JP3336681B2 - 薄膜磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
薄膜磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法Info
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Description
情報記録装置に用いられる薄膜磁気抵抗効果型ヘッド
(以下薄膜MR型ヘッドと略す)及びその製造方法に関
するものである。
磁気情報記録装置であるハードディスク等の小型化、高
容量化が要求されるようになり、特に、小型化に対応す
るために、記録媒体の速度を低下させることが行われる
ようになった。そのため、信号出力が記録媒体の速度に
依存しない薄膜MR型ヘッドの必要性が高くなってい
る。
薄膜ヘッドを記録専用ヘッドとし、薄膜磁気抵抗素子
(以下MR素子と略す)を再生専用ヘッドとして使用し
た、いわゆる複合型薄膜磁気ヘッドである。薄膜MR型
ヘッドでは、薄膜MR素子を再生専用ヘッドとして使用
しているため、読み取り出力が記録媒体との相対速度に
依存せず、原理的には記録媒体が低速でもデータを読み
取ることができる。この薄膜MR型ヘッドの構造には、
薄膜MR素子の位置により3種類のタイプが提案されて
いる。即ち、記録専用ヘッドの磁気回路の一部に薄膜M
R素子を形成したヨーク型や、記録専用ヘッドのエアー
ギャップの間に薄膜MR素子を形成したインギャップ
型、薄膜MR素子を形成後その上に記録専用ヘッドを形
成したピギーバック型がある。このうち、ハードディス
ク用薄膜MR型ヘッドとしては、ピギーバック型が主に
使用されている。
なる再生専用ヘッドを形成後、その上に記録専用ヘッド
を形成するために、MR素子の引出し電極部の段差が可
能な限り小さくなるような構造とすることが求められ
る。例えば、数千Åの段差が発生しても、その形成が記
録専用ヘッドのトラック部に転写されて段部が生じ、オ
フトラック特性や再生ノイズ等の磁気特性が劣化してし
まう。また、引出し電極部に段差が生じることにより、
引出し電極層と、上部シールド層と兼用される記録専用
ヘッドの下部磁性層との間の電気的絶縁を保つために、
上部リードギャップ層を厚くしなければならず、狭ギャ
ップ化が困難となり高記録密度を実現することができな
くなるという問題点を有していた。
に、引出し電極部をリフトオフ法で形成したり、化学エ
ッチングによって段差をなだらかにする方法等が提案さ
れている。
する。図3(a)は従来の薄膜MR型ヘッドの磁極部の
拡大図であり、図3(b)は図3(a)のA点における
要部拡大図である。1は薄膜インダクティブヘッド等に
用いられているAl2 O3 とTiCより形成されたアル
チック基板、2はアルミナ等の絶縁材料からなりアルチ
ック基板1上に積層された下地絶縁層、3は下地絶縁層
2上に積層された下部シールド層、4は下部シールド層
3上に積層された再生専用ヘッドRの下部リードギャッ
プ層、5は下部リードギャップ層4上に積層された軟磁
性バイアス補助層、6はTa等からなり軟磁性バイアス
補助層5上に積層された非磁性層、7はパーマロイ等か
らなり非磁性層6上に積層される磁気抵抗効果層(以下
MR層と略す)、8はMR層7上に積層された一対の引
出し電極層、9はアルミナ膜よりなりMR層7及び引出
し電極層8上に積層される上部リードギャップ層、10
は上部リードギャップ層9上に積層された記録専用ヘッ
ドWの下部コアとなる下部磁性層、11は下部磁性層1
0上に磁気ギャップ12を介して形成されて記録専用ヘ
ッドWの上部コアとなる上部磁性層、aは引出し電極層
8とMR層7との間にできた段差、bは段差aが移写さ
れて記録専用ヘッドWのトラック部に発生した段部であ
る。図3(b)において、8aは引出し電極層8形成時
のリフトオフを行う際に発生したバリ、13はMR層7
上に形成されて引出し電極層8を整形するためのアルミ
ナ層である。
