JP2007012186A

JP2007012186A - Ｃｐｐ型薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2007012186A
Application number: JP2005192569A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Hayakawa; 康男早川
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2005-06-30
Filing date: 2005-06-30
Publication date: 2007-01-18

Abstract

【課題】センス電流磁界の発生を抑制し、ヘッドの安定性を向上させるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを得る。
【解決手段】下部シールド層と上部シールド層の間に薄膜磁気ヘッド素子を備え、該薄膜磁気ヘッド素子の膜面に対して垂直に電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、下部シールド層及び前記上部シールド層の少なくとも一方に、トラック幅方向に磁気的に分断された複数の分割部を備える。各分割部は、トラック幅方向よりも薄膜磁気ヘッド素子の素子ハイト方向に長く規定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、膜厚方向（膜面に直交する方向）にセンス電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドに関する。

薄膜磁気ヘッド素子として用いられる巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）やトンネル巨大磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ素子）は、素子を構成する各層の膜面に対して平行な方向にセンス電流が流れるＣＩＰ（Current In the Plane）型と、素子を構成する各層の膜面に対して垂直な方向にセンス電流が流れるＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）型とに大別することができる。

図２５は、従来のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド構造を示す断面図である。ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１'は、記録媒体との対向面でシールド間隔Ｒ−ＧＬをあけた下部シールド層１０'及び上部シールド層３０'と、この上下シールド層１０'、３０'間に形成されて記録媒体との対向面に露出する薄膜磁気ヘッド素子２０'と、この薄膜磁気ヘッド素子２０'のハイト方向奥側（図示Ｙ方向奥側）で上下シールド層１０'、３０'の間を埋める絶縁層４０'とを有している。上部シールド層３０'は、薄膜磁気ヘッド素子２０'の上に位置する第１上部シールド層３１'と、この第１上部シールド層３１'よりもハイト方向奥側に位置し、絶縁層４０'内に設けたコンタクトホールを介して下部シールド層１０'と導通接続した第２上部シールド層３２'とに分離されている。図示されていないが、下部シールド層１０'及び上部シールド層３０'の直下にはシールド下地層がそれぞれ形成されている。

センス電流Ｉは、第１上部シールド層３１'から薄膜磁気ヘッド素子２０'、下部シールド層１０'を経由して第２上部シールド層３２'へ流れる。あるいは、第２上部シールド層３２'から下部シールド層１０'、薄膜磁気ヘッド素子２０'を経由して第１上部シールド層３１'へ流れる。
特開２００４−１９３２４６号公報特開２００４−１９３２４７号公報特開２００４−２２１４６３号公報

上記従来構造の薄膜磁気ヘッドでは、周知のように上下のシールド層１０'、３０'がＮｉＦｅ等の軟磁性材料で形成されている。このため、シールド層１０'、３０'にセンス電流Ｉが流れると、ＡＭＲ（異方性磁気抵抗）効果が生じてシールド層１０'、３０'の抵抗が低減し、この抵抗変化が薄膜磁気ヘッド素子２０'の素子出力に対してノイズとなる。さらに、センス電流Ｉはシールド層１０'、３０'の膜面に対して垂直に流れるため、図２５に示すように図示時計回りのセンス電流磁界（還流磁界）がシールド層１０'、３０'の膜面内に発生してしまう。発生したセンス電流磁界は、ハイト方向奥側に向いているシールド層１０'、３０'の磁区や磁気異方性を乱す要因となり、シールド層１０'、３０'に起因するヘッド不安定性を増長させるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、センス電流磁界の発生を抑制し、ヘッドの安定性を向上させるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを得ることを目的とする。

本発明は、シールド層のハイト方向の透磁率は下げずにトラック幅方向の透磁率を下げれば、磁気シールド効果を良好に維持しつつ、センス電流によるセンス電流磁界（還流磁界）の発生を抑制できることに着眼し、さらにハイト方向の透磁率を下げずにトラック幅方向の透磁率を下げる構成としては、シールド層に、該シールド層をトラック幅方向に磁気的に分断した複数の分割部を設けることが最適であることを提案するものである。

すなわち、本発明は、下部シールド層と上部シールド層の間に薄膜磁気ヘッド素子を備え、該薄膜磁気ヘッド素子の膜面に対して垂直に電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、下部シールド層及び上部シールド層の少なくとも一方は、トラック幅方向に磁気的に分断された複数の分割部を備え、この複数の分割部は、各々がトラック幅方向よりも薄膜磁気ヘッド素子の素子ハイト方向に長いことを特徴としている。

