JP2006134388A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

【課題】 磁気抵抗効果素子のＰＷ５０をはじめとする電磁変換諸特性を向上させながら、磁気抵抗効果素子と一対の上下各磁気シールド層間の電気的絶縁性を十分に確保することができる薄膜磁気ヘッドを提供すること。
【解決手段】 本発明は、磁気抵抗効果素子１０と、磁気抵抗効果素子１０を挟む一対の磁気シールド層２３，２６とを備え、磁気抵抗効果素子１０と各磁気シールド層２３，２６との間には、電気的絶縁性を有するリードギャップ層２４，２５が、各磁気シールド層２３，２６側にそれぞれ設けられており、リードギャップ層２４，２５の少なくとも一方が多層積層絶縁体であり、多層積層絶縁体が、絶縁性軟磁性層２４ｂと、非磁性絶縁層２４ａとを交互に積層した構造である薄膜磁気ヘッド１である。
【選択図】図３

Description

本発明は、薄膜磁気ヘッドに関する。

ハードディスクに記録された磁気情報を読み取る薄膜磁気ヘッドとして、ＭＲ（Magneto Resistive）ヘッドが用いられている。ＭＲヘッドは、磁性体に電流を流した際に、外部磁界（例えばハードディスクからの漏洩磁界）の変化によって磁性体の電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果を利用するものである。

薄膜磁気ヘッドは一般に、磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子を挟む一対の上下各磁気シールド層とを備えており、この磁気抵抗効果素子と上下各磁気シールド層との間には電気的絶縁性を有するリードギャップ層が上下各磁気シールド層側にそれぞれ設けられている。

近年、磁気記録媒体に対して高記録密度化が要求されており、これに伴い、磁気情報を正確に読み込むために磁気抵抗効果素子と一対の上下各磁気シールド層間の各リードギャップ層を磁気的に狭小化する必要が生じている。

しかしながら、単に、各リードギャップ層を狭くしただけでは、磁気抵抗効果素子と一対の上下各磁気シールド層間に短絡が発生しやすくなり、電気的絶縁性が低下し、磁気抵抗効果素子において所望の（設計通りの）ＰＷ５０（Pulse Width 50）をはじめとする電磁変換諸特性を得ることができなくなってしまう。なお、ＰＷ５０とは、「ゼロ−ピーク」出力波形の大きさの１／２における波形の幅であり、単位は時間で一般的にｎｓ、あるいは波長で一般的にｎｍである。ＰＷ５０は、高周波出力÷低周波出力で表される分解能（ＲＥＳ：レゾリューション、単位は％）と顕著な関係があり、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）で重要なパラメータであるＳ／Ｎ比に影響が大きい。従って、ＰＷ５０が小さいほど良い傾向にある。

そこで、磁気抵抗効果素子の前記諸特性を向上させる１つの手段として、前記各リードギャップ層を磁気的に狭小化する方法があり、このような方法として、例えば前記各リードギャップ層の片方をフェライト層に置き換える方法（特許文献１参照）や、上下各磁気シールド層側から、順次、フェライト層、アルミナ層の２層にする方法（特許文献２参照）が提案されている。
特開平０６−３０９６２９号公報 特開２００２−２９８３１３号公報

ところで、薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子と一対の上下各磁気シールド層間の電気的絶縁性を十分に確保するためには、前記特許文献１，２のリードギャップ層のフェライト層やアルミナ層の膜厚の総和が一定値以上必要であることは明らかである。

しかしながら、上述した特許文献１及び２に記載の薄膜磁気ヘッドでは、リードギャップ層のフェライト層やアルミナ層の膜厚の総和を一定値以上にしようとすると、リードギャップが大きくなり、磁気記録再生時の分解能が悪くなる傾向があり、磁気ディスク装置の設計において好ましくない。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、磁気抵抗効果素子のＰＷ５０をはじめとする電磁変換諸特性を向上させながら、磁気抵抗効果素子と一対の上下各磁気シールド層間の電気的絶縁性を十分に確保することができる薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子を挟む一対の磁気シールド層とを備え、前記磁気抵抗効果素子と前記各磁気シールド層との間には、電気的絶縁性を有するリードギャップ層が、前記各磁気シールド層側にそれぞれ設けられており、前記リードギャップ層の少なくとも一方が多層積層絶縁体であり、前記多層積層絶縁体が、絶縁性軟磁性層と、非磁性絶縁層とを交互に積層した構造であることを特徴とする。

