JP2008077729A - 磁気抵抗効果素子、それを有する読み取りヘッド並びに記録装置 - Google Patents

磁気抵抗効果素子、それを有する読み取りヘッド並びに記録装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ハード膜の保護に優れた磁気抵抗効果素子、及び、それを有する読み取りヘッド並びに記録装置を提供する。
【解決手段】磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を印加する一対のハードバイアス膜を有し、前記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子であって、各ハードバイアス膜は、積層面に平行な断面において、前記磁気抵抗効果膜が露出する露出面から少なくとも部分的に退避していることを特徴とすることを特徴とする磁気抵抗効果素子を提供する。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、一般には、磁気抵抗効果素子に係り、特に、バイアス磁界を印加するハードバイアス膜を有すると共に読み取りセンサ膜としての磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を印加する磁気抵抗効果素子の構造に関する。本発明は、例えば、ハードディスク装置（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｃ Ｄｒｉｖｅ：ＨＤＤ）の読み取りヘッドに好適である。
近年のインターネット等の普及に伴って画像、映像を含む大容量の情報を安定して記録再生する磁気ディスク装置の需要が増大してきた。大容量化の需要に応えるために面記録密度を増加すると、磁気記録情報の最小単位である１ビットの記録媒体上での面積が縮小し、記録媒体から得られる信号磁界が弱くなる。この微弱な信号磁界を読み取るためには小型で高感度な読み取りヘッドが必要である。
かかるヘッドとして、ＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ ｉｎ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドやＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッドが従来から知られている。これらは磁気抵抗効果素子を使用し、磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を印加すると共にノイズを抑えるために永久磁石膜（以下、「ハードバイアス膜」と呼ぶ。）を磁気抵抗効果膜の両側に配置している。
このような磁気抵抗効果素子では、ハードバイアス膜はＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金などの磁性材料から構成される。また、磁気抵抗効果膜の上下には、外部磁界をシールドするＮｉＦｅなどから構成されるシールド層が設けられる。ハードバイアス膜とシールド層との間は非磁性ギャップ層により電気的に絶縁される。磁気抵抗効果素子のヘッド浮上面には、磁気抵抗効果膜に加えて、ハードバイアス膜、シールド層、ギャップ層が露出する。
従来技術としては、例えば、特許文献１及び２がある。
特開平０５−６２１３０号公報 特開平０８−１４７６３３号公報
微弱な信号磁界を読み取るためには、ディスク上で浮上するヘッドをディスクに近づける必要が生じ、ヘッド浮上量の減少により、磁気抵抗効果素子の浮上面がディスクと衝突する確率が高まっている。その際、ハードバイアス膜の傷（「スメア」ともいう。）により、センサ膜の積層面に平行にバイアス磁界がかからなくなり、読み取り感度が劣化する。更に、スメアがギャップ層を越えてシールド層に延び、ハードバイアス膜とシールド層とが導通（短絡）すれば積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子は不良品となる。従って、安定した記録再生にはハードバイアス膜を保護する必要がある。
このため、本発明は、ハードバイアス膜の保護に優れた磁気抵抗効果素子、及び、それを有する読み取りヘッド並びに記録装置を提供することを例示的な目的とする。
本発明の一側面としての磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を印加する一対のハードバイアス膜を有し、前記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子であって、各ハードバイアス膜は、積層面に平行な断面において、前記磁気抵抗効果膜が露出する露出面から少なくとも部分的に退避していることを特徴とすることを特徴とする。かかる磁気抵抗効果素子は、ハードバイアス膜が露出面から退避して外部部材と接触しにくくなり、外部衝撃から保護される。露出面は磁気抵抗効果素子がヘッドに搭載されれば浮上面に相当する。
前記一対のハードバイアス膜は、例えば、前記断面において、前記磁気抵抗効果膜との隣接部において前記露出面側に突出した略凸形状を形成する。これにより、磁気抵抗効果膜付近以外のハードバイアス膜を保護することができる。また、各ハードバイアス膜は、前記露出面から少なくとも部分的に１０ｎｍ以上退避してもよい。各ハードバイアス膜は、前記断面において前記露出面の側に、前記磁気抵抗効果膜から離れるに従って前記露出面から離れるように傾斜した傾斜面を有する。このような傾斜面は、露出面に対して垂直に延びる垂直面よりもバイアス磁界を維持し易いので好ましい。
