JP2778230B2

JP2778230B2 - プレーナ型薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP2778230B2
Application number: JP23187390A
Authority: JP
Inventors: 貞一宮内; 清志山川; 淳史松園
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1998-07-23
Anticipated expiration: 2013-07-23
Also published as: JPH04167211A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は狭トラックの磁気抵抗効果型磁気ヘッドに適
用して好適なプレーナ型薄膜磁気ヘッドに係わる。

〔発明の概要〕

本発明は、磁気ギャップが形成された薄膜磁気ヨーク
が、ほぼ磁気記録媒体面に沿って配されるプレーナ型薄
膜磁気ヘッドにおいて、その薄膜磁気ヨークの少くとも
磁気ギャップの形成部のギャップデプス方向の中間部に
磁気ギャップを横切ってギャップ長方向に延びるこの方
向に通電がなされる通電導電層が薄膜磁気ヨーク中に埋
込まれ、この通電導電層へのギャップ長方向の通電によ
って発生する磁界によって、狭トラック化に伴う透磁率
の低下の改善をはかる。

〔従来の技術〕

プレーナ型薄膜磁気ヘッド（33）は、例えば第７図に
その磁気ヘッドスライダー（30）の、裏面の略線的斜視
図を示すように、スライダー基体（31）の、磁気記録媒
体からの浮上面いわゆるABS（Air Bearing Surface）面
（32）に臨んで配置された構成を採る。この場合、その
磁気ギャップ面がABS面に臨ましめるように、基体（3
1）に設けられた凹部（34）内に薄膜磁気ヘッド（33）
が配置形成された構成が採られる。（35）はスライダー
を磁気媒体面から浮上させる磁気媒体の回転による相対
的移行による空気流によってスライダー（30）を媒体面
から浮上させるに供する溝である。

このプレーナ型薄膜磁気ヘッド（33）は、例えばこれ
が磁気抵抗効果（以下MRという）型薄膜磁気ヘッドによ
る再生磁気ヘッドである場合、その一例の断面図を第８
図に示すように、基板（31）上にMR薄膜よりなるMR感磁
部（36）が被着形成される。そして、このMR感磁部（3
6）の両端に磁気的に結合してMR感磁部（36）上に横た
わるように例えばその中央において上述したABS面（3
2）にほぼ沿うように臨む磁気ギャップｇを形成する薄
膜磁気ヨーク（37）が被着形成されてなる。（38）はMR
感磁部（36）に所要のバイアス磁界を与えるために通電
がなされるバイアス導体を示し、これによってMR感磁部
（36）がその直線性に優れかつ感度の高い磁気−抵抗特
性領域で動作するようになされる。（39）はABS面（3
2）の一部を形成する非磁性保護膜である。

この種の薄膜磁気ヘッドにおける薄膜磁性ヨーク（3
7）は、第９図にその磁気ギャップｇの形成部の平面図
を示すように、その磁気ギャップｇの形成部が、所要の
トラック幅Twを設定する幅狭な部分に絞込まれた形状と
される。この場合、このTwが比較的大である場合、例え
ばこのTwが10μｍ程度以上である場合は、第９図にその
磁区構造を示すようにその主たる磁区（40）はトラック
幅Tw方向に沿う閉磁区構造すなわちトラック幅方向に磁
化容易軸を形成し得、磁気ギャップｇから流入した信号
磁束に対して磁化回転で動作することができることから
バルクハウゼンノイズが小さい線形応答を示す。

ところが、昨今記録密度をより高めることから、その
トラック幅Twがより狭小化される方向にあって、そのト
ラック幅Twが10μｍ未満例えば５μｍ程度となってくる
と、第10図にその磁区構造を示すように磁気ギャップｇ
の形成部の幅の狭小化によって形状異方性の影響が大き
くなりトラック幅Tw方向に磁化が向くことは静磁エネル
ギーが大きくなることから困難となってくる。すなわ
ち、その磁化容易軸がトラック幅と直交する方向すなわ
ちギャップ長方向に沿う方向となってくる。そのため、
再生時に磁気ギャップｇから流入する信号磁束に対して
磁気ヨークにおける磁気ギャップｇ近傍の磁壁が非可逆
的に働き、非線形応答をする。すなわち波形再生に磁壁
移動に伴う上述したバルクハウゼンノイズを誘起した
り、ヨーク先端の透磁率が低くなるため充分な再生出力
が得られなくなるなどの不都合が生じてくる。