上記態様によれば、各分割部の分断端面に磁極が生じるので、シールド層の膜面に対して垂直にセンス電流が流れると、各分割部の膜面内で該センス電流によるセンス電流磁界を打ち消す方向に反磁界が生じ、センス電流磁界の発生が抑制される。

複数の分割部は、シールド層の上下面を貫通する複数のスリットを介して各々が物理的に分割されていることが好ましい。この態様によれば、複数の分割部においてシールド層が膜厚方向に完全に切断されているので、センス電流磁界の発生を最大限に抑制できる。複数のスリットは、直線状または非直線状に設けることができる。

複数の分割部は、別の態様として、シールド層の上面または下面を物理的に分割して形成されていることが好ましい。具体的には例えば、シールド層の上面または下面が、複数の凹部と該複数の凹部を介してトラック幅方向に物理的に分割された複数の凸部とによる凹凸面を形成し、この複数の凸部を複数の分割部として構成する。複数の凹部は、直線状または非直線状に設けることができる。この態様によれば、センス電流磁界の発生を十分に抑制することができ、且つ、シールド層を完全に切断して複数の分割部を形成する場合よりも形成容易でヘッド信頼性及び歩留まりを改善できる。

上記複数の分割部は、薄膜磁気ヘッド素子と接触する素子領域に少なくとも設けられていることが好ましい。

複数の分割部の間には、各分割部の間を埋めて平坦化する非磁性材料層を設けることができる。

上部シールド層は、薄膜磁気ヘッド素子の上方に位置して複数の分割部を有する第１上部シールド層と、この第１上部シールド層よりもハイト方向奥側に位置して下部シールド層と磁気的に接続した第２シールド層とを有していることが実際的である。

本発明によれば、センス電流磁界の発生を抑制し、ヘッドの安定性を向上させるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを得ることができる。

以下、図面に基づいて本発明を説明する。各図において、Ｘ方向はトラック幅方向、Ｙ方向はハイト方向（記録媒体からの洩れ磁界方向）、Ｚ方向は記録媒体の移動方向及び薄膜磁気ヘッド素子を構成する各層の積層方向である。

図１〜図１０は、本発明によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの第１実施形態を示している。図１はＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１の構造を素子中央で切断して示す部分断面図、図２はＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１の構造を記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図、図３はＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１を上から見て示す模式平面図である。

ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１は、図示Ｚ方向に所定のシールド間隔Ｒ−ＧＬで離間させた下部シールド層１０と上部シールド層３０の間に薄膜磁気ヘッド素子２０を有し、該薄膜磁気ヘッド素子２０を構成する各層の膜面に対して垂直方向（図示Ｚ方向）にセンス電流Ｉが流れたときに、薄膜磁気ヘッド素子２０の磁気抵抗効果を利用して記録媒体からの洩れ磁界を検出する。

下部シールド層１０及び上部シールド層３０は、磁気シールドとしての機能と薄膜磁気ヘッド素子２０に給電する電極としての機能とを両方備えている。この下部シールド層１０及び上部シールド層３０は、薄膜磁気ヘッド素子２０のトラック幅寸法Ｔｗ及びハイト方向寸法ＭＲｈよりも十分に大きな面積で存在し、幅寸法（図示Ｘ方向）よりも長さ寸法（図示Ｙ方向）が大きく、形状異方性によって図示Ｙ方向に磁化が揃えられている。下部シールド層１０及び上部シールド層３０は、例えばＮｉＦｅのような十分な磁気シールド効果が得られる軟磁性材料から、約１μｍ程度の膜厚で形成されている。

上部シールド層３０は、薄膜磁気ヘッド素子２０の上に位置する第１上部シールド層３１と、この第１上部シールド層３１よりもハイト方向奥側に位置する第２上部シールド層３２とによって分離形成されている。下部シールド層１０は、薄膜磁気ヘッド素子２０よりもハイト方向奥側の第２上部シールド層３２に対向する位置に突出するコンタクト部１０ａを有し、このコンタクト部１０ａを介して第２上部シールド層３２に導通接続する。コンタクト部１０ａの上面位置は、薄膜磁気ヘッド素子２０の上面位置とほぼ同一積層高さ位置である。