前記傾斜面は、前記断面において前記露出面に垂直で前記磁気抵抗効果膜を半分にする面に関して対称であることが好ましい。これにより、バイアス磁界を維持し易くなる。前記傾斜面の前記露出面との傾斜角度は、例えば、３０°乃至６０°である。各ハードバイアス膜は、前記露出面の側において、前記露出面と平行で前記露出面から退避した水平面を有し、前記一対の水平面は同一平面を構成してもよい。これにより、バイアス磁界を維持し易くなる。
前記磁気抵抗効果素子は、各ハードバイアス膜の前記露出面側の側面に形成される絶縁層を更に有してもよい。これにより、ハードバイアス膜は絶縁層により露出面から露出することから保護される。前記絶縁層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２から構成される。
本発明の別の側面としての製造方法は、磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を印加する一対のハードバイアス膜を有し、前記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子の製造方法であって、前記ハードバイアス膜をスパッタリングにより成膜するステップと、前記磁気抵抗効果膜が露出する露出面側の前記ハードバイアス膜の側面に絶縁層を成膜するステップとを有することを特徴とする。かかる製造方法は、上述の作用を奏する磁気抵抗効果素子を製造することができる。
上述の製造方法によって製造された磁気抵抗効果素子又は上述の磁気抵抗効果素子と、前記センス電流を供給する手段と、信号磁界に応じて変化する前記磁気抵抗効果素子の電気抵抗の変化から信号を読み取る手段とを有することを特徴とする読み取りヘッドも本発明の一側面を構成する。また、上述の読み取りヘッドと書き込みヘッドを含む磁気ヘッド部と、当該磁気ヘッド部によって記録再生される磁気記録媒体を駆動する駆動部とを有する記録装置も本発明の一側面を構成する。
本発明の更なる目的又はその他の特徴は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施例によって明らかにされるであろう。
本発明によれば、ハードバイアス膜の保護に優れた磁気抵抗効果素子、及び、それを有する読み取りヘッド並びに記録装置を提供することができる。
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例としてのＨＤＤ１００を説明する。ＨＤＤ１００は、図１に示すように、筐体１０２内に、記録媒体（又は記憶媒体）としての一又は複数の磁気ディスク１０４と、スピンドルモータ１０６と、ヘッドスタックアッセンブリ（Ｈｅａｄ Ｓｔａｃｋ Ａｓｓｅｍｂｌｙ：ＨＳＡ）１１０とを収納する。ここで、図１は、ＨＤＤ１００の内部構造の概略平面図である。
筐体１０２は、例えば、アルミダイカストやステンレスなどから構成され、直方体形状を有し、内部空間を密閉する図示しないカバーが結合される。磁気ディスク１０４は高い面記録密度、例えば、１００Ｇｂ／ｉｎ２以上を有する。磁気ディスク１０４は、その中央に設けられた孔を介してスピンドルモータ１０６のスピンドル（ハブ）に装着される。
スピンドルモータ１０６は、例えば、図示しないブラシレスＤＣモータとそのロータ部分であるスピンドルを有する。例えば、２枚のディスク１０４を使用する場合、スピンドルには、ディスク、スペーサー、ディスク、クランプリングと順に積まれてスピンドルと締結したボルトによって固定される。
ＨＳＡ１１０は、磁気ヘッド部１２０と、キャリッジ１７０と、ベースプレート１７８と、サスペンション１７９とを有する。
磁気ヘッド部１２０は、スライダ１２１と、スライダ１２１の空気流出端に接合されて、読み出し及び書き込み用のヘッド１２２を内蔵するヘッド素子内蔵膜１２３とを有する。
スライダ１２１は、略直方体に形成されるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）製であり、ヘッド１２２を支持して回転するディスク１０４の表面から浮上する。ヘッド１２２は、ディスク１２２に記録再生を施す。スライダ１２１の磁気ディスク１０４に対向する面は浮上面１２５として機能する。磁気ディスク１０４の回転に基づき生成される気流１２６は浮上面１２５に受け止められる。ここで、図２は、磁気ヘッド部１２０の概略斜視図である。
図３Ａは、従来のヘッドの拡大平面図である。図４Ａは、本発明の第１の実施例によるヘッド１２２の拡大平面図である。図５Ａは、本発明の第２の実施例によるヘッド１２２の拡大平面図である。
ヘッド１２２は、例えば、図示しない導電コイルパターンで生起される磁界を利用してディスク１０４に２値情報を書き込む誘導書き込みヘッド素子（以下、「インダクティブヘッド素子」という。）１３０と、磁気ディスク１０４から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を読み取る磁気抵抗効果（以下、「ＭＲ」という。）ヘッド素子１４０とを有するＭＲインダクティブ複合ヘッドである。
