JP3794470B2 - 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 Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子デバイス、特に薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄膜磁気ヘッドの読み出し素子としては、巨大磁気抵抗（giant magnetoresitive、以下ＧＭＲと称する）効果膜を用いたスピンバルブ膜構造体（以下ＳＶ素子と称する）、及び、トンネル磁気抵抗効果素子（以下ＴＭＲ素子と称する）が主流になっている。スピンバルブ膜構造体において、能動領域は、軟磁性膜（フリー層）と、非磁性膜と、強磁性膜と、反強磁性膜とを含む多層膜構造となっている。能動領域の両側には多層膜構造の受動領域が備えられ、受動領域を通して、能動領域にセンス電流を流す。センス電流は、能動領域の膜面に対して平行となる方向に流れる。
【０００３】
ＴＭＲ素子において、能動領域は、強磁性層／非磁性層／強磁性層という多層構造の強磁性トンネル効果膜でなる。能動領域の上下方向に、多層膜構造の受動領域が備えられ、受動領域を通して、能動領域にセンス電流が供給される。センス電流は、能動領域の膜面に対して、垂直となる方向に流れる。
【０００４】
ＳＶ素子及びＴＭＲ素子の何れにおいても、外部磁界に対する感度を高めるために、能動領域及び受動領域の多層膜端面を、スライダの媒体対向面に露出させる。そして、露出された膜端面の耐摩耗性、耐久性、耐食性及び電気絶縁性を確保し、信頼性を高める手段として、スライダの媒体対向面に、ダイヤモンド．ライク．カーボン（以下ＤＬＣと称する）等の被覆膜を付着させる。
【０００５】
被覆膜の付着に当っては、スライダの媒体対向面を、物理的、化学的または物理化学的エッチングによってクリーニングし、その後に被覆膜を付着させる。これにより、付着力が高く、安定した被覆膜が形成される。
【０００６】
ところが、ＳＶ素子及びＴＭＲ素子の何れにおいても、スライダの媒体対向面に露出する能動領域及び受動領域の端面は、材質の互いに異なる金属膜または合金膜を多層に積層した多層膜であり、イオン化傾向が膜毎に異なり、イオン化傾向の大小に応じて、異なったエッチングレートを示す。このため、クリーニング処理を施した場合、エッチングレートの大きい膜では深く削られ、エッチングレートの小さい膜では浅くなる。この結果、隣接膜間における凹凸が激しくなり、被覆膜のカバレッジが不完全で、膜端面に対する被覆膜の付着強度が不充分になってしまうという問題点を生じる。
【０００７】
上述した問題点は、薄膜磁気ヘッドに限らず、多層膜構造を有し、その膜端面に被覆膜を付着させる各種の電子デバイスにおいても、等しく発生する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、多層膜端面に対する被覆膜の付着強度を向上させた電子デバイスを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、電子デバイスについて、３つの態様を開示する。第１の態様に係る電子デバイスは、積層膜と、被覆膜とを含む。積層膜は、第１の層と、第２の層とを含んでいる。前記第１の層は、金属または合金の層である。前記第２の層は、前記第１の層とは異なる金属または合金の層であって、前記第１の層に隣接する。
【００１０】
前記第１の層と前記第２の層との隣接領域に、前記第１の層に含まれる前記金属または合金と、前記第２の層に含まれる前記金属または合金とを含有する濃度勾配層を有している。前記被覆膜は、前記第１及び第２の層の端面を覆っている。
【００１１】
第１の層及び第２の層は、基本的には、材質の互いに異なる金属または合金で構成されており、電子デバイスの要求特性を満たす材質から選択される。これらの第１の層及び第２の層を構成する金属または合金は、物理的、化学的または物理化学的エッチングに対するエッチングレートが異なる。
【００１２】
本発明では、第１の層及び第２の層の隣接領域に、第１の層に含まれる金属または合金と、第２の層に含まれる金属または合金とを含有する濃度勾配層を形成させる。この構成によれば、第１の層及び第２の層の膜端面を含む面に、エッチングによるクリーニングを行った場合、濃度勾配層ではその濃度勾配に応じて、緩やかに削減される。
【００１３】
従って、第１及び第２の層の端面に対する被覆膜のカバレッジが向上し、多層膜端面に対する被覆膜の付着強度が向上する。
【００１４】
第２の態様に係る電子デバイスでは、積層膜は、第１の層と、第２の層と、第３の層とを含む。前記第１の層は、金属または合金の層であり、前記第３の層は、前記第１の層とは異なる金属または合金の層である。従って、第１の層及び第３の層は、エッチングによるクリーニングに対して、異なるエッチングレートを示す。
【００１５】
前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間に配置され、前記第１の層に含まれる前記金属または合金と、前記第３の層に含まれる前記金属または合金との混合層である。前記被覆膜は、前記第１乃至第３の層の端面を覆っている。
【００１６】
