JP2005293762A

JP2005293762A - 複合型薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2005293762A
Application number: JP2004109716A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kiyono; 浩清野; Nozomi Hachisuga; 望蜂須賀; Shunji Sarugi; 俊司猿木; Hiroaki Kasahara; 寛顕笠原
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2004-04-02
Publication date: 2005-10-20
Also published as: US20050219765A1; US7274539B2; CN1326116C; CN1677500A

Abstract

【課題】書込み側及び読出し側間のクロストークを大幅に低減することが可能なＣＰＰ構造のＭＲ読出しヘッド素子を備えた複合型薄膜磁気ヘッドを提供する。
【解決手段】上部シールド層、下部シールド層、並びに上部シールド層及び下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れるＭＲ層を有するＭＲ読出しヘッド素子と、このＭＲ読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、書込みコイルの両端と下部シールド層との間に第１及び第２の補償キャパシタ手段がそれぞれ形成されている。
【選択図】図８

Description

本発明は、インダクティブ書込みヘッド素子及び積層面と垂直の方向にセンス電流を流すＣＰＰ（ＣｕｒｒｅｎｔＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏＰｌａｎｅ）構造の磁気抵抗効果（ＭＲ）読出しヘッド素子を備えた複合型薄膜磁気ヘッドに関する。

近年、ハードディスクドライブ装置（ＨＤＤ）の大容量化及び小型化が要求されており、これに伴って磁気ディスクの高密度化及び磁気ヘッドを含むヘッドサスペンションアセンブリ（ＨＧＡ）の小型化が図られている。

ＨＧＡの小型化が進むと問題となるのが、書込み側と読出し側との間のクロストークである。特に、磁気ヘッド素子の小型化が進むと、放熱特性が悪化するのみならず素子断面積の減少により素子を流れる電流密度が増大し、また、書込み周波数の高周波化が図られることにより、書込みヘッド素子に印加される電圧が急峻に変化する。その結果、書込み側から読出し側へのクロストークが生じると、読出しヘッド素子の特性が劣化し易くなる。特にＴＭＲ読出しヘッド素子では、クロストーク電圧によりバリア層にピンホールが形成されて絶縁破壊が生じ、素子抵抗が低下して読出し特性が大幅に劣化してしまう。

非特許文献１には、サスペンション上に形成された書込み側トレース導体と読出し側トレース導体との間の結合メカニズムを解析し、両者間のクロストークを低減させる技術が提案されている。この文献では、クロストークのほとんどが、書込み側トレース導体及び読出し側トレース導体間の結合に起因するものであり、磁気ヘッド内の内部結合には起因しないと結論している。

Klass B.Klaassen et al., "Write-to-Read Coupling", IEEE Trans. Magn. Vol.30, pp61-67, January 2002

しかしながら、本願発明者等は、書込み側トレース導体及び読出し側トレース導体間の結合以外に、薄膜磁気ヘッド内部における結合も書込み側及び読出し側間のクロストークに大きな影響を与えるのではないかと考え、解析及び検討を行った結果、本発明に至ったのである。

即ち、本発明の目的は、書込み側及び読出し側間のクロストークを大幅に低減することが可能なＣＰＰ構造のＭＲ読出しヘッド素子を備えた複合型薄膜磁気ヘッドを提供することにある。

本発明によれば、上部シールド層、下部シールド層、並びに上部シールド層及び下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れるＭＲ層を有するＭＲ読出しヘッド素子と、このＭＲ読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、書込みコイルと上部シールド層との間のキャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように構成された複合型薄膜磁気ヘッドが提供される。

ＣＰＰ構造のＭＲ読出しヘッド素子では、上部シールド層及び下部シールド層がこのＭＲ読出しヘッド素子の電極として用いられる。従って、インダクティブ書込みヘッド素子の書込みコイルと上部シールド層との間に生じる寄生キャパシタンスＣ_１２は、書込みコイルと上部シールド層との間に生じる寄生キャパシタンスＣ_１３より必然的に大きくなる。このため、従来技術によると、ＭＲ読出しヘッド素子の両端にどうしてもクロストーク電圧が発生してしまうのである。しかしながら、寄生キャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように構成すれば、寄生キャパシタンスＣ_１２と寄生キャパシタンスＣ_１３との差がその分小さくなり、発生するクロストーク電圧を低減することができる。