図３Ａに示す従来のヘッドは、インダクティブヘッド素子１３０とＭＲヘッド素子１０を有する。図４Ａに示すヘッドは、インダクティブヘッド素子１３０とＭＲヘッド素子１４０を有する。図５Ａに示すヘッドは、インダクティブヘッド素子１３０とＭＲヘッド素子１４０Ａを有する。図３Ａ、図４Ａ、図５Ｂは、浮上面１２５から見たＭＲヘッド素子１０、１４０及び１４０Ａの概略平面図である。
インダクティブヘッド素子１３０は、非磁性ギャップ層１３２と、上部磁極層１３４と、Ａｌ２Ｏ３からなる絶縁膜１３６と、上部シールド兼上部電極層１３９とを有する。但し、後述するように、上部シールド兼上部電極１３９はＭＲヘッド素子１０、１４０又は１４０Ａの一部も構成する。
非磁性ギャップ層１３２は、上部シールド兼上部電極層１３９の表面に沿って広がり、例えば、Ａｌ２Ｏ３から構成される。上部磁極層１３４は、非磁性ギャップ層１３２に関して上部シールド兼上部電極層１３９と反対側に設けられ、例えば、ＮｉＦｅから構成される。絶縁膜１３６は、非磁性ギャップ層１３２の表面に沿って広がって上部磁極層１３４を覆い、ヘッド素子内蔵膜１２３を構成する。絶縁膜１３６は、例えば、Ａｌ２Ｏ３から構成される。上部磁極層１３４及び上部シールド兼上部電極層１３９は協働してインダクティブヘッド素子１３０の磁性コアを構成する。インダクティブヘッド素子１３０の下部磁極層はＭＲヘッド素子１４０の上部シールド層１３９として機能する。導電コイルパターンで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層１３２の働きで、上部磁極層１３４と上部シールド兼上部電極層１３９とを行き交う磁束流は浮上面１２５から漏れ出る。こうして漏れ出る磁束流によって記録磁界（ギャップ磁界）は形成される。
従来のＭＲヘッド素子１０は、図３Ａに示すように、上部シールド層１３９と、下部シールド層１４２と、上部ギャップ層１４４と、下部ギャップ層１４６と、磁気抵抗効果膜１５０と、磁気抵抗効果膜１５０の両側に配置された一対のハードバイアス膜１６０とを有する。
ＭＲヘッド素子１４０は、図４Ａに示すように、上部シールド層１３９と、下部シールド層１４２と、上部ギャップ層１４４と、下部ギャップ層１４６と、磁気抵抗効果膜１５０と、磁気抵抗効果膜１５０の両側に配置された一対のハードバイアス膜１６０Ａと、絶縁層１６９とを有する。このように、ＭＲヘッド素子１４０はハードバイアス膜１６０Ａを有するのに対してＭＲヘッド素子１０はハードバイアス膜１６０を有し、ＭＲヘッド素子１４０が絶縁層１６９を有するのに対してＭＲヘッド素子１０はこのような絶縁層は有しない点でＭＲヘッド素子１４０はＭＲヘッド素子１０と相違する。
ＭＲヘッド素子１４０Ａは、図５Ａに示すように、上部シールド層１３９と、下部シールド層１４２と、上部ギャップ層１４４と、下部ギャップ層１４６と、磁気抵抗効果膜１５０と、磁気抵抗効果膜１５０の両側に配置された一対のハードバイアス膜１６０Ｂと、絶縁層１６９Ａとを有する。このように、ＭＲヘッド素子１４０Ａはハードバイアス膜１６０Ｂを有するのに対してＭＲヘッド素子１０はハードバイアス膜１６０を有し、ＭＲヘッド素子１４０Ａが絶縁層１６９Ａを有するのに対してＭＲヘッド素子１０はこのような絶縁層は有しない点でＭＲヘッド素子１４０ＡはＭＲヘッド素子１０と相違する。
上下のシールド層１３９及び１４２は、例えば、ＮｉＦｅから構成される。ギャップ層１４４及び１４６は、例えば、ＴａやＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料から構成される。
磁気抵抗効果膜１５０は、例えば、ＴＭＲ膜から構成される。この場合、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａに示す下から順に、フリー（強磁性）層１５２、（非磁性）絶縁層１５４、ピンド（磁性）層１５６、反強磁性層１５８を有する。ＴＭＲ膜は、絶縁層１５４を２つの強磁性層で挟んだ構造を持つ強磁性トンネル接合を有し、２つの強磁性層間に電圧を印加した場合に−側の強磁性層中の電子が絶縁層をくぐり抜けて＋側の強磁性層にトンネルする現象を利用する。絶縁層１５４には、例えば、Ａｌ２Ｏ３膜を使用する。
磁気抵抗効果膜１５０はスピンバルブ膜であってもよい。この場合、ＭＲ素子はＣＰＰ−ＧＭＲ素子となる。この場合のスピンバルブ膜は、図３Ａ、図４Ａ、図５Ａに示す下から順に、フリー層１５２と、非磁性中間層１５４と、ピンド磁性層１５６と、交換結合層（反強磁性層）１５８とを有する。但し、通常、交換結合層の上部とフリー層の下部にはそれぞれ保護層とＴａ等の非磁性下地層が追加される。また、スピンバルブ膜は、トップ型スピンバルブ、ボトム型スピンバルブ、デュアルスピンバルブ構造など種類を問わない。
このように、ＭＲヘッド素子１０、１４０又は１４０Ａは、矢印ＣＦで示すように、磁気抵抗効果膜１５０の積層面に垂直に又は積層方向に平行にセンス電流を印加するＣＰＰ構造を有する。
ハードバイアス膜１６０は、ノイズを抑えるバイアス磁界を発生させる。ハードバイアス膜１６０は、例えば、ＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金などの磁性材料から構成される。本実施例ではハードバイアス膜１６０はＣｏＣｒＰｔ合金である。但し、通常、ハードバイアス膜１６０にはＣｒやＣｒＴｉ合金、ＴｉＷ合金などからなる下地層が追加される。また、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の場合にはハードバイアス膜１６０上に絶縁膜が積層される。