第２の態様に係る電子デバイスでは、第２の層のエッチングレートが、第１の層のエッチングレートと、第３の層のエッチングレートのほぼ中間の値に設定されるから、第１〜第３の層の端面に対する被覆膜のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜の付着強度が向上する。
【００１７】
第３の態様に係る電子デバイスは、積層膜は、第１の層と、第２の層と、第３の層とを含む。前記第１の層は、金属または合金の層であり、前記第３の層は、前記第１の層とは異なる金属または合金の層である。従って、第１の層及び第３の層は、物理的、化学的または物理化学的エッチングによるクリーニングに対して、異なるエッチングレートを示す。
【００１８】
前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間に配置され、前記第１の層の原子比４０％以上かつ最大原子番号の金属元素と前記第３の層の原子比４０％以上かつ最大原子番号の金属元素との間のエッチングレートを有する金属または合金の層である。前記被覆膜は、前記第１乃至第３の層の端面を覆っている。
【００１９】
第３の態様によれば、第２の層のエッチングレートを、第１の層のエッチングレートと、第３の層のエッチングレートのほぼ中間の値に設定し得るから、第１〜第３の層の端面に対する被覆膜のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜の付着強度が向上する。
【００２０】
本発明は、更に、上述した第１〜第３の態様の具体的適用例である薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドとヘッド支持装置とを組み合わせた磁気ヘッド装置、更に、この磁気ヘッド装置と磁気ディスク等の磁気記録媒体とを組み合わせた磁気記録再生装置についても開示する。
【００２１】
本発明の他の構成及び効果は、限定を意味しない実施例である添付図面を参照して、更に詳しく説明する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１の態様に係る電子デバイスの積層膜構造を概略的に示す図である。第１の態様に係る電子デバイスは、積層膜（Ａ、Ｂ）と、被覆膜Ｃとを含む。積層膜（Ａ、Ｂ）は、第１の層Ａと、第２の層Ｂとを含んでおり、これらは、図示しない基板上に形成されている。第１の層Ａは、金属または合金の層である。第２の層Ｂは、第１の層Ａとは異なる金属または合金の層であって、第１の層Ａに隣接する。
【００２３】
第１の層Ａと第２の層Ｂとの隣接領域に、第１の層Ａに含まれる金属または合金と、第２の層Ｂに含まれる金属または合金とを含有する濃度勾配層ＡＢを有している。
【００２４】
被覆膜Ｃは、第１及び第２の層Ａ、Ｂの端面を覆っている。被覆膜Ｃは有機系または無機系の何れであってもよい。
【００２５】
第１の層Ａ及び第２の層Ｂは、基本的には、材質の互いに異なる金属または合金で構成されており、電子デバイスの要求特性を満たす材質から、イオン化傾向を考慮して選択される。これらの第１の層Ａ及び第２の層Ｂを構成する金属または合金は、物理的、化学的または物理化学的エッチングによるクリーニングに対するエッチングレートが異なる。
【００２６】
本発明では、第１の層Ａ及び第２の層Ｂの隣接領域に、第１の層Ａに含まれる金属または合金と、第２の層Ｂに含まれる金属または合金とを含有する濃度勾配層ＡＢを形成させる。この構成によれば、第１の層Ａ及び第２の層Ｂの膜端面を含む面に、エッチングによるクリーニングを行った場合、濃度勾配層ＡＢではその端面が濃度勾配に応じて、最大△ｈ１まで、緩やかに削減される。
【００２７】
従って、第１及び第２の層Ａ、Ｂの端面に対する被覆膜Ｃのカバレッジが向上し、多層膜端面に対する被覆膜Ｃの付着強度が向上する。
【００２８】
濃度勾配層ＡＢは、第１の層Ａ及び第２の層Ｂを構成する金属または合金のライン分析プロファイルにおいて、最大濃度値の２０％における最大濃度値端部からの長さＬ２０と、最大濃度値の８０％における最大濃度値端部からの長さＬ８０との比（Ｌ２０／Ｌ８０）が２．７よりも大きくなる範囲に設定する。これにより、逆スパッタによるクリーニングにより、濃度勾配層ＡＢの端面を、エッチングレートの低い層から高い層に向かって、ほぼ直線的に削減し得る。
【００２９】
図２は第１の層ＡをＣｏによって構成し、第２の層ＢをＡｕによって構成した場合のライン分析プロファイルである。このようなライン分析プロファイルはＥＤＳ、ＥＰＭＡ、ＡＥＳ等のライン分析法によって得ることができる。図２において、横軸に位置Ｌをとり、縦軸に第２の層Ｂを構成するＡｕの濃度（％）を採ってある。位置Ｌは、第１の層Ａ又は第２の層Ｂの最大濃度値の端部Ｏ１を基準（０）にする。図２には、第２の層Ｂを構成するＡｕのライン分析プロファイルが実線で示されている。第１の層Ａを構成するＣｏのライン分析プロファイルは、例えば、図２の点線で表示したようになる。
【００３０】
図２に実線で示したＡｕのライン分析プロファイルにおいて、最大濃度値の２０％における最大濃度値端部からの長さＬ２０と、最大濃度値の８０％における最大濃度値端部からの長さＬ８０との比（Ｌ２０／Ｌ８０）が２．７よりも大きくなる範囲に設定する。Ｃｏでも同様である。第１の層ＡはＣｏで構成されており、Ａｕで構成された第２の層Ｂよりもエッチングレートが低い（エッチングされにくい）。
【００３１】