この現象は、上述したMR型薄膜再生磁気ヘッドに限ら
ず例えば磁気ヨークに薄膜コイル等が実質的に巻装され
た構造をとる電磁誘導型のプレーナ型記録（再生）薄膜
磁気ヘッドにおいても同様のことが言える。

〔発明が解決しようとする課題〕本発明は、上述したMR型あるいは誘導型のプレーナ型
薄膜磁気ヘッドにおいて、そのトラック幅の狭小化に伴
うバルクハウゼンノイズの増大、非線形応答の問題、透
磁率の低下による再生出力の低下等の諸問題の解決をは
かる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、その一例の要部の平面図を第１図に示し、
斜視図を第２図に示し、その断面図を第３図に示し、第
３図のＡ−Ａ線上の断面図を第４図に示すように、磁気
ギャップｇが形成された薄膜磁気ヨーク（37）がほぼ磁
気記録媒体面に沿って配されるプレーナ型薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、その薄膜磁気ヨーク（37）の少くとも磁気
ギャップｇの形成部すなわち磁気ギャップｇを挟んで対
向する薄膜磁気ヨーク半部（37A）及び（37B）の少くと
も磁気ギャップｇのトラック幅Twを規定する両端部（37
_AE）及び（37_BE）のギャップデプス方向の中間部に磁気
ギャップｇを横切るように差し渡ってギャップ長方向す
なわちトラック幅Tw方向と直交する方向に延びこの方向
に通電がなされる非磁性の通電導電層（１）を配する。

〔作用〕

上述の本発明構成によれば、この薄膜磁気ヨーク（3
7）の特に幅狭の磁気ギャップｇを形成する磁気ギャッ
プ形成部すなわち端部（37_AE）及び（37_BE）において、
そのギャップ長方向に通電がなされる通電導電層（１）
が埋込まれたことによってこの通電導電層への通電によ
って発生する磁界が第４図に示すように例えば通電導電
層（１）への通電方向が紙面に対して上方から下方に向
かう方向に与えられる場合、薄膜磁気ヨーク（37）のこ
の通電導電層（１）の周囲には矢印をもって示す磁界が
発生する。すなわち、トラック幅Tw方向に磁界が与えら
れることによってそのトラック幅Twが10μｍ以下例えば
５μｍ程度となされた場合においても第10図で示した磁
区構造が、第９図に示した磁区構造に近い状態となっ
て、その磁化容易軸がトラック幅方向に近くなり、これ
によってこの磁気ギャップｇの近傍における透磁率の向
上、再生出力の向上、バルクハウゼンノイズの低減化、
線形応答を示す。

〔実施例〕

第１図から第４図に示す例においては、本発明をMR型
のプレーナ型薄膜再生磁気ヘッドに適用した場合を示
し、この場合例えばスライダーを構成する基板（31）上
にMR感磁部（36）が被着形成され、これの上にSiO₂等の
非磁性絶縁層（41）が被着形成され、これの上にMR感磁
部（36）にバイアス磁界を与えるバイアス導体（38）が
MR感磁部（36）を横切る方向に被着形成され、これの上
に同様のSiO₂等の非磁性絶縁層（41）を介して薄膜磁気
ヨーク（37）がその両端において非磁性絶縁層（41）に
穿設された開口部を通じてMR感磁部の両端に磁気的に結
合するように被着される。この薄膜磁気ヨーク（37）
は、例えばその中央部において、磁気ギャップｇを形成
するヨーク半部（37A）及び（37B）よりなる。これら磁
気ヨーク半部（37A）及び（37B）はそれぞれ例えば２層
構造を採り、その２層間に磁気ギャップｇを横切って、
かつ両磁気ヨーク半部（37A）及び（37B）内にこれによ
り取囲まれて埋込まれるように積層される。すなわち、
第４図に第３図のＡ−Ａ線上の断面図を示すように、通
電導電層（１）はその磁気ギャップｇを横切る部分を除
いてその周囲がすなわち上下及び左右が薄膜磁気ヨーク
（37）によって取囲まれるようにその横断面がヨーク
（37）による閉磁路を形成するように構成される。

