JP2006139824A - Magnetoresistive effect thin-film magnetic head and recording/reproducing thin-film magnetic head - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特にフラックスガイド型構成による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及び記録再生薄膜磁気ヘッドに関する。 The present invention particularly relates to a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording / reproducing thin film magnetic head having a flux guide structure.
近年、益々デジタル記録等による情報量の大容量化の要求が高まっており、更なる高記録密度化、短波長記録化がなされている。
これに伴い、磁気記録再生システムにおいて、これに搭載される磁気ヘッドとしては、誘導型再生ヘッドに比して高感度な磁気抵抗効果型(MR)再生磁気ヘッドが主流となる方向にある。
In recent years, there has been an increasing demand for an increase in the amount of information by digital recording and the like, and further higher recording density and shorter wavelength recording have been made.
Accordingly, in a magnetic recording / reproducing system, as a magnetic head mounted on the magnetic recording / reproducing system, a magnetoresistive (MR) reproducing magnetic head having a higher sensitivity than an induction reproducing head is in a mainstream direction.
しかし、磁気テープストリーマーシステムに搭載される再生磁気ヘッドにおいては、その感磁部を構成するMR素子が直接、磁気テープに摺接する構成とすると、ESD破壊(静電破壊)が生じやすいとか、MR素子の磨耗、酸化等による特性変化が生じやすく、信頼性の低下、寿命の低下の問題があり、更に摺動ノイズ等による再生信号のS/Nの低下を来たすなどの問題がある。
そこでこの問題を解決するMR磁気ヘッドとして、フラックスガイド型MR磁気ヘッドが用いられることになる(特許文献1)。
このフラックスガイド型MR磁気ヘッドは、相対向する磁気シールド間に、その磁気テープ走行面に臨んでフラックスガイドの前方端が配置され、このフラックスガイドの後端位置に、感磁部を構成するMR素子が磁気的に結合して配置されて成る。
この構成によればMR素子は、磁気シールドの磁気テープ走行面に臨むことなく、これより所要のデプスをもって磁気シールド間に入り込んだ位置に配置され、MR素子は、直接外部に露呈することがなく、磁気記録媒体に直接接触することが回避されることから、上述したESD破壊、磨耗、酸化等による特性変化、信頼性の低下、寿命の低下、摺動ノイズの改善をはかることができる。
However, in a reproducing magnetic head mounted on a magnetic tape streamer system, if the MR element constituting the magnetic sensing portion is directly slidably contacted with the magnetic tape, ESD breakdown (electrostatic breakdown) is likely to occur, or MR There is a problem that characteristic changes due to element wear, oxidation, etc. are likely to occur, and there are problems such as a decrease in reliability and a decrease in life, and a decrease in the S / N of a reproduction signal due to a sliding noise or the like.
Therefore, a flux guide type MR magnetic head is used as an MR magnetic head for solving this problem (Patent Document 1).
In this flux guide type MR magnetic head, the front end of the flux guide is disposed between the opposing magnetic shields so as to face the traveling surface of the magnetic tape, and the MR portion constituting the magnetic sensing portion is located at the rear end position of the flux guide. Elements are magnetically coupled and arranged.
According to this configuration, the MR element does not face the magnetic tape traveling surface of the magnetic shield, and is disposed at a position where the MR shield enters between the magnetic shields with a required depth. Thus, the MR element is not directly exposed to the outside. Since direct contact with the magnetic recording medium is avoided, it is possible to achieve the above-described characteristic changes due to ESD breakdown, wear, oxidation, etc., a decrease in reliability, a decrease in life, and an improvement in sliding noise.
しかし、このようなフラックスガイド型構成によるMR磁気ヘッドにおいては、信号磁束がフラックスガイドを通じて感磁部に誘導することから、この感磁部としては、フラックスガイドによる再生効率の低下を補償し得る高い感度を有する巨大磁気抵抗効果型素子(GMR)、例えばスピンバルブ型MR素子が用いられる。
上述したように、フラックスガイド型MR磁気ヘッドにおいては、MR素子が直接、磁気テープ走行面に露呈することが回避されることから、多くの利点を有する。
しかし、記録密度の向上を図って、記録トラックピッチ、間隔が狭められると、感磁部として感度の高いGMR素子が用いられる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、特に隣接記録トラックからの漏洩磁束によるノイズによるS/Nへの影響が問題となる。
本発明は、この問題の解消ないしは低減を図った磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びこの磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを有する記録再生薄膜磁気ヘッドを提供する。
As described above, the flux guide type MR magnetic head has many advantages because the MR element is prevented from being directly exposed to the magnetic tape running surface.
However, when the recording track pitch and interval are reduced in order to improve the recording density, in the magnetoresistive thin film magnetic head using a highly sensitive GMR element as the magnetic sensitive portion, the leakage magnetic flux from the adjacent recording track, in particular. The effect on the S / N due to noise caused by the problem becomes a problem.
The present invention provides a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording / reproducing thin film magnetic head having the magnetoresistive thin film magnetic head in which this problem is solved or reduced.
すなわち、本発明においては、この隣接トラックからの漏洩磁束が、MR磁気ヘッドを構成するMR磁気ヘッド素子を挟んで配置される磁気シールドの、磁気記録媒体例えば磁気テープとの相対的走行面に臨む前方面から上述した隣接トラックからの漏洩磁束が取り込まれ、これがMR素子やフラックスガイドにまわり込んで導入されてS/Nの低下を来たすことの究明に基いて、このGMR素子に対する隣接トラックからの漏洩磁束の影響を改善して、S/Nの改善を図るものである。 That is, in the present invention, the leakage magnetic flux from the adjacent track faces the traveling surface relative to the magnetic recording medium, for example, the magnetic tape, of the magnetic shield arranged with the MR magnetic head element constituting the MR magnetic head interposed therebetween. On the basis of the investigation that the leakage magnetic flux from the above-mentioned adjacent track is taken in from the front surface and introduced into the MR element and the flux guide to cause a decrease in S / N. The effect of leakage magnetic flux is improved and S / N is improved.
本発明による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、前方面に磁気記録媒体との相対的走行面が形成された相対向する第1及び第2の磁気シールド間に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子が配置されて成り、該磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子は、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子と、フラックスガイドとを有し、該フラックスガイドは、その前方端が、上記磁気記録媒体との相対的走行面に臨んで配置され、上記第1及び第2の磁気シールド間において、上記フラックスガイドの後方端に上記感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が磁気的に結合されて成り、該磁気抵抗効果素子の配置部の上記第1及び第2の磁気シールドの互いの対向面の少なくとも一方に、限定的に凹部が形成され、該凹部によって上記磁気抵抗効果素子の配置部における上記第1及び第2の磁気シールド間の磁気的間隔が大とされたことを特徴とする。 In the magnetoresistive thin film magnetic head according to the present invention, the magnetoresistive magnetic head element is disposed between the first and second magnetic shields facing each other and having a traveling surface relative to the magnetic recording medium formed on the front surface. The magnetoresistive effect type magnetic head element includes a magnetoresistive effect element constituting a magnetosensitive portion and a flux guide, and the flux guide has a front end thereof connected to the magnetic recording medium. A magnetoresistive element that constitutes the magnetosensitive portion is magnetically coupled to the rear end of the flux guide between the first and second magnetic shields, and is arranged facing the relative running surface, A recess is limitedly formed on at least one of the opposing surfaces of the first and second magnetic shields of the placement portion of the magnetoresistive effect element, and the recess in the placement portion of the magnetoresistive effect element is formed by the recess. Magnetic spacing between the first and second magnetic shield, characterized in that it is large.
また、本発明による記録再生薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドによる再生磁気ヘッドと、電磁誘導型薄膜磁気ヘッドによる記録磁気ヘッドとが積層されて成り、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、前方面に磁気記録媒体との相対的走行面が形成された相対向する第1及び第2の磁気シールド間に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子が配置されて成り、該磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子は、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子と、フラックスガイドとを有し、該フラックスガイドは、その前方端が、上記磁気記録媒体との相対的走行面に臨んで配置され、上記第1及び第2の磁気シールド間において、上記フラックスガイドの後方端に上記感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が磁気的に結合されて成り、該磁気抵抗効果素子の配置部の上記第1及び第2の磁気シールドの互いの対向面の少なくとも一方に、限定的に凹部が形成され、該凹部によって上記磁気抵抗効果素子の配置部における上記第1及び第2の磁気シールド間の磁気的間隔が大とされたことを特徴とする。 The recording / reproducing thin film magnetic head according to the present invention is formed by laminating a reproducing magnetic head using a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording magnetic head using an electromagnetic induction thin film magnetic head. A magnetoresistive effect type magnetic head element is arranged between the first and second magnetic shields facing each other and having a traveling surface relative to the magnetic recording medium formed on the front surface. The head element includes a magnetoresistive effect element that constitutes a magnetosensitive part, and a flux guide, and the flux guide is disposed so that a front end thereof faces a relative running surface with the magnetic recording medium, Between the first and second magnetic shields, a magnetoresistive effect element constituting the magnetosensitive portion is magnetically coupled to the rear end of the flux guide, and the magnetoresistive effect element is arranged. A recess is limitedly formed on at least one of the opposing surfaces of the first and second magnetic shields of the first portion, and the first and second magnetic shields in the placement portion of the magnetoresistive effect element are formed by the recess. It is characterized in that the magnetic interval between them is increased.
