JP2015103272A - 狭いリード・ギャップ構造を有するマルチリード・センサ - Google Patents

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勉 安田
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Abstract

【課題】 狭いリード・ギャップ構造を有するマルチリード・センサを提供する。
【解決手段】 一実施形態では、磁気ヘッドは、磁気ヘッドの媒体対向面に配置されている下側シールド層と、下側シールド層の上に配置されている少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子であって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びる、少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子と、ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、後部配線層は、ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から別々に信号を取り出すように構成される、後部配線層と、ＭＲ素子の上に配置され、ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成されている上側シールド層とを含む。
【選択図】図６Ａ

Description

本発明は、磁気ヘッドに関し、かつ、より具体的には、この発明は狭いリード・ギャップ構造のマルチリード・センサを有する磁気ヘッドに関する。
コンピュータの心臓部は磁気ハード・ディスク・ドライブ（ＨＤＤ）であり、それは、一般的に、回転磁気ディスク、リード・ヘッドおよびライト・ヘッドを有するスライダ、回転ディスクの上のサスペンション・アームおよびサスペンション・アームを揺動してリード・ヘッドおよび／またはライト・ヘッドを回転ディスク上の選択された円形トラックの上に位置させるアクチュエータ・アームを含んでいる。サスペンション・アームは、ディスクが回転していないときにはスライダを一方に偏らせてディスクの表面に接触させているが、ディスクが回転しているときにはスライダの空気ベアリング面（ＡＢＳ）付近の空気が回転ディスクにより渦を巻くのでスライダは空気ベアリングの上に乗り、回転ディスクの表面からわずかに離れる。スライダが空気ベアリングの上に乗っているときに、ライト・ヘッドおよびリード・ヘッドは、磁気インプレッション（magnetic impression）を回転ディスクに書き込むため、および回転ディスクから信号磁場を読み取るために使用される。リード・ヘッドおよびライト・ヘッドは、コンピュータ・プログラムに従って働いて書込機能および読み取り機能を果たす処理回路に接続されている。
情報時代における情報処理量は、急速に増加している。特に、ＨＤＤは、その限定された面積と体積中に、より多くの情報を格納することを望まれてきた。この希望を満たす技術的方法は、ＨＤＤの記録密度を高めることによる容量の増大である。より高い記録密度を達成するために、記録ビットのさらなる微細化が効果的であるが、それは、一般的にますます小さい構成要素の設計を必要とする。
磁気抵抗効果（Magnetoresistive effect）型磁気ヘッドは、高密度磁気記録装置（ＨＤＤなど）中の磁気記録媒体（ハード・ディスクなど）上に記録されている磁気情報（データ）を読み取るセンサとして使用されている。磁気抵抗効果を利用する磁気リード・ヘッドの使用は、ごく普通のこととなっている。１つのかかる磁気抵抗効果型リード・ヘッドは、強磁性体金属層を非磁気中間層の上に重ねることにより形成される多層化薄膜における巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を使用する。最初に使用されたこの種類のＧＭＲヘッドは、電気信号が薄膜面と並列にセンサ膜に流れるカレントインプレーン（ＣＰＰ:Current-In-Plane）型ヘッドであった。次に、トラック狭隘化、ギャップ狭隘化および出力増大の観点から有利と考えられるトンネル巨大磁気抵抗（ＴＭＲ）効果ヘッドおよびカレントパーペンディキュラーツウ−プレーン（ＣＰＰ）−ＧＭＲヘッドが記録密度の増大を念頭において開発された。ＴＭＲヘッドは、現在、最も一般的に使用されている磁気リード・ヘッドである。ＴＭＲヘッドおよびＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは在来のＧＭＲヘッドとは異なっているが、それらはＣＩＰ型ヘッドとは著しく異なっており、また、ＣＰＰ型ヘッドとも異なっている。
さらに高い記録密度に対する近年の要求は、磁気抵抗センサの実効トラック幅の狭隘化に基づく技術により満たされてきたが、このトラック幅の狭隘化は、素子抵抗の増大、ノイズの増大、感度の低下、および感度増大の困難という別の問題をもたらしている。
高密度記録を行うために設計されたマルチ素子磁気ヘッド（multi-element magnetic head）が、これらの問題を軽減するために提案されている。マルチ素子磁気ヘッドの有利な点は、それらマルチ素子磁気ヘッドが、媒体のビット・サイズより大きなサイズの複数の素子を有する磁気ヘッドを含み、これがそれにより生成される複数の信号の差異からのビット・データの読み取りを可能にすることである。この素子サイズは単一のビットのサイズより大きくできるので、ノイズを抑制し、かつ、感度を増大することができる。
先行技術による１つのかかるマルチ素子磁気ヘッド５０の媒体対向面を図５Ａに、側面図を図５Ｂに示す。マルチ素子リード・ヘッド５０の固有の問題は、それは各要素４、５の形態が記録ビット・サイズより大きいサイズを有することを可能にするが、第１配線層１０および第２配線層１１（これらは、それぞれの対応する要素、第１要素４および第２要素５から信号を別々に取り出すように構成されている）の配置のためにシールド間距離（ヘッド５０における下側磁気シールド層１と上側磁気シールド層１６間の距離であり、リード・ギャップ幅とも呼ばれる）が拡張されることである。マルチ素子リード・ヘッド５０は、ＭＲ要素４、５の後ろに配置されている絶縁層２１、ＭＲ要素４、５の間およびＭＲ要素４、５の両側に配置されている磁区制御層７、および上側磁気シールド層１６と第１配線層１０と第２配線層１１の間の絶縁層６も含んでいる。
一実施形態において、磁気ヘッドは、磁気ヘッドの媒体対向面に配置された下側シールド層、下側シールド層の上に配置された少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子であって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向（element height direction）に伸びている、少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子と、ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、これらの後部配線層は、ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から信号を別々に取り出す様に構成されている、後部配線層と、ＭＲ素子の上方に配置されてＭＲ素子と電気的に連絡するように構成されている上側シールド層とを含んでいる。
別の実施形態では、磁気ヘッドは、磁気ヘッドの媒体対向面に配置された下側シールド層、下側シールド層の上方に配置された少なくとも２つのＭＲ素子であって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びている、少なくとも２つのＭＲ素子と、ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、これらの後部配線層は、ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から信号を別々に取り出すように構成されている、後部配線層と、各ＭＲ素子の上方に磁気ヘッドの媒体対向面に配置されて、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子の高さの方向に伸びる上側配線層であって、この上側配線層は後部配線層と電気的に連絡するように構成されている、上側配線層とを含んでおり、上側配線層はＭＲ素子の上側電極として働くように構成され、また、下側シールド層は、ＭＲ素子の下側電極として働くように構成されている。
さらに別の実施形態では、磁気ヘッドを形成する方法は、下側シールド層を形成するステップと、下側シールド層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面に配置される少なくとも２つのＭＲ素子を形成するステップであって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さの方向に伸びているステップと、少なくとも２つのＭＲ素子の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層を形成するステップであって、この後部配線層は、少なくとも２つのＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から信号を別々に取り出すように構成されているステップと、少なくとも２つのＭＲ素子の上方に配置され、少なくとも２つのＭＲ素子と電気的に連絡するように構成される上側シールド層を形成するステップとを含み、前記上側シールド層は、少なくとも２つのＭＲ素子の上側電極として働くように構成されている。
これらの実施形態のいずれも、磁気ヘッド、磁気媒体（たとえば、ハード・ディスク）に磁気ヘッドの上を通過させる駆動メカニズム、および磁気ヘッドに電気的に結合されるコントローラを含み得るディスク・ドライブ・システムなどの磁気データ記憶装置において実現することができる。
本発明のその他の態様および長所は、図面を参照しつつ本発明の原理を例示により説明する以下の詳細記述により明らかとなるであろう。
本発明の本質および長所ならびに好ましい利用方法をより完全に理解するためには、添付図面を参照しつつ以下の詳細説明を読了するべきである。