図２に示すようなライン分析プロファイルを有する積層膜の端面に、図３に示すように逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、図４に示すように、濃度勾配層ＡＢの端面が、エッチングレートの低いＣｏでなる第１の層Ａから、エッチングレートの高いＡｕでなる第２の層Ｂに向かって、ほぼ直線的に、最大△ｈ１だけ削減される。クリーニング手法は、逆スパッタに限らず、他の物理的、化学的または物理化学的エッチングでもよいことは既に述べた通りである。
【００３２】
図５は本発明の第２の態様に係る電子デバイスの積層膜構造を概略的に示す図である。第２の態様に係る電子デバイスにおいて、積層膜（Ａ、Ｂ、Ｄ）は、第１の層Ａと、第３の層Ｄと、第２の層Ｂとを含む。
【００３３】
第１の層Ａは、金属または合金の層であり、第３の層Ｄは、第１の層Ａとは異なる金属または合金の層であり、これらは、物理的、化学的または物理化学的エッチングによるクリーニング対して、異なるエッチングレートを示す。具体的に言えば、イオン化傾向が第３の層Ｄ、第２の層Ｂ及び第１の層Ａの順で大きくなる。第１の層Ａ及び第３の層Ｄは得ようとする電子デバイスの要求特性を満たす材質から、イオン化傾向を考慮して定める。
【００３４】
第２の層Ｂは、第１の層Ａと第３の層Ｄとの間に配置され、第１の層Ａに含まれる金属または合金と、第３の層Ｄに含まれる金属または合金との混合層である。従って、第２の層Ｂは、電子デバイスの要求特性を阻害せず、第１の層Ａ及び第３の層Ｄの中間のイオン化傾向を持つことになる。
【００３５】
被覆膜Ｃは、第１〜第３の層Ａ、Ｂ、Ｄの端面を覆っている。被覆膜Ｃは有機系または無機系の何れであってもよい。
【００３６】
第２の態様に係る電子デバイスでは、第２の層Ｂのエッチングレートが、第１の層Ａのエッチングレートと、第３の層Ｄのエッチングレートのほぼ中間の値に設定されるから、図６に示すように膜端面に逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、図７に示すように、第２の層Ｂが第１の層Ａよりも深さ△ｈ２１だけ深くエッチングされ、第３の層Ｄが第２の層Ｂよりも深さ△ｈ２２だけ深くエッチングされる。この段階的なエッチングにより、図５に示したように、膜端面に被覆膜Ｃを付着させた場合、第１〜第３の層Ａ、Ｂ、Ｄの端面に対する被覆膜Ｃのカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜Ｃの付着強度が向上する。
【００３７】
第３の態様に係る電子デバイスは、基本的には、図５に示した第２の態様の積層膜構造と同じである。第２の態様と異なる点は、第２の層Ｂは、第１の層Ａと第３の層Ｄとの間に配置される第２の層Ｂが、第１の層Ａの原子比４０％以上かつ最大原子番号の金属元素と、第３の層Ｄの原子比４０％以上かつ最大原子番号の金属元素との間のエッチングレートを有する金属または合金の層であることである。被覆膜Ｃは第１〜第３の層Ａ、Ｂ、Ｄの端面を覆う。
【００３８】
第３の態様によれば、第２の層Ｂのエッチングレートを、第１の層Ａのエッチングレートと、第３の層Ｄのエッチングレートのほぼ中間の値に設定し得るから、第１〜第３の層Ａ、Ｂ、Ｄの端面に対する被覆膜Ｃのカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜Ｃの付着強度が向上する。
【００３９】
次に、上述した第１〜第３の態様の具体的適用例である薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドとヘッド支持装置とを組み合わせた磁気ヘッド装置、更に、この磁気ヘッド装置と磁気ディスク等の磁気記録媒体とを組み合わせた磁気記録再生装置について説明する。
【００４０】
図８は薄膜磁気ヘッドの斜視図、図９は図８に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図示の薄膜磁気ヘッドは、スライダ１の上読み出し素子３及び誘導型磁気変換素子でなる書き込み素子２を有する。矢印Ａ１は媒体走行方向を示す。
【００４１】
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３２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媒体対向面に被覆膜１０を有する。この被覆膜１０は、保護膜であって、ダイヤモンド．ライク．カーボン（以下ＤＬＣと称する）等でなる。被覆膜１０の表面は空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）１３、１４となる。図示はされていないが、ＡＢＳ１３、１４には、浮上特性改善等の目的で、種々の幾何学的形状が付与される。また、実施例では、スライダ１は、磁気ディスクと対向する面側に２つの正圧発生用レール部１１、１２を有するが、負圧発生構造を有するものであってもよい。
【００４２】
