JP3184470B2

JP3184470B2 - 薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JP3184470B2
Application number: JP03456397A
Authority: JP
Inventors: 潔小林
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1997-02-19
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2017-02-19
Also published as: JPH10233010A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばハードディ
スク装置などに搭載されるＭＲ／インダクティブ複合型
の薄膜磁気ヘッドに係り、特に下部コア層をスパッタな
どで形成できるようにして軟磁性材料の選択度を向上さ
せた薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】図５は、従来の薄膜磁気ヘッドを記録媒
体の対向側から示した拡大正面図である。この薄膜磁気
ヘッドは、例えば浮上式ヘッドを構成するスライダのト
レーリング側端面に磁気抵抗効果を利用した読み出しヘ
ッドｈ1と、書き込み用のインダクティブヘッドｈ2とが
積層されている。読み出しヘッドｈ1では、センダスト
やＮｉ―Ｆｅ系合金（パーマロイ）などにより形成され
た下部シールド層１上に、Ａｌ₂Ｏ₃（アルミナ）などの
非磁性材料による下部ギャップ層２が形成され、その上
に磁気抵抗効果素子層３が成膜されている。前記磁気抵
抗効果素子層３は、三層で構成されており、下から軟磁
性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）、磁気抵
抗効果層（ＭＲ層）の順に積層されている。通常、前記
磁気抵抗効果素子層はＮｉ―Ｆｅ系合金（パーマロイ）
の層、前記非磁性層はＴａ（タンタル）の層であり、前
記軟磁性層はＮｉ―Ｆｅ―Ｎｂ系合金により形成されて
いる。

【０００３】前記磁気抵抗効果素子層３の両側には、縦
バイアス層としてハードバイアス層４が形成されてい
る。また、前記ハードバイアス層４の上にＣｕ（銅）、
Ｗ（タングステン）などの電気抵抗の小さい非磁性導電
性材料の主電極層５が形成されている。さらにその上
に、アルミナなどの非磁性材料による上部ギャップ層６
が形成される。前記上部ギャップ層６の上には下部コア
層２０がパーマロイなどのメッキにより形成されてい
る。インダクティブヘッドｈ2ではこの下部コア層２０
が記録媒体に記録磁界を与えるリーディング側コア部と
して機能し、読み出しヘッドｈ1では上部シールド層と
して機能している。また読み出しヘッドｈ1では、下部
シールド層１と下部コア層（上部シールド層）２０との
間隔によりギャップ長Ｇｌ1が決定される。

【０００４】前記下部コア層２０の上には、アルミナな
どによるギャップ層（非磁性材料層）９とポリイミドま
たはレジスト材料により形成された絶縁層（図示しな
い）が積層され、前記絶縁層の上には螺旋状となるよう
にパターン形成されたコイル層１０が設けられている。
前記コイル層１０はＣｕ（銅）などの電気抵抗の小さい
非磁性導電材料で形成されている。そして前記コイル層
１０はポリイミドまたはレジスト材料で形成された絶縁
層（図示しない）に囲まれ、前記絶縁層の上にパーマロ
イなどの磁性材料で形成された上部コア層１１がメッキ
形成されている。なお、前記上部コア層１１はインダク
ティブヘッドｈ2のトレーリング側コアとして機能して
いる。前記上部コア層１１の先端部１１ａは、図５に示
すように記録媒体の対向側で下部コア層２０の上に前記
ギャップ層９を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与
える磁気ギャップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されて
いる。そして、前記上部コア層１１の上にアルミナなど
の保護層１２が設けられている。

【０００５】図６は、従来の下部コア層２０の製造方法
を示す拡大断面図である。図６（ａ）に示すように、ま
ず上部ギャップ層６上にパーマロイなどの磁性材料製の
下地層２１がメッキ形成される。そして下地層２１上に
レジスト液が塗布され、露光現像されることにより矩形
状のレジスト層２２，２２が前記下地層２１上に形成さ
れる。図６（ｂ）では、レジスト層２２，２２が形成さ
れていない下地層２１上にパーマロイなどの磁性材料の
層２０，２３，２３がメッキ形成される。なお、レジス
ト層２２，２２の間に形成された磁性材料の層２０は後
に下部コア層として残される。