上記下部シールド層１０及び上部シールド層３０（第１上部シールド層３１）は、素子領域（薄膜磁気ヘッド素子２０と接触する領域）及びその周囲に、複数のスリット１３、３３と該複数のスリット１３、３３を介して図示Ｘ方向に磁気的且つ物理的に分断された複数の分割部１５、３５とを有している。複数の分割部１５、３５では、各分断端面で図示Ｘ方向に一対の磁極Ｎ、Ｓがそれぞれ生じており、図示Ｘ方向に磁界が印加されると、その印加磁界を打ち消す方向に反磁界が各分割部１５、３５の膜面内で生じることから、図示Ｘ方向の磁界の影響が低減される。また、複数の分割部１５、３５は、各々が幅寸法（図示Ｘ方向の寸法）Ｗよりも長さ寸法（図示Ｙ方向の寸法）Ｌ₁₅、Ｌ₃₅で十分に大きく（Ｗ＜＜Ｌ₃₅＜Ｌ₁₅）、形状異方性により図示Ｙ方向が磁化容易方向となっているので、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の磁気シールド機能を妨げない。複数の分割部１５、３５の間は、各スリット１３、３３を埋める非磁性材料層１４、３４によって平坦化されている。非磁性材料層１４、３４は例えばアルミナから形成できる。

本実施形態では、図２及び図３に示すように、複数のスリット１３、３３が一直線状をなし、複数の分割部１５、３５が一定の幅寸法Ｗ及び長さ寸法Ｌ₁₅、Ｌ₃₅を有する同一の直方体形状をなして平行に並べられている。各分割部１５、３５が幅寸法Ｗよりも長さ寸法Ｌで十分に大きければ（図示Ｙ方向で磁化容易になれば）、複数のスリット１３、３３及び複数の分割部１５、３５は非直線状でもよく、その形状（平面形状、断面形状）は問わない。

薄膜磁気ヘッド素子２０としては、周知のように、巨大磁気抵抗効果を発揮する巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）、トンネル巨大磁気抵抗効果素子（ＴＭＲ）を用いることができる。薄膜磁気ヘッド素子２０は、図２及び図３に示されるように、図示Ｘ方向において下部シールド層１０及び第１上部シールド層３１のほぼ中央部に位置している。薄膜磁気ヘッド素子２０の図示Ｘ方向の両側部には、下部シールド層１０側から順に、第１絶縁層６１、ハードバイアス層６２及び第２絶縁層６３が積層形成されている。第１絶縁層６１及び第２絶縁層６３は、例えばＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂などの絶縁材料で形成され、ハードバイアス層６２と下部シールド層１０及び第１上部シールド層３１との間をそれぞれ埋めている。ハードバイアス層６２は、図示Ｘ方向に磁化されており、薄膜磁気ヘッド素子２０のフリー磁性層に該フリー磁性層の磁化を図示Ｘ方向に揃える縦バイアス磁界を与える。図２では図示されていないが、実際にはハードバイアス層６２の直下に、該ハードバイアス層６２の特性（保磁力、角形比）を向上させるためのバイアス下地層が形成されている。

また下部シールド層１０の上には、薄膜磁気ヘッド素子２０のハイト方向奥側に位置させて、Ａｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂等の絶縁材料からなるバックフィルギャップ層（絶縁層）４０が形成されている。バックフィルギャップ層４０は、薄膜磁気ヘッド素子２０の露出面２０ａ及び下部シールド層１０のコンタクト部１０ａの上面を除く露出面１０ｂを覆っていて、薄膜磁気ヘッド素子２０及びコンタクト部１０ａからのリーク電流を確実に防止する。このバックフィルギャップ層４０の上には、下部シールド層１０のコンタクト部１０ａの周囲に位置させて、下部シールド層１０及び第２上部シールド層３２のコンタクト部１０ａ、３２ａからのリーク電流を防止するエクストラギャップ層４１が形成されている。本実施形態では、エクストラギャップ層４１によって、第２上部シールド層３２のコンタクト部３２ａの形成領域が規定されている。

第１上部シールド層３１と第２上部シールド層３２の間には、薄膜磁気ヘッド素子２０及び下部シールド層１０を経由するセンス電流経路が形成される。図１に示す矢印は、第１上部シールド層３１から第２上部シールド層３２に向かってセンス電流Ｉを流した場合に生じる電流経路を示している。第２上部シールド層３２から第１上部シールド層３１に向かってセンス電流Ｉを流す場合には、センス電流Ｉの流れる方向は逆向きであるが、同様の電流経路ができる。