書き込み素子２は、下部磁性膜２１、上部磁性膜２２、コイル膜２３、アルミナ等でなるギャップ膜２４、絶縁膜２５及び被覆膜１０などを有する。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、ポール部Ｐ１、Ｐ２において書き込みを行なう。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には、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。図示は、面内記録再生用磁気ヘッドであるが、垂直磁気記録再生用磁気ヘッド等であってもよい。
【００４３】
図１０は読み出し素子の部分の拡大斜視図、図１１は図１０に示した読み出し素子の構造を示す図、図１２は図１１の１２ー１２線に沿った拡大断面図である。図は、第１の態様を適用した例を示している。
【００４４】
読み出し素子３は絶縁膜３２の内部に埋設されている。読み出し素子３は、磁気抵抗効果素子を含む。磁気抵抗効果素子は、能動領域３００と、受動領域３５、３６とを含む。図示された能動領域３００はスピンバルブ膜構造体であり、能動領域３００の両側に受動領域３５、３６が接続されている。受動領域３５、３６は、磁区制御膜３１０、３２０とリード電極膜３３０、３４０とを含んでいる。リード電極膜３３０、３４０は能動領域３００にセンス電流を供給し、磁区制御膜３１０、３２０は能動領域３００の磁区を制御し、バルクハウゼンノイズを抑制する。
【００４５】
磁区制御膜３１０、３２０は、リード電極膜３３０、３４０とは異なる金属または合金の層であって、リード電極膜３３０、３４０に隣接し、端面がスライダ１の媒体対向面上にある。
【００４６】
リード電極膜３３０、３４０は、金属または合金の層であって、端面がスライダ１の媒体対向面上にある。
【００４７】
磁区制御膜３１０、３２０とリード電極膜３３０、３４０との隣接領域には、磁区制御膜３１０、３２０に含まれる金属または合金と、リード電極膜３３０、３４０に含まれる金属または合金とを含有する濃度勾配層３３５、３３６を有している。
【００４８】
能動領域３００は、ＴＭＲ素子であってもよい。この場合には、リード電極膜３３０、３４０は、能動領域３００の上下に備えられる。
【００４９】
被覆膜１０は、スライダ１の媒体対向面に付着され、磁区制御膜３１０、３２０及びリード電極膜３３０、３４０の端面を覆っている。被覆膜１０は、前述したように、保護膜であり、ＤＬＣ膜等で構成される。
【００５０】
この構成によれば、磁区制御膜３１０、３２０及びリード電極膜３３０、３４０の膜端面を含む面に、エッチングによるクリーニングを行った場合、濃度勾配層３３５、３３６の端面が、濃度勾配に応じて、最大△ｈ１まで、緩やかに削減される（図１２参照）。
【００５１】
従って、磁区制御膜３１０、３２０及びリード電極膜３３０、３４０に対する被覆膜１０のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜１０の付着強度が向上する。
【００５２】
濃度勾配層３３５、３３６は、図２に例示したように、ライン分析プロファイルにおいて、最大濃度値の２０％における最大濃度値端部からの長さＬ２０と、最大濃度値の８０％における最大濃度値端部からの長さＬ８０との比（Ｌ２０／Ｌ８０）が２．７よりも大きくなるように設定する。
【００５３】
磁区制御膜３１０、３２０は、硬磁性膜（磁石膜）、または、反強磁性膜によって構成することができる。採用できる硬磁性膜の例として、ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＣｒ、ＳｍＣｏ、ＮｂＦｅＢ等がある。磁区制御膜３１０、３２０を構成する反強磁性膜は、具体的には、例えば、ＩｒＭｎ膜、ＦｅＭｎ膜、ＮｉＭｎ膜、ＰｔＭｎ膜、ＲｕＭｎ膜、ＲｈＭｎ膜、ＲｕＲｈＭｎ膜、ＰｔＰｄＭｎ膜、ＮｉＯ膜またはＰｔＣｒ膜から選択された少なくとも一種を含むことができる。
【００５４】
リード電極膜３３０、３４０は、上述した磁区制御膜３１０、３２０の材料組成に合わせて、図２に例示したような濃度勾配層３３５、３３６が得られる材料にする。典型例としては、磁区制御膜３１０、３２０をＣｏＰｔでなる硬磁性膜とし、リード電極膜３３０、３４０をＡｕとする例があり、この場合には、図２に示したライン分析プロファイルによる濃度勾配層３３５、３３６が得られる。
【００５５】
図１３は図１０に示した読み出し素子の構造を示す図、図１４は図１３の１４ー１４線に沿った拡大断面図である。図は、第２の態様を適用した例を示している。図において、図１０〜図１２に現れた構成部分には同一の参照符号を付してある。
【００５６】
図示実施例において、受動領域３５は、磁区制御膜３１０とリード電極膜３３０とを含んでおり、磁区制御膜３１０及びリード電極膜３３０の隣接領域に、第１の層３３１、第２の層３３２、及び、第３の層３３３とを順次に積層した積層膜を有している。同様に、受動領域３６も、磁区制御膜３２０とリード電極膜３４０とを含んでおり、磁区制御膜３２０及びリード電極膜３４０の隣接領域に、第１の層３４１と、第２の層３４２と、第３の層３４３とを順次に積層した積層膜を有している。受動領域３５及び受動領域３６は、上述したように、同様の構成になるので、以下、受動領域３５を代表的に説明する。
【００５７】
第１の層３３１は、金属または合金の層であり、第３の層３３３は、第１の層３３１とは異なる金属または合金の層である。第２の層３３２は、第１の層３３１と第３の層３３３との間に配置され、第１の層３３１に含まれる金属または合金と、第３の層３３３に含まれる金属または合金との混合層である。被覆膜１０は、第１〜第３の層３３１〜３３３の端面を覆っている（図１４参照）。
