JP2731506B2 - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド及びその製造方法に係わり、特に磁気ディスク装置等
で用いられる磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方
法に関する。
ド及びその製造方法に係わり、特に磁気ディスク装置等
で用いられる磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方
法に関する。
【０００２】近年、コンピュータの外部記憶装置として
使用される磁気ディスク装置の大容量化に伴い、より高
性能な磁気ヘッドが要求されている。この様な要求を満
足する磁気ヘッドとして、再生専用の磁気抵抗効果型
（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド
と記録専用のインダクティブ型ヘッドとを一体化した記
録再生用の複合ヘッドが注目されている。
使用される磁気ディスク装置の大容量化に伴い、より高
性能な磁気ヘッドが要求されている。この様な要求を満
足する磁気ヘッドとして、再生専用の磁気抵抗効果型
（ＭＲ：Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）ヘッド
と記録専用のインダクティブ型ヘッドとを一体化した記
録再生用の複合ヘッドが注目されている。
【０００３】
【従来の技術】図１２は、従来のＭＲヘッドの一例を示
す。同図中、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）
は底面図を示す。
す。同図中、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図、（ｃ）
は底面図を示す。
【０００４】図１２の特に（ａ），（ｂ）に示すよう
に、ＭＲヘッドは大略基板１０１、下部シールド層１０
２、第１のギャップ層１０３、左右一対の引出し導体層
１０４、ＭＲ素子１０５、第２のギャップ層１０６、上
部シールド層１０７、絶縁保護層１０８を有する。尚、
同図（ａ），（ｂ）は、ＭＲヘッドと相対的に矢印Ｂ方
向へ移動する磁気記録媒体１２０も示している。又、同
図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示
す。一対の引出し導体層１０４間で画定される信号検出
領域は２００で示し、センス電流はｊで示す。
に、ＭＲヘッドは大略基板１０１、下部シールド層１０
２、第１のギャップ層１０３、左右一対の引出し導体層
１０４、ＭＲ素子１０５、第２のギャップ層１０６、上
部シールド層１０７、絶縁保護層１０８を有する。尚、
同図（ａ），（ｂ）は、ＭＲヘッドと相対的に矢印Ｂ方
向へ移動する磁気記録媒体１２０も示している。又、同
図（ｂ）は、同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面を示
す。一対の引出し導体層１０４間で画定される信号検出
領域は２００で示し、センス電流はｊで示す。
【０００５】上部及び下部シールド層１０７，１０２
は、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）等の高周波透磁率の
高い磁性材料からなる。しかし、パーマロイは比較的硬
度の低い材料であるため、ＭＲヘッドが移動する磁気記
録媒体１２０の表面を長い時間こすったりした場合に
は、上部及び下部の各シールド層１０７，１０２の材料
が磁気記録媒体の移動方向に延びる所謂ダレが生じ、そ
のダレによってＭＲ素子１０５や引出し導体層１０４と
下部シールド層１０２とが電気的に短絡されてしまうと
いう問題があった。因に、ＮｉＦｅは薄膜磁気ヘッドの
上部及び下部の磁性材料にも使用されていて、この薄膜
ヘッドにおいても前記ＭＲヘッドと同様なダレが生じ、
上下磁極間を短絡する場合があるが、電気的な短絡問題
はなく、多量の短絡でない限り電気的特性にも影響がな
い。
は、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）等の高周波透磁率の
高い磁性材料からなる。しかし、パーマロイは比較的硬
度の低い材料であるため、ＭＲヘッドが移動する磁気記
録媒体１２０の表面を長い時間こすったりした場合に
は、上部及び下部の各シールド層１０７，１０２の材料
が磁気記録媒体の移動方向に延びる所謂ダレが生じ、そ
のダレによってＭＲ素子１０５や引出し導体層１０４と
下部シールド層１０２とが電気的に短絡されてしまうと
いう問題があった。因に、ＮｉＦｅは薄膜磁気ヘッドの
上部及び下部の磁性材料にも使用されていて、この薄膜
ヘッドにおいても前記ＭＲヘッドと同様なダレが生じ、
上下磁極間を短絡する場合があるが、電気的な短絡問題
はなく、多量の短絡でない限り電気的特性にも影響がな
い。
【０００６】そこで、パーマロイより硬度の高いセンダ
スト（ＦｅＳｉＡｌ）を下部シールド層に用いるＭＲヘ
ッドが、特開平２−１１６００９号公報で提案されてい
る。この提案された構成によれば、ＭＲ素子と下部シー
ルド層との電気的短絡の問題は大略解消できる。ところ
が、ＦｅＳｉＡｌにより下部シールド層を形成する際に
は、磁場中で例えば５００℃という高温で熱処理を行う
ことにより下部シールド層の磁気特性を所望の磁気特性
に向上させる必要がある。
スト（ＦｅＳｉＡｌ）を下部シールド層に用いるＭＲヘ
ッドが、特開平２−１１６００９号公報で提案されてい
る。この提案された構成によれば、ＭＲ素子と下部シー
