の形態による磁気ヘッド、前記第１の比較例による磁気ヘッド及び前記第２の比較例による磁気ヘッドについて、それぞれ約１００個のサンプルを前述した各製造方法により製造した。各磁気ヘッドの製造条件は、互いに同じ工程については同じ製造条件に設定した。いずれの磁気ヘッドのいずれのサンプルについても、その主要な各層の構成は下記の表１に示す通りとした。
Figure 2005251342
第１の実施の形態による磁気ヘッドのサンプルでは、リード層５１，５２はそれぞれＴａ（１０ｎｍ）／Ｃｕ（２００ｎｍ）／Ｔａ（１００ｎｍ）の３層構造とした。第１及び第２の比較例による磁気ヘッドのサンプルでは、リード層５１，５２は、表１中の上部磁気シールド層３１と同じく、厚さ２μｍのＮｉＦｅである。
第１の実施の形態による磁気ヘッドのサンプルでは、図６中の各部の寸法を、ａ１＝ｂ１＝５０μｍ、ａ２＝ｂ２＝１５μｍとした。第１の比較例による磁気ヘッドのサンプルでは、図１８中の各部の寸法を、ｃ１＝１００μｍ、ｃ２＝７６μｍ、ｄ１＝５０μｍ、ｄ２＝１５μｍ、ｄ３＝２５μｍ、ｄ４＝５μｍ、ｄ５＝１０μｍとした。第２の比較例による磁気ヘッドのサンプルでは、図１９中の各部の寸法を、ｅ１＝ｆ１＝５０μｍ、ｅ２＝ｆ２＝１５μｍ、ｅ３＝ｆ３＝２５μｍ、ｅ４＝ｆ４＝５μｍ、ｅ５＝ｆ５＝１０μｍとした。
各磁気ヘッドの各サンプルについて、バー（バー状磁気ヘッド集合体）に切り出した段階で、擬似静特性テスタ（Quasi Static Tester, QST）によって静特性を測定した。この静特性測定では、０．１ｍＡのセンス電流を流しつつ、バーのＡＢＳ側の面に対して垂直方向に交番する磁場（＋／−１４０Ｏｅ）を印加して、ＴＭＲ素子２の素子抵抗及びＭＲ出力（出力電圧）を測定した。
また、各磁気ヘッドの各サンプルについて、磁気ヘッドとして完成した状態において、ダイナミックパフォーマンス（ＤＰ）テスタ（リードライトテスタ）によって動特性を測定した。この動特性測定では、磁気ディスクの回転速度を５４００ｒｐｍ、本測定における最大測定周波数を２２５ＭＨｚ、磁気ヘッドがトレースする半径を２８．５ｍｍ、フライングハイトを１０ｎｍ、磁気ディスクの保磁力Ｈｃを３９５０Ｏｅ、磁気ディスクのＭｒｔを０．３３ｍｅｍｕ／ｃｍ２、バイアス電圧を２００ｍＶとした。
これらの静特性測定及び動特性測定により得られた結果を、図２９乃至図３１及び図３３乃至図３８に示す。
図２９は、第１の実施の形態による磁気ヘッドの各サンプルについて前記静特性測定により得られたヒステリシス曲線のうち、典型的なヒステリシス曲線を示す。このヒステリシス曲線は、線形応答を示す直線に非常に近いものとなっており、理想的である。
図３０は、第１の実施の形態による磁気ヘッドの各サンプルの、静特性のＭＲ出力と動特性の出力との関係を示す散布図である。図３０の横軸は、前記動特性測定により得られたＭＲ出力（ただし、前記最大測定周波数に対して１／６の周波数で測定を行い、ＭＲ出力（磁気ヘッドからの再生出力）を磁気ディスクの１周に渡って平均した値）を示す。図３０の縦軸は、前記静特性測定により得られたＭＲ出力（ただし、前記動特性測定時に磁気ヘッドに印加される磁場を模擬した磁場が印加されたときのＭＲ出力）を示す。図３０中の斜めの直線は、サンプル点を近似した直線である。図３０に示すように、サンプル点は近似直線に集中しており、また、図３０に示すデータから算出された相関係数の２乗の値は、０．９１７８と非常に大きい。このことから、第１の実施の形態では、静特性と動特性との間の相関が極めて高いことがわかる。
図３１は、第１の実施の形態による磁気ヘッドの各サンプルの、素子抵抗と波形非対称性の値Ａｓｙｍとの関係を示す散布図である。図３１に示すように、サンプル点の値Ａｓｙｍが０付近に集中している。したがって、第１の実施の形態では、動特性の波形非対称性のばらつきが非常に少なく、しかも各サンプル点の値Ａｓｙｍが理想的な０に非常に近い値となっている。
ここで、波形非対称性の値Ａｓｙｍの定義について、図３２を参照して説明する。図３２は、動特性測定により得られる出力電圧波形（ＭＲ出力波形）を模式的に示す波形図である。図３２に示すように、この出力電圧波形の正のパルスのピーク値をＶｍａｘ、正のパルスのピーク値をＶｍｉｎとすると、波形非対称性の値Ａｓｙｍは、下記の数１で表される。
Figure 2005251342
図３３は、第１の比較例による磁気ヘッドの各サンプルについて前記静特性測定により得られたヒステリシス曲線のうち、典型的なヒステリシス曲線を示す。このヒステリシス曲線は、理想的な線形応答を示す直線からほど遠いものとなっている。