図３Ｂは、図３Ａにおいて上部ギャップ層１４４と上部シールド層１３９を積層する前のハードバイアス膜１６０と磁気抵抗効果膜１５０の概略平面図（又は図３ＡのＡＡ断面図）である。同様に、図４Ｂは、図４Ａにおいて上部ギャップ層１４４と上部シールド層１３９を積層する前のハードバイアス膜１６０Ａ、絶縁層１６９、磁気抵抗効果膜１５０の概略平面図（又は図４ＡのＢＢ断面図）である。更に、図５Ｂは、図５Ａにおいて上部ギャップ層１４４と上部シールド層１３９を積層する前のハードバイアス膜１６０Ｂ、絶縁層１６９Ａ、磁気抵抗効果膜１５０の概略平面図（又は図５ＡのＣＣ断面図）である。図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂにおいては、底面が浮上面１２５であり、磁気抵抗効果膜１５０が露出する露出面である。
従来のＭＲ素子１０のハードバイアス膜１６０は浮上面１２５において露出している。このため、図３Ａに示すように、ハードバイアス膜１６０が浮上面１２５でディスク１０４とこすれてスメアＳ１及びＳ２が発生し易い。スメアＳ１はハードバイアス膜１６０と上部シールド層１３９とを短絡し、スメアＳ２はハードバイアス膜１６０と下部シールド層１４２とを短絡する。この結果、センス電流が磁気抵抗効果膜１５０をうまく流れず、ＭＲヘッド素子１０は不良品になりやすい。特に、今後の高記録密度ディスクではヘッド浮上量が低下し、ハードバイアス膜１６０とディスク１０４が衝突する可能性が高い。
これに対して、ハードバイアス膜１６０Ａ及び１６０Ｂは、浮上面（露出面）１２５から少なくとも部分的に退避している。ハードバイアス膜１６０Ａは、領域１６１において浮上面１２５に露出し、領域１６２及び１６３において浮上面１２５から退避又は離間している。換言すれば、ハードバイアス膜１６０Ａは、領域１６２及び１６３では浮上面１２５から露出していない。ハードバイアス膜１６０Ａは、浮上面１２５に露出する部分が実質的になく、領域１６４及び１６５において浮上面１２５から退避又は離間している。換言すれば、ハードバイアス膜１６０Ｂは、実質的に浮上面１２５から露出する部分がない。かかるＭＲヘッド素子１４０及び１４０Ａは、ハードバイアス膜１６０Ａ及び１６０Ｂが浮上面１２５から退避してディスク１０４と接触しにくくなり、外部衝撃から保護される。
図４Ｂに示す領域１６１の水平方向の長さは小さければ小さいほど好ましい。領域１６１の水平方向の長さが０になった状態が図５Ｂに相当する。しかし、領域１６１の水平方向の長さを完全に０にするのはコスト又は製造技術の面から困難な場合がある。そこで、本発明は、領域１６１の水平方向の長さが完全に０でなくてもよいとしている。
一対のハードバイアス膜１６０Ａは、図４Ｂに示すように、磁気抵抗効果膜１５０との隣接部である領域１６１及び１６２において浮上面１２５側に突出した略凸形状を形成する。また、一対のハードバイアス膜１６０Ｂは、図５Ｂに示すように、磁気抵抗効果膜１５０との隣接部である領域１６４において浮上面１２５側に突出した略凸形状を形成する。これにより、磁気抵抗効果膜１５０付近以外の領域１６３及び１６５でハードバイアス膜１６０Ａ及び１６０Ｂを保護することができる。
ハードバイアス膜１６０Ａ及び１６０Ｂの退避量、例えば、領域１６３及び１６５における退避量Ｌ１、Ｌ２は、１０ｎｍ以上であれば十分である。
ハードバイアス膜１６０Ａは、浮上面１２５の側に、磁気抵抗効果膜１５０から離れるに従って浮上面１２５から離れるように傾斜した傾斜面１６２ａを有する領域１６２を含む。また、ハードバイアス膜１６０Ｂは、浮上面１２５の側に、磁気抵抗効果膜１５０から離れるに従って浮上面１２５から離れるように傾斜した傾斜面１６４ａを有する領域１６４を含む。このような傾斜面１６２ａ及び１６４ａは、浮上面１２５に対して垂直に延びる垂直面（即ち、図４Ｂ及び図５Ｂにおけるθが９０°の時の傾斜面）よりもバイアス磁界を維持し易いので好ましい。傾斜面１６２ａ及び１６４ａの浮上面１２５との傾斜角度は、３０°乃至６０°が好ましい。６０°以上ではバイアス磁界の維持が困難になり、３０°以下ではハードバイアス膜の浮上面１２５からの退避量を十分に確保できないからである。
ハードバイアス膜１６０Ａは、浮上面１２５の側において、浮上面１２５と平行で浮上面１２５から退避した水平面１６３ａを有する領域１６３を含む。また、ハードバイアス膜１６０Ｂは、浮上面１２５の側において、浮上面１２５と平行で浮上面１２５から退避した水平面１６５ａを有する領域１６５を含む。
傾斜面１６２ａと水平面１６３ａは、図４Ｂに示す断面において、浮上面１２５に垂直で磁気抵抗効果膜１５０を半分にする面Ｐ１に関して対称である。また、傾斜面１６４ａと水平面１６５ａは、図５Ｂに示す断面において、浮上面１２５に垂直で磁気抵抗効果膜１５０を半分にする面Ｐ２に関して対称である。これにより、バイアス磁界を維持し易くなる。
領域１６２及び１６４の水平方向の長さに制限はない。また、ハードバイアス膜１６０及び１６０Ａは水平面１６３ａ及び１６５ａを必ずしも有しなくてよい。