また、本発明は、上述の構成による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及び記録再生薄膜磁気ヘッドにあって、上記感磁部を構成する上記磁気抵抗効果素子が、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子によることを特徴とする。
更に、本発明は、上述の構成による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及び記録再生薄膜磁気ヘッドにあって、上記スピンバルブ型磁気抵抗効果素子の安定化膜の少なくとも大半の配置部が、上記凹部が存在しない上記第1および第2の磁気シールド間隔の狭小領域に位置する構成とされたことを特徴とする。
また、本発明は、上述の構成による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及び記録再生薄膜磁気ヘッドにあって、上記第1及び第2の磁気シールド間に、複数の上記磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子が並置配列された多チャンネル型構成を有し、上記凹部が上記各磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子の感磁部を構成する磁気抵抗効果素子のそれぞれに対応して限定的に設けられたことを特徴とする。
Further, the present invention is the magnetoresistive thin film magnetic head and the recording / reproducing thin film magnetic head having the above-described configuration, wherein the magnetoresistive element constituting the magnetosensitive portion is a spin valve magnetoresistive element. It is characterized by.
Furthermore, the present invention provides a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording / reproducing thin film magnetic head having the above-described configuration, wherein at least most of the arrangement portion of the stabilizing film of the spin valve magnetoresistive effect element includes the recess. The present invention is characterized in that it is located in a narrow region of the interval between the first and second magnetic shields that does not exist.
The present invention also relates to a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording / reproducing thin film magnetic head configured as described above, wherein a plurality of the magnetoresistive magnetic head elements are provided between the first and second magnetic shields. It has a multi-channel configuration arranged side by side, and the concave portion is provided in a limited manner corresponding to each of the magnetoresistive effect elements constituting the magnetosensitive portion of each of the magnetoresistive effect type magnetic head elements. And
上述したように、本発明による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、フラックスガイド構成としたことによって、磁気記録媒体の走行面に感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が直接臨む構成を回避したことから、上述した磨耗、特性変化、寿命の低下等の改善が図られるものであるが、本発明構成においては、隣接磁気トラックから漏洩磁束によるMRヘッドへの影響を効果的に回避することができる。
すなわち、本発明においては、磁気シールドの、磁気ヘッド素子の感磁部を構成する磁気抵抗効果素子の配置部すなわち磁気抵抗効果素子との対向部に凹部を限定的に形成して、此処における第1および第2磁気シールド間の間隔を大にし、他部を狭小としたことから、隣接する磁気トラックに近接ないしは対向する磁気シールドの前方面から取り込まれる漏洩磁束は、狭小間隔部分に主として取り込まれることから、この狭小間隔部において、横切り、目的とする記録トラックに正対するフラックスガイドにまわり込んだり、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子に回り込んでこれらに漏洩磁束が入り込むことが回避される。
このように、本発明構成によれば、隣接する記録トラックからなどの目的とする信号磁束以外の漏洩磁束の磁気抵抗効果素子に入り込みによるノイズが効果的に回避され、S/Nの改善が図られるものである。
As described above, in the magnetoresistive thin film magnetic head according to the present invention, by adopting the flux guide configuration, the configuration in which the magnetoresistive element constituting the magnetosensitive portion directly faces the running surface of the magnetic recording medium is avoided. As a result, the above-described improvements such as wear, characteristic change, and lifetime reduction can be achieved. However, in the configuration of the present invention, it is possible to effectively avoid the influence of the leakage magnetic flux from the adjacent magnetic track on the MR head. it can.
That is, in the present invention, a concave portion is formed in a limited manner in the arrangement portion of the magnetoresistive effect element constituting the magnetosensitive portion of the magnetic head element, that is, the facing portion of the magnetoresistive effect element. Since the interval between the first and second magnetic shields is made large and the other part is made narrow, the leakage magnetic flux taken in from the front surface of the magnetic shield close to or opposed to the adjacent magnetic track is mainly taken in the narrow gap portion. For this reason, it is possible to avoid the leakage magnetic flux from entering the magnetic resistance effect element constituting the magnetosensitive element by traversing the flux guide facing the target recording track across the narrow recording space or in the narrow gap portion. The
As described above, according to the configuration of the present invention, noise caused by the entry of the leakage magnetic flux other than the target signal magnetic flux, such as from the adjacent recording track, can be effectively avoided, and the S / N can be improved. It is what
また、本発明による記録再生薄膜磁気ヘッドは、再生磁気ヘッドが上述した本発明による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドによって構成されることから、記録磁気ヘッドによる記録状況を、この再生磁気ヘッドによってモニターする場合等において、上述した隣接記録トラックからの漏洩磁束をはじめとする外部からの不要な磁束によって、正確なモニターを阻害する不都合が回避されるものである。 In the recording / reproducing thin film magnetic head according to the present invention, since the reproducing magnetic head is composed of the magnetoresistive thin film magnetic head according to the present invention described above, the recording status by the recording magnetic head is monitored by the reproducing magnetic head. In some cases, the inconvenience of hindering accurate monitoring is avoided by the unnecessary magnetic flux from the outside including the leakage magnetic flux from the adjacent recording track described above.
本発明による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及び記録再生薄膜磁気ヘッドの実施の形態例を、図面を参照して説明するが、本発明はこの形態例に限定されるものではない。
図1は、例えばリニアスキャン型の磁気記録再生システム対応の記録再生磁気ヘッド100の一実施形態例の概略縦断面図で、図2は、そのB−B線の断面図を示す。