【００５８】
次に、第１〜第３の層３３１〜３３３の具体例について説明する。磁区制御膜３１０がＣｏＰｔで構成され、リード電極膜３３０がＡｕで構成されている典型例では、第１の層３３１をＣｏＰｔＴａで構成し、第３の層３３３をＡｕＴａで構成し、第２の層３３２をＴａで構成する例を挙げることができる。
【００５９】
この場合には、第２の層３３２のエッチングレートが、第１の層３３１のエッチングレートと、第３の層３３３のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。このため、膜端面に逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、図１４に示すように、第２の層３３２が第１の層３３１よりも深さ△ｈ３１だけ深くエッチングされ、第３の層３３３が第２の層３３２よりも深さ△ｈ３２だけ深くエッチングされる。この段階的なエッチングにより、第１〜第３の層３３１〜３３３の端面に対する被覆膜１０のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜１０の付着強度が向上する。
【００６０】
しかも、実施例の場合、磁区制御膜３１０がＣｏＰｔでなり、この磁区制御膜３１０に、ＣｏＰｔＴａでなる第１の層３３１が隣接し、更に、第１の層３３１にＴａでなる第２の層３３２が隣接しているので、ＣｏＰｔＴａでなる第１の層３３１のエッチングレートが、ＣｏＰｔでなる磁区制御膜３１０のエッチングレートと、Ｔａでなる第２の層３３２のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。このため、膜端面に逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、第１の層３３１が磁区制御膜３１０よりも深くエッチングされ、第３の層３３３が第２の層３３２よりも深くエッチングされる（図１４の括弧内符号３３３、３３１、３１０参照）。この段階的なエッチングにより、磁区制御膜３１０、第１の層３３１及び第２の層３３２の端面に対する被覆膜１０のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜１０の付着強度が向上する。
【００６１】
更に、リード電極膜３３０がＡｕでなり、このリード電極膜３３０に、ＡｕＴａでなる第３の層３３３が隣接し、第３の層３３３にＴａでなる第２の層３３２が隣接しているので、ＡｕＴａでなる第３の層３３３のエッチングレートが、Ａｕでなるリード電極膜３３０のエッチングレートと、Ｔａでなる第２の層３３２のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。このため、膜端面に逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、第３の層３３３が第２の層３３２よりも深くエッチングされ、リード電極膜３３０が第２の層３３２よりも深くエッチングされる（図１４の括弧内符号３３０、３３２、３３３参照）。
【００６２】
この段階的なエッチングにより、磁区制御膜３１０、第１の層３３１及び第２の層３３２の各端面に対する被覆膜１０のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜１０の付着強度が向上する。
【００６３】
従って、実施例の場合、受動領域３５の全体において、多層膜間の段差が縮小され、被覆膜１０のカバレッジが向上し、膜端面に対する被覆膜１０の付着強度が向上する。受動領域３６でも同様の効果が得られる。
【００６４】
磁区制御膜３１０、３２０がＣｏＰｔＣｒでなり、リード電極膜３３０、３４０がＡｕでなる場合も、第１〜第３の層３３１〜３３３については、同一の材料組成のものを用いることができる。また、磁区制御膜３１０、３２０がＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒでなり、リード電極膜３３０、３４０がＴａでなる場合において、第１の層３３１をＣｏＰｔＣｒＴｉＷで構成し、第３の層３３３をＴｉＷＴａで構成し、第２の層３３２をＴｉＷで構成する例を挙げることができる。
【００６５】
次に、第３の態様として、前述した第１の層３３１（または３４１）、第２の層３３２（または３４２）及び第３の層３３３（または３４３）の積層構造において、第２の層３３２（または３４２）を、第１の層３３１（または３４１）の原子比４０％以上かつ最大原子番号の金属元素と、第３の層３３３（または３４３）の原子比４０％以上かつ最大原子番号の金属元素との間のエッチングレートを有する金属または合金の層で構成した場合も、同様の作用効果を得ることができる。
【００６６】
図１５は本発明に係る薄膜磁気ヘッドに含まれる読み出し素子の拡大断面図である。この実施例は、本発明に係る第２の態様を、磁区制御膜３１０、３２０に適用した例を示している。磁区制御膜３１０は、第１の層３１１、第２の層３１２、第３の層３１３、及び、第４の層３１４を順次に積層した積層膜を有している。
【００６７】
同様に、受動領域３６の磁区制御膜３２０も、第１の層３２１と、第２の層３２２と、第３の層３２３と、第４の層３２４とを順次に積層した積層膜を有している。受動領域３５及び受動領域３６は、上述したように、同様の構成になるので、以下受動領域３５を代表的に説明する。
