JP2672568B2 - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、一軸異方性を有する強磁性薄膜に信号磁界
を印加し、それを磁化容易軸方向の電気抵抗変化として
検出する磁気抵抗効果素子(以下MR素子という)を具備
して磁気記録媒体に記録された信号の検出を行う薄膜磁
気ヘッド(以下薄膜MRヘッドという)に関する。
〔従来の技術〕
従来、薄膜MRヘッドは磁気テープ等の磁気記録媒体に
書き込まれた信号磁界を受けることにより、MR素子内部
の磁化方向が変化し、その磁化方向の変化に応じたMR素
子の内部抵抗の変化を外部出力として取り出すもので
る。
このように、薄膜MRヘッドは磁束応答型のヘッドであ
り、磁気記録媒体の位相速度に依存せずに、信号磁界を
再生できる。
また、この薄膜MRヘッドは半導体の微細加工技術を運
用することにより、高集積化及び多素子化が容易である
ので、高密度記録が行われる固定ヘッド式PCM録音機の
再生用磁気ヘッド等として有望視されている。
一方、MR素子単体で構成した薄膜MRヘッドよりも、MR
素子をヘッド先端から離して、磁気記録媒体から発生し
た磁束を、ヘッド先端からMR素子部まで導くための磁束
導入路(ヨーク)を配置したヨーク型薄膜MRヘッド(以
下薄膜YMRヘッドという)と呼ばれる薄膜磁気ヘッド
が、信号の分解能の向上やMR素子の耐久性の向上に有利
であることが知られている。
上記のような薄膜YMRヘッドの場合を例にとって、従
来の薄膜磁気ヘッドの製造方法を簡単に説明する。ここ
に第3図は、薄膜YMRヘッドのヘッド部の概略平面図、
第4図(a)は第3図におけるA−B線断面図、第4図
(b)は第3図におけるC−D断面図、更に第5図
(a),(b),(c)及び第6図(a),(b),
(c)はそれぞれヘッド部の製造工程を説明するための
MR素子部の平面図及び正面図である。
第3図,第4図に示す如くヘッド部8は、強磁性基板
1上に絶縁層9aを介して導体層2を形成し、この導体層
2上に絶縁層9bを介してMR素子部3を形成することによ
り構成されている。7a及び7bは磁気記録媒体から発生し
た磁束をヘッド部8の先端8aから上記MR素子部3に導く
ための上部ヨークである。尚、母基板からヘッド部8を
切り出す時、上記ヨーク7aの先端部8aを切断線10に沿っ
て切断することにより、ギャップ部が形成される。
上記MR素子部3は、第5図及び第6図に示すような工
程を経て製造される。まず、MR素子部3の主要部分であ
る強磁性薄膜4が、第5図(a)及び第6図(a)に示
す矢印aの方向に磁化容易軸を持つように形成され、所
定パターン形状に加工される。続いて第5図(b)及び
第6図(b)に示す如く、上記強磁性薄膜4の両端部に
高抗磁力薄膜5a,5bが無電解メッキにより形成される。
更に、上記高抗磁力薄膜5a,5b上に第5図(c),第
6図(c)に示す如く導体層6a,6bが形成され、MR素子
部3が完成する。尚、後記するように高抗磁力薄膜5a,5
bはMR素子にリニアな応答特性を持たせるためのもので
はない。上記導体層6a,6bは、上記強磁性薄膜4にセン
ス電流を流すためのものである。尚、この場合、強磁性
基板1が下部ヨークを構成している。
上記のようなMR素子では、その内部抵抗が外部磁界に
対して2乗変化を示す感応特性を持つ。そのため、リニ
アな応答性を必要とする再生ヘッドとして構成する場
合、通常、強磁性薄膜4の上記磁化容易軸方向に垂直に
所定の垂直バイアス磁界を印加する。このような垂直バ
イアス磁界を印加する方法としては、導体に直流電流を
流すことにより、垂直バイアス磁界を印加する方法と、
着磁した高抗磁力薄膜(例えば導体層2と同じ位置に設
けられるもので、高抗磁力薄膜5a,5bとは異なる)を用
いて垂直バイアス磁界を印加する方法が知られている。
上記導体層2は、このようなリニアな応答性を確保する
べく、垂直バイアス磁界を印加するためのものである。
かかる垂直バイアス磁界はMR素子単体で構成した薄膜MR
ヘッド及びヨークを用いる薄膜YMRヘッドのいずれに対
しても効果的である。
また、薄膜MRヘッド及び薄膜YMRヘッドのいずれにお
いても、MR素子のトラックは情報密度の向上のため多ト
ラック構成となっている。そのためトラック幅は、50〜
200μmに設定される。このようにMR素子のトラック幅
が小さくなると、磁区状態が不可逆的に変化してMR素子
のΔR/R特性にバルクハウゼンノイズが発生しやすくな
る。そこで、MR素子の両端部分にCo−P等からなる高抗