この薄膜磁気ヘッドによれば、リードギャップ層のうち少なくとも一方が多層積層絶縁体であり、多層積層絶縁体が、非磁性絶縁層と絶縁性軟磁性層とを交互に積層した構造であることで、リードギャップ層の磁気的な狭小化を実現することが可能となる。また多層積層絶縁体において非磁性絶縁層と絶縁性軟磁性層の総合厚さを十分に大きくすることが可能となり、リードギャップ層の電気的絶縁性を十分に確保することが可能となる。

上記多層積層絶縁体においては、磁気抵抗効果素子に最も近い位置にある層が絶縁性軟磁性層であることが好ましい。

この場合、前記絶縁性軟磁性層を磁気抵抗効果素子により近づけることができるため、磁気抵抗効果素子に最も近い位置にある層が非磁性絶縁層である場合に比べて、ノイズとなる磁界の読込みが十分に防止され、磁気記録媒体からの磁気情報をより的確に再生することができる。

本発明の薄膜磁気ヘッドによれば、磁気抵抗効果素子のＰＷ５０をはじめとする電磁変換諸特性を向上させながら、磁気抵抗効果素子と各磁気シールド層と間の電気的絶縁性を十分に確保することができる。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には、同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。

図１は、本発明の一実施形態に係る薄膜磁気ヘッドを示す概略断面図であり、薄膜磁気ヘッド１における媒体対向面Ｓに対して垂直な方向の概略断面図である。図１において、薄膜磁気ヘッド１は、基台２上に、再生用の磁気抵抗効果素子１０を有する再生ヘッド部１１と、書込用の誘導型の電磁変換素子としての記録ヘッド部１２とを積層した複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。媒体対向面Ｓは、ハードディスクの記録面に対向する面であり、一般にエアベアリング面（ＡＢＳ：Air Bearing Surface）と称される。なお、「上」及び「下」なる語は図１及び図２の上下に従う。

基台２は、アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等からなる基板２２上に、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）等の絶縁材料からなる下地層２１が形成されることにより構成されている。下地層２１の上には、下部シールド層（磁気シールド層）２３が形成されている。下部シールド層２３は、余分な外部磁界（ノイズ）が磁気抵抗効果素子１０に入らないように、外部磁界を吸収するためのシールド機能を有している。下部シールド層２３は、ＮｉＦｅ、センダスト、ＣｏＦｅ、ＦｅＣｏＮｉ等の軟磁性体を材料としている。下部シールド層２３上には、電気的絶縁性を有する第１のリードギャップ層２４が形成されている。第１のリードギャップ層２４の詳細については後述する。

第１のリードギャップ層２４の上には、磁気抵抗効果素子１０が形成されている。そして、磁気抵抗効果素子１０の上には、電気的絶縁性を有する第２のリードギャップ層２５が形成されている。これら各リードギャップ層２４、２５は、磁気抵抗効果素子１０を挟むように設けられている。第２のリードギャップ層２５の詳細についても後述する。

第２のリードギャップ層２５の上には、上部シールド層２６が形成されている。上部シールド層２６は、余分な外部磁界（ノイズ）が磁気抵抗効果素子１０に入らないように、外部磁界を吸収するためのシールド機能を有している。上部シールド層２６は、下部シールド層２３と同じく、ＮｉＦｅ（パーマロイ）、センダスト、ＣｏＦｅ、ＦｅＣｏＮｉ等の軟磁性体を材料としている。各シールド層２３，２６が軟磁性体材料で構成されるのは、検出対象である磁気記録媒体の磁化遷移領域からの漏洩磁束以外の漏洩磁束の磁気抵抗効果素子１０内部への導入を抑制するためである。

磁気抵抗効果素子１０はＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子であって、図２に示されるように、反強磁性層３１、ピンド層（強磁性層）３３、非磁性層３５、フリー層３７を含んでいる。図２は、薄膜磁気ヘッド１における媒体対向面Ｓに対して平行な方向の概略断面図である。