磁気記録ディスク・ドライブ・システムの簡略化図である。 長手方向記録フォーマットを利用する記録媒体の断面の略図である。 図２Ａと同様な長手方向記録のための在来の磁気記録ヘッドと記録媒体の組み合わせの略図である。 垂直記録フォーマットを利用する磁気記録媒体である。 片側垂直記録のための記録ヘッドと記録媒体の組み合わせの略図である。 媒体の両側に別々に記録するように適合された記録装置の略図である。 ヘリカル・コイルを有する垂直磁気ヘッドの１つの特定の実施形態の断面図である。 ヘリカル・コイルを有するピギーバック磁気ヘッドの１つの特定の実施形態の断面図である。 ループ・コイルを有する垂直磁気ヘッドの１つの特定の実施形態の断面図である。 ループ・コイルを有するピギーバック磁気ヘッドの１つの特定の実施形態の断面図である。 先行技術によるマルチ素子磁気抵抗（ＭＲ）リード・ヘッドをその媒体対向面から見たところを示す。 先行技術によるマルチ素子磁気ヘッドの側面図を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドをその媒体対向面から見たところを示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの側面図を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 一実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。 さらに別の実施形態によるマルチ素子磁気ヘッドの製造方法により形成される種々の構造を示す。
以下の記述は、本発明の一般的な原理を説明する目的で行われており、本出願において請求される発明概念を限定することは意図していない。さらに、本出願において記述される個々の特徴は、種々の可能な組み合わせおよび並べ替えのそれぞれにおいて、記述される他の特徴と組み合わせて利用することができる。
本出願において特に別段の定義が成されない限り、すべての用語は、明細書により示唆される意味および当該技術における熟練者により理解される意味および／または辞書、学術論本等により定義される意味を含むそれらの用語の可能な最も広い解釈を与えられるものとする。
明細書および添付の請求項において使用される場合、「一つの〜」、「ある〜」（これらを使わない場合もある）、及び「その〜」（使わない場合もある）（英語における冠詞「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」に対応する日本語）で示される単数形は、特に別段の指定がない限り、複数形の指示対象も含むことにも注意しなければならない。
以下の明細書は、ディスク応用の記憶システムおよび／または関連するシステムと方法ならびにそれらの動作および／または構成部分に関するいくつかの好ましい実施形態を開示する。
一実施形態によると、信号群は、素子高さ方向にワイヤを使用してこれらの信号のそれぞれを取り出すことによりマルチ素子リード・ヘッド中の複数の素子から別々に取り出すことができる。さらに、リード・ギャップ幅の所望の狭隘化がノイズを大幅に増大することなく容易となり、媒体の記録密度の増加をもたらすことができる。
１つの一般的実施形態では、磁気ヘッドは、磁気ヘッドの媒体対向面に配置された下側シールド層、下側シールド層の上に配置された少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子であって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びている、少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子と、ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、これらの後部配線層は、ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から信号を別々に取り出すように構成されている、後部配線層と、ＭＲ素子の上に配置されてＭＲ素子と電気的に連絡するように構成されている上側シールド層とを含んでいる。
別の一般的実施形態では、磁気ヘッドは、磁気ヘッドの媒体対向面に配置された下側シールド層、下側シールド層の上に配置された少なくとも２つのＭＲ素子であって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びている、少なくとも２つのＭＲ素子と、ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、これらの後部配線層は、ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から信号を別々に取り出すように構成されている、後部配線層と、各ＭＲ素子の上方に磁気ヘッドの媒体対向面に配置されて、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びる上側配線層であって、この上側配線層は後部配線層と電気的に連絡するように構成されている、上側配線層とを含み、上側配線層はＭＲ素子の上側電極として働くように構成され、また、下側シールド層は、ＭＲ素子の下側電極として働くように構成される。
さらに別の一般的実施形態では、磁気ヘッドを形成する方法は、下側シールド層を形成するステップと、下側シールド層の上方に磁気ヘッドの媒体対向面に配置される少なくとも２つのＭＲ素子を形成するステップであって、各ＭＲ素子は、磁気ヘッドの媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びている、ステップと、少なくとも２つのＭＲ素子の上方に磁気ヘッドの媒体対向面から素子高さ方向に離れた位置に配置される後部配線層を形成するステップであって、後部配線層は、少なくとも２つのＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から信号を別々に取り出すように構成されている、ステップと、少なくとも２つのＭＲ素子の上に配置されて、少なくとも２つのＭＲ素子と電気的に連絡するように構成される上側シールド層を形成するステップとを含み、前記上側シールド層は少なくとも２つのＭＲ素子の上側電極として働くように構成されている。
ここで図１を参照する。本発明の一実施形態によるディスク・ドライブ１００が示されている。図１に示されているように、少なくとも１つの回転可能な磁気ディスク１１２がスピンドル１１４上に支持されており、ディスク・ドライブ・モーター１１８を含み得る駆動機構により回転される。各ディスク上の磁気記録は、一般的にディスク１１２上の同心円データ・トラック（図示せず）の環状パターンの形態である。
少なくとも１つのスライダ１１３がディスク１１２の近傍に配置されており、各スライダ１１３は１つ以上の磁気リード／ライト・ヘッド１２１を支持している。ディスクが回転しているとき、スライダ１１３はディスク表面１２２の上で半径方向内外に移動し、それによりヘッド１２１は、ディスクの種々のトラック（そこに所望のデータが記録されているか、かつ／またはそれが書き込まれる）にアクセスすることができる。各スライダ１１３は、サスペンション１１５によりアクチュエータ・アーム１１９に取り付けられている。サスペンション１１５は、スライダ１１３をディスク表面１２２に向かって偏らせる弱いスプリング力を与える。各アクチュエータ・アーム１１９は、アクチュエータ１２７に取り付けられている。図１に示すアクチュエータ１２７は、ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ）とすることができる。ＶＣＭは、固定磁界内で移動できるコイルを含んでおり、コイルの運動の方向および速度は、コントローラ１２９により供給されるモータ電流信号により制御される。
ディスク記憶システムの動作中、ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク表面１２２の間に空気ベアリングを生成する。それは、スライダに上方への力、すなわち上昇力を及ぼす。空気ベアリングは、したがって、通常の動作中、サスペンション１１５の弱いスプリング力と釣り合い、かつ、ディスク表面から離れてわずかに上方、微小なほぼ一定の間隔のところにスライダ１１３を支持する。ここで留意すべきは、実施形態によっては、スライダ１１３は、ディスク表面１２２に沿ってスライドできることである。
ディスク記憶システムの種々の構成要素は、動作中、コントローラ１２９により生成されるアクセス制御信号および内部クロック信号などの制御信号により制御される。一般的に、制御装置１２９は、論理制御回路、記憶装置（たとえば、メモリ）、およびマイクロプロセッサを含んでいる。制御装置１２９は、ライン１２３上の駆動モータ制御信号およびライン１２８上のヘッド位置制御信号およびシーク制御信号など、種々のシステム動作を制御する制御信号を生成する。ライン１２８上の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上の所望データ・トラックに最適に移動・位置づける所望電流プロフィールを与える。読み取り信号および書き込み信号は、記録チャネル１２５経由でリード／ライト・ヘッド１２１との間で送受される。
典型的な磁気ディスク記憶システムの上記の記述および図１の添付図解は、もっぱら説明のためである。ディスク記憶システムがより多くのディスクおよびアクチュエータを含み得ること、および各アクチュエータが多数のスライダを支持できることは明らかであろう。
ディスク・ドライブとホスト（内蔵または外付け）との間に通信のためのインターフェースを設けて、データを送受すること、ディスク・ドライブの動作を制御すること、およびディスク・ドライブの状態をホストに伝えることもできるが、これらはすべて当業者の理解するところである。
一般的なヘッドの場合、誘導ライト・ヘッドは、１つ以上の絶縁層（絶縁スタック）に埋め込まれたコイル層を含んでおり、この絶縁スタックは第１と第２磁極片層（pole piece layer）の間に配置されている。書き込みヘッドの空気ベアリング面（ＡＢＳ）のギャップ層により第１と第２磁極片層の間にギャップが形成されている。これらの磁極片層は、バック・ギャップにおいて接続することができる。電流がコイル層を通じて流れ、それにより磁極片中に磁界が発生する。この磁界は、ＡＢＳのギャップに渡ってフリンジ（fringe）し、それにより、磁界情報のビットを、動いている媒体上のトラック（回転磁気ディスク上の円形トラックなど）に書き込む。
第２磁極片層は、ＡＢＳからフレア・ポイントに伸びる磁極先端部と、フレア・ポイントからバック・ギャップに伸びるヨーク部とを有している。フレア・ポイントは、第２磁極片が広がって（フレアして）ヨークを形成し始める点である。フレア・ポイントの配置は、記録媒体上に情報を書き込むために生成される磁界の大きさに直接影響を及ぼす。