このように書込みヘッド素子から読出しヘッド素子への直接的なクロストーク電圧を低減することより、ＴＭＲ読出しヘッド素子では、そのバリア層にピンホールが形成されて素子抵抗が低下し読出し特性が劣化することを確実に防止できる。また、ＣＰＰ構造のＧＭＲ読出しヘッド素子では、エレクトロマイグレーションの加速によって生じる読出しヘッド素子の短寿命化を防止でき、金属原子の層間拡散の加速によって生じる磁気特性劣化を防止することができる。

キャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように、書込みコイル及び下部磁極層間の距離及び対向面積と、下部磁極層及び上部シールド層間の距離及び対向面積とが設定されていることも好ましい。

キャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように、書込みコイル及び下部磁極層間と、下部磁極層及び上部シールド層間とに低誘電率の絶縁層が形成されていることも好ましい。この低誘電率の絶縁層が酸化シリコン（ＳｉＯ_２）による層であるかもしれない。

本発明によれば、さらに、上部シールド層、下部シールド層、並びに上部シールド層及び下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れるＭＲ層を有するＭＲ読出しヘッド素子と、このＭＲ読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、書込みコイルと上部シールド層との間のキャパシタンスＣ_１２と書込みコイルと下部シールド層との間のキャパシタンスＣ_１３とが互いに等しくなるように補償キャパシタ手段を設けた複合型薄膜磁気ヘッドが提供される。

前述したように、ＣＰＰ構造のＭＲ読出しヘッド素子では、寄生キャパシタンスＣ_１２が寄生キャパシタンスＣ_１３より必然的に大きくなるが、補償キャパシタ手段を設けてこれら寄生キャパシタンスＣ_１２と寄生キャパシタンスＣ_１３とが等しくなるようにすることによって、発生するクロストーク電圧を低減又は抑止することができる。

補償キャパシタ手段が、キャパシタンスＣ_１２とキャパシタンスＣ_１３とが互いに等しくなるように、下部磁極層と下部シールド層との間に形成された補償キャパシタ手段であることが好ましい。この補償キャパシタ手段が、絶縁層を介して互いに対向しており下部磁極層及び下部シールド層にそれぞれ電気的に接続された１対の導体層であることも好ましい。

下部磁極層及び上部シールド層間のキャパシタンスをＣ_２とすると、補償キャパシタ手段のキャパシタンスＣ_ＣＯＭＰがＣ_ＣＯＭＰ＝Ｃ_２から与えられることも好ましい。

本発明によれば、さらにまた、上部シールド層、下部シールド層、並びに上部シールド層及び下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れるＭＲ層を有するＭＲ読出しヘッド素子と、このＭＲ読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、書込みコイルの両端と下部シールド層との間に第１及び第２の補償キャパシタ手段がそれぞれ形成されている複合型薄膜磁気ヘッドが提供される。

前述したように、ＣＰＰ構造のＭＲ読出しヘッド素子では、寄生キャパシタンスＣ_１２が寄生キャパシタンスＣ_１３より必然的に大きくなるが、書込みコイルの両端と下部シールド層との間に第１及び第２の補償キャパシタ手段を設けて寄生キャパシタンスＣ_１３を実質的に大きくすることにより、これら寄生キャパシタンスＣ_１２と寄生キャパシタンスＣ_１３とを互いに等しくすることができる。従って、発生するクロストーク電圧を低減又は抑止することができる。

書込みコイル及び下部磁極層間のキャパシタンスをＣ_１、下部磁極層及び上部シールド層間のキャパシタンスをＣ_２とすると、第１及び第２の補償キャパシタ手段のキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}の各々が、１／２（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）〜１／（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）の範囲内の所定値であることが好ましい。

第１及び第２の補償キャパシタ手段のキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}が、互いに等しいことも好ましい。