磁気抵抗効果素子１０は、第１のリードギャップ層２４上に、反強磁性層３１、ピンド層３３、非磁性層３５、フリー層３７を薄膜で順次積層成膜、パターンニング（イオンミリング、ＲＩＥ等の手法が利用可能である）することにより構成される。反強磁性層３１とピンド層３３の界面では交換結合が生じ、これによりピンド層３３が受ける磁界（交換結合磁界）の向きが一定の方向（トラック幅方向と直交する方向）に固定される。一方、フリー層３７は磁気記録媒体からの漏洩磁界、すなわち、外部磁界に応じて磁化の向きが変化する。

反強磁性層３１は、ＩｒＭｎ合金を材料とし、第１のリードギャップ層２４上に成膜される。反強磁性層３１の厚みは４〜６ｎｍに設定される。ＩｒＭｎ合金は、面心立方（ＦＣＣ：face centered cubic）構造を主として含む反強磁性不規則合金である。ピンド層３３は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の強磁性体を材料とし、反強磁性層３１上に成膜される。ピンド層３３の厚みは０．５〜５．０ｎｍに設定される。非磁性層３５は、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ａｕ、Ａｇ等の非磁性体を材料とし、ピンド層３３上に成膜される。非磁性層３５の厚みは０．１〜４．０ｎｍに設定される。フリー層３７は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の強磁性体を材料とし、非磁性層３５上に成膜される。フリー層３７の厚みは０．５〜５．０ｎｍに設定される。

そして、磁気抵抗効果素子１０をトラック幅方向で挟むように、フリー層３７に縦バイアス磁界を印加する磁区制御層３９が形成されている。フリー層３７の磁化の向きは、磁区制御層３９からの縦バイアス磁界によりトラック幅方向と平行な方向となっており、ピンド層３３の磁化の向きと直交する方向である。この磁区制御層３９は、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔ、ＣｏＴａ等の高保磁力を有する硬磁性体を材料として、磁気抵抗効果素子１０の両脇に下地層４１を介して設けられる。下地層４１は、ＴｉＷ、Ｔａ、ＣｒＴｉ等の金属材料からなり、磁気抵抗効果素子１０の側部及び第１のリードギャップ層２４上に成膜される。磁区制御層３９上には保護層４３が成膜されており、この保護層４３はＴａ、Ａｌ₂Ｏ₃等からなる。

また、フリー層３７の両側には、フリー層３７と重なるように互いに離間して電極層４５が形成されている。電極層４５は、フリー層３７に電流（センス電流）を供給する。この電極層４５は、Ａｕ、Ａｇ等の導電性材料からなる。電極層４５上には保護層４７が成膜されており、この保護層４７はＴａ、Ａｌ₂Ｏ₃等からなる。一方の電極層４５から供給された電子は、フリー層３７を介して、他方の電極層４５に伝達される。なお、電流は電子とは逆方向に流れることとなる。

第２のリードギャップ層２５は、保護層４７及び磁気抵抗効果素子１０上に形成された保護層４９の上に形成されており、更に、第２のリードギャップ層２５の上には、上部シールド層２６が形成されている。

再び、図１を参照する。記録ヘッド部１２は、いわゆる面内記録方式を採用しており、下部磁極１３と、下部磁極１３と磁気的に連結された上部磁極１４と、一部が下部磁極１３と上部磁極１４との間に位置する薄膜コイル１５を備えている。上部磁極１４上には、オーバーコート層１６が形成されている。

ここで、上部磁極１４は、媒体対向面Ｓ側に位置する磁極部分層１４ａと、これに接続されると共に薄膜コイル１５の上方を迂回するヨーク部分層１４ｂとから構成されており、下部磁極１３、及び上部磁極１４を構成する磁極部分層１４ａの媒体対向面Ｓ側の端面は媒体対向面Ｓに露出している。そして、下部磁極１３及び磁極部分層１４ａの各露出部は所定距離離間されていて記録ギャップＧを形成している。一方、上部磁極１４を構成するヨーク部分層１４ｂにおける媒体対向面Ｓとは離れた側の端部１４ｃは、下部磁極１３における媒体対向面Ｓとは離れた側の端部１３ａと物理的且つ磁気的に連結している。これにより、上部磁極１４と下部磁極１３とによって記録ギャップＧをはさむ磁気回路が形成される。薄膜コイル１５は、上部磁極１４の端部１４ｃを取り囲むように配置されており、電磁誘導により記録ギャップＧ間に磁界を発生させ、これによりハードディスクの記録面に磁気情報を記録させる。