【００６８】
第１の層３１１は、金属または合金の層であり、第３の層３１３は、第１の層３１１とは異なる金属または合金の層である。第２の層３１２は、第１の層３１１と第３の層３１３との間に配置され、第１の層３１１に含まれる金属または合金と、第３の層３１３に含まれる金属または合金との混合層である。
【００６９】
次に、第４の層３１４は、第３の層３１３と磁区制御膜３１０との間に配置され、第３の層３１３に含まれる金属または合金と、磁区制御膜３１０に含まれる金属または合金との混合層である。次に、磁区制御膜３１０をＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒで構成した場合の具体例を示す。
【００７０】
実施例１
第１の層３１１；Ｔａ
第２の層３１２；ＣｒＴａ
第３の層３１３；ＣｒまたはＣｒを含む合金
第４の層３１４；ＣｏＰｔＣｒ
磁区制御膜３１０；ＣｏＰｔ
上述した実施例の場合、第２の層３１２のエッチングレートが、第１の層３１１のエッチングレートと、第３の層３１３のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。また、第４の層３１４のエッチングレートが、第３の層３１３のエッチングレートと、磁区制御膜３１０のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。このため、膜端面に逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、各層毎に、段差の小さい段階的なエッチングが行われ、膜端面に被覆膜１０を付着させた場合、磁区制御膜３１０の全体に対する被覆膜１０のカバレッジが向上し、被覆膜１０の付着強度が向上する。
【００７１】
実施例２
第１の層３１１；ＴｉＷ
第２の層３１２；ＣｏＰｔ＋ＴｉＷ
第３の層３１３；なし
第４の層３１４；なし
磁区制御膜３１０；ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒ＋ＴｉＷ
この実施例の場合は、第２の層３１２のエッチングレートが、第１の層３１１のエッチングレートと、磁区制御膜３１０のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。
【００７２】
実施例３
第１の層３１１；ＮｉＣｒ
第２の層３１２；ＣｏＰｔ＋ＮｉＣｒ
第３の層３１３；なし
第４の層３１４；なし
磁区制御膜３１０；ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒ
この実施例の場合も、第２の層３１２のエッチングレートが、第１の層３１１のエッチングレートと、磁区制御膜３１０のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。
【００７３】
説明は省略するが、磁区制御膜３２０においても、同様の構成になり、同様の作用効果を奏する。
【００７４】
図１６は本発明に係る薄膜磁気ヘッドに含まれる読み出し素子の拡大断面図である。この実施例は、本発明に係る第２の態様を、能動領域３００に適用した例を示している。
【００７５】
能動領域３００はスピンバルブ膜構造体として構成されている。スピンバルブ膜構造体の一例として、この実施例では、Ｔａ膜でなる下地膜３０１と、ＮｉＦｅ膜でなる軟磁性膜３０２と、ＣｏＦｅでなる強磁性膜３０３と、Ｃｕ膜でなる非磁性膜３０４と、強磁性膜３０５と、第１の層３０６と、反強磁性膜３０７とを含む。
【００７６】
反強磁性膜３０７は、従来より知られている組成系によって構成できる。代表的には、Ｍｎ含有合金もしくはＭｎ含有化合物、酸化物系及びＰｔＣｒ等を挙げることができる。Ｍｎ含有合金の例としては、ＰｔＭｎ、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎ、ＲｈＭｎ、ＮｉＭｎ膜、ＲｕＭｎ膜、ＲｕＲｈＭｎ膜またはＰｔＰｄＭｎ膜等があり、酸化物系としてはＮｉＯ、ＣｏＯ、Ｆｅ2Ｏ3等がある。
【００７７】
強磁性膜３０５は、一面が反強磁性膜３０７の一面と積層されて交換結合し、交換結合により、一方向に磁化されている。この磁化方向Ｍ２は固定される。即ち、反強磁性膜３０７がピン止め層となり、強磁性膜３０５がピンド層となる。
【００７８】
上記構成において、第１の層３０６は、強磁性膜３０５と反強磁性膜３０７との間に配置され、強磁性膜３０５に含まれる金属または合金と、反強磁性膜３０７に含まれる金属または合金との混合層である。具体的例を挙げると、次の通りである。
【００７９】
実施例４
反強磁性膜３０７；ＰｔＭｎ
強磁性膜３０５；ＣｏＦｅ
第１の層３０６：ＰｔＭｎ＋ＣｏＦｅ
この実施例の場合は、第１の層３０６のエッチングレートが、反強磁性膜３０７のエッチングレートと、強磁性膜３０５のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。
【００８０】
実施例５
反強磁性膜３０７；ＰｔＭｎ
強磁性膜３０５；ＣｏＦｅ
第１の層３０６：ＴａまたはＲｕ（23Ｖ〜77Ｉｒを含む合金）
この実施例の場合も、第１の層３０６のエッチングレートが、反強磁性膜３０７のエッチングレートと、強磁性膜３０５のエッチングレートのほぼ中間の値に設定される。