磁力薄膜5a,5bを設けて、MR素子にその磁化容易軸方向
の弱い軸方向バイアス磁界を印加し、MR素子の磁壁を消
失させることにより、バルクハウゼンノイズを抑制する
手法が取られる。上記第5図及び第6図に示した高抗磁
力薄膜5a,5bは、このような目的によるもので、通常無
電解メッキにより製作され、強磁性薄膜4がメッキ下地
膜を兼ねた構造となっている。
〔発明が解決しようとする課題〕
高密度記録化に従ってMR素子は、微小パターン化され
ており、上記高抗磁力薄膜を強磁性薄膜に付加するため
の無電解メッキの被着部分の面積も小さくなっている。
しかしながら、上記無電解メッキ膜は、そのメッキ面積
が小さくなると、前処理条件及びメッキ条件が厳しくな
り、メッキ処理が困難となってくる。メッキを促進する
ためには、 (1)前処理時間を長くする。
(2)メッキ条件を変える(浴温の上昇,浴組成変更等
…)。
という手段があるが、上記(1)の場合、前処理液によ
るMR素子の腐食の問題があり、(2)の場合には、メッ
キ膜の抗磁力の低下を招くという問題がある。
そのため、従来のMR素子を用いた薄膜磁気ヘッドで
は、メッキ膜の特性の再現性が悪く、バルクハウゼンノ
イズの抑制の効果が安定せず、歩留りが悪いという問題
があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、上記のような薄膜MRヘッド若しくは薄膜YM
Rヘッドの製造における歩留りの向上を目的とするもの
である。
上記目的を達成するために、本発明が採用する主たる
手段は、一軸異方性を有し磁気ヘッド基板端部のギャッ
プ部から印加された信号磁界の変化を電気抵抗変化とし
て検出する強磁性薄膜からなるMR素子部と、該MR素子部
の磁化容易軸方向に軸方向バイアス磁界を印加するべく
上記MR素子部の磁化容易軸方向両端部に密着して形成さ
れる高抗磁力薄膜とを具備してなる磁気抵抗効果柄薄膜
磁気ヘッドの製造方法において、上記MR素子部を成す強
磁性薄膜を、上記MR素子部から延長して、上記磁気ヘッ
ド基板上のギャップ部設定部を越えた部分まで拡大して
形成する工程と、上記高抗磁力薄膜を、上記MR素子部の
上記磁化容易軸方向両端部から延長し上記強磁性薄膜上
の上記ギャップ部設定部を越えた部分まで拡大して無電
解メッキにより形成する工程と、上記磁気ヘッド基板を
上記高抗磁力薄膜を形成したヘッド部から外れる部分で
切断してギャップ部を形成する工程とを具備してなる点
に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法であ
る。
〔作用〕
本発明においては、上記のように高抵抗磁力薄膜を形
成する無電解メッキ層を上記MR素子部の磁化容易軸方向
両端部から延長して、上記強磁性薄膜上の上記ヘッド部
から外れる部分にまで拡大して形成するものであるか
ら、その被着面積が広がり、メッキ膜の特性の再現性が
確保され、これによりバルクハウゼンノイズが安定して
抑制されるので歩留りが向上する。
また、上記のような上記ヘッド部から外れる部分に施
された無電解メッキ膜は、上記ギャップ部において切断
され製品状態ではヘッド部の磁気的近傍に上記のような
無電解メッキ層が残らないようになるので、上記無電解
メッキ層による高抗磁力薄膜がヘッド部近傍に残ること
による外乱の発生が無くなる。
〔実施例〕
続いて第1図及び第2図を参照して、本発明の実施例
に付き説明し、本発明に理解に供する。ここに第1図
(a)〜(d)は、本発明の一実施例に係る製造方法の
工程を説明するための磁気ヘッド母基板の概略平面図、
第2図は構造の異なる磁気ヘッドを説明するための第1
図(d)相当図である。
尚、以下の実施例は本発明の一具体例に過ぎず、本発
明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
以下の実施例では、基板上に多数の素子が形成され、
基板を切断することにより、多数の素子を一度に作るこ
とのできる母基板を製造する場合について説明する。但
し、当然ながら1基板で1素子を作製する場合について
も同様に適用される。
まず、磁気ヘッド基板であり、且つ下部ヨークを構成
する強磁性基板1(母基板)上に絶縁層を介してMR素子
となる強磁性薄膜4(例えばNi−Fe合金膜)を基板全面
に蒸着等の手法で成膜した後、第1図(a)に示すよう
なパターンにイオンミリング等の手法により成形する。
この実施例では、母基板上に多トラック構成のものを複
数並べて成形したパターンを示している。上記強磁性薄
