JP3379704B2 - 薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置 - Google Patents
薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置Info
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- Magnetic Heads (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜磁気ヘッド、
磁気ヘッド装置、磁気記録再生装置及び薄膜磁気ヘッド
の製造方法に関する。
磁気ヘッド装置、磁気記録再生装置及び薄膜磁気ヘッド
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録分野では、磁気ディスクドライ
ブ装置の高密度化、小型化の進展に対応すべく、スピン
バルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）を、読み取り素子とし
て用いた薄膜磁気ヘッドが主流となっている。
ブ装置の高密度化、小型化の進展に対応すべく、スピン
バルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）を、読み取り素子とし
て用いた薄膜磁気ヘッドが主流となっている。
【０００３】ＳＶ膜は、基本的には、ピンド層と、フリ
ー層とを、非磁性層を介して積層した構造を有する。ピ
ンド層は磁化方向が一方向に固定されており、フリー層
は磁化方向が外部から印加される磁界に応答して自由に
動く。ＳＶ膜では、ピンド層の磁化方向と、フリー層の
磁化方向とが同じであるときに、抵抗値が最小になり、
逆方向の時に最大になる。この抵抗変化特性を利用し
て、外部磁界を検出する。
ー層とを、非磁性層を介して積層した構造を有する。ピ
ンド層は磁化方向が一方向に固定されており、フリー層
は磁化方向が外部から印加される磁界に応答して自由に
動く。ＳＶ膜では、ピンド層の磁化方向と、フリー層の
磁化方向とが同じであるときに、抵抗値が最小になり、
逆方向の時に最大になる。この抵抗変化特性を利用し
て、外部磁界を検出する。
【０００４】フリー層には、磁区制御膜による縦方向バ
イアス磁界が印加される。この縦方向バイアス磁界によ
り、フリー層を単磁区化し、磁壁移動に起因するバルク
ハウゼンノイズを抑止する。縦方向バイアス磁界を印加
する手法としては、反強磁性膜と磁性膜との間の交換結
合を利用する交換バイアス法と、硬磁性膜を用いた硬磁
性バイアス法とが知られている。
イアス磁界が印加される。この縦方向バイアス磁界によ
り、フリー層を単磁区化し、磁壁移動に起因するバルク
ハウゼンノイズを抑止する。縦方向バイアス磁界を印加
する手法としては、反強磁性膜と磁性膜との間の交換結
合を利用する交換バイアス法と、硬磁性膜を用いた硬磁
性バイアス法とが知られている。
【０００５】ＳＶ膜において、磁区制御膜の付着領域近
傍では、磁区制御膜による縦バイアスが強く、横バイア
スがかからないため、センサとして動作しない不感帯域
を生じる。不感帯域はセンサとして機能せず、磁気抵抗
センサ回路の電気抵抗値を増加させる。磁気抵抗センサ
回路の電気抵抗値が増加すると、磁気抵抗センサ回路と
しての性能に制限が加わるばかりでなく、高密度電流に
起因するエレクトロマイグレーション発生の危険性を増
幅させる。
傍では、磁区制御膜による縦バイアスが強く、横バイア
スがかからないため、センサとして動作しない不感帯域
を生じる。不感帯域はセンサとして機能せず、磁気抵抗
センサ回路の電気抵抗値を増加させる。磁気抵抗センサ
回路の電気抵抗値が増加すると、磁気抵抗センサ回路と
しての性能に制限が加わるばかりでなく、高密度電流に
起因するエレクトロマイグレーション発生の危険性を増
幅させる。
【０００６】不感帯域による電気抵抗値を低減させる手
段として、不感帯域を越えて、ＳＶ膜の両側端に電極膜
を付与する、いわゆるリードオーバレイ構造が知られて
いる。
段として、不感帯域を越えて、ＳＶ膜の両側端に電極膜
を付与する、いわゆるリードオーバレイ構造が知られて
いる。
【０００７】リードオーバレイ構造を実現する具体的手
段として、特開平１１−５３７１６号公報は、磁区制御
膜の上に、リードオーバレイ構造を構成しない第１の電
極膜を形成するとともに、この第１の電極膜の上に、リ
アクティブ．イオン．エッチング（以下ＲＩＥと称す
る）によって、リードオーバレイ構造を持つ第２の電極
膜を形成する技術を開示している。
段として、特開平１１−５３７１６号公報は、磁区制御
膜の上に、リードオーバレイ構造を構成しない第１の電
極膜を形成するとともに、この第１の電極膜の上に、リ
アクティブ．イオン．エッチング（以下ＲＩＥと称す
る）によって、リードオーバレイ構造を持つ第２の電極
膜を形成する技術を開示している。
【０００８】しかし、この従来技術では、リードオーバ
レイ構造を持つ第２の電極膜を、ＲＩＥの適用によって
形成するため、第２の電極膜の立ち上がり角度が、磁気
抵抗効果膜表面を基準にして、６０〜８０度の極めて急
峻な立ち上がり角度になる。
レイ構造を持つ第２の電極膜を、ＲＩＥの適用によって
形成するため、第２の電極膜の立ち上がり角度が、磁気
抵抗効果膜表面を基準にして、６０〜８０度の極めて急
峻な立ち上がり角度になる。
【０００９】この種の薄膜磁気ヘッドでは、リード電極
及び磁気抵抗効果膜の表面に無機絶縁膜でなるギャップ
膜を、スパッタ成膜し、このギャップ膜の上にシールド
膜を成膜する構造をとる。この構造の下で、第２の電極
膜が６０〜８０度の極めて急峻な角度で立ち上がる従来
技術では、第２の電極膜の立ち上がり面に対するギャッ
プ膜の付着厚みが不足してしまい、ギャップ膜の上に成
膜されるシールド膜と第２の電極膜との間の電気絶縁が
不充分になり、信頼性が低下する。
及び磁気抵抗効果膜の表面に無機絶縁膜でなるギャップ
膜を、スパッタ成膜し、このギャップ膜の上にシールド
膜を成膜する構造をとる。この構造の下で、第２の電極
膜が６０〜８０度の極めて急峻な角度で立ち上がる従来
技術では、第２の電極膜の立ち上がり面に対するギャッ
プ膜の付着厚みが不足してしまい、ギャップ膜の上に成
膜されるシールド膜と第２の電極膜との間の電気絶縁が
不充分になり、信頼性が低下する。
【００１０】リードオーバレイ構造を実現する別の手段
として、特開２０００−２７６７１９号公報は、リード
オーバレイ構造を持つ電極膜を、リフトオフ法によって
形成する技術を開示している。
として、特開２０００−２７６７１９号公報は、リード
オーバレイ構造を持つ電極膜を、リフトオフ法によって
形成する技術を開示している。
【００１１】しかし、この従来技術の場合、電極膜が、
磁気抵抗効果膜の表面から、単一の傾斜角度で立ち上が
るくさび状のリードオーバレイ構造となるため、電極膜
の先端が極めて薄いブレード状になる。このため、ブレ
ード状先端部において、電流密度が著しく大きくなり、
高密度電流に起因するエレクトロマイグレーションを発
生させてしまう。
磁気抵抗効果膜の表面から、単一の傾斜角度で立ち上が
るくさび状のリードオーバレイ構造となるため、電極膜
の先端が極めて薄いブレード状になる。このため、ブレ
ード状先端部において、電流密度が著しく大きくなり、
高密度電流に起因するエレクトロマイグレーションを発
生させてしまう。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上部
シールド膜と電極膜との間の電気絶縁の信頼性を向上さ
せた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気記録再生装
置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することであ
る。
シールド膜と電極膜との間の電気絶縁の信頼性を向上さ
せた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気記録再生装
置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することであ
る。
【００１３】本発明のもう一つの課題は、高密度電流に
起因するエレクトロマイグレーションを回避し得る薄膜
磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気記録再生装置及び薄
膜磁気ヘッドの製造方法を提供することである。
起因するエレクトロマイグレーションを回避し得る薄膜
磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気記録再生装置及び薄
膜磁気ヘッドの製造方法を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上述した課題解決のた
め、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、読み取り素子を有
する。前記読み取り素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の
磁区制御膜と、一対の電極膜とを含む。
め、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、読み取り素子を有
する。前記読み取り素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の
磁区制御膜と、一対の電極膜とを含む。