【００８１】
従って、実施例４、５によれば、能動領域３００の端面に逆スパッタ等によるクリーニングを実行した場合、反強磁性膜３０７、第１の層３０６及び強磁性膜３０５の膜端面において、段差の小さい段階的なエッチングが行われ、膜端面に被覆膜１０を付着させた場合、能動領域３００に対する被覆膜１０のカバレッジが向上し、被覆膜１０の付着強度が向上する。
【００８２】
図１７は本発明に係る薄膜磁気ヘッドに含まれる読み出し素子の拡大断面図である。この実施例は、図１３〜図１６の実施例を総合したものであって、能動領域３００及び端部領域３５、３６において、本発明に係る第２の態様を適用した例を示している。
【００８３】
説明及び図示は省略するが、本発明に係る第１の態様及び第３の態様も適用可能である。
【００８４】
図１８は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図１９は図１８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８〜図１５を参照して説明した本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００８５】
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。
【００８６】
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５５、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。
【００８７】
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。
【００８８】
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４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。
【００８９】
図２０は本発明に係る磁気ディスク装置の構成を模式的に示す図である。図示された磁気ディスク装置は、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１７、１８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。
【００９０】
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。図２０に図示された磁気ディスク装置はロータリー．アクチュエータ方式と称される駆動方式であり、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は、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、磁気ディスク７の径方向ｂ１またはｂ２に駆動され、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。そして、所定のトラック上で、磁気記録、及び、読み取り動作が行われる。
【００９１】
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。
【００９２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、多層膜端面に対する被覆膜の付着強度を向上させた電子デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の態様に係る電子デバイスに含まれる積層膜構造を概略的に示す図である。
【図２】図１に示した電子デバイスにおいて第１の層ＡをＣｏによって構成し、第２の層ＢをＡｕによって構成した場合のライン分析プロファイルである。
【図３】図１に示した電子デバイスを得るに当って実施されるクリーニング工程を説明する図である。
【図４】図３に示したクリーニングを実行して得られた状態を示す図である。
【図５】本発明の第２の態様に係る電子デバイスの積層膜構造を概略的に示す図である。
【図６】図５に示した電子デバイスを得るに当って実施されるクリーニング工程を説明する図である。
【図７】図６に示したクリーニングを実行して得られた状態を示す図である。
【図８】薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図９】図８に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図１０】図８、９に示した薄膜磁気ヘッドに含まれる読み出し素子の部分の拡大斜視図である。
【図１１】図１０に示した読み出し素子の構造を示す図である。
【図１２】図１１の１２ー１２線に沿った拡大断面図である。
【図１３】図１０に示した読み出し素子の別の構造例を示す図である。
【図１４】図１３の１４ー１４線に沿った拡大断面図である。
【図１５】図１０に示した読み出し素子の更に別の構造例を示す図である。
【図１６】図１０に示した読み出し素子の更に別の構造例を示す図である。
【図１７】図１０に示した読み出し素子の更に別の構造例を示す図である。