ルド層との電気的短絡の問題は大略解消できる。ところ
が、ＦｅＳｉＡｌにより下部シールド層を形成する際に
は、磁場中で例えば５００℃という高温で熱処理を行う
ことにより下部シールド層の磁気特性を所望の磁気特性
に向上させる必要がある。
【０００７】しかし、上記ＦｅＳｉＡｌ等の磁性材料に
熱処理を施すと、磁性材料の再結晶により、下部シール
ド層の表面に粒成長が起こり、下部シールド層の表面粗
さが大きくなってしまう。
熱処理を施すと、磁性材料の再結晶により、下部シール
ド層の表面に粒成長が起こり、下部シールド層の表面粗
さが大きくなってしまう。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】表面粗さが大きくなっ
た下部シールド層の上に第１のギャップ層を形成する
と、第１のギャップ層に凹凸が形成されてしまう。従っ
て、この様な第１のギャップ層の上にＭＲ素子を形成す
ると、ＭＲ素子に凹凸が形成されるために、ＭＲ素子の
磁気特性が劣化してＭＲヘッドの再生出力が小さくなっ
たり、磁壁が生じて再生出力に所謂バルクハウゼンノイ
ズが発生してしまうという問題が生じる。
た下部シールド層の上に第１のギャップ層を形成する
と、第１のギャップ層に凹凸が形成されてしまう。従っ
て、この様な第１のギャップ層の上にＭＲ素子を形成す
ると、ＭＲ素子に凹凸が形成されるために、ＭＲ素子の
磁気特性が劣化してＭＲヘッドの再生出力が小さくなっ
たり、磁壁が生じて再生出力に所謂バルクハウゼンノイ
ズが発生してしまうという問題が生じる。
【０００９】本発明は、下部シールド層の表面粗さを小
さく抑制することにより、ＭＲ素子の磁気特性の劣化、
バルクハウゼンノイズの発生を防止すると共に、ＭＲ素
子や引出し導体層と下部シールド層との短絡を防止し
て、特性が向上された磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びそ
の製造方法を実現しようとする。
さく抑制することにより、ＭＲ素子の磁気特性の劣化、
バルクハウゼンノイズの発生を防止すると共に、ＭＲ素
子や引出し導体層と下部シールド層との短絡を防止し
て、特性が向上された磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びそ
の製造方法を実現しようとする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】図１は、本発明の原理説
明図である。同図中、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの要部
は、基板１と、下部シールド層２と、非磁性絶縁層３と
を有する。基板１は、一例としてＡｌ2 Ｏ3 ＴｉＣから
なる。下部シールド層２は、一例としてＦｅＮからな
る。又、非磁性絶縁層３は、一例としてＡｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 、絶縁性のＣ（カーボン）等からなる。
明図である。同図中、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの要部
は、基板１と、下部シールド層２と、非磁性絶縁層３と
を有する。基板１は、一例としてＡｌ2 Ｏ3 ＴｉＣから
なる。下部シールド層２は、一例としてＦｅＮからな
る。又、非磁性絶縁層３は、一例としてＡｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 、絶縁性のＣ（カーボン）等からなる。
【００１１】下部シールド層２の磁気特性を所望の磁気
特性に向上するために行う磁場中での熱処理は、下部シ
ールド層２上に少なくとも非磁性絶縁層３を形成してか
ら行う。
特性に向上するために行う磁場中での熱処理は、下部シ
ールド層２上に少なくとも非磁性絶縁層３を形成してか
ら行う。
【００１２】
【作用】ＦｅＮなどのＦｅ系磁性材料からなる下部シー
ルド層２では、記録媒体との接触によるダレが発生せ
ず、従ってＭＲ素子等との電気的短絡も発生しない。
又、下部シールド層２上に非磁性絶縁層３を形成してか
ら熱処理を行うことにより、下部シールド層２の表面粗
さが大きくならない。即ち、下部シールド層２上の非磁
性絶縁層３が、下部シールド層２の表面に再結晶による
の粒成長が起こる現象を抑制する手段として作用する。
ルド層２では、記録媒体との接触によるダレが発生せ
ず、従ってＭＲ素子等との電気的短絡も発生しない。
又、下部シールド層２上に非磁性絶縁層３を形成してか
ら熱処理を行うことにより、下部シールド層２の表面粗
さが大きくならない。即ち、下部シールド層２上の非磁
性絶縁層３が、下部シールド層２の表面に再結晶による
の粒成長が起こる現象を抑制する手段として作用する。
【００１３】これにより、下部シールド層２の上方に設
けられるＭＲ素子の磁気特性の劣化、バルクハウゼンノ
イズの発生を防止して、特性が向上された磁気抵抗効果
型磁気ヘッドが実現できる。
けられるＭＲ素子の磁気特性の劣化、バルクハウゼンノ
イズの発生を防止して、特性が向上された磁気抵抗効果
型磁気ヘッドが実現できる。
【００１４】
【実施例】先ず、本発明になる磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド（以下、単にＭＲヘッドと言う）の第１実施例を図２
〜図５と共に説明する。図２〜図５は、各々ＭＲ素子の
信号検出領域を媒体面に露出する研磨加工前のＭＲヘッ
ドの要部を示す。
ド（以下、単にＭＲヘッドと言う）の第１実施例を図２
〜図５と共に説明する。図２〜図５は、各々ＭＲ素子の