磁気抵抗効果素子１４０は、ハードバイアス膜１６０Ａの浮上面１２５側の側面（即ち、傾斜面１６２ａと水平面１６３ａ）に形成される絶縁層１６９を有する。磁気抵抗効果素子１４０Ａは、ハードバイアス膜１６０Ｂの浮上面１２５側の側面に（即ち、傾斜面１６４ａと水平面１６５ａ）形成される絶縁層１６９Ａを有する。これにより、ハードバイアス膜１６０Ａは絶縁層１６９により浮上面１２５から露出することから保護され、ハードバイアス膜１６０Ｂは絶縁層１６９Ａにより浮上面１２５から露出することから保護される。絶縁層１６９及び１６９Ａは、例えば、Ａｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２から構成される。下部ギャップ層１４６と絶縁層１６９及び１６９ＡがＡｌ２Ｏ３から構成される場合には、図４Ａにおける下部ギャップ層１４６と絶縁層１６９との境界線がなくなり、図５Ａにおける下部ギャップ層１４６と絶縁層１６９Ａとの境界線がなくなることが理解される。
以下、図６Ａ及び図６Ｂを参照して従来のＭＲヘッド素子１０の製造方法について説明する。ここで、図６Ａは、図３Ａに示すＭＲヘッド素子１０を製造するためのフローチャートである。図６Ｂは、図６Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略平面図である。
図６Ａを参照するに、まずアルチック基板上にスパッタリングにより形成されたＡｌ２Ｏ３層を介して下部シールド層１４２をメッキにより形成する（ステップ１００２、図６Ｂ左側の一番上の断面図）。次に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）層をスパッタリングにより成膜する（ステップ１００４、図６Ｂ左側の上から二番目の断面図）。次に、磁気抵抗効果膜１５０をスパッタリングにより成膜する（ステップ１００６、図６Ｂ左側の上から三番目の断面図）。
次に、レジストＲの塗布を経て磁気抵抗効果膜１５０をイオンミルによりエッチングする（ステップ１００８、図６Ｂ左側の上から四番目の断面図）。このときの磁気抵抗効果膜１５０近傍（Ｅ１部）の拡大平面図を図６Ｂ右側の一番上に示す。
次に、下部ギャップ層１４６とハードバイアス膜１６０をスパッタリングにより成膜する（ステップ１０１０、図６Ｂ左側の下から三番目の断面図）。このときの磁気抵抗効果膜１５０近傍（Ｅ２部）の拡大平面図を図６Ｂ右側の上から二番目に示す。ハードバイアス膜１６０の間及び周りには磁気抵抗効果膜１５０が設けられている。磁気抵抗効果膜１５０の両側に形成される一対のハードバイアス膜１６０の各々は長方形の２つの隣り合う隅を面取りした形状を有する。一対のハードバイアス膜１６０は、面取部を両側に有する辺が向き合うように配置される。
次に、長方形状のレジストＲをハードバイアス膜１６０上に塗布して磁気抵抗効果膜１５０の不要部分を削り、その最終領域を作成する（ステップ１０１２）。ハードバイアス膜１６０に塗布されるレジストＲを図６Ｂ右側の下から二番目に示す。レジストＲが一対のハードバイアス膜１６０間の中央を覆い、この領域以外の磁気抵抗効果膜１５０を除去する。長方形状のレジストＲの幅は磁気抵抗効果膜１５０の幅を決定し、それ以外の部分のレジストＲの形状は長方形に限定されない。また、レジストＲを除去した後の磁気抵抗効果膜１５０とハードバイアス膜１６０の拡大平面図を図６Ｂ右側の一番下に示す。磁気抵抗効果膜１５０の領域が一対のハードバイアス膜１６０間の中央にのみ限定されていることが理解される。なお、かかる形状は最終的には横方向に更に切断されて図３Ｂのような形状になる。
次に、Ａｌ２Ｏ３層をスパッタリングにより成膜する（ステップ１０１４、図６Ｂ左側の下から二番目の断面図）。次に、上部ギャップ層１４４をスパッタリングで上部シールド層１３９をメッキにより成膜する（ステップ１０１６、図６Ｂ左側の一番下の断面図）。
以下、図７Ａ及び図７Ｂを参照して図５Ａに示すＭＲヘッド素子１４０Ａの製造方法について説明する。但し、領域１６１を０にしなければ、本製造方法は、図５Ａに示すＭＲヘッド素子１４０にも適用可能である。ここで、図７Ａは、ＭＲヘッド素子１４０Ａを製造するためのフローチャートである。図７Ｂは、図７Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略平面図である。図７Ａにおいて図６Ａと同一の参照符号は同一の工程を意味しており、重複した説明は省略する。図７Ａに示すフローチャートは、ステップ１００８乃至１０１２の代わりのステップ１０２０乃至１０２４を有する点で図６Ａに示すフローチャートと相違する。
ステップ１０２０では、レジスト塗布を経て磁気抵抗効果膜１５０をイオンミルによりエッチングする。
次に、下部ギャップ層１４６とハードバイアス膜１６０Ｂをスパッタリングにより成膜する（ステップ１０２２）。図７Ｂ左側の下から四番目の断面図はハードバイアス膜１６０Ｂの形成前の状態を示している。ハードバイアス膜１６０Ｂが形成された後の磁気抵抗効果膜１５０近傍（Ｆ２部）の拡大平面図を図７Ｂ右側の一番上に示す。図７Ｂ右側の一番上の平面図を図６Ｂ右側の二番目に示す平面図と比較すると形状が相違していることが理解される。ハードバイアス膜１６０Ｂの間及び周りには磁気抵抗効果膜１５０が設けられている。即ち、図７Ａ及び図７Ｂにおいては、磁気抵抗効果膜１５０の両側に形成される一対のハードバイアス膜１６０Ｂの各々は長方形と平行四辺形を合わせたような折れ曲がり形状を有する。一対のハードバイアス膜１６０Ｂは、折れ曲がり部が向き合うように配置される。