ッドWが形成されているため、図3(a)に示すよう
に、引出し電極層8とMR層7との間の段差aが数千Å
程度あり、これが移写されて記録専用ヘッドWのトラッ
ク部に段部bが発生していた。
ヘッドについて、以下そのリフトオフ法による引出し電
極部の製造方法について説明する。図4(a)は従来の
薄膜MR型ヘッドのアルミナ層形成工程を示す工程図で
あり、図4(b)は従来の薄膜MR型ヘッドのリフトオ
フパターン形成工程を示す工程図であり、図4(c)は
従来の薄膜MR型ヘッドの引出し電極層形成工程を示す
工程図であり、図4(d)は従来の薄膜MR型ヘッドの
引出し電極層リフトオフ工程を示す工程図である。14
はMR層7と引出し電極層8との電気的コンタクトをと
るためのスルホール、15は引出し電極層8を所定形状
に形成するためのリフトオフパターンである。
2、下部シールド層3、下部リードギャップ層4を順次
積層する。次に、下部リードギャップ層4上に軟磁性バ
イアス補助層5、非磁性層6、MR層7を順次積層す
る。次に、フォトレジストを全体に塗布し、MR素子の
矩形形状をパターニングし、イオンミリングによってM
R素子を矩形形状に形成して、その上にアルミナ層13
を形成する。次に、図4(a)に示すように、アルミナ
層13にスルホール14を形成する。次に、フォトレジ
ストを全面に塗布し、図4(b)に示すように、引出し
電極層8の形状をパターニングしたリフトオフパターン
15を形成する。ここで、フォトレジストの厚さは、引
出し電極層8がリフトオフしやすくなるように決定す
る。例えば、引出し電極層8の厚さが2000Åであれ
ばフォトレジストの厚さを2μm以上に設定するのが望
ましい。次に、図4(c)に示すように、スパッタ法ま
たは蒸着法等によって引出し電極層8を形成する。次
に、溶剤またはリムーバー等を用いて、図4(d)に示
すように、引出し電極層8をリフトオフして、引出し電
極部を完成させる。
フトオフ法によるものの他に、パターン形成後に化学エ
ッチングを行ってMR層7と引出し電極層8との間の段
差aを可能なかぎりなだらかに形成する化学エッチング
法によるもの等がある。
の構成では、リフトオフ法によるものは、リフトオフパ
ターンとなるマスクとしてフォトレジストを用いるた
め、引出し電極層形成磁気ヘッドの温度条件が100℃
以下に限定されてしまい、MR素子と引出し電極層との
間の密着性が悪化して、歩留りが低下し生産性に欠ける
という問題点を有していた。また、引出し電極部の段差
が大きいとともに、引出し電極層をリフトオフする際に
引出し電極層のエッジにバリ等が生じることがあるため
に、これらの形状が記録専用ヘッドのトラック部に転写
されて段部が生じ、オフトラック特性や再生ノイズ等の
磁気特性が劣化してしまい信頼性に欠けるという問題点
を有していた。一方、化学エッチング法によるものは、
引出し電極部の材質がエッチャントにより限定されてし
まうために、汎用性に欠けるとともに、エッチャントの
浸入によりMR素子層と引出し電極層との密着性が悪化
したり、エッチャントによる腐食が生じたりして歩留り
が低下し生産性に欠けるという問題点を有していた。
で、引出し電極部の段差をなくすことができ、狭ギャッ
プ化を行うことができるとともに、オフトラック特性や
再生ノイズ等の磁気特性を向上させることができる信頼
性に優れた薄膜MR型ヘッドと、高信頼性の薄膜MR型
ヘッドを簡単な工程かつ高い歩留りで生産することので
きる生産性に優れた薄膜MR型ヘッドの製造方法を提供
することを目的とする。
に本発明の請求項1に記載された薄膜MR型ヘッドは、
下部磁性層と、前記下部磁性層に積層されて前記下部磁
性層との間に磁気ギャップを形成する上部磁性層と、前
記下部磁性層と前記上部磁性層との間に形成される銅膜
等からなるコイルと、合成樹脂膜等からなり前記コイル
相互間及び前記コイルと前記下部磁性層や前記上部磁性
層間とを電気的に絶縁する絶縁層とを有する記録専用ヘ
ッドと、薄膜MR型素子と、前記薄膜MR素子から信号
を取り出すための引出し電極層とを有する再生専用ヘッ