【００１５】前記磁気抵抗効果膜は、外部から印加され
る磁界に応答する膜である。前記磁区制御膜は、前記磁
気抵抗効果膜に対して縦方向のバイアス磁界を印加す
る。
る磁界に応答する膜である。前記磁区制御膜は、前記磁
気抵抗効果膜に対して縦方向のバイアス磁界を印加す
る。
【００１６】前記一対の電極膜のそれぞれは、第１の電
極膜と、第２の電極膜とを含む。前記第１の電極膜は、
先端部が前記磁気抵抗効果膜の表面に重なり、先端面が
内角θ１で立ち上がっている。前記第２の電極膜は、前
記第１の電極膜に重なり、先端面が、前記内角θ１より
も小さい内角θ２で立ち上がる。
極膜と、第２の電極膜とを含む。前記第１の電極膜は、
先端部が前記磁気抵抗効果膜の表面に重なり、先端面が
内角θ１で立ち上がっている。前記第２の電極膜は、前
記第１の電極膜に重なり、先端面が、前記内角θ１より
も小さい内角θ２で立ち上がる。
【００１７】本発明に係る薄膜磁気ヘッドにおいて、読
み取り素子は、外部から印加される磁界に応答する磁気
抵抗効果膜と、一対の電極膜とを含んでおり、一対の電
極膜のそれぞれは、先端部が磁気抵抗効果膜の表面に重
なっている。従って、一対の電極膜を通して、磁気抵抗
効果膜にセンス電流を供給し、外部印加磁界に応答する
信号を得ることができる。
み取り素子は、外部から印加される磁界に応答する磁気
抵抗効果膜と、一対の電極膜とを含んでおり、一対の電
極膜のそれぞれは、先端部が磁気抵抗効果膜の表面に重
なっている。従って、一対の電極膜を通して、磁気抵抗
効果膜にセンス電流を供給し、外部印加磁界に応答する
信号を得ることができる。
【００１８】読み取り素子は、磁区制御膜を含んでお
り、磁区制御膜は磁気抵抗効果膜に対して縦方向のバイ
アス磁界を印加する。この縦方向バイアス磁界により、
磁気抵抗効果膜に含まれる感磁膜を単磁区化し、磁壁移
動に起因するバルクハウゼンノイズを抑止することがで
きる。
り、磁区制御膜は磁気抵抗効果膜に対して縦方向のバイ
アス磁界を印加する。この縦方向バイアス磁界により、
磁気抵抗効果膜に含まれる感磁膜を単磁区化し、磁壁移
動に起因するバルクハウゼンノイズを抑止することがで
きる。
【００１９】一対の電極膜のそれぞれは、第１の電極膜
を含み、この第１の電極膜は、先端部が磁気抵抗効果膜
の表面に重なる。この構造によれば、重なり寸法を適切
に設計することにより、磁区制御膜の付着領域近傍に生
じる不感帯域を超えて電極膜を付与するリードオーバレ
イ構造を実現し、性能の向上、及び、高密度電流に起因
するエレクトロマイグレーション発生の危険性を回避す
ることができる。
を含み、この第１の電極膜は、先端部が磁気抵抗効果膜
の表面に重なる。この構造によれば、重なり寸法を適切
に設計することにより、磁区制御膜の付着領域近傍に生
じる不感帯域を超えて電極膜を付与するリードオーバレ
イ構造を実現し、性能の向上、及び、高密度電流に起因
するエレクトロマイグレーション発生の危険性を回避す
ることができる。
【００２０】一対の電極膜は、更に、第２の電極膜を含
んでおり、第２の電極膜は、第１の電極膜に重なり、先
端面が内角θ２で立ち上がる。この第２の電極膜の内角
θ２は、第１の電極膜が磁気抵抗効果膜の表面から立ち
上がる内角θ１よりも小さい。逆にいえば、内角θ１は
内角θ２よりも大きい。
んでおり、第２の電極膜は、第１の電極膜に重なり、先
端面が内角θ２で立ち上がる。この第２の電極膜の内角
θ２は、第１の電極膜が磁気抵抗効果膜の表面から立ち
上がる内角θ１よりも小さい。逆にいえば、内角θ１は
内角θ２よりも大きい。
【００２１】この角度関係によれば、磁気抵抗効果膜の
表面と重なる第１の電極膜において、先端の厚み増大率
を大きくして、第１の電極膜の先端が薄いブレード状に
なるのを回避し、第１の電極膜の先端における電流密度
増大を抑え、高密度電流に起因するエレクトロマイグレ
ーションを阻止することができる。
表面と重なる第１の電極膜において、先端の厚み増大率
を大きくして、第１の電極膜の先端が薄いブレード状に
なるのを回避し、第１の電極膜の先端における電流密度
増大を抑え、高密度電流に起因するエレクトロマイグレ
ーションを阻止することができる。
【００２２】第２の電極膜の立ち上がり角度θ２は、少
なくとも、内角θ１よりも緩やかになるから、第２の電
極膜及び磁気抵抗効果膜の表面に、ギャップ膜を、例え
ばスパッタ成膜する場合、第２の電極膜の広く開いた開
口部を通して、第１の電極膜の先端面にも厚く付着さ
せ、ギャップ膜厚不足による上部シールド膜と電極膜と
の間の電気絶縁不良を回避することができる。
なくとも、内角θ１よりも緩やかになるから、第２の電
極膜及び磁気抵抗効果膜の表面に、ギャップ膜を、例え
ばスパッタ成膜する場合、第２の電極膜の広く開いた開
口部を通して、第１の電極膜の先端面にも厚く付着さ
せ、ギャップ膜厚不足による上部シールド膜と電極膜と
の間の電気絶縁不良を回避することができる。
【００２３】磁気抵抗効果膜は、異方性磁気抵抗効果膜
であってもよいが、磁気ディスクドライブ装置の高密度
化、小型化への対応の観点から、好ましくは、ＳＶ膜と
する。
であってもよいが、磁気ディスクドライブ装置の高密度
化、小型化への対応の観点から、好ましくは、ＳＶ膜と
する。
【００２４】また、第１の電極膜の内角θ１は４０°≦
θ１≦９０°の範囲が好ましく、第２の電極膜の内角θ
２はθ２≦４５°の範囲が好ましい。
θ１≦９０°の範囲が好ましく、第２の電極膜の内角θ
２はθ２≦４５°の範囲が好ましい。
【００２５】上述した薄膜磁気ヘッドを製造するには、
まず、一般的な手法に従って、磁気抵抗効果膜及び磁区
制御膜を形成した後、前記磁気抵抗効果膜及び前記磁区
制御膜の膜表面に、前記第１の電極膜となる第１の導体
膜を形成する。
まず、一般的な手法に従って、磁気抵抗効果膜及び磁区
制御膜を形成した後、前記磁気抵抗効果膜及び前記磁区
制御膜の膜表面に、前記第１の電極膜となる第１の導体
膜を形成する。
【００２６】次に、前記磁気抵抗効果膜の上方位置にお
いて、前記第１の導体膜の表面に、リフトオフ用のレジ
ストマスクを形成する。
いて、前記第１の導体膜の表面に、リフトオフ用のレジ
ストマスクを形成する。
【００２７】次に、前記レジストマスクを有する前記第
１の導体膜の上に、スパッタ成膜を実行して、前記第２
の電極膜を形成する。
１の導体膜の上に、スパッタ成膜を実行して、前記第２
の電極膜を形成する。
【００２８】次に、前記レジストマスクをリフトオフ法
によって除去した後、前記第２の電極膜をマスクとし
て、前記第１の導電膜に対する反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）を行い、前記第１の電極膜を形成する。
によって除去した後、前記第２の電極膜をマスクとし
て、前記第１の導電膜に対する反応性イオンエッチング
（ＲＩＥ）を行い、前記第１の電極膜を形成する。
【００２９】この後も、薄膜磁気ヘッドのために必要な
他の工程が実行されることは勿論である。
他の工程が実行されることは勿論である。
【００３０】上述した製造方法によれば、本発明に係る
薄膜磁気ヘッドを容易、かつ、確実に得ることができ
る。
薄膜磁気ヘッドを容易、かつ、確実に得ることができ
る。
【００３１】本発明は、更に、上述した薄膜磁気ヘッド
を用いた磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置について
も開示する。本発明の他の構成及び効果は、添付図面を
参照して、更に詳しく説明する。添付図面は単なる例示
にすぎない。
を用いた磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置について
も開示する。本発明の他の構成及び効果は、添付図面を
参照して、更に詳しく説明する。添付図面は単なる例示
にすぎない。
【００３２】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係る薄膜磁気ヘッ
ドの斜視図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大
断面図、図３は図１及び図２に図示した薄膜磁気ヘッド
の読み取り素子部分の拡大図である。図示の薄膜磁気ヘ
ッドは、スライダ１の上に読み取り素子３及び誘導型Ｍ
Ｒ素子でなる書き込み素子２を有する。
ドの斜視図、図２は図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大
断面図、図３は図１及び図２に図示した薄膜磁気ヘッド
の読み取り素子部分の拡大図である。図示の薄膜磁気ヘ
ッドは、スライダ１の上に読み取り素子３及び誘導型Ｍ
Ｒ素子でなる書き込み素子２を有する。
【００３３】スライダ１はセラミック構造体で構成さ
れ、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ等でなる基体の上にＡｌ2Ｏ3また
はＳｉＯ2等でなる絶縁膜が設けられている。スライダ
１は磁気ディスクと対向する一面側に空気ベアリング面
（以下ＡＢＳ面と称する）１３、１４を有する。スライ
ダ１としては、図１に示すように、磁気ディスクと対向
する面側に、正圧発生用のレール部１１、１２を設け、
レール部１１、１２の表面をＡＢＳ面１３、１４として
利用するタイプの他、ＡＢＳ面１３、１４の平面に、特
殊な幾何学的形状を付与したものや、負圧タイプのもの
等が知られており、何れのタイプも用いることができ
る。
れ、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ等でなる基体の上にＡｌ2Ｏ3また