【０００６】図６（ｃ）では、レジスト層２２，２２が
除去され、その真下に形成されている下地層２１がイオ
ンミリングにより除去される。図６（ｄ）では、レジス
ト材料製の保護層２４が前記レジスト層２２，２２が除
去された部分の上部ギャップ層６の上から磁性材料の層
２０を覆い隠すようにして形成される。そして図６
（ｅ）ではウエットエッチングにより磁性材料層２３，
２３及びその真下に形成されている下地層２１が除去さ
れる。図６（ｆ）では、保護層２４が除去され、上部ギ
ャップ層６上には下地層２１を介して矩形状の下部コア
層２０のみが残される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】図５に示す従来の薄膜
磁気ヘッドでは、下部コア層２０がパーマロイなどのメ
ッキで形成されていたために、以下のような問題点があ
った。（イ）下部コア層２０（上部シールド層）の膜厚は厚
く、しかも下部コア層２０の断面の形状がほぼ長方形
（矩形状）であるため、前記下部コア層２０の両側端部
には角部を有する段差部Ａが形成される。このため、前
記下部コア層２０上に形成されるギャップ層９の膜厚を
均一に形成することが困難であり、特に下部コア層２０
の側端部の前記段差部Ａの角部付近では前記ギャップ層
９の膜厚が極端に薄くなっており、したがって下部コア
層２０とコイル層１０間で絶縁不良を起こしやすくなっ
ていた。また記録密度を高密度化するためには、ギャッ
プ層９を薄く形成して磁気ギャップのギャップ長Ｇｌ2
を短くする必要があるが、ギャップ層９が薄く形成され
ると、段差部Ａにて前記ギャップ層９にピンホールが発
生しやすくなる。

【０００８】（ロ）下部コア層２０（上部シールド層）
の断面形状が矩形状であり、両端部に段差部Ａが形成さ
れているために、この段差部Ａの上に形成されるギャッ
プ層９の表面にも段差が形成される。従って、コイル層
１０の形成領域よりも下部コア層２０の面積を小さくす
ると、コイル層１０が前記ギャップ層９の段差の上に形
成されることになり、コイル層１０を形成することが困
難であり、またコイル層１０に欠陥が生じやすくなる。

【０００９】（ハ）記録媒体への信号の書き込み密度を
高くし、磁気書き込みの周波数を高くするには、下部コ
ア層２０（上部シールド層）及び上部コア層１１の軟磁
性特性を向上させ、低い保持力及び高い比抵抗の性質を
有するようにし、また飽和磁束密度については高いこと
が好ましいが、下部コア層２０の飽和磁束密度を上部コ
ア層１１の飽和磁束密度よりも低くしておくとより好ま
しい。従来の下部コア層２０及び上部コア層１１を形成
していたパーマロイは、飽和磁束密度が高く、また保磁
力も比較的低いものの、比抵抗が比較的小さく、従って
記録周波数を高くした場合、渦電流が発生しやすく、渦
電流による熱損失が増大しやすくなっていた。

【００１０】また図５に示す下部コア層２０はコアとし
ての機能だけでなく、シールドとしての機能も兼ね備え
ていなければならない。シールド層としては高周波領域
における初透磁率が高い軟磁性材料を選択する必要があ
るが、パーマロイは記録周波数を高くすると初透磁率が
極端に低くなってしまい、パーマロイで形成された下部
コア層（上部シールド層）２０のシールド機能は低下し
ていた。シールド機能が低下すると、ＭＲ層にバルクハ
ウゼンノイズが発生するという問題が生じる。

【００１１】特開平６―３１６７４８号公報には、ｂｃ
ｃ構造のＦｅの微結晶相と、希土類またはＴｉ，Ｚｒ，
Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗから選ばれた元素及びＯを含
む非結晶相と、が混在された軟磁性材料が開示されてい
る。この軟磁性材料は組成比が適正に調節されれば、飽
和磁束密度が高く、保磁力は低く、さらに比抵抗が高い
性質を有するようになる。従ってこの軟磁性材料を下部
コア層２０及び上部コア層１１に使用すれば、磁気特性
に優れた薄膜磁気ヘッドを製造することが可能となる。

【００１２】ところで、この軟磁性材料はメッキにより
形成することができず、スパッタ法や蒸着法でしか成膜
することができない。しかし、従来の薄膜磁気ヘッドの
製造方法では、下部コア層２０をスパッタ法や蒸着法で
形成することは困難であり、その理由について以下に説
明する。下部コア層２０をスパッタ法で形成する場合、
アルミナなどで形成されている上部ギャップ層６上に直
接に軟磁性材料の層を形成することになるが、この軟磁
性材料の層を所定の形状にするために、不要部分をイオ
ンミリング（ドライエッチング）により除去する必要が
ある。しかし、イオンミリングにより前記軟磁性材料の
層を除去すると、その下に形成されているアルミナの上
部ギャップ層６を損傷する問題が生じる。