センス電流Ｉが第１上部シールド層３１の膜面に対して垂直に流れると、図４に矢印で示すように、センス電流Ｉの周囲に時計回りの還流磁界（センス電流磁界）が第１上部シールド層３１の膜面内で発生しようとする。すると、第１上部シールド層３１の膜面内では、図示Ｘ方向に分割された各分割部３５の分断端面に生じる一対の磁極Ｎ、Ｓにより、センス電流磁界を打ち消す方向に反磁界が生じ、センス電流磁界の発生を抑制する。この結果、実際に第１上部シールド層３１の膜面内に生じるセンス電流磁界は小さくなり、センス電流磁界の影響も無視できる程度に小さくなる。よって、センス電流Ｉが膜面に対して垂直に流れても、第１上部シールド層３１の磁区が乱されることなく、良好な磁気シールド機能が発揮される。同様に、センス電流Ｉが下部シールド層１０の膜面に対して垂直に流れ、センス電流Ｉの周囲にセンス電流磁界が発生しようとすると、下部シールド層１０の各分割部１５の分断端面に生じる一対の磁極Ｎ、Ｓによりセンス電流磁界を打ち消す方向に反磁界が生じ、センス電流磁界の発生を抑制するので、下部シールド層１０においても磁区が乱されることなく、良好な磁気シールド機能が発揮される。このように下部シールド層１０及び上部シールド層３０の磁区が安定化していれば、これら上下シールド層１０、３０に起因する磁気ヘッドの不安定性を改善できる。各分割部１５、３５の幅寸法Ｗは、センス電流磁界を打ち消すのに十分な大きさの反磁界が得られる程度に狭く規定してある。

次に、図５〜図１０を参照し、図１〜図３に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１の製造方法の一実施形態について説明する。

先ず、図５に示すように、基板上に下部シールド層１０を全面的に成膜し、下部シールド層１０の上に、形成すべき複数のスリットと複数の分割部の平面的な大きさ（幅寸法、長さ寸法）を同時に規定する第１レジスト層Ｒ１を形成する。下部シールド層１０は、スパッタ法またはメッキ法を用いて、例えばＮｉＦｅなどの軟磁性材料により、約１μｍ程度の膜厚で形成する。第１レジスト層Ｒ１を形成したら、該第１レジスト層Ｒ１で覆われていない下部シールド層１０を例えばイオンミリングにより除去し、除去部分に基板を露出させる。その後、第１レジスト層Ｒ１を除去する。この工程により、図６に示すように、下部シールド層１０に、複数のスリット１３を介して図示Ｘ方向に分割された複数の分割部１５が形成される。

次に、図７に示すように、下部シールド層１０及び露出している基板の上に例えばアルミナからなる非磁性材料層１４を成膜し、この非磁性材料層１４によって各分割部１５の間を埋め、且つ、各分割部１５の上面を覆う。続いて、図８に示すように、例えばＣＭＰ技術を用いて非磁性材料層１４を研磨加工し、各分割部１５と該各分割部１５の間の非磁性材料層１４とを平坦化する。図７及び図８の工程により、複数のスリット１３は非磁性材料層１４で埋められる。

続いて、平坦化した下部シールド層１０（複数の分割部１５、非磁性材料層１４）の上に薄膜磁気ヘッド素子２０を構成する各層を順に積層形成し、その上にトラック幅寸法Ｔｗを規定する第２レジスト層を形成し、この第２レジスト層で覆われていない部分の各層をイオンミリング等により除去する。この工程により、下部シールド層１０（複数の分割部１５）上に、トラック幅寸法Ｔｗを有する断面略台形形状の薄膜磁気ヘッド素子２０が残る。

