JP3294742B2 - 磁気抵抗効果型ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録装置、特
に、磁気ディスク装置に用いられる磁気抵抗効果を利用
した磁気抵抗効果型ヘッドに適用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来技術】磁気記録の分野では、装置の小型化と共
に、面記録密度の向上が要求されている。そのために、
従来の記録再生兼用の誘導型磁気ヘッドでは十分な再生
出力が得られず、ヘッドと媒体との相対速度に依存せず
高い再生出力が得られる磁気抵抗効果型ヘッド（以下、
ＭＲヘッドと略記する）の採用が必須である。

【０００３】ＭＲヘッドは、磁気抵抗効果層の電気抵抗
が磁化の方向によって変化する物理現象を利用して記録
媒体上の磁気的信号を電気的信号に変える変換器であ
る。高面記録密度の記録媒体から記録データを読み取る
ために、ＭＲヘッドの磁気抵抗効果センサ部分は２つの
磁気シールド層の間に配置される必要がある。例えば、
米国特許第４６３９８０６号の技術では、シールドされ
た磁気抵抗効果センサ部を含むＭＲヘッドを開示してい
る。更に、同技術では磁気シールド層の材料として、Ｎ
ｉＺｎフェライト、ＭｎＺｎフェライト、および一般に
センダストと呼ばれているＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金、また
は一般にパーマロイと呼ばれているＮｉ−Ｆｅ合金など
の高い透磁率を持つ磁性材料で作られることが開示され
ている。

【０００４】従来、パーマロイなどを、磁気シールド層
とする磁性材料の形成にはスパッタリング技術が使用さ
れていた。そのために、形成される膜は一般に多結晶薄
膜となり、膜表面の平均面粗さは１０ｎｍ程度になる。
従来のＭＲヘッドでは、下部シールド層をスパッタリン
グ法で膜形成した後に、アルミナなどを材料とした絶縁
層をスパッタリング法で膜形成して、その絶縁層上に磁
気抵抗効果層を膜形成していた。絶縁層表面の平均面粗
さは下地となる下部シールド層表面の平均面粗さと同程
度、あるいはそれ以上になる。

【０００５】一般に、凹凸が激しい表面、すなわち膜表
面の隣あう凸部の間隔が、その凸部の高さより小さい表
面に磁気抵抗効果層を形成した場合には、静磁気エネル
ギーが小さくなるように膜表面の凹部、あるいは凸部に
磁極が発生して、磁区を生じさせる原因となる。そのた
め、スパッタリング法で膜形成した従来のシールド層の
上に磁気抵抗効果層を形成すると、磁気抵抗効果層内部
に磁区が発生する。

【０００６】さらに、凹凸が緩やかでも平均面粗さが大
きい表面、すなわち、膜表面の隣あう凸部の間隔は、そ
の凸部の高さよりも大きいけれども、凸部の高さがその
上に形成する膜の膜厚と比較して無視できない表面の場
合にも問題が生じる。なぜなら、良く知られているよう
に、実際に磁気抵抗効果型センサとして使用する場合に
は磁気抵抗効果層のみではなく、磁気抵抗効果層上にバ
イアスを加えるために、非磁性金属層、磁気的にハード
な磁性金属層等を形成するからである。このような磁性
積層膜を凹凸が緩やかでも平均面粗さが大きい下地上に
形成すると、その磁性積層膜中での静磁気エネルギーが
小さくなるように、磁気抵抗効果層中の磁化と、バイア
スに用いる磁気的にハードな磁性金属層中の磁化とが静
磁気的に結合して磁区を生じさせる原因となる。

【０００７】以上のことから、従来のＭＲヘッドで、絶
縁層表面に何も加工を加えずに磁気抵抗効果センサ部を
形成すると、磁気抵抗効果センサ部内部には磁区が発生
してしまう。磁気抵抗効果センサ部内部の磁区の存在
は、一般に、バルクハウゼンノイズとして知られる磁気
抵抗効果センサ特有の信号ノイズを生じさせるという問
題を起こす。

【０００８】上記問題を防止するためには磁気抵抗効果
センサ部を形成する下地膜の凹凸が緩やかで、かつ下地
膜表面の平均面粗さを小さくする必要がある。そのため
に従来は絶縁層表面を研磨して平滑にしていた。しか
し、記録媒体の面記録密度の向上は、記録媒体から記録
データを読み取るヘッドの幾何学的寸法を小さくするこ
と、特に、上部シールド層と、下部シールド層との間の
間隔であるシールド間隔を狭くすることになる。このこ
とは、磁気抵抗効果センサ部と、下部シールド層との間
隔が狭くなるということであり、従来と同じように絶縁
層表面を研磨して平滑にすると、下部シールド層の表面
凹凸の凸部での絶縁層の膜厚が所望の膜厚よりも薄くな
り、静電破壊や、ＭＲヘッド動作時の通電破壊の原因と
なる困難が生じる。