【００１３】上部ギャップ層は１０００オングストロー
ム程の膜厚で形成されるのに対し、下部コア層は前記上
部ギャップ層に比べてかなり厚く形成される。一般にイ
オンミリングにより所定の厚さを除去すると、除去でき
る膜厚に５％程度の公差が生じるとされている。このた
め、下部コア層の所定箇所がイオンミリングにより除去
されると、その下に形成されている膜厚の薄い上部ギャ
ップ層は、５％程度の除去膜厚の公差により破損されや
すくなっている。以上のような理由から、下部コア層２
０がイオンミリングにより除去されると同時に上部ギャ
ップ層６の一部分も除去されてしまい、また最悪の場
合、前記上部ギャップ層６がすべて除去され、前記上部
ギャップ層６の下に形成されている主電極層５がイオン
ミリングの影響を受けることになる。

【００１４】本発明は上記従来の課題を解決するための
ものであり、磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して
形成されるシールド層の両端部をなだらかに膜厚が薄く
なるように構成して、シールド層の上に絶縁層などを介
して形成されるコイル層を安定して形成でき、且つシー
ルド層とコイル層との絶縁特性を安定できるようにした
薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。

【００１５】また本発明は、シールド層をスパッタ法ま
たは蒸着法などの気相成長法で形成できるようにして、
シールド層となる軟磁性材料の選択度を広げ、高周波数
記録及び高記録密度化に対応できるようにした薄膜磁気
ヘッドを提供することを目的としている。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気抵抗効果
素子層を有する読み出しヘッド上に、コイル層とコア層
とを有するインダクティブヘッドが積層された薄膜磁気
ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子層の上に絶縁層
を介して形成されたシールド層が、ほぼ均一な膜厚で形
成され、両側端部に向かうに従って、徐々に膜厚が薄く
なるように形成されており、前記シールド層の両側には
非磁性材料製のミリング阻止層が形成されていることを
特徴とするものである。

【００１７】前記ミリング阻止層を設けることにより、
シールド層の形成時にイオンミリングを使用しても、前
記シールド層の下に形成されている絶縁層（上部ギャッ
プ層）を破損することがない。

【００１８】また、前記ミリング阻止層を形成する材料
のミリングレートは、前記シールド層を形成する材料の
ミリングレートよりも遅いことが好ましい。また本発明
は、磁気抵抗効果素子層を有する読み出しヘッド上に、
分離層を介してコイル層とコア層とを有するインダクテ
ィブヘッドが積層された薄膜磁気ヘッドにおいて、前記
インダクティブヘッドを構成する下部コア層は、ほぼ均
一な膜厚で形成され、両側端部に向かうに従って、徐々
に膜厚が薄くなるように形成されており、前記下部コア
層の両側に、非磁性材料製のミリング阻止層が形成され
ていることを特徴とするものである。本発明では前記ミ
リング阻止層を形成する材料のミリングレートは、前記
下部コア層を形成する材料のミリングレートよりも遅い
ことが好ましい。

【００１９】上記において、前記シールド層は、インダ
クティブヘッドのコアとしての機能および読み出しヘッ
ドの上部シールド層としての機能を兼ね備え、前記シー
ルド層および前記シールド層上に磁気ギャップを介して
対向する上部コア層、さらには前記下部コア層は、Ｆｅ
を主成分とし、希土類元素またはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚ
ｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇのいずれかから選
択される１種類または２種類以上の元素と、Ｏとから成
る軟磁性材料で形成できる。

【００２０】または、前記シールド層及び上部コア層、
さらには下部コア層は、Ｆｅを主成分とし、希土類元素
またはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔ
ａ，Ｗ，Ｍｇのいずれかから選択される１種類または２
種類以上の元素と、Ｂ，Ｃのうちいずれか一方の元素
と、さらにＯとから成る軟磁性材料で形成できる。

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】本発明では、シールド層の形状を、その両
端部にて厚さが徐々に小さくなるように構成することに
より、図５に示した従来例のような下部コア層（シール
ド層）の両端部での段差部をなくすことができ、コイル
層の形状を安定でき、また下部コア層の上に形成される
ギャップ層の膜厚を均一に形成でき、このギャップ層の
絶縁機能を安定させることが可能となる。

【００２７】また、シールド層をスパッタ法及び蒸着法
などの気相成長法で形成できるようになるため、シール
ド層を形成する軟磁性材料の選択度を広げることができ
る。例えば前記シールド層がコア機能とシールド機能と
を兼ね備えている場合、特開平６―３１６７４８号公報
に記載されているような、高飽和磁束密度、低保磁力及
び高比抵抗などの性質を有する磁気特性に優れた軟磁性
材料を使用することにより、周波数を高くしても渦電流
が発生しにくい薄膜磁気ヘッドを製造できる。

