JP4185528B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、薄膜磁気ヘッドに関する。
ハードディスク等の磁気媒体の磁気情報を読取る薄膜磁気ヘッドとして、磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto Resistive）素子という）と、ＭＲ素子の上下両側に非磁性絶縁層を介して設けられた磁気シールド層とを備えた薄膜磁気ヘッドが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−２８８８０６号公報
ところで、薄膜磁気ヘッドに含まれる再生ヘッドの特性として、バルクハウゼンノイズが小さいものが求められている。
そこで、本発明は、バルクハウゼンノイズを十分に低減させることが可能な薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とする。
バルクハウゼンノイズは、ＭＲ素子に含まれるフリー層の磁化方向が擾乱を受けることによって、再生ヘッドの磁気信号中に発生する。これは、磁気シールド層の磁区構造が外部からの衝撃や外部磁場の変化等によって容易に遷移し、フリー層の磁化方向を不規則に変動させるためである。
そこで、本発明者等は、バルクハウゼンノイズを十分に低減させ得る薄膜磁気ヘッドについて鋭意研究を行った。その結果、本発明者等は、特に、一対の磁気シールド層の間であって、一対の磁気シールド層の媒体対向面を形成する端面と反対側に位置する端面側に硬磁性層又は反強磁性層を設けることで、磁気シールド層の磁区構造を安定化させることができるという新たな事実を見出すに至った。
かかる研究結果を踏まえ、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、媒体対向面を有する薄膜磁気ヘッドであって、媒体対向面を形成する第１の端面及びその第１の端面の反対側に位置する第２の端面をそれぞれ有し、互いに対向する一対の磁気シールド層と、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、第１の端面側に位置する磁気抵抗効果素子と、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加層と、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、第２の端面側に位置する硬磁性層とを備え、硬磁性層の第１の端面に直交する方向の長さが、磁気シールド層の第１の端面と第２の端面との間の長さの１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定されている。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、硬磁性層が、一対の磁気シールド層の間に位置している。このため、硬磁性層から発生する静磁界が各磁気シールド層に作用する。これにより、磁気シールド層における磁区の磁化方向が硬磁性層による静磁界の向きと逆である場合には、磁気エネルギー的に不利となって、静磁界と逆向きの磁気モーメントを持つ当該磁区の領域が縮小することとなる。一方、磁気シールド層における磁区の磁化方向が硬磁性層による静磁界の向きと同じである場合には、磁気エネルギー的に有利となって、静磁界と同じ向きの磁気モーメントを持つ当該磁区の領域が拡大することとなる。このとき、硬磁性層が磁気シールド層の媒体対向面を形成する第１の端面の反対側に位置する第２の端面側にあり、硬磁性層の第１の端面に直交する方向の長さが磁気シールド層の第１の端面と第２の端面との間の長さの１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定されている。このため、磁気シールド層における第２の端面側の略半分の領域が硬磁性層から発生する静磁界の向きと同一となり、磁気シールド層の磁区数が略４つとなりやすい。従って、磁気シールド層の磁区構造を極めて磁気エネルギーが小さい４磁区構造のまま維持しやすくなり、磁気シールド層における磁区構造の遷移が抑制され、磁区構造の安定化を図ることができることとなる。この結果、バルクハウゼンノイズを十分低減させることが可能となる。また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、硬磁性層が磁気シールド層の第２の端面側に位置しているため、磁気シールド層の第１の端面側に位置している磁気抵抗効果素子に含まれるフリー層の磁化方向が、硬磁性層から発生する静磁界によって直接影響を受けることがほとんどない。
ここで、積層方向から見たときに、硬磁性層が矩形状であり、かつ硬磁性層の一辺が第１の端面と平行に配置されていると好ましい。このように構成すると、磁気シールド層をより４磁区構造としやすくなる。