はＳｉＯ2等でなる絶縁膜が設けられている。スライダ
１は磁気ディスクと対向する一面側に空気ベアリング面
（以下ＡＢＳ面と称する）１３、１４を有する。スライ
ダ１としては、図１に示すように、磁気ディスクと対向
する面側に、正圧発生用のレール部１１、１２を設け、
レール部１１、１２の表面をＡＢＳ面１３、１４として
利用するタイプの他、ＡＢＳ面１３、１４の平面に、特
殊な幾何学的形状を付与したものや、負圧タイプのもの
等が知られており、何れのタイプも用いることができ
る。
【００３４】書き込み素子２は、上部シールド膜を兼ね
ている下部磁性膜２１、上部磁性膜２２、コイル膜２
３、アルミナ等でなるギャップ膜２４、絶縁膜２５及び
保護膜２６などを有して、アルミナ等でなる第２のギャ
ップ膜３３の上に積層されている。下部磁性膜２１及び
上部磁性膜２２の先端部は微小厚みのギャップ膜２４を
隔てて対向するポール部Ｐ１、Ｐ２となっており、矢印
Ａ１の方向に高速移動する磁気ディスク（図示しない）
に対して、ポール部Ｐ１、Ｐ２において書き込みを行な
う。
ている下部磁性膜２１、上部磁性膜２２、コイル膜２
３、アルミナ等でなるギャップ膜２４、絶縁膜２５及び
保護膜２６などを有して、アルミナ等でなる第２のギャ
ップ膜３３の上に積層されている。下部磁性膜２１及び
上部磁性膜２２の先端部は微小厚みのギャップ膜２４を
隔てて対向するポール部Ｐ１、Ｐ２となっており、矢印
Ａ１の方向に高速移動する磁気ディスク（図示しない）
に対して、ポール部Ｐ１、Ｐ２において書き込みを行な
う。
【００３５】下部磁性膜２１及び上部磁性膜２２は、ポ
ール部Ｐ１、Ｐ２とは反対側にあるバックギャップ部に
おいて、磁気回路を完成するように互いに結合されてい
る。絶縁膜２５の上に、ヨーク部の結合部のまわりを渦
巻状にまわるように、コイル膜２３を形成してある。図
示された書き込み素子２は単なる例であり、このような
構造に限定されるものではない。
ール部Ｐ１、Ｐ２とは反対側にあるバックギャップ部に
おいて、磁気回路を完成するように互いに結合されてい
る。絶縁膜２５の上に、ヨーク部の結合部のまわりを渦
巻状にまわるように、コイル膜２３を形成してある。図
示された書き込み素子２は単なる例であり、このような
構造に限定されるものではない。
【００３６】読み取り素子３は、磁気抵抗効果膜３００
と、一対の磁区制御膜３１１、３１２と、一対の電極膜
３５、３６とを含んでいる。読み取り素子３は、この実
施例では、書き込み素子２の下側の第２のギャップ膜３
３と第１のギャップ膜３２との間に配置されている。第
１及び第２のギャップ膜３２、３３はアルミナ等でな
り、下部シールド膜３１の上に備えられている。下部シ
ールド膜３１はスライダ基体の上に備えられている。図
示とは異なって、読み取り素子３を、書き込み素子２の
上に配置する構造であってもよい。
と、一対の磁区制御膜３１１、３１２と、一対の電極膜
３５、３６とを含んでいる。読み取り素子３は、この実
施例では、書き込み素子２の下側の第２のギャップ膜３
３と第１のギャップ膜３２との間に配置されている。第
１及び第２のギャップ膜３２、３３はアルミナ等でな
り、下部シールド膜３１の上に備えられている。下部シ
ールド膜３１はスライダ基体の上に備えられている。図
示とは異なって、読み取り素子３を、書き込み素子２の
上に配置する構造であってもよい。
【００３７】磁気抵抗効果膜３００は、外部から印加さ
れる磁界に応答する膜であり、異方性磁気抵抗効果膜
（ＡＭＲ膜）や、ＳＶ膜によって構成できる。図示実施
例の磁気抵抗効果膜３００はＳＶ膜である。ＳＶ膜に関
しては、種々の積層膜、膜組成等が提案され、実用に供
されており、本発明においては、殆ど制限なく、これら
のＳＶ膜に適用できる。
れる磁界に応答する膜であり、異方性磁気抵抗効果膜
（ＡＭＲ膜）や、ＳＶ膜によって構成できる。図示実施
例の磁気抵抗効果膜３００はＳＶ膜である。ＳＶ膜に関
しては、種々の積層膜、膜組成等が提案され、実用に供
されており、本発明においては、殆ど制限なく、これら
のＳＶ膜に適用できる。
【００３８】ＳＶ膜は、基本的には、ピンド層とフリー
層とを、非磁性層を介して積層した構造を有する。ピン
ド層は磁化方向が一方向に固定されており、フリー層は
磁化方向が外部から印加される磁界に応答して自由に動
く。ＳＶ膜では、ピンド層の磁化方向と、フリー層の磁
化方向とが同じであるときに、抵抗値が最小になり、逆
方向の時に最大になる。この抵抗変化特性を利用して、
外部磁界を検出する。
層とを、非磁性層を介して積層した構造を有する。ピン
ド層は磁化方向が一方向に固定されており、フリー層は
磁化方向が外部から印加される磁界に応答して自由に動
く。ＳＶ膜では、ピンド層の磁化方向と、フリー層の磁
化方向とが同じであるときに、抵抗値が最小になり、逆
方向の時に最大になる。この抵抗変化特性を利用して、
外部磁界を検出する。
【００３９】図示されたＳＶ膜は、フリー層３０１、非
磁性層３０２、ピンド層３０３及び反強磁性層３０４を
順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性層
３０４と接したピンド層３０３（強磁性層）が一定方向
に磁化された状態になる。
磁性層３０２、ピンド層３０３及び反強磁性層３０４を
順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性層
３０４と接したピンド層３０３（強磁性層）が一定方向
に磁化された状態になる。
【００４０】上述したＳＶ膜を有する磁気抵抗効果膜３
００において、外部磁界が印加された場合、フリー層３
０１の磁化方向が外部磁界の強さに応じて回転する。Ｓ
Ｖ膜の抵抗値は、ピンド層３０３の磁化方向に対するフ
リー層３０１の磁化方向の角度によって定まる。ＳＶ膜
の抵抗値は、フリー層３０１の磁化方向がピンド層３０
３の磁化方向に対して、逆方向のときに最大となり、同
一の方向のときに最小になる。それに対応して、磁気抵
抗効果膜３００内を縦方向に流れるセンス電流Ｉｓの大
きさが変化するので、このセンス電流Ｉｓから、外部磁
界を検出することができる。
００において、外部磁界が印加された場合、フリー層３
０１の磁化方向が外部磁界の強さに応じて回転する。Ｓ
Ｖ膜の抵抗値は、ピンド層３０３の磁化方向に対するフ
リー層３０１の磁化方向の角度によって定まる。ＳＶ膜
の抵抗値は、フリー層３０１の磁化方向がピンド層３０
３の磁化方向に対して、逆方向のときに最大となり、同
一の方向のときに最小になる。それに対応して、磁気抵
抗効果膜３００内を縦方向に流れるセンス電流Ｉｓの大
きさが変化するので、このセンス電流Ｉｓから、外部磁
界を検出することができる。
【００４１】磁区制御膜３１１、３１２は、フリー層３
０１の縦方向の両端に結合されている。磁区制御膜３１
１、３１２は反強磁性膜であってもよいし、硬磁性膜で
構成されていてもよい。図は、磁区制御膜３１１、３１
２として硬磁性膜を用いた例を示している。硬磁性膜と
しては、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ等を用いることができ
る。
０１の縦方向の両端に結合されている。磁区制御膜３１
１、３１２は反強磁性膜であってもよいし、硬磁性膜で
構成されていてもよい。図は、磁区制御膜３１１、３１
２として硬磁性膜を用いた例を示している。硬磁性膜と
しては、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ等を用いることができ
る。
【００４２】一対のリード電極３５、３６は磁気抵抗効
果膜３００にセンス電流を供給するために用いられる。
一対の電極膜３５、３６のそれぞれは、第１の電極膜３
５１、３６１と、第２の電極膜３５２、３６２とを含ん
でいる。第１の電極膜３５１、３６１は、先端部が磁気
抵抗効果膜３００の表面に、重なり寸法△Ｌで重なり、
先端面が内角θ１で立ち上がっている。即ち、リードオ
ーバレイ構造となる。実施例の場合、磁気抵抗効果膜３
００の表面は、フリー層３０１の膜面となっているの
で、第１の電極膜３５１、３６１はフリー層３０１の表
面に重なり、その先端面が内角θ１で立ち上がることに
なる。
果膜３００にセンス電流を供給するために用いられる。
一対の電極膜３５、３６のそれぞれは、第１の電極膜３
５１、３６１と、第２の電極膜３５２、３６２とを含ん
でいる。第１の電極膜３５１、３６１は、先端部が磁気
抵抗効果膜３００の表面に、重なり寸法△Ｌで重なり、
先端面が内角θ１で立ち上がっている。即ち、リードオ
ーバレイ構造となる。実施例の場合、磁気抵抗効果膜３
００の表面は、フリー層３０１の膜面となっているの
で、第１の電極膜３５１、３６１はフリー層３０１の表
面に重なり、その先端面が内角θ１で立ち上がることに
なる。
【００４３】第２の電極膜３５２、３６２は、第１の電
極膜３５１、３６１に重なり、先端面が内角θ１よりも
小さい内角θ２で立ち上がる。
極膜３５１、３６１に重なり、先端面が内角θ１よりも
小さい内角θ２で立ち上がる。
【００４４】上述したように、読み取り素子３は、外部
から印加される磁界に応答する磁気抵抗効果膜３００
と、一対の電極膜３５、３６とを含んでおり、一対の電
極膜３５、３６のそれぞれは、先端部が磁気抵抗効果膜
３００の表面に重なっている。従って、一対の電極膜３
５、３６を通して、磁気抵抗効果膜３００にセンス電流
Ｉｓを供給し、外部印加磁界に応答する信号を得ること
ができる。
から印加される磁界に応答する磁気抵抗効果膜３００
と、一対の電極膜３５、３６とを含んでおり、一対の電
極膜３５、３６のそれぞれは、先端部が磁気抵抗効果膜
３００の表面に重なっている。従って、一対の電極膜３