【０００９】更に、絶縁層表面を研磨するということ
は、製造工程での作業性の複雑化をもたらし、製品の生
産効率を低下させる。

【００１０】上記困難の解決のために、１〜２μｍの所
定膜厚を形成しても、表面の平均面粗さが磁気抵抗効果
センサ部の膜表面の平均面粗さと同程度である材料、例
えばアモルファス磁性膜が下部シールド層に用いられて
いる。スパッタリング法で膜形成したアモルファス薄膜
の場合、膜表面の平均面粗さが磁気抵抗効果センサ部の
膜表面の平均面粗さと同程度であり、アモルファス薄膜
上に絶縁層を形成した後に、絶縁層表面を研磨して平滑
にする必要がなく、直接絶縁層上に磁気抵抗効果センサ
部を形成できる。アモルファス磁性膜を下部シールド層
として用いることにより、記録媒体の高密度化に対応し
たＭＲヘッドを提供でき、製品の生産効率も高められ
た。従来、アモルファス磁性膜をＭＲヘッドのシールド
層として用いた例として、特開昭５９−９０２２２号公
報に開示される技術があり、アモルファス磁性膜として
ＣｏＮｂＺｒ合金を用いて、透磁率ならびに飽和磁束密
度のいずれもが従来のシールド層材料に比べ優れた特性
をもつことを開示している。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】一般に、多結晶薄膜と
比較して、アモルファス薄膜では、電気的な比抵抗が従
来の合金シールド層、たとえばパーマロイ膜に比べて大
きい。ヴィーデマン・フランツの法則によれば、熱伝導
度と比抵抗とは反比例するから、ＭＲヘッド通電時の磁
気抵抗効果センサ部の放熱効率は、アモルファスシール
ド層の場合、従来の合金シールド層に比べて低下する。
磁気抵抗効果センサの出力は温度変化に敏感であるた
め、アモルファス磁性膜を下部シールド層として用いる
場合の磁気抵抗効果センサ部の温度上昇を極力低減させ
ることが、磁気抵抗効果センサによる再生出力信号の安
定化等の観点から重要な課題となる。

【００１２】本発明の目的は、余分な加工を必要とする
ことなく、シールド層における平均面粗さの低減と熱伝
導性の向上とを両立させることが可能な磁気抵抗効果型
ヘッドを提供することにある。

【００１３】本発明の他の目的は、製造プロセスを複雑
化させることなく、磁気抵抗効果センサにおける構造的
および熱的なノイズの発生を抑制することが可能な磁気
抵抗効果型ヘッドを提供することにある。

【００１４】本発明のさらに他の目的は、製造プロセス
を複雑化させることなく、シールド層における平均面粗
さの低減および熱伝導性の向上を実現して、磁気記録媒
体の高密度化に対応することが可能な磁気抵抗効果型ヘ
ッドを提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果型
ヘッドでは、磁気抵抗効果センサを構成する磁気抵抗効
果層を絶縁膜を介して挟む上部シールド層および下部シ
ールド層の少なくとも一方を、例えば、磁気抵抗効果層
に臨む比抵抗の小さい磁性金属薄膜と、アモルファス膜
の様な平均面粗さの小さな平滑な層とからなる２層以上
の積層構造とする。磁性金属薄膜としては、たとえば、
ＮｉＦｅなどを用いることができ、アモルファス膜とし
ては、たとえばＣｏＮｂＺｒアモルファスを用いること
ができる。

【００１６】上記した本発明の磁気抵抗効果型ヘッドに
よれば、シールド層に対して、好ましい表面粗さと、熱
伝導特性とを付与することが可能となる。この結果、シ
ールド層と磁気抵抗効果層とを隔てる絶縁膜の研磨等の
煩雑な工程を必要とすることなく、たとえばシールド層
の表面粗さの低減による磁気抵抗効果層における磁区の
発生の抑止によるバルクハンゼンノイズの低減と、シー
ルド層を介した磁気抵抗効果層の放熱効率の向上による
熱的なノイズ低減を実現でき、磁気記録媒体の高記録密
度化を容易かつ安価に実現できる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】（実施の形態１）図１は、本発明の一実施
の形態である磁気抵抗効果型ヘッドの構成の一例を示す
略断面図である。なお、図１における磁気抵抗効果型ヘ
ッドの断面は、図示しない記録媒体面に垂直な方向から
見た状態を示している。