この場合、積層方向から見たときに、硬磁性層の第１の端面に沿う方向の長さが、硬磁性層の第１の端面に対して直交する方向の長さよりも大きいと好ましい。このように構成すると、磁気シールド層に対して硬磁性層の面積が大きくなるため、磁気シールド層をより一層４磁区構造としやすくなる。
また、硬磁性層の積層方向の厚みが、バイアス印加層の積層方向の厚みと同じであると好ましい。このように構成すると、硬磁性層をバイアス印加層と同一の工程で製造することができる。
また、積層方向から見たときに、一対の磁気シールド層の第１の端面に沿う方向の長さが、一対の磁気シールド層の第１の端面に対して直交する方向の長さよりも大きいと好ましい。このように構成すると、磁気シールド層をさらにより一層４磁区構造としやすくなる。
また、硬磁性層の磁化方向が、バイアス印加層のバイアス磁界の方向と同じであると好ましい。このような構成の薄膜磁気ヘッドは、同一工程でバイアス印加層と硬磁性層とを着磁することにより製造することができる。
また、本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、媒体対向面を有する薄膜磁気ヘッドであって、媒体対向面を形成する第１の端面及びその第１の端面の反対側に位置する第２の端面をそれぞれ有し、互いに対向する一対の磁気シールド層と、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、第１の端面側に位置する磁気抵抗効果素子と、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加層と、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、第２の端面側に位置し、且つ、一対の磁気シールド層のうち一方の磁気シールド層に接する第１の反強磁性層とを備え、第１の反強磁性層の第１の端面に直交する方向の長さが、磁気シールド層の第１の端面に直交する方向の長さの１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定されている。
本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、第１の反強磁性層が一対の磁気シールド層のうち一方に接している。このため、その磁気シールド層のうち第１の反強磁性層と接する領域における磁化の方向が、反強磁性層の交換相互作用によって固定されることとなる。このとき、第１の反強磁性層が磁気シールド層の媒体対向面を形成する第１の端面の反対側に位置する第２の端面側にあり、第１の反強磁性層の第１の端面に直交する方向の長さが磁気シールド層の第１の端面と第２の端面との間の長さの１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定されている。このため、磁気シールド層における第２の端面側の略半分の領域における磁化の方向が第１の反強磁性層により固定され、磁気シールド層の磁区数が略４つとなりやすい。従って、磁気シールド層の磁区構造を極めて磁気エネルギーが小さい４磁区構造のまま維持しやすくなり、磁気シールド層における磁区構造の遷移が抑制され、磁区構造の安定化を図ることができることとなる。この結果、バルクハウゼンノイズを十分低減させることが可能となる。
ここで、一対の磁気シールド層の間に位置すると共に、第２の端面側に位置し、且つ、一対の磁気シールド層のうちの他方の磁気シールド層に接する第２の反強磁性層を更に備え、第２の反強磁性層の第１の端面に直交する方向の長さが、磁気シールド層の第１の端面に直交する方向の長さの１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定されていると好ましい。このようにすると、他方の磁気シールド層のうち第２の反強磁性層と接する領域における磁化の方向についても、第２の反強磁性層によって固定されることとなる。このとき、第２の反強磁性層が設けられる位置及び第２の反強磁性層の大きさが第１の反強磁性層と同じであるため、各磁気シールド層の磁区数が略４つとなりやすい。従って、各磁気シールド層の磁区構造を極めて磁気エネルギーが小さい４磁区構造のまま維持しやすくなり、各磁気シールド層における磁区構造の遷移が抑制され、磁区構造の安定化を図ることができることとなる。この結果、バルクハウゼンノイズをより一層低減させることが可能となる。
また、積層方向から見たときに、反強磁性層が矩形状であり、かつ反強磁性層の一辺が第１の端面と平行に配置されていると好ましい。このように構成すると、磁気シールド層をより４磁区構造としやすくなる。
また、積層方向から見たときに、反強磁性層の第１の端面に沿う方向の長さが、反強磁性層の第１の端面に対して直交する方向の長さよりも大きいと好ましい。このように構成すると、磁気シールド層に対して反強磁性層の面積が大きくなるため、磁気シールド層をより一層４磁区構造としやすくなる。