５、３６を通して、磁気抵抗効果膜３００にセンス電流
Ｉｓを供給し、外部印加磁界に応答する信号を得ること
ができる。
【００４５】読み取り素子３は、一対の磁区制御膜３１
１、３１２を含んでおり、磁区制御膜３１１、３１２は
磁気抵抗効果膜３００に対して縦方向のバイアス磁界を
印加する。この縦方向バイアス磁界により、磁気抵抗効
果膜３００に含まれるフリー層３０１を単磁区化し、磁
壁移動に起因するバルクハウゼンノイズを抑止すること
ができる。
１、３１２を含んでおり、磁区制御膜３１１、３１２は
磁気抵抗効果膜３００に対して縦方向のバイアス磁界を
印加する。この縦方向バイアス磁界により、磁気抵抗効
果膜３００に含まれるフリー層３０１を単磁区化し、磁
壁移動に起因するバルクハウゼンノイズを抑止すること
ができる。
【００４６】一対の電極膜３５、３６のそれぞれは、第
１の電極膜３５１、３６１を含み、この第１の電極膜３
５１、３６１は、先端部が磁気抵抗効果膜３００の表面
に、重なり寸法△Ｌを有して重なる。この構造によれ
ば、重なり寸法△Ｌを適切に設計することにより、磁区
制御膜３１１、３１２の付着領域近傍に生じる不感帯域
を超えて電極膜３５、３６を付与するリードオーバレイ
構造を実現し、性能の向上、及び、高密度電流に起因す
るエレクトロマイグレーション発生の危険性を回避する
ことができる。
１の電極膜３５１、３６１を含み、この第１の電極膜３
５１、３６１は、先端部が磁気抵抗効果膜３００の表面
に、重なり寸法△Ｌを有して重なる。この構造によれ
ば、重なり寸法△Ｌを適切に設計することにより、磁区
制御膜３１１、３１２の付着領域近傍に生じる不感帯域
を超えて電極膜３５、３６を付与するリードオーバレイ
構造を実現し、性能の向上、及び、高密度電流に起因す
るエレクトロマイグレーション発生の危険性を回避する
ことができる。
【００４７】一対の電極膜３５、３６は、更に、第２の
電極膜３５２、３６２を含んでおり、第２の電極膜３５
２、３６２は、第１の電極膜３５１、３６１に重なり、
先端面が内角θ２で立ち上がる。この第２の電極膜３５
２、３６２の内角θ２は、第１の電極膜３５１、３６１
が磁気抵抗効果膜３００の表面から立ち上がる内角θ１
よりも小さい。逆にいえば、内角θ１は内角θ２よりも
大きい。
電極膜３５２、３６２を含んでおり、第２の電極膜３５
２、３６２は、第１の電極膜３５１、３６１に重なり、
先端面が内角θ２で立ち上がる。この第２の電極膜３５
２、３６２の内角θ２は、第１の電極膜３５１、３６１
が磁気抵抗効果膜３００の表面から立ち上がる内角θ１
よりも小さい。逆にいえば、内角θ１は内角θ２よりも
大きい。
【００４８】この角度関係によれば、磁気抵抗効果膜３
００の表面と重なる第１の電極膜３５１、３６１の先端
において、縦方向の単位長さ当りの厚み増大率を大きく
し、第１の電極膜３５１、３６１の先端が薄いブレード
状になるのを回避し、第１の電極膜３５１、３６１の先
端における電流密度増大を抑え、高密度電流に起因する
エレクトロマイグレーションを阻止することができる。
００の表面と重なる第１の電極膜３５１、３６１の先端
において、縦方向の単位長さ当りの厚み増大率を大きく
し、第１の電極膜３５１、３６１の先端が薄いブレード
状になるのを回避し、第１の電極膜３５１、３６１の先
端における電流密度増大を抑え、高密度電流に起因する
エレクトロマイグレーションを阻止することができる。
【００４９】第２の電極膜３５２、３６２の立ち上がり
角度θ２は、少なくとも、内角θ１よりも緩やかになる
から、第２の電極膜３５２、３６２及び磁気抵抗効果膜
３００の表面に、ギャップ膜３３を、例えばスパッタ成
膜する場合、第２の電極膜３５２、３６２の広く開いた
開口部を通して、第１の電極膜３５１、３６１の先端面
にも厚く付着させ、ギャップ膜３３の膜厚不足による上
部シールド膜（下部磁性膜）２１と、一対の電極膜３
５、３６との間の電気絶縁不良を回避することができ
る。
角度θ２は、少なくとも、内角θ１よりも緩やかになる
から、第２の電極膜３５２、３６２及び磁気抵抗効果膜
３００の表面に、ギャップ膜３３を、例えばスパッタ成
膜する場合、第２の電極膜３５２、３６２の広く開いた
開口部を通して、第１の電極膜３５１、３６１の先端面
にも厚く付着させ、ギャップ膜３３の膜厚不足による上
部シールド膜（下部磁性膜）２１と、一対の電極膜３
５、３６との間の電気絶縁不良を回避することができ
る。
【００５０】第１の電極膜３５１、３６１の内角θ１は
４０°≦θ１≦９０°の範囲が好ましく、第２の電極膜
３５２、３６２の内角θ２はθ２≦４５°の範囲が好ま
しい。
４０°≦θ１≦９０°の範囲が好ましく、第２の電極膜
３５２、３６２の内角θ２はθ２≦４５°の範囲が好ま
しい。
【００５１】本発明においては、第１の電極膜３５１、
３６１と、第２の電極膜３５２、３６２の積層構造とな
っているので、上述したような角度付けを、容易に実行
することができる。
３６１と、第２の電極膜３５２、３６２の積層構造とな
っているので、上述したような角度付けを、容易に実行
することができる。
【００５２】図３に図示した実施例では、第２の電極膜
３５２、３６２の先端面は、第１の電極膜３５１、３６
１の先端面に対して、折れ線状に連なる。
３５２、３６２の先端面は、第１の電極膜３５１、３６
１の先端面に対して、折れ線状に連なる。
【００５３】また、第１及び第２の電極膜３５１、３６
１、３５２、３６２は、Ａｕを主成分とする導電材料に
よって構成することが、電気抵抗低減の観点から好まし
い。
１、３５２、３６２は、Ａｕを主成分とする導電材料に
よって構成することが、電気抵抗低減の観点から好まし
い。
【００５４】次に、上述した角度付けの技術的意義につ
いて、実施例及び比較例を参照して更に具体的に説明す
る。
いて、実施例及び比較例を参照して更に具体的に説明す
る。
【００５５】１．内角θ１について
＜実施例１〜６＞まず、ＮｉＦｅでなる下部シールド層
３１の上に、Ａｌ2Ｏ3でなる第１のギャップ層３２（図
２参照）を、３０ｎｍの膜厚となるように形成した。そ
の上にＳＶ膜でなる磁気抵抗効果膜３００を成膜し、更
に、その縦方向の両端に、ＣｏＣｒＰｔでなる磁区制御
膜３１１、３１２を成膜した。
３１の上に、Ａｌ2Ｏ3でなる第１のギャップ層３２（図
２参照）を、３０ｎｍの膜厚となるように形成した。そ
の上にＳＶ膜でなる磁気抵抗効果膜３００を成膜し、更
に、その縦方向の両端に、ＣｏＣｒＰｔでなる磁区制御
膜３１１、３１２を成膜した。
【００５６】次に、磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御
膜３１１、３１２の表面に、リードオーバレイ構造の一
対の電極膜３５、３６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でな
る第２のギャップ膜３３を成膜した。更に、その上に、
上部シールド膜（下部磁性膜）２２を成膜した。
膜３１１、３１２の表面に、リードオーバレイ構造の一
対の電極膜３５、３６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でな
る第２のギャップ膜３３を成膜した。更に、その上に、
上部シールド膜（下部磁性膜）２２を成膜した。
【００５７】リ−ドオーバレイ構造の電極膜３５、３６
の成膜にあたり、第２の電極膜３５２、３６２の内角θ
２を一定としたままで、第１の電極膜３５１、３６１の
内角θ１を変えた実施例１〜６を得た。
の成膜にあたり、第２の電極膜３５２、３６２の内角θ
２を一定としたままで、第１の電極膜３５１、３６１の
内角θ１を変えた実施例１〜６を得た。
【００５８】＜比較例１〜５＞上記実施例に記載された
方法によって成膜された磁気抵抗効果膜３００及び磁区
制御膜３１１、３１２の表面に、リフトオフ法によっ
て、リードオーバレイ構造の一対の電極膜３５、３６を
形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２のギャップ膜３３
を成膜した。更に、その上に、上部シールド膜（下部磁
性膜）２２を成膜した。電極膜３５、３６のそれぞれは
一層である。これを比較例１、２とする。
方法によって成膜された磁気抵抗効果膜３００及び磁区
制御膜３１１、３１２の表面に、リフトオフ法によっ
て、リードオーバレイ構造の一対の電極膜３５、３６を
形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２のギャップ膜３３
を成膜した。更に、その上に、上部シールド膜（下部磁
性膜）２２を成膜した。電極膜３５、３６のそれぞれは
一層である。これを比較例１、２とする。
【００５９】上記比較例１、２とは別に、上記実施例に
記載された方法によって成膜された磁気抵抗効果膜３０
０及び磁区制御膜３１１、３１２の表面に、ＲＩＥ法に
よって、リードオーバレイ構造の一対の電極膜３５、３
６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２のギャップ膜
３３を成膜した。更に、その上に、上部シールド膜（下
部磁性膜）２１を成膜した。電極膜３５、３６のそれぞ
れは一層である。これを比較例３、４とする。
記載された方法によって成膜された磁気抵抗効果膜３０
０及び磁区制御膜３１１、３１２の表面に、ＲＩＥ法に
よって、リードオーバレイ構造の一対の電極膜３５、３
６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２のギャップ膜
３３を成膜した。更に、その上に、上部シールド膜（下