Embodiments of a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording / reproducing thin film magnetic head according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.
FIG. 1 is a schematic longitudinal sectional view of an embodiment of a recording / reproducing
本発明による記録再生薄膜磁気ヘッド100は、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド(MR薄膜ヘッド)1による再生磁気ヘッドと、電磁誘導型薄膜磁気ヘッド2による記録磁気ヘッドとが積層一体化されて成る
再生磁気ヘッドを構成するMR薄膜磁気ヘッド1は、前方面が磁気記録媒体と相対的走行がなされる磁気媒体走行面3とされた相対向する第1の磁気シールド4及び第2の磁気シールド5を有し、これら第1および第2の磁気シールド4及び5間に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子(MR磁気ヘッド素子)6が配置されて成る。
これら第1の磁気シールド4及び第2の磁気シールド5によって、目的とする信号磁界以外の外乱磁界ができるだけ遮断するようになされる。
A recording / reproducing thin film
By these first
MR磁気ヘッド素子6は、感磁部を構成する例えばスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子いわゆるGMR素子による磁気抵抗効果素子(MR素子)7と、フラックスガイド8とを有して成る。
フラックスガイド8は、その前方端が、磁気媒体走行面3に臨んで配置され、第1及び第2の磁気シールド4及び5間において、フラックスガイド8の後方端に、MR素子7が磁気的に結合されて配置される。
GMRによるMR素子7とフラックスガイド8との磁気的結合は、フラックスガイドの後端にMR素子7の前方端の一部が、例えば第4の非磁性非導電性膜22dを介してオーバーラップさせてなされる。
The MR
The
The magnetic coupling between the
フラックスガイド8のトラック幅方向の両側には、フラックスガイド8の側縁に磁気的に結合して、フラックスガイド8に所定のバイアス磁界を印加するバイアス層、すなわちフラックスガイドの安定化膜10が配置される。
MR素子7を構成するGMR素子は、例えば反強磁性層、固定層、非磁性層、自由層の積層構造を有して成り、そのトラック幅方向の両側には、自由層に所定のバイアス磁界を印加するバイアス層となりかつ電極となるGMRの電極兼安定化膜11が配置される。
On both sides of the
The GMR element constituting the
第1及び第2の磁気シールド4及び5の互いの対向面の少なくとも一方、例えば第1の磁気シールド5には、MR素子7の配置部に対応する位置に凹部9が限定的に形成される。すなわち、この凹部9は、走行面3に達することがなく、また、フラックスガイド8の配置部、安定化膜10及び11の配置部に対向することがない形状及び大きさに選定される。
また、例えば第2の磁気シールド5においても凹部9Sを設け、この凹部9S内に非磁性非導電絶縁層16が形成されて、第2の磁気シールド5とMR素子7とが近接することによる電気的短絡を阻止するようになすことができる。
At least one of the opposing surfaces of the first and second
Further, for example, the second magnetic shield 5 is also provided with a recess 9S, and a nonmagnetic non-conductive insulating layer 16 is formed in the recess 9S so that the second magnetic shield 5 and the
上述したように、本発明による再生磁気ヘッド1においては、凹部9の配置によって、MR素子7の配置部における、第1及び第2の磁気シールド4及び5間の磁気的間隔D1を、他部の安定化膜10及び11の配置部における第1及び第2の磁気シールド間4及び5の磁気的間隔D2より大とされる。
上述したMR薄膜磁気ヘッド1の構成を更に詳述する。
上述したMR薄膜磁気ヘッド1は、基板21上に形成される。
基板21は、例えば表面に酸化膜すなわち絶縁膜(図示せず)がコーティングされた非磁性基板例えばアルチック(AlTiC)より成る。
基板21上に、第1の磁気シールド4がMR磁気ヘッド素子6の形成部下に形成される。この第1の磁気シールド4は、例えば厚さ3μmのNi−Fe合金、Fe−Si−Al系合金等の軟磁性薄膜より成る
As described above, in the reproducing
The configuration of the above-described MR thin film
The MR thin film
The
On the
この第1の磁気シールド4に、上述した凹部9が形成される。この凹部9は、その平面的輪郭パターンが、MR磁気ヘッド素子6の感磁部を構成するMR素子7の平面的輪郭パターンに沿い、MR素子7の輪郭よりわずかに外側、例えば0.5μm程度外側に位置するパターンに限定的に形成される。すなわち、この凹部9は、MR素子7のトラック寸法、デプス寸法に対し、それぞれさらにその外側に0.5μm程度の大きさとされる。そして、その深さは、1μm程度とされる。したがって、第1及び第2の磁気シールド4及び5間の間隔は、この凹部9が形成される位置においては、この凹部9が形成されていない位置での間隔の少なくとも1μm大なる間隔を有する。
また、この凹部9は、その内周壁面が例えば45°の傾斜角を有する傾斜壁面とされ、開口側に向かって広がる形状とされる。
The
In addition, the
この凹部9は、例えばAl2O3による非磁性非導電性膜29が充填され、第1の磁気シールド4を覆って例えばAl2O3による非磁性非導電性膜22aが1μm程度の膜厚で成膜され、この非磁性非導電性膜22上に、MR磁気ヘッド素子6を構成するフラックスガイド8が形成され、更に例えばAl2O3による非磁性非導電性膜22を介してMR素子7の先端が、フラックスガイド8の後端にオーバーラップして磁気的に結合して形成される。
また、この上に、例えばAl2O3による非磁性非導電性膜22が形成され、この上に、例えばNi−Fe合金、Fe−Si−Al系合金等の軟磁性薄膜より成る第2の磁気シールド5が形成される。
The
Further, a nonmagnetic
フラックスガイド8は、例えば、Ni−Fe系合金等の軟磁性材料からなり、その前方端が磁気媒体走行面3の一部を構成する。
このフラックスガイド8は、第1および第2の磁気シールド4及び5間のほぼ中央に配置される。
また、フラックスガイド8は、その磁化容易軸が、磁気媒体走行面3に沿う方向になるように、磁気異方性の制御がなされることが望ましい。この磁気異方性の制御は、フラックスガイド8を形成する上述した軟磁性膜の成膜にあたり、磁界印加のもとで行う。あるいは、その成膜後に、固定磁場中アニール処理を施すことによって上述した磁気異方性制御行うことができる。
このように、フラックスガイド8に、磁気異方性の制御を行うことによって、信号再生のダイナミックレンジを大きくすることができる。
The
The
Further, it is desirable that the magnetic anisotropy of the
Thus, the dynamic range of signal reproduction can be increased by controlling the magnetic anisotropy of the
また、このフラックスガイド8の安定化膜10は、例えば、CoCrPt等の強磁性ハード膜によって構成し、この成膜に際して着磁され、これにより、フラックスガイド8に所定のバイアス磁界を印加するように構成する。
Further, the stabilizing
MR素子7は、巨大磁気抵抗効果を示すスピンバルブ構造のGMR素子によって構成することができる。このGMRは、例えばPt−Mn合金等よりなる反強磁性層と、Ni−Fe系合金やCo、Co−Fe系合金、Co−Ni系合金、Ni−Fe−Co系合金等よりなる磁化固定層(いわゆるピン層)と、Cu等よりなる非磁性導電層と、Ni−Fe系合金やCo、Co−Fe系合金、Co−Ni系合金、Ni−Fe−Co系合金等よりなる磁化自由層(いわゆるフリー層)とが順次積層されてなる積層膜として構成される。この場合、ピン層は、その磁化方向が反強磁性層からのバイアス磁界によって固定され、フリー層の磁化方向が信号磁界に応じて回転することができるようにその磁化の向きの選定がなされる。
このGMRによるMR素子7は、フラックスガイド8と例えばオーバーラップ側にフリー層が位置するように、すなわち図1及び図2の構成においては、反強磁性層が上層側に配置されたいわゆるトップ型GMR構成とする。
The
The
また、上述したMR素子7の両側の電極兼安定化膜11は、MR素子7のGMRのフリー層にバイアス磁界を印加し、このフリー層を単磁区化してバルクハウゼンノイズの低減化を行う。
これら対の電極兼安定化膜11は、例えば、CoCrPt/TiW/Ta等よりなる積層膜より構成し、その一端部がMR素子7両側縁部に磁気的及び電気的に接続され、MR素子7の通電電極を兼ねた電極兼安定化膜11として構成とすることができる。
これら対の電極兼安定化膜11の後方端部上にそれぞれ外部端子(図示せず)が配置される。
In addition, the electrode /
The pair of electrode /
External terminals (not shown) are respectively arranged on the rear end portions of the pair of electrodes and
これら対の電極兼安定化膜11は、例えば上述したCoCrPtによる磁気ハード膜によって構成し、GMR素子の作製段階で所定の方向に着磁し、MRヘッド素子7のフリー層に対してトラック幅方向のバイアス磁界を印加し、外部からの信号磁界がない状態でトラック幅方向に磁化されることとなる。したがって、MR素子22は、外部からの信号磁界がない状態でフリー層の磁化の方向を、ピン層の磁化方向と直交する方向に選定し、磁気抵抗効果が最大限に発揮することができるようにする。
また、このMR素子と、フラックスガイドとに対するバイアス磁界は、同方向となるように構成されることが望ましい。これにより、フラックスガイド8は、MR素子7におけるフリー層と同じ方向にバイアス磁界が印加されることとなり、外部からの信号磁界を最も効率よくMR素子22に誘導することができるようになる。
These pair of electrode /
Moreover, it is desirable that the bias magnetic field for the MR element and the flux guide be configured in the same direction. As a result, the
また、第2の磁気シールド5は、例えば3μm程度の膜厚による、例えば、Ni−Fe系合金、ZrNbTa等のアモルファス、あるいは、Fe−Si−Al系合金等の軟磁性材料膜によって構成される。
このようにして、MR型薄膜磁気ヘッドによる再生磁気ヘッド1が構成される。この再生磁気へッドにおいて、その磁気媒体走行面3に臨んで形成されるフラックスガイド8の第1の磁気シールド4とフラックスガイド8との間のギャップは、後述する非磁性非導電性膜22aの厚さによって規定され、フラックスガイド8と第2の磁気シールド5との間のギャップは、同様に後述する非磁性非導電層22b及び22cの厚さによって規定される。
The second magnetic shield 5 is formed of a soft magnetic material film having a film thickness of, for example, about 3 μm, for example, an amorphous material such as Ni—Fe alloy, ZrNbTa, or an Fe—Si—Al alloy. .