図２Ａは、図１に示したような磁気ディスク記録システムで使用される従来の記録媒体を示す略図である。この媒体は、媒体自体の平面に、すなわちそれに平行に磁気インパルスを記録するために利用される。記録媒体、この場合、記録ディスクは、基本的に、ガラスなどの適切な非磁性材料の支持基体２００、およびこれを被覆する適切な通常の磁気層のコーティング２０２を含んでいる。
図２Ｂは、在来の記録／再生ヘッド２０４（それは薄膜ヘッドが好ましいであろう）と在来の記録媒体（図２Ａの媒体など）との間の動作関係を示している。
図２Ｃは、図１に示したものなどの磁気ディスク記録システムで使用される記録媒体の表面にほぼ垂直な磁気インパルスの方向を示す略図である。このような垂直記録の場合、その媒体は、一般的に、高い透磁率を有する材料からなる下層２１２を含んでいる。次に、この下層２１２は磁気材料のコーティング２１４により被覆されるが、この材料は下層２１２に関して高い保持力を有することが好ましい。
図２Ｄは、垂直ヘッド２１８と記録媒体間の動作関係を示す図である。図２Ｄに示されている記録媒体は、上記図２Ｃに関連して説明した高透磁率下層２１２と磁気材料の被覆コーティング２１４の両方を含んでいる。しかし、これらの層２１２と２１４の両方とも適切な基体２１６の上にあてがわれるように示されている。一般的に、層２１２と２１４の間に置かれる「交換ブレーク（exchange-break）」層または「中間層（interlayer）」と呼ばれる別の層（図示せず）もある。
この構造では、垂直ヘッド２１８の磁極間に伸びる磁力線は、記録媒体の被覆コーティング２１４および記録媒体の高透磁率下層２１２に出入りしてループを形成し、その結果、磁力線が媒体の表面にほぼ垂直な方向に被覆コーティング２１４を通過するので、媒体の表面にほぼ垂直な磁化軸を有する磁気インパルスの形態で、下層２１２に関して高保持力を好ましくは有する磁気材料の被覆コーティング２１４に情報が記録される。磁束は、帯磁しやすい下層のコーティング（soft underlying coating）２１２によって導かれ、ヘッド２１８の帰還層（Ｐ１）に戻される。
図２Ｅは、基体２１６がその両側の面のそれぞれに層２１２および２１４をもち、適切な記録ヘッド２１８が媒体の各側の磁気コーティング２１４の外側表面近くに配置され、媒体の各側への記録を可能にしている同様な構造を示す。
図３Ａは、垂直磁気ヘッドの断面図である。図３Ａにおいて、ヘリカル・コイル３１０および３１２は、ステッチ磁極３０８中に磁束を生成するために使用されている。ステッチ磁極は、その磁束を主磁極３０６に伝える。コイル３１０は紙面から出てくるコイルを表するのに対し、コイル３１２は紙面に入って行くコイルを表す。ステッチ磁極３０８は、ＡＢＳ３１８より奥まった位置に置くことができる。絶縁物３１６はコイルを取り囲んでいるが、一部の要素を支持することもできる。構成図の右側の矢印により指示されている媒体の進行方向は、媒体にまず下側帰還磁極３１４を通過させ、次にステッチ磁極３０８、主磁極３０６、ラップ・アラウンド・シールド（図示せず）に接続され得るトレーリング・シールド３０４を通過させ、最後に上側帰還磁極３０２を通過させる。これらの構成要素のそれぞれは、ＡＢＳ ３１８と接触する部分を有することができる。ＡＢＳ ３１８は、構成図の右側にわたって示されている。
垂直書き込みは、ステッチ磁極３０８を経て主磁極３０６、次にＡＢＳ ３１８の方向に位置づけられているディスクの表面に磁束を通すことにより行われる。
図３Ｂは、図３Ａのヘッドに類似の特徴を持つピギーバック磁気ヘッドを示している。２つのシールド３０４、３１４は、ステッチ磁極３０８および主磁極３０６の側面に位置している。センサ・シールド３２２、３２４も示されている。センサ３２６は、一般的にセンサ・シールド３２２、３２４の間に配置される。
図４Ａは、磁束をステッチ磁極４０８に与えるためにループ・コイル４１０を使用する一実施形態の略図である（パンケーキ構成と呼ばれることもある）。次にステッチ磁極は、この磁束を主磁極４０６に与える。この配置において、下側帰還磁極はオプションである。絶縁物４１６はコイル４１０を取り囲んでいるが、ステッチ磁極４０８および主磁極４０６を支持することもできる。ステッチ磁極は、ＡＢＳ ４１８より奥まった位置に置くこともできる。構成図の右側の矢印により指示されている媒体の進行方向は、媒体にステッチ磁極４０８、主磁極４０６、ラップ・アラウンド・シールド（図示せず）に接続され得るトレーリング・シールド４０４を通過させ、最後に上側帰還磁極４０２を通過させる（これらの構成要素は、すべて、ＡＢＳ ４１８と接触する部分を有しても、有しなくてもよい）。ＡＢＳ ４１８は、構成図の右側にわたって示されている。トレーリング・シールド４０４は、一部の実施形態では、主磁極４０６と接触可能である。
図４Ｂは、パンケーキ・コイルを形成するように巻き付くループ・コイル４１０を含む、図４Ａのヘッドと類似する特徴を持つ別の種類のピギーバック磁気ヘッドを示す。センサ・シールド４２２、４２４も示されている。センサ４２６は、一般的にセンサ・シールド４２２、４２４の間に配置される。
図３Ｂおよび４Ｂにおいて、磁気ヘッドの非ＡＢＳ側の近くにオプションのヒーターが示されている。ヒーター（Heater）は、図３Ａおよび４Ａに示した磁気ヘッドにも設けることができる。このヒーターの位置は、突出部が望まれる場所、周囲の層の熱膨張係数などの設計パラメータに基づいて変わり得る。
図６Ａは、一実施形態によるマルチ素子磁気リード・ヘッド６０をヘッドの媒体対向面（そのＡＢＳなど）から見た図を示す。図６Ｂは、この実施形態によるマルチ素子磁気ヘッド６０の側面図を示す。
一実施形態によると、図５Ａ〜５Ｂに関して上述した問題は、図６Ａ〜６Ｂに示したヘッド６０を使用することにより克服することができる。このヘッド６０は、下側磁気シールド層１の上に（しかし必ずしも直上ではない）配置された絶縁層１４を含んでいる。第１磁気抵抗（ＭＲ）読み取り素子４および第２ＭＲ読み取り素子５は、絶縁層１４の上に（しかし必ずしも直上ではない）配置されており、また、リフィル層６は第１ＭＲ読み取り素子４の両側および第２ＭＲ読み取り素子５の両側に配置されている。さらに、第１ＭＲ読み取り素子４の一部分および第２ＭＲ読み取り素子５の一部分は、媒体対向面に垂直な素子高さ方向２５に沿ってその後ろ側に向かって伸びて後部配線層２０（後部配線層２０は、各ＭＲ読み取り素子４、５の少なくとも１つの下側層の後ろ側近くに配置されている）と接続する。前記下側層（複数の層の場合もある）は、参照層（reference layer）（ピン止め層）の下の任意の層（複数の層の場合もある）でよい。たとえば、下側層は、シード層、反強磁性層等でよい。かかる下側層は、関連するＭＲ素子の自由層（および、可能性がある、その他の層（複数の層の場合もある））の後縁６１を超えて素子高さ方向２５に伸びてもよい。したがって、後部配線層２０は、関連ＭＲ素子４、５と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子４、５から別々に信号を取り出すように構成される。この磁気データ記憶システムは、配線層２０のそれぞれのための別々の処理チャネルを含むことができ、それにより各ＭＲ素子からの信号の別々の処理を可能にする。
ヘッド６０では、後部配線層２０が素子４、５の後ろ側に配置されるので、後部配線層２０はヘッド６０の媒体対向側にさらされない。このことは、これらの層に追加保護を与える。この構成は、リード・ギャップ厚さの狭小化とともに後部配線層２０厚さの狭小化も可能にする。これらの進歩は、ヘッド６０が在来の磁気媒体に比べて高い記録密度を有する磁気媒体からデータを読み取ることを可能にする。
ある方法では、図６Ａ〜６Ｂに示したマルチ素子磁気リード・ヘッド６０は、磁気データ記憶システムで使用することができる。この磁気データ記憶システムは、図１において示したものと同様なシステムでよい。たとえば、磁気データ記憶システム１００は、本出願におけるいずれかの実施形態に従って記述された少なくとも１つの磁気ヘッド１２１、磁気媒体１１２、磁気媒体１１２に少なくとも１つの磁気ヘッド１２１の上を通過させるための駆動機構１１８、および少なくとも１つの磁気ヘッド１２１の動作を制御するために少なくとも１つの磁気ヘッド１２１に電気的に結合されるコントローラ１２９を含むことができる。
図７Ａ〜７Ｈを参照する。マルチ素子磁気リード・ヘッドを製造するための方法が一実施形態による構成の種々の状態で示されている。この方法は、下側磁気シールド層１を製造するステップと、下側磁気シールド層１の上に絶縁層１４を製造するステップと、絶縁層１４の上のＭＲ薄膜２を製造するステップと、ＭＲ薄膜２の上にトラック・パターン・マスク３を製造するステップと、ＭＲ薄膜２をエッチングするステップと、トラック・パターン・マスク３がまだ所定の位置に保持されている間にリフィル層６に磁区制御層７をかぶせ、続いて、トラック・パターン・マスク３を除去するステップと、高さパターン・マスク１３を製造するためにＭＲ薄膜２を障壁層（barrier layer）までエッチングするステップと、高さマスク・パターン１３がまだ所定の位置に保持されている状態で高さリフィル層（height refill layer）２１をかぶせ、続いて、高さマスク・パターン１３を除去するステップと、高さリフィル層２１の一部を除去して後部配線層２０を製造するステップと、上側磁気シールド層１６を製造するステップとを含む。
各ステップについて、１つ以上の図面を参照しつつ説明する。各図は、左側に構造の媒体対向面から見た図を示し、右側に構造の断面側面図を示す。
図７Ａを参照する。ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、またはこの技術で知られているその他の適切な材料を含む下側磁気シールド層１を設ける。下側磁気シールド層１は、スライダ（図示せず）の基盤本体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣウエハー上のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の薄膜により設けることができる。次に、たとえば、スパッタリング法またはその他の適切な形成方法を使用してＡｌ２Ｏ３（アルミナ）またはその他の適切な絶縁材料を含む絶縁層１４をその上に堆積することができる。絶縁層１４は、一部の方法では、約１ｎｍから１０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍの厚さを有することができる。