続いて、薄膜磁気ヘッド素子２０の図示Ｘ方向の両側端面にかけて、第１絶縁層６１、ハードバイアス層６２及び第２絶縁層６３を連続成膜し、第２レジスト層を除去する。続いて、薄膜磁気ヘッド素子２０及び下部シールド層１０の上に、ハイト方向寸法ＭＲｈ及びコンタクト部１０ａを規定する第３レジスト層を形成し、該第３レジスト層に覆われていない薄膜磁気ヘッド素子２０の各層及び下部シールド層１０をイオンミリングやエッチング等で除去し、該除去部分にＡｌ₂Ｏ₃やＳｉＯ₂等の絶縁材料からなるバックフィルギャップ層４０を形成する。形成後は第３レジスト層を除去する。この工程により、図９に示すように、薄膜磁気ヘッド素子２０のハイト方向奥側の露出面２０ａと下部シールド層１０の露出面（コンタクト部１０ａの上面を除く）１０ｂは、バックフィルギャップ層４０で覆われる。

続いて、図１０に示すように、バックフィルギャップ層４０の上にエクストラギャップ層４１を形成し、このエクストラギャップ層４１により、後に形成する第２上部シールド層のコンタクト部形成用の凹空間を形成する。そして、表面に露出している各層（薄膜磁気ヘッド素子２０、バックフィルギャップ層４０、エクストラギャップ層４１及び下部シールド層１０のコンタクト部１０ａ）の表面酸化層を例えばエッチング等により除去してから、上部シールド層３０を形成する。上部シールド層３０は、スパッタ法またはメッキ法を用いて、例えばＮｉＦｅなどの軟磁性材料により約１μｍ程度の膜厚で形成する。

続いて、上部シールド層３０に複数のスリット３３と該複数のスリット３３を介して図示Ｘ方向に分断された複数の分割部３５とを形成し、複数の分割部３５の間は非磁性材料層３４によって平坦化する。複数のスリット３３、複数の分割部３５及び非磁性材料層３４の形成工程は、下部シールド層１０に形成した複数のスリット１３、複数の分割部１５及び非磁性材料層１４の形成工程と同様である。さらに上部シールド層３０には、エクストラギャップ層４１の表面を露出させる開放部を形成し、この開放部によって、薄膜磁気ヘッド素子２０に接する第１上部シールド層３１と下部シールド層１０のコンタクト部１０ａに接する第２上部シールド層３２とに分離する。本実施形態では、第１上部シールド層３１に、複数のスリット３３及び複数の分割部３５を形成してある。

以上の工程により、図１〜図３に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１が得られる。

上記第１実施形態は、下部シールド層１０及び上部シールド層３０をそれぞれ完全に切断して複数の分割部１５、３５を設けた完全分割タイプの実施形態である。シールド層の図示Ｘ方向の透磁率を低下させる（センス電流磁界の発生を抑制する）という観点では、この第１実施形態のように下部シールド層１０及び上部シールド層３０を完全に切断することが好ましい。しかしながら、下部シールド層１０及び上部シールド層３０が厚いと、複数の分割部１５、３５の間を埋める非磁性材料層１４、３４の形成時に非磁性材料層１４、３４がスリット１３、３３の隅々まで入り込めず、図１１に示すような隙間αが生じやすい問題がある。隙間αは欠陥である。よって、隙間αが生じると、ヘッドの信頼性及び歩留まりが悪くなり、好ましくない。以下では、この第１実施形態の問題点を解消する第２実施形態について説明する。

図１２〜図１４、本発明の第２実施形態によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを示している。図１２はＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１００の構造を素子中央で切断して示す部分断面図、図１３はＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１００の構造を記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図、図１４はＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１００を上から見て示す模式平面図である。

第２実施形態は、第１実施形態のスリット１３、３３が浅ければ非磁性材料層１４、３４の形成時に隙間が生じないことに着眼し、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の膜厚方向の一部を切断して複数の分割部１１５、１３５を設けた部分分割タイプの実施形態である。

具体的には、図１３及び図１４に示すように、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の上下面のいずれか一方を複数の凹部１１０ａ、１３０ａと凸部１１０ｂ、１３０ｂとからなる凹凸面１１０、１３０で形成し、この複数の凹部１１０ａ、１３０ａを介して図示Ｘ方向に磁気的に分断された複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂを、複数の分割部１１５、１３５として備えている。本実施形態では、下部シールド層１０の上面が凹凸面１１０を形成し、上部シールド層３０の下面が凹凸面１３０を形成している。この凹凸面１１０、１３０以外では、下部シールド層１０及び上部シールド層３０は図示Ｘ方向に連続している。

複数の凹部１１０ａ、１３０ａは、複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂの間を平坦化する非磁性材料層１１４、１３４によって、隙間なく埋められている。各凹部１１０ａ、１３０ａの深さは０．５μｍ程度である。

