JP3965109B2 - 磁気抵抗効果装置の製造方法ならびに薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果素子を有する磁気抵抗効果装置およびその製造方法、ならびに磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められている。特に、ここ数年は、ハードディスク装置の面記録密度は、1年で約2倍となるペースで増え続け、最近では100ギガビット/(インチ)2以上の面記録密度が求められている。
【0003】
薄膜磁気ヘッドとしては、読み出し用の磁気抵抗効果素子(以下、MR(Magneto-resistive)素子とも記す。)を有する再生ヘッドと書き込み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。
【0004】
MR素子としては、異方性磁気抵抗(Anisotropic Magneto-resistive)効果を用いたAMR素子や、巨大磁気抵抗(Giant Magneto-resistive )効果を用いたGMR素子や、トンネル磁気抵抗(Tunnel-type Magnetoresistive)効果を用いたTMR素子等がある。
【0005】
再生ヘッドの特性としては、高感度および高出力であることが要求される。この要求を満たす再生ヘッドとして、既に、スピンバルブ型GMR素子を用いたGMRヘッドが量産されている。
【0006】
スピンバルブ型GMR素子は、一般的に、互いに反対側を向く2つの面を有する非磁性導電層と、この非磁性導電層の一方の面に隣接するように配置され、記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化するフリー層と、非磁性導電層の他方の面に隣接するように配置され、磁化の方向が固定されたピンド層と、このピンド層における非磁性導電層とは反対側の面に隣接するように配置され、ピンド層における磁化の方向を固定する反強磁性層とを備えている。フリー層とピンド層は共に強磁性層よりなる。フリー層の電気抵抗値は、フリー層における磁化の方向によって変化する。スピンバルブ型GMR素子は、フリー層の電気抵抗値の変化を利用して、記録媒体に磁気的に記録されたデータを再生する。
【0007】
再生ヘッドの特性としては、更に、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウゼンノイズは、MR素子における磁区の磁壁の移動に起因して発生するノイズである。このバルクハウゼンノイズが発生すると、出力が急激に変化するため、信号対雑音比(SN比)の低下、エラーレートの増加をまねく。
【0008】
バルクハウゼンノイズを低減する手段としては、MR素子に対して長手方向にバイアス磁界(以下、縦バイアス磁界とも言う。)を印加することが行われている。MR素子に対する縦バイアス磁界の印加は、例えば、MR素子の両側に、強磁性層と反強磁性層との積層体や永久磁石等によって構成されたバイアス磁界印加層を配置することによって行われる。
【0009】
MR素子の両側にバイアス磁界印加層を配置した構造の再生ヘッドでは、一般的に、MR素子に信号検出用の電流(以下、センス電流と言う。)を流すための一対の電極層は、バイアス磁界印加層に接するように配置される。
【0010】
また、一般的に、MR素子は、下部シールド層と上部シールド層とによって挟まれるように配置される。MR素子と下部シールド層との間には、絶縁膜である下部シールドギャップ膜が配置される。同様に、MR素子と上部シールド層との間には、絶縁膜である上部シールドギャップ膜が配置される。MR素子と下部シールドギャップ膜との間には、MR素子を構成する磁性層の配向性向上や磁気特性向上のために、下地層が配置される場合がある。この下地層の材料としては、例えばTaまたはCr化合物が用いられる。また、MR素子と上部シールドギャップ膜との間には、MR素子を構成する膜を形成した後の工程において、この膜を保護するための保護層が配置される場合がある。この保護層の材料としては、例えばTaが用いられる。
【0011】
ここで、図25ないし図28を参照して、再生ヘッドの製造方法の一例について説明する。この製造方法では、まず、図25に示したように、例えばNiFeよりなる下部シールド層103の上に、例えばアルミナ(Al2O3)よりなる下部シールドギャップ膜104を形成する。次に、下部シールドギャップ膜104の上に下地層105を形成する。次に、下地層105の上に、MR素子を形成するためのMR素子用膜106Pを形成する。次に、MR素子用膜106Pの上に保護層107を形成する。次に、保護層107の上に、エッチングによってMR素子用膜106Pをパターニングするためのマスク108を形成する。このマスク108は、フォトリソグラフィによってパターニングされたフォトレジスト層によって形成される。また、マスク108は、リフトオフしやすいように、断面がT形となる形状、すなわち底部に近い部分の幅が上部に近い部分の幅よりも小さい形状に形成される。
【0012】
次に、図26に示したように、例えば、イオンビームの進行方向が下部シールド層103の上面に垂直な方向に対して5〜10°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行って、保護層107、MR素子用膜106Pおよび下地層105を部分的にエッチングする。これにより、保護層107、MR素子用膜106Pおよび下地層105がパターニングされる。パターニングされたMR素子用膜106PはMR素子106となる。
【0013】
次に、図27に示したように、マスク108を残したまま、ここまでの工程で得られた積層体の上面全体の上に、スパッタ法によって、バイアス磁界印加層を形成するための硬磁性層109Pを形成する。硬磁性層109Pは例えばCoPtによって形成される。次に、マスク108をリフトオフする。これにより残った硬磁性層109Pによって、一対のバイアス磁界印加層109が形成される。
【0014】
次に、図28に示したように、一対のバイアス磁界印加層109の上に、一対の電極層110を形成する。電極層110は、例えばAuとTaの積層膜よりなる。次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる上部シールドギャップ膜111を形成する。次に、図示しないが、積層体の上面全体の上に、上部シールド層を形成する。
【0015】
ところで、例えば特許文献1および2に記載されているように、MR素子の両側にバイアス磁界印加層を配置すると、MR素子においてバイアス磁界印加層に隣接する端部近傍に、バイアス磁界印加層からの磁界によって磁化の方向の変化が制限されて感度が低下する領域(以下、感度低下領域と言う。)が生じることが知られている。そのため、電極層をMR素子に重ならないように配置した場合には、センス電流が感度低下領域を通過するため、再生ヘッドの出力が低下するという問題があった。この問題は、再生ヘッドのトラック幅が小さくなるほど顕著になる。
【0016】
この問題を解決するために、例えば特許文献1および2に記載されているように、電極層をMR素子に部分的に重なる(以下、オーバーラップすると言う。)ように配置することが行われている。このように、再生ヘッドを、MR素子の両側にバイアス磁界印加層を配置すると共に電極層をMR素子にオーバーラップするように配置した構造(以下、電極層オーバーラップ構造と言う。)とすることによって、再生ヘッドの出力の低下を防止しながら、バルクハウゼンノイズを低減することが可能になる。
【0017】
ここで、図29ないし図31を参照して、電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドの製造方法の一例について説明する。この製造方法では、バイアス磁界印加層109を形成する工程までは、図25ないし図27を参照して説明した工程と同様である。
【0018】
この製造方法では、次に、図29に示したように、マスク108をリフトオフした後、保護層107の上に、リフトオフ法によって電極層を形成するためのマスク112を形成する。このマスク112は、フォトリソグラフィによってパターニングされたフォトレジスト層によって形成される。また、マスク112は、図25ないし図27に示したマスク108に比べて幅が小さくなっている。また、マスク112は、リフトオフしやすいように、断面がT形となる形状に形成される。
【0019】
次に、図30に示したように、積層体の上面全体の上に、スパッタ法によって電極層を形成するための電極用膜113Pを形成する。この電極用膜113Pは、例えばAuとTaの積層膜よりなる。
【0020】