次に、スパッタリング法またはその他の適切な形成技法を使用してその上にＭＲ薄膜２を製造する。ＭＲ薄膜２は、この技術において知られている任意の層および材料を含み得る。１つの例では、ＭＲ薄膜２は、少なくとも自由層、障壁層、およびピン止め層を含むことができる。より具体的には、ＭＲ薄膜２は、たとえば、１ｎｍのＴａ下層、５ｎｍのＩｒＭｎ反強磁性（ＡＦＭ）層、２ｎｍのＣｏＦｅＢピン止め層、ＭｇＯトンネル絶縁薄膜、および５ｎｍのＣｏＦｅＢ／２ｎｍのＮｉＦｅ積層薄膜を含む自由層を含むことができる。
次に、図７Ｂに示すように、後に形成される素子間にギャップを形成するためにトラック・パターン・マスク３を設ける。このトラック・パターン・マスクは、薄膜全面にわたり素子高さ方向に伸びる。ギャップは、トラック幅にほぼ等しく、約５ｎｍから約３０ｎｍとすることができる。たとえば、スペーサタイプ・ダブル・パターニングまたはこの技術で知られているその他の適切な方法によりＭＲ薄膜２に２０ｎｍのトラック幅を形成することができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングでは、通常の露出および／またはダブル・パターニングのほかに、ＡｒＦ露出装置（ArF exposure apparatus）、ＡｒＦ液浸露出装置（ArF liquid immersion exposure apparatus）、または極紫外線リソグラフィー（ＥＵＶ）も利用することができる。
次に、図７Ｃに示すように、マスクとしてトラック・パターン・マスク３を使用する一方、Ａｒイオン・ミリング、反応性イオン・エッチング（ＲＩＥ）等による方法など、この技術において既知の適切なエッチング技術を使用してＭＲ薄膜２をエッチングして絶縁層１４を露出させ、かつ、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５（これらは、エッチング・プロセス後に残るＭＲ薄膜２の部分を含んでいる）を形成する。一実施形態では、上側磁気シールド層１６は、ＭＲ素子４、５と電気的に連絡するように構成される。
次に、スパッタリング法などの適切な形成技術を使用してリフィル層６を形成する。リフィル層６は、約１ｎｍから約３０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍとすることができる。さらに、リフィル層は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の任意の適切な材料を含むことができる。次に、優れた直線性を有するロング・スロー・スパッタリング（ＬＴＳ）法などの適切な堆積方法を使用して磁区制御層７を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１３ｎｍの厚さに堆積する。磁区制御層７は、この技術で知られている適切な材料、なかでもＣｏＰｔを含むことができる。
次に、図７Ｄに示すように、トラック・パターン・マスク３をリフトオフ、化学的機械的研磨（ＣＭＰ）またはこの技術において知られているその他の適切な技法により除去する。
図７Ｅに示すように、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５の上に高さマスク・パターン１３を設けて、素子の高さの方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この高さマスク・パターン１３をマスクとして使用して磁区制御層７、リフィル層６、および２つの素子４、５をエッチングする。このとき使用するのはＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ、またはその他の適切な技術であり、その結果として素子４、５のピン止め層が露出される。
次に、図７Ｆに示すように、スパッタリング法などのこの技術における既知の技術を使用して構造のエッチングされた部分の上にリフィル層２１を約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲、たとえば約２０ｎｍの厚さに堆積する。この層は、Ａｌ２Ｏ３などこの技術で知られている適切な材料を含むことができる。次に、リフトオフ、ＣＭＰ等により高さマスク・パターン１３を除去する。リフィル層２１はリフィル層６と同じ材料から形成することができ、また、１つの方法でヘッドの種々の構成要素間に連続するリフィル層を形成することができる。
図７Ｇに示すように、上述の構造の上方に、その媒体対向面に配線マスク・パターンを形成し、かつ、高さリフィル層２１の一部をその後端において素子高さ方向にＡｒイオン・ミリングによる方法などのエッチングにより除去する。次に、この技術における適切な既知の方法を使用して、素子高さ方向にリフィル層２１の後ろ側に、Ａｕ、Ａｇ等などの適切な導電材料から後部配線層２０を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１００ｎｍの厚さで形成する。
次に、図７Ｈに示すように、スパッタリング法を使用して上側磁気シールド層１６および後部配線層２０と上側磁気シールド層１６の間に追加絶縁層（これもまた２１として符号が付されている）を形成する。上側磁気シールド層１６および追加絶縁層のためにこの技術で知られている任意の適切な材料を使用できる。
図７Ａ〜７Ｈにおいて示した方法は、マルチ素子磁気ヘッドの一実施形態の構成の代表的なものである。２つの素子４、５が示されているが、当業者により理解されるように、各リード・ヘッド中に、３個、４個、１０個、１６個、２４個、３２個等、２個を超える素子を形成することも可能である。
別の実施形態によると、磁気ヘッドは、図８Ａ〜８Ｈを参照して説明されている方法に従って作成することもできる。
図８Ａに示すように、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅまたはこの技術において知られている適切なその他の材料を含む下側磁気シールド層１を設ける。下側磁気シールド層１は、スライダ（図示せず）の基盤本体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣウエハー上のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の薄膜により設けることができる。次に、たとえば、スパッタリング法またはその他の適切な形成方法を使用して、アルミナまたはその他の適切な絶縁材料を含む絶縁層１４をその上に堆積することができる。絶縁層１４は、一部の方法では約１ｎｍから１０ｎｍの範囲、たとえば約２ｎｍの厚さを有することができる。次に、この技術で知られている適切な形成技法、スパッタリング法などを使用して配線下層１８を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば５ｎｍの厚さに形成する。この層は、Ｃｒなどの適切な材料を含むことができる。
次に、スパッタリング法またはその他の適切な形成技術を使用して、その上にＭＲ薄膜２を形成することができる。ＭＲ薄膜２は、この技術で知られている任意の層および材料を含むことができる。１つの例では、ＭＲ薄膜２は、少なくとも自由層、障壁層、およびピン止め層を含み得る。より具体的には、ＭＲ薄膜２は、たとえば、１ｎｍのＴａ下層、５ｎｍのＩｒＭｎ ＡＦＭ層、２ｎｍのＣｏＦｅＢピン止め層、ＭｇＯトンネル絶縁薄膜、および５ｎｍのＣｏＦｅＢ／２ｎｍのＮｉＦｅ積層薄膜を含む自由層を含むことができる。
次に、図８Ｂに示すように、後に形成される素子間にギャップを形成するためにトラック・パターン・マスク３を設ける。このトラック・パターン・マスクは、薄膜全面にわたり素子高さの方向に伸びる。このギャップは、トラック幅にほぼ等しく、たとえば、約５ｎｍから約３０ｎｍとすることができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングまたはこの技術で知られている他の適切な方法により、たとえば、２０ｎｍのトラック幅をＭＲ薄膜２に設けることができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングでは、通常の露出および／またはダブル・パターニングのほかに、ＡｒＦ露出装置、ＡｒＦ液浸露出装置、またはＥＵＶも利用することができる。
次に、図８Ｃに示すように、トラック・パターン・マスク３をマスクとして使用する一方、この技術で知られている適切なエッチング技法、たとえばＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ等による方法を使用してＭＲ薄膜２をエッチングすることにより、絶縁層１４を露出させ、かつ、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５を形成する。第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５は、エッチング・プロセス後に残るＭＲ薄膜２の部分を含んでいる。
次に、スパッタリング法などの適切な形成技術を使用してリフィル層６を形成する。リフィル層６は、約１ｎｍから約３０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍとすることができる。さらに、リフィル層は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の任意の適切な材料を含むことができる。次に、優れた直線性を有するＬＴＳ法などの適切な堆積方法を使用して磁区制御層７を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１３ｎｍの厚さに堆積する。磁区制御層７は、この技術で知られている適切な材料、なかでもＣｏＰｔを含むことができる。
次に、図８Ｄに示すように、リフトオフ、ＣＭＰまたはこの技術で知られているその他の適切な方法によりトラック・パターン・マスク３を除去する。
図８Ｅに示すように、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５の上に高さマスク・パターン１３を設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この高さマスク・パターン１３をマスクとして使用して磁区制御層７、リフィル層６、および２つの素子４、５をエッチングする。このとき使用するのはＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ、またはその他の適切な技術であり、その結果として素子４、５のピン止め層が露出される。