そして、この薄膜磁気ヨーク（37）の磁気ギャップｇ
の形成部は例えば第７図で説明した磁気ヘッドスライダ
ー（30）のABS面（32）に臨んでこれに沿って形成され
る。また、磁気ヨーク（37）のその磁気ギャップｇが臨
む上面を除いてその表面に保護膜（39）が形成されてAB
S面（32）の一部が形成されるようになされる。

この例においては、MR型の再生薄膜磁気ヘッドに本発
明を適用した場合であるが、MR型の薄膜磁気ヘッドに限
らず薄膜ヨークを有する誘導型の磁気ヘッドに適用する
こともできる。

次に、本発明を上述したMR型再生用磁気ヘッドと共に
誘電型の記録用磁気ヘッドとの複合型のプレーナ型薄膜
磁気ヘッドに本発明を適用する場合の一例を、その理解
を容易にするために第５図を参照してその製造方法の一
例と共に詳細に説明する。

まず、第５図Ａに示すように、例えば第７図で説明し
たスライダーを構成するAl₂O₃・TiC,CaTiO₃,フエライト
系セラミック，結晶化ガラス等よりなる例えば非絶縁性
の基板（31）を用意し、その薄膜ヘッドの形成部に図示
しないが凹部が形成され、この薄膜ヘッドの形成部を含
んでその表面に例えばNiFe等の導電層（51）をスパッタ
等によって形成する。そして、これの上に最終的に得る
背部薄膜磁気ヨークの輪郭パターンに沿ってその外周壁
を形成するメッキレジスト（52）例えばフォトレジスト
をその塗布、パターン露光及び現像処理によって形成す
る。そして、このメッキレジスト（52）の形成部以外に
磁性層（53₁）例えばNaFeを電気メッキする。

第５図Ｂに示すようにイオンミリング等によってメッ
キレジスト（51）より外側の磁性層（53₁）とこれの下
の導電層（51）をエッチング除去して背部薄膜磁気ヨー
ク（53）を形成し、メッキレジスト（52）を除去する。

第５図Ｃに示すように、背部薄膜磁気ヨーク（53）を
覆ってSiO₂等の非磁性絶縁層（41）を全面的にスパッタ
等によって被着し、その表面を研磨して平坦面とする。

第５図Ｄに示すように、絶縁層（41）上の平坦表面上
にヘッド巻線となる薄膜コイル（54）を形成する。この
薄膜コイル（54）は例えば良導電性のCu等の金属薄膜を
全面的にスパッタ、蒸着等によって形成し、フォトリソ
グラフィを用いたIBE（イオンビームエッチング）等に
よるパターニングによって所要のパターンに形成する。

第５図Ｅに示すように、薄膜コイル（53）を覆って全
面的にSiO₂等の絶縁層（41）をさらに形成する。この場
合、背部薄膜磁気ヨーク（53）の両端に開口（41h）を
穿設する。この開口（41h）の形成は、フォトリソグラ
フィによるパターニングによって形成し得る。

第５図Ｆに示すように、絶縁層（41）をメッキレジス
トとして開口（41h）内にNiFe等の磁性材を所要の厚さ
に電気メッキして背部薄膜磁気ヨーク（53）の立上り部
（53S）を形成する。さらに、この立上り部（53S）を埋
込むように再びSiO₂等の絶縁層（41）を形成し、平面研
磨を行って、立上り部（53S）及び薄膜コイル（54）を
埋込んで表面平坦化する。

第５図Ｇに示すように、絶縁層（41）の平坦表面上に
MR感磁部（36）を形成する。このMR感磁部（36）は例え
ばパーマロイ,NiFe,NiCo,NiFeCo等の薄膜を300〜500Å
程度の厚さに形成する。このMR感磁部（36）を構成する
MR膜は例えば全面的にスパッタリング等によって形成
し、その後イオンミリングによる所要のパターンにエッ
チングして形成し得る。このMR感磁部（36）は単層のMR
薄膜によって形成することもできるが、非磁性層を介し
た２層構造として、磁壁の発生を回避した構造とするこ
ともできる。その後、同様にSiO₂等の絶縁層（41）をそ
の厚さ例えば0.5〜１μｍに形成する。

第５図Ｈに示すように、MR感磁部（36）の両端上の絶
縁層（41）を選択的にエッチングして外部に露呈すると
共に、さらに基板（31）に予め形成したスルーホール内
に埋込まれた端子導出用の端子導電層（81）の端部を外
部に臨ましめる開口（41t）を形成する。