次に、図31に示したように、マスク112をリフトオフする。これにより残った電極用膜113Pによって、一対の電極層113が形成される。電極層113は、MR素子106にオーバーラップするように配置される。その後、図示しないが、積層体の上面全体の上に、上部シールドギャップ膜と上部シールド層を、順に形成する。このようにして製造される再生ヘッドでは、一対の電極層113の間隔が再生ヘッドの光学的なトラック幅となる。
【0021】
【特許文献1】
特開平11−224411号公報(第3−5ページ、図1−3)
【特許文献2】
特開2000−76629号公報(第5,6ページ、図1,3,5)
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
図29ないし図31に示した再生ヘッドの製造方法では、MR素子106の幅および一対のバイアス磁界印加層109の間隔を決定するマスク108と、一対の電極層113の間隔の間隔を決定するマスク112の2つのマスクが必要になる。通常、電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドでは、電極層113は、バイアス磁界印加層109の端部からMR素子106の幅方向の中央部に向けて、例えば0.1〜0.2μmの幅だけオーバーラップするように形成される。また、2つの電極層113のオーバーラップ量は同じになるように制御される。従って、マスク108,112の位置合わせが非常に重要になる。
【0023】
しかし、図29ないし図31に示した再生ヘッドの製造方法では、マスク108を用いてMR素子106およびバイアス磁界印加層109をパターニングし、マスク112を用いて電極層113をパターニングする。そのため、この製造方法では、2つの電極層113を、設計通りの位置に配置することは非常に難しい。その結果、この製造方法では、例えば、実際のトラック幅が設計値と異なる場合があるという問題点や、少なくとも一方の電極層113のオーバーラップ量が設計値よりも小さくなって、電極層オーバーラップ構造による再生ヘッドの出力低下防止効果が低下する場合があるという問題点がある。
【0024】
上記の問題点を解決するために、次に説明するような再生ヘッドの製造方法を用いることが考えられる。この製造方法では、1つのマスクを用いて、自己整合的にMR素子、バイアス磁界印加層および電極層をパターニングする。この製造方法を、図32ないし図34を参照して説明する。この製造方法では、保護層107を形成する工程までは、図25を参照して説明した工程と同様である。
【0025】
この製造方法では、次に、図32に示したように、保護層107の上に、MR素子、バイアス磁界印加層および電極層をパターニングするためのマスク114を形成する。このマスク114は、フォトリソグラフィによってパターニングされたフォトレジスト層によって形成される。また、マスク114は、リフトオフしやすいように、断面がT形となる形状に形成される。以下、マスク114のうち、底部に近く幅が小さい部分を根元部と言う。
【0026】
次に、例えば、イオンビームの進行方向が下部シールド層103の上面に垂直な方向に対して5〜10°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行って、保護層107、MR素子用膜106Pおよび下地層105を部分的にエッチングする。これにより、保護層107、MR素子用膜106Pおよび下地層105がパターニングされる。パターニングされたMR素子用膜106PはMR素子106となる。
【0027】
次に、イオンビームの進行方向が下部シールド層103の上面に垂直な方向に対して0〜5°の角度をなすようにイオンビームデポジションを行って、積層体の上面全体の上に、バイアス磁界印加層を形成するための硬磁性層109Pを形成する。硬磁性層109Pは例えばCoPtによって形成される。なお、図32中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0028】
次に、図33に示したように、マスク114を残したまま、イオンビームの進行方向が下部シールド層103の上面に垂直な方向に対して45°の角度をなすようにイオンビームデポジションを行って、積層体の上面全体の上に、電極層を形成するための電極用膜113Pを形成する。この電極用膜113Pは、例えばAuよりなる。保護層107の上において、電極用膜113Pは、マスク114の根元部近傍の位置まで形成される。なお、図33中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0029】
次に、図34に示したように、マスク114をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層109Pによって一対のバイアス磁界印加層109が形成され、残った電極用膜113Pによって一対の電極層113が形成される。次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる上部シールドギャップ膜115を形成する。次に、図示しないが、積層体の上面全体の上に、上部シールド層を形成する。
【0030】
図32ないし図34に示した製造方法によれば、図29ないし図31に示した製造方法における問題点を解決することができる。しかしながら、図32ないし図34に示した製造方法では、以下のような2つの問題点がある。
【0031】
まず、図35を参照して第1の問題点について説明する。図35は、図32ないし図34に示した製造方法によって製造される再生ヘッドを詳しく示す断面図である。図32ないし図34に示した製造方法では、図33に示したイオンビームデポジションの際に、保護層107の上において、マスク114の根元部近傍の部分にはイオンビームが当たりにくい。そのため、図35に示したように、電極層113のうち保護層107の上に形成される部分は、他の部分に比べて薄くなる。
【0032】
また、図32ないし図34に示した製造方法では、保護層107が形成された後、この保護層107の上にマスク114を形成するために、積層体が大気に暴露される。その結果、保護層107の上面側の一部が酸化されて酸化層117が形成される。保護層107がTaよりなる場合、酸化層117はTaO2よりなる。
【0033】
これらのことから、図32ないし図34に示した製造方法によって製造された再生ヘッドでは、電極層113のうちの保護層107の上に配置された部分の近傍では、電極層113とMR素子106との間のオーミック抵抗が大きくなる。その結果、この再生ヘッドでは、電極層113のうちの保護層107の上に配置された部分とMR素子106との間で電流が流れにくくなり、電極層オーバーラップ構造による再生ヘッドの出力低下防止効果が低下するという問題点がある。
【0034】
上記の問題点を解決するために、電極用膜113Pを形成する前に、マスク114の根元部近傍における酸化層117をドライエッチングによって除去することが考えられる。この場合には、酸化層117の除去を容易に行うことができるようにするために、断面がT形のマスク114の根元部の高さを大きくすることが好ましい。しかしながら、そうすると、以下のような問題点が発生する。
【0035】
この問題点について、図36および図37を参照して説明する。図36は、図33に示した工程によって電極用膜113Pを形成した後の積層体を詳しく示す断面図である。図36に示したように、イオンビームデポジションによって、マスク114の根元部の側面にも電極用膜113Pが形成される。以下、電極用膜113Pのうち、マスク114の根元部の側面に形成された部分を側壁部118と言う。
【0036】
図37に示したように、マスク114をリフトオフすると、保護層107の上に、導電性の側壁部118が残る。この側壁部118は、上部シールド層と接触して、上部シールド層とMR素子106との短絡を引き起こす。
【0037】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、読み出し用のトラック幅が小さくても、このトラック幅を精度よく決定することができ、且つ感度、出力および出力安定性を向上させることができるようにした磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの製造方法を提供することにある。
【0038】
【課題を解決するための手段】
本発明の磁気抵抗効果装置は、
互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有する磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置され、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置され、磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層とを備えている。
【0039】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有し、媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子と、
磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置され、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置され、磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層とを備えている。
【0040】
本発明の磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドにおいて、各電極層は、磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された第1層と、第1層に部分的に重なるように配置され、且つ第1層に電気的に接続された第2層とを有する。
【0041】
本発明の磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドによれば、電極層を形成する際に、磁気抵抗効果素子の上に、電極層の第1層となる電極用膜を形成した後、この電極用膜の上に第2層を形成し、この第2層をマスクとして用いて、エッチングによって電極用膜をパターニングして第1層を形成することが可能になる。
【0042】
本発明の磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドは、更に、磁気抵抗効果素子の一方の面と第1層との間に配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層を備えていてもよい。
【0043】
本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法によって製造される磁気抵抗効果装置は、
互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有する磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置され、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置され、磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層と、
磁気抵抗効果素子の一方の面と電極層との間に配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備え、
各電極層は、保護層を介して磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された第1層と、第1層に電気的に接続された第2層とを有するものである。
【0044】
本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法によって製造される薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に対向する媒体対向面と、
互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有し、媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子と、
磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置され、磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置され、磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層と、
磁気抵抗効果素子の一方の面と電極層との間に配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備え、
各電極層は、保護層を介して磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された第1層と、第1層に電気的に接続された第2層とを有するものである。
【0045】
本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
磁気抵抗効果素子となる素子用膜を形成する工程と、
素子用膜の上に保護層を形成する工程と、
保護層の上に電極層の第1層となる第1の電極用膜を形成する工程と、
バイアス磁界印加層を形成する工程と、
バイアス磁界印加層を形成する工程の後で、電極層の第2層を形成する工程とを備え、
第1の電極用膜を形成する工程は、保護層を形成する工程の後で、保護層が大気に暴露される工程を途中に含むことなく連続的に第1の電極用膜を形成するものである。
【0046】
本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、第1の電極用膜を形成する工程の後で、第1の電極用膜の上に、エッチングによって第1の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニングするためのマスクを形成する工程と、このマスクを用いて、エッチングによって第1の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニングする工程とを備えていてもよい。この場合、バイアス磁界印加層を形成する工程は、マスクを残したまま、バイアス磁界印加層を形成してもよい。更に、第2層を形成する工程は、マスクを残したまま、第2層を形成してもよい。
【0047】
また、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法において、第2層は第1層に部分的に重なるように配置されてもよい。この場合、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、第1層を形成するために、第2層をマスクとして用いて、エッチングによって第1の電極用膜をパターニングする工程を備えていてもよい。あるいは、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、第2層を覆うように被覆層を形成する工程と、第1層を形成するために、被覆層をマスクとして用いて、エッチングによって第1の電極用膜をパターニングする工程を備えていてもよい。
【0048】
また、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、更に、バイアス磁界印加層を形成する工程と第2層を形成する工程との間において、バイアス磁界印加層のうち、第1の電極用膜の上に重なっている部分を選択的に除去する工程を備えていてもよい。
【0049】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
まず、図1および図2を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法について説明する。図1は薄膜磁気ヘッドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示し、図2は薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を示している。
【0050】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、例えばアルミニウムオキサイド・チタニウムカーバイド(Al2O3・TiC)よりなる基板1の上に、例えばアルミナ(Al2O3)よりなる絶縁層2を形成する。次に、絶縁層2の上に、パーマロイ(NiFe)等の磁性材料よりなる下部シールド層3を形成する。下部シールド層3は、例えば、フォトレジスト膜をマスクにして、めっき法によって、絶縁層2の上に選択的に形成する。次に、図示しないが、ここまでの工程で得られた積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる絶縁層を形成し、例えば化学機械研磨(以下、CMPと記す。)によって、下部シールド層3が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。次に、下部シールド層3の上に、絶縁膜としての下部シールドギャップ膜4を形成する。
【0051】
次に、下部シールドギャップ膜4の上に、磁気的信号検出用のMR素子5と、MR素子5に対して縦バイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層6と、MR素子5に電気的に接続される一対の電極層7とを形成する。MR素子5は、後述するエアベアリング面30が形成される位置の近傍に配置される。また、MR素子5は、互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有している。各バイアス磁界印加層6は、下部シールドギャップ膜4の上においてMR素子5の各側部に隣接するように配置される。