In this way, the reproducing
そして、この再生磁気ヘッド1上に、上述した電磁誘導型の記録薄膜磁気ヘッド2が積層形成され、記録再生薄膜磁気ヘッド100が構成される。
この場合、例えば第2の磁気シールド5を、記録薄膜磁気ヘッド2の、閉磁路を形成する第1の磁気コア半体12とし、この上に、例えばAl2O3等の第4の非磁性非導電性膜22dが形成され、この上に、第1の磁気コア半体12との共働で上述の閉磁路を形成する第2の磁気コア半体14が形成される。この第2の磁気コア半体14は、例えばNi−Fe系合金、ZrNbTa等のアモルファス、あるいは、Fe−Si−Al系合金等の軟磁性材料によって形成される。
この第2の磁気コア半体14の後方端は、第4の非磁性非導電層22dに形成した透孔22dWを通じて第2の磁気シールド5に連接して磁気的に結合して両磁気コア半体12及び14の前方端間に、第4の非磁性非導電膜22dによる記録磁気ギャップgを形成し、後端において、相互に磁気的に結合して、両磁気コア半体12及び14によって、記録磁気ギャップgが磁路中に形成された閉磁路を形成する。
そして、例えば磁気コア半体14の後方端を巡って、単層もしくは複数層構成による薄膜コイル15が配置される。これらコイル相互間は、例えばフォトレジストパターンを熱処理した絶縁層23によって絶縁される。
このように電磁誘導型記録磁気ヘッド2が構成されて、再生磁気ヘッド1と記録磁気ヘッド2とが形成された記録再生磁気ヘッド100が構成される。
The above-described electromagnetic induction type recording thin film
In this case, for example, the second magnetic shield 5 is the first magnetic core half 12 that forms a closed magnetic path of the recording thin film
The rear end of the second
For example, a thin film coil 15 having a single layer structure or a plurality of layer structures is disposed around the rear end of the magnetic core
Thus, the electromagnetic induction type recording
尚、図1及び図2で示した構成においては、フラックスガイド8とMR素子7との位置関係を、MR素子7がフラックスガイド8の後端上にMR素子7の前方端がオーバーラップする構成とした場合であるが、図3に示すように、フラックスガイド8の後端下にMR素子7の前方端が配置された構成とすることもできる。この場合においては、前述した例えばGMRは、フラックスガイド8と磁気的に結合されるフリー層が上層に位置し、反強磁性層が下層(底部側)に配置された、いわゆるボトム型構成とする。
1 and 2, the positional relationship between the
また、図1〜図3の例では、MR素子7の前方にのみフラックスガイド8を磁気的に結合した場合であるが、図4に示すように、MR素子7の後端においても後部フラックスガイド8Bを磁気的に結合する構成とすることもできる。この場合、フラックスガイド8から誘導される磁束がより効率よく、MR素子7に印加される構成とすることができる。
図3及び図4において、図1及び図2と対応する部分には、同一符号を付して重複説明を省略する。
1 to 3, the
In FIGS. 3 and 4, portions corresponding to those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
また、上述した例では、再生磁気ヘッド1と記録磁気ヘッド2との積層構造による例えばリニアスキャン型の磁気記録再生システム対応の記録再生磁気ヘッド100を例示したものであるが、例えばヘリカルスキャン型の磁気記録再生システム対応の、記録磁気ヘッドチップと、再生磁気ヘッドチップとして分担する構成による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びこれを用いた記録再生磁気ヘッド構成によることもできるものである。
In the above-described example, the recording / reproducing
次に、図1及び図2で説明した本発明による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を例示説明する。
先ず、図5の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、表面に酸化膜(図示せず)すなわち絶縁層がコーティングされた非磁性基板よりなる第1の基板21が用意され、この基板21上に、フォトリソグラフィによって、最終的に形成される第1の磁気シールド4に対するアース電極のパターンに対応する開口24Wが形成されたフォトレジスト層24を形成する。
この開口24Wは、磁気ヘッドのいわゆるデプス方向(X方向とする)に沿って延長する帯状パターンに形成し得る。
Next, a method for manufacturing the magnetoresistive thin film magnetic head according to the present invention described with reference to FIGS. 1 and 2 will be described as an example.
First, a schematic plan view is shown in FIG. 5A of FIG. 5 and a schematic cross-sectional view along the line BB of FIG. A is shown in FIG. B. The surface is coated with an oxide film (not shown), that is, an insulating layer. A
This
図6の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、最終的にアース電極を構成する導電材層25Lを、開口24Wを通じて露呈した基板21の酸化膜上に被着させるように全面的にスパッタリング法等によって成膜する。
その後、フォトレジスト層24を除去することによって、これと共に、このフォトレジスト層24上の導電材層25Lを除去し、図7の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、開口24W内に残された導電材層25Lによってアース電極25を形成する。
A schematic plan view is shown in FIG. A of FIG. 6, and a conductive material layer 25L that finally constitutes the ground electrode is exposed through the
Thereafter, the
次に、図8の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、フォトリソグラフィによってアース電極25の前方端及び後方端上に開口26Wが形成されたフォトレジスト層26を形成する。
図9の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、図8で示したフォトレジスト層26の開口26Wを通じて露呈するアース電極25上にフォトレジスト層26をメッキレジストとして、例えば3μmの厚さに導電材をメッキし、アース電極25の前方端及び後方端の開口26W内にアース電極接続部27a及び27bを形成する。
Next, as shown in a schematic plan view in FIG. A in FIG. 8 and a schematic cross-sectional view on the line BB in FIG. A, an
FIG. 9A shows a schematic plan view, and FIG. B shows a schematic cross-sectional view along the line BB in FIG. A. On the
その後、フォトレジスト層26を除去し、一旦、全面的に例えばAl2O3等の非磁性非導電性膜28を例えばスパッタリング法によって例えば2μm程度の膜厚に成膜し、その後、図10の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、非磁性非導電性膜28に対し、その表面からダイヤモンド砥粒によるラッピングと、ケミカルポリッシング等によるいわゆるCMP等により研磨して、アース電極接続部27a及び27bの上面を露出させると共に表面の平坦化を行う。
Thereafter, the photoresist layer 26 is removed, and a nonmagnetic
図11の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、上述した非磁性非導電性膜28によって平坦化された面上に、一旦全面的に、Ni−Fe系合金やFe−Si−Al系合金等の軟磁性薄膜を全面的にスパッタリング法あるいはメッキ法等によって例えば3μm程度の膜厚で成膜する。そして、この軟磁性薄膜を、フォトリソグラフィ技術とイオンエッチング技術とによって前方のアース電極導出部27aに連接してこの上に連接して所要形状の前述した第1の磁気シールド4を形成すると同時に、後方のアース電極接続部27b上に積層形成し、このアース電極接続部27」bの厚さを増加させる。
FIG. 11A shows a schematic plan view, and FIG. B shows a schematic cross-sectional view along the line BB in FIG. A. On the surface flattened by the nonmagnetic
次に、図12の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、Al2O3第1の磁気シールド4に対し、フォトリソグラフィ技術及びイオンエッチング技術によって最終的にMR素子が配置下に相当する位置に、前述した凹部9、すなわちグルーブを前述した寸法形状に形成する。
この凹部9は、そのフォトリソグラフィにおけるフォトレジストを所定の条件にて熱処理することによって凹部9を形成するための開口の内周壁面を開口端に向かって広がる傾斜面を形成することができ、このフォトレジストをマスクとしてイオンエッチングを行うことによって、凹部9の内周壁面においてもこの傾斜面を踏襲する傾斜面例えば45°程度の傾斜角度を有する内周壁面を有する凹部9として形成することができる。
次に、第1の磁気シールド4を覆って一旦全面的に例えばAl2O3による非磁性非導電性膜29をスパッタリング法等によって、例えば2.5μm程度の膜厚で成膜する。その後、この非磁性非導電性膜29を、例えばダイヤモンド砥粒によるラッピング及びケミカルポリッシングによって、第1磁気シールド層4の上面が露出するまで研磨する。このようにして、凹部9内を非磁性非導電性膜29によって充填するとともに、第1の磁気シールド4の表面を含んで全体の平坦化を行う。
Next, as shown in FIG. 12A and FIG. 12B, a schematic plan view and a schematic cross-sectional view taken along line BB of FIG. A are shown. For the Al2O3 first
The
Next, a nonmagnetic
図13の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、再度、例えばAl2O3等による非磁性非導電性膜をスパッタリング法等により所定の膜厚で成膜し、ケミカルポリッシング等により、例えば42.5nm程度の膜厚になるまで研磨する。このようにして、第1の磁気シールド4上に、第1及び第2の磁気シールド4及び5間の第1のギャップ膜を構成する第1の非磁性非導電性膜22aを形成する。
FIG. 13A shows a schematic plan view, and FIG. B shows a schematic cross-sectional view along the line BB in FIG. A. For example, a nonmagnetic nonconductive film made of Al2O3 or the like is again formed by a sputtering method or the like. The film is formed with a film thickness, and is polished by chemical polishing or the like until the film thickness reaches, for example, about 42.5 nm. In this way, the first nonmagnetic
図14の概略平面図を示し、図15の図A及び図Bに、図14のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトリソグラフィによって第1の非磁性非導電性膜22a上に、最終的に第1の磁気シールド4とフラックスガイド8との導通に供する接続孔を形成するための開口30Wが形成されたフォトレジスト層30を全面的に形成する。