書込みコイルの両端に電気的に接続された１対の書込みヘッド素子用リード導体をさらに備えており、第１及び第２の補償キャパシタ手段が、１対の書込みヘッド素子用リード導体と下部シールド層とが絶縁層のみを介して互いに重なり合う部分によって形成されていることも好ましい。

ＭＲ読出しヘッド素子が、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）読出しヘッド素子か、又はトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）読出しヘッド素子であることも好ましい。

本発明によれば、書込みヘッド素子から読出しヘッド素子への直接的なクロストーク電圧を低減することより、ＴＭＲ読出しヘッド素子では、そのバリア層にピンホールが形成されて素子抵抗が低下し読出し特性が劣化することを確実に防止できる。また、ＣＰＰ構造のＧＭＲ読出しヘッド素子では、エレクトロマイグレーションの加速によって生じる読出しヘッド素子の短寿命化を防止でき、金属原子の層間拡散の加速によって生じる磁気特性劣化を防止することができる。

図１は本発明の一実施形態における複合型薄膜磁気ヘッドの層構造を概略的に説明するために浮上面（ＡＢＳ）側から見た断面図である。

同図に示すように、ヘッド素子部分は、図示しない基板上にこれも図示しない絶縁層を介して積層されたＴＭＲ読出しヘッド素子の下部電極層を兼用する下部シールド層（ＳＦ）１０と、下部シールド層１０上に積層されたＴＭＲ多層膜１１と、このＴＭＲ多層膜１１を囲む絶縁層１２と、ＴＭＲ多層膜１１及び絶縁層１２上に積層された上部電極層を兼用する上部シールド層（ＳＳ１）１３と、上部シールド層１３上に絶縁層１４を介して積層されたインダクティブ書込みヘッド素子の下部磁極層（ＳＳ２）１５と、記録ギャップ層１６を介して下部磁極層１５と対向する上部磁極層１７とを含む層構成となっている。

ＴＭＲ多層膜１１は、図示されていないが、例えば、下地層、ピン層、ピンド層、トンネルバリア層、フリー層及びキャップ層が順次積層された多層構造となっている。

図２は、図１の複合型薄膜磁気ヘッドの概略的な等価回路図である。

同図において、Ｃ_１はインダクティブ書込みヘッド素子の書込みコイル１８と下部磁極層（ＳＳ２）１５との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_２は下部磁極層１５と上部シールド層（ＳＳ１）１３との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_３は上部シールド層１３と下部シールド層１０との間の寄生キャパシタンスである。

本実施形態では、書込みコイル１８と下部磁極層１５との距離を大きくすること、両者間の対向面積を減らすこと、及び／又は両者の間に介在する絶縁層を誘電率の低い絶縁材料、例えばＳｉＯ_２等で形成することによって、書込みコイル１８と下部磁極層１５との間の寄生キャパシタンスＣ_１を減少させると共に、下部磁極層１５と上部シールド層１３との距離を大きくすること、両者間の対向面積を減らすこと、及び／又は両者の間に介在する絶縁層を誘電率の低い絶縁材料、例えばＳｉＯ_２等で形成することによって、下部磁極層１５と上部シールド層１３との間の寄生キャパシタンスＣ_２を減少させ、最終的に、書込みコイル１８と上部シールド層１３との間の寄生キャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように構成している。この場合、寄生キャパシタンスＣ_１２は、Ｃ_１２＝１／（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）で与えられる。

図３は従来技術及び本実施形態の複合型薄膜磁気ヘッドの時間対クロストーク電圧特性図である。

同図（Ａ）はＣ_１＝０．６ｐＦ、Ｃ_２＝２ｐＦ（Ｃ_１２＝０．４６ｐＦ）の場合に、書込み磁気ヘッド素子に書込み電圧を印加した際に読出しヘッド素子に現れるクロストーク電圧を示しており、同図（Ｂ）はＣ_１＝０．２ｐＦ、Ｃ_２＝０．２ｐＦ（Ｃ_１２＝０．１ｐＦ）の場合のクロストーク電圧を示している。ただし、Ｃ_３＝０．４ｐＦである。両図を比較すれば明らかのように、Ｃ_１２が０．１ｐＦ以下となるように層間距離、対向面積及び／又は絶縁材料を設定することにより、クロストーク電圧を大幅に低減可能であり、その結果、バリア層にピンホールが形成されて素子抵抗が低下し読出し特性が劣化することを確実に防止できる。