【0052】
電極層7は、MR素子5に対して信号検出用の電流(センス電流)を流す。各電極層7は、各バイアス磁界印加層6の一方の面(上面)に隣接し、且つMR素子5の一方の面(上面)にオーバーラップするように配置されている。また、各電極層7は、MR素子5の一方の面の一部に重なるように配置された第1層7aと、第1層7aに部分的に重なるように配置された第2層7bとを有している。第2層7bは、第1層7aに電気的に接続されている。第1層7aと第2層7bはいずれも導電性の材料によって形成される。なお、第1層7aの材料と第2層7bの材料は同じでもよいし、異なっていてもよい。なお、MR素子5、バイアス磁界印加層6および電極層7の形成方法については、後で詳しく説明する。
【0053】
次に、積層体の上面全体の上に、絶縁膜としての上部シールドギャップ膜8を形成する。次に、上部シールドギャップ膜8の上に、磁性材料よりなる上部シールド層9を選択的に形成する。次に、図示しないが、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる絶縁層を形成し、例えばCMPによって、上部シールド層9が露出するまで研磨して、表面を平坦化処理する。
【0054】
次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる絶縁層10を形成する。次に、絶縁層10の上に、下部磁極層11の第1の層11aを形成する。次に、この第1の層11aの上に、下部磁極層11の第2の層11bおよび第3の層11cを形成する。第1の層11a、第2の層11bおよび第3の層11cは、いずれも磁性材料によって形成される。第2の層11bは、下部磁極層11の磁極部分を形成し、第1の層11aの後述する記録ギャップ層側(図2において上側)の面に接続される。第3の層11cは、第1の層11aと後述する上部磁極層とを接続するための部分であり、後述する薄膜コイルの中心の近傍の位置に配置される。第2の層11bのうち上部磁極層と対向する部分におけるエアベアリング面30とは反対側の端部の位置は、スロートハイトを規定する。スロートハイトとは、2つの磁極層が記録ギャップ層を介して対向する部分、すなわち磁極部分の、エアベアリング面30側の端部から反対側の端部までの長さ(高さ)をいう。
【0055】
次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる絶縁膜12を形成する。次に、絶縁膜12のうち、第1の層11aの上に配置された部分の上に、例えば銅(Cu)よりなる薄膜コイル13を形成する。この薄膜コイル13は、例えばフレームめっき法によって形成される。なお、図2において、符号13aは、薄膜コイル13を、後述するリードと接続するための接続部を示している。
【0056】
次に、積層体の上面全体の上に、例えばアルミナよりなる絶縁層14を形成する。次に、例えばCMPによって、下部磁極層11の第2の層11bおよび第3の層11cが露出するまで、絶縁層14を研磨して、表面を平坦化処理する。
【0057】
次に、積層体の上面全体を覆うように、アルミナ等の絶縁材料よりなる記録ギャップ層15を形成する。次に、エッチングによって、記録ギャップ層15のうちの下部磁極層11の第3の層11cの上に存在する部分および薄膜コイル13の接続部13aの上に存在する部分と、絶縁層14のうちの接続部13aの上に存在する部分とを選択的に除去する。これにより、第3の層11cの上と接続部13aの上とにそれぞれコンタクトホールが形成される。
【0058】
次に、記録ギャップ層15の上に、所定の形状にパターニングされた上部磁極層16およびリード17を形成する。これらは、いずれも磁性材料によって形成される。上部磁極層16は、第3の層11cの上のコンタクトホールを介して第3の層11cに接続される。また、リード17は、接続部13aの上のコンタクトホールを介して接続部13aに接続される。
【0059】
上部磁極層16は、エアベアリング面30に配置される一端部とエアベアリング面30から離れた位置に配置される他端部とを有するトラック幅規定部と、このトラック幅規定部の他端部に連結されたヨーク部とを含んでいる。ヨーク部の幅は、トラック幅規定部との境界位置ではトラック幅規定部の幅と等しく、トラック幅規定部から離れるに従って、徐々に大きくなった後、一定の大きさになっている。トラック幅規定部は、上部磁極層16における磁極部分である。
【0060】
次に、上部磁極層16をマスクとして用いて、記録ギャップ層15をエッチングする。次に、上部磁極層16のトラック幅規定部をマスクとして用いて、トラック幅規定部の周辺における下部磁極層11の第2の層11bの一部をエッチングする。これにより、図1に示したように、上部磁極層16の磁極部分、記録ギャップ層15および下部磁極層11の一部の各側壁が垂直に自己整合的に形成されたトリム(Trim)構造が形成される。このトリム構造によれば、狭トラックの書き込み時に発生する磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。第2の層11bのうち、記録ギャップ層15を介して上部磁極層16のトラック幅規定部と対向する部分は、下部磁極層11の磁極部分である。
【0061】
次に、積層体の上面全体を覆うように、例えばアルミナよりなるオーバーコート層18を形成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライダの研磨加工を行って、エアベアリング面30を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【0062】
このような製造方法によって製造される本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面としてのエアベアリング面30と再生ヘッド(磁気抵抗効果装置)と記録ヘッド(誘導型電磁変換素子)とを備えている。再生ヘッドは、エアベアリング面30の近傍に配置されたMR素子5と、エアベアリング面30側の一部がMR素子5を挟んで対向するように配置された、MR素子5をシールドするための下部シールド層3および上部シールド層9と、MR素子5と下部シールド層3との間に配置された下部シールドギャップ膜4と、MR素子5と上部シールド層9との間に配置された上部シールドギャップ膜8とを有している。再生ヘッドは、更に、MR素子5の各側部に隣接するように配置された一対のバイアス磁界印加層6と、下部シールドギャップ膜4およびバイアス磁界印加層6の上に配置されると共にMR素子5にオーバーラップしている一対の電極層7とを有している。再生ヘッドは、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置でもある。
【0063】
記録ヘッドは、エアベアリング面30側において互いに対向する磁極部分を含むと共に、互いに磁気的に連結された下部磁極層11および上部磁極層16と、下部磁極層11の磁極部分と上部磁極層16の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層15と、少なくとも一部が下部磁極層11と上部磁極層16との間に、これらに対して絶縁された状態で設けられた薄膜コイル13とを備えている。
【0064】
次に、図3を参照して、本実施の形態におけるMR素子5の構成について説明する。なお、図3中における矢印は磁化の方向の一例を表わしている。MR素子5は、下部シールドギャップ膜4の上に形成された下地層20の上に配置されている。MR素子5は、下地層20側から順に積層された反強磁性層21、ピンド層22、非磁性導電層23およびフリー層24を有している。フリー層24の上には保護層25が設けられている。この保護層25の上に、電極層7の一部と上部シールドギャップ膜8とが配置されるようになっている。
【0065】
下地層20は、反強磁性層21の配向性向上や磁気特性向上のために設けられる。下地層20の材料としては例えばTaまたはCr化合物が用いられる。下地層20の厚みは例えば3nmである。
【0066】
反強磁性層21は、ピンド層22における磁化の方向を固定するものである。反強磁性層21の材料としては例えばPtMnが用いられる。反強磁性層21の厚みは例えば25nmである。
【0067】