また、積層方向から見たときに、一対の磁気シールド層の第１の端面に沿う方向の長さが、一対の磁気シールド層の第１の端面に対して直交する方向の長さよりも大きいと好ましい。このように構成すると、磁気シールド層をさらにより一層４磁区構造としやすくなる。
本発明によれば、磁気シールド層の磁区構造を安定化させ、バルクハウゼンノイズを十分に低減させることが可能な薄膜磁気ヘッドを提供することができる。
本発明の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドについて、図面を参照して説明する。なお、説明において、同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、説明中、「上」及び「下」なる語を使用することがあるが、これは図面の上方向及び下方向に対応したものである。
（第１実施形態）
（薄膜磁気ヘッドの構成）
図１及び図２を参照して、第１実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面（エアベアリング面（ＡＢＳ：AirBearing Surface）ともいう）に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。図２は、第１実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。
薄膜磁気ヘッド１は、基台１０の上部に備えられており、図示しない磁気ヘッドスライダの一部をなすものである。薄膜磁気ヘッド１は、基台１０上に、後述するＭＲ（磁気抵抗効果：Magneto Resistive）素子２２を有する再生ヘッド部２０と、絶縁層３９と、書込用の誘導型の電磁変換素子としての記録ヘッド部３０とが順次積層された複合型薄膜磁気ヘッドとなっている。薄膜磁気ヘッド１では、図１における左側の端面が、図示しないハードディスクの記録面に対向する記録媒体対向面（エアベアリング面Ｓ）となっている。基台１０は、アルティック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）からなる基板上に、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の電気絶縁材料からなる下地層が厚さ０．３〜５．０μｍ程度に形成されて構成されている。
再生ヘッド部２０は、基台１０上に、下部電極を兼ねる下部磁気シールド層２１と、ＭＲ素子２２と、上部電極を兼ねる上部磁気シールド層２３とが、この順で積層されている。また、ＭＲ素子２２のトラック幅方向の両側には、絶縁層２４を介して、硬磁性材料からなる一対のバイアス印加層２５が形成されている。さらに、バイアス印加層２５と同一層に、同じく硬磁性材料からなる硬磁性層２６が形成されている。
下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層２３は、ＮｉＦｅ（パーマロイ）等の軟磁性材料からなり、不要な外部磁界をＭＲ素子２２が感知するのを防止する。各磁気シールド層２１，２３は、積層方向から見て略矩形状を呈しており、エアベアリング面Ｓを形成する端面Ａ１と、この端面Ａ１と反対側に位置する端面Ａ２とを有している。ここで、各磁気シールド層２１，２３において、端面Ａ１に沿う方向の長さ（各磁気シールド層２１，２３の幅）Ｗ１は、端面Ａ１からの奥行き方向の長さ（各磁気シールド層２１，２３の高さ）Ｈ１よりも長く設定される。すなわち、各磁気シールド層２１，２３では、例えば、幅Ｗ１が５０〜１００μｍ程度、高さＨ１が２０〜５０μｍ程度に設定される。また、各磁気シールド層２１，２３の厚みＴは、例えば、それぞれ１〜３μｍ程度に設定される。
ＭＲ素子２２は、フリー層を含む多層構造であり（図示せず）、エアベアリング面Ｓに露出するようにエアベアリング面Ｓ側に配置されている。ＭＲ素子２２は、磁気抵抗効果を利用して、ハードディスクから入力される磁界の変化を検出して、ハードディスクに記録されている磁気情報を読出す。なお、ＭＲ素子２１の代わりに、磁気抵抗変化率の高い巨大磁気抵抗効果を利用したＧＭＲ（Giant Magneto Resistive）素子、異方性磁気抵抗効果を利用するＡＭＲ（Anisotropy MagnetoResistive）素子、トンネル接合で生じる磁気抵抗効果を利用するＴＭＲ（Tunnel Magneto Resistive）素子、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子等を利用してもよい。
ここで、ＭＲ素子２２の一形態としてのＴＭＲ素子の構造について、図３を参照して説明する。ＴＭＲ素子は、下部金属層５１、ピン層５２、ピンド層５３、トンネルバリア層５４、フリー層５５及び上部金属層５６がこの順で積層されて形成されている。ＴＭＲ素子においては、ＴＭＲ素子を構成する各層の積層方向にセンス電流が流れるようになっている。