膜4の内、MR1,MR2,…,MRnが多トラック構成における各
トラックのMR素子を構成している。即ち、nトラック構
成となる場合を示している。
また、上記強磁性薄膜4は、後述する高抗磁力薄膜の
メッキ下地膜を兼ねるため、図1(a)のようにMR素子
部以外にも拡大して形成されている。
次に、上記強磁性薄膜4上にCo−P等からなる高抗磁
力薄膜5を、上記MR素子MR1,MR2,…,MRnの斜線で示す有
効部を除く全面にメッキする。第5図(b)及び第6図
(b)に示したMR素子の両端に形成すべき高抗磁力薄膜
5a及び5bの被着面積と較べて、第1図(b)のように高
抗磁力薄膜5a及び5bから延長して上記ヘッド部8を外れ
る部分にまで拡大して、無電解メッキ層を形成すること
により、上記無電解メッキ層の被着面積が1000倍以上に
拡大されている。第1図に示した図は、理解を容易にす
るためにMR素子部を拡大して示しているので、実際のも
のとは寸法比が異なって表示されている。
無電解メッキにおける前処理時間を短縮し、且つ高抗
磁力を持つメッキ状態において、安定的にメッキするこ
とが可能な最小必要面積は、第5図(b)から第6図
(b)に示した高抗力薄膜5a及び5bにおける被着面積の
10倍以上あれば良いが、本実施例では、上記のようにメ
ッキ面積が1000倍以上に拡大されており、良好且つ安定
な高抗磁力薄膜が形成されている。
また、上記のように拡大されたメッキ面積部分は、後
述するように切断線10を越えた(第2図,第3図参照)
部分であって、製品として母基板から切り出す時に捨て
られる部分に全面的に形成されているので、このような
大きな高抗磁力薄膜5が将来、製品としての磁気ヘッド
に外乱を与える心配は全くない。
MRヘッドの製造工程においては、更に第1図(c)に
示すようにアルミニウム層等よりなる導体層6a1,6b1,6
a2,6b2,…,6an,6bnが形成される。これらの導体層は、
上記MR素子MR1〜MRnにセンス電流を流すためのもので、
ヘッド部8の一部を構成する。これにより、MR素子部が
完成する。
YMRヘッドの製作工程においては、その後、第1図
(d)のように上記フロントヨーク7a1,7a2,…,7an及び
上部バックヨーク7b1,7b2,…7bnを形成し、YMRヘッドが
完成する。
実際のヘッドとして使用する際には、上記多数のヘッ
ド部8,8,…を有する母基板をヘッド先端の切断線10及び
ヘッド後端の切断線11おいて(第2図,第3図参照)、
図における縦方向に切断すると共に、図1(d)に示す
切断線12により図における横方向に切断して製品として
のヘッド8部を得る。即ち、上記縦方向の切断線10,11
及び横方向の切断線12,12により囲まれ、且つ内部にMR
素子MR1,MR2,…,MRnを含む部分が、この実施例における
ヘッド部8を構成する。従って、高抗磁力薄膜5の内、
各MR素子MR1,MR2,…,MRnの両端部に形成された高抗磁力
薄膜5a,5bから延長的拡大された高抗磁力薄膜5の部分
は、全て上記ヘッド部8から外れて形成され、上記切断
線10,11,12によって各ヘッド部8から切り出された時に
捨てられる。これにより高抗磁力薄膜5の各大部分が将
来、ヘッド部8における信号の流れに外乱を与える可能
性が完全に解消される。即ち、上記切断線10で切断して
形成した上記ギャップ部が、磁気記録媒体の摺動面とな
る。
この実施例では、高抗磁力薄膜5a及び5bの一部が、上
記摺動面に露出するが、露出する面積は非常に小さいの
で、磁気記録媒体の摺動或いはヘッド特性にとって問題
となる程の影響はない。この摺動面への高抗磁力薄膜5
及び強磁性薄膜4の露出を防ぐには、高抗磁力薄膜5を
無電解メッキにより形成した後に、MR素子部を構成する
部分以外の強磁性薄膜及び高抗磁力薄膜をエッチングに
より予め取り除いてやれば良い。
上記第1図に示した実施例は、製品として完成された
ヘッド部8に余分な高抗磁力薄膜が一切残らないように
配慮したものであるが、このような余分な高抗磁力薄膜
5には、MR素子MR1〜MRn及び導体6を含んで構成される
実質的なヘッド部から磁気的に離れた部分に形成されて
いれば、大きな問題を生じない。第2図に示した実施例
では、接続部を広く取るために、ヘッド先端部に較べて
ヘッド接続部を広く構成したもので、基板上に不必要な
空白部13が形成されているため、この部分にヘッド部
8′から延長拡大された余分なメッキ被着部14を形成し
たものである。この場合、摺動面を形成するために、切
断線10によって母基板を切断した場合にも、斜線で示す