図３４は、第１の比較例による磁気ヘッドの各サンプルの、静特性のＭＲ出力と動特性の出力との関係を示す散布図である。図３４の横軸及び縦軸は、図３０の横軸及び縦軸とそれぞれ同一である。図３４中の斜めの直線は、サンプル点を近似した直線である。図３４に示すように、サンプル点は大きく分散しており、また、図３４に示すデータから算出された相関係数の２乗の値は、０．０９７９と非常に小さい。このことから、第１の比較例では、静特性と動特性との間の相関が極めて低いことがわかる。
図３５は、第１の比較例による磁気ヘッドの各サンプルの、素子抵抗と波形非対称性の値Ａｓｙｍとの関係を示す散布図である。図３５に示すように、サンプル点の値Ａｓｙｍが全体的に非常に大きく分散している。したがって、第１の比較例では、動特性の波形非対称性のばらつきが非常に大きく。しかも、各サンプル点の値Ａｓｙｍが理想的な０から大きくはずれたサンプル点の数も多い。
図３６は、第２の比較例による磁気ヘッドの各サンプルについて前記静特性測定により得られたヒステリシス曲線のうち、典型的なヒステリシス曲線を示す。このヒステリシス曲線は、第１の比較例に関する図３３に示すヒステリシス曲線に比べると理想的な線形応答を示す直線に近づいているが、第１の実施の形態に関する図２９に示すヒステリシス曲線に比べると理想的な線形応答を示す直線から遠いものとなっている。
図３７は、第２の比較例による磁気ヘッドの各サンプルの、静特性のＭＲ出力と動特性の出力との関係を示す散布図である。図３７の横軸及び縦軸は、図３０の横軸及び縦軸とそれぞれ同一である。図３７中の斜めの直線は、サンプル点を近似した直線である。図３７では、第１の比較例に関する図３４ほどサンプル点が大きく分散していないが、第１の実施の形態に関する図２９ほどサンプル点が集中していない。また、図３７に示すデータから算出された相関係数の２乗の値は、０．０７９７４であり、第１の比較例に関する図３４に示すデータから算出された値０．０９７９より大きいが、第１の実施の形態に関する図３０に示すデータから算出された値０．９１７８より小さい。これらのことから、第２の比較例では、第１の比較例と比べると静特性と動特性との間の相関が高いが、第１の実施の形態と比べるとその相関が低いことがわかる。
図３８は、第２の比較例による磁気ヘッドの各サンプルの、素子抵抗と波形非対称性の値Ａｓｙｍとの関係を示す散布図である。図３８では、第１の比較例に関する図３５ほどサンプル点の値Ａｓｙｍが大きく分散していないが、第１の実施の形態に関する図２９ほどサンプル点の値Ａｓｙｍが集中していない。したがって、第２の比較例では、動特性の波形非対称性のばらつきが第１の比較例より小さいが第１の実施の形態より大きいことがわかる。
以上の述べたように、前述した実験結果から、第１の実施の形態、第２の比較例及び第１の比較例の順に、動特性と静特性との間の相関が高まるとともに動特性における波形非対称性のばらつきが低減されることが、判明した。
以上、本発明の各実施の形態及び実施例について説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
例えば、前述した実施の形態は本発明をＴＭＲヘッドに適用した例であるが、本発明は、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドなどの他のＣＰＰ構造を持つ磁気抵抗効果素子を有するヘッドなどにも適用することができる。例えば、前述した第１の実施の形態による磁気ヘッドにおいて、トンネルバリア層２６に代えてＣｕ、Ａｕ又はＡｇなどからなる非磁性金属層を形成することで、素子２をＣＰＰ−ＧＭＲ素子にして、当該磁気ヘッドをＣＰＰ−ＧＭＲヘッドにすることができる。
本発明の第１の実施の形態による磁気ヘッドを模式的に示す概略斜視図である。 図１に示す磁気ヘッドのＴＭＲ素子及び誘導型磁気変換素子の部分を模式的に示す拡大断面図である。 図２中のＡ−Ａ’矢視概略図である。 図２中のＴＭＲ素子付近を更に拡大した拡大図である。 図３中のＴＭＲ素子付近を更に拡大した拡大図である。 図１に示す磁気ヘッドにおける磁気シールド層及びリード層等を示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する一工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 図１に示す磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドにおける磁気シールド層及びリード層等を示す図である。 