下部金属層５１は、Ｔａ等の非磁性の導電性金属材料からなり、記録媒体の記録密度に応じたリードギャップを所望の値に調整するためのものである。ピン層５２は、ＰｔＭｎ、ＮｉＯ等の反強磁性体を材料とし、下部金属層５１上に成膜される。このとき、下部金属層５１は下地層として機能する。ピンド層５３は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の軟磁性材料からなり、ピン層５２上に成膜される。ピンド層５３の磁化の方向は、ピン層５２とピンド層５３との界面において生じる交換結合により、一定の方向（エアベアリング面Ｓと直交する方向）に固定される。トンネルバリア層５４は、トンネル効果によりスピンを保存しながら電子が通過できるようになっており、例えばＡｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＴｉＯ２等の絶縁材料で形成することができる。フリー層５５は、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉ等の軟磁性材料からなり、トンネルバリア層５４上に成膜される。フリー層５５の磁化の方向は、記録媒体からの漏洩磁界、すなわち外部磁界に応じて変化するようになっている。上部金属層５６は、Ｔａ等の非磁性の導電性金属材料からなり、フリー層５５上に成膜される。この上部金属層５６は、下部金属層５１と同じく、記録媒体の記録密度に応じたリードギャップを所望の値に調整する。
再び図１及び図２に戻って、絶縁層２４は、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の非磁性絶縁材料からなり、ＭＲ素子２２に含まれるフリー層等に流れる電流がバイアス印加層２５にリークするのを防止する。
バイアス印加層２５は、ＣｏＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔ等の硬磁性材料からなる。バイアス印加層２５は、ＭＲ素子２２を挟むように、ＭＲ素子２２のトラック幅方向における両側に互いに離間してそれぞれ配置されている。このバイアス印加層２５は、ＭＲ素子２２にバイアス磁界を印加し、ＭＲ素子２２に含まれるフリー層の磁化方向の向きを一時的に揃えて、フリー層を単磁区化するものである。なお、バイアス印加層２５では、図２に示されるように、例えば、端面Ａ１に沿う方向の長さ（幅）Ｘを２．０〜１０．０μｍ程度、端面Ａ１と交差する方向の長さ（奥行き）Ｙを０．０５〜６．０μｍ程度、積層方向の厚さＺを１００〜５００ｎｍ程度とすることができる。
硬磁性層２６は、バイアス印加層２５と同じく、ＣｏＴａ、ＣｏＣｒＰｔ、ＣｏＰｔ等の硬磁性材料からなる。硬磁性層２６は、積層方向から見て略矩形状を呈しており、各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ２側に配置されている。また、硬磁性層２６は、積層方向から見て、その長辺が各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ１，Ａ２に沿う方向と平行になるように配置されている。ここで、積層方向から見たときに、硬磁性層２６の端面Ａ１に対して直交する方向の辺の長さ（硬磁性層２６の高さ）Ｈ２は、端面Ａ１に沿う方向の辺の長さ（硬磁性層２６の幅）Ｗ２よりも長く設定されていると共に、各磁気シールド２１，２３の高さＨ１の１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定される。すなわち、硬磁性層２６では、例えば、幅Ｗ２は幅Ｗ１の１／２〜４／５程度に設定される。また、硬磁性層２６の厚みは、例えば、１００〜５００ｎｍ程度に設定される。
絶縁層３９は、再生ヘッド部２０と記録ヘッド部３０とで挟まれるように位置しており、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の非磁性絶縁材料からなる。絶縁層３９の厚みとしては、例えば、０．１〜２．０μｍ程度に設定することができる。
記録ヘッド部３０は、基台１０に近い順に、下部磁極層３１と、上部磁極層３２とを有しており、さらに薄膜コイル３３とを有している。また、下部磁極層３１と薄膜コイル３３との間、上部磁極層３２と及び薄膜コイル３３との間、及び上部磁極層３２の上部には、Ａｌ２Ｏ３やＳｉＯ２等の非磁性絶縁材料からなる絶縁層３４が形成されている。
下部磁極層３１及び上部磁極層３２は、ＦｅＡｌＮ、ＦｅＮ、ＦｅＣｏ、ＣｏＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ等の高飽和磁束密度材料からなる。各磁極層３１，３２におけるエアベアリング面Ｓ側の端部は、互いに所定の間隔を有してエアベアリング面Ｓにそれぞれ露出しており、記録ギャップＧを形成している。一方、上部磁極層３２におけるエアベアリング面Ｓと離れた側の端部３２ａは下部磁極層３１と接続されており、下部磁極層３１と上部磁極層３２とが互いに磁気的に連結している。こうして、下部磁極層３１と上部磁極層３２とによって、ギャップＧを挟む磁気回路が形成されることとなる。