ピンド層22は、磁化の方向が固定された層である。本実施の形態におけるピンド層22は、非磁性スペーサ層22bと、この非磁性スペーサ層22bを挟むように配置された2つの強磁性層22a,22cとを含んでいる。ピンド層22は、反強磁性層21側から順に強磁性層22a、非磁性スペーサ層22b、強磁性層22cを積層することによって形成される。2つの強磁性層22a,22cは、反強磁性結合し、磁化の方向が互いに逆方向に固定されている。強磁性層22a,22cの材料としては例えばCoFeが用いられる。非磁性スペーサ層22bの材料としては例えばRuが用いられる。強磁性層22aの厚みは例えば2nmである。非磁性スペーサ層22bの厚みは例えば0.8nmである。強磁性層22cの厚みは例えば2.5nmである。
【0068】
非磁性導電層23の材料しては例えばCuが用いられる。非磁性導電層23の厚みは例えば2nmである。
【0069】
フリー層24は、記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層である。フリー層24の材料としては、例えばNiFeやCoFeが用いられる。フリー層24の厚みは例えば2〜3nmである。
【0070】
保護層25は、MR素子5を構成する各膜を形成した後の工程において、この膜を保護する。従って、保護層25はMR素子5を保護する。保護層25の材料としては例えばTaが用いられる。保護層25の厚みは例えば5nmである。
【0071】
このようにMR素子5は、互いに反対側を向く2つの面を有する非磁性導電層23と、この非磁性導電層23の一方の面(上面)に隣接するように配置されたフリー層24と、非磁性導電層23の他方の面(下面)に隣接するように配置され、磁化の方向が固定されたピンド層22と、このピンド層22における非磁性導電層23とは反対側の面に隣接するように配置され、ピンド層22における磁化の方向を固定する反強磁性層21とを有している。
【0072】
次に、図4ないし図10を参照して、本実施の形態における再生ヘッド、すなわち本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の構成とその製造方法について詳しく説明する。図4ないし図10は、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明するための断面図である。
【0073】
本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法では、まず、図4に示したように、下部シールドギャップ膜4の上に下地層20を形成する。次に、下地層20の上に、MR素子5を形成するためのMR素子用膜5Pを形成する。次に、MR素子用膜5Pの上に保護層25を形成する。MR素子用膜5Pを構成する複数の層の配置、材料および厚みは、図3を参照して説明したMR素子5におけるそれらと同様である。また、下地層20および保護層25の材料および厚みも、図3を参照して説明した下地層20および保護層25のそれらと同様である。
【0074】
次に、保護層25の上に、電極層7の第1層7aを形成するための第1の電極用膜31を形成する。電極用膜31の材料としては例えばAuが用いられる。電極用膜31の厚みは例えば30nmである。
【0075】
下地層20、MR素子用膜5P、保護層25および電極用膜31は、例えばスパッタ法によって、大気に暴露される工程を途中に含むことなく、真空中で連続的に形成される。
【0076】
次に、図5に示したように、電極用膜31の上に、エッチングによって電極用膜31、保護層25、MR素子用膜5Pおよび下地層20をパターニングするためのマスク32を形成する。このマスク32は、フォトリソグラフィによってパターニングされたフォトレジスト層によって形成される。また、マスク32は、リフトオフしやすいように、断面がT形となる形状、すなわち底部に近い部分の幅が上部に近い部分の幅よりも小さい形状に形成される。また、マスク32の高さは例えば600nmとする。
【0077】
次に、図6に示したように、例えば、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して10°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行って、電極用膜31、保護層25、MR素子用膜5Pおよび下地層20を部分的にエッチングする。これにより、電極用膜31、保護層25、MR素子用膜5Pおよび下地層20がパターニングされる。パターニングされたMR素子用膜5PはMR素子5となる。
【0078】
次に、マスク32を残したまま、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して0〜5°の角度をなすようにイオンビームデポジションを行って、積層体の上面全体の上に、バイアス磁界印加層6を形成するための硬磁性層6Pを形成する。硬磁性層6Pは例えばCoPtによって形成される。また、硬磁性層6Pの厚みは例えば30〜50nmである。なお、図6中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0079】
次に、図7に示したように、マスク32を残したまま、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して傾くようにイオンビームデポジションを行って、積層体の上面全体の上に、電極層7の第2層7bを形成するための第2の電極用膜33を形成する。イオンビームの進行方向と下部シールド層3の上面に垂直な方向とがなす角度は例えば40°〜75°である。また、イオンビームの進行方向と下部シールド層3の上面に垂直な方向とがなす角度が例えば10°〜75°の範囲内で変化するように、イオンビームをスイープさせてもよい。電極用膜33の材料としては例えばAuが用いられる。電極用膜33の厚みは例えば50〜80nmである。電極用膜33は、硬磁性層6Pの上に形成されると共に、電極用膜31にオーバーラップするように形成される。なお、図7中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0080】
次に、図8に示したように、マスク32をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層6Pによって一対のバイアス磁界印加層6が形成され、残った電極用膜33によって一対の第2層7bが形成される。一対の第2層7bのうち電極用膜31の上に配置された各部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【0081】
次に、図9に示したように、第2層7bをマスクとして用いて、ドライエッチングを行って、電極用膜31を部分的にエッチングする。これにより、第2層7bの下に残った電極用膜31によって一対の第1層7aが形成される。一対の第1層7aの間隔は、再生ヘッドの光学的なトラック幅となる。電極用膜31のエッチング方法としては、イオンビームエッチング、スパッタエッチング、反応性スパッタエッチング、反応性イオンエッチングあるいはプラズマエッチングを用いることができる。スパッタエッチングとしては、DC(直流)マグネトロン型や、RF(高周波)型等の種々のタイプのエッチング方法を用いることができる。また、電極用膜31のエッチングの際に使用するガスは、Ar、He、Kr等である。ここでは、一例として、平行平板型スパッタエッチング装置によって、アルゴンガスイオンを用いたスパッタエッチングを行って、電極用膜31をエッチングするものとする。また、図9に示したように、一対の第1層7aの互いに対向する側面の間隔が上側ほど大きくなるように、電極用膜31のエッチングを行ってもよい。なお、図9中の矢印はエッチングにおけるイオンの進行方向を表わしている。
【0082】
次に、図10に示したように、積層体の上面全体の上に、上部シールドギャップ膜8を形成する。次に、積層体の上面全体の上に、上部シールド層9を形成する。上部シールドギャップ膜8の厚みは例えば30nmであり、上部シールド層9の厚みは例えば1.8μmである。
【0083】
以上説明したように、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの製造方法では、MR素子5の各側部に隣接するように一対のバイアス磁界印加層6を設けると共に、一対の電極層7をMR素子5の上面にオーバーラップするように配置している。これにより、本実施の形態によれば、磁気抵抗効果装置(再生ヘッド)の出力の低下を防止しながらバルクハウゼンノイズを低減することが可能になり、磁気抵抗効果装置(再生ヘッド)の感度、出力および出力安定性を向上させることができる。
【0084】
本実施の形態では、電極層7は、保護層25を介してMR素子5の一方の面(上面)の一部に重なるように配置された第1層7aと、この第1層7aに部分的に重なるように配置され、且つ第1層7aに電気的に接続された第2層7bとを有している。電極層7をこのような構造とすることにより、保護層25と電極用膜31とを連続的に形成し、且つ、1つのマスク32を用いて、自己整合的にMR素子5、バイアス磁界印加層6および電極層7をパターニングすることが可能になる。
【0085】