図４は本発明の他の実施形態における複合型薄膜磁気ヘッドの層構造を概略的に説明するためにＡＢＳ側から見た断面図である。

同図に示すように、ヘッド素子部分は、図示しない基板上にこれも図示しない絶縁層を介して積層されたＴＭＲ読出しヘッド素子の下部電極層を兼用する下部シールド層（ＳＦ）４０と、下部シールド層４０上に積層されたＴＭＲ多層膜４１と、このＴＭＲ多層膜４１を囲む絶縁層４２と、ＴＭＲ多層膜４１及び絶縁層４２上に積層された上部電極層を兼用する上部シールド層（ＳＳ１）４３と、上部シールド層４３上に絶縁層４４を介して積層されたインダクティブ書込みヘッド素子の下部磁極層（ＳＳ２）４５と、記録ギャップ層４６を介して下部磁極層４５と対向する上部磁極層４７とを含む層構成となっている。本実施形態では、さらに、導体層４９が絶縁層５０を介して導体層５１と対向するように構成されており、この導体層４９は下部シールド層４０に、導体層５１は下部磁極層４５にそれぞれ電気的に接続されている。これら１対の導体層４９及び５１と絶縁層５０とは、下部シールド層４０及び下部磁極層４５間に寄生キャパシタンスＣ_ＣＯＭＰを付加する補償キャパシタを構成している。

ＴＭＲ多層膜４１は、図示されていないが、例えば、下地層、ピン層、ピンド層、トンネルバリア層、フリー層及びキャップ層が順次積層された多層構造となっている。

図５は、図４の複合型薄膜磁気ヘッドの概略的な等価回路図である。

同図において、Ｃ_１はインダクティブ書込みヘッド素子の書込みコイル４８と下部磁極層（ＳＳ２）４５との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_２は下部磁極層４５と上部シールド層（ＳＳ１）４３との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_３は上部シールド層４３と下部シールド層４０との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_ＣＯＭＰは上述した補償キャパシタの寄生キャパシタンスである。

本実施形態では、導体層４９及び５１間の距離及び対向面積、並びに／又は絶縁層５０の誘電率を調整することによって、補償キャパシタのキャパシタンスＣ_ＣＯＭＰを、Ｃ_ＣＯＭＰ＝Ｃ_２となるように構成している。下部シールド層４０及び下部磁極層４５間に付加される寄生キャパシタンスＣ_ＣＯＭＰをこのような値に調整することによって、寄生キャパシタンスＣ_１２と寄生キャパシタンスＣ_１３とを等しくすることができ、その結果、発生するクロストーク電圧を低減又は抑止することができる。

図６は従来技術及び本実施形態の複合型薄膜磁気ヘッドの時間対クロストーク電圧特性図である。

同図（Ａ）はＣ_ＣＯＭＰ＝０ｐＦ、Ｃ_２＝２ｐＦ（Ｃ_１２＝０．４８ｐＦ、Ｃ_１３＝０．３１６ｐＦ）の場合に、書込み磁気ヘッド素子に書込み電圧を印加した際に読出しヘッド素子に現れるクロストーク電圧を示しており、同図（Ｂ）はＣ_ＣＯＭＰ＝Ｃ_２＝２ｐＦ（Ｃ_１２＝Ｃ_１３＝０．４６ｐＦ）の場合のクロストーク電圧を示している。ただし、Ｃ_１＝０．６ｐＦ、Ｃ_３＝０．４ｐＦである。両図を比較すれば明らかのように、Ｃ_１２＝Ｃ_１３となるように、即ちＣ_ＣＯＭＰ＝Ｃ_２となるように、層間距離、対向面積及び／又は絶縁材料を設定した補償キャパシタを付加することにより、クロストーク電圧を大幅に低減又は抑止可能であり、その結果、バリア層にピンホールが形成されて素子抵抗が低下し読出し特性が劣化することを確実に防止できる。