次に、レジストＲをハードバイアス膜１６０Ｂ上に塗布して磁気抵抗効果膜１５０の不要部分をイオンミルにより削り、その最終領域を作成すると共に絶縁層１６９Ａをスパッタリングによりハードバイアス膜１６０Ｂの側面（即ち、図５Ｂに示す傾斜面１６４ａと水平面１６５ａ）に成膜する（ステップ１０２４、図７Ｂ左側の下から三番目の断面図）。このときハードバイアス膜１６０Ｂに塗布されるレジストＲを図７Ｂ右側の下から二番目に示す。レジストＲが一対のハードバイアス膜１６０Ｂ間の下側を覆い、この領域以外の磁気抵抗効果膜１５０を除去する。図７Ｂ右側の下から二番目の平面図を図６Ｂ右側の下から二番目の平面図と比較すると塗布されるレジストＲの形状が異なっていることが理解される。即ち、レジストＲはハードバイアス膜１６０Ｂと類似の形状を有するが、ハードバイアス膜１６０Ｂの下側中央を覆うように下側中央で結合されている。
また、レジストＲを除去した後の磁気抵抗効果膜１５０とハードバイアス膜１６０Ｂの断面図を図７Ｂ左側の下から三番目に示し、その平面図を図７Ｂ右側の一番下に示す。磁気抵抗効果膜１５０の領域が一対のハードバイアス膜１６０Ｂ間の下側にのみ限定されていることが理解される。また、絶縁層１６９Ａがハードバイアス膜１６０Ｂと同じ高さに形成されていることが理解される。ステップ１０２４によりハードバイアス膜１６０Ｂの傾斜面１６４ａと水平面１６５ａを保護することができる。
図７Ａ及び７Ｂでは、ハードバイアス膜１６０Ｂを形成した後で磁気抵抗効果膜１５０の領域を限定しているが、ハードバイアス膜１６０Ｂと磁気抵抗効果膜１５０の最終領域を同時に形成することもできる。以下、図８Ａ及び図８Ｂを参照してかかる製造方法の例について説明する。ここで、図８Ａは、ＭＲヘッド素子１４０Ａを製造するためのフローチャートである。図８Ｂは、図８Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略平面図である。図８Ａにおいて図６Ａと同一の参照符号は同一の工程を意味しており、重複した説明は省略する。図８Ａに示すフローチャートは、ステップ１０１２の代わりのステップ１０３０及び１０３２を有する点で図６Ａに示すフローチャートと相違する。
ステップ１０３０では、磁気抵抗効果膜１５０及びハードバイアス膜１６０Ｂの最終領域を作成する。即ち、図６Ｂ右側の上から二番目のハードバイアス膜１６０と同様の図８Ｂ右側の一番上のハードバイアス膜１６０を形成する。次に、そのハードバイアス膜１６０上に図７Ｂ右側の上から二番目のレジストＲと同一形状のレジストＲを、レジストＲの上端部とハードバイアス膜１６０の上端部が一致するように形成し、磁気抵抗効果膜１５０とハードバイアス膜１６０の一部をイオンミルにより同時に除去する。このときハードバイアス膜１６０に塗布されるレジストＲを図８Ｂ右側の下から二番目に示す。
次に、ハードバイアス膜１６０Ｂの側面（即ち、図５Ｂに示す傾斜面１６４ａと水平面１６５ａ）に絶縁層１６９Ａをスパッタリングにより形成する（ステップ１０３２、図８Ｂ左側の下から三番目の断面図）。レジストＲを除去した後の磁気抵抗効果膜１５０とハードバイアス膜１６０Ｂの断面図を図８Ｂ左側の下から三番目に示し、その平面図を図８Ｂ右側の一番下に示す。磁気抵抗効果膜１５０の領域が一対のハードバイアス膜１６０Ｂ間の下側にのみ限定されていることが理解される。また、絶縁層１６９Ａがハードバイアス膜１６０Ｂと同じ高さに形成される。ステップ１０３２によりハードバイアス膜１６０Ｂの傾斜面１６４ａと水平面１６５ａを保護することができる。
更に、図６Ａ及び図６Ｂに示す製造方法の別の変形例として、磁気抵抗効果膜１５０の最終領域を形成した後でハードバイアス膜１６０Ｂの最終領域を作成することもできる。以下、図９Ａ及び図９Ｂを参照してかかる製造方法の例について説明する。ここで、図９Ａは、ＭＲヘッド素子１４０Ａを製造するためのフローチャートである。図９Ｂは、図９Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略平面図である。図９Ａにおいて図６Ａ及び図８Ａと同一の参照符号は同一の工程を意味しており、重複した説明は省略する。図９Ａに示すフローチャートは、ステップ１０１２の後にステップ１０４０乃至１０４２を有する点で図９Ａに示すフローチャートと相違する。
ステップ１０４０では、磁気抵抗効果膜１５０の最終領域を作成する（ステップ１０１２）。ここでは、図６Ｂ右側に示す４つの平面図と同様の方法で磁気抵抗効果膜１５０の最終領域を一対のハードバイアス膜１６０間の中央に作成する。図９Ｂ右側の上三つの平面図は図６Ｂ右側に示す下三つの平面図と同じである。
次に、ハードバイアス膜１６０Ｂの最終領域を作成する（ステップ１０４０）。具体的には、ハードバイアス膜１６０上に図９Ｂ右側の上から三番目のレジストＲを、レジストＲの上端部とハードバイアス膜１６０の上端部が一致するように形成し、ハードバイアス膜１６０の一部をイオンミルにより除去する。このときハードバイアス膜１６０に塗布されるレジストＲを図９Ｂ右側の下から二番目に示す。図９Ｂ右側の下から二番目の平面図を図７Ｂ右側の下から二番目の平面図と比較すると塗布されるレジストＲの形状が異なっているが分かるが、これは同一形状であってもよい。図９Ｂ右側の下から二番目の平面図において、レジストＲは長方形の中央に二等辺三角形を組み合わせた形状を有する。図７Ｂ右側の下から二番目の平面図において、レジストＲは、図９Ｂ右側の下から二番目の平面図に示すレジストＲの二等辺三角形が組み合わされた辺と反対の辺にＹ字形状の凹部を有する。