【００２８】また、シールド層の形成方法として、まず
上部ギャップ層上に、リフトオフ用のレジスト層を形成
し、前記リフトオフ用レジスト層の両側にアルミナなど
のミリング阻止層を形成している。このミリング阻止層
を設けることにより後の工程でイオンミリングを行う
際、前記ミリング阻止層の下に形成されている絶縁層
（上部ギャップ層）を前記イオンミリングから保護する
ことが可能となる。

【００２９】また、図３（ｅ）に示すように、軟磁性材
料の層１５の凹部１５ａの上にレジスト層１６を設けて
おり、この状態から方向性イオンミリングを行なうと側
端部に向かうに従って徐々に膜厚が薄くなり、さらに側
端部の表面が曲面形状となる下部コア層を形成すること
ができる。

【００３０】このように、シールド層の両側端部の膜厚
を徐々に薄く形成できるため、前記シールド層の上に形
成される層をほぼ均一な幅で形成するこができ、またミ
リング阻止層を上部ギャップ層上に形成することにより
イオンミリングが行われても、上部ギャップ層がイオン
ミリングの影響を受けることがなく、従って前記上部シ
ールド層を破損することもない。

【００３１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施形態を
示す薄膜磁気ヘッドであり、記録媒体の対向側から示し
た拡大正面図である。また、図２はスライダ１３上に形
成された本発明の薄膜磁気ヘッドの全体構造の概略を示
すものである。図１及び図２に示す薄膜磁気ヘッドは、
浮上式ヘッドを構成するスライダ１３のトレーリング側
端部１３ａに形成されたものであり、読み出しヘッドｈ
1と記録用のインダクティブヘッドｈ2とが積層されたも
のとなっている。読み出しヘッドｈ1は、磁気抵抗効果
を利用してハードディスクなどの記録媒体からの洩れ磁
界を検出し、記録信号を読み取るものである。図に示す
ようにスライダ１３のトレーリング側端部１３ａにはパ
ーマロイ（Ｎｉ―Ｆｅ系合金）などの下部シールド層１
が形成されている。

【００３２】前記下部シールド層１の上には、アルミナ
（Ａｌ₂Ｏ₃）などの非磁性材製の下部ギャップ層２が形
成されている。下部ギャップ層２の上には磁気抵抗効果
素子層３が積層されている。磁気抵抗効果素子層３は三
層構造であり、下から軟磁性材料（Ｃｏ―Ｚｒ―Ｍｏ系
合金またはＮｉ―Ｆｅ―Ｎｂ系合金）によるＳＡＬ層、
非磁性材料製（例えばＴａ（タンタル））のＳＨＵＮＴ
層、磁気抵抗効果を有するＭＲ層（Ｎｉ―Ｆｅ系合金）
により形成されている。磁気抵抗効果素子層３の両側に
は、ＭＲ層にバイアス磁界を与えるハードバイアス層４
とＭＲ層に検出電流を与える主電極層５（Ｗ（タングス
テン）またはＣｕ（銅））が形成されている。さらにそ
の上にアルミナなどによる上部ギャップ層６が形成され
ている。読み出しヘッドｈ1では、下部シールド層１と
後述する下部コア層（上部シールド層）８との間隔によ
りギャップ長Ｇｌ1が決められるため、記録媒体からの
洩れ磁界の分解能を高めるために、下部ギャップ層２及
び上部ギャップ層６ができるだけ薄く形成されることが
好ましい。

【００３３】前記上部ギャップ層６の上には、幅寸法Ｔ
以外の部分にアルミナなどの非磁性材料によるミリング
阻止層７，７が形成されている。このミリング阻止層
７，７の端部には傾斜部７ａ，７ａが形成されている。
そして、前記傾斜部７ａ，７ａ上及び幅寸法Ｔの上部ギ
ャップ層６上に軟磁性材料製の下部コア層８がスパッタ
法や蒸着法などの気相成長法で形成されている。この下
部コア層８は一定の膜厚で形成され、側端部に向かうに
従って徐々に膜厚が薄くなっている。また、下部コア層
８の両側端部の上面８ａ，８ａは曲面状に変化してお
り、両縁部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなる
ように形成されている。なお、前記下部コア層８はイン
ダクティブヘッドｈ2ではリーディング側のコアとして
機能しており、読み取りヘッドｈ1では上部シールド層
として機能している。