次に、図８Ｆに示すように、スパッタリング法などのこの技術における既知の技術を使用して、上述の構造のエッチングされた部分の上にリフィル層２１を約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲、たとえば約２０ｎｍの厚さに堆積する。この層は、Ａｌ２Ｏ３などこの技術で知られている適切な材料を含むことができる。次に、リフトオフ、ＣＭＰ等により高さマスク・パターン１３を除去する。
図８Ｇに示すように、上述の構造の上方に、その媒体対向面に配線マスク・パターンを形成し、かつ、高さリフィル層２１の一部をその後端において素子高さ方向にＡｒイオン・ミリングによる方法などのエッチングにより除去する。次に、この技術における適切な既知の方法を使用して、素子高さ方向にリフィル層２１の後ろ側に、Ａｕ、Ａｇ等などの適切な導電材料から後部配線層２０を約５ｎｍから約１２０ｎｍの範囲、たとえば約１００ｎｍの厚さに形成する。
次に、図８Ｈに示すように、スパッタリング法を使用して上側磁気シールド層１６および後部配線層２０と上側磁気シールド層１６の間に追加絶縁層（これもまた２１として符号が付されている）を形成する。
図８Ａ〜８Ｈにおいて示した方法は、マルチ素子磁気ヘッドの一実施形態の構成の代表である。２つの素子４、５が示されているが、当業者により理解されるように、各リード・ヘッド中に、３個、４個、１０個、１６個、２４個、３２個等、２個を超える素子を形成することも可能である。
別の実施形態によると、磁気ヘッドは、図９Ａ〜９Ｈを参照して説明されている別の方法に従って作成することもできる。
図９Ａに示されているように、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅまたはこの技術において知られている適切なその他の材料を含む下側磁気シールド層１を設ける。下側磁気シールド層１は、スライダ（図示せず）の基盤本体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣウエハー上のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の薄膜により設けることができる。次に、たとえば、スパッタリング法またはその他の適切な形成方法を使用してアルミナまたはその他の適切な絶縁材料を含む絶縁層１４をその上に堆積することができる。絶縁層１４は、一部の方法では約１ｎｍから１０ｎｍの範囲、たとえば約２ｎｍの厚さを有することができる。次に、スパッタリング法などのこの技術で知られている適切な形成技法を使用して、帯磁しやすいシールド配線下層（soft magnetic shield wiring underlayer）１９を約１ｎｍから１０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば５ｎｍの厚さに形成する。この層は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等などの任意の適切な材料を含むことができる。
次に、スパッタリング法またはその他の適切な形成技術を使用して、その上にＭＲ薄膜２を形成することができる。ＭＲ薄膜２は、この技術で知られている任意の層および材料を含むことができる。１つの例では、ＭＲ薄膜２は、少なくとも自由層、障壁層、およびピン止め層を含み得る。より具体的には、ＭＲ薄膜２は、たとえば、１ｎｍのＴａ下層、５ｎｍのＩｒＭｎ ＡＦＭ層、２ｎｍのＣｏＦｅＢピン止め層、ＭｇＯトンネル絶縁薄膜、および５ｎｍのＣｏＦｅＢ／２ｎｍのＮｉＦｅ積層薄膜を含む自由層を含むことができる。
次に、図９Ｂに示すように、後に形成される素子間にギャップを形成するためにトラック・パターン・マスク３を設ける。このトラック・パターン・マスクは、薄膜全面にわたり素子高さの方向に伸びる。このギャップは、トラック幅にほぼ等しく、たとえば、約５ｎｍから約３０ｎｍとすることができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングまたはこの技術で知られている他の適切な方法により、たとえば、２０ｎｍのトラック幅をＭＲ薄膜２に設けることができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングでは、通常の露出および／またはダブル・パターニングのほかに、ＡｒＦ露出装置、ＡｒＦ液浸露出装置、またはＥＵＶも利用することができる。
次に、図９Ｃに示すように、トラック・パターン・マスク３をマスクとして使用する一方、この技術で知られている適切なエッチング技法、たとえばＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ等による方法を使用してＭＲ薄膜２をエッチングすることにより、絶縁層１４を露出させ、かつ、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５を形成する。第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５は、エッチング・プロセス後に残るＭＲ薄膜２の部分を含んでいる。
次に、スパッタリング法などの適切な形成技術を使用してリフィル層６を形成する。リフィル層６は、約１ｎｍから約３０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍとすることができる。さらに、リフィル層は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の任意の適切な材料を含むことができる。次に、優れた直線性を有するＬＴＳ法などの適切な堆積方法を使用して磁区制御層７を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１３ｎｍの厚さに堆積する。磁区制御層７は、この技術で知られている適切な材料、なかでもＣｏＰｔを含むことができる。
次に、図９Ｄに示すように、リフトオフ、ＣＭＰまたはこの技術で知られているその他の適切な方法によりトラック・パターン・マスク３を除去する。
図９Ｅに示すように、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５の上に高さマスク・パターン１３を設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この高さマスク・パターン１３をマスクとして使用して磁区制御層７、リフィル層６、および２つの素子４、５をエッチングする。このとき使用するのはＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ、またはその他の適切な技術であり、その結果として素子４、５のピン止め層が露出される。
次に、図９Ｆに示すように、スパッタリング法などのこの技術における既知の技術を使用して、上述の構造のエッチングされた部分の上にリフィル層２１を約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲、たとえば約２０ｎｍの厚さに堆積する。この層は、Ａｌ２Ｏ３などこの技術で知られている適切な材料を含むことができる。次に、リフトオフ、ＣＭＰ等により高さマスク・パターン１３を除去する。
図９Ｇに示すように、上述の構造の上方に、その媒体対向面に配線マスク・パターンを形成し、かつ、高さリフィル層２１の一部をその後端において素子高さ方向にＡｒイオン・ミリングによる方法などのエッチングにより除去する。次に、この技術における適切な既知の方法を使用して、素子高さ方向にリフィル層２１の後ろ側に、Ａｕ、Ａｇ等などの適切な導電材料から後部配線層２０を約５ｎｍから約１２０ｎｍの範囲、たとえば約１００ｎｍの厚さに形成する。一実施形態では、後部配線層２０はＭＲ素子４、５と電気的に連絡するように構成される。
次に、図９Ｈに示すように、スパッタリング法を使用して上側磁気シールド層１６および後部配線層２０と上側磁気シールド層１６の間に追加絶縁層（これもまた２１として符号が付されている）を形成する。
図９Ａ〜９Ｈにおいて示した方法は、マルチ素子磁気ヘッドの一実施形態の構成の代表である。２つの素子４、５が示されているが、当業者により理解されるように、各リード・ヘッド中に、３個、４個、１０個、１６個、２４個、３２個等、２個を超える素子を形成することも可能である。
別の実施形態によると、磁気ヘッドは、図１０Ａ〜１０Ｇを参照して説明されている別の方法に従って作成することもできる。
図１０Ａに示されているように、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅまたはこの技術において知られている適切なその他の材料を含む下側磁気シールド層１を設ける。下側磁気シールド層１は、スライダ（図示せず）の基盤本体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣウエハー上のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の薄膜により設けることができる。次に、たとえば、スパッタリング法またはその他の適切な形成方法を使用してＭＲ薄膜２をその上に設けることができる。１つの方法では、ＭＲ薄膜２と下側磁気シールド層１の間に絶縁薄膜（図示せず）を形成することができる。この絶縁薄膜はアルミナを含み、かつ、１つの方法では約１ｎｍと約１０ｎｍの間、たとえば約２ｎｍの厚さを有する。ＭＲ薄膜２は、この技術で知られている任意の層および材料を含むことができる。１つの例では、ＭＲ薄膜２は、少なくとも自由層、障壁層、およびピン止め層を含むことができる。より具体的には、ＭＲ薄膜２は、たとえば、１ｎｍのＴａ下層、５ｎｍのＩｒＭｎ ＡＦＭ層、２ｎｍのＣｏＦｅＢピン止め層、ＭｇＯトンネル絶縁薄膜、および５ｎｍのＣｏＦｅＢ／２ｎｍのＮｉＦｅ積層薄膜を含む自由層を含むことができる。
次に、ＭＲ薄膜２の上に高さマスク・パターン１３を設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この高さマスク・パターン１３をマスクとして使用して、ＭＲ薄膜２をエッチングする。このとき使用するのはＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ、またはその他の適切な技術であり、その結果として下側磁気シールド層１が露出される。
次に、スパッタリング法などのこの技術における既知の技術を使用して、上述の構造のエッチングされた部分の上にリフィル層２１を約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲、たとえば約２０ｎｍの厚さに堆積させる。この層は、Ａｌ２Ｏ３などのこの技術で知られている適切な材料を含むことができる。