第２の比較例による磁気ヘッドにおける磁気シールド層及びリード層等を示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する一工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する他の工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する更に他の工程を模式的に示す図である。 第２の比較例による磁気ヘッドの製造方法におけるウエハ工程を構成する一工程を模式的に示す図である。 本発明の第２の実施の形態による磁気ディスク装置の要部の構成を示す概略斜視図である。 第１の実施の形態による磁気ヘッドのサンプルについて静特性測定により得られたヒステリシス曲線を示す図である。 第１の実施の形態による磁気ヘッドの各サンプルの、静特性のＭＲ出力と動特性の出力との関係を示す散布図である。 第１の実施の形態による磁気ヘッドの各サンプルの、素子抵抗と波形非対称性の値との関係を示す散布図である。 動特性測定により得られる出力電圧波形を模式的に示す波形図である。 第１の比較例による磁気ヘッドのサンプルについて静特性測定により得られたヒステリシス曲線を示す図である。 第１の比較例による磁気ヘッドの各サンプルの、静特性のＭＲ出力と動特性の出力との関係を示す散布図である。 第１の比較例の形態による磁気ヘッドの各サンプルの、素子抵抗と波形非対称性の値との関係を示す散布図である。 第２の比較例による磁気ヘッドのサンプルについて静特性測定により得られたヒステリシス曲線を示す図である。 第２の比較例による磁気ヘッドの各サンプルの、静特性のＭＲ出力と動特性の出力との関係を示す散布図である。 第２の比較例の形態による磁気ヘッドの各サンプルの、素子抵抗と波形非対称性の値との関係を示す散布図である。
符号の説明
１ スライダ
２ ＴＭＲ素子
３ 誘導型磁気変換素子
２１ 下部磁気シールド層
２２，２３ 下部金属層
２４ ピン層
２５ ピンド層
２６ トンネルバリア層
２７ フリー層
２８ 上部金属層
２９，３０，３４，３５ 絶縁層
３１ 上部磁気シールド層
３２ 縦バイアス層
５１，５２ リード層

Claims (7)

  1. 基体上に順に積層された第１の磁気シールド層、磁気抵抗効果層及び第２の磁気シールド層と、
    前記第１及び第２の磁気シールド層を経由して、前記磁気抵抗効果層にその膜面と略垂直にセンス電流を流す第１及び第２のリード層と、
    を備え、
    前記第１及び第２の磁気シールド層は、積層方向から見たときに互いに実質的にちょうど重なる形状及び大きさを有し、
    前記第１のリード層が前記第１の磁気シールド層に電気的に接続されるとともに、前記第１のリード層における少なくとも前記第１の磁気シールド層側の部分が非磁性導電材料で構成され、
    前記第２のリード層が前記第２の磁気シールド層に電気的に接続されるとともに、前記第２のリード層における少なくとも前記第２の磁気シールド層側の部分が非磁性導電材料で構成されたことを特徴とする磁気ヘッド。
  2. 前記第１及び第２の磁気シールド層は、互いに実質的に同一の厚さを有することを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。
  3. 前記第１及び第２の磁気シールド層は、互いに同一の材料で構成されたことを特徴とする請求項１又は２記載の磁気ヘッド。
  4. 前記磁気抵抗効果層は、トンネルバリア層と、該トンネルバリア層の一方の面側に形成されたフリー層と、前記トンネルバリア層の他方の面側に形成されたピンド層と、前記ピンド層の前記トンネルバリア層とは反対の側に形成されたピン層と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド。
  5. 前記磁気抵抗効果層は、非磁性金属層と、前記非磁性金属層の一方の面側に形成されたフリー層と、前記非磁性金属層の他方の面側に形成されたピンド層と、前記ピンド層の前記非磁性金属層とは反対の側に形成されたピン層と、を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の磁気ヘッド。
  6. 磁気ヘッドと、該磁気ヘッドが先端部付近に搭載され前記磁気ヘッドを支持するサスペンションと、を備え、前記磁気ヘッドが請求項１乃至５のいずれかに記載の磁気ヘッドであることを特徴とするヘッドサスペンションアセンブリ。
  7. 請求項６記載のヘッドサスペンションアセンブリと、該アセンブリを支持するアーム部と、該アーム部を移動させて磁気ヘッドの位置決めを行うアクチュエータと、を備えたことを特徴とする磁気ディスク装置。
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