拡大されたメッキ被着部14の一部(網かけで表示された
部分)が、ヘッド基板上に残るが、これは実質的なヘッ
ド部8′から磁気的に充分な距離を隔てて形成されてい
るので、外乱の影響をほとんど無視することができる。
〔発明の効果〕
本発明は、以上述べたように、一軸異方性を有し磁気
ヘッド基板端部のギャップ部から印加された信号磁界の
変化を電気抵抗変化として検出する強磁性薄膜からなる
MR素子部と、該MR素子部の磁化容易軸方向に軸方向バイ
アス磁界を印加するべく上記MR素子部の磁化容易軸方向
両端部に密着して形成される高抗磁力薄膜とを具備して
なる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法におい
て、上記MR素子部を成す強磁性薄膜を、上記MR素子部か
ら延長して、上記磁気ヘッド基板上のギャップ部設定部
を越えた部分まで拡大して形成する工程と、上記高抗磁
力薄膜を、上記MR素子部の上記磁化容易軸方向両端部か
ら延長し上記強磁性薄膜上のギャップ部設定部を越えた
部分まで拡大して無電解メッキにより形成する工程と、
上記磁気ヘッド基板を上記高抗磁力薄膜を形成したヘッ
ド部から外れる部分で切断して上記ギャップ部を形成す
る工程とを具備してなることを特徴とする磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドの製造方法であるから、バルクハウゼ
ンノイズによる歩留りの悪化を減少させることができる
と共に、余分な高抗磁力薄膜が形成されていることによ
る外乱の影響を完全に無くすか、又は無視し得る程度ま
で減少させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は、本発明の一実施例に係る製造
方法の工程を説明するための磁気ヘッド母基板の概略平
面図、第2図は構造の異なる磁気ヘッドを説明するため
の第1図(d)相当図である。 また、第3図は、薄膜YMRヘッドのヘッド部の概略平面
図、第4図(a)は第3図におけるA−B線断面図、第
4図(b)は第3図におけるC−D矢視断面図、更に第
5図(a),(b),(c)及び第6図(a),
(b),(c)はそれぞれヘッド部の製造工程を説明す
るためのMR素子部の平面図及び正面図である。 〔符号の説明〕 1……強磁性基板 2……導体層 3……MR素子部 4……強磁性薄膜 5,5a,5b……高抗磁力薄膜 6a,6b……導体層 7a,7b……上部ヨーク 8……ヘッド部 8a……ヘッド部先端 10,11,12……切断線 MR1,MR2,MR3,…MRn……MR素子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 南方 量二 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 吉良 徹 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−4602(JP,A) 特開 昭63−78310(JP,A) 特開 昭59−87615(JP,A) 特開 昭60−251603(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一軸異方性を有し磁気ヘッド基板端部のギ
    ャップ部から印加された信号磁界の変化を電気抵抗変化
    として検出する強磁性薄膜からなるMR素子部と、該MR素
    子部の磁化容易軸方向に軸方向バイアス磁界を印加する
    べく上記MR素子部の磁化容易軸方向両端部に密着して形
    成される高抗磁力薄膜とを具備してなる磁気抵抗効果型
    薄膜磁気ヘッドの製造方法において、 上記MR素子部を成す強磁性薄膜と、上記MR素子部から延
    長して、上記磁気ヘッド基板上のギャップ部設定部を越
    えた部分まで拡大して形成する工程と、 上記高抗磁力薄膜を、上記MR素子部の上記磁化容易軸方
    向両端部から延長し上記強磁性薄膜上のギャップ部設定
    部を越えた部分まで拡大して無電解メッキにより形成す
    る工程と、 上記磁気ヘッド基板を上記高抗磁力薄膜を形成したヘッ
    ド部から外れる部分で切断して上記ギャップ部を形成す
    る工程とを具備してなることを特徴とする磁気抵抗効果
    型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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