複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂでは、各分断端面で図示Ｘ方向に一対の磁極Ｎ、Ｓが生じる。図１５に示すように、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の膜面に対して垂直に流れるセンス電流Ｉの周囲に還流磁界（センス電流磁界）が生じようとすると、複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂの膜面内にセンス電流磁界を打ち消す方向に反磁界が生じ、この反磁界によってセンス電流磁界の発生が抑制される。これにより、センス電流Ｉが下部シールド層１０及び上部シールド層３０を垂直に流れても、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の磁区が乱されずに済む。また、複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂは、各々が幅寸法（図示Ｘ方向の寸法）Ｗよりも長さ寸法（図示Ｙ方向の寸法）Ｌ₁₅、Ｌ₃₅で十分に大きく（Ｗ＜＜Ｌ₃₅＜Ｌ₁₅）、形状異方性により図示Ｙ方向が磁化容易方向となっているので、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の磁気シールド機能を妨げない。

この第２実施形態では、複数の凹部１１０ａ、１３０ａが直線状をなし、複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂが一定の幅寸法Ｗ及び長さ寸法Ｌを有する同一の直方体形状をなして平行に並べられている。複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂが幅寸法Ｗよりも長さ寸法Ｌで十分に大きければ（図示Ｙ方向で磁化容易になれば）、複数の凹部１１０ａ、１３０ａ及び複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂは非直線状でもよく、その形状（平面形状、断面形状）は問わない。

次に、図１６〜図２２を参照し、図１２〜図１４に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１００の製造方法の一実施形態について説明する。

先ず、図１６に示すように、基板上に下部シールド層１０を全面的に成膜し、下部シールド層１０の上に、複数の凹部と複数の凸部の平面的な大きさ（幅寸法、長さ寸法）を同時に規定する第１レジスト層Ｒ１０を形成する。下部シールド層１０は、スパッタ法またはメッキ法を用いて、例えばＮｉＦｅなどの軟磁性材料により、約１μｍ程度の膜厚で形成する。

次に、形成すべき凹部の規定深さまで、第１レジスト層Ｒ１０で覆われていない下部シールド層１０を例えばイオンミリングにより削り、その後に第１レジスト層Ｒ１０を除去する。この工程により、図１７に示すように、下部シールド層１０の上面が、複数の凹部１１０ａと該複数の凹部１１０ａにより図示Ｘ方向に分断された複数の凸部１１０ｂとからなる凹凸面１１０になる。複数の凹部１１０ａの深さは０．５μｍ程度に規定する。

続いて、図１８に示すように、下部シールド層１０の上に例えばアルミナからなる非磁性材料層１１４を成膜し、この非磁性材料層１１４によって複数の凹部１１０ａを完全に埋め、且つ、複数の凹部１１０ａ及び凸部１１０ｂの上面を覆う。複数の凹部１１０ａの深さは上述したように０．５μｍ程度と浅く規定されているので、非磁性材料層１１４を形成する際に、該非磁性材料層１１４と凹部１１０ａの間に隙間を生じさせない。そして、図１９に示すように、例えばＣＭＰ技術を用いて非磁性材料層１１４を研磨加工し、各凸部１１０ｂと該各凸部１１０ｂの間の非磁性材料層１１４とを平坦化する。

続いて、平坦化した凹凸面１１０を含む下部シールド層１０の上に薄膜磁気ヘッド素子２０を形成し、この薄膜磁気ヘッド素子２０の図示Ｘ方向の両側領域に第１絶縁層６１、ハードバイアス層６２及び第２絶縁層６３を順に形成する。そして、薄膜磁気ヘッド素子２０のハイト方向奥側にバックフィルギャップ層４０を形成し、このバックフィルギャップ層４０の上にエクストラギャップ層４１を形成する。これら薄膜磁気ヘッド素子２０、第１絶縁層６１、ハードバイアス層６２、第２絶縁層６３、バックフィルギャップ層４０及びエクストラギャップ層４１の製造工程は、上述した第１実施形態と同一であるから、ここでの詳細な説明は省略する。