【００１９】本実施の形態の磁気抵抗効果型ヘッド１０
は、例えば基板１１、ベース絶縁層１２、下部シールド
層１３、第１絶縁層１４、磁気抵抗効果機能部１５、ハ
ードバイアス層１６、電極層１７、第２絶縁層１８、お
よび上部シールド層１９から構成される。

【００２０】基板１１はＭＲヘッドを支持するスライダ
本体として用いる。基板１１上にベース絶縁層１２で隔
離して下部シールド層１３が積層される。磁気抵抗効果
機能部１５は、下部シールド層１３上に所望の厚さに着
層した第１絶縁層１４上に形成され、下部シールド層１
３から隔離されている。磁気抵抗効果機能部１５の両端
には、第１絶縁層１４によって下部シールド層１３から
隔離した磁気的にハードな強磁性金属のハードバイアス
層１６と、ハードバイアス層１６上に積層された導電性
の電極層１７とが形成されている。次に、第２絶縁層１
８が所望の厚さに積層され、第２絶縁層１８上に上部シ
ールド層１９が形成される。

【００２１】基板１１は、たとえば、厚さ２ｍｍ程度の
ＡｌＴｉＣ等のセラミックスで構成される。ベース絶縁
層１２は、たとえば、スパッタ等によって形成される厚
さ５μｍ程度のアルミナ（Ａｌ₂ Ｏ₃)で構成される。第
１絶縁層１４は、たとえば、スパッタ等によって形成さ
れる厚さ５μｍ程度のアルミナで構成される。ハードバ
イアス層１６は、たとえば、スパッタ等によって形成さ
れる厚さ0.１μｍ程度のＣｏＰｔ合金で構成される。電
極層１７は、たとえば、スパッタ等によって形成される
厚さ0.５μｍ程度の金（Ａｕ）または銅（Ｃｕ）で構成
される。第２絶縁層１８は、たとえば、スパッタ等によ
って形成される厚さ５μｍ程度のアルミナで構成され
る。上部シールド層１９は、たとえば、スパッタ等によ
って形成される厚さ２μｍ程度のＮｉＦｅ合金で構成さ
れる。

【００２２】本実施の形態の場合、下部シールド層１３
は、以下のような多層構造を呈している。すなわち、図
２は、本実施の形態における下部シールド層１３の構造
の一例を示す断面図である。本実施の形態の下部シール
ド層１３は、基板１１上に被着されたアルミナ等を材料
とするベース絶縁層１２の上に積層されたアモルファス
磁性層２１および結晶質金属層２２より構成されてい
る。結晶質金属層２２はＭＲヘッド動作時の放熱効率を
改善することが主要な目的である。従って、結晶質金属
層２２の材料としては、耐食性、磁気特性等のＭＲヘッ
ドに要求される条件に適合するものであれば、磁性金属
材料でも、非磁性金属材料でも構わない。さらに、アモ
ルファス磁性層２１および結晶質金属層２２からなる積
層膜を少なくとも２層以上含めて、所望の回数積層して
下部シールド層１３を形成しても構わない。

【００２３】さらに、上部シールド層１９を、下部シー
ルド層１３と同様の積層磁性層にしても構わない。

【００２４】図３は、上部シールド層１９を多層構造に
した磁気抵抗効果型ヘッド１０Ａの構成の一例を示す略
断面図である。上部シールド層１９は記録ヘッドの下部
コアを兼ねる場合が多い。この時、上部シールド層１９
の比抵抗が大きい方が高周波記録の点で有利であるが、
高比抵抗材料は熱伝導性が劣る。そこで、放熱効果を高
めるために、第２絶縁層１８上に、まず結晶質金属層２
２Ａを所望の厚さに形成し、続いてアモルファス磁性層
２１Ａを所望の厚さに形成する。公知されているアモル
ファス磁性膜の透磁率ならびに飽和磁束密度の特性は磁
気誘導型ヘッドの磁極としても優れた特性を有してお
り、かつ結晶質金属層２２Ａの存在により、ヘッド動作
時のうず電流の発生を抑制して高周波特性に優れた記録
再生複合型ヘッドが提供される。