FIG. 14 is a schematic plan view, and FIG. 15A and FIG. 15B are schematic cross-sectional views along the lines AA and BB in FIG. A photoresist layer 30 having an opening 30 </ b> W for forming a connection hole for finally conducting the first
図16に概略平面図を示し、図17の図A及び図Bに、図16のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトレジスト層30をマスクとして、その開口30Wを通じて、第1の非磁性非導電性膜22aに、イオンエッチングによって接続孔31を形成する。
FIG. 16 is a schematic plan view, and FIGS. 17A and 17B are schematic cross-sectional views along the lines AA and BB in FIG. Through 30W, the
図18に概略平面図を示し、図19の図A及び図Bに、図18のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、第1の非磁性非導電性膜22aに接続孔31内を通じて第1の磁気シールド4に連接して、全面的に最終的にフラックスガイド8を形成する例えばNi−Fe系合金等の軟磁性膜8Lを、スパッタリング法等により膜厚例えば30nm程度に成膜する。
この軟磁性膜8Lの成膜は、フラックスガイド8の磁化容易軸が、前述した磁気媒体走行面3に沿うように、すなわち平行となるように磁気異方性の制御がなされる。この軟磁性膜8Lの磁気異方性の制御は、例えば、この軟磁性膜8Lの成膜を磁界中スパッタにより成膜するとか、あるいは、軟磁性膜8Lを成膜した後に、固定磁場中アニール処理を施すことによって行うことができる。
FIG. 18 is a schematic plan view, and FIGS. 19A and 19B are schematic cross-sectional views taken along the lines AA and BB of FIG. A soft magnetic film 8L, such as a Ni—Fe alloy, which is finally connected to the first
In the formation of the soft magnetic film 8L, the magnetic anisotropy is controlled so that the easy axis of magnetization of the
次に、図20に概略平面図を示し、図21の図A及び図Bに、図20のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトリソグラフィによって軟磁性膜8L上に、最終的にフラックスガイド8を挟んでその両側に形成される対の安定化膜10の形成パターンに応じたパターンの対の開口32Wが形成されたフォトレジスト層32を形成する。
更に、この開口32Wを通じて先に形成したフラックスガイドを構成する軟磁性膜8Lを、例えばイオンエッチングによって除去し、開口32W下に開口8LWを穿設する。
Next, a schematic plan view is shown in FIG. 20, and the soft magnetic film 8L is formed by photolithography, as shown in FIGS. 21A and 21B. FIG. 20 is a schematic sectional view on the AA line and the BB line in FIG. A photoresist layer 32 in which a pair of
Further, the soft magnetic film 8L constituting the flux guide previously formed through the
図22に概略平面図を示し、図23の図A及び図Bに、図22のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、最終的に形成されるフラックスガイド8の安定化膜10を構成するためのCoCrPt合金等の強磁性ハード膜10Lを、スパッタリング法等により例えば厚さ50nm程度に成膜する。
FIG. 22 is a schematic plan view, and FIGS. 23A and 23B are schematic cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. A ferromagnetic
図24に概略平面図を示し、図25の図A及び図Bに、図24のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトレジスト層32を除去し、このフォトレジスト層32上の強磁性ハード膜10Lをリフトオフし、フォトレジスト層32W内に形成された強磁性ハード膜10Lのみが残され、これによってフラックスガイドの対の安定化膜10が形成される。
そして、このフラックスガイドの安定化膜10の形成部下においては、フラックスガイドを形成するフラックスガイドを構成する軟磁性膜8Lが除去されているものであり、かつこの軟磁性膜8Lの除去部の内周面に、安定化膜10の周面が接して磁気的に結合された状態で形成されると共に、接続孔31を通じて第1の磁気シールド4に接して電気的に結合されている。
FIG. 24 is a schematic plan view, and FIGS. 25A and 25B are schematic cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. The ferromagnetic
Under the flux
次に、図26に概略平面図を示し、図27の図A,図B及び図Cに、図26のそれぞれA−A線上,B−B線上及びC−C線上の概略断面図を示すように、フォトリソグラフィ技術によって最終的にフラックスガイド8の形成部とそのトラック幅方向の両側に形成されるフラックスガイドの安定化膜10上に限定的にフォトレジスト層33を形成する。
図28に概略平面図を示し、図29の図A及び図Bに、図28のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、このフォトレジスト層33をマスクとして、軟磁性膜8Lをイオンエッチングし、その後フォトレジスト層33を除去する。このようすることにより、残された軟磁性膜8Lによってフラックスガイド8が形成される。
Next, FIG. 26 shows a schematic plan view, and FIGS. 27A, 27B, and 27C show schematic cross-sectional views on the AA line, the BB line, and the CC line of FIG. 26, respectively. Then, a photoresist layer 33 is formed in a limited manner on the flux
28 is a schematic plan view, and FIGS. 29A and 29B are schematic cross-sectional views along the lines AA and BB in FIG. The magnetic film 8L is ion etched, and then the photoresist layer 33 is removed. By doing so, the
図30の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、全面的に例えばAl2O3をスパッタリング等によって成膜して第2の非磁性非導電層22bを成膜し、その表面から例えばケミカルポリッシングし、フラックスガイド8上での厚さが例えば42.5nmとなる位置まで研磨する。すなわち、この例では、第1の磁気シールド4から第2の非磁性非導電膜22bの表面までの厚さが115nmとなる。
30A is a schematic plan view, and FIG. B is a schematic cross-sectional view along the line BB in FIG. A. For example, Al2O3 is formed on the entire surface by sputtering or the like to form a second nonmagnetic non-magnetic layer. The
図31の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、平坦化された非磁性非導電層全面的にMR素子7、この例では前述したトップ型GMR、すなわち反強磁性層が最上層に位置し、フリー層が最下層に位置するように、フリー層、非磁性層、ピン層、反強磁性層等を例えばスパッタリングによって成膜し、例えば50nm程度の膜厚のGMR構成積層膜7Lを成膜する。積層膜22は、最終的に得られるGMR素子のフリー層の磁化容易軸が無磁界の状態で磁気媒体走行面3に対して平行となり、ピン層の磁化容易軸が磁気媒体走行面3対して垂直となるように成膜される
31A is a schematic plan view, and FIG. B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB of FIG. A. As shown in FIG. The above-described top-type GMR, that is, the free layer, the nonmagnetic layer, the pinned layer, the antiferromagnetic layer, etc. are formed by sputtering, for example, so that the antiferromagnetic layer is located in the uppermost layer and the free layer is located in the lowermost layer. Then, for example, a GMR structure laminated film 7L having a thickness of about 50 nm is formed. The
図32の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、フォトレジスト層34を全面的に塗布し、フォトリソグラフィ技術によって最終的にMR(GMR)素子7の通電電極ともなるバイアス層すなわち電極兼安定化膜11が形成される位置に、この電極兼安定化膜11のパターンに対応するパターンの対の開口34Wを形成する。
そして、このフォトレジスト層34をマスクとしてその開口34W内のGMR積層膜22をエッチング除去する。
32A is a schematic plan view, and FIG. B is a schematic cross-sectional view taken along the line BB in FIG. A. A
Then, the GMR laminated
次に、図33の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の概略断面図を示すように、開口34Wを閉塞するように、フォトレジスト層34上から全面的に、最終的にGMR素子の上述した対の電極兼安定化膜11を構成する例えばCoCrPt/TiW/Ta等の積層膜による強磁性ハード膜11Lを例えばスパッタリング法によって例えば50nm程度の膜厚に成膜される。
このとき、フォトレジスト層34の開口34Wが設けられた位置では、GMR構成積層膜7Lが除去さていることから、開口34Wを通じてGMR積層膜7Lが、後述する第2のギャップ膜となる第2の非磁性非導電膜22b上に形成され、開口34Wの内周面において電極兼安定化膜11に接触して、すなわち電気的及び磁気的に結合して成膜されることになる。
Next, as shown in the schematic plan view of FIG. 33A and the schematic cross-sectional view along the line BB of FIG. A, the entire surface of the
At this time, since the GMR laminated film 7L is removed at the position where the
次に、図34に概略平面図を示し、図35の図A及び図Bに図34のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、図32のフォトレジスト層34を除去し、この上に形成された強磁性ハード膜11Lをリフトオフする。
このようにして、開口34W内に形成された強磁性ハード膜11Lのみを残してGMRの電極兼安定化膜11を形成する。
34 is a schematic plan view, and FIGS. 35A and 35B are schematic cross-sectional views taken along lines AA and BB in FIG. The ferromagnetic hard film 11L formed thereon is lifted off.