図７は本発明のさらに他の実施形態における複合型薄膜磁気ヘッドの層構造を概略的に説明するためにＡＢＳ側から見た断面図であり、図８はこの複合型薄膜磁気ヘッドを搭載する磁気ヘッドスライダを素子形成面側から見た立面図であり、図９はこの複合型薄膜磁気ヘッドのリード導体部分の層構造を説明するためにＡＢＳ側から見たＡ−Ａ線断面図である。

図７に示すように、ヘッド素子部分は図１の構成と同様に、図示しない基板上にこれも図示しない絶縁層を介して積層されたＴＭＲ読出しヘッド素子の下部電極層を兼用する下部シールド層（ＳＦ）７０と、下部シールド層７０上に積層されたＴＭＲ多層膜７１と、このＴＭＲ多層膜７１を囲む絶縁層７２と、ＴＭＲ多層膜７１及び絶縁層７２上に積層された上部電極層を兼用する上部シールド層（ＳＳ１）７３と、上部シールド層７３上に絶縁層７４を介して積層されたインダクティブ書込みヘッド素子の下部磁極層（ＳＳ２）７５と、記録ギャップ層７６を介して下部磁極層７５と対向する上部磁極層７７とを含む層構成となっている。

ＴＭＲ多層膜７１は、図示されていないが、例えば、下地層、ピン層、ピンド層、トンネルバリア層、フリー層及びキャップ層が順次積層された多層構造となっている。

図８において、７８は書込みコイル、７９及び８０は書込みコイル７８の両端にそれぞれの一端が電気的に接続されている１対の書込みヘッド素子用リード導体、８１及び８２は１対の書込みヘッド素子用リード導体７９及び８０それぞれの他端に電気的に接続されている１対の書込みヘッド素子用端子パッド、８３及び８４はＴＭＲ層７１の両端にそれぞれの一端が電気的に接続されている１対の読出しヘッド素子用リード導体、８５及び８６は１対の読出しヘッド素子用リード導体８３及び８４それぞれの他端に電気的に接続されている１対の読出しヘッド素子用端子パッドを示している。

図９に示すように、書込みヘッド素子用リード導体７９の部分７９ａは、下部シールド層（ＳＦ）７０と、絶縁層７２のみを介して重なって即ち直接的に対向している。また、書込みヘッド素子用リード導体８０の部分８０ａも、下部シールド層（ＳＦ）７０と、絶縁層７２のみを介して重なって即ち直接的に対向している。

このような重なり部分７９ａ及び８０ａの存在により、下部シールド層７０と書込みコイル７８の両端（書込みヘッド素子用リード導体７９及び８０）との間に寄生キャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}を付加する第１及び第２の補償キャパシタが付加的に形成される。

図１０は、図７の複合型薄膜磁気ヘッドの概略的な等価回路図である。

同図において、Ｃ_１はインダクティブ書込みヘッド素子の書込みコイル７８と下部磁極層（ＳＳ２）７５との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_２は下部磁極層７５と上部シールド層（ＳＳ１）７３との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_３は上部シールド層７３と下部シールド層７０との間の寄生キャパシタンス、Ｃ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}は上述した第１及び第２の補償キャパシタの寄生キャパシタンスである。

本実施形態では、書込みヘッド素子用リード導体７９及び８０と下部シールド層７０との間で重なり部分７９ａ及び８０ａを設けることによって第１及び第２の補償キャパシタを構成し、さらにこれらリード導体７９及び８０と下部シールド層７０との間の距離及び対向面積、その間の絶縁層の誘電率を調整することによって、第１及び第２の補償キャパシタのキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}をＣ_ＣＯＭＰを、Ｃ_{ＣＯＭＰ１}＝Ｃ_{ＣＯＭＰ２}であって、１／２（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）〜１／（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）の範囲の値となるように構成している。

第１及び第２の補償キャパシタを形成し、これらのキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}をこのような値に調整することによって、発生するクロストーク電圧を大幅に低減又は抑止することができる。