また、再生ヘッド部１１及び記録ヘッド部１２には、導電材料からなる２つの導電部（図示せず）が電気的に接続されており、導電部の上端において、それぞれ再生用電極パッド、記録用電極パッドに接続されている。

上述の「軟磁性」及び「硬磁性」なる語は保持力の大きさを示す規定であるが、全体として「軟磁性」及び「硬磁性」の機能を奏するものであれば、たとえば、微視的或いは特定領域において規定外の材料或いは構造を有するものであってもよい。たとえば、異なる磁気特性の材料を磁気的に交換結合させたものや一部分に非磁性体が含まれるものでもあっても、全体として軟磁性及び硬磁性の機能を奏するものであればよい。

ここで、薄膜磁気ヘッド１の機能について説明する。フリー層３７は、磁区制御層３９からの縦バイアス磁界によって、トラック幅方向に単磁区化されている。フリー層３７の磁化の向きは、磁化遷移領域からの漏洩磁束によって、すなわち磁化遷移領域がＮ極であるかＳ極であるかによって、変化する。ピンド層３３の磁化の向きは反強磁性層３１によって固定されているので、フリー層３７とピンド層３３の磁化方向間の余弦に対応する抵抗変化により、一対の電極層４５間における電子の伝達率（電流）が変化することとなる。この電流の変化を検出することで、磁気記録媒体の検出対象の磁化遷移領域からの漏洩磁束が検出される。なお、データの磁気記録についても若干の説明をしておく。磁気記録媒体の磁化遷移領域への書き込みは、記録ヘッド部１２からの漏洩磁束によって行われる。

次に、上述した第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５について図３を参照して詳細に説明する。図３は、図２の第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５を概略的に示す拡大図である。

図３に示すように、第１のリードギャップ層２４は多層積層絶縁体で構成されている。多層積層絶縁体は、電気的絶縁性を有する非磁性絶縁層２４ａと、電気的絶縁性を有する絶縁性軟磁性層２４ｂとを備えており、これらを交互に積層して構成されている。非磁性絶縁層２４ａは、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ₂Ｏ₃等からなり、絶縁性軟磁性層２４ｂは、絶縁性及び軟磁性を有する材料、例えばフェライトからなる。また第１のリードギャップ層２４においては、非磁性絶縁層２４ａ及び絶縁性軟磁性層２４ｂが交互に積層されており、第１のリードギャップ層２４は、非磁性絶縁層２４ａが５層、絶縁性軟磁性層２４ｂが５層の合わせて１０層から構成されている。ここで、非磁性絶縁層２４ａは例えば高周波スパッタ、絶縁性軟磁性層２４ｂは電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）プラズマ生成法を用いたスパッタによって製造される。

第２のリードギャップ層２５も、多層積層絶縁体で構成されている。第２のリードギャップ層２５は、非磁性絶縁層２５ａと、絶縁性軟磁性層２５ｂとを備えており、これらを交互に積層して構成されている。そして、非磁性絶縁層２５ａは、非磁性絶縁層２４ａと同じく、例えばＳｉＯ_２、Ａｌ₂Ｏ₃等からなり、絶縁性軟磁性層２５ｂは、絶縁性軟磁性層２４ｂと同じく、絶縁性及び軟磁性を有する材料、例えばフェライトからなる。また第２のリードギャップ層２５においては、非磁性絶縁層２５ａ及び絶縁性軟磁性層２５ｂが交互に積層されており、第２のリードギャップ層２５は、非磁性絶縁層２５ａが５層、絶縁性軟磁性層２５ｂが５層の合わせて１０層から構成されている。ここで、非磁性絶縁層２５ａ、絶縁性軟磁性層２５ｂはそれぞれ、上記非磁性絶縁層２４ａ、絶縁性軟磁性層２４ｂと同様の製造方法によって製造される。

このように、第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５がそれぞれ非磁性絶縁層と絶縁性軟磁性層とを交互に積層して構成されることにより、リードギャップの磁気的な狭小化が実現される。このため、記録密度が十分に高い（例えば記録密度が８０（Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ^２））磁気記録媒体から磁気情報を再生する場合でも、再生出力パルス波形の半値幅、すなわちＰＷ５０を、実用的に許容される値である８０ｎｍを下回るようにすることが可能となり、所望の（設計通りの）ＰＷ５０をはじめとする電磁変換諸特性を得ることができる。