薄膜コイル３３は、上部磁極層３２における端部３２ａを取り囲むように配置されており、電磁誘導により記録ギャップＧに磁界を発生させ、ハードディスクの記録面に磁気情報を記憶させるものである。
（再生ヘッド部の製造方法）
次に、図４〜図８を参照して、薄膜磁気ヘッド１を構成する再生ヘッド部２０の製造方法について説明する。図４〜図８の各（ａ）は、第１実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程を示した図４〜図８の各（ｂ）におけるＡ−Ａ方向の断面図である。図４〜図８の各（ｂ）は、第１実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程を示した平面図である。図４〜図８の各（ｃ）は、第１実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程を示した図４〜図８の各（ｂ）におけるＣ−Ｃ方向の断面図である。なお、各図では一つの素子のみを示しているが、一般的には一枚の基板（ウエハ）から複数個の薄膜磁気ヘッドが製造されることとなる。
まず、図４に示される工程において、アルティックからなる基板上に絶縁材料からなる下地層を形成した基台１０上に、下部磁気シールド層２１及びＭＲ素子２２となるＭＲ層２２ａを所定の厚さとなるよう順次積層する。形成方法としては、例えば下部磁気シールド層２１を湿式めっき法で形成し、ＭＲ層２２ａをスパッタリング法で形成することができるが、この他にも公知の様々な手法を採用することができる。なお、下部磁気シールド層２１及びＭＲ層２２ａに所望の磁気異方性を与えるために、公知のように必要に応じて磁場を印加しながら各層を形成し、あるいは各層を形成後に熱処理を施す。
次に、図５を参照して、次の工程を説明する。まず、バイアス印加層２５を形成しようとする２つの領域Ｒ１及び硬磁性層２６を形成しようとする領域Ｒ２が露出するように、ＭＲ層２２ａの上部にレジスト膜を形成する。レジスト膜は、光又は電子線の照射によって重合するレジスト材料をＭＲ膜２２ａの表面上に塗布し、光又は電子線を照射した後、現像処理を行うことによって形成される。レジスト膜を形成すると、領域Ｒ１，Ｒ２においてＭＲ膜２２ａの表面が露出している状態となっている。次に、レジスト膜をマスクとして、露出している領域Ｒ１，Ｒ２をＭＲ膜２２ａの表面から下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去する。
続いて、レジスト膜を残した状態で、スパッタリング法等で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ａを領域Ｒ１，Ｒ２に積層する。続いて、絶縁膜２４ａの上部に硬磁性材料を積層して、領域Ｒ１においてバイアス印加層２５を形成し、領域Ｒ２において硬磁性層２６を形成する。このとき、バイアス印加層２５と硬磁性層２６とを同一工程で形成しているため、バイアス印加層２５及び硬磁性層２６の積層方向の厚みは略同一となっている。そして、レジスト膜を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜上の堆積材料を除去する。このとき、中間体の表面には、ＭＲ膜２２ａと、バイアス印加層２５と、硬磁性層２６とが位置していることとなる。
次に、図６を参照して、次の工程を説明する。まず、表面に位置している２つのバイアス印加層２５を覆う領域Ｒ３及び表面に位置している硬磁性層２６を覆う領域Ｒ４において、レジスト膜２７を形成する。ここで、領域Ｒ３においては、所定の部分にのみＭＲ層２２ａを残してＭＲ素子２２とするために、２つの領域Ｒ１上に掛け渡されるようにレジスト膜２７が形成されている。また、領域Ｒ４においては、領域Ｒ２上に領域Ｒ２よりもやや小さな矩形状にレジスト膜２７が形成されている。レジスト膜２７は、光又は電子線の照射によって重合するレジスト材料を中間体表面上に塗布し、光又は電子線を照射した後、現像処理を行うことによって形成される。このとき、ＭＲ素子２２のエアベアリング面Ｓに垂直な方向の長さ（ＭＲ素子２２の高さ）と、硬磁性層２６の大きさが決定されることとなる。次に、レジスト膜２７をマスクとして、露出している表面の領域を下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去する。そして、レジスト膜２７を残した状態で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ｂを中間体の全面に形成した後、レジスト膜２７を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜２７上の堆積材料を除去する。なお、このときの状態を図７に示している。