すなわち、本実施の形態では、保護層25が大気に暴露される工程を途中に含むことなく、真空中で保護層25と電極用膜31とを連続的に形成している。本実施の形態では、その後、1つのマスク32を用いて、MR素子5をパターニングすると共に、バイアス磁界印加層6および電極層7の第2層7bを形成している。更に、本実施の形態では、第2層7bをマスクとして用いて、電極用膜31を部分的にエッチングすることにより、第2層7bの下に残った電極用膜31によって、電極層7の第1層7aを形成している。従って、本実施の形態によれば、保護層25が酸化されることによって電極層7とMR素子5との間のオーミック抵抗が大きくなることを防止することができる。その結果、本実施の形態によれば、電極層オーバーラップ構造による効果が低下することを防止することができる。
【0086】
また、本実施の形態によれば、1つのマスク32を用いて、自己整合的にMR素子5、バイアス磁界印加層6および電極層7をパターニングすることができる。従って、本実施の形態によれば、電極層7を設計通りの位置に精度よく配置することが可能になる。その結果、本実施の形態によれば、読み出し用の再生ヘッドのトラック幅が小さくても、このトラック幅を精度よく決定することが可能になると共に、電極層オーバーラップ構造による効果が低下することを防止することができる。
【0087】
また、本実施の形態では、電極層7を形成する前に保護層上の酸化層を除去する必要がないので、マスク32の根元部の高さを必要以上に大きくする必要がない。従って、本実施の形態によれば、マスク32の根元部の高さを大きくした場合の問題、すなわち、導電性の側壁部によって上部シールド層とMR素子との短絡を引き起こされるという問題を回避することができる。
【0088】
[第2の実施の形態]
次に、図11ないし図14を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの製造方法について説明する。図11ないし図14は、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明するための断面図である。
【0089】
本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法では、図6に示した硬磁性層6Pを形成する工程までは、第1の実施の形態と同様である。本実施の形態では、次に、図11に示したように、マスク32を残したまま、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して傾くようにイオンビームデポジションを行って、積層体の上面全体の上に、電極層7の第2層7bを形成するための第2の電極用膜33を形成する。イオンビームの進行方向と下部シールド層3の上面に垂直な方向とがなす角度は例えば40°〜75°である。また、イオンビームの進行方向と下部シールド層3の上面に垂直な方向とがなす角度が例えば10°〜75°の範囲内で変化するように、イオンビームをスイープさせてもよい。電極用膜33の材料としては例えばAuが用いられる。電極用膜33の厚みは例えば40〜60nmである。電極用膜33は、硬磁性層6Pの上に形成されると共に、電極用膜31にオーバーラップするように形成される。なお、図11中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0090】
次に、電極用膜33を覆うように被覆層41を形成する。被覆層41は、電極用膜33を形成した後の工程において、電極用膜33を保護する。被覆層41の材料としては、高融点金属材料や絶縁材料を用いることができる。高融点金属材料としては、例えばTa、Mo、W、Ni、Cr、Ti、TiW、TaNを用いることができる。絶縁材料としては例えばAl2O3を用いることができる。被覆層41の厚みは例えば10〜60nmである。被覆層41が高融点金属材料によって形成される場合には、被覆層41は、例えばイオンビームデポジションによって形成される。被覆層41がAl2O3によって形成される場合には、被覆層41は、例えば化学的気相成長(CVD)法によって形成される。
【0091】
次に、図12に示したように、マスク32をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層6Pによって一対のバイアス磁界印加層6が形成され、残った電極用膜33によって一対の第2層7bが形成される。一対の第2層7bのうち電極用膜31の上に配置された各部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【0092】
次に、図13に示したように、被覆層41をマスクとして用いてドライエッチングを行って、電極用膜31を部分的にエッチングする。これにより、第2層7bの下に残った電極用膜31によって一対の第1層7aが形成される。一対の第1層7aの間隔は再生ヘッドのトラック幅を決定する。電極用膜31のエッチング方法は、第1の実施の形態と同様である。なお、図13中の矢印はエッチングにおけるイオンの進行方向を表わしている。
【0093】
次に、図14に示したように、積層体の上面全体の上に、上部シールドギャップ膜8と上部シールド層9を順に形成する。これらの厚みは第1の実施の形態と同様である。
【0094】
以上説明したように、本実施の形態では、電極層7の第2層7bとなる電極用膜33を覆うように被覆層41を形成し、この被覆層41をマスクとして用いて、電極用膜31を部分的にエッチングして第1層7aを形成する。従って、本実施の形態によれば、電極用膜31をエッチングする際に第2層7bの形状が崩れることを防止することができる。これにより、再生ヘッドのトラック幅を精度よく決定することが可能になる。
【0095】
また、本実施の形態において、被覆層41をAl2O3等の絶縁材料で形成した場合には、電極層7と上部シールド層9との間の電気的絶縁性を向上させることができる。また、これにより、MR素子5と上部シールド層9との間の電気的絶縁性を向上させることができる。
【0096】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1の実施の形態と同様である。
【0097】
[第3の実施の形態]
次に、図15ないし図17を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの製造方法について説明する。図15ないし図17は、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明するための断面図である。
【0098】
本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法では、図6に示した硬磁性層6Pを形成する工程までは、第1の実施の形態と同様である。本実施の形態では、次に、図15に示したように、例えば、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して40°〜75°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行って、硬磁性層6Pのうち、電極用膜31の上に重なっている部分を選択的に除去する。なお、図15中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0099】
次に、図16に示したように、マスク32を残したまま、積層体の上面全体の上に電極用膜33を形成する。この電極用膜33の形成方法や材料や厚みは第2の実施の形態と同様である。電極用膜33は、硬磁性層6Pの上に形成されると共に、電極用膜31にオーバーラップするように形成される。
【0100】
次に、電極用膜33を覆うように被覆層41を形成する。被覆層41の材料や厚みや形成方法は、第2の実施の形態と同様である。
【0101】
次に、マスク32をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層6Pによって一対のバイアス磁界印加層6が形成され、残った電極用膜33によって一対の第2層7bが形成される。一対の第2層7bのうち電極用膜31の上に配置された各部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【0102】
次に、図17に示したように、第2の実施の形態と同様に、被覆層41をマスクとして用いてドライエッチングを行って、電極用膜31を部分的にエッチングする。これにより、第2層7bの下に残った電極用膜31によって一対の第1層7aが形成される。一対の第1層7aの間隔は再生ヘッドのトラック幅を決定する。電極用膜31のエッチング方法は、第1の実施の形態と同様である。
【0103】
次に、積層体の上面全体の上に、上部シールドギャップ膜8と上部シールド層9を順に形成する。これらの厚みは第1の実施の形態と同様である。
【0104】