次に、図１０Ｂに示すように、リフトオフ、ＣＭＰ等により高さマスク・パターン１３を除去する。
次に、図１０Ｃに示すように、スパッタリング法などの既知技術を使用してこの技術において知られている適切な材料を含む上側配線層１５を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲、たとえば約５ｎｍの厚さに堆積させる。上側配線層１５にＣｒまたは同様なもの、またはＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等を含めることにより、この層を磁気シールド層および配線層としても使用することができる。次に、スパッタリング法などの既知形成技術を使用して上側配線層１５の上に上側絶縁薄膜１２を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲、たとえば約２ｎｍの厚さに形成する。上側絶縁薄膜１２は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等などの適切な絶縁材料を含むことができる。
さらに、図１０Ｄに示すように、後に形成される素子間にギャップを形成するために、上側絶縁薄膜１２の上にトラック・パターン・マスク３を設ける。このトラック・パターン・マスクは、薄膜全面にわたり素子高さ方向に伸びる。このギャップは、トラック幅にほぼ等しく、たとえば、約５ｎｍから約３０ｎｍとすることができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングまたはこの技術で知られている他の適切な方法により、たとえば、２０ｎｍのトラック幅をＭＲ薄膜２に設けることができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングでは、通常の露出および／またはダブル・パターニングのほかに、ＡｒＦ露出装置、ＡｒＦ液浸露出装置、またはＥＵＶも利用することができる。この方法では、トラック・パターン・マスク３は、高さ方向書き込みパターンとして利用することができる。
次に、図１０Ｅに示すように、トラック・パターン・マスク３をマスクとして使用する一方、この技術で知られている適切なエッチング技法、たとえばＡｒイオン・ミリング、反応イオン・エッチング（ＲＩＥ）等による方法を使用してＭＲ薄膜２をエッチングすることにより、下側磁気シールド層１（または図示されていない絶縁層）を露出させ、かつ、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５を形成する。第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５は、エッチング・プロセス後に残るＭＲ薄膜２の部分を含んでいる。
次に、スパッタリング法などの適切な形成技術を使用してリフィル層６を形成する。リフィル層６は、約１ｎｍから約３０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍとすることができる。さらに、リフィル層は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の任意の適切な材料を含むことができる。次に、優れた直線性を有するＬＴＳ法などの適切な堆積方法を使用して磁区制御層７を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１３ｎｍの厚さに堆積する。磁区制御層７は、この技術で知られている適切な材料、なかでもＣｏＰｔを含むことができる。
次に、図１０Ｆに示すように、リフトオフ、ＣＭＰまたはこの技術で知られているその他の適切な方法によりトラック・パターン・マスク３を除去する。次に、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５の上に配線マスク・パターンを設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この配線マスク・パターンを使用し、また、この技術における既知の適切な方法を使用して、素子高さ方向に上側絶縁薄膜１２の後ろ側に、Ａｕ、Ａｇ等の適切な導電材料から後部配線層２０を約５ｎｍから約１２０ｎｍの範囲、たとえば約１００ｎｍの厚さに形成する。上側配線層１５は、一実施形態では、後部配線層２０と電気的に連絡するように構成される。また、後部配線層２０は、別の実施形態では、ＭＲ素子４、５と電気的に連絡するように構成される。
次に、図１０Ｇに示すように、スパッタリング法を使用して上側磁気シールド層１６および後部配線層２０と上側磁気シールド層１６の間に配線分離絶縁層２２を形成する。上側磁気シールド層１６にはＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等を使用し、配線分離絶縁層２２にはアルミナ、ＭｇＯ等を使用するように、上側磁気シールド層１６及び配線分離絶縁層２２のために、この技術において既知の適切な材料を使用することができる。
図１０Ａ〜１０Ｇにおいて示した方法は、マルチ素子磁気ヘッドの一実施形態の構成の代表である。２つの素子４、５が示されているが、当業者により理解されるように、各リード・ヘッド中に、３個、４個、１０個、１６個、２４個、３２個等、２個を超える素子を形成することも可能である。
別の実施形態によると、磁気ヘッドは、図１１Ａ〜１１Ｇを参照して説明されている別の方法に従って作成することもできる。
図１１Ａに示されているように、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、またはこの技術で知られているその他の適切な材料を含む下側磁気シールド層１を設ける。下側磁気シールド層１は、スライダ（図示せず）の基盤本体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣウエハー上のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の薄膜により設けることができる。次に、たとえば、スパッタリング法またはその他の適切な形成技法を使用して、ＭＲ薄膜２をその上に形成することができる。１つの方法では、ＭＲ薄膜２と下側磁気シールド層１の間に絶縁薄膜（図示せず）を設けることができる。この絶縁薄膜はアルミナを含み、かつ、１つの方法では約１ｎｍから１０ｎｍの範囲、約２ｎｍなどの厚さを有することができる。ＭＲ薄膜２は、この技術で知られている任意の層および材料を含むことができる。１つの例では、ＭＲ薄膜２は、少なくとも自由層、障壁層、およびピン止め層を含むことができる。より具体的には、ＭＲ薄膜２は、たとえば、１ｎｍのＴａ下層、５ｎｍのＩｒＭｎ反強磁性（ＡＦＭ層）、２ｎｍのＣｏＦｅＢピン止め層、ＭｇＯトンネル絶縁薄膜、および５ｎｍのＣｏＦｅＢ／２ｎｍのＮｉＦｅ積層薄膜を含む自由層を含むことができる。
次に、ＭＲ薄膜２の上に高さマスク・パターン１３を設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１１００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この高さマスク・パターン１３をマスクとして使用してＭＲ薄膜２をエッチングする。このとき使用するのはＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ、またはその他の適切な技術であり、その結果として下側磁気シールド層１が露出される。
次に、スパッタリング法などのこの技術における既知の技術を使用して、上述した構造のエッチングされた部分の上にリフィル層２１を約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲、たとえば約２０ｎｍの厚さに堆積させる。この層は、Ａｌ２Ｏ３などのこの技術で知られている適切な材料を含むことができる。
次に、図１１Ｂに示すように、リフトオフ、ＣＭＰ等により高さマスク・パターンを除去する。
次に、図１１Ｃに示すように、スパッタリング法などの既知技術を使用してこの技術において知られている適切な材料を含む上側配線層１５を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲、たとえば約５ｎｍの厚さに堆積させる。上側配線層１５にＣｒまたは同様なもの、またはＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等を含めることにより、この層を磁気シールド層および配線層としても使用することができる。次に、スパッタリング法などの既知形成技術を使用して上側配線層１５の上に上側絶縁薄膜１２を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲、たとえば約２ｎｍの厚さに形成する。上側絶縁薄膜１２は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等などの適切な絶縁材料を含むことができる。
さらに、図１１Ｄに示すように、後に形成される素子間にギャップを形成するためにトラック・パターン・マスク３を設ける。このトラック・パターン・マスクは、薄膜全面にわたり素子高さ方向に伸びる。ギャップは、トラック幅にほぼ等しく、約５ｎｍから約３０ｎｍとすることができる。たとえば、スペーサタイプ・ダブル・パターニングまたはこの技術で知られているその他の適切な方法によりＭＲ薄膜２に２０ｎｍのトラック幅を形成することができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングでは、通常の露出および／またはダブル・パターニングのほかに、ＡｒＦ露出装置、ＡｒＦ液浸露出装置、またはＥＵＶも利用することができる。この方法では、トラック・パターン・マスク３は、高さ方向配線パターンとして利用することができる。
次に、図１１Ｅに示すように、トラック・パターン・マスク３をマスクとして使用する一方、この技術で知られている適切なエッチング技法、たとえばＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ等による方法を使用してＭＲ薄膜２をエッチングすることにより、下側磁気シールド層１（または図示されていない絶縁層）を露出させ、かつ、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５を形成する。第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５は、エッチング・プロセス後に残るＭＲ薄膜２の部分を含んでいる。