In this way, the GMR electrode /
次に、図36に概略平面図を示し、図37の図A及び図Bに図36のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、GMRの電極兼安定化膜11上とこれらの間の、凹部9の中央部上を横切って、図示の例では、コ字状パターンにフォトレジスト層35を、フォトリソグラフィ技術によって形成する。
そして、このフォトレジスト層35をマスクとしてイオンエッチングによって、フォトレジスト層35の形成部以外のGMR積層膜7Lを除去し、フォトレジスト層35下のGMR積層膜7Lを残してGMR素子、すなわちMR素子7を形成する。
このようにして形成されたMR素子7すなわちGMR素子の下には凹部9が存在するようになされる。
そして、このGMR素子7の両側にはこれに接してGMRの電極兼安定化膜11が配置形成された構成となる。
36 is a schematic plan view, and FIGS. 37A and 37B are schematic cross-sectional views along the lines AA and BB in FIG. In the illustrated example, a photoresist layer 35 is formed in a U-shaped pattern across the top and the central portion of the
Then, the GMR laminated film 7L other than the portion where the photoresist layer 35 is formed is removed by ion etching using the photoresist layer 35 as a mask, and the GMR laminated film 7L under the photoresist layer 35 is left, leaving a GMR element, that is, an MR element. 7 is formed.
A
A GMR electrode /
更に、図38の図Aに概略平面図を示し、図Bに図AのB−B線上の断面図を示すように、全面的に例えばAl2O3をスパッタリングして第3の非磁性非導電膜22cを成膜し、ケミカルポリッシング等によって、MR素子(GMR素子)7上において膜厚が例えば135nm程度になるまで平坦研磨する。
図39に概略平面図を示し、図40に図39のα−α線上の概略断面図を示し、図41の図A及び図Bに図39の図AのA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトリソグラフィ技術によってMR素子7を後の工程で形成される電極に接続するための接続孔の形成位置に対の開口36W1を、同様にフラックスガイド8の例えば一方の安定化膜10を後の工程で形成される電極に接続するための接続孔の形成位置に開口36W2を、更に、アース電極25の後端部上において開口36W3が形成されたフォトレジスト層36を全面的に形成する。
Further, as shown in FIG. 38A, a schematic plan view is shown, and FIG. B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. A. For example, Al2O3 is sputtered over the entire surface to form a third nonmagnetic
39 is a schematic plan view, FIG. 40 is a schematic cross-sectional view taken along the line α-α in FIG. 39, and FIGS. 41A and 41B are taken along the lines AA and BB in FIG. As shown in the schematic cross-sectional view of FIG. 1, a pair of openings 36W1 is formed at the formation position of a connection hole for connecting the
図42の図Aに概略平面図を示し、図43に図42のα−α線上の概略断面図を示し、図44の図A及び図Bに図42の図AのA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトレジスト層36をマスクとして例えばイオンエッチングを行い、開口36W1を通じて、第3の非磁性非導電性膜22cのエッチングを行って電極兼安定化膜11に通ずる接続孔37H1を形成し、また、開口36W2を通じて、第3及び第2の非磁性非導電性膜22c及び22bのエッチングを行って一方の安定化以下膜10に通ずる接続孔37H2を形成し、更に開口36W3を通じて、第1〜第3の非磁性非導電性膜22a〜22cのエッチングによってアース電極接続部27bに通ずる接続孔37H3を形成する。
42 is a schematic plan view, FIG. 43 is a schematic cross-sectional view taken along the line α-α in FIG. 42, FIGS. 44A and 44B are taken along the line AA in FIG. As shown in a schematic cross-sectional view on the line -B, for example, ion etching is performed using the
次に、フォトレジスト層36を除去し、図45に概略平面図を示し、図46の図A及び図Bに図45のA−A線上及びB−B線上の概略断面図を示すように、フォトリソグラフィ技術、及びスパッタリング技術等により最終的にMR素子(すなわちGMR素子)7とMR素子の外部端子に接続する対のMR素子電極38を、それぞれ開口37H1を通じて対のGMRの電極兼安定化膜11に接続させて第3の非磁性非導電性膜22c上に例えばアース電極25と平行させて延長形成する。
Next, the
次に、図47に概略平面図を示すように、MR素子電極38と図1で示した第2の磁気シールド5とを絶縁するための非磁性絶縁層16を形成する。この非磁性絶縁層16は、フォトレジスト層を所定のパターンにフォトリソグラフィによって形成し、これを熱処理することによって電気的絶縁性化して形成することができる。
そして、この非磁性絶縁層16には、フォトレジスト層の形成において、開口を形成し、これによって最終的にフラックスガイド8の安定化膜10と第2の磁気シールド5とを電気的に接続するための接続孔16Hを形成する。
Next, as shown in a schematic plan view in FIG. 47, a nonmagnetic insulating layer 16 for insulating the
An opening is formed in the nonmagnetic insulating layer 16 in the formation of the photoresist layer, thereby finally electrically connecting the
図48に概略平面図を示すように、この非磁性絶縁層16上に、第2の磁気シールド5を構成するNi−Fe系合金やZrNbTa等のアモルファス、あるいはFe−Si−Al系合金等の軟磁性薄膜を一旦例えば3μm程度の膜厚に、スパッタリング法あるいは、メッキ法等によって成膜し、これをフォトリソグラフィ技術とイオンエッチング技術によって所定の形状に加工して第2の磁気シールド5を形成する。
そして、この第2の磁気シールド5と同時に同一材料同一工程で、MR素子電極38の後端に電極接続部38bと、接続孔37H3を通じてアース電極接続部27b上から第3の非磁性非導電膜22上に延在してアース電極接続延長部27bEとを形成する。
As shown in a schematic plan view in FIG. 48, on the nonmagnetic insulating layer 16, an Ni—Fe alloy, an amorphous material such as ZrNbTa, or an Fe—Si—Al alloy that constitutes the second magnetic shield 5 is formed. A soft magnetic thin film is once formed to a thickness of about 3 μm, for example, by sputtering or plating, and processed into a predetermined shape by photolithography and ion etching to form the second magnetic shield 5. To do.
Then, in the same material and the same process as the second magnetic shield 5, the third nonmagnetic nonconductive film is formed from the ground
図49に概略平面図を示すように、第2の磁気シールド5上にフォトリソグラフィ技術によって最終的構成における第2の磁気シールド層5のアース電極のパターンに、アース電極接続延長部27bE上に渡って開口41Wを形成したフォトレジスト層41を全面的に形成する。
図50に示すように、開口41W内を含んで全面的に導電材層をスパッタリング法等によって形成し、フォトレジスト層41を除去して、このフォトレジスト層41上に形成された導電材をリフトオフすることによって、この開口41W内に形成された導電材層によって、第2の磁気シールド5を、アース電極接続延長部27bEに接続する第2の磁気シールドアース電極42を形成する。
このようにして、本発明による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド1すなわち再生磁気ヘッドが構成される。そして、この磁気ヘッド1の第1及び第2の磁気シールド間の磁気媒体走行面3に臨んで図1で示したように、第1〜第3の非磁性非導電層22a〜22bによる各磁気ギャップが形成される。
As shown in a schematic plan view in FIG. 49, the pattern of the ground electrode of the second magnetic shield layer 5 in the final configuration is formed on the second magnetic shield 5 over the ground electrode connection extension 27bE by photolithography. A photoresist layer 41 having an opening 41W is formed on the entire surface.