【００３４】前記下部コア層８の上にはギャップ層（非
磁性材料層）９が形成され、その上にポリイミドまたは
レジスト材料製の絶縁層（図示しない）を介して平面的
に螺旋状となるようにパターン形成されたコイル層１０
が設けられている。なお、コイル層１０はＣｕ（銅）な
どの電気抵抗の小さい非磁性導電性材料で形成されてい
る。前述したように、下部コア層８は一定の膜厚をもっ
て形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々に膜厚
が薄くなっている。このため、前記下部コア層８の上に
形成されるギャップ層９はほぼ均一な膜厚を保ちながら
なだらかに形成される。よって前記ギャップ層９には図
５で示したような段差が形成されることがなく、前記ギ
ャップ層９上に絶縁層を介して形成されるコイル層１０
に欠陥が生じにくい。

【００３５】前記コイル層１０はポリイミドまたはレジ
スト材料で形成された絶縁層（図示しない）に囲まれ、
前記絶縁層の上にインダクティブヘッドｈ2のトレーリ
ング側コアとして機能する軟磁性材料製の上部コア層１
１が形成される。図１に示すように前記上部コア層１１
の先端部１１ａは下部コア層８の上に前記ギャップ層９
を介して対向し、記録媒体に記録磁界を与える磁気ギャ
ップ長Ｇｌ2の磁気ギャップが形成されており、上部コ
ア層１１の基端部１１ｂは図２に示すように、下部コア
層８と磁気的に接続されている。また、上部コア層１１
の上には、アルミナなどの保護層１２が設けられてい
る。インダクティブヘッドｈ2では、コイル層１０に記
録電流が与えられ、コイル層１０から下部コア層８及び
上部コア層１１に記録磁界が誘導される。そして、磁気
ギャップ長Ｇｌ2の部分で下部コア層８と上部コア層１
１の先端部１１ａとの間の洩れ磁界により、ハードディ
スクなどの記録媒体に磁気信号が記録される。

【００３６】本発明では、前述したように下部コア層８
がスパッタ法や蒸着法などの気相成長法で形成可能なの
で、下部コア層８を形成する軟磁性材料の選択度を広げ
ることができる。本発明では、上部コア層１１よりも低
飽和磁束密度、および低保磁力、高比抵抗、低磁歪定数
の軟磁性材料を下部コア層８に使用して、コアとしての
機能及びシールドとしての機能の双方を向上させてい
る。

【００３７】本発明においては下部コア層８として以下
の２種類のいずれかの軟磁性材料を使用することができ
る。（１）組成比がＦｅ_aＭ_bＯ_cで示され、Ｍは、Ａｌ，Ｓ
ｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇまた
は希土類元素のうち一種類または二種類以上の元素で構
成されることを特徴とする軟磁性材料。（２）組成比がＦｅ_aＭ_b（Ｔ＋Ｏ）_cで示され、ＭはＡ
ｌ，Ｓｉ，Ｈｆ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍ
ｇまたは希土類元素のうち一種類または二種類以上の元
素、ＴはＢ，Ｃのうちいずれか一方の元素で構成される
ことを特徴とする軟磁性材料。

【００３８】Ｆｅは主成分であり、磁性を担う元素であ
る。Ｆｅの組成比（原子％）を大きくすると低磁歪定数
を得られるがＦｅの組成比（原子％）が大きすぎると比
抵抗が小さくなってしまう。また元素Ｍは、非晶質相を
形成し、また軟磁性特性を得るために必要なものであ
る。これらは酸素と結合することで酸化物的な高抵抗な
非晶質相を形成する。また、ｂｃｃ構造のＦｅの微結晶
相と、元素ＭとＯを微結晶相よりも高濃度に含む非晶質
相とが混在したもので、微結晶相の比率が７０％以下で
あることがより好ましい。

【００３９】Ｆｅ_aＭ_bＯ_c系合金及びＦｅ_aＭ_b（Ｔ＋
Ｏ）_c系合金の組成比ａ，ｂ，ｃを適正に調節し、困難
軸方向の保磁力が１．０Ｏｅ（エルステッド）以下及び
磁歪定数絶対値が１．０×１０^-6以下となるようにす
る。１．０Ｏｅ以下の困難軸方向の保磁力及び１．０×
１０^-6以下の磁歪定数の絶対値を有するＦｅ_aＭ_bＯ_c系
合金、及びＦｅ_aＭ_b（Ｔ＋Ｏ）_c系合金は、飽和磁束密
度が０．７Ｔ（テスラ）以上、比抵抗が１００μΩ・ｃ
ｍ以上となっている。また、Ｆｅ_aＭ_bＯ_c系合金、及び
Ｆｅ_aＭ_b（Ｔ＋Ｏ）_c系合金が上部コア層１１に使用さ
れてもよく、その場合、飽和磁束密度が１．３Ｔ以上で
しかも困難軸方向の保磁力が１．０Ｏｅ以下となるよう
に組成比ａ，ｂ，ｃを適正に調節しなければならない。
１．３Ｔ以上の飽和磁束密度及び１．０Ｏｅ以下の困難
軸方向の保磁力を有するＦｅ_aＭ_bＯ_c系合金、及びＦｅ_a
Ｍ_b（Ｔ＋Ｏ）_c系合金は比抵抗が１００μΩ・ｃｍ以上
となっている。