信号検出領域を媒体面に露出する研磨加工前のＭＲヘッ
ドの要部を示す。
【００１５】図２は、ＭＲヘッドの要部を示す分解斜視
図、図３はＭＲヘッドの要部を示す斜視図、図４はＭＲ
ヘッドの要部の一部を省略して示す拡大斜視図である。
又、図５（ａ）はＭＲヘッドの要部を示す平面図、
（ｂ）はその断面図である。
図、図３はＭＲヘッドの要部を示す斜視図、図４はＭＲ
ヘッドの要部の一部を省略して示す拡大斜視図である。
又、図５（ａ）はＭＲヘッドの要部を示す平面図、
（ｂ）はその断面図である。
【００１６】図２〜図５に示す如く、本実施例のＭＲヘ
ッドは、大略Ａｌ2 Ｏ3 ＴｉＣからなる基板１１、Ｆｅ
Ｎからなる下部シールド層１２、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第
１のギャップ層１３、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第１のギャッ
プ盛り上げ層１４、Ａｕからなる一対の引出し導体層１
５、ＮｉＦｅからなるＭＲ素子１６、Ａｌ2 Ｏ3 からな
る第２のギャップ層１７、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第２のギ
ャップ盛り上げ層１８及びＮｉＦｅからなる上部シール
ド層１９を有する。尚、本実施例の第１のギャップ盛り
上げ層１４は、第１のギャップ層１３にリフト・オフ処
理を施すことにより形成されるので、第１のギャップ層
１３と第１のギャップ盛り上げ層１４とは１つのギャッ
プ層として考えても良い。同様に、本実施例の第２のギ
ャップ盛り上げ層１８は、第２のギャップ層１７にリフ
ト・オフ処理を施すことにより形成されるので、第２の
ギャップ層１７と第２のギャップ盛り上げ層１８とは１
つのギャップ層として考えても良い。
ッドは、大略Ａｌ2 Ｏ3 ＴｉＣからなる基板１１、Ｆｅ
Ｎからなる下部シールド層１２、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第
１のギャップ層１３、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第１のギャッ
プ盛り上げ層１４、Ａｕからなる一対の引出し導体層１
５、ＮｉＦｅからなるＭＲ素子１６、Ａｌ2 Ｏ3 からな
る第２のギャップ層１７、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第２のギ
ャップ盛り上げ層１８及びＮｉＦｅからなる上部シール
ド層１９を有する。尚、本実施例の第１のギャップ盛り
上げ層１４は、第１のギャップ層１３にリフト・オフ処
理を施すことにより形成されるので、第１のギャップ層
１３と第１のギャップ盛り上げ層１４とは１つのギャッ
プ層として考えても良い。同様に、本実施例の第２のギ
ャップ盛り上げ層１８は、第２のギャップ層１７にリフ
ト・オフ処理を施すことにより形成されるので、第２の
ギャップ層１７と第２のギャップ盛り上げ層１８とは１
つのギャップ層として考えても良い。
【００１７】特に図５に示す如く、ＭＲ素子１６は、そ
の磁化容易軸がＭＲ素子１６の長手方向であるｘ方向と
一致するように、矩形にパターニングされている。一対
の引出し導体層１５は、ＭＲ素子１６の長手方向に対し
て所定幅の間隔でＭＲ素子１６と電気的に接続されてい
る。ＭＲ素子１６と引出し導体層１５とは、２つのシー
ルド層１２，１９の間に配置されるが、第１のギャップ
層１３と第１のギャップ盛り上げ層１４と第２のギャッ
プ層１７と第２のギャップ盛り上げ層１８とを介して２
つのシールド層１２，１９とは電気的に絶縁されてい
る。
の磁化容易軸がＭＲ素子１６の長手方向であるｘ方向と
一致するように、矩形にパターニングされている。一対
の引出し導体層１５は、ＭＲ素子１６の長手方向に対し
て所定幅の間隔でＭＲ素子１６と電気的に接続されてい
る。ＭＲ素子１６と引出し導体層１５とは、２つのシー
ルド層１２，１９の間に配置されるが、第１のギャップ
層１３と第１のギャップ盛り上げ層１４と第２のギャッ
プ層１７と第２のギャップ盛り上げ層１８とを介して２
つのシールド層１２，１９とは電気的に絶縁されてい
る。
【００１８】上記の各層が形成された後、公知の加工処
理により加工面Ｐまで削り込むことによりＭＲヘッドが
作成される。上記第１のギャップ層１３は、ＭＲヘッド
の再生ギャップの少なくとも一部を構成する。
理により加工面Ｐまで削り込むことによりＭＲヘッドが
作成される。上記第１のギャップ層１３は、ＭＲヘッド
の再生ギャップの少なくとも一部を構成する。
【００１９】尚、センス電流は、図２〜図４中矢印で示
すように、一対の引出し導体層１５の端部に設けられた
電極２０を介して流れる。
すように、一対の引出し導体層１５の端部に設けられた
電極２０を介して流れる。
【００２０】第１のギャップ盛り上げ層１４の縁と第２
のギャップ盛り上げ層１８の縁とを、互いにずらした位
置に配置することにより、パターンの端で大きな段差が
生じないようにすることができる。ギャップ盛り上げ層
を設けた構成のギャップ層を用いることにより、ギャッ
プ層の少なくともＭＲ素子１６の近傍では、その他の部
分に比べてギャップ層の膜厚を小さくしているので、２
つのシールド層１２，１９間の距離が狭められ、高い分
解能のＭＲヘッドが実現できる。更に、ギャップ層のＭ
Ｒ素子１６の近傍以外の部分の膜厚は、ＭＲ素子１６の
近傍の膜厚に比べて大きいので、引出し導体層１５とシ
ールド層１２，１９との短絡を確実に防止できる。
のギャップ盛り上げ層１８の縁とを、互いにずらした位