その後、ステップ１０３２が実行される。
図９Ａ及び図９Ｂに示す製造方法においても、磁気抵抗効果膜１５０の領域が一対のハードバイアス膜１６０Ｂ間の下側にのみ限定されていることが理解される。また、絶縁層１６９Ａがハードバイアス膜１６０Ｂと同じ高さに形成されていることが理解される。ステップ１０３２によりハードバイアス膜１６０Ｂの傾斜面１６４ａと水平面１６５ａを保護することができる。
再び図１に戻って、キャリッジ１７０は、磁気ヘッド部１２０を図１に示す矢印方向に回動又は揺動する機能を有し、図示しないボイスコイルモータと、支軸１７４と、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）１７５と、アーム１７６とを有する。
ボイスコイルモータは、一対のヨークに挟まれたフラットコイルを有する。フラットコイルは筐体１０２に設けられた図示しない磁気回路に対向して設けられており、フラットコイルに流される電流の値に応じてキャリッジ１７０が支軸１７４回りに揺動する。磁気回路は、例えば、筐体１０２内に固定された鉄板に固定された永久磁石と、キャリッジ１７０に固定された可動磁石を有する。
支軸１７４は、キャリッジ１７０に設けられた円筒中空孔に嵌合し、筐体１０２内に図１の紙面に垂直に配置される。ＦＰＣ１７５は、配線部に制御信号及びディスク１０４に記録されるべき信号並びに電力を供給すると共にディスク１０４から再生された信号を受信する。
アーム１７６は、アルミニウム製の剛体であり、その先端には貫通孔が設けられる。この貫通孔とベースプレート１７８を介してサスペンション１７９がアーム１７６に取り付けられる。
ベースプレート１７８は、サスペンション１７９をアーム１７６に取り付ける機能を有し、被溶接部と、窪みとを有する。被溶接部は、サスペンション１７９にレーザー溶接され、窪みは、アーム１７６にカシメ締結される。
サスペンション１７９は、磁気ヘッド部１２０を支持すると共に磁気ヘッド部１２０に対してディスク１０４に抗して弾性力を加える機能を有し、例えば、ステンレス製のサスペンションである。サスペンション１７９は磁気ヘッド部１２０を片持ち支持するフレキシャー（ジンバルばねその他の名称で呼ばれる場合もある）とベースプレート１７８に接続されるロードビーム（ロードアームその他の名称で呼ばれる場合もある）とを有する。ロードビームはＺ方向に十分な押付力を印加するようにバネ部を中央に有している。また、サスペンション１７９は磁気ヘッド部１２０にリード線などを介して接続される配線部も支持する。
ＨＤＤ１００の動作において、スピンドルモータ１０６はディスク１０４を回転させる。ディスク１０４の回転に伴う空気流をスライダ１２１とディスク１０４との間に巻き込み微小な空気膜を形成する。かかる空気膜により、スライダ１２１にはディスク面から浮上する浮力が作用する。サスペンション１７９はスライダの浮力と対向する方向に弾性押付力をスライダに加える。この結果、浮力と弾性力の釣り合いが形成される。
上述の釣り合いにより、磁気ヘッド部１２０とディスク１０４との間が一定距離だけ離間する。次に、キャリッジ１７０を支軸１７４回りに回動させ、ヘッドをディスク１０４の目的のトラック上にシークさせる。書き込み時には、インターフェースを介して図示しないＰＣなどの上位装置から得たデータを受信し、これを変調してインダクティブヘッド素子１３０に供給し、インダクティブヘッド素子１３０を介して目的のトラックにデータを書き込む。読み出し時には、ＭＲヘッド素子１４０に所定のセンス電流が供給され、ＭＲヘッド素子１４０はディスク１０４の所望のトラックから所望の情報を読み出す。ＭＲヘッド素子１４０では、ハードバイアス膜が保護されて安定して高感度に信号磁界を読み取ることができる。
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらの実施の形態に限定されず、その要旨の範囲内で様々な変形及び変更が可能である。例えば、本発明は、磁気ヘッドのみならず磁気センサ（例えば、変位や角度を検出する磁気ポテンショメータ、磁気カードの読み取りや磁気インクで印刷された紙幣の認識など）にも適用可能である。
本発明は更に以下の事項を開示する。
（付記１） 磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を印加する一対のハードバイアス膜を有し、前記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子であって、各ハードバイアス膜は、積層面に平行な断面において、前記磁気抵抗効果膜が露出する露出面から少なくとも部分的に退避していることを特徴とすることを特徴とする磁気抵抗効果素子。（１）
（付記２） 前記一対のハードバイアス膜は、前記断面において、前記磁気抵抗効果膜との隣接部において前記露出面側に突出した略凸形状を形成することを特徴とする付記１記載の磁気抵抗効果素子。
（付記３） 各ハードバイアス膜は、前記露出面から少なくとも部分的に１０ｎｍ以上退避していることを特徴とする付記１記載の磁気抵抗効果素子。
（付記４） 各ハードバイアス膜は、前記断面において前記露出面の側に、前記磁気抵抗効果膜から離れるに従って前記露出面から離れるように傾斜した傾斜面を有することを特徴とする付記１記載の磁気抵抗効果素子。（２）