このとき、図６において領域Ｒ３であったところ以外は絶縁膜２４ｂとなっている。なお、図５における工程で形成された絶縁膜２４ａ及び今回の工程で形成された絶縁膜２４ｂにより、図１及び図２に示される絶縁層２４が形成されている。
次に、図８を参照して、次の工程を説明する。上記のようにして得られた再生ヘッド部の中間体の全表面に、上部磁気シールド層２３を積層する。上部磁気シールド層２３は、例えば湿式めっき法で形成することができる。こうして、再生ヘッド部２０が得られる。
その後、詳細は省略するが、再生ヘッド部２０の上部に絶縁層３９を積層した後、公知の方法等によって絶縁層３９上に記録ヘッド部３０を形成すると、薄膜磁気ヘッド１が得られることとなる。なお、薄膜磁気ヘッド１が形成された後、薄膜磁気ヘッド１に対してエアベアリング面Ｓに沿う方向に外部から磁場を印加することにより、バイアス印加層２５及び硬磁性層２６が共に同じ方向（エアベアリング面Ｓに沿う方向）に着磁されることとなる。
以上のようにして、ウエハに複数の薄膜磁気ヘッド１を形成した後、ダイシング加工によりウエハから複数本のバー（図示せず）を作成する。各バーには、薄膜磁気ヘッド１が複数本並列されている。このようなバーを作成した段階で、ＭＲ素子２２のハイトを調整するためのラッピング加工（研磨加工）を行う。なお、ラッピング加工の際、エアベアリング面Ｓ側となるラッピング面からエアベアリング面Ｓに対して奥行方向に向けてラッピングを行い、所定のＭＲ素子２２の高さになったときにラッピングが終了する。ラッピング加工を終えた後、それぞれ薄膜磁気ヘッド１を含むブロック単位に各バーを切断し、スライダレールを形成していわゆるヘッドスライダを得る。これにより、薄膜磁気ヘッド１の一連の製造工程が終了する。
（薄膜磁気ヘッドの機能）
ここで、本発明の実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１の作用について説明する。
まず、図９を参照して、下部磁気シールド層２１の磁区構造について説明する。図９は、硬磁性層の大きさに対してとりうる磁気シールド層の磁区構造を説明するための図である。なお、上部磁気シールド層２３の磁区構造及び各磁区の磁化方向は、下部磁気シールド層２１と略同一であるため、その説明を省略する。
下部磁気シールド層２１は、一般的に、図９（ａ），（ｂ）に示されるような磁区構造１０１あるいは磁区構造１０２を有している。磁区構造１０１，１０２では、破線で示される磁壁（Domain Wall（図中ではＤＷ））によって、各磁区（Magnet Domain（図中ではＭＤ））の領域が形成されている。各磁区は、図に示される矢印Ｍ方向に磁化されており、磁区構造１０１，１０２は共にエネルギー的に安定な状態である還流磁区構造となっている。なお、磁区構造１０１では、下部磁気シールド層２１の磁区の数が４つであり、磁区の数が７つである磁区構造１０２よりも磁区の数が少なく磁壁エネルギーが小さい。このため、磁区構造１０１は、磁区構造１０２よりもエネルギー的に安定となっている。
ここで、磁区構造１０１と磁区構造１０２とでは、それぞれが有する磁気エネルギーの大きさが近似していることから、外部からの衝撃や外部磁場の変化等によって容易に磁区構造１０１と磁区構造１０２とが遷移する。この磁区構造の遷移に伴う磁壁の移動によって、各シールド層２１，２３においてＭＲ素子２２が積層されている部分における磁区の磁化方向が変化し、ＭＲ素子２２に含まれるフリー層の磁化方向が擾乱を受けて不規則に変動するため、再生ヘッド部２０における再生信号中にバルクハウゼンノイズが発生することとなる。
本発明に係る薄膜磁気ヘッド１では、上記の磁区構造１０１，１０２の遷移を抑制してバルクハウゼンノイズを低減させるために、矩形状の硬磁性層２６を下部磁気シールド層２１の端面Ａ２側に配置している。ここで、図１０を参照して、硬磁性層２６による磁区構造の遷移を抑制する方法について説明する。図１０は、磁気シールド層における磁区構造の遷移を説明するための図である。なお、図１０（ａ）〜（ｄ）において、上部磁気シールド２３等を一部省略している。
図１０（ａ）に示されるように、下部磁気シールド２１が磁区構造１０２と同じく磁区数が７である還流磁区構造となっていると仮定すると、磁区ＭＤ１においては磁化方向が例えば矢印Ａ方向となり、磁区ＭＤ２においては磁化方向が矢印Ａ方向と反対向きの矢印Ｂ方向となる。一方、硬磁性層２６では、着磁によりその内部の磁化方向が例えば矢印Ｃ方向に一様に揃っている。また、硬磁性層２６の周囲には静磁場が発生しており、特に硬磁性層２６の上部及び下部の空間においては、静磁場が図１０（ａ），（ｂ）に示される矢印Ｄ方向となる。
このため、磁区ＭＤ１においては、図１０（ｂ）に示されるように、磁区ＭＤ１の磁化方向（矢印Ａ方向）と硬磁性層２