置に配置することにより、パターンの端で大きな段差が
生じないようにすることができる。ギャップ盛り上げ層
を設けた構成のギャップ層を用いることにより、ギャッ
プ層の少なくともＭＲ素子１６の近傍では、その他の部
分に比べてギャップ層の膜厚を小さくしているので、２
つのシールド層１２，１９間の距離が狭められ、高い分
解能のＭＲヘッドが実現できる。更に、ギャップ層のＭ
Ｒ素子１６の近傍以外の部分の膜厚は、ＭＲ素子１６の
近傍の膜厚に比べて大きいので、引出し導体層１５とシ
ールド層１２，１９との短絡を確実に防止できる。
【００２１】本実施例では、下部シールド層１２の磁気
特性を所望の磁気特性に向上するために行う磁場中での
熱処理は、下部シールド層１２上に少なくとも第１のギ
ャップ層１３を形成してから行う。これにより、下部シ
ールド層１２の表面粗さが大きくなることを抑える。即
ち、下部シールド層１２上の第１のギャップ層１３が、
下部シールド層１２の表面に再結晶による粒成長が起こ
る現象を抑制する手段として作用する。従って、下部シ
ールド層１２の上方に設けられるＭＲ素子１６の磁気特
性の劣化、バルクハウゼンノイズの発生を防止して、特
性劣化のないＭＲヘッドが実現できる。又、ＭＲ素子１
６や引出し導体層１５と下部シールド層１２との短絡も
防止できる。
特性を所望の磁気特性に向上するために行う磁場中での
熱処理は、下部シールド層１２上に少なくとも第１のギ
ャップ層１３を形成してから行う。これにより、下部シ
ールド層１２の表面粗さが大きくなることを抑える。即
ち、下部シールド層１２上の第１のギャップ層１３が、
下部シールド層１２の表面に再結晶による粒成長が起こ
る現象を抑制する手段として作用する。従って、下部シ
ールド層１２の上方に設けられるＭＲ素子１６の磁気特
性の劣化、バルクハウゼンノイズの発生を防止して、特
性劣化のないＭＲヘッドが実現できる。又、ＭＲ素子１
６や引出し導体層１５と下部シールド層１２との短絡も
防止できる。
【００２２】尚、下部シールド層１２の表面に再結晶に
よる粒成長が起こる現象を抑制する抑制手段として作用
する第１のギャップ層１３は、第１のギャップ盛り上げ
層１４を含んだ単一の非磁性絶縁層であっても、多層構
造を有していても良い。多層構造の第１のギャップ層１
３の場合、上記抑制手段として作用する非磁性絶縁層を
下部シールド層１２上に設け、この非磁性絶縁層上に実
質的に第１のギャップ層１４として機能するギャップ層
を１層以上設ける。
よる粒成長が起こる現象を抑制する抑制手段として作用
する第１のギャップ層１３は、第１のギャップ盛り上げ
層１４を含んだ単一の非磁性絶縁層であっても、多層構
造を有していても良い。多層構造の第１のギャップ層１
３の場合、上記抑制手段として作用する非磁性絶縁層を
下部シールド層１２上に設け、この非磁性絶縁層上に実
質的に第１のギャップ層１４として機能するギャップ層
を１層以上設ける。
【００２３】尚、第１及び第２のギャップ盛り上げ層１
４，１８は、本発明に不可欠な要素ではなく、省略して
も良いことは言うまでもない。
４，１８は、本発明に不可欠な要素ではなく、省略して
も良いことは言うまでもない。
【００２４】次に、本発明になるＭＲヘッドの製造方法
の一実施例を図６と共に説明する。説明の便宜上、本実
施例の製造方法では、上記図２〜図５と共に説明したＭ
Ｒヘッドを製造するものとする。
の一実施例を図６と共に説明する。説明の便宜上、本実
施例の製造方法では、上記図２〜図５と共に説明したＭ
Ｒヘッドを製造するものとする。
【００２５】先ず、図６（ａ）に示す如く、Ａｌ2 Ｏ3
ＴｉＣからなる基板１１上に、ＦｅＮからなる下部シー
ルド層１２をスパッタにより例えば３μｍの膜厚に形成
する。そして、下部シールド層１２上に、Ａｌ2 Ｏ3 か
らなる第１のギャップ層１３をスパッタにより例えば
０．３μｍの膜厚に形成する。その後、下部シールド層
１２の磁気特性を所望の磁気特性に向上するために、図
６（ａ）の構造に磁場中で例えば２５０℃〜３５０℃の
熱処理を施す。尚、第１のギャップ盛り上げ層１４の図
示は省略する。
ＴｉＣからなる基板１１上に、ＦｅＮからなる下部シー
ルド層１２をスパッタにより例えば３μｍの膜厚に形成
する。そして、下部シールド層１２上に、Ａｌ2 Ｏ3 か
らなる第１のギャップ層１３をスパッタにより例えば
０．３μｍの膜厚に形成する。その後、下部シールド層
１２の磁気特性を所望の磁気特性に向上するために、図
６（ａ）の構造に磁場中で例えば２５０℃〜３５０℃の
熱処理を施す。尚、第１のギャップ盛り上げ層１４の図
示は省略する。
【００２６】次に、ＭＲ素子１６を第１のギャップ層１
３上に形成し、図６（ｂ）に示す如く、Ａｕからなる引
出し導体層１５を第１のギャップ層１３上に形成する。
３上に形成し、図６（ｂ）に示す如く、Ａｕからなる引
出し導体層１５を第１のギャップ層１３上に形成する。
【００２７】その後、図６（ｃ）に示す如く、同図
（ｂ）の構造の上に、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第２のギャッ
プ層１７をスパッタにより例えば０．３μｍの膜厚に形
成する。尚、第２のギャップ盛り上げ層１８の図示は省
略する。第２のギャップ層１７上に、ＮｉＦｅからなる
上部シールド層１９をスパッタにより例えば３μｍの膜
厚に形成する。更に、上部シールド層１９上に、Ａｌ2
Ｏ3 からなる絶縁保護層２２をスパッタにより例えば１
５μｍの膜厚に形成する。これにより、図６（ｃ）に示
す如きＭＲヘッドが作成される。
（ｂ）の構造の上に、Ａｌ2 Ｏ3 からなる第２のギャッ