【図１８】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。
【図１９】図１８に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図２０】本発明に係る磁気ディスク装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
Ａ 第１の層
Ｂ 第２の層
ＡＢ 濃度勾配層
Ｃ 被覆層
Ｄ 第３の層

Claims (12)

  1. スライダと、磁気変換素子と、被覆膜とを含む薄膜磁気ヘッドであって、
    前記スライダは、媒体対向面を有しており、
    前記磁気変換素子は、磁気抵抗効果素子を含み、前記スライダに搭載され、端面が前記スライダの前記媒体対向面上にあり、
    前記磁気抵抗効果素子は、能動領域と、受動領域とを含んでおり、
    前記受動領域は、積層膜を含み、前記能動領域に接続されており、
    前記積層膜は、第１の層と、第２の層とを含んでおり、
    前記第１の層は、金属または合金の層であって、端面が前記スライダの前記媒体対向面上にあり、
    前記第２の層は、前記第１の層とは異なる金属または合金の層であって、前記第１の層に隣接し、端面が前記スライダの前記媒体対向面上にあり、
    前記第１の層と前記第２の層との隣接領域に、前記第１の層に含まれる前記金属または合金と、前記第２の層に含まれる前記金属または合金とを含有する濃度勾配層を有しており、
    前記被覆膜は、前記スライダの前記媒体対向面に付着され、前記第１及び第２の層の端面を覆っている、
    薄膜磁気ヘッド。
  2. 請求項１に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記受動領域は、２つのリード電極膜を有し、前記リード電極膜は前記積層膜を含んでいる、薄膜磁気ヘッド。
  3. 請求項１又は２に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記濃度勾配層は、前記金属または合金のライン分析プロファイルにおいて、最大濃度値の２０％における最大濃度値端部からの長さＬ２０と、最大濃度値の８０％における最大濃度値端部からの長さＬ８０との比（Ｌ２０／Ｌ８０）が２．７よりも大きい薄膜磁気ヘッド。
  4. スライダと、磁気変換素子と、被覆膜とを含む薄膜磁気ヘッドであって、
    前記スライダは、媒体対向面を有しており、
    前記磁気変換素子は、磁気抵抗効果素子を含み、前記スライダに搭載され、端面が前記スライダの前記媒体対向面上にあり、
    前記磁気抵抗効果素子は、能動領域と、受動領域とを含んでおり、
    前記受動領域は、積層膜を含み、前記能動領域に接続されており、
    前記積層膜は、第１の層と、第２の層と、第３の層とを含んでおり、
    前記第１の層は、金属または合金の層であり、
    前記第３の層は、前記第１の層とは異なる金属または合金の層であり、
    前記第２の層は、前記第１の層と前記第３の層との間に配置され、前記第１の層に含まれる前記金属または合金と、前記第３の層に含まれる前記金属または合金との混合層であり、
    前記被覆膜は、前記第１乃至第３の層の端面を覆っている、
    薄膜磁気ヘッド。
  5. 請求項４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、前記受動領域は、２つのリード電極膜を有し、前記リード電極膜は前記積層膜を含んでいる、薄膜磁気ヘッド。
  6. 請求項４に記載された薄膜磁気ヘッドであって、
    前記受動領域は磁区制御膜を有しており、
    前記磁区制御膜は前記積層膜を含み、前記能動領域の磁区を制御する、
    薄膜磁気ヘッド。
  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、前記能動領域はスピンバルブ膜構造体を構成する薄膜磁気ヘッド。
  8. 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、前記能動領域は強磁性トンネル接合を構成する薄膜磁気ヘッド。
  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、前記磁気抵抗効果素子は読み取り素子である薄膜磁気ヘッド。
  10. 請求項９に記載された薄膜磁気ヘッドであって、更に、少なくとも１つの書き込み素子を含む薄膜磁気ヘッド。
  11. 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１０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し、前記薄膜磁気ヘッドにピッチ運動及びロール運動を許容する、
    磁気ヘッド装置。
  12. 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１１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の間で、磁気記録の書き込み及び読み出しを行う、
    磁気記録再生装置。
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