【００２５】アモルファス磁性層２１として1.５μｍ程
度の厚さのＣｏＮｂＺｒアモルファス合金を用い、結晶
質金属層２２として0.５μｍ程度のパーマロイ合金を用
いた場合の下部シールド層１３の特性の一例を図９に示
す。図９には、本実施の形態の磁気抵抗効果型ヘッドの
特性と比較するために、従来シールド層として用いられ
ていたＣｏＮｂＺｒアモルファス合金の特性、ならびに
ＮｉＦｅ合金の特性も併せて表記してある。図９におい
て、ＨｃｅおよびＨｃｈは、各々、磁化容易軸および磁
化困難軸の保磁力であり、Ｈｋは異方性磁界であり、Ｂ
ｒｅ／Ｂｓｅは残留磁束密度と飽和磁束密度との比率
（角形比）である。

【００２６】本実施の形態のような多層構造の下部シー
ルド層１３の磁気特性と、従来のＣｏＮｂＺｒアモル
ファス磁性膜の磁気特性、およびＮｉＦｅ結晶質磁性
膜の磁気特性とを比較すると、Ｈｋが小さくなる以外
は磁気特性はＣｏＮｂＺｒアモルファス磁性膜の場合と
ほぼ同じである。平均面粗さはＣｏＮｂＺｒアモルファ
ス磁性膜の場合が最も小さく、ＮｉＦｅ結晶質磁性膜の
場合が最も大きい。本実施の形態の場合の多層構造の下
部シールド層１３の平均面粗さはＣｏＮｂＺｒアモルフ
ァス磁性膜と、ＮｉＦｅ結晶質磁性膜とのあいだの値に
なる。しかし、熱伝導率はＮｉＦｅ結晶質磁性膜の場合
が最も大きく、ＣｏＮｂＺｒアモルファス磁性膜の場合
が最も小さい。本実施の形態の多層構造の下部シールド
層１３の場合には、熱伝導率が、単一のＣｏＮｂＺｒア
モルファス磁性膜の場合に比べて６０％程度改善され
る。従って、本実施の形態の下部シールド層１３は、磁
気特性および表面粗さをアモルファス薄膜と同程度に保
ちながら、放熱特性がアモルファス薄膜と比べて顕著に
改良されていることを示している。

【００２７】図４に、本実施の形態の磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおける磁気抵抗効果機能部１５の構造３０の一例
を示す。磁気抵抗効果機能部１５は、当技術分野で一般
的なソフト膜バイアスと呼び慣わされているハードバイ
アス構造であり、磁気抵抗効果層３１上に非磁性金属の
分離層３２を形成し、分離層３２上に磁気抵抗効果層３
１へ横バイアスを加えるための磁気的にソフトな磁性金
属層３３を形成した構造になっている。さらに、ヘッド
製造工程での膜の変質を防ぐために、磁気的にソフトな
磁性金属層３３上に第２の保護層３４が形成されてもよ
い。

【００２８】各層の物質および厚さの一例を示すと、磁
気抵抗効果層３１は、たとえばスパッタ等の方法で形成
される厚さ１０〜２０ｎｍ程度のＮｉＦｅ合金からな
る。分離層３２は、たとえば、スパッタ等の方法で形成
される厚さ５ｎｍ程度のタンタル（Ｔａ），ニオブ（Ｎ
ｂ），チタン（Ｔｉ）等の非磁性金属薄膜からなる。磁
性金属層３３は、たとえばスパッタ等の方法で形成され
る厚さ１０〜２０ｎｍ程度のＮｉＦｅＮｂ合金からな
る。第２の保護層３４は、たとえばスパッタ等の方法で
形成される厚さ５ｎｍ程度のＴａからなる。

【００２９】このように、本実施の形態１の磁気抵抗効
果型ヘッド１０では、第１絶縁層１４を介してハードバ
イアス構造の磁気抵抗効果機能部１５に接する下部シー
ルド層１３を、熱伝導性の良好な結晶質金属層２２と、
平均面粗さが小さく平坦度の良好なアモルファス磁性層
２１とからなる多層構造にしたので、研磨等の余分な加
工工程を必要とすることなく、磁気抵抗効果機能部１５
の形成プロセスの下地となる下部シールド層１３（第１
絶縁層１４）の平坦度を、磁気抵抗効果機能部１５にお
けるバルクハウゼンノイズ等の構造的なノイズの発生を
抑止できる程度に平滑化できるとともに、高い熱伝導率
による放熱効率の向上によって磁気抵抗効果機能部１５
の温度変化等に起因する熱的なノイズの発生を抑止でき
る。この結果、図示しない記録媒体上の微弱な磁気信号
の再生精度が向上し、記録媒体における記録密度の向上
に対応することができる。