加えて、第１及び第２のリードギャップ層２４、２５が非磁性絶縁層と絶縁性軟磁性層とを交互に積層して構成されることにより、第１及び第２のリードギャップ層２４、２５のそれぞれにおいて非磁性絶縁層２５ａと絶縁性軟磁性層２５ｂの総合厚さを十分に大きくすることが可能となる。このため、磁気抵抗効果素子１０と上部シールド層２６との間、及び磁気抵抗効果素子１０と下部シールド層２３との間において十分な電気的絶縁性を確保することができ、磁気抵抗効果素子１０と上部シールド層２６、下部シールド層２３との間の短絡を十分に防止することができる。

図３に示すように、本実施形態の薄膜磁気ヘッド１において、非磁性絶縁層２４ａ及び非磁性絶縁層２５ａの単層の厚さｄ１はそれぞれ２ｎｍ以上であることが好ましい。ｄ１が２ｎｍ未満であると、２ｎｍ以上である場合に比べて電気的絶縁性が不十分となり耐圧性が低くなる傾向がある。但し、ｄ１はそれぞれ１０ｎｍ以下であることが好ましい。ｄ１が１０ｎｍを超えると、１０ｎｍ以下である場合に比べて耐磁場性が悪くなり、ＰＷ５０が大きくなる傾向がある。

また、第１のリードギャップ層２４は上記非磁性絶縁層２４ａを複数有する。ここで、複数の非磁性絶縁層２４ａの厚さの総和が１０ｎｍ以上であることが好ましい。複数の非磁性絶縁層２４ａの厚さの総和が１０ｎｍ未満の場合、１０ｎｍ以上の場合と比較してより十分に耐圧性を確保することができない傾向がある。また複数の非磁性絶縁層２４ａの厚さの総和は、製造時間の短縮の観点からは１００ｎｍ以下であることが好ましい。なお、第２のリードギャップ層２５を構成する非磁性絶縁層２５ａの単層の厚さｄ１、複数の非磁性絶縁層２５ａの厚さの総和については、非磁性絶縁層２４ａと同様である。

上記第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５を構成する絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂは、上述したように例えばフェライトから構成される。フェライトの種類は特に限定されないが、フェライトとしては、例えばＮｉＺｎ系フェライト、ＭｎＺｎ系フェライト、ＣｕＺｎ系フェライト等が挙げられる。これらの中でも絶縁性軟磁性層は、ＮｉＺｎ系フェライト、ＭｎＺｎ系フェライトであることが好ましい。この場合、上記絶縁性軟磁性層がＮｉＺｎ系フェライト又はＭｎ−Ｚｎ系フェライトであると、磁気応答性が良いという利点がある。

本実施形態の薄膜磁気ヘッド１において、絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂの単層の厚さｄ２は１０ｎｍ以上であることが好ましい。ｄ２が１０ｎｍ未満であると、１０ｎｍ以上である場合に比べて耐磁場性が悪くなり、ＰＷ５０が大きくなる傾向がある。但し、ｄ２は、製造時間の短縮の点からは、１００ｎｍ以下であることが好ましい。

また、第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５はそれぞれ絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂを複数有する。ここで、複数の絶縁性軟磁性層２４ｂの厚さの総和、又は複数の絶縁性軟磁性層２５ｂの厚さの総和がそれぞれ４０ｎｍ以上であることが好ましい。４０ｎｍ未満であると、４０ｎｍ以上である場合に比べて耐磁場性が悪くなり、ＰＷ５０が大きくなる傾向がある。また、上記複数の絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂの厚さの総和はそれぞれ、ＰＷ５０を十分低減する観点からは４００ｎｍ以上であることが更に好ましい。但し、複数の絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂの厚さの総和は、製造時間の短縮をも考慮すると、それぞれ１００ｎｍ以下であることが好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。

例えば、上記実施形態の薄膜磁気ヘッド１においては、第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５において、磁気抵抗効果素子１０に最も近い位置にある層が絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂとなっているが、絶縁性軟磁性層２４ｂ、２５ｂに代えて、非磁性絶縁層２４ａ、２５ａであってもよい。