部磁性膜）２１を成膜した。電極膜３５、３６のそれぞ
れは一層である。これを比較例３、４とする。
【００６０】上記実施例１〜６、及び比較例１〜４の各
サンプルについて、絶縁破壊電圧値及びマイグレーショ
ン発生の有無を測定した。絶縁破壊電圧はリ−ドオーバ
レイ構造の電極膜３５、３６と上部シールド膜２１との
間で測定した。マイグレーションは、１３０度の温度条
件で、ＳＶ膜でなる磁気抵抗効果膜３００に、６ｍＡの
センス電流Ｉｓを３０時間連続通電した後、ＡＢＳ１
３、１４（図１、２参照）に現れるリード電極３５、３
６の端部形状に変形があるか否かを確認することによっ
て、その有無を判定した。表１にその結果を示す。
サンプルについて、絶縁破壊電圧値及びマイグレーショ
ン発生の有無を測定した。絶縁破壊電圧はリ−ドオーバ
レイ構造の電極膜３５、３６と上部シールド膜２１との
間で測定した。マイグレーションは、１３０度の温度条
件で、ＳＶ膜でなる磁気抵抗効果膜３００に、６ｍＡの
センス電流Ｉｓを３０時間連続通電した後、ＡＢＳ１
３、１４（図１、２参照）に現れるリード電極３５、３
６の端部形状に変形があるか否かを確認することによっ
て、その有無を判定した。表１にその結果を示す。
【００６１】表１を参照すると、内角θ１を４０°より
も小さい３０°に選定し、かつ、リード電極３５、３６
を、単層として形成した比較例１では、実施例１〜６と
同程度の絶縁破壊電圧相対評価が得られるものの、マイ
グレーションが発生してしまう。
も小さい３０°に選定し、かつ、リード電極３５、３６
を、単層として形成した比較例１では、実施例１〜６と
同程度の絶縁破壊電圧相対評価が得られるものの、マイ
グレーションが発生してしまう。
【００６２】内角θ１は４０°よりも大きいが、リード
電極３５、３６が単層構造となっている比較例２〜５
は、マイグレーションは発生しないものの、実施例１〜
６との間でみた絶縁破壊電圧の相対評価が低下する。即
ち、リフトオフ法、または、ＲＩＥ法の何れを採用する
にせよ、電極膜を単層構造とする限り、電気絶縁特性
と、マイグレーション発生防止とを同時に達成すること
は困難である。
電極３５、３６が単層構造となっている比較例２〜５
は、マイグレーションは発生しないものの、実施例１〜
６との間でみた絶縁破壊電圧の相対評価が低下する。即
ち、リフトオフ法、または、ＲＩＥ法の何れを採用する
にせよ、電極膜を単層構造とする限り、電気絶縁特性
と、マイグレーション発生防止とを同時に達成すること
は困難である。
【００６３】これに対して、電極膜が第１の電極膜と、
第２の電極膜の積層構造を持ち、内角θ１が４０°≦θ
１≦９０°の範囲にある実施例１〜６では、電気絶縁特
性の確保と、マイグレーション防止とを同時に満たして
いる。
第２の電極膜の積層構造を持ち、内角θ１が４０°≦θ
１≦９０°の範囲にある実施例１〜６では、電気絶縁特
性の確保と、マイグレーション防止とを同時に満たして
いる。
【００６４】２．内角θ２について
内角θ１に関する上記説明と同様にして、磁気抵抗効果
膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２を形成した後、
磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２の
表面に、リードオーバレイ構造の一対の電極膜３５、３
６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２のギャップ膜
３３を成膜した。更に、その上に、上部シールド膜（下
部磁性膜）２１を成膜した。
膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２を形成した後、
磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２の
表面に、リードオーバレイ構造の一対の電極膜３５、３
６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２のギャップ膜
３３を成膜した。更に、その上に、上部シールド膜（下
部磁性膜）２１を成膜した。
【００６５】リ−ドオーバレイ構造の電極膜３５、３６
の成膜にあたり、第１の電極膜３５１、３６１の内角θ
１を一定としたままで、第２の電極膜３５２、３６２の
内角θ２を変えたサンプルを得た。
の成膜にあたり、第１の電極膜３５１、３６１の内角θ
１を一定としたままで、第２の電極膜３５２、３６２の
内角θ２を変えたサンプルを得た。
【００６６】これらのサンプルのうち、θ２≦４５°を
満たすサンプルを実施例７〜１０とし、θ２＞４５°の
サンプルを比較例６、７とする。
満たすサンプルを実施例７〜１０とし、θ２＞４５°の
サンプルを比較例６、７とする。
【００６７】上記実施例７〜１０、及び、比較例６、７
の各サンプルについて、絶縁破壊電圧値及びマイグレー
ション発生の有無を測定した。測定方法は前述した通り
である。表２にその結果を示す。
の各サンプルについて、絶縁破壊電圧値及びマイグレー
ション発生の有無を測定した。測定方法は前述した通り
である。表２にその結果を示す。
【００６８】表２に示すように、θ２≦４５°の範囲に
ある実施例７〜１０は、電気絶縁特性の確保と、マイグ
レーション防止とを同時に満たしている。これに対し
て、θ２＝５０°であって、θ２＞４５°の比較例６、
７は、マイグレーションは発生しないものの、実施例７
〜１０との間でみた絶縁破壊電圧の相対評価が低下す
る。
ある実施例７〜１０は、電気絶縁特性の確保と、マイグ
レーション防止とを同時に満たしている。これに対し
て、θ２＝５０°であって、θ２＞４５°の比較例６、
７は、マイグレーションは発生しないものの、実施例７
〜１０との間でみた絶縁破壊電圧の相対評価が低下す
る。
【００６９】第１の電極膜３５１、３６１の膜厚ｔ１
と、第２の電極膜３５２、３６２の膜厚ｔ２とは、ｔ１
≦ｔ２の関係を満たすことが好ましい。具体的には、第
１の電極膜３５１、３６１の膜厚は、５〜２０ｎｍの範
囲内に設定し、第２の電極膜３５２、３６２の膜厚は、
１０〜５０ｎｍの範囲内に設定し、この膜厚の範囲内に
おいて、ｔ１≦ｔ２の関係を満たすことが好ましい。次
に、ｔ１≦ｔ２の技術的意義について、実施例及び比較
例を参照して更に具体的に説明する。
と、第２の電極膜３５２、３６２の膜厚ｔ２とは、ｔ１
≦ｔ２の関係を満たすことが好ましい。具体的には、第
１の電極膜３５１、３６１の膜厚は、５〜２０ｎｍの範
囲内に設定し、第２の電極膜３５２、３６２の膜厚は、
１０〜５０ｎｍの範囲内に設定し、この膜厚の範囲内に
おいて、ｔ１≦ｔ２の関係を満たすことが好ましい。次
に、ｔ１≦ｔ２の技術的意義について、実施例及び比較
例を参照して更に具体的に説明する。
【００７０】内角θ１に関する上記説明と同様にして、
磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２を
形成した後、磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１
１、３１２の表面に、リードオーバレイ構造の一対の電
極膜３５、３６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２
のギャップ膜３３を成膜した。更に、その上に、上部シ
ールド膜（下部磁性膜）２１を成膜した。
磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２を
形成した後、磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１
１、３１２の表面に、リードオーバレイ構造の一対の電
極膜３５、３６を形成し、その上にＡｌ2Ｏ3でなる第２
のギャップ膜３３を成膜した。更に、その上に、上部シ
ールド膜（下部磁性膜）２１を成膜した。
【００７１】リ−ドオーバレイ構造の電極膜３５、３６
の成膜にあたり、第１の電極膜３５１、３６１の膜厚ｔ
１を一定としたままで、第２の電極膜３５２、３６２の
膜厚ｔ２を変えたサンプルを得た。
の成膜にあたり、第１の電極膜３５１、３６１の膜厚ｔ
１を一定としたままで、第２の電極膜３５２、３６２の
膜厚ｔ２を変えたサンプルを得た。
【００７２】これらのサンプルのうち、ｔ２≧ｔ１を満
たすサンプルを実施例１１〜１４とし、ｔ２＜ｔ１のサ
ンプルを比較例８、９とする。
たすサンプルを実施例１１〜１４とし、ｔ２＜ｔ１のサ
ンプルを比較例８、９とする。
【００７３】上記実施例１１〜１４、及び、比較例８、
９の各サンプルについて、絶縁破壊電圧値及びマイグレ
ーション発生の有無を測定した。測定方法は前述した通
りである。表３にその結果を示す。
９の各サンプルについて、絶縁破壊電圧値及びマイグレ
ーション発生の有無を測定した。測定方法は前述した通
りである。表３にその結果を示す。
【００７４】表３に示すように、ｔ２≧ｔ１の範囲にあ
る実施例１１〜１４は、電気絶縁特性の確保と、マイグ
レーション防止とを同時に満たしている。これに対し
て、ｔ２＜ｔ１の比較例８、９は、マイグレーションは
発生しないものの、実施例１１〜１４との間でみた絶縁
破壊電圧の相対評価が低下する。
る実施例１１〜１４は、電気絶縁特性の確保と、マイグ
レーション防止とを同時に満たしている。これに対し
て、ｔ２＜ｔ１の比較例８、９は、マイグレーションは
発生しないものの、実施例１１〜１４との間でみた絶縁
破壊電圧の相対評価が低下する。
【００７５】図４は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの読み