第５図Ｉに示すように、MR感磁部（36）上を絶縁層
（41）を介して横切るように、バイアス導体（38）を形
成すると共にMR感磁部（36）の両端を対応する基板
（１）に貫通した端子導電層（81）に連結するMR電極
（55）を形成する。これらバイアス導体（38）及びMR電
極（55）の形成は、例えばCu等の良導電性金属膜を例え
ば2000〜3000Åにスパッタリングし、これを所定のパタ
ーンにエッチングすることによって同時に形成し得る。

第５図Ｊに示すように、バイアス導体（38）、MR電極
（55）等を覆って絶縁層（41）例えばSiO₂を２〜３μｍ
の厚さにスパッタリング等によって被着形成する。

第５図Ｋに示すように、MR感磁部（36）及びバイアス
導体（38）上に形成された絶縁層（41）に対してRIE等
によってテーパエッチングを行ってMR感磁部（36）の両
端部を外部に露出する。

第５図Ｌに示すように、例えばバイアス導体（38）の
形成部上に対応する絶縁層（41）上に幅１〜５μｍに例
えば３層レジスト層（56）を周知の技術によって形成す
る。

レジスト（56）をエッチングマスクとしてこれの下に
入り込むサイドエッチングが生じるようにSiO₂絶縁層
（41）を所要の厚さにエッチングして後、レジスト（5
6）を除去してこのレジスト（56）の存在部下に第５図
Ｍに示すように、このサイドエッチによってレジスト
（56）よりさらに狭小化されたSiO₂絶縁層（41）よりな
る突起（57）を形成する。この突起の高さは後述する第
１の薄膜磁気ヨークの厚さに対応して選定され、その厚
さはそのギャップ長l_g1に対応して選定される。

第５図Ｎに示すように、例えばバイアス導体（38）上
の絶縁層（41）を残して他部の絶縁層（41）をエッチン
グ除去する。そして、この残った絶縁層（41）上を含ん
で例えば全面的に、電気メッキの下地導電層（58）、例
えば磁性導電層のNiFeをスパッタ等によって形成する。

第５図Ｏに示すように、第１の薄膜磁気ヨーク（3
7₁）をNiFeの電気メッキ層を１〜３μｍの厚さに形成
し、下地層（58）と共にIBE等のエッチングによってパ
ターニングして非磁性突起（57）によって形成された第
１の磁気ギャップg₁を挟んで磁気ヨーク半部（37_1A）及
び（37_1B）がそれぞれMR感磁部（36）とこれの下の背部
薄膜磁気ヨーク（53）の立上り部（53S）に、これの上
の絶縁層（非磁性層）（41）を介して磁気的に結合させ
て形成し、これの上に第１の層間絶縁層（61）例えばSi
O₂をスパッタ等によって0.2〜0.3μｍ程度の厚さに形成
する。

第５図Ｐに示すように、Cu等の非磁性良導電層を例え
ば厚さ0.2〜0.3μｍ程度にスパッタ等によって被着し、
パターニングを行って第１の薄膜磁気ヨーク（37₁）の
両半部（37_1A）及び（37_1B）間の第１の磁気ギャップg₁
を跨いで通電導電層（１）を形成する。そして、これの
上にSiO₂等の第１の層間絶縁層（61）を全面的にスパッ
タ等によって0.2〜0.3μｍの厚さに形成すると共に例え
ば第５図Ｌ〜Ｏで説明したと同様の手法をとって、第２
の磁気ギャップg₂を形成する突起（67）を有するSiO₂等
より成る第２の層間絶縁層（62）を形成し、NiFe等によ
るメッキ下地導電層（68）の形成と、突起（67）を挟ん
で第２の磁気ギャップg₂を形成するように形成された薄
膜磁気ヨーク半部（37_2A）及び（37_2B）によって第２の
薄膜磁気ヨーク（37₂）を形成する。

第１及び第２の磁気ギャップg₁及びg₂の各ギャップ長
l_g1及びl_g2はそれぞれ例えば１μm,0.5μｍ程度に選定
し得る。

第５図Ｑに示すように、第２の薄膜磁気ヨークを覆っ
てSiO₂等の保護膜（39）を形成し、表面を平坦に形成し
てABS面（32）を形成し、この面に第２の磁気ギャップg
₂が臨むようにする。