エクストラギャップ層４１まで形成したら、図２０に示すように、薄膜磁気ヘッド素子２０及びエクストラギャップ層４１の上に非磁性材料層１３４を全面的に成膜する。このとき、非磁性材料層１３４の膜厚は形成すべき凹部の深さに一致させる。具体的には０．５μｍ程度にする。続いて、同図２０に示すように、非磁性材料層１３４の上に、複数の凹部と凸部の平面的な大きさ（幅寸法、長さ寸法）を同時に規定する第２レジスト層Ｒ２０を形成する。そして、第２レジスト層Ｒ２０で覆われていない非磁性材料層１３４を例えばイオンミリングにより除去し、除去部分に薄膜磁気ヘッド素子２０の最上面及びエクストラギャップ層４１を露出させる。この工程により、図２１に示すように、非磁性材料層１３４は図示Ｘ方向に複数並んで形成される。

続いて、図２２に示すように、非磁性材料層１３４とこの非磁性材料層１３４から露出している薄膜磁気ヘッド素子２０の最上面及びエクストラギャップ層４１との上にメッキ下地膜３００を全面的に形成し、メッキ法を用いて、このメッキ下地膜３００上に上部シールド層３０を形成する。上述したように非磁性材料層１３４は０．５μｍ程度と浅く規定されているので、メッキ下地膜３００を形成する際に、該メッキ下地膜３００と非磁性材料層１３４、薄膜磁気ヘッド素子２０、及びエクストラギャップ層４１との間に隙間を生じさせない。上部シールド層３０は、例えばＮｉＦｅなどの軟磁性材料により、約１μｍ程度の膜厚で形成する。図２２の工程により、上部シールド層３０の下面が、複数の凹部１３０ａと該複数の凹部１３０ａにより図示Ｘ方向に分断された複数の凸部１３０ｂとからなる凹凸面１３０になる。

続いて、例えばＣＭＰ技術を用いて上部シールド層３０の上面を平坦化し、さらに、エクストラギャップ層４１の表面を露出させる開放部を上部シールド層３０に形成する。この開放部によって、上部シールド層３０は、薄膜磁気ヘッド素子２０に接する第１上部シールド層３１と下部シールド層のコンタクト部１０ａに接する第２上部シールド層３２とに分離される。

以上の工程により、図１３〜図１５に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド１００が得られる。

以上の第２実施形態によれば、下部シールド層１０及び上部シールド層３０の膜厚方向の一部が図示Ｘ方向に分断されているので、第１実施形態の完全分割タイプには劣るもののセンス電流磁界の発生を十分抑制でき、センス電流Ｉによって下部シールド層１０及び上部シールド層３０の磁区や磁気異方性が乱されることもなく、ヘッドの安定性を向上できる。同時に、下部シールド層１０及び上部シールド層３０が厚くても複数の分割部１１５、１３５（複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂ）の間に非磁性材料層１１４、１３４を隙間なく埋めることが第１実施形態よりも簡単にでき、ヘッドの信頼性及び歩留まりが改善される。

第２実施形態では、複数の凹部１１０ａ、１３０ａと複数の凸部１１０ｂ、１３０ｂからなる凹凸面１１０、１３０が下部シールド層１０の上面、上部シールド層３０の下面にそれぞれ形成されているが、凹凸面を形成する膜面位置及びその組み合わせはこれに限定されない。例えば、下部シールド層１０の下面及び上部シールド層３０の下面にそれぞれ形成してもよい。

以上の各実施形態では、下部シールド層１０及び上部シールド層３０に複数の分割部１５、３５（１１５、１３５）を備えているが、複数の分割部１５、３５（１１５、１３５）は下部シールド層１０及び上部シールド層３０の全面に備えられている必要は必ずしもなく、少なくとも素子領域（薄膜磁気ヘッド素子２０の上方及び下方に位置する領域）、より好ましくは素子領域とその周囲に形成されていればヘッド安定性を改善できる。

センス電流磁界の発生を効果的に抑制するには、上記各実施形態のように下部シールド層と上部シールド層の両方に複数の分割部を備えることが好ましいが、下部シールド層及び上部シールド層のいずれか一方に複数の分割部が備えられていれば、センス電流磁界の発生を抑制する効果が得られる。

第１実施形態では複数のスリット１３、３３が、第２実施形態では複数の凹部１１０ａ、１３０ａがそれぞれ一直線状に設けられているが、図２３に示すように曲線状で複数のスリット２１３及び複数の凹部２１０ａを設けてもよく、また、図２４に示すように各々が異なる形状で複数のスリット３１３及び複数の凹部３１０ａを設けてもよい。