以上説明したように、本実施の形態では、硬磁性層6Pのうち、電極用膜31の上に重なっている部分を選択的に除去している。これにより、電極層7の第1層7aと第2層7bとの接触面積を増大させ、両者の間の電気的抵抗を小さくすることができる。
【0105】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1または第2の実施の形態と同様である。
【0106】
[第4の実施の形態]
次に、図18ないし図24を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドならびにそれらの製造方法について説明する。図18ないし図24は、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法を説明するための断面図である。
【0107】
本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法では、電極用膜31の上にマスク32を形成する工程までは、第1の実施の形態と同様である。本実施の形態では、次に、図18に示したように、例えば、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して10°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行って、電極用膜31、保護層25、およびMR素子用膜5Pのうちのフリー層24を部分的にエッチングする。本実施の形態では、このとき、MR素子用膜5Pのうちのフリー層24よりも下側の層と下地層20はエッチングしない。エッチング後のMR素子用膜5PはMR素子5となる。本実施の形態におけるMR素子5では、フリー層24の2つの側部がMR素子5の2つの側部ということになる。
【0108】
次に、図19に示したように、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して0〜5°の角度をなすようにイオンビームデポジションを行って、積層体の上面全体の上に、バイアス磁界印加層6を形成するための硬磁性層6Pを形成する。硬磁性層6Pの材料や厚みは第1の実施の形態と同様である。
【0109】
次に、図20に示したように、例えば、イオンビームの進行方向が下部シールド層3の上面に垂直な方向に対して40°〜75°の角度をなすようにイオンビームエッチングを行って、硬磁性層6Pのうち、電極用膜31の上に重なっている部分を選択的に除去する。なお、図20中の矢印はイオンビームを表わしている。
【0110】
次に、図21に示したように、マスク32を残したまま、積層体の上面全体の上に電極用膜33を形成する。この電極用膜33の形成方法や材料や厚みは第2の実施の形態と同様である。電極用膜33は、硬磁性層6Pの上に形成されると共に、電極用膜31にオーバーラップするように形成される。
【0111】
次に、電極用膜33を覆うように被覆層41を形成する。被覆層41の材料や厚みや形成方法は、第2の実施の形態と同様である。
【0112】
次に、図22に示したように、マスク32をリフトオフする。これにより、残った硬磁性層6Pによって一対のバイアス磁界印加層6が形成され、残った電極用膜33によって一対の第2層7bが形成される。一対の第2層7bのうち電極用膜31の上に配置された各部分は、所定の間隔を開けて隔てられている。
【0113】
次に、図23に示したように、第2の実施の形態と同様に、被覆層41をマスクとして用いてドライエッチングを行って、電極用膜31を部分的にエッチングする。これにより、第2層7bの下に残った電極用膜31によって一対の第1層7aが形成される。一対の第1層7aの間隔は再生ヘッドのトラック幅を決定する。電極用膜31のエッチング方法は、第1の実施の形態と同様である。
【0114】
次に、図24に示したように、積層体の上面全体の上に、上部シールドギャップ膜8と上部シールド層9を順に形成する。これらの厚みは第1の実施の形態と同様である。
【0115】
本実施の形態におけるその他の構成、作用および効果は、第1ないし第3のいずれかの実施の形態と同様である。
【0116】
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。例えば、MR素子の層の構成は、実施の形態に示した例に対して、各層の順序が逆であってもよい。
【0117】
また、実施の形態では、基体側に読み取り用の磁気抵抗効果装置を形成し、その上に、書き込み用の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【0118】
また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、読み取り用の磁気抵抗効果装置だけを備えた構成としてもよい。
【0119】
また、本発明の磁気抵抗効果装置は、薄膜磁気ヘッドの再生ヘッドに限らず、回転位置センサ、磁気センサ、電流センサ等にも適用することができる。
【0120】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気抵抗効果装置もしくは本発明の薄膜磁気ヘッドでは、電極層は、磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された第1層と、第1層に部分的に重なるように配置され、且つ第1層に電気的に接続された第2層とを有している。これにより、本発明によれば、磁気抵抗効果素子と電極層との間のオーミック抵抗が大きくなることを防止することが可能になると共に、電極層を設計通りの位置に精度よく配置することが可能になる。従って、本発明によれば、磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドにおいて、読み出し用のトラック幅が小さくても、このトラック幅を精度よく決定することができ、且つ感度、出力および出力安定性を向上させることができるという効果を奏する。
【0121】
また、本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法もしくは本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法において、電極層は、保護層を介して磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された第1層と、第1層に電気的に接続された第2層とを有する。本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁気抵抗効果素子となる素子用膜の上に保護層を形成した後、保護層が大気に暴露される工程を途中に含むことなく連続的に、電極層の第1層となる第1の電極用膜を形成する。本発明によれば、磁気抵抗効果素子と電極層との間のオーミック抵抗が大きくなることを防止することが可能になると共に、電極層を設計通りの位置に精度よく配置することが可能になる。従って、本発明によれば、磁気抵抗効果装置または薄膜磁気ヘッドの感度、出力および出力安定性を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの磁極部分のエアベアリング面に平行な断面を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドのエアベアリング面および基板の上面に垂直な断面を示す断面図である。
【図3】本発明の第1の実施の形態におけるMR素子の構成を示す斜視図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図5】図4に続く工程を説明するための断面図である。
【図6】図5に続く工程を説明するための断面図である。
【図7】図6に続く工程を説明するための断面図である。
【図8】図7に続く工程を説明するための断面図である。
【図9】図8に続く工程を説明するための断面図である。
【図10】図9に続く工程を説明するための断面図である。
【図11】本発明の第2の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図12】図11に続く工程を説明するための断面図である。
【図13】図12に続く工程を説明するための断面図である。
【図14】図13に続く工程を説明するための断面図である。
【図15】本発明の第3の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図16】図15に続く工程を説明するための断面図である。
【図17】図16に続く工程を説明するための断面図である。
【図18】本発明の第4の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法における一工程を説明するための断面図である。
【図19】図18に続く工程を説明するための断面図である。