取り素子部分の拡大図である。図において、図３に現れ
た構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符
号を付し、重複説明は省略する。この実施例の特徴は、
第２の電極膜３５２、３６２の表面に、高硬度膜３５
４、３６４を有することである。このような高硬度膜３
５４、３６４を有することにより、Ａｕ等によって構成
される軟質の第２の電極膜３５２、３６２を、製造プロ
セスダメージから保護することができる。高硬度膜３５
４、３６４は、第２の電極膜３５２、３６２よりも硬度
が高いという意味で、高硬度である。第２の電極膜３５
２、３６２がＡｕを主成分とする場合は、Ａｕよりも硬
度が高ければよい。
取り素子部分の拡大図である。図において、図３に現れ
た構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符
号を付し、重複説明は省略する。この実施例の特徴は、
第２の電極膜３５２、３６２の表面に、高硬度膜３５
４、３６４を有することである。このような高硬度膜３
５４、３６４を有することにより、Ａｕ等によって構成
される軟質の第２の電極膜３５２、３６２を、製造プロ
セスダメージから保護することができる。高硬度膜３５
４、３６４は、第２の電極膜３５２、３６２よりも硬度
が高いという意味で、高硬度である。第２の電極膜３５
２、３６２がＡｕを主成分とする場合は、Ａｕよりも硬
度が高ければよい。
【００７６】第２の電極膜３５２、３６２がＡｕを主成
分とする場合、高硬度膜３５４、３６４としては、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌから選択され
た少なくとも一種を含むことができる。また、高硬度膜
３５４、３６４の膜厚は、１〜５０ｎｍの範囲内に設定
する。
分とする場合、高硬度膜３５４、３６４としては、Ｔ
ｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、Ｃｕ、Ｓｉ、Ａｌから選択され
た少なくとも一種を含むことができる。また、高硬度膜
３５４、３６４の膜厚は、１〜５０ｎｍの範囲内に設定
する。
【００７７】図４の実施例では、第１の電極膜３５１、
３６１と磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、
３１２との間、並びに、第１の電極膜３５１、３６１と
第２の電極膜３５２、３６２との間にも、同様の高硬度
膜３５３、３６３を設けてある。
３６１と磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、
３１２との間、並びに、第１の電極膜３５１、３６１と
第２の電極膜３５２、３６２との間にも、同様の高硬度
膜３５３、３６３を設けてある。
【００７８】図示されていないが、高硬度膜３５４、３
６４の上に、更に、酸化膜を有する構造も極めて有効で
ある。このような構造であると、酸化膜の電気絶縁性に
より、第２の電極膜３５２、３６２と上部シールド膜２
１との間の電気絶縁の信頼性を向上させることができ
る。酸化膜は、高硬度膜３５４、３６４において例示さ
れた材料によって構成できる。酸化膜の膜厚は、１〜１
０ｎｍの範囲内に設定する。
６４の上に、更に、酸化膜を有する構造も極めて有効で
ある。このような構造であると、酸化膜の電気絶縁性に
より、第２の電極膜３５２、３６２と上部シールド膜２
１との間の電気絶縁の信頼性を向上させることができ
る。酸化膜は、高硬度膜３５４、３６４において例示さ
れた材料によって構成できる。酸化膜の膜厚は、１〜１
０ｎｍの範囲内に設定する。
【００７９】次に、図５乃至図９を参照して、本発明に
係る薄膜磁気ヘッドの製造方法、特に、読み取り素子３
の製造プロセスに焦点を合わせて説明する。
係る薄膜磁気ヘッドの製造方法、特に、読み取り素子３
の製造プロセスに焦点を合わせて説明する。
【００８０】まず、図５に示すように、磁気抵抗効果膜
３００及び磁区制御膜３１１、３１２を形成した後、磁
気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２の膜
表面に、第１の電極膜３５１、３６１（図３、４参照）
となる第１の導体膜３７０を形成する。磁気抵抗効果膜
３００及び磁区制御膜３１１、３１２は、通常のプロセ
スに従って形成する。
３００及び磁区制御膜３１１、３１２を形成した後、磁
気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３１１、３１２の膜
表面に、第１の電極膜３５１、３６１（図３、４参照）
となる第１の導体膜３７０を形成する。磁気抵抗効果膜
３００及び磁区制御膜３１１、３１２は、通常のプロセ
スに従って形成する。
【００８１】第１の導体膜３７０は、Ａｕを主成分とす
るものであり、５〜２０ｎｍの範囲内の膜厚となるよう
に、例えば、スパッタ成膜によって形成する。第１の導
体膜３７０は、磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３
１１、３１２と接する下面側に、例えばＴａ等を形成し
た後、Ａｕをスパッタ成膜するプロセスによって形成し
てもよい。
るものであり、５〜２０ｎｍの範囲内の膜厚となるよう
に、例えば、スパッタ成膜によって形成する。第１の導
体膜３７０は、磁気抵抗効果膜３００及び磁区制御膜３
１１、３１２と接する下面側に、例えばＴａ等を形成し
た後、Ａｕをスパッタ成膜するプロセスによって形成し
てもよい。
【００８２】次に、図６に示すように、磁気抵抗効果膜
３００の上方位置において、第１の導体膜３７０の表面
に、リフトオフ用のレジストマスク３８０を形成する。
レジストマスク３８０はフォトリソグラフィ工程を通し
て形成する。
３００の上方位置において、第１の導体膜３７０の表面
に、リフトオフ用のレジストマスク３８０を形成する。
レジストマスク３８０はフォトリソグラフィ工程を通し
て形成する。
【００８３】次に、図７に示すように、レジストマスク
３８０を有する第１の導体膜３７０の上に、スパッタ成
膜を実行して、第２の電極膜３５２、３６２を形成す
る。レジストマスク３８０の表面にもスパッタ成膜３９
０がなされる。
３８０を有する第１の導体膜３７０の上に、スパッタ成
膜を実行して、第２の電極膜３５２、３６２を形成す
る。レジストマスク３８０の表面にもスパッタ成膜３９
０がなされる。
【００８４】第２の電極膜３５２、３６２は、斜め方向
に角度θで入射する原子を主とする成膜条件で成膜す
る。この工程を経ることにより、第１の導体膜３７０に
対して、先端面が内角θ２で立ち上がる第２の電極膜３
５２、３６２が形成される。図４に示したような膜構造
を実現する場合は、高硬度膜スパッターＡｕスパッター
高硬度膜スパッタのプロセスを実行する。
に角度θで入射する原子を主とする成膜条件で成膜す
る。この工程を経ることにより、第１の導体膜３７０に
対して、先端面が内角θ２で立ち上がる第２の電極膜３
５２、３６２が形成される。図４に示したような膜構造
を実現する場合は、高硬度膜スパッターＡｕスパッター
高硬度膜スパッタのプロセスを実行する。
【００８５】次に、レジストマスク３８０をリフトオフ
法によって除去した後、図８に示すように、第２の電極
膜３５２、３６２をマスクとして、第１の導電膜３７０
に対するＲＩＥを行い、第１の電極膜３５１、３６１
（図３、４参照）に必要なパターンとなるようにパター
ニングする。ＲＩＥは、Ａｒ／Ｏ2の雰囲気におけるプ
ラズマエッチングとして実行される。
法によって除去した後、図８に示すように、第２の電極
膜３５２、３６２をマスクとして、第１の導電膜３７０
に対するＲＩＥを行い、第１の電極膜３５１、３６１
（図３、４参照）に必要なパターンとなるようにパター
ニングする。ＲＩＥは、Ａｒ／Ｏ2の雰囲気におけるプ
ラズマエッチングとして実行される。
【００８６】これにより、図９に示すように、磁気抵抗
効果膜３００のフリー層３０１の表面に、重なり寸法△
Ｌをもって侵入し、内角θ２で立ち上がる第１の電極膜
３５１、３６１が得られる。
効果膜３００のフリー層３０１の表面に、重なり寸法△
Ｌをもって侵入し、内角θ２で立ち上がる第１の電極膜
３５１、３６１が得られる。
【００８７】第１の電極膜３５１、３６１は、第２の電
極膜３５２、３６２をマスクとし、ＲＩＥの適用によっ
てパターニングされるので、内角θ１は第２の電極膜３
５２、３６２の内角θ２よりも大きくなる。
極膜３５２、３６２をマスクとし、ＲＩＥの適用によっ
てパターニングされるので、内角θ１は第２の電極膜３
５２、３６２の内角θ２よりも大きくなる。
【００８８】この後も、書き込み素子２等を形成するた
めの通常のプロセスが継続して実行される。なお、上述
したプロセスは、ウエハ上で実行されることはいうまで
もない。
めの通常のプロセスが継続して実行される。なお、上述
したプロセスは、ウエハ上で実行されることはいうまで
もない。
【００８９】図１０は本発明に係る磁気ヘッド装置の一
部を示す正面図、図１１は図１０に示した磁気ヘッド装
置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド
４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。薄膜磁気ヘッ
ド４は図１〜図４を参照して説明にした本発明に係る薄
膜磁気ヘッドである。
部を示す正面図、図１１は図１０に示した磁気ヘッド装
置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド
４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。薄膜磁気ヘッ
ド４は図１〜図４を参照して説明にした本発明に係る薄
膜磁気ヘッドである。
【００９０】ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持
体５３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄
板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に
薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
体５３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄
板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に
薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００９１】可撓体５１は、支持体５３の長手方向軸線
と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持
体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結
する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５
５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端と
した舌状片５２とを有する。
と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持
体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結
する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５
５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端と
した舌状片５２とを有する。
【００９２】舌状片５２のほぼ中央部には、支持体５３
から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けら
れている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自
由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けら
れている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自
由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
【００９３】舌状片５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を接
着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４０
は、空気流出側端側が横枠５４の方向になるように、舌
状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッ
ド支持装置５は、上記実施例に限らない。
着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４０
は、空気流出側端側が横枠５４の方向になるように、舌
状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッ
ド支持装置５は、上記実施例に限らない。
【００９４】図１２は本発明に係る磁気記録再生装置の
平面図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘ
ッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装
置６は図１０、１１に図示したものである。磁気ヘッド
装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８に
よって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の
薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持さ
れ、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置
される。
平面図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘ
ッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装
置６は図１０、１１に図示したものである。磁気ヘッド
装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８に
よって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の
薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持さ
れ、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置
される。
【００９５】磁気ディスク７が、図示しない駆動装置に
より、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘ
ッド４が、微小浮上量で、磁気ディスク７の面から浮上
する。駆動方式としては、ロータリー．アクチュエータ
方式が一般的であるが、リニアアクチュエータ方式を採
用してもよい。図１２はロータリー．アクチュエータ方
式を示し、ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた
薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７の径方向ｂ１また
はｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転
駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、
磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされ
る。
より、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘ
ッド４が、微小浮上量で、磁気ディスク７の面から浮上
する。駆動方式としては、ロータリー．アクチュエータ
方式が一般的であるが、リニアアクチュエータ方式を採
用してもよい。図１２はロータリー．アクチュエータ方
式を示し、ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた
薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７の径方向ｂ１また
はｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転
駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、
磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされ
る。
【００９６】以上、好ましい実施例を参照して本発明の
内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及
び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を
採り得ることは自明である。
内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及
び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を
採り得ることは自明である。
【００９７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、次
のような効果を得ることができる。 （ａ）上部シールド膜と電極膜との間の電気絶縁の信頼
性を向上させた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気
記録再生装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する
ことができる。 （ｂ）高密度電流に起因するエレクトロマイグレーショ
ンを回避し得る薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気
記録再生装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する
ことができる。
のような効果を得ることができる。 （ａ）上部シールド膜と電極膜との間の電気絶縁の信頼
性を向上させた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気
記録再生装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する