プ層１７をスパッタにより例えば０．３μｍの膜厚に形
成する。尚、第２のギャップ盛り上げ層１８の図示は省
略する。第２のギャップ層１７上に、ＮｉＦｅからなる
上部シールド層１９をスパッタにより例えば３μｍの膜
厚に形成する。更に、上部シールド層１９上に、Ａｌ2
Ｏ3 からなる絶縁保護層２２をスパッタにより例えば１
５μｍの膜厚に形成する。これにより、図６（ｃ）に示
す如きＭＲヘッドが作成される。
【００２８】図７は、ＦｅＮ下部シールド層１２の膜厚
を１．５μｍとして、上記の如き抑制手段として作用す
る膜厚０．２μｍのＡｌ2 Ｏ3 第１のギャップ層１３を
設けてから熱処理を行った場合と、設けない場合とで、
下部シールド層１３の表面粗さの１０点平均粗さを測定
したＲｚ値（Å）を示す図である。同図中、第１のギャ
ップ層１３を設けてから熱処理を行った場合の測定結果
は「白丸印」で表し、第１のギャップ層１３を設けずに
下部シールド層１２に対する熱処理を行った場合の測定
結果は「黒丸印」で表す。この図からも明らかなよう
に、上記抑制手段を設けることにより、下部シールド層
１２の表面粗さが熱処理前と殆ど変わらないことがわか
る。
を１．５μｍとして、上記の如き抑制手段として作用す
る膜厚０．２μｍのＡｌ2 Ｏ3 第１のギャップ層１３を
設けてから熱処理を行った場合と、設けない場合とで、
下部シールド層１３の表面粗さの１０点平均粗さを測定
したＲｚ値（Å）を示す図である。同図中、第１のギャ
ップ層１３を設けてから熱処理を行った場合の測定結果
は「白丸印」で表し、第１のギャップ層１３を設けずに
下部シールド層１２に対する熱処理を行った場合の測定
結果は「黒丸印」で表す。この図からも明らかなよう
に、上記抑制手段を設けることにより、下部シールド層
１２の表面粗さが熱処理前と殆ど変わらないことがわか
る。
【００２９】尚、ＭＲヘッドの基板及び各層の材質は、
実施例のそれに限定されるものではない。例えば、下部
シールド層１２及び上部シールド層１９は、Ｆｅ系の磁
性材料であれば、ＦｅＮに限定されない。又、抑制手段
として作用する非磁性絶縁層１２（１７）は、非磁性絶
縁材料であれば良く、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、絶
縁性のＣ等でも良い。
実施例のそれに限定されるものではない。例えば、下部
シールド層１２及び上部シールド層１９は、Ｆｅ系の磁
性材料であれば、ＦｅＮに限定されない。又、抑制手段
として作用する非磁性絶縁層１２（１７）は、非磁性絶
縁材料であれば良く、例えばＡｌ2 Ｏ3 、ＳｉＯ2 、絶
縁性のＣ等でも良い。
【００３０】ところで、本発明は、ＭＲヘッドと記録用
インダクティブ型ヘッドとを積み重ねて一体化した複合
ヘッドにも適用可能である。
インダクティブ型ヘッドとを積み重ねて一体化した複合
ヘッドにも適用可能である。
【００３１】図８は、本発明になるＭＲヘッドの第２実
施例の要部を示す。本実施例では、本発明が複合ヘッド
に適用されている。同図中、図２〜図６と同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。
施例の要部を示す。本実施例では、本発明が複合ヘッド
に適用されている。同図中、図２〜図６と同一部分には
同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３２】図８において、複合ヘッドはＭＲヘッド部
分と記録用インダクティブ型ヘッド部分とからなる。Ｍ
Ｒヘッド部分は、基板１１と、下部シールド層１２と、
第１のギャップ層１３と、第１のギャップ盛り上げ層１
４と、引出し導体層１５と、ＭＲ素子１６と、第２のギ
ャップ層１７と、第２のギャップ盛り上げ層１８と、上
部シールド層１９とからなる。従って、ＭＲヘッド部分
の構成は、上記ＭＲヘッドの第１実施例と実質的に同じ
である。
分と記録用インダクティブ型ヘッド部分とからなる。Ｍ
Ｒヘッド部分は、基板１１と、下部シールド層１２と、
第１のギャップ層１３と、第１のギャップ盛り上げ層１
４と、引出し導体層１５と、ＭＲ素子１６と、第２のギ
ャップ層１７と、第２のギャップ盛り上げ層１８と、上
部シールド層１９とからなる。従って、ＭＲヘッド部分
の構成は、上記ＭＲヘッドの第１実施例と実質的に同じ
である。
【００３３】他方、記録用インダクティブ型ヘッド部分
は、ＭＲヘッド部分の上部シールド層１９と兼用される
下部磁極３１と、記録ギャップ層３２と、コイル３３
と、層間絶縁層３４と、上部磁極３５とからなる。尚、
本実施例では、絶縁保護層３６が上部磁極３５上面に設
けられている。
は、ＭＲヘッド部分の上部シールド層１９と兼用される
下部磁極３１と、記録ギャップ層３２と、コイル３３
と、層間絶縁層３４と、上部磁極３５とからなる。尚、
本実施例では、絶縁保護層３６が上部磁極３５上面に設
けられている。
【００３４】上部シールド層１９と兼用される下部磁極
３１をＦｅＮから構成し、抑制手段として作用する非磁
性絶縁層を上部シールド兼下部磁極層１９（３１）上に
設けても良いことは言うまでもない。この様な非磁性絶
縁層を設けることにより、上部シールド層１９の磁気特
性を所望の磁気特性に向上するために行う磁場中での熱
処理を行う際にも、上記ＭＲヘッドの第１実施例の場合
と同様にして上部シールド層１９の表面粗さを小さくす
ることができるので、上部シールド層１９の上に形成さ
れる層の凹凸を小さくすることが可能となる。
３１をＦｅＮから構成し、抑制手段として作用する非磁
性絶縁層を上部シールド兼下部磁極層１９（３１）上に
設けても良いことは言うまでもない。この様な非磁性絶