また上記実施形態の薄膜磁気ヘッド１では、磁気抵抗効果素子１０の両側にそれぞれ第１のリードギャップ層２４、第２のリードギャップ層２５が設けられており、第１のギャップ層２４，第２のリードギャップ層２５のいずれも非磁性絶縁層と絶縁性軟磁性層とを交互に積層して構成されているが、例えば第２のリードギャップ層２５のみにおいて、非磁性絶縁層と絶縁性軟磁性層とが交互に積層して構成されていればよい。この場合、第１のリードギャップ層２４は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＡｌＮ、ＳｉＯ_２等の非磁性の絶縁体を材料とすればよい。

また上記実施形態では、磁気抵抗効果素子１０がＧＭＲ素子で構成されているが、本発明の薄膜磁気ヘッドに用いる磁気抵抗効果素子としては、ＧＭＲ素子のほか、シングルスピンバルブ型薄膜素子、ＴＭＲ(Tunnel Magneto-Resistive)磁気抵抗効果型素子、デュアルスピンバルブ型薄膜素子、ＡＭＲ(Giant Magneto-Resistive)磁気抵抗効果素子等を用いることができる。

上記実施形態の薄膜磁気ヘッド１は、電極層４５により磁気抵抗効果素子１０の表面に平行な方向に電流を流すＣＩＰ(Current In Plane)型の薄膜磁気ヘッドとなっているが、磁気抵抗効果素子１０の表面に垂直な方向に電流を流すＣＰＰ(Current Perpendicular to Plane)型の薄膜磁気ヘッドであっても構わない。

上記実施形態の薄膜磁気ヘッド１において、第２のリードギャップ層２５は、非磁性絶縁層２５ａ及び絶縁性軟磁性層２５ｂを交互に積層して構成されており、非磁性絶縁層２５ａが５層、絶縁性軟磁性層２５ｂが５層の合わせて１０層から構成されているが、非磁性絶縁層２５ａ及び絶縁性軟磁性層２５ｂの数は、非磁性絶縁層２５ａ及び絶縁性軟磁性層２５ｂのうち、いずれか一方が複数であればよい。但し、磁気抵抗効果素子１０のＰＷ５０をはじめとする電磁変換諸特性を向上させながら、磁気抵抗効果素子１０と一対の上下各磁気シールド層２３，２６間の電気的絶縁性を十分に確保することができるようにするためには、非磁性絶縁層２５ａ及び絶縁性軟磁性層２５ｂのいずれもが複数であることがより好ましい。

また、上記実施形態において、第１のリードギャップ層２４及び第２のリードギャップ層２５のそれぞれに用いられる複数の非磁性絶縁層及び複数の絶縁性軟磁性層の厚さは同一でもよく、異なっていてもよい。

また上記実施形態の薄膜磁気ヘッド１の記録ヘッド部は、いわゆる面内記録方式を採用しているが、本発明の薄膜磁気ヘッドが記録ヘッド部を有する場合、記録ヘッド部は、垂直磁気記録方式を採用してもよい。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
アルティック（Ａｌ₂Ｏ₃・ＴｉＣ）等からなる基板２２上に、アルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）からなる下地層２１を形成し、基台２を形成した。そして、基台２の上に、ＮｉＦｅからなる下部シールド層２３をスパッタリング法により形成した。

続いて、下部シールド層２３の上に、非磁性絶縁層２４ａとして厚さ１ｎｍのアルミナ、絶縁性軟磁性層２４ｂとして厚さ２０ｎｍのフェライトを順次積層して、多層積層絶縁体である第１のリードギャップ層２４を形成した。本実施例では、絶縁性軟磁性層２４ｂは１１層、非磁性絶縁層２４ａは１０層とした。

その後、磁気抵抗効果素子１０をスパッタリング法により形成した。

その後、ピンアニール処理を実施し、反強磁性層３１とピンド層３３との間に交換結合を付与するようにした。このピンアニール処理は、８ｋＯｅ程度の磁界をトラック幅方向と直交する方向に印加した状態で約２７０℃の温度をかけ、約３時間程度にわたって温度を保持することによって行った。