【図20】図19に続く工程を説明するための断面図である。
【図21】図20に続く工程を説明するための断面図である。
【図22】図21に続く工程を説明するための断面図である。
【図23】図22に続く工程を説明するための断面図である。
【図24】図23に続く工程を説明するための断面図である。
【図25】再生ヘッドの製造方法の一例における一工程を説明するための断面図である。
【図26】図25に続く工程を説明するための断面図である。
【図27】図26に続く工程を説明するための断面図である。
【図28】図27に続く工程を説明するための断面図である。
【図29】電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドの製造方法の一例における一工程を説明するための断面図である。
【図30】図29に続く工程を説明するための断面図である。
【図31】図30に続く工程を説明するための断面図である。
【図32】電極層オーバーラップ構造の再生ヘッドの製造方法の他の例における一工程を説明するための断面図である。
【図33】図32に続く工程を説明するための断面図である。
【図34】図33に続く工程を説明するための断面図である。
【図35】図32ないし図34に示した製造方法によって製造される再生ヘッドを詳しく示す断面図である。
【図36】図33に示した工程によって電極用膜を形成した後の積層体を詳しく示す断面図である。
【図37】図36に示した積層体からマスクをリフトオフした後の積層体を示す断面図である。
【符号の説明】
1…基板、2…絶縁層、3…下部シールド層、4…下部シールドギャップ膜、5…MR素子、6…バイアス磁界印加層、7…電極層、7a…第1層、7b…第2層、8…上部シールドギャップ膜、9…上部シールド層、10…絶縁層、11…下部磁極層、12…絶縁膜、13…薄膜コイル、14…絶縁層、15…記録ギャップ層、16…上部磁極層、18…オーバーコート層、25…保護層、31…第1の電極用膜、32…マスク、33…第2の電極用膜。
Claims (10)
- 互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置され、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層と、
前記磁気抵抗効果素子の一方の面と前記電極層との間に配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備え、
前記一対の電極層は、前記保護層を介して前記磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された一対の第1層と、前記一対の第1層に部分的に重なるように配置され、且つ前記一対の第1層に電気的に接続された一対の第2層とを有する磁気抵抗効果装置を製造する方法であって、
前記磁気抵抗効果素子となる素子用膜を形成する工程と、
前記素子用膜の上に前記保護層を形成する工程と、
前記保護層の上に前記電極層の第1層となる第1の電極用膜を形成する工程と、
前記バイアス磁界印加層を形成する工程と、
前記バイアス磁界印加層を形成する工程の後で、前記電極層の第2層を形成する工程とを備え、
前記第1の電極用膜を形成する工程は、前記保護層を形成する工程の後で、保護層が大気に暴露される工程を途中に含むことなく連続的に第1の電極用膜を形成し、
更に、前記第2層を覆うと共に前記第1の電極用膜の上面に接するように被覆層を形成する工程と、前記第1層を形成するために、前記被覆層をマスクとして用いて、エッチングによって前記第1の電極用膜をパターニングする工程を備え、
前記一対の第1層の上面の間隔は、前記一対の被覆層の間隔によって決まることを特徴とする磁気抵抗効果装置の製造方法。 - 更に、前記第1の電極用膜を形成する工程の後で、第1の電極用膜の上に、エッチングによって第1の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニングするためのマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて、エッチングによって第1の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニングする工程とを備えたことを特徴とする請求項1記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。 - 前記バイアス磁界印加層を形成する工程は、前記マスクを残したまま、バイアス磁界印加層を形成することを特徴とする請求項2記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
- 前記第2層を形成する工程は、前記マスクを残したまま、第2層を形成することを特徴とする請求項3記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
- 更に、前記バイアス磁界印加層を形成する工程と前記第2層を形成する工程との間において、前記バイアス磁界印加層のうち、前記第1の電極用膜の上に重なっている部分を選択的に除去する工程を備えたことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
- 記録媒体に対向する媒体対向面と、
互いに反対側を向く2つの面と、2つの側部とを有し、前記媒体対向面の近傍に配置された磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置され、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加する一対のバイアス磁界印加層と、
それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して信号検出用の電流を流す一対の電極層と、
前記磁気抵抗効果素子の一方の面と前記電極層との間に配置され、磁気抵抗効果素子を保護する保護層とを備え、
前記一対の電極層は、前記保護層を介して前記磁気抵抗効果素子の一方の面の一部に重なるように配置された一対の第1層と、前記一対の第1層に部分的に重なるように配置され、且つ前記一対の第1層に電気的に接続された一対の第2層とを有する薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、
前記磁気抵抗効果素子となる素子用膜を形成する工程と、
前記素子用膜の上に前記保護層を形成する工程と、
前記保護層の上に前記電極層の第1層となる第1の電極用膜を形成する工程と、
前記バイアス磁界印加層を形成する工程と、
前記バイアス磁界印加層を形成する工程の後で、前記電極層の第2層を形成する工程とを備え、
前記第1の電極用膜を形成する工程は、前記保護層を形成する工程の後で、保護層が大気に暴露される工程を途中に含むことなく連続的に第1の電極用膜を形成し、
更に、前記第2層を覆うと共に前記第1の電極用膜の上面に接するように被覆層を形成する工程と、前記第1層を形成するために、前記被覆層をマスクとして用いて、エッチングによって前記第1の電極用膜をパターニングする工程を備え、
前記一対の第1層の上面の間隔は、前記一対の被覆層の間隔によって決まることを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 更に、前記第1の電極用膜を形成する工程の後で、第1の電極用膜の上に、エッチングによって第1の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニングするためのマスクを形成する工程と、
前記マスクを用いて、エッチングによって第1の電極用膜、保護層および素子用膜をパターニングする工程とを備えたことを特徴とする請求項6記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。 - 前記バイアス磁界印加層を形成する工程は、前記マスクを残したまま、バイアス磁界印加層を形成することを特徴とする請求項7記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 前記第2層を形成する工程は、前記マスクを残したまま、第2層を形成することを特徴とする請求項8記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
- 更に、前記バイアス磁界印加層を形成する工程と前記第2層を形成する工程との間において、前記バイアス磁界印加層のうち、前記第1の電極用膜の上に重なっている部分を選択的に除去する工程を備えたことを特徴とする請求項6ないし9のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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