このようにして得られた磁気ヘッドは、第１及び第２
の薄膜磁気ヨーク（37₁）及び（37₂）によってABS面（3
2）にほぼ沿う薄膜磁気ヨーク（37）が形成され、第１
及び第２の磁気ギャップg₁及びg₂によって前方ギャップ
ｇが形成され、この薄膜磁気ヨーク（37）中に通電導電
層（１）が配された磁気ヘッドが構成される。そしてこ
の磁気ヘッドは薄膜磁気ヨーク（37）とMR感磁部（36）
によって磁気ギャップｇを含む閉磁路が形成されたMR型
再生磁気ヘッドと、薄膜磁気ヨーク（37）と背部薄膜磁
気ヨーク（53）とによって磁気ギャップｇを含む閉磁路
が形成され薄膜コイル（54）がこの閉磁路を平面的に巻
装するように配された誘導型の例えば記録用の磁気ヘッ
ドとの複合ヘッドが構成される。

尚、磁気ヘッドスライダーの基板（31）には上述した
ように予め端子導電層（81）を形成しておく。この端子
導電層（81）の形成は、例えば絶縁体より成る基板（3
1）の所定部に透孔を貫通し、この透孔内を含んで例え
ばCuのスパッタによるメッキ下地層を形成し、透孔内を
埋込むように例えばNiの電気メッキを行ってその後に基
板表面のメッキ層を研磨除去することによって形成し得
る。

また、上述の例では、第４図にその断面図を示したよ
うに、通電導電層（１）を薄膜磁気ヨーク（37）中に埋
込んで、すなわち通電導電層（１）の周囲を繞って薄膜
磁気ヨーク（37）が形成された構成とした場合である
が、第６図に模式的にその断面図を示すように、通電導
電層（１）の上下に第１及び第２の薄膜磁気ヨーク（37
₁）及び（37₂）を層間絶縁層（61）及び（62）を介して
配置するも、両側面に多少の磁気的ギャップＧが存在す
るサンドウイッチ構造としても良い。

いずれの場合においても、磁気ギャップｇの形成部に
通電導電層（１）が配されているので、これに磁気ギャ
ップｇのギャップ長方向に通電をなせば、これによって
発生する磁界によってこの磁気ギャップ近傍の薄膜磁気
ヨーク（37）の磁化容易軸がトラック幅方向に近く向け
られることになる。

尚、本発明による磁気ヘッドは、上述の例に限らず例
えばスライダ型ヘッド以外の磁気ヘッドに適用すること
もできるなど種々変形変更を行うことができる。

〔発明の効果〕

上述した本発明によるプレーナ型薄膜磁気ヘッドは、
磁気ヨーク（37）の磁気ギャップｇの近傍の磁化容易軸
を通電導電層（１）への通電による磁界によっていわば
強制的にトラック幅方向に向けしめるのでトラック幅が
狭小とされたヘッドにおいても、高透磁率、低バルクハ
ウゼンノイズで線型応答性にすぐれた、したがって高感
度、高出力、直線性にすぐれた薄膜磁気ヘッドを構成で
きるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるプレーナ型薄膜薄膜磁気ヘッドの
要部の平面図、第２図はその斜視図、第３図はその断面
図、第４図は第３図のＡ−Ａ線上の断面図、第５図は製
造工程図、第６図は本発明による磁気ヘッドの他の例の
要部の断面図、第７図は磁気ヘッドスライダの斜視図、
第８図は従来の薄膜磁気ヘッドの要部の断面図、第９図
及び第10図は磁気ギャップ部の磁区構造を示す図であ
る。（１）は通電導電層、（37）は薄膜磁気ヨーク、（36）
はMR感磁部、ｇは磁気ギャップである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 5/31 G11B 5/39

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気ギャップが形成された薄膜磁気ヨーク
が、ほぼ磁気記録媒体面に沿って配されるプレーナ型薄
膜磁気ヘッドにおいて、上記薄膜磁気ヨークの少くとも上記磁気ギャップの形成
部のギャップデプス方向の中間部に上記磁気ギャップを
横切ってギャップ長方向に延び、この方向に通電がなさ
れる通電導電層が配されて成ることを特徴とするプレー
ナ型薄膜磁気ヘッド。