【００４０】以上、詳述した２種類の軟磁性材料の組成
比を適正に調節して、下部コア層８及び上部コア層１１
に使用すれば、下部コア層８及び上部コア層１１の飽和
磁束密度を高くし、また困難軸方向の保磁力を低くし、
さらに比抵抗を高めることができるため、記録周波数を
高くしても渦電流が発生しにくくなり、高周波数におけ
る透磁率の低下が抑制される。また、下部コア層８の飽
和磁束密度を上部コア層１１の飽和磁束密度よりも低く
することで、下部コア層８及び上部コア層１１間におけ
る洩れ磁界の磁化反転を起こしやすくしている。

【００４１】さらに、コア機能とシールド機能とを兼用
する下部コア層８の困難軸方向の保磁力および磁歪定数
の絶対値を低くし、また前述のように記録周波数を高く
しても初透磁率が極端に低下しないため、下部シールド
層１と下部コア層８間の磁気ギャップ長Ｇｌ1を短かく
しても、磁気抵抗効果阻素子層３のＭＲ膜を記録ノイズ
から遮断すべき下部コア層８のシールド機能が低下する
ことがなく、従って記録ノイズによるバルクハウゼンノ
イズの発生を防止することができる。

【００４２】図３は、下部コア層８の製造方法を示す拡
大断面図である。図３（ａ）では、上部ギャップ層６上
にリフトオフ用のレジスト液が塗布され、露光現像され
ることにより、図に示すようなリフトオフ用レジスト層
１４が上部ギャップ層６上に形成される。前記リフトオ
フ用レジスト層１４は幅寸法Ｔでは一定の膜厚で形成さ
れている。そして、両側端部に向かうにしたがって突起
状に突きだした形となっており、両側端部の低面には傾
斜部１４ａ，１４ａが形成されている。図３（ｂ）に示
すように、リフトオフ用レジスト層１４の上及び前記リ
フトオフ用レジスト層１４の両側にアルミナなどによる
非磁性材料製の非磁性材料層７′及びミリング阻止層
７，７がスパッタにより成膜される。図に示すように、
傾斜部１４ａ，１４ａの下に形成されているミリング阻
止層７，７は膜厚が徐々に薄くなっており、前記ミリン
グ阻止層７，７の端部には傾斜部７ａ，７ａが形成され
ている。

【００４３】なお、前記ミリング阻止層７，７の膜厚は
約３０００オングストローム程度であることが好まし
い。さらに、前記ミリング阻止層７，７のミリングレー
トは、図３（ｄ）に示す軟磁性材料層１５，１５のミリ
ングレートよりも小さい（遅い）ことが好ましい。より
好ましくは前記ミリング阻止層７，７に対する軟磁性材
料層１５，１５のミリングレートの比が２以上である。

【００４４】例えばアルミナ（Ａｌ₂Ｏ₃）のミリングレ
ートは１５０オングストローム／ｍｉｎ程度であり、パ
ーマロイや前述したＦｅ_aＭ_bＯ_cおよびＦｅ_aＭ_b（Ｔ＋
Ｏ）_cのミリングレートは３００オングストローム／ｍ
ｉｎ程度である。このため、前記ミリング阻止層７，７
がアルミナで形成され、前記軟磁性材料層１５，１５が
パーマロイ、Ｆｅ_aＭ_bＯ_cまたはＦｅ_aＭ_b（Ｔ＋Ｏ）_cで
形成されれば、前記ミリング阻止層７，７に対する軟磁
性材料層１５，１５のミリングレートの比は約２とな
る。また、ミリング阻止層としては、アルミナ以外にＳ
ｉＯ₂，Ｔａ₃Ｏ₅，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＣ，ＡｌＮなどの非
磁性セラミック材料で形成されていてもよい。これらは
ミリングレートが遅く、電気絶縁性に優れた材料であ
る。