上記各実施形態では、薄膜磁気ヘッド素子２０の直下位置及び直上位置に下部シールド層１０及び上部シールド層３０が積層してあるが、薄膜磁気ヘッド素子２０と下部シールド層１０及び上部シールド層３０との間には、下部シールド層１０及び上部シールド層３０よりも比抵抗の小さい非磁性金属膜が介在していてもよい。この非磁性金属膜は、下部シールド層１０及び上部シールド層３０とともに電極として機能する。

上記各実施形態のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドは、再生用薄膜磁気ヘッドのみでなく、この再生用薄膜磁気ヘッド上にさらに記録用のインダクティブヘッドを積層した録再用薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。

本発明の第１実施形態であるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を素子中央で切断して示す部分断面図である。図１のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを上から見て示す模式平面図である。図１のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、センス電流により生じようとする還流磁界（センス電流磁界）と、シールド層の膜面内でこの還流磁界を打ち消す方向に生じる反磁界との関係を説明する模式図である。図１のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの製造方法の一工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図５に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図６に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図７に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図８に示す工程の次工程を、素子中央で切断して示す部分断面図である。図９に示す工程の次工程を、素子中央で切断して示す部分断面図である。図７に示す非磁性材料層の形成工程で生じた隙間を示す部分断面図である。本発明の第２実施形態であるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を素子中央で切断して示す部分断面図である。図１２のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図１２のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを上から見て示す模式平面図である。図１２のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、センス電流により生じようとする還流磁界（センス電流磁界）と、シールド層の膜面内でこの還流磁界を打ち消す方向に生じる反磁界との関係を示す模式図である。図１２に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの製造方法の一工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図１６に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図１７に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図１８に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図１９に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図２０に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。図２１に示す工程の次工程を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。曲線状で設けた複数のスリット（複数の凹部）を示す平面図である。各々が異なる形状で設けた複数のスリット（複数の凹部）を示す平面図である。ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの従来構造を、素子中央で切断して示す部分断面図である。

符号の説明

１ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド
１０下部シールド層
２０薄膜磁気ヘッド素子
３０上部シールド層
３１第１上部シールド層
３２第２上部シールド層
１３、３３スリット
１４、３４非磁性材料層
１５、３５分割部
４０バックフィルギャップ層（絶縁層）
４１エクストラギャップ層
６１第１絶縁層
６２ハードバイアス層
６３第２絶縁層
１１０、１３０凹凸面
１１０ａ、１３０ａ凹部
１１０ｂ、１３０ｂ凸部
１１４、１３４非磁性材料層
１１５、１３５分割部
３００メッキ下地膜

Claims

下部シールド層と上部シールド層の間に薄膜磁気ヘッド素子を備え、該薄膜磁気ヘッド素子の膜面に対して垂直に電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部シールド層及び前記上部シールド層の少なくとも一方は、トラック幅方向に磁気的に分断された複数の分割部を備え、この複数の分割部は、各々が前記トラック幅方向よりも前記薄膜磁気ヘッド素子の素子ハイト方向に長いことを特徴とするＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項１記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数の分割部は、前記シールド層の上下面を貫通する複数のスリットを介して各々が物理的に分割されているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項２記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数のスリットは直線状に設けられているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項２記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数のスリットは非直線状に設けられているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項１記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数の分割部は、前記シールド層の上面または下面を物理的に分割して形成されているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項５記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記シールド層の上面または下面は、複数の凹部と該複数の凹部を介して前記トラック幅方向に物理的に分割された複数の凸部とによる凹凸面を形成しており、この複数の凸部が前記複数の分割部を構成しているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項６記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数の凹部は直線状に設けられているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項６記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数の凹部は非直線状に設けられているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項１ないし８のいずれか一項に記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数の分割部は、前記薄膜磁気ヘッド素子と接触する素子領域に少なくとも設けられているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項１ないし９のいずれか一項に記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記複数の分割部の間を埋めて平坦化する非磁性材料層を設けたＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
請求項１ないし１０のいずれか一項に記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記上部シールド層は、前記薄膜磁気ヘッド素子の上方に位置して前記複数の分割部を有する第１上部シールド層と、この第１上部シールド層よりもハイト方向奥側に位置して前記下部シールド層と磁気的に接続した第２シールド層とを有しているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。