ことができる。 （ｂ）高密度電流に起因するエレクトロマイグレーショ
ンを回避し得る薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気
記録再生装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する
ことができる。
【図１】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図であ
る。
る。
【図３】図１及び図２に図示した薄膜磁気ヘッドの読み
取り素子部分の拡大図である。
取り素子部分の拡大図である。
【図４】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの読み取り素子部
分の拡大図である。
分の拡大図である。
【図５】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法、特
に、読み取り素子の製造プロセスを説明する図である。
に、読み取り素子の製造プロセスを説明する図である。
【図６】図５に示した工程の後の工程を示す図である。
【図７】図６に示した工程の後の工程を示す図である。
【図８】図７に示した工程の後の工程を示す図である。
【図９】図８に示した工程の後の工程を示す図である。
【図１０】本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正
面図である。
面図である。
【図１１】図１０に示した磁気ヘッド装置の底面図であ
る。
る。
【図１２】本発明に係る磁気記録再生装置の平面図であ
る。
る。
２ 書き込み素子
３ 読み取り素子
３００ 磁気抵抗効果膜
３１１、３１２ 磁区制御膜
３５、３６ 電極膜
３５１、３６１ 第１の電極膜
３５２、３６２ 第２の電極膜
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−325330（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−267031（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−305931（ＪＰ，Ａ)
特開2001−67625（ＪＰ，Ａ)
特開 平９−69210（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G11B 5/39
Claims (17)
- 【請求項１】 読み取り素子を有する薄膜磁気ヘッドで
あって、 前記読み取り素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の磁区制
御膜と、一対の電極膜とを含んでおり、 前記磁気抵抗効果膜は、外部から印加される磁界に応答
するものであり、 前記一対の磁区制御膜は、前記磁気抵抗効果膜に対して
縦方向のバイアス磁界を印加するものであり、 前記一対の電極膜のそれぞれは、第１の電極膜と、第２
の電極膜とを含んでおり、 前記第１の電極膜は、先端部が前記磁気抵抗効果膜の表
面に重なり、先端面が内角θ１で立ち上がっており、 前記第２の電極膜は、前記第１の電極膜に重なり、先端
面が前記前記内角θ１よりも小さい内角θ２で立ち上が
っており、前記第２の電極膜は、表面に高硬度膜を有する 薄膜磁気
ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドで
あって、前記第２の電極膜の前記先端面は、前記第１の
電極膜の前記先端面に対して、折れ線状に連なる薄膜磁
気ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１または２の何れかに記載された
薄膜磁気ヘッドであって、前記内角θ１は、４０°≦θ
１≦９０°を満たす薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１乃至３の何れかに記載された薄
膜磁気ヘッドであって、前記内角θ２は、θ２≦４５°
を満たす薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項５】 請求項１乃至４の何れかに記載された薄
膜磁気ヘッドであって、前記第１の電極膜の膜厚は、前
記第２の電極膜の膜厚よりも小さい薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項６】 請求項１乃至５の何れかに記載された薄
膜磁気ヘッドであって、前記第１の電極膜の膜厚は、５
〜２０ｎｍの範囲内にある薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項７】 請求項１乃至６の何れかに記載された薄
膜磁気ヘッドであって、前記第２の電極膜の膜厚は、１
０〜５０ｎｍの範囲内にある薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項８】 請求項１乃至７の何れかに記載された薄
膜磁気ヘッドであって、前記第１及び第２の電極膜は、
Ａｕを主成分とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項９】 請求項１乃至８の何れかに記載された薄
膜磁気ヘッドであって、前記高硬度膜は、Ｔｉ、Ｚｒ、
Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｐｄ、Ｃｕ、ＳｉまたはＡｌから選択された少な
くとも一種を含む薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１０】 請求項１乃至９の何れかに記載された
薄膜磁気ヘッドであって、前記高硬度膜の膜厚は、１〜
５０ｎｍの範囲内にある薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１１】 請求項１乃至１０の何れかに記載され
た薄膜磁気ヘッドであって、前記高硬度膜の上に、更
に、酸化膜を有する薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１２】 請求項１１に記載された薄膜磁気ヘッ
ドであって、前記酸化膜は、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄ、
Ｃｕ、ＳｉまたはＡｌから選択された少なくとも一種を
含む薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１３】 請求項１１または１２の何れかに記載
された薄膜磁気ヘッドであって、前記酸化膜の膜厚は、
１〜１０ｎｍの範囲内にある薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項１４】 請求項１乃至１３の何れかに記載され
た薄膜磁気ヘッドであって、更にスライダを含み、前記
スライダは、前記読み取り素子を支持している薄膜磁気
ヘッド。 - 【請求項１５】 薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置と
を含む磁気ヘッド装置であって、 前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至１４の何れかに記
載されたものでなり、 前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する
磁気ヘッド装置。 - 【請求項１６】 磁気ヘッド装置と、磁気記録媒体とを
含む磁気記録再生装置であって、 前記磁気ヘッド装置は、請求項１５に記載されたもので
なり、 前記磁気記録媒体は、前記磁気ヘッド装置と協働して磁
気記録再生を行う磁気記録再生装置。 - 【請求項１７】 薄膜磁気ヘッドを製造する方法であっ
て、 前記薄膜磁気ヘッドは、読み取り素子を有しており、 前記読み取り素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の磁区制
御膜と、一対の電極膜とを含んでおり、 前記磁気抵抗効果膜は、外部から印加される磁界に応答
するものであり、 前記一対の磁区制御膜は、前記磁気抵抗効果膜に対して
縦方向のバイアス磁界を印加するものであり、 前記一対の電極膜のそれぞれは、第１の電極膜と、第２
の電極膜とを含んでおり、 前記第１の電極膜は、先端部が前記磁気抵抗効果膜の表
面に重なり、先端面が内角θ１で立ち上がっており、 前記第２の電極膜は、前記第１の電極膜に重なり、先端
面が前記前記内角θ１よりも小さい内角θ２で立ち上が
っており、前記第２の電極膜は、表面に高硬度膜を有しており、 前記読み取り素子の製造に当り、 前記磁気抵抗効果膜及び前記磁区制御膜を形成した後、
前記磁気抵抗効果膜及び前記磁区制御膜の膜表面に、前
記第１の電極膜となる第１の導体膜を形成し、 次に、前記磁気抵抗効果膜の上方位置において、前記第
１の導体膜の表面に、リフトオフ用のレジストマスクを
形成し、 次に、前記レジストマスクを有する前記第１の導体膜の
上に、スパッタ成膜を実行して、前記第２の電極膜及び
前記高硬度膜を形成し、 次に、前記レジストマスクをリフトオフ法によって除去
した後、前記第２の電極膜及び前記高硬度膜をマスクと
して、前記第１の導電膜に対する反応性イオンエッチン
グを行い、前記第１の電極膜を形成する工程を含む薄膜
磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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