【００４５】図３（ｃ）では、非磁性材料層７′及びリ
フトオフ用レジスト層１４が除去され、ミリング阻止層
７，７が上部ギャップ層６の上に残される。そして、図
３（ｄ）に示すように、ミリング阻止層７，７の上及び
幅寸法Ｔの上部ギャップ層６の上に前述した（１）また
は（２）の軟磁性材料がスパッタ法によって成膜され、
軟磁性材料層１５が形成されている。図に示すように、
前記軟磁性材料層１５の上面には、凹部１５ａが形成さ
れている。

【００４６】次に図３（ｅ）では、前記軟磁性材料層１
５の上面にレジスト液が塗布され、露光現像されること
により、図に示すようなレジスト層１６が凹部１５ａ上
に形成されている。前記レジスト層１６は幅寸法Ｔの中
央部分に形成されることが好ましく、また前記レジスト
層の幅寸法Ｔ′は幅寸法Ｔよりも小さいことが好まし
い。そして、図３（ｆ）に示すようにイオンミリングに
より軟磁性材料層１５′，１５′が除去される。

【００４７】前記イオンミリングは、中性イオン化され
たＡｒ（アルゴン）ガスが使用され、斜めの矢印Ｒ方向
及びＳ方向から軟磁性材料層１５′，１５′にイオンが
照射され、物理的作用により、軟磁性材料層１５′，１
５′が除去される。また軟磁性材料層１５″はその上に
レジスト層１６が形成されているためイオンミリングの
影響を受けることがなく、前記軟磁性材料層１５″は残
される。また図に示すように、前記軟磁性材料層１５″
の両側端部の上面１５″ａ，１５″ａは曲面状に変化し
ており、両縁部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄く
なるように形成されている。

【００４８】イオンミリングにより軟磁性材料層１
５′，１５′が除去されると、前記軟磁性材料層１
５′，１５′の下に形成されているミリング阻止層７，
７がイオンミリングの影響を直接受ける。前述したよう
にミリング阻止層７，７は約３０００オングストローム
の膜厚で形成されており、この程度の膜厚で形成される
と、前記ミリング阻止層７，７はイオンミリングにより
すべて除去されることがない。従って前記ミリング阻止
層７，７の下に形成されている上部ギャップ層６がイオ
ンミリングの影響を全く受けないものとなっている。図
３（ｇ）では、軟磁性材料層１５″（下部コア層８）上
に形成されていたレジスト層１６が除去されている。

【００４９】図に示すように、上部ギャップ層６の上に
形成された下部コア層８は一定の膜厚で形成され、両側
端部に向かうにしたがって徐々に膜厚が薄くなりながら
形成されている。前記下部コア層８の両側にはミリング
阻止層７，７が形成されているが、このミリング阻止層
７，７はアルミナなどの非磁性材料で形成されているた
め、下部コア層８の機能に影響を与えることがない。こ
のように、本発明では、下部コア層８をスパッタ法や蒸
着法などの気相成長法で形成でき、また図３（ｆ）に示
すように、下部コア層８（非磁性材料層１５″）の両側
に非磁性材料製のミリング阻止層７，７を設けることに
より、上部ギャップ層６がイオンミリングの影響を直接
受けないものとなっている。

【００５０】図４は、本発明の第２実施形態を示す薄膜
磁気ヘッドであり、記録媒体の対向側から示した拡大正
面図である。図４（ａ）および（ｂ）に示す薄膜磁気ヘ
ッドは、上部ギャップ層６の上に上部シールド層１７が
形成され、前記上部シールド層１７の両側にはミリング
阻止層７が形成されている。前記上部シールド層１７の
上にはＣｕなど電気抵抗の小さい非磁性導電材料製の分
離層１８が形成されている。分離層１８は読み取りヘッ
ドｈ1とインダクティブヘッドｈ2とを完全に分離する目
的で設けられており、分離層１８の下に積層されている
多層膜が読み取りヘッドｈ1、分離層１８の上に形成さ
れている多層膜がインダクティブヘッドｈ2となってい
る。

【００５１】図に示すように上部シールド層１７は一定
の膜厚で形成され、両側端部に向かうにしたがって徐々
に膜厚が薄くなるように形成されている。このため、上
部シールド層１７の上に形成される分離層１８をなだら
かに形成することができ、前記分離層１８上に下部コア
層８を形成しやすくなる。なお、前記上部シールド層１
７は、図３に示す下部コア層８の製造方法と全く同じ方
法で形成される。