なお、下部シールド層７０の代わりにこれと電気的に接続されている読出しヘッド素子用リード導体８３と書込みヘッド素子用リード導体７９及び８０との間で第１及び第２の補償キャパシタを形成するように構成しても良いことは明らかである。

図１１は従来技術及び本実施形態の複合型薄膜磁気ヘッドの時間対クロストーク電圧特性図であり、図１２は補償キャパシタのキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}を変えた場合のクロストーク電圧特性図である。

図１１（Ａ）はＣ_{ＣＯＭＰ１}＝Ｃ_{ＣＯＭＰ２}＝０ｐＦの場合に、書込み磁気ヘッド素子に書込み電圧を印加した際に読出しヘッド素子に現れるクロストーク電圧を示しており、図１１（Ｂ）はＣ_{ＣＯＭＰ１}＝Ｃ_{ＣＯＭＰ２}＝０．３ｐＦの場合のクロストーク電圧を示している。ただし、Ｃ_１＝０．６ｐＦ、Ｃ_２＝２ｐＦ、Ｃ_３＝０．４ｐＦである。図１１の（Ａ）及び（Ｂ）を比較すれば明らかのように、第１及び第２の補償キャパシタを形成し、これらのキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}を上述の範囲の値となるように設定することにより、クロストーク電圧を大幅に低減可能である。特に、図１２に示すように、Ｃ_{ＣＯＭＰ１}＝Ｃ_{ＣＯＭＰ２}を０．３ｐＦ近傍の値とすれば、クロストーク電圧を最小にすることができる。その結果、バリア層にピンホールが形成されて素子抵抗が低下し読出し特性が劣化することを確実に防止できる。

以上、ＴＭＲ読出しヘッド素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドを用いて本発明を説明したが、本発明は、例えばＣＰＰ構造のＧＭＲ読出しヘッド素子等、積層面と垂直の方向にセンス電流が流れる構造のＭＲ読出しヘッド素子であれば、いかなるものに対しても適用可能である。ＣＰＰ構造のＧＭＲ読出しヘッド素子では、書込みヘッド素子から読出しヘッド素子への直接的なクロストーク電圧を低減することより、エレクトロマイグレーションの加速によって生じる読出しヘッド素子の短寿命化を防止でき、金属原子の層間拡散の加速によって生じる磁気特性劣化を防止することができる。

以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。

本発明の一実施形態の複合型薄膜磁気ヘッドにおけるヘッド素子部分の層構造を説明するためにＡＢＳ側から見た断面図である。図１の複合型薄膜磁気ヘッドの概略的な等価回路図である。従来技術及び図１の複合型薄膜磁気ヘッドの時間対クロストーク電圧特性図である。本発明の他の実施形態の複合型薄膜磁気ヘッドにおけるヘッド素子部分の層構造を説明するためにＡＢＳ側から見た断面図である。図４の複合型薄膜磁気ヘッドの概略的な等価回路図である。従来技術及び図４の複合型薄膜磁気ヘッドの時間対クロストーク電圧特性図である。本発明のさらに他の実施形態の複合型薄膜磁気ヘッドにおけるヘッド素子部分の層構造を説明するためにＡＢＳ側から見た断面図である。図７の複合型薄膜磁気ヘッドを搭載する磁気ヘッドスライダを素子形成面側から見た立面図である。図７の複合型薄膜磁気ヘッドにおけるリード導体部分の層構造を説明するためにＡＢＳ側から見た図８のＡ−Ａ線断面図である。図７の複合型薄膜磁気ヘッドの概略的な等価回路図である。従来技術及び図７の複合型薄膜磁気ヘッドの時間対クロストーク電圧特性図である。図７の複合型薄膜磁気ヘッドにおいて補償キャパシタのキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}を変えた場合のクロストーク電圧特性図である。

符号の説明

１０、４０、７０下部シールド層
１１、４１、７１ＴＭＲ層
１２、１４、４２、４４、５０、７２、７４絶縁層
１３、４３、７３上部シールド層
１５、４５、７５下部磁極層
１６、４６、７６記録ギャップ層
１７、４７、７７上部磁極層
１８、４８、７８書込みコイル
４９、５１導体層
７９、８０書込みヘッド素子用リード導体
７９ａ、８０ａ重なり部分
８１、８２書込みヘッド素子用端子パッド
８３、８４読出しヘッド素子用リード導体
８５、８６読出しヘッド素子用端子パッド