次に、スパッタリング法などの適切な形成技術を使用してリフィル層６を形成する。リフィル層６は、約１ｎｍから約３０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍとすることができる。さらに、リフィル層は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の任意の適切な材料を含むことができる。次に、優れた直線性を有するＬＴＳ法などの適切な堆積方法を使用して磁気側面シールド層１７を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１３ｎｍの厚さに堆積する。磁気側面シールド層１７は、この技術で知られている適切な材料、なかでもＮｉＦｅを含むことができる。
次に、図１１Ｆに示すように、リフトオフ、ＣＭＰまたはこの技術で知られているその他の適切な技法によりトラック・パターン・マスク３を除去する。次に、第１ＭＲ素子４および第２ＭＲ素子５の上に配線マスク・パターンを設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１１００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この配線マスク・パターンを使用し、また、この技術における既知の適切な方法を使用して、素子高さ方向に上側絶縁薄膜１２の後ろ側に、Ａｕ、Ａｇ等の適切な導電材料から後部配線層２０を約５ｎｍから約１２０ｎｍの範囲、たとえば約１００ｎｍの厚さに形成する。
次に、図１１Ｇに示すように、スパッタリング法を使用して上側磁気シールド層１６および後部配線層２０と上側磁気シールド層１６の間に配線分離絶縁層２２を形成する。上側磁気シールド層１６にはＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等を使用し、配線分離絶縁層２２にはアルミナ、ＭｇＯ等を使用するように、上側磁気シールド層１６及び配線分離絶縁層２２のために、この技術において既知の適切な材料を使用することができる。
図１１Ａ〜１１Ｇにおいて示した方法は、マルチ素子磁気ヘッドの一実施形態の構成の代表である。２つの素子４、５が示されているが、当業者により理解されるように、各リード・ヘッド中に、３個、４個、１０個、１６個、２４個、３２個等、２個を超える素子を形成することも可能である。
別の実施形態によると、磁気ヘッドは、図１２Ａ〜１２Ｇを参照して説明されている別の方法に従って作成することもできる。
図１２Ａに示されているように、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、またはこの技術で知られているその他の適切な材料を含む下側磁気シールド層１を設ける。下側磁気シールド層１は、スライダ（図示せず）の基盤本体となるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣウエハー上のＡｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の薄膜により設けることができる。次に、たとえば、スパッタリング法またはその他の適切な形成技法を使用して、ＭＲ薄膜２をその上に堆積することができる。１つの方法では、ＭＲ薄膜２と下側磁気シールド層１の間に絶縁薄膜（図示せず）を設けることができる。この絶縁薄膜はアルミナを含み、かつ、１つの方法では約１ｎｍから１０ｎｍの範囲、約２ｎｍなどの厚さを有することができる。ＭＲ薄膜２は、この技術で知られている任意の層および材料を含むことができる。１つの例では、ＭＲ薄膜２は、少なくとも自由層、障壁層、およびピン止め層を含むことができる。より具体的には、ＭＲ薄膜２は、たとえば、１ｎｍのＴａ下層、５ｎｍのＩｒＭｎ ＡＦＭ層、２ｎｍのＣｏＦｅＢピン止め層、ＭｇＯトンネル絶縁薄膜、および５ｎｍのＣｏＦｅＢ／２ｎｍのＮｉＦｅ積層薄膜を含む自由層を含むことができる。
次に、ＭＲ薄膜２の上に高さマスク・パターン１３を設けて、素子高さ方向に媒体対向面からの高さとして、約５０ｎｍから約１０００ｎｍの範囲、たとえば約５００ｎｍを確保する。この高さマスク・パターン１３をマスクとして使用してＭＲ薄膜２をエッチングする。このとき使用するのはＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ、またはその他の適切な技術であり、その結果として下側磁気シールド層１が露出される。
次に、スパッタリング法などのこの技術における既知の技術を使用して、上述の構造のエッチングされた部分の上にリフィル層２１を約５ｎｍから約３０ｎｍの範囲、たとえば約２０ｎｍの厚さに堆積させる。この層は、Ａｌ２Ｏ３などのこの技術で知られている適切な材料を含むことができる。
次に、図１２Ｂに示すように、リフトオフ、ＣＭＰ等により高さマスク・パターン１３を除去する。
次に、図１２Ｃに示すように、スパッタリング法などの既知技術を使用してこの技術において知られている適切な材料を含む上側配線層１５を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲、たとえば約５ｎｍの厚さに堆積させる。上側配線層１５にＣｒまたは同様なもの、またはＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ等を含めることにより、この層を磁気シールド層および配線層としても使用することができる。次に、スパッタリング法などの既知形成技術を使用して上側配線層１５の上に上側絶縁薄膜１２を約１ｎｍから約１０ｎｍの範囲、たとえば約２ｎｍの厚さに形成する。上側絶縁薄膜１２は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等などの適切な絶縁材料を含むことができる。
さらに、図１２Ｄに示すように、後に形成される素子間にギャップを形成するために上側絶縁薄膜１２の上にトラック・パターン・マスク３を設ける。このトラック・パターン・マスクは、薄膜全面にわたり素子の高さ方向に伸びる。ギャップは、トラック幅にほぼ等しく、約５ｎｍから約３０ｎｍとすることができる。たとえば、スペーサタイプ・ダブル・パターニングまたはこの技術で知られているその他の適切な方法によりＭＲ薄膜２に２０ｎｍのトラック幅を形成することができる。スペーサタイプ・ダブル・パターニングでは、通常の露出および／またはダブル・パターニングのほかに、ＡｒＦ露出装置、ＡｒＦ液浸露出装置、またはＥＵＶも利用することができる。この方法では、トラック・パターン・マスク３は、高さ方向配線パターンとして使用することができる。示されているように、トラック・パターン・マスク３は４つの部分を含んでいるが、ヘッドに形成される素子の個数に基づいてこれより多い個数または少ない個数の部分を含むことができる。
次に、図１２Ｅに示すように、トラック・パターン・マスク３をマスクとして使用する一方、この技術で知られている適切なエッチング技法、たとえばＡｒイオン・ミリング、ＲＩＥ等による方法を使用してＭＲ薄膜２をエッチングすることにより、下側磁気シールド層１を露出させ、かつ、複数のＭＲ素子２３を形成する。複数のＭＲ素子２３は、エッチング・プロセス後に残るＭＲ薄膜２の部分を含んでいる。
次に、スパッタリング法などの適切な形成技術を使用してリフィル層６を形成する。リフィル層６は、約１ｎｍから約３０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約２ｎｍとすることができる。さらに、リフィル層は、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ等の任意の適切な材料を含むことができる。次に、優れた直線性を有するＬＴＳ法などの適切な堆積方法を使用して磁気側面シールド層１７を約５ｎｍから約１００ｎｍの範囲、たとえば約１３ｎｍの厚さに堆積する。磁気側面シールド１７層は、この技術で知られている適切な材料、なかでもＮｉＦｅを含むことができる。
次に、図１２Ｆに示すように、リフトオフ、ＣＭＰまたはこの技術で知られているその他の適切な技法によりトラック・パターン・マスク３を除去する。次に、図１２Ｇに示すように、上側磁気シールド層１６、配線分離絶縁層２２、および後部配線層２０を、順次、媒体対向面から素子高さ方向の後方に向けて、この技術において知られている適切な方法を使用することにより、形成する。後部配線層２０は、Ａｕ、Ａｇ等の任意の適切な導電材料を含み、かつ、約５ｎｍと約１２０ｎｍの範囲の厚さ、たとえば約１００ｎｍの厚さに形成される。
図１２Ａ〜１２Ｇにおいて示した方法は、マルチ素子磁気ヘッドの一実施形態の構成の代表である。４つのＭＲ素子２３が示されているが、当業者により理解されるように、各リード・ヘッド中に、３個、８個、１０個、１６個、２４個、３２個等、４個を超える素子を形成することも可能である。
種々の実施形態の少なくとも一部について本出願において提示された方法は、全面的または部分的に、コンピュータ・ハードウェア、ソフトウェア、手作業、特殊装置の利用等、およびそれらの組み合わせにより実行できることに注意するべきである。
本出願において記述されたマルチ素子磁気リード・ヘッドは、種々の実施形態に従って、包含される素子の信号を素子高さ方向に沿って個別に取り出すことを可能とし、かつ、リード・ギャップ幅の狭隘化およびこのマルチ素子磁気リード・ヘッドにより読み書きされる磁気媒体にとって可能な記録密度の増大を容易にする。
これまでに種々の実施形態について記述したが、当然のことながら、この記述は、限定ではなく、もっぱら例示のために提示されている。したがって、本発明の実施形態の幅および範囲は、上述の例示実施形態のいずれによっても限定されるべきではなく、以下の請求項およびそれらの均等物のみに従って定義されるべきである。
１ 下側磁気シールド層
２ ＭＲ薄膜
３ トラック・パターン・マスク
４ 第１ＭＲ読み取り素子
５ 第２ＭＲ読み取り素子
６ リフィル層
７ 磁区制御層
１２ 上側絶縁薄膜
１３ マスク・パターン
１４ 絶縁層
１５ 上側配線層
１６ 上側磁気シールド層
１７ 磁気側面シールド層
１８ 配線下層
１９ シールド配線下層
２０ 後部配線層
２１ 高さリフィル層
２２ 配線分離絶縁層
２３ ＭＲ素子
２５ 素子高さ方向
６０ マルチ素子磁気ヘッド
６１ 後縁
１００ ディスク・ドライブ
１１２ 磁気媒体
１１３ スライダ
１１４ スピンドル
１１５ サスペンション
１１８ 駆動機構
１１９ アクチュエータ・アーム
１２１ 磁気ヘッド