（付記５） 前記傾斜面は、前記断面において前記露出面に垂直で前記磁気抵抗効果膜を半分にする面に関して対称であることを特徴とする付記４記載の磁気抵抗効果素子。
（付記６） 前記傾斜面の前記露出面との傾斜角度は、３０°乃至６０°であることを特徴とする付記４記載の磁気抵抗効果素子。
（付記７） 前記一対のハードバイアス膜は、前記露出面の側において、前記露出面と平行で前記露出面から退避した水平面をそれぞれ有し、一対の水平面は同一平面を構成することを特徴とする付記１記載の磁気抵抗効果素子。
（付記８） 各ハードバイアス膜の前記露出面側の側面に形成される絶縁層を更に有することを特徴とする付記１記載の磁気抵抗効果素子。（３）
（付記９） 前記絶縁層はＡｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２であることを特徴とする付記８記載の磁気抵抗効果素子。
（付記１０） 付記１記載の磁気抵抗効果素子と、前記センス電流を供給する手段と、信号磁界に応じて変化する前記磁気抵抗効果素子の電気抵抗の変化から信号を読み取る手段とを有することを特徴とする読み取りヘッド。（４）
（付記１１） 付記１０記載の読み取りヘッドと書き込みヘッドを含む磁気ヘッド部と、当該磁気ヘッド部によって記録再生される磁気記録媒体を駆動する駆動部とを有する記録装置。（５）
（付記１２） 磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を印加する一対のハードバイアス膜を有し、前記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子の製造方法であって、前記ハードバイアス膜をスパッタリングにより成膜するステップと、前記磁気抵抗効果膜が露出する露出面側の前記ハードバイアス膜の側面に絶縁層を成膜するステップとを有することを特徴とする方法。
本発明の一実施例としてのハードディスク装置の内部構造を示す平面図である。 図１に示すハードディスク装置の磁気ヘッド部の拡大平面図である。 図２に示すヘッドを浮上面から見た従来の積層構造の拡大平面図である。 図３ＡのＡＡ断面図である。 図２に示すヘッドを浮上面から見た本発明の第１の実施例による積層構造の拡大平面図である。 図４ＡのＢＢ断面図である。 図２に示すヘッドを浮上面から見た本発明の第２の実施例による積層構造の拡大平面図である。 図５ＡのＣＣ断面図である。 図３Ａに示す従来の積層構造を製造するためのフローチャートである。 図６Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略断面図及び平面図である。 図５Ａに示す本発明の第２の実施例の積層構造を製造するためのフローチャートである。 図７Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略断面図及び平面図である。 図７Ａに示す方法の変形例のフローチャートである。 図８Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略断面図及び平面図である。 図７Ａに示す方法の別の変形例のフローチャートである。 図９Ａに示すフローチャートの各工程に対応した概略断面図及び平面図である。
符号の説明
１００ 磁気ディスク装置（ハードディスクドライブ）
１０４ ディスク
１２２ ヘッド
１３９ 上部シールド層
１４０、１４０Ａ ＭＲヘッド素子
１５０ 磁気抵抗効果膜
１６０−１６０Ｂ ハードバイアス膜
１６２ａ、１６４ａ 傾斜面
１６３ａ、１６５ａ 水平面
１６９、１６９Ａ 絶縁層

Claims (5)

  1. 磁気抵抗効果膜にバイアス磁界を印加する一対のハードバイアス膜を有し、前記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子であって、
    各ハードバイアス膜は、積層面に平行な断面において、前記磁気抵抗効果膜が露出する露出面から少なくとも部分的に退避していることを特徴とすることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  2. 各ハードバイアス膜は、前記断面において前記露出面の側に、前記磁気抵抗効果膜から離れるに従って前記露出面から離れるように傾斜した傾斜面を有することを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
  3. 各ハードバイアス膜の前記露出面側の側面に形成される絶縁層を更に有することを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果素子。
  4. 請求項１記載の磁気抵抗効果素子と、
    前記センス電流を供給する手段と、
    信号磁界に応じて変化する前記磁気抵抗効果素子の電気抵抗の変化から信号を読み取る手段とを有することを特徴とする読み取りヘッド。
  5. 請求項４記載の読み取りヘッドと書き込みヘッドを含む磁気ヘッド部と、
    当該磁気ヘッド部によって記録再生される磁気記録媒体を駆動する駆動部とを有する記録装置。
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