縁層を設けることにより、上部シールド層１９の磁気特
性を所望の磁気特性に向上するために行う磁場中での熱
処理を行う際にも、上記ＭＲヘッドの第１実施例の場合
と同様にして上部シールド層１９の表面粗さを小さくす
ることができるので、上部シールド層１９の上に形成さ
れる層の凹凸を小さくすることが可能となる。
【００３５】ところで、ＭＲヘッドのＭＲ素子の部分
は、例えば図９に示す構成を有する。同図は、例えば図
５（ａ）中、矢印ｙ方向に見た図であり、矢印ＢはＭＲ
ヘッドの底部に配置された磁気記録媒体（図示せず）の
移動方向を示す。軟磁性層５１の上には非磁性導体層５
２が設けられ、この非磁性導体層５２の上には矩形パタ
ーンのＭＲ層１６０が設けられている。引出し導体層１
５の細片１５ａ，１５ｂは、ＭＲ層１６０の両端で接合
されており、ＭＲ層１６０にセンス電流を流す。
は、例えば図９に示す構成を有する。同図は、例えば図
５（ａ）中、矢印ｙ方向に見た図であり、矢印ＢはＭＲ
ヘッドの底部に配置された磁気記録媒体（図示せず）の
移動方向を示す。軟磁性層５１の上には非磁性導体層５
２が設けられ、この非磁性導体層５２の上には矩形パタ
ーンのＭＲ層１６０が設けられている。引出し導体層１
５の細片１５ａ，１５ｂは、ＭＲ層１６０の両端で接合
されており、ＭＲ層１６０にセンス電流を流す。
【００３６】図９中、ハッチングで示す出力検知領域１
６０Ａに磁気記録媒体からの信号磁界が入力されると、
ＰＱＲＳで示す部分の電気抵抗が変化し、ＭＲ層１６０
の両端の電圧が変化する。この電圧変化をＭＲヘッドの
出力として検知する。この際、ＭＲ素子１６による再生
出力を線形化するために、軟磁性層５１を非磁性導体層
５２を介してＭＲ層１６０に接触させ、センス電流によ
る磁界で軟磁性層５１の磁化を飽和させて、この飽和磁
化が発生する磁界によりＭＲ層１６０に横バイアス磁界
を印加していた。更に、ＭＲ層１６０を単磁区化してバ
ルクハウゼン雑音を抑制するために、ＭＲ層１６０の両
端部に例えばＦｅＭｎからなる磁区制御用磁性層５３を
設けていた。
６０Ａに磁気記録媒体からの信号磁界が入力されると、
ＰＱＲＳで示す部分の電気抵抗が変化し、ＭＲ層１６０
の両端の電圧が変化する。この電圧変化をＭＲヘッドの
出力として検知する。この際、ＭＲ素子１６による再生
出力を線形化するために、軟磁性層５１を非磁性導体層
５２を介してＭＲ層１６０に接触させ、センス電流によ
る磁界で軟磁性層５１の磁化を飽和させて、この飽和磁
化が発生する磁界によりＭＲ層１６０に横バイアス磁界
を印加していた。更に、ＭＲ層１６０を単磁区化してバ
ルクハウゼン雑音を抑制するために、ＭＲ層１６０の両
端部に例えばＦｅＭｎからなる磁区制御用磁性層５３を
設けていた。
【００３７】しかし、軟磁性層５１の磁区制御は行われ
ていないため、磁気記録媒体からの信号磁界がＭＲヘッ
ドに入力されると軟磁性層５１の磁壁が不連続な移動を
行い、ＭＲ層１６０の磁区挙動を不安定にし、結果とし
てはバルクハウゼン雑音を誘発していた。
ていないため、磁気記録媒体からの信号磁界がＭＲヘッ
ドに入力されると軟磁性層５１の磁壁が不連続な移動を
行い、ＭＲ層１６０の磁区挙動を不安定にし、結果とし
てはバルクハウゼン雑音を誘発していた。
【００３８】この問題に対しては、例えば図１０に示す
構成のＭＲヘッドが特開平１−１１９９１３号公報にて
提案されている。同図中、図９と同一部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。
構成のＭＲヘッドが特開平１−１１９９１３号公報にて
提案されている。同図中、図９と同一部分には同一符号
を付し、その説明は省略する。
【００３９】図１０のＭＲヘッドでは、ＭＲ層１６０の
中央部分のみに非磁性導体層５２を介して軟磁性層５１
を接触させている。又、軟磁性層５１の両端部に磁区制
御用磁性層５３を配置して、ＭＲ層１６０と軟磁性層５
１とを同時に磁区制御している。
中央部分のみに非磁性導体層５２を介して軟磁性層５１
を接触させている。又、軟磁性層５１の両端部に磁区制
御用磁性層５３を配置して、ＭＲ層１６０と軟磁性層５
１とを同時に磁区制御している。
【００４０】しかし、図１０の構成を用いても、ＭＲ層
１６０─と磁区制御用磁性層５３とが直接接触していな
いので、ＭＲ層１６０の磁区を充分に制御することはで
きず、バルクハウゼン雑音が発生する可能性がある。
１６０─と磁区制御用磁性層５３とが直接接触していな
いので、ＭＲ層１６０の磁区を充分に制御することはで
きず、バルクハウゼン雑音が発生する可能性がある。
【００４１】そこで、上記磁区制御を良好に行い得る本
発明になるＭＲヘッドの第３実施例を図１１と共に説明
する。図１１は、第３実施例のＭＲ素子の部分を拡大し
て示す。
発明になるＭＲヘッドの第３実施例を図１１と共に説明
する。図１１は、第３実施例のＭＲ素子の部分を拡大し
て示す。
【００４２】図１１において、例えばＦｅＭｎからなる
磁区制御用磁性層６３は、ＭＲ層１６０の両端部に配置
されている。ＭＲ層１６０及び磁区制御用磁性層６３の
上には、例ば非磁性導体であるＴａからなる中間層６４
と例えばＮｉＦｅＣｒからなる軟磁性層６５とが積層さ
れている。軟磁性層６５の両端には、例えばＦｅＭｎか
らなる磁区制御用磁性層６６が配置されている。磁区制
御用磁性層６６の間の軟磁性層６５の上には、図示を省
略する引出し導体層１５の細片が例えば図９の場合と同
様に設けられる。
磁区制御用磁性層６３は、ＭＲ層１６０の両端部に配置
されている。ＭＲ層１６０及び磁区制御用磁性層６３の
上には、例ば非磁性導体であるＴａからなる中間層６４