１２２ ディスク表面
１２３ ライン
１２５ 記録チャネル
１２７ アクチュエータ
１２８ ライン
１２９ 制御装置
２００ 支持基体
２０２ コーティング
２０４ 記録／再生ヘッド
２１２ 高透磁率下層
２１４ 磁気コーティング
２１６ 基体
２１８ 垂直ヘッド
３０２ 上側帰還磁極
３０４ トレーリング・シールド
３０６ 主磁極
３０８ ステッチ磁極
３１０ ヘリカル・コイル
３１２ コイル
３１４ 下側帰還磁極
３１６ 絶縁物
３２２ センサ・シールド
３２４ センサ・シールド
３２６ センサ
４０２ 上側帰還磁極
４０４ トレーリング・シールド
４０６ 主磁極
４０８ ステッチ磁極
４１０ ループ・コイル
４１６ 絶縁物
４２２ センサ・シールド
４２４ センサ・シールド
４２６ センサ

Claims (20)

  1. 磁気ヘッドであって、
    前記磁気ヘッドの媒体対向面に配置されている下側シールド層と、
    前記下側シールド層の上に配置されている少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子であって、各ＭＲ素子は、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びる、少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子と、
    前記ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から前記素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、前記後部配線層は、前記ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から別々に信号を取り出すように構成される、後部配線層と、
    前記ＭＲ素子の上に配置されている上側シールド層であって、前記ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成される、上側シールド層と
    含む磁気ヘッド。
  2. 請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
    各ＭＲ素子が、ピン止め層、前記ピン止め層の上に配置されている障壁層、および前記障壁層の上に配置されている自由層を含む、磁気ヘッド。
  3. 請求項２に記載の磁気ヘッドにおいて、
    少なくとも４つのＭＲ素子をさらに含む磁気ヘッド。
  4. 請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
    前記下側シールド層と前記ＭＲ素子との間に配置されている絶縁層をさらに含み、前記上側シールド層は、前記ＭＲ素子の上側電極として働くように構成される、磁気ヘッド。
  5. 請求項４に記載の磁気ヘッドにおいて、
    トラック横断方向に各ＭＲ素子の両側に配置されている磁区制御層をさらに含み、前記磁区制御層は、各ＭＲ素子から絶縁層により隔離される、磁気ヘッド。
  6. 請求項４に記載の磁気ヘッドにおいて、
    前記上側シールド層と前記後部配線層の間に配置されている絶縁層をさらに含み、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から離れて前記素子高さ方向に伸びる各ＭＲ素子の部分は、その対応するＭＲ素子の下側電極として働くように構成される、磁気ヘッド。
  7. 請求項４に記載の磁気ヘッドにおいて、
    各ＭＲ素子の下に配置されている配線下層をさらに含み、前記配線下層は、その対応するＭＲ素子の下側電極として働くように構成される、磁気ヘッド。
  8. 請求項７に記載の磁気ヘッドにおいて、
    前記配線下層が、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、および／またはＣｏＦｅを含む、磁気ヘッド。
  9. 請求項１に記載の磁気ヘッドにおいて、
    各ＭＲ素子の上方で前記媒体対向面に配置され、かつ、前記媒体対向面から離れて前記素子高さ方向に伸びる上側配線層をさらに含み、前記上側配線層は前、記後部配線層と電気的に連絡するように構成され、かつ、前記下側シールド層は、前記ＭＲ素子の下側電極として働くように構成される、磁気ヘッド。
  10. 請求項９に記載の磁気ヘッドにおいて、
    トラック横断方向に各ＭＲ素子の両側に配置されている磁区制御層をさらに含み、前記磁区制御層は、各ＭＲ素子から絶縁層により隔離される、磁気ヘッド。
  11. 請求項９に記載の磁気ヘッドにおいて、
    トラック横断方向に各ＭＲ素子の両側に配置されている磁気側面シールド層をさらに含み、前記磁気側面シールド層は、各ＭＲ素子から絶縁層により隔離される、磁気ヘッド。
  12. 磁気データ記憶システムであって、
    請求項１に記載の磁気ヘッドを少なくとも１つと、
    磁気媒体と、
    前記磁気媒体に少なくとも１つの前記磁気ヘッドの上を通過させる駆動機構と、
    少なくとも１つの前記磁気ヘッドの動作を制御するために少なくとも１つの前記磁気ヘッドに電気的に結合されるコントローラと
    を含む磁気データ記憶システム。
  13. 磁気ヘッドであって、
    前記磁気ヘッドの媒体対向面に配置されている下側シールド層と、
    前記下側シールド層の上に配置されている少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子であって、各ＭＲ素子は、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びる、少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子と、
    前記ＭＲ素子のそれぞれの少なくとも１つの下側層の上方に前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から前記素子高さ方向に離れた位置に配置されている後部配線層であって、前記後部配線層は、前記ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から別々に信号を取り出すように構成される、後部配線層と、
    各ＭＲ素子の上方で前記磁気ヘッドの前記媒体対向面に配置され、かつ、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から離れて前記素子高さ方向に伸びる上側配線層であって、前記上側配線層は前記後部配線層と電気的に連絡するように構成される、上側配線層と
    を備え、
    前記上側配線層は前記ＭＲ素子の上側電極として働くように構成され、
    前記下側シールド層は前記ＭＲ素子の下側電極として働くように構成される、
    磁気ヘッド。
  14. 磁気ヘッドを形成する方法であって、
    下側シールド層を形成するステップと、
    前記下側シールド層の上方に前記磁気ヘッドの媒体対向面に配置される少なくとも２つの磁気抵抗（ＭＲ）素子を形成するステップであって、各ＭＲ素子は、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から離れて素子高さ方向に伸びる、ステップと、
    少なくとも２つの前記ＭＲ素子の上方に前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から前記素子高さ方向に離れた位置に配置される後部配線層を形成するステップであって、前記後部配線層は少なくとも２つの前記ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成され、かつ、読み取り動作中に各ＭＲ素子から別々に信号を取り出すように構成される、ステップと、
    少なくとも２つの前記ＭＲ素子の上方に配置され、かつ、少なくとも２つの前記ＭＲ素子と電気的に連絡するように構成される上側シールド層を形成するステップであって、前記上側シールド層は、少なくとも２つの前記ＭＲ素子の上側電極として働くように構成される、ステップと
    を含む方法。
  15. 請求項１４に記載の方法において、
    少なくとも２つの前記ＭＲ素子を形成するステップが、
    ピン止め層を形成するステップと
    前記ピン止め層の上に障壁層を形成するステップと、
    前記障壁層の上に自由層を形成するステップであって、前記自由層は、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面を通過する磁気媒体上のデータを感知するように構成される、ステップと
    をさらに含む、方法。
  16. 請求項１４に記載の方法において、
    前記下側シールド層と少なくとも２つの前記ＭＲ素子の間に絶縁層を形成するステップをさらに含み、前記磁気ヘッドの前記媒体対向面から離れて伸びる各ＭＲ素子の部分は、その対応するＭＲ素子の下側電極として働くように構成される、方法。
  17. 請求項１６に記載の方法において、
    トラック横断方向に各ＭＲ素子の両側に磁区制御層を形成するステップをさらに含み、前記磁区制御層は、各ＭＲ素子から絶縁層により隔離される、方法。
  18. 請求項１６に記載の方法において、
    前記上側シールド層と前記後部配線層の間に絶縁層を形成するステップをさらに含む方法。
  19. 請求項１６に記載の方法において、
    各ＭＲ素子の下に配線下層を形成するステップをさらに含み、前記配線下層は、その対応するＭＲ素子の下側電極として働くように構成され、前記配線下層は、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、および／またはＣｏＦｅを含む、方法。
  20. 請求項１４に記載の方法において、
    各ＭＲ素子の上方で前記媒体対向面にあって、前記媒体対向面から離れて前記素子高さ方向に伸びる上側配線層を形成するステップであって、前記上側配線層は、前記後部配線層と電気的に連絡するように構成され、かつ、前記下側シールド層は、少なくとも２つの前記ＭＲ素子の下側電極として働くように構成される、ステップと、
    少なくとも１つの磁区制御層および磁気側面シールド層を、トラック横断方向に各ＭＲ素子の両側に形成するステップであって、前記磁区制御層および／または前記磁気側面シールド層は、各ＭＲ素子から絶縁層により隔離される、ステップと
    をさらに含む方法。
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