ドとを備えた薄膜MR型ヘッドであって、前記引出し電
極層が絶縁化処理可能な材料よりなり引出し電極形状以
外の部分を絶縁化処理し絶縁部として一対の引出し電極
部が形成されている構成を有しており、請求項2に記載
された薄膜MR型ヘッドは、請求項1において、絶縁化
処理可能な材料としては、Fe,Zn,Al,Al合
金、Ti,Ta,Cu,Cu合金,Si,Si化合物,
Ag,Zr,W,Cr,Ta,Mo,Auを用いた構成
を有しており、請求項3に記載されたMR型ヘッドの製
造方法は、薄膜磁気抵抗素子上に絶縁化処理可能な材料
よりなる引出し電極層を形成する引出し電極層形成工程
と、前記引出し電極層上に前記引出し電極の形状にパタ
ーニングされたフォトレジストを形成するフォトレジス
ト形成工程と、前記引出し電極層の前記フォトレジスト
でマスクされていない部分を絶縁化処理し絶縁部として
一対の引出し電極部を形成する絶縁化処理工程とを備え
た構成を有している。
陽極酸化法に対してはFe,Zn,Al又はAl合金、
Ti,Ta,Cu又はCu合金、Si又はSi化合物、
Ag等が、熱酸化法に対してはAl又はAl合金、T
i,Zr,W,Cr,Ta,Mo,Cu又はCu合金、
Si又はSi化合物等が、プラズマ酸化法に対してはA
l又はAl合金、Ti,Zr,W,Cr,Ta,Mo,
Cu又はCu合金、Si又はSi化合物等が、イオンイ
ンプランテーション法による不純物の打ち込みに対して
はAl又はAl合金、Ti,W,Cr,Ta,Mo,C
u又はCu合金、Si又はSi化合物、Au,Ag等
が、それぞれ好適に用いられる。又、イオンインプラン
テーション法によって打ち込まれる不純物としては、
O,B等が好適に用いられる。
処理可能な材料よりなる引出し電極層の引出し電極形状
以外の部分を絶縁化処理し絶縁部として、一対の引出し
電極部を形成することで、引出し電極部の段差が完全に
なくなるために、記録専用ヘッドのトラック部に段部が
生じず、薄膜MR型ヘッドのオフトラック特性や再生ノ
イズ等の磁気特性を向上させることができる。また、絶
縁化処理可能な材料としては、Fe,Zn,Al,Al
合金、Ti,Ta,Cu,Cu合金,Si,Si化合
物,Ag,Zr,W,Cr,Ta,Mo,Auを用いた
ことによって、絶縁化処理を簡単な構成かつ高い歩留り
で行うことができる。更に、MR素子上に引出し電極層
を予め形成することによって、引出し電極層形成時の温
度条件が限定されることがなく、MR素子と引出し電極
層との間の密着性を向上させることができ、歩留りを向
上させることができる。
ヘッドについて、図面を参照しながら説明する。図1
(a)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの
磁極部の拡大図であり、図1(b)は図1(a)のB点
における拡大図である。1はアルチック基板、2は下地
絶縁層、3は下部シールド層、4は下部リードギャップ
層、5は軟磁性バイアス補助層、6は非磁性層、7はM
R層、10は下部磁性層、11は上部磁性層、12は磁
気ギャップ、Rは再生専用ヘッド、Wは記録専用ヘッド
であり、これらは従来例と同様なものなので同一の符号
を付し説明を省略する。16は陽極酸化法によって絶縁
化処理が可能な材料よりなりMR層7及び下部リードギ
ャップ層4上に一体に積層された引出し電極層、16a
は引出し電極層16の引出し電極形状以外の部分を陽極
酸化法によって絶縁化処理して形成された絶縁部、16
bは絶縁部16aによって分断された一対の引き出し電
極部、17は引出し電極層16上に積層される平坦化さ
れた上部リードギャップ層である。
における薄膜MR型ヘッドについて、以下その製造方法
を説明する。図2(a)は本発明の一実施例における薄
膜MR型ヘッドのMR素子形成工程を示す工程図であ
り、図2(b)は本発明の一実施例における薄膜MR型
ヘッドの引出し電極層形成工程を示す工程図であり、図
2(c)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッド
のフォトレジスト形成工程を示す工程図であり、図2
(d)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの
絶縁化処理工程を示す工程図であり、図2(e)は本発
明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの下部磁性層形
成工程を示す工程図である。図2(c)において、18
は引出し電極形状にパターニングされて引出し電極部1
6bのマスクとなるフォトレジストである。
ック基板1の表面を仕上げ研磨した後、アルミナ等をス
パッタ法又は物理蒸着法等を用いて例えば4μm積層し
て下地絶縁層2を形成し、この上に下部シールド層3を
約2μm形成し、パターニングする。次に、再生専用ヘ
ッドRの下部リードギャップ層4を2000Å形成した
後に、軟磁性バイアス補助層5を例えば500Å形成
し、その上にTa等からなる非磁性層6を例えば100
Å形成し、パーマロイ等からなるMR層7を450Å形
成する。次に、フォトレジストを全面に塗布し、MR素
子の矩形形状をパターニングして、図2(a)に示すよ
うに、イオンミリング法によりMR素子を矩形形状に形
成する。
極層16をAlスパッタ膜によって1200Å形成す
る。この時、引出し電極層16形成の際に温度条件が限
定されないため、MR素子と引出し電極層16との密着
性を向上させることができる。次に、図2(c)に示す
ように、引出し電極形状にパターニングされたフォトレ
ジスト18を形成する。次に、これに対して、液温90
℃の9〜15%ホウ酸水溶液中で50Vの電圧を印加す
ると、陽極酸化法によって、フォトレジスト18でマス
クされていない引出し電極層16にAl2 O3 が形成さ
れる。この時、図2(d)に示すように、絶縁部16a
が形成されるとともに、絶縁部16aで分断された一対
の引出し電極部16bが形成される。これによって、完
全に平坦な引出し電極部16bを作製することができ
る。次に、引出し電極層16上にアルミナ膜を適当なバ
イアスを印加しながらバイアススパッタ法によって例え
ば2000Å積層して上部リードギャップ層17を形成
する。ここで、バイアススパッタ法はコンベンショナル
型のスパッタ装置を用いてRFバイアスを印加しながら
行う。又、印加するバイアス電圧としては、−100V
を選択する。これは、−100V未満では平坦化効果が
少なく、−100V以上ではアルミナ膜の内部応力が大
きくなり、MR素子の磁化を乱す原因となるためであ
る。次に、図2(e)に示すように、その上に下部磁性
層10を積層する。これによって、記録専用ヘッドWの
トラック部に段部が発生するのを防止できる。
で容易に絶縁化処理を行うことができる。
おける薄膜MR型磁気ヘッドについて、図面を参照しな
がら説明する。図1(a)及び図1(b)において、実
施例1の構成と異なるのは、引出し電極層16が熱酸化
法によって絶縁化処理が可能な材料よりなり、絶縁部1
6aが熱酸化法によって絶縁物化されている点である。
施例における薄膜MR型ヘッドについて、以下その製造
方法を説明する。初めに、図2(a)に示すように、ア
ルチック基板1上に、実施例1と同様にして下地絶縁層
2、下部シールド層3、下部リードギャップ層4、軟磁
性バイアス補助層5、非磁性層6、MR層7を形成す
る。
極層16をCuスパッタ膜によって1200Å形成し、
その上にSiO2 をスパッタ法によって1000Å形成
した後に、図2(c)に示すように、引出し電極部形状
にパターニングされたフォトレジスト18を形成する。
次に、これをCF4 ガスにより、SiO2 スパッタ膜を
プラズマエッチングした後、フォトレジスト18を除去
する。次に、これを200℃の水温気中で熱酸化処理を
行い、絶縁部16aを酸化させて絶縁化処理して、図2
(d)に示すように絶縁部16a及び引出し電極部16
bを形成する。
高い絶縁部16aを形成することができる。