その後、下地層４１、磁区制御層３９、保護層４３及び電極層４５をスパッタリング法により形成した。

次に、保護層４７をスパッタリング法により形成し、続いて、第１のリードギャップ層２４と同様にして第２のリードギャップ層２５を形成した。

その後、ＮｉＦｅからなる上部シールド層２６をスパッタリング法により形成した。

その後、磁区制御層３９を縦バイアス磁界が得られる方向に着磁した。磁区制御層３９の着磁は、室温で、１２ｋＯｅ程度の磁界をトラック幅方向に印加することによって行った。

その後、薄膜コイル１５の一層目及び二層目の絶縁膜を形成する際にレジストを硬化させて、記録ヘッド部１２を形成した。

こうして薄膜磁気ヘッドを得た。

［比較例１］
下部シールド層２３の上に、ＮｉＺｎ系フェライト及びＡｌ_２Ｏ_３を順次積層して、厚さ８ｎｍの絶縁性軟磁性層、及び厚さ０．５ｎｍの非磁性絶縁層を１層ずつ形成したこと以外は実施例１と同様にして薄膜磁気ヘッドを作製した。

［評価方法］
上記のようにして得られた薄膜磁気ヘッドについて、以下のようにして耐圧試験を行うとともに、ＰＷ５０の測定を行った。

（耐圧試験）
耐圧試験は、磁気抵抗効果素子１０を挟む一対の上下各磁気シールド層２３，２６を電極として、電圧を加えた。その結果、実施例１の薄膜磁気ヘッドについては、１０Ｖの電圧に耐えることができた。これに対して、比較例１の薄膜磁気ヘッドについては３Ｖの電圧で膜が破壊され短絡が発生した。

（ＰＷ５０）
ＰＷ５０とは、「ゼロ−ピーク」出力波形の大きさの１／２における波形の幅であり、単位は時間で一般的にｎｓ、あるいは波長で一般的にｎｍである。ＰＷ５０は、高周波出力÷低周波出力で表される分解能（ＲＥＳ：レゾリューション、単位は％）と顕著な関係があり、ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）で重要なパラメータであるＳ／Ｎ比に影響が大きい。従って、ＰＷ５０が小さいほど良い傾向にある。

そこで、実施例１の薄膜磁気ヘッドのＰＷ５０は、光学的にリードギャップ層の膜厚が厚いにもかかわらず６０ｎｍであり、比較例１の薄膜磁気ヘッドのＰＷ５０は、光学的にリードギャップ層の膜厚が薄いにもかかわらず９０ｎｍであった。

本発明の一実施形態に係る薄膜磁気ヘッドを示す概略断面図である。 図１の薄膜磁気ヘッドにおける媒体対向面に対して平行な方向の概略断面図である。 図２における第１のリードギャップ層及び第２のリードギャップ層を概略的に示す拡大図である。

符号の説明

１…薄膜磁気ヘッド、１０…磁気抵抗効果素子、２３…下部シールド層（磁気シールド層）、２４…第１のリードギャップ層（多層積層絶縁体）、２５…第２のリードギャップ層（多層積層絶縁体）、２４ａ，２５ａ…非磁性絶縁層、２４ｂ，２５ｂ…絶縁性軟磁性層、２６…上部シールド層（磁気シールド層）。

Claims (6)

1. 磁気抵抗効果素子と、
   前記磁気抵抗効果素子を挟む一対の磁気シールド層とを備え、
   前記磁気抵抗効果素子と前記各磁気シールド層との間には、電気的絶縁性を有するリードギャップ層が、前記各磁気シールド層側にそれぞれ設けられており、
   前記リードギャップ層の少なくとも一方が多層積層絶縁体であり、
   前記多層積層絶縁体が、絶縁性軟磁性層と非磁性絶縁層とを交互に積層した構造である、
   ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
2. 前記多層積層絶縁体において、前記磁気抵抗効果素子に最も近い位置にある層が前記絶縁性軟磁性層である請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 前記多層積層絶縁体が前記非磁性絶縁層を複数備えており、前記非磁性絶縁層の厚さの総和が１０ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 前記非磁性絶縁層の単層の厚さが２〜１０ｎｍである請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッド。
5. 前記多層積層絶縁体が前記絶縁性軟磁性層を複数備えており、前記絶縁性軟磁性層の厚さの総和が４０ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１〜４のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッド。
6. 前記絶縁性軟磁性層の単層の厚さが１０ｎｍ〜１００ｎｍである請求項１〜５のいずれか一項に記載の薄膜磁気ヘッド。

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