As shown in FIG. 50, a conductive material layer is formed on the entire surface including the inside of the opening 41W by a sputtering method or the like, the photoresist layer 41 is removed, and the conductive material formed on the photoresist layer 41 is lifted off. Thus, the second magnetic
In this way, the magnetoresistive thin film
次に、この磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド1上に図1で示した電磁誘導型磁気ヘッド2すなわち記録磁気ヘッドを形成する。
このため、図51に概略平面図を示すように、前方端において記録磁気ギャップを規定する第4の非磁性非導電層22dを例えばAl2O3のスパッタリングにより全面的に形成する。
この第4の非磁性非導電層22dには、フォトリソグラフィ技術と例えばイオンエッチングによって図1で説明した第2の磁気シールド5を記録磁気ヘッドの一方、すなわち第1の磁気コア半体12とし、これに第2の磁気コア半体14を磁気的に結合する透孔22dWと、MR素子電極38の電極接続部38b上と第2の磁気シールドアース電極42の後端部42E上とにそれぞれ対の接続透孔22dWbと接続透孔22dEとが形成される。
Next, the electromagnetic induction type
Therefore, as shown in a schematic plan view in FIG. 51, a fourth nonmagnetic
In the fourth nonmagnetic
図52に概略平面図を示すように、透孔22dWの周囲に、例えば第1の薄膜コイル15Aをメッキ法等によって形成する。この第1の薄膜コイル15Aの外端は、後方に延在させ第1のコイル端子導出部15ATを形成する。
図53に概略平面図を示すように、第1の薄膜コイル15A上に、これを覆うパターンに、中間絶縁層43を、例えばフォトリソグラフィ技術によって形成したフォトレジスト層を熱処理することによって形成する。この中間絶縁層43には、その形成と同時に透孔22dW上に透孔43Wを形成し、その外側に、第1の薄膜コイル15Aの内端を臨ませるコイル接続孔43WCを形成する。
As shown in a schematic plan view in FIG. 52, for example, a first
As shown in a schematic plan view in FIG. 53, an intermediate insulating layer 43 is formed on the first
図54に概略平面図を示すように、この中間絶縁層43上に、第2の薄膜コイル15Bを第1の薄膜コイル15Aと同様にパターンメッキ等によって形成する。このとき第2の薄膜コイル15Bは、コイル接続孔43WCを通じてその内端が、第1の薄膜コイル15Aの一端に接続されるようになされ、外端を後方に延在させて第2のコイル端子導出部15BTを形成する。
As shown in a schematic plan view in FIG. 54, on the intermediate insulating layer 43, the second
図55に概略平面図を示すように、第2の薄膜コイル15Bを覆い、第1及び第2のコイル端子導出部15AT及び15BTを外部に導出させて、コイル接続孔43WCに通ずるコイル接続孔44WCが形成された上層絶縁層44を形成する。この上層絶縁層44は、フォトリソグラフィによって所要のパターンにフォトレジスト層を形成し、熱処理を行うことにより絶縁性化することによって形成することができる。
この上層絶縁層44は、少なくともその前方端において傾斜面44Sを形成するようにフォトレジスト層の熱処理を調整することに、傾斜面44Sの傾斜角を例えば45度に選定することができる。
As shown in a schematic plan view in FIG. 55, a coil connection hole 44WC that covers the second
In this upper insulating
図56に概略平面図を示すように、上層絶縁層44上に、例えばNi−Fe系合金やZrNbTa等のアモルファス、あるいはFe−Si−Al系合金等の軟磁性薄膜が、スパッタリング法あるいは、メッキ法等の成膜方法によって例えば3μm程度の膜厚で成膜される。そしてこの軟磁性薄膜がフォトリソグラフ技術とイオンエッチング技術によって所定の形状に加工することにより、第2の磁気コア半体14を形成する。
この第2の磁気コア半体14は、その前方端が、図1で示すように、第4の非磁性非導電層22dを介して第1の磁気コア半体12、すなわち第2の磁気シールド5の前方端と記録磁気ギャップgを形成するように対向させて形成する。また、この第2のコア半体14は、各透孔44W、43W、22dWを通じて第1のコア半体22dWに磁気的に結合する。
このようして、この結合部の周囲に第1及び第2の薄膜コイル15A及び15Bによって電磁誘導の薄膜コイル15が形成され、第1及び第2のコア半体12及び14により、磁気ギャップgが挿入された閉磁路が構成されたインダクティブ型の記録磁気ヘッド2が構成される。
As shown in a schematic plan view in FIG. 56, on the upper insulating
The front end of the second
In this way, the electromagnetic induction thin film coil 15 is formed by the first and second thin film coils 15A and 15B around the coupling portion, and the magnetic gap g is formed by the first and second core halves 12 and 14. An inductive recording
更に、図57に概略平面図を示すように、各対の接続孔22dWbと接続孔22dWEと、薄膜コイルの両端のコイル端子導出部15AT及び15BT上に、それぞれ導電層を形成することによって、アース端子45Eが形成され、MR素子7の両端子45MRが形成され、薄膜コイル15の端子45Cを形成する。
Further, as shown in a schematic plan view in FIG. 57, by forming a conductive layer on each pair of connection hole 22dWb, connection hole 22dWE, and coil terminal lead-out portions 15AT and 15BT at both ends of the thin film coil, grounding is performed. Terminal 45E is formed, both terminals 45MR of
このようにして得たMR磁気ヘッドすなわち再生磁気ヘッドとインダクティブ型記録磁気ヘッドとの積層による記録再生磁気ヘッドの前方を図57に鎖線aで示す位置まで、研磨して、図1で示した磁気媒体走行面3を形成して目的とする本発明による薄膜型の記録再生磁気ヘッド100が構成される。
すなわち、記録磁気ヘッド2の端子15BT及び15AT間に記録信号に基く通電を行うことよって磁気媒体走行面3に臨む磁気ギャップgから記録磁界を発生して、磁気記録媒体、例えば磁気テープへの記録がなされる。
また、再生磁気ヘッドとしてのMR薄膜磁気ヘッド1は、磁気記録媒例えば磁気テープ上の目的とする記録トラック上の記録による信号磁界が、磁気媒体走行面3に臨むフラックスガイド8に導入され、MR素子7に誘導されて抵抗変化として検出される。この抵抗変化は、MR端子45MRに接続される外部回路に入力され、抵抗変化を、例えば電圧変化として検出し、記録信号の再生がなされる。
The front of the MR magnetic head thus obtained, that is, the recording / reproducing magnetic head formed by stacking the reproducing magnetic head and the inductive recording magnetic head, is polished to the position indicated by the chain line a in FIG. A thin film recording / reproducing
That is, by applying current based on the recording signal between the terminals 15BT and 15AT of the recording
Further, in the MR thin film
そして、上述した構成によるMR薄膜磁気ヘッド1は、そのアース端子45Eがアースされる。このMR磁気ヘッド1においては、そのMR素子7が、直接、磁気媒体走行面3に臨むことのない、いわゆるフラックスガイド構成としたことにより、MR素子が酸化するとか、磨耗することによる特性劣化を回避できるものである。
また、上述の構成において、例えば上層の第1の磁気シールド5は、アース電極42を通じてアース端子45Eに接続されたアース電極42によってアースされる。そして、同時に、フラックスガイド8→接続孔31−第1続端子部27a−アース電極25−後方のアース接続端子27bを通じてアース端子45Eに接続されてアースされる。
すなわち、磁気媒体走行面3に臨むフラックスガイド8、第1及び第2の磁気シールド4及び5は、それぞれアース端子45Eに接続されることから、磁気媒体走行面3との接触によって発生する静電気は、アースされ、フラックスガイド8の静電破壊が回避される。また、MR素子7とフラックスガイド8とは、磁気的に結合されているものの、両者間に第2の非磁性非導電膜22bが介在することから、静電電荷による電流によってMR素子7の破壊も回避される。
In the MR thin film
In the above-described configuration, for example, the upper first magnetic shield 5 is grounded by the
That is, since the
この薄膜型の記録再生磁気ヘッド100は、単チャンネル構成とすることもできるし、多チャンネル構成とすることもできる。
例えば図58に示すように、磁気テープ70の幅方向に複数の記録トラックが並置されて、テープ70の長手方向にそって形成されるリニアテープストリーマシステムに搭載する記録再生磁気ヘッド装置200に適用することができる。
この場合、記録再生磁気ヘッド装置200は、第1及び第2の2本の磁気ヘッドスタック71及び72が接合された構成とすることができる。
これら磁気ヘッドスタック71及び72には、それぞれ上述した記録磁気ヘッド2とMR磁気ヘッド1の積層による薄膜型の磁気ヘッドが、磁気テープ70の幅方向に縦列された構成を有する。
この構成によって、例えば、磁気テープ70の往路の移行に関して、一方の磁気ヘッドスタック71の記録ヘッドによって記録を行い、この記録を他方の磁気ヘッドスタック72の再生磁気ヘッドによって再生して記録のモニタを行う。また、磁気テープ70の復路については、他方の磁気ヘッドスタック72の記録ヘッドによって記録を行い、この記録を他方のスタック71の再生磁気ヘッドによって再生して記録のモニタを行う構成とすることができる。
The thin-film type recording / reproducing
For example, as shown in FIG. 58, the present invention is applied to a recording / reproducing magnetic head device 200 mounted on a linear tape streamer system in which a plurality of recording tracks are juxtaposed in the width direction of the magnetic tape 70 and formed along the longitudinal direction of the tape 70. can do.
In this case, the recording / reproducing magnetic head device 200 can be configured such that the first and second magnetic head stacks 71 and 72 are joined.
Each of the magnetic head stacks 71 and 72 has a configuration in which thin film type magnetic heads formed by stacking the recording
With this configuration, for example, with respect to the forward path of the magnetic tape 70, recording is performed by the recording head of one magnetic head stack 71, and this recording is reproduced by the reproducing magnetic head of the other magnetic head stack 72 to monitor the recording. Do. The return path of the magnetic tape 70 can be recorded by the recording head of the other magnetic head stack 72, and this recording can be reproduced by the reproducing magnetic head of the other stack 71 to monitor the recording. .
この場合の多チャンネル記録再生磁気ヘッド装置200の製造方法の一例を説明する。この場合、図59に示すように、共通のウエハ101上に、前述した製造方法によって図57で示した構成の薄膜記録磁気ヘッド100を縦横それぞれに多数個同時に配列形成する。
このウエハ101から、図60に示すように、多数個を1組にして短冊状に切り出してヘッド基板102を得る。この短冊状に切り出されたヘッド基板102を、図61に示すように、非磁性の対の第1及び第2の基板103A及び103Bによって挟みこんで接合合体する。
そして、この接合体に対して、これらヘッド基板102と、第1及び第2の基板103A及び第2の基板103Bの並置方向に延長する複数の突条104が断面櫛歯状に並列形成された非磁性の保持基板105を接合する。
An example of a manufacturing method of the multi-channel recording / reproducing magnetic head device 200 in this case will be described. In this case, as shown in FIG. 59, a large number of thin-film recording
As shown in FIG. 60, a large number of wafers 101 are cut into a strip shape from the wafer 101 to obtain a head substrate 102. As shown in FIG. 61, the head substrate 102 cut out in a strip shape is sandwiched and joined together by a nonmagnetic pair of first and second substrates 103A and 103B.