Claims

上部シールド層、下部シールド層、並びに該上部シールド層及び該下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れる磁気抵抗効果層を有する磁気抵抗効果読出しヘッド素子と、該磁気抵抗効果読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が該上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、前記書込みコイルと前記上部シールド層との間のキャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように構成されていることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
前記キャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように、前記書込みコイル及び前記下部磁極層間の距離及び対向面積と、前記下部磁極層及び前記上部シールド層間の距離及び対向面積とが設定されていることを特徴とする請求項１に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記キャパシタンスＣ_１２が０．１ｐＦ以下となるように、前記書込みコイル及び前記下部磁極層間と、前記下部磁極層及び前記上部シールド層間とに、低誘電率の絶縁層が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記低誘電率の絶縁層が、酸化シリコンによる層であることを特徴とする請求項３に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
上部シールド層、下部シールド層、並びに該上部シールド層及び該下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れる磁気抵抗効果層を有する磁気抵抗効果読出しヘッド素子と、該磁気抵抗効果読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が該上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、前記書込みコイルと前記上部シールド層との間のキャパシタンスＣ_１２と前記書込みコイルと前記下部シールド層との間のキャパシタンスＣ_１３とが互いに等しくなるような補償キャパシタ手段を設けたことを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
前記補償キャパシタ手段が、前記キャパシタンスＣ_１２と前記キャパシタンスＣ_１３とが互いに等しくなるように、前記下部磁極層と前記下部シールド層との間に形成された補償キャパシタ手段であることを特徴とする請求項５に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記補償キャパシタ手段が、絶縁層を介して互いに対向しており前記下部磁極層及び前記下部シールド層にそれぞれ電気的に接続された１対の導体層であることを特徴とする請求項６に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記下部磁極層及び前記上部シールド層間のキャパシタンスをＣ_２とすると、前記補償キャパシタ手段のキャパシタンスＣ_ＣＯＭＰがＣ_ＣＯＭＰ＝Ｃ_２から与えられることを特徴とする請求項５から７のいずれか１項に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
上部シールド層、下部シールド層、並びに該上部シールド層及び該下部シールド層を介して積層面と垂直の方向にセンス電流が流れる磁気抵抗効果層を有する磁気抵抗効果読出しヘッド素子と、該磁気抵抗効果読出しヘッド素子上に形成されており、上部磁極層、先端部が該上部磁極層の先端部に記録ギャップ層を介して対向する下部磁極層、及び書込みコイルを有するインダクティブ書込みヘッド素子とを備えており、前記書込みコイルの両端と前記下部シールド層との間に第１及び第２の補償キャパシタ手段がそれぞれ形成されていることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
前記書込みコイル及び前記下部磁極層間のキャパシタンスをＣ_１、該下部磁極層及び前記上部シールド層間のキャパシタンスをＣ_２とすると、前記第１及び第２の補償キャパシタ手段のキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}の各々が、１／２（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）〜１／（１／Ｃ_１＋１／Ｃ_２）の範囲内の所定値であることを特徴とする請求項９に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記第１及び第２の補償キャパシタ手段のキャパシタンスＣ_{ＣＯＭＰ１}及びＣ_{ＣＯＭＰ２}が、互いに等しいことを特徴とする請求項９又は１０に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記書込みコイルの両端に電気的に接続された１対の書込みヘッド素子用リード導体をさらに備えており、前記第１及び第２の補償キャパシタ手段が、前記１対の書込みヘッド素子用リード導体と前記下部シールド層とが絶縁層のみを介して互いに重なり合う部分によって形成されていることを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記磁気抵抗効果読出しヘッド素子が、巨大磁気抵抗効果読出しヘッド素子であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
前記磁気抵抗効果読出しヘッド素子が、トンネル磁気抵抗効果読出しヘッド素子であることを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。