と例えばＮｉＦｅＣｒからなる軟磁性層６５とが積層さ
れている。軟磁性層６５の両端には、例えばＦｅＭｎか
らなる磁区制御用磁性層６６が配置されている。磁区制
御用磁性層６６の間の軟磁性層６５の上には、図示を省
略する引出し導体層１５の細片が例えば図９の場合と同
様に設けられる。
【００４３】上記軟磁性層６５は段差を有するので、こ
の段差が原因で軟磁性層６５に磁区構造が生じてバルク
ハウゼン雑音が発生する可能性がある。このため、軟磁
性層６５の段差は図１１に示す如く磁区制御用磁性層６
６で被われていた方が良い。又、この場合、図１１に示
す如くＭＲ層１６０上の磁区制御用磁性層６３の間隔よ
りも、軟磁性層６５上の磁区制御用磁性層６６の間隔が
狭い方が、バルクハウゼン雑音の抑制効果が大きい。
の段差が原因で軟磁性層６５に磁区構造が生じてバルク
ハウゼン雑音が発生する可能性がある。このため、軟磁
性層６５の段差は図１１に示す如く磁区制御用磁性層６
６で被われていた方が良い。又、この場合、図１１に示
す如くＭＲ層１６０上の磁区制御用磁性層６３の間隔よ
りも、軟磁性層６５上の磁区制御用磁性層６６の間隔が
狭い方が、バルクハウゼン雑音の抑制効果が大きい。
【００４４】尚、磁区制御用磁性層６３，６６は、反強
磁性材料を用いる場合はＦｅＭｎ、フェリ磁性材料を用
いる場合はＴｂＣｏ、永久磁石を用いる場合はＳｍＣｏ
5 等から構成し得る。
磁性材料を用いる場合はＦｅＭｎ、フェリ磁性材料を用
いる場合はＴｂＣｏ、永久磁石を用いる場合はＳｍＣｏ
5 等から構成し得る。
【００４５】本実施例によれば、ＭＲ層１６０と軟磁性
層６５の両方が磁区制御用磁性層６３又は６６に直接接
触しているため、ＭＲ層１６０と軟磁性層６５とを同時
に、かつ、良好に磁区制御可能となる。これにより、軟
磁性層６５の磁区構造に起因してＭＲ層１６０に誘発さ
れるバルクハウゼン雑音を効果的に抑制することができ
る。
層６５の両方が磁区制御用磁性層６３又は６６に直接接
触しているため、ＭＲ層１６０と軟磁性層６５とを同時
に、かつ、良好に磁区制御可能となる。これにより、軟
磁性層６５の磁区構造に起因してＭＲ層１６０に誘発さ
れるバルクハウゼン雑音を効果的に抑制することができ
る。
【００４６】以上、本発明を実施例により説明したが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、種
々の変形及び改良が本発明の範囲内で可能である。
本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、種
々の変形及び改良が本発明の範囲内で可能である。
【００４７】
【発明の効果】本発明によれば、下部シールド層上に非
磁性絶縁層を形成してから熱処理を行うことにより、下
部シールド層の表面粗さを小さくしており、下部シール
ド層上の非磁性絶縁層が下部シールド層の表面に再結晶
による粒成長が起こる現象を抑制する手段として作用す
るので、下部シールド層の上方に設けられるＭＲ素子の
磁気特性の劣化やバルクハウゼンノイズの発生を防止し
て、特性が向上された磁気抵抗効果型磁気ヘッドが実現
でき、実用的には極めて有用である。
磁性絶縁層を形成してから熱処理を行うことにより、下
部シールド層の表面粗さを小さくしており、下部シール
ド層上の非磁性絶縁層が下部シールド層の表面に再結晶
による粒成長が起こる現象を抑制する手段として作用す
るので、下部シールド層の上方に設けられるＭＲ素子の
磁気特性の劣化やバルクハウゼンノイズの発生を防止し
て、特性が向上された磁気抵抗効果型磁気ヘッドが実現
でき、実用的には極めて有用である。
【図１】本発明の原理説明図である。
【図２】本発明になる磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第１
実施例の要部を示す分解斜視図である。
実施例の要部を示す分解斜視図である。
【図３】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第１実施例の要部
を示す斜視図である。
を示す斜視図である。
【図４】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第１実施例の要部
の一部を省略して示す拡大斜視図である。
の一部を省略して示す拡大斜視図である。
【図５】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第１実施例の要部
を示す図である。
を示す図である。
【図６】本発明になる磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造
方法の一実施例を説明する断面図である。
方法の一実施例を説明する断面図である。
【図７】下部シールド層の表面粗さの熱処理依存性を示
す図である。
す図である。
【図８】本発明になる磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第２
実施例の要部を示す断面図である。
実施例の要部を示す断面図である。
【図９】従来の磁区制御の問題点を説明する斜視図であ
る。
る。
【図１０】従来の磁区制御の問題点を説明する斜視図で
ある。
ある。
【図１１】本発明になる磁気抵抗効果型磁気ヘッドの第
３実施例の要部を示す斜視図である。
３実施例の要部を示す斜視図である。
【図１２】従来のＭＲヘッドの一例を示す図である。