Then, a plurality of protrusions 104 extending in the juxtaposition direction of the head substrate 102, the first and second substrates 103A, and 103B are formed in parallel with the joined body in a comb-like cross section. A non-magnetic holding substrate 105 is bonded.
このようにして接合された保持基板105を、図62に示すように、その背面から、切削研磨し、突条104のみを残す。
図63に示すように、各突条104の配置部毎に、第1及び第2の基板と磁気ヘッド基板1の接合対を突条4に沿って、突条104による案内チップを切り出して、それぞれヘッド基板102の一部から成り、複数の記録再生磁気ヘッド100が配列された磁気ヘッド配列部115と、その両端に第1及び第2のの基板103A及びBの一部が配置された複数のヘッドスタック70を形成する。
図64に示すように、このヘッドスタック70の前方面を研磨して磁気媒体走行面3を形成する。
その後図65に示すように、対のヘッドスタック70を第1及び第2のヘッドスタックとして接合して図58に示す記録再生磁気ヘッド装置200を構成する。
As shown in FIG. 62, the holding substrate 105 bonded in this way is cut and polished from the rear surface, leaving only the protrusions 104.
As shown in FIG. 63, for each placement portion of each protrusion 104, the guide pair by the protrusion 104 is cut out along the
As shown in FIG. 64, the front surface of the head stack 70 is polished to form the magnetic
Thereafter, as shown in FIG. 65, the pair of head stacks 70 are joined as the first and second head stacks to constitute the recording / reproducing magnetic head device 200 shown in FIG.
前述したように、本発明構成によれば、凹部9をMR素子7の形成部に限定的に設けたことによってMR素子7が配置された部分における磁気シールド4及び5間の間隔が、MR素子形成部以外の間隔より大にしたことから、磁気シールド4及び5に侵入した隣接トラックからの信号磁束、すなわち漏洩磁束がMR素子7を通過する伝達効率を抑制できる。
したがって、本発明構成によれば、隣接する記録トラックからの漏洩磁束の導入によるノイズの問題を解消することができ、S/Nの改善を図ることができるものである。
また、上述したように、隣接する記録トラックからの漏洩磁界の感磁部のMR素子への導入が効果的に回避されたことにより、磁気トラック間の間隔を狭めることが可能になることから、トラックピッチの縮小、したがって、高記録密度の向上を図ることができるものである。
そして、凹部9の深さを調整することにより再生波形のベースラインシフトの調整も可能となる。
As described above, according to the configuration of the present invention, the
Therefore, according to the configuration of the present invention, the problem of noise due to the introduction of leakage magnetic flux from the adjacent recording track can be solved, and the S / N can be improved.
Further, as described above, since the introduction of the leakage magnetic field from the adjacent recording track into the MR element of the magnetosensitive portion is effectively avoided, the interval between the magnetic tracks can be reduced. The track pitch can be reduced, and thus the high recording density can be improved.
Then, the baseline shift of the reproduced waveform can be adjusted by adjusting the depth of the
1……磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド(MR薄膜磁気ヘッド)、2……記録薄膜磁気ヘッド、3……磁気媒体走行面、4……第1の磁気シールド、5……第2の磁気シールド6……磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子(MR磁気ヘッド素子)、7……磁気抵抗効果素子(MR素子)、7L……GMR構成積層膜、8……フラックスガイド、8B…後部フラックスガイド、8L……強磁性ハード膜、9……凹部、10……フラックスガイド安定化膜、10L……強磁性ハード膜、11……磁気抵抗効果素子(GMR)の電極兼安定化膜、11L……強磁性ハード膜、12……第1の磁気コア半体、16,22,28,29……非磁性非導電膜、14……第2の磁気コア半体、15……薄膜コイル、15A・・・第1の薄膜コイル、15AT……第1のコイル端子導出部、15B……第2の薄膜コイル、15BT……第2のコイル端子導出部、16……非磁性絶縁層、21……基板、22a……第1の非磁性非導電膜、22b……第2の非磁性非導電膜、22c……第3の非磁性非導電膜、22d……第4の非磁性非導電膜、22dW……透孔、22dWb,22dWE……接続透孔、23……絶縁層、24,26、30、32……フォトレジスト層、24W,26W,30W,32W,33……開口、25……アース電極、25L……導電材層、27a,27b……アース電極接続部、31……接続孔、32……フォトレジスト層、35,36……フォトレジスト層、36W1,36W2,36W3……開口、37H1,37H2,37H3……接続孔、38……MR素子電極、38b……電極接続部、39……フォトレジスト層、41……フォトレジスト層、42……第2の磁気シールドのアース電極、42E・・・後端部、43……中間絶縁層、43WC……コイル接続孔、43W……透孔、44……上層絶縁層、100……記録再生薄膜磁気ヘッド、70……磁気テープ、71……第1の磁気ヘッドスタック、72……第2の磁気ヘッドスタック、100……記録再生磁気ヘッド、200……記録再生磁気ヘッド装置
DESCRIPTION OF
Claims (8)
該磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子は、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子と、フラックスガイドとを有し、
該フラックスガイドは、その前方端が、上記磁気記録媒体との相対的走行面に臨んで配置され、上記第1及び第2の磁気シールド間において、上記フラックスガイドの後方端に上記感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が磁気的に結合されて成り、
該磁気抵抗効果素子の配置部の上記第1及び第2の磁気シールドの互いの対向面の少なくとも一方に、限定的に凹部が形成され、
該凹部によって上記磁気抵抗効果素子の配置部における上記第1及び第2の磁気シールド間の磁気的間隔が大とされたことを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 A magnetoresistive effect type magnetic head element is disposed between the first and second magnetic shields opposed to each other and formed with a relative running surface with the magnetic recording medium on the front surface.
The magnetoresistive effect type magnetic head element has a magnetoresistive effect element constituting a magnetosensitive portion, and a flux guide,
The flux guide is disposed with its front end facing the running surface relative to the magnetic recording medium, and between the first and second magnetic shields, the magnetic sensing portion is disposed at the rear end of the flux guide. The magnetoresistive effect element to be constructed is magnetically coupled,
A recess is limitedly formed on at least one of the opposing surfaces of the first and second magnetic shields of the arrangement portion of the magnetoresistive element,
A magnetoresistive thin-film magnetic head according to claim 1, wherein the magnetic distance between the first and second magnetic shields in the arrangement portion of the magnetoresistive element is increased by the recess.
上記磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、前方面に磁気記録媒体との相対的走行面が形成された相対向する第1及び第2の磁気シールド間に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子が配置されて成り、
該磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子は、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子と、フラックスガイドとを有し、
該フラックスガイドは、その前方端が、上記磁気記録媒体との相対的走行面に臨んで配置され、上記第1及び第2の磁気シールド間において、上記フラックスガイドの後方端に上記感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が磁気的に結合されて成り、
該磁気抵抗効果素子の配置部の上記第1及び第2の磁気シールドの互いの対向面の少なくとも一方に、限定的に凹部が形成され、
該凹部によって上記磁気抵抗効果素子の配置部における上記第1及び第2の磁気シールド間の磁気的間隔が大とされたことを特徴とする記録再生薄膜磁気ヘッド。 A reproducing magnetic head using a magnetoresistive thin film magnetic head and a recording magnetic head using an electromagnetic induction thin film magnetic recording head are laminated.
In the magnetoresistive effect type thin film magnetic head, a magnetoresistive effect type magnetic head element is disposed between the first and second magnetic shields facing each other and having a traveling surface relative to the magnetic recording medium formed on the front surface. Consisting of
The magnetoresistive effect type magnetic head element has a magnetoresistive effect element constituting a magnetosensitive portion, and a flux guide,
The flux guide is disposed with its front end facing the running surface relative to the magnetic recording medium, and between the first and second magnetic shields, the magnetic sensing portion is disposed at the rear end of the flux guide. The magnetoresistive effect element to be constructed is magnetically coupled,
A recess is limitedly formed on at least one of the opposing surfaces of the first and second magnetic shields of the arrangement portion of the magnetoresistive element,
A recording / reproducing thin film magnetic head characterized in that the magnetic distance between the first and second magnetic shields in the arrangement portion of the magnetoresistive element is increased by the recess.
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