【００３０】（実施の形態２）図５に、本発明の他の実
施の形態である磁気抵抗効果型ヘッドの構造の一例を示
す断面図である。図５はヘッド断面を記録媒体面に垂直
な方向から見た状態を示している。本実施の形態の磁気
抵抗効果型ヘッド４０は、例えば基板４１、ベース絶縁
層４２、下部シールド層４３、第１絶縁層４４、磁気抵
抗効果機能部４５、ハードバイアス層４６、電極層４
７、第２絶縁層４８、および上部シールド層４９から構
成される。

【００３１】基板４１はＭＲヘッドを支持するスライダ
本体として用いる。基板４１上にベース絶縁層４２で隔
離して下部シールド層４３が積層される。磁気抵抗効果
機能部４５は、下部シールド層４３上に所望の厚さに着
層した第１絶縁層４４上に形成され、下部シールド層４
３から隔離されている。磁気抵抗効果機能部４５の両端
には、第１絶縁層４４によって下部シールド層４３から
隔離した磁気的にハードな強磁性金属のハードバイアス
層４６と、ハードバイアス層４６上に積層された導電性
の電極層４７とが形成されている。次に、第２絶縁層４
８が所望の厚さに積層され、第２絶縁層４８上に上部シ
ールド層４９が形成される。

【００３２】この実施の形態２の場合、下部シールド層
４３は、前述の実施の形態１の場合と同様に、アモルフ
ァス磁性層２１上に結晶質金属層２２を積層した構造を
呈しているが、磁気抵抗効果機能部４５が前述の実施の
形態１に例示した磁気抵抗効果機能部１５と異なってい
る。

【００３３】図６は、本実施の形態の磁気抵抗効果型ヘ
ッド４０における磁気抵抗効果機能部４５の構造５０の
一例を示す断面図である。磁気抵抗効果機能部４５の構
造は、当技術分野で呼び慣わされているスピンバルブ構
造である。例えば、下地の第１絶縁層４４上に、反強磁
性体を材料とする配向性制御層５１を形成し、配向性制
御層５１上に、順に磁気的にソフトな第１の強磁性層５
２、非磁性金属層５３、および磁気的にソフトな第２の
強磁性層５４を形成する。さらに、ヘッド製造工程での
膜の変質を防ぐために、磁気的にソフトな第２の強磁性
層５４上に保護層５５が形成されてもよい。

【００３４】反強磁性体を材料とする配向性制御層５１
は第２の強磁性層５４の上に形成してもよい。この場合
には、下地の第１絶縁層４４上に、順に磁気的にソフト
な第１の強磁性層５２、非磁性金属層５３、および磁気
的にソフトな第２の強磁性層５４を形成して、第２の強
磁性層５４上に配向性制御層５１を形成する。この場合
も、ヘッド製造工程での膜の変質を防ぐために、配向性
制御層５１を形成した後に、保護層５５が形成されてい
てもよい。

【００３５】磁気抵抗効果機能部４５を構成する各層の
物質および厚さの一例を示すと、配向性制御層５１は、
たとえばスパッタ等の方法で形成される厚さ５０ｎｍ程
度のＮｉＯ等からなる。第１の強磁性層５２は、たとえ
ばスパッタ等の方法で形成される厚さ１０ｎｍ程度のＮ
ｉＦｅ合金等からなる。非磁性金属層５３は、たとえば
スパッタ等の方法で形成される厚さ５ｎｍ程度のＣｕ等
からなる。第２の強磁性層５４は、たとえばスパッタ等
の方法で形成される厚さ１０ｎｍ程度のＮｉＦｅ合金等
からなる。保護層５５は、たとえばスパッタ等の方法で
形成される厚さ１０ｎｍ程度のＮｉＦｅＰｔ合金あるい
はＮｉＦｅＣｏ合金等からなる。

【００３６】この実施の形態２の場合にも、前記実施の
形態１の場合（図３の構造）と同様に、上部シールド層
４９を多層構造にしても構わない。その場合は、放熱効
果を高めるために、第２絶縁層４８上にまず結晶質金属
層２２Ａを所望の厚さに形成し、続いてアモルファス磁
性層２１Ａを所望の厚さに形成する。公知されているア
モルファス磁性膜の透磁率ならびに飽和磁束密度の特性
は磁気誘導型ヘッドの磁極としても優れた特性を有して
おり、かつ結晶質金属層２２Ａの存在により、ヘッド動
作時のうず電流の発生を抑制して高周波特性に優れた記
録再生複合型ヘッドが提供される。

【００３７】このように、本実施の形態２の磁気抵抗効
果型ヘッド４０では、第１絶縁層４４を介してスピンバ
ルブ構造の磁気抵抗効果機能部４５に接する下部シール
ド層４３を、熱伝導性の良好な結晶質金属層２２と、平
均面粗さが小さく平坦度の良好なアモルファス磁性層２
１とからなる多層構造にしたので、研磨等の余分な加工
工程を必要とすることなく、磁気抵抗効果機能部４５の
形成プロセスの下地となる下部シールド層４３（第１絶
縁層４４）の平坦度を、磁気抵抗効果機能部４５におけ
るバルクハウゼンノイズ等の構造的なノイズの発生を抑
止できる程度に平滑化できるとともに、高い熱伝導率に
よる放熱効率の向上によって磁気抵抗効果機能部４５の
温度変化等に起因する熱的なノイズの発生を抑止でき
る。この結果、図示しない記録媒体上の微弱な磁気信号
の再生精度が向上し、記録媒体における記録密度の向上
に対応することができる。

【００３８】（実施の形態３）図７は、本発明のさらに
他の実施の形態である磁気抵抗効果型ヘッドの構成の一
例を示す断面図である。この図７はヘッド断面を記録媒
体面に垂直な方向から見た状態を示している。本実施の
形態３の磁気抵抗効果型ヘッド６０は、例えば基板６
１、ベース絶縁層６２、下部シールド層６３、第１絶縁
層６４、磁気抵抗効果機能部６５、ハードバイアス層６
６、電極層６７、第２絶縁層６８、および上部シールド
層６９から構成される。

【００３９】基板６１はＭＲヘッドを支持するスライダ
本体として用いる。基板６１上にベース絶縁層６２で隔
離して下部シールド層６３が積層される。磁気抵抗効果
機能部６５は、下部シールド層６３上に所望の厚さに着
層した第１絶縁層６４上に形成され、下部シールド層６
３から隔離されている。磁気抵抗効果機能部６５の両端
には、第１絶縁層６４によって下部シールド層６３から
隔離した磁気的にハードな強磁性金属のハードバイアス
層６６と、ハードバイアス層６６上に積層される導電性
の電極層６７とが形成されている。次に、第２絶縁層６
８が所望の厚さに積層され、第２絶縁層６８上に上部シ
ールド層６９が形成される。

【００４０】この実施の形態３の場合も、前述の実施の
形態１の場合と同様に、下部シールド層６３は、アモル
ファス磁性層２１上に結晶質金属層２２を積層した構造
をしている。

【００４１】本実施の形態３の場合、磁気抵抗効果機能
部６５の構造が、前述の実施の形態１に例示した磁気抵
抗効果機能部１５、および実施の形態２に例示した磁気
抵抗効果機能部４５のいずれとも異なっている。

【００４２】図８に、本実施の形態３の磁気抵抗効果型
ヘッド６０における磁気抵抗効果機能部６５の構造７０
を示す。磁気抵抗効果機能部６５の構造は、当技術分野
で呼び慣わされている巨大磁気抵抗効果を利用した構造
（ＧＭＲ構造）である。すなわち、本実施の形態３の磁
気抵抗効果機能部６５における磁気抵抗変化は、前述の
実施の形態１に例示した磁気抵抗効果機能部１５が、た
とえば0.５％程度であるのに対して、５％程度と極めて
大きな値である。

【００４３】磁気抵抗効果機能部６５の構造は、例え
ば、下地の第１絶縁層６４上に、順に磁気的にソフトな
第１の強磁性金属層７１、非磁性金属層７２を形成し、
その後、非磁性金属層７２上に必要なだけ第１の強磁性
金属層７１と、非磁性金属層７２とを周期とする積層構
造を反復形成する。そして、第１の強磁性金属層７１
と、非磁性金属層７２とを所望の回数積層した後に、磁
気的にソフトな第２の強磁性金属層７３を形成する。さ
らに、ヘッド製造工程での膜の変質を防ぐために、磁気
的にソフトな第２の強磁性金属層７３上に保護層７４が
形成されていてもよい。

【００４４】また、下地の第１絶縁層６４上に配向性を
制御するための第１の磁性金属層７５を形成した後に、
図８の層構造を形成して、磁気的にソフトな第２の強磁
性金属層７３を形成した後に、第２の強磁性金属層７３
上に配向性を制御するための第２の磁性金属層７６を形
成してもよい。この場合には、第１の磁性金属層７５
と、第２の磁性金属層７６とのうちいずれか一方だけで
もよい。配向性制御のための第１の磁性金属層７５と、
第２の磁性金属層７６とを形成する場合にも、ヘッド製
造工程での膜の変質を防ぐために、磁気的にソフトな第
２の強磁性金属層７３上、あるいは配向性制御のための
第２の磁性金属層７６上に保護層７４が形成されてもか
まわない。

【００４５】本実施の形態３における磁気抵抗効果機能
部６５を構成する各層の物質および厚さの一例を以下に
示す。第１の磁性金属層７５は、たとえばスパッタ等の
方法で形成される厚さ１０ｎｍ程度のＮｉＭｎ合金等か
らなる。第１の強磁性金属層７１は、たとえばスパッタ
等の方法で形成される厚さ５ｎｍ程度のＮｉＦｅ合金等
からなる。非磁性金属層７２は、たとえばスパッタ等の
方法で形成される厚さ２〜２ｎｍ程度のＣｕまたは銀
（Ａｇ）等からなる。第２の強磁性金属層７３は、たと
えばスパッタ等の方法で形成される厚さ１０ｎｍ程度の
ＮｉＭｎ合金あるいはＦｅＭｎ合金等からなる。第２の
磁性金属層７６は、たとえばスパッタ等の方法で形成さ
れる厚さ５ｎｍ程度のＣｏＰｔ合金等からなる。保護層
７４は、たとえばスパッタ等の方法で形成される厚さ５
ｎｍ程度のＴａあるいはアルミナ等からなる。

【００４６】この実施の形態３の場合にも、前記実施の
形態１の場合（図３の構造）と同様に、上部シールド層
６９を多層構造にしても構わない。その場合は、放熱効
果を高めるために、第２絶縁層６８上にまず結晶質金属
層２２Ａを所望の厚さに形成し、続いてアモルファス磁
性層２１Ａを所望の厚さに形成する。公知されているア
モルファス磁性膜の透磁率ならびに飽和磁束密度の特性
は磁気誘導型ヘッドの磁極としても優れた特性を有して
おり、かつ結晶質金属層２２Ａの存在により、ヘッド動
作時のうず電流の発生を抑制して高周波特性に優れた記
録再生複合型ヘッドが提供される。

【００４７】このように、本実施の形態３の磁気抵抗効
果型ヘッド６０では、第１絶縁層６４を介してＧＭＲ構
造の磁気抵抗効果機能部６５に接する下部シールド層６
３を、熱伝導性の良好な結晶質金属層２２と、平均面粗
さが小さく平坦度の良好なアモルファス磁性層２１とか
らなる多層構造にしたので、研磨等の余分な加工工程を
必要とすることなく、磁気抵抗効果機能部６５の形成プ
ロセスの下地となる下部シールド層６３（第１絶縁層６
４）の平坦度を、磁気抵抗効果機能部６５におけるバル
クハウゼンノイズ等の構造的なノイズの発生を抑止でき
る程度に平滑できるとともに、高い熱伝導率による放熱
効率の向上によって磁気抵抗効果機能部６５の温度変化
等に起因する熱的なノイズの発生を抑止できる。この結
果、図示しない記録媒体上の微弱な磁気信号の再生精度
が向上し、記録媒体における記録密度の向上に対応する
ことができる。

【００４８】以上本発明者によってなされた発明を実施
の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施
の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しな
い範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

【００４９】たとえば、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁
気抵抗効果機能部の構造や素材さらには寸法としては前
述の各実施の形態に例示されたものに限定されない。

【００５０】

【発明の効果】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドによれ
ば、余分な加工を必要とすることなく、シールド層にお
ける平均面粗さの低減と熱伝導性の向上とを両立させる
ことができる、という効果が得られる。

【００５１】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドによ
れば、製造プロセスを複雑化させることなく、磁気抵抗
効果センサにおける構造的および熱的なノイズの発生を
抑制することができる、という効果が得られる。

【００５２】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドによ
れば、製造プロセスを複雑化させることなく、シールド
層における平均面粗さの低減および熱伝導性の向上を実
現して、磁気記録媒体の高密度化に対応することができ
る、という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である磁気抵抗効果型ヘ
ッドの構成の一例を示す略断面図である。

【図２】本発明の一実施の形態である磁気抵抗効果型ヘ
ッドの一部を取り出して示す断面図である。

【図３】本発明の一実施である磁気抵抗効果型ヘッドの
構成の変形例を示す略断面図である。

【図４】本発明の一実施の形態の形態である磁気抵抗効
果型ヘッドにおける磁気抵抗効果機能部の構造の一例を
示す断面図である。

【図５】本発明の他の実施の形態である磁気抵抗効果型
ヘッドの構造の一例を示す断面図である。

【図６】本発明の他の実施の形態である磁気抵抗効果型
ヘッドにおける磁気抵抗効果機能部の構造の一例を示す
断面図である。

【図７】本発明のさらに他の実施の形態である磁気抵抗
効果型ヘッドの構成の一例を示す断面図である。

【図８】本発明のさらに他の実施の形態である磁気抵抗
効果型ヘッドにおける磁気抵抗効果機能部の構造の一例
を示す断面図である。

【図９】本発明の一実施の形態である磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおけるシールド層の特性と従来のシールド層の特
性を対照して示すテーブルである。

【符号の説明】 １０，１０Ａ…磁気抵抗効果型ヘッド、１１…基板、１
２…ベース絶縁層、１３…下部シールド層、１４…第１
絶縁層、１５…磁気抵抗効果機能部、１６…ハードバイ
アス層、１７…電極層、１８…第２絶縁層、１９…上部
シールド層、２１…アモルファス磁性層、２１Ａ…アモ
ルファス磁性層、２２…結晶質金属層、２２Ａ…結晶質
金属層、３１…磁気抵抗効果層、３２…分離層、３３…
磁性金属層、３４…第２の保護層、４０…磁気抵抗効果
型ヘッド、４１…基板、４２…ベース絶縁層、４３…下
部シールド層、４４…第１絶縁層、４５…磁気抵抗効果
機能部、４６…ハードバイアス層、４７…電極層、４８
…第２絶縁層、４９…上部シールド層、５１…配向性制
御層（反磁性層）、５２…第１の強磁性層、５３…非磁
性金属層、５４…第２の強磁性層、５５…保護層、６０
…磁気抵抗効果型ヘッド、６１…基板、６２…ベース絶
縁層、６３…下部シールド層、６４…第１絶縁層、６５
…磁気抵抗効果機能部、６６…ハードバイアス層、６７
…電極層、６８…第２絶縁層、６９…上部シールド層、
７１…第１の強磁性金属層、７２…非磁性金属層、７３
…第２の強磁性金属層、７４…保護層、７５…第１の磁
性金属層、７６…第２の磁性金属層。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 光岡 勝也 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式 会社日立製作所 ストレージシステム事 業部内 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G11B 5/39

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下部シールド層と、前記下部シールド層
   上に形成された電気絶縁材料からなる第１の絶縁層と、
   前記第１の絶縁層上に形成された磁気抵抗効果機能部
   と、前記磁気抵抗効果機能部上に形成された電気絶縁材
   料からなる第２の絶縁層と、前記第２の絶縁層上に形成
   された上部シールド層とを含む磁気抵抗効果型ヘッドで
   あって、前記下部シールド層および上部シールド層のう
   ち少なくとも前記下部シールド層が結晶質膜とアモルフ
   ァス膜からなる２層以上の積層構造を呈することを特徴
   とする磁気抵抗効果型ヘッド。
2. 【請求項２】 請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
   おいて、前記磁気抵抗効果機能部は、磁気抵抗効果層お
   よび前記磁気抵抗効果層に信号検出電流を流すために前
   記磁気抵抗効果層の両端に形成された一対の電極導体か
   らなり、前記磁気抵抗効果層は、磁気的にソフトな第１
   の強磁性層と、前記第１の強磁性層上に形成された非磁
   性の金属層と、前記金属層上に形成された磁気的にソフ
   トな第２の強磁性層と、前記第１の強磁性層下、あるい
   は前記第２の強磁性層上に形成された反強磁性層とから
   構成されることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
3. 【請求項３】 請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
   おいて、前記磁気抵抗効果機能部は、磁気抵抗効果層お
   よび前記磁気抵抗効果層に信号検出電流を流すために前
   記磁気抵抗効果層の両端に形成された一対の電極導体か
   らなり、前記磁気抵抗効果層の内には、磁気的にソフト
   な強磁性層と、前記磁気的にソフトな強磁性層上に形成
   された非磁性の金属層とから構成される積層体を少なく
   とも２層以上反復形成したことを特徴とする磁気抵抗効
   果型ヘッド。