１ 基板 ２ 下部シールド層 ３ 非磁性絶縁層 １１ 基板 １２ 下部シールド層 １３ 第１のギャップ層 １４ 第１のギャップ盛り上げ層 １５ 引出し導体層 １６ ＭＲ素子 １７ 第２のギャップ層 １８ 第２のギャップ盛り上げ層 １９ 上部シールド層 ２０ 電極 ６３，６６ 磁区制御用磁性層 ６４ 中間層 ６５ 軟磁性層 １６０ ＭＲ層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 戸田 順三 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 上原 裕二 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内
Claims (17)
- 【請求項１】 基板と、 該基板の上方に設けられたＦｅ系磁性材料からなる下部
シールド層と、 該下部シールド層上に設けられ、該下部シールド層の磁
気特性を所望の磁気特性に向上するために磁場中での熱
処理を行う際に下部シールド層の表面粗さを抑制する抑
制手段となる非磁性絶縁層を備えた磁気抵抗効果型磁気
ヘッド。 - 【請求項２】 前記下部シールド層はＦｅＮからなる、
請求項１の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項３】 前記非磁性絶縁層は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓｉ
Ｏ2 及び絶縁性のＣからなるグループから選択された非
磁性絶縁材料からなる、請求項１又は２の磁気抵抗効果
型磁気ヘッド。 - 【請求項４】 前記非磁性絶縁層は再生ギャップの少な
くとも一部を構成する、請求項１〜３のうちいずれか１
項の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項５】 第１のギャップ層となる前記非磁性絶縁
層上に設けられたＭＲ素子と、引出し導体層と、非磁性
絶縁材料からなる第２のギャップ層と、該第２のギャッ
プ層上の上部シールド層とを更に有する、請求項１〜４
のうちいずれか１項の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項６】 前記第１及び第２のギャップ層は、少な
くとも前記ＭＲ素子の近傍ではその他の部分に比べて膜
厚が小さい、請求項１〜５のうちいずれか１項の磁気抵
抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項７】 前記ＭＲ素子は、ＭＲ層と、該ＭＲ層上
に設けられ非磁性体からなる中間層と、該中間層上に設
けられた軟磁性層と、該軟磁性層及び該ＭＲ層に接触す
る磁区制御用磁性層とを含む、請求項１〜６のうちいず
れか１項の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項８】 前記磁区制御用磁性層は、前記ＭＲ層の
両端のみに配置された第１の磁性層と、前記軟磁性層の
両端のみに配置された第２の磁性層とからなる、請求項
７の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項９】 前記第２の磁性層の間隔は、前記第１の
磁性層の間隔より狭い、請求項８の磁気抵抗効果型磁気
ヘッド。 - 【請求項１０】 前記磁区制御用磁性層は、反強磁性材
料、フェリ磁性材料及び永久磁石材料からなるグループ
から選択された磁性材料からなる、請求項７〜９のうち
いずれか１項の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１１】 ＭＲ層と、 該ＭＲ層上に設けられ非磁性体からなる中間層と、 該中間層上に設けられた軟磁性層と、 該軟磁性層及び該ＭＲ層に接触する磁区制御用磁性層と
を備えたＭＲ素子を有する磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１２】 前記磁区制御用磁性層は、前記ＭＲ層
の両端のみに配置された第１の磁性層と、前記軟磁性層
の両端のみに配置された第２の磁性層とからなる、請求
項１１の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１３】 前記第２の磁性層の間隔は、前記第１
の磁性層の間隔より狭い、請求項１２の磁気抵抗効果型
磁気ヘッド。 - 【請求項１４】 前記磁区制御用磁性層は、反強磁性材
料、フェリ磁性材料及び永久磁石材料からなるグループ
から選択された磁性材料からなる、請求項１１〜１３の
うちいずれか１項の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。 - 【請求項１５】 基板と、Ｆｅ系磁性材料からなる下部
シールド層とを有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造
方法において、 該下部シールド層の磁気特性を所望の磁気特性に向上す
るために磁場中で熱処理を行う工程を、該下部シールド
層上に少なくとも非磁性絶縁層を形成してから行う磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１６】 前記下部シールド層はＦｅＮからな
る、請求項１５の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方
法。 - 【請求項１７】 前記非磁性絶縁層は、Ａｌ2 Ｏ3 、Ｓ
ｉＯ2 及び絶縁性のＣからなるグループから選択された
非磁性絶縁材料からなる、請求項１５又は１６の磁気抵
抗効果型磁気ヘッドの製造方法。
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