【００５２】図４（ｂ）では上部シールド層６とともに
下部コア層８が図３に示す製造方法により形成されてい
る。このため、前記下部コア層８の両側にはミリング阻
止層７，７が形成され、前記下部コア層８は両側端部に
向かうに従って徐々に薄くなるように形成されている。
図４（ｂ）に示す薄膜磁気ヘッドは、図４（ａ）に示す
薄膜磁気ヘッドに比べてコイル層１０の形成が容易であ
り、より好ましい構造であるといえる。なお、、図１お
よび図４（ａ）（ｂ）に示される上部コア層１１はその
断面が長方形となっている。この上部コア層１１はスパ
ッタ法で形成してもよいし、またはメッキ法で形成して
もよい。

【００５３】

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、上部ギャ
ップ層上に形成されるシールド層の両側端部に段差部が
なくなるため、コイル層を安定して形成でき、またシー
ルド層上の非磁性材料層の膜厚の変化を少なくでき、ピ
ンホールの発生などを防止できる。

【００５４】また、本発明ではシールド層はスパッタ法
などで形成できるため、シールド層となる軟磁性材料の
選択度を広げることができる。例えば前記シールド層が
コア機能とシールド機能を兼ね備えている場合、前記シ
ールド層は高い飽和磁束密度、低い保磁力及び高い比抵
抗の性質を有する軟磁性材料で形成されれば、書き込み
周波数を高くすることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の構造を示す薄膜磁気
ヘッドの拡大正面図、

【図２】薄膜磁気ヘッドでの下部コア層および上部コア
層の形状を示す半断面傾斜図、

【図３】（ａ）ないし（ｇ）は本発明の下部コア層の製
造方法を工程別に示す拡大断面図、

【図４】（ａ）および（ｂ）は本発明の第２の実施形態
の構造を示す薄膜磁気ヘッドの拡大正面図、

【図５】従来の薄膜磁気ヘッドの構造を示す拡大正面
図、

【図６】（ａ）ないし（ｆ）は従来の下部コア層の製造
方法を工程別に示す拡大断面図、

【符号の説明】

１下部シールド層２下部ギャップ層３磁気抵抗効果素子層４ハードバイアス層５主電極層６上部ギャップ層７ミリング阻止層８下部コア層９ギャップ層（非磁性材料層）１０コイル層１１上部コア層１４リフトオフ用レジスト層１７上部シールド層１８分離層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気抵抗効果素子層を有する読み出しヘ
ッド上に、コイル層とコア層とを有するインダクティブ
ヘッドが積層された薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁気
抵抗効果素子層の上に絶縁層を介して形成されたシール
ド層が、ほぼ均一な膜厚で形成され、両側端部に向かう
に従って、徐々に膜厚が薄くなるように形成されてお
り、前記シールド層の両側に、非磁性材料製のミリング
阻止層が形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ド。
【請求項２】前記ミリング阻止層を形成する材料のミ
リングレートは、前記シールド層を形成する材料のミリ
ングレートよりも遅い請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】磁気抵抗効果素子層を有する読み出しヘ
ッド上に、分離層を介してコイル層とコア層とを有する
インダクティブヘッドが積層された薄膜磁気ヘッドにお
いて、前記インダクティブヘッドを構成する下部コア層
は、ほぼ均一な膜厚で形成され、両側端部に向かうに従
って、徐々に膜厚が薄くなるように形成されており、前
記下部コア層の両側に、非磁性材料製のミリング阻止層
が形成されていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】前記ミリング阻止層を形成する材料のミ
リングレートは、前記下部コア層を形成する材料のミリ
ングレートよりも遅い請求項３記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】前記シールド層は、インダクティブヘッ
ドのコアとしての機能および読み出しヘッドの上部シー
ルド層としての機能を兼ね備え、前記シールド層および
前記シールド層上に磁気ギャップを介して対向する上部
コア層、さらには前記下部コア層は、Ｆｅを主成分と
し、希土類元素またはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇのいずれかから選択される１
種類または２種類以上の元素と、Ｏとから成る軟磁性材
料で形成されている請求項１ないし４のいずれかに記載
の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】前記シールド層は、インダクティブヘッ
ドのコアとしての機能および読み出しヘッドの上部シー
ルド層としての機能を兼ね備え、前記シールド層および
前記シールド層上に磁気ギャップを介して対向する上部
コア層、さらには前記下部コア層は、Ｆｅを主成分と
し、希土類元素またはＡｌ，Ｓｉ，Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ，
Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｇのいずれかから選択される１
種類または２種類以上の元素と、Ｂ，Ｃのうちいずれか
一方の元素と、さらにＯとから成る軟磁性材料で形成さ
れる請求項１ないし４のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッ
ド。