おける薄膜MR型磁気ヘッドについて、図面を参照しな
がら説明する。図1(a)及び図1(b)において、実
施例1の構成と異なるのは、引出し電極層16がプラズ
マ酸化法によって絶縁化処理が可能な材料よりなり、絶
縁部16aがプラズマ酸化法によって絶縁化処理されて
いる点である。
施例における薄膜MR型ヘッドについて、以下その製造
方法を説明する。初めに、図2(a)に示すように、ア
ルチック基板1上に、実施例1と同様にして下地絶縁層
2、下部シールド層3、下部リードギャップ層4、軟磁
性バイアス補助層5、非磁性層6、MR層7を形成す
る。次に、図2(b)に示すように、引き出し電極層1
6をWスパッタ膜によって1200Å形成する。次に、
図2(c)に示すように、引出し電極部形状にパターニ
ングされたフォトレジスト18を形成する。次に、これ
をO2 プラズマ中で酸化処理を行い、絶縁部16aを酸
化させて絶縁化処理して、図2(d)に示すように絶縁
部16a及び引出し電極部16bを形成する。
程で容易に絶縁化処理を行うことができる。
おける薄膜MR型磁気ヘッドについて、図面を参照しな
がら説明する。図1(a)及び図1(b)において、実
施例1の構成と異なるのは、引出し電極層16がイオン
インプランテーション法による不純物の打ち込みによっ
て絶縁化処理が可能な材料よりなり、絶縁部16aがイ
オンインプランテーション法による不純物の打ち込みに
よって絶縁化処理されている点である。
施例における薄膜MR型ヘッドについて、以下その製造
方法を説明する。初めに、図2(a)に示すように、ア
ルチック基板1上に、実施例1と同様にして下地絶縁層
2、下部シールド層3、下部リードギャップ層4、軟磁
性バイアス補助層5、非磁性層6、MR層7を形成す
る。次に、図2(b)に示すように、引出し電極層16
をMoスパッタ膜によって1200Å形成し、その上に
SiO2 をスパッタ法によって1000Å形成した後
に、図2(c)に示すように、引出し電極部形状にパタ
ーニングされたフォトレジスト18を形成する。次に、
これをCF4 ガスにより、SiO2 スパッタ膜をプラズ
マエッチングした後、フォトレジスト18を除去する。
次に、これにイオンインプランテーション法によりO原
子を打ち込み、絶縁部16aを絶縁化処理して、図2
(d)に示すように絶縁部16a及び引出し電極部16
bを形成する。
極層16として高融点金属を用いた場合であっても、こ
れを容易に絶縁化処理することができる。
た絶縁化処理可能な材料よりなる引出し電極層の引出し
電極形状以外の部分を絶縁化処理し絶縁部として一対の
引出し電極部を形成することで、引出し電極部の段差が
完全になくなるために、記録専用ヘッドのトラック部に
段部が生じず、薄膜MR型ヘッドのオフトラック特性や
再生ノイズ等の磁気特性を向上させることができ信頼性
に優れ、又、絶縁化処理可能な材料としては、Fe,Z
n,Al,Al合金、Ti,Ta,Cu,Cu合金,S
i,Si化合物,Ag,Zr,W,Cr,Ta,Mo,
Auを用いたことによって、絶縁化処理を簡単な構成か
つ高い歩留りで行うことができる生産性に優れた薄膜M
R型ヘッドと、高信頼性の薄膜MR型ヘッドをMR素子
上に引出し電極層を予め形成することによって、引出し
電極層形成時の温度条件が限定されることがなく、MR
素子と引出し電極層との間の密着性を向上させることが
できる歩留りの高い生産性に優れた薄膜MR型ヘッドの
製造方法を実現できるものである。
ヘッドの磁極部の拡大図 (b)は図1(a)のB点における拡大図
ヘッドのMR素子形成工程を示す工程図 (b)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの
引出し電極層形成工程を示す工程図 (c)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの
フォトレジスト形成工程を示す工程図 (d)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの
絶縁化処理工程を示す工程図 (e)は本発明の一実施例における薄膜MR型ヘッドの
下部磁性層形成工程を示す工程図
大図 (b)は図3(a)のA点における要部拡大図
形成工程を示す工程図 (b)は従来の薄膜MR型ヘッドのリフトオフパターン
形成工程を示す工程図 (c)は従来の薄膜MR型ヘッドの引出し電極層形成工
程を示す工程図 (d)は従来の薄膜MR型ヘッドの引出し電極層リフト
オフ工程を示す工程図
Claims (3)
- 【請求項1】下部磁性層と、前記下部磁性層に積層され
て前記下部磁性層との間に磁気ギャップを形成する上部
磁性層と、前記下部磁性層と前記上部磁性層との間に形
成される銅膜等からなるコイルと、合成樹脂膜等からな
り前記コイル相互間及び前記コイルと前記下部磁性層や
前記上部磁性層間とを電気的に絶縁する絶縁層とを有す
る記録専用ヘッドと、薄膜磁気抵抗素子と、前記薄膜磁
気抵抗素子から信号を取り出すための引出し電極層とを
有する再生専用ヘッドとを備えた薄膜磁気抵抗効果型ヘ
ッドであって、前記引出し電極層が絶縁化処理可能な材
料よりなり引出し電極形状以外の部分を絶縁化処理し絶
縁部として一対の引出し電極部が形成されていることを
特徴とする薄膜磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項2】絶縁化処理可能な材料としては、Fe,Z
n,Al,Al合金、Ti,Ta,Cu,Cu合金,S
i,Si化合物,Ag,Zr,W,Cr,Ta,Mo,
Auを用いたことを特徴とする請求項1に記載された薄
膜磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項3】薄膜磁気抵抗素子上に絶縁化処理可能な材
料よりなる引出し電極層を形成する引出し電極層形成工
程と、前記引出し電極層上に前記引出し電極の形状にパ
ターニングされたフォトレジストを形成するフォトレジ
スト形成工程と、前記引出し電極層の前記フォトレジス
トでマスクされていない部分を絶縁化処理し前記絶縁部
として一対の引出し電極部を形成する絶縁化処理工程と
を備えたことを特徴とする薄膜磁気抵抗効果型ヘッドの
製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12688593A JP3336681B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 薄膜磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12688593A JP3336681B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 薄膜磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06338035A JPH06338035A (ja) | 1994-12-06 |
JP3336681B2 true JP3336681B2 (ja) | 2002-10-21 |
Family
ID=14946262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12688593A Expired - Lifetime JP3336681B2 (ja) | 1993-05-28 | 1993-05-28 | 薄膜磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3336681B2 (ja) |
-
1993
- 1993-05-28 JP JP12688593A patent/JP3336681B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06338035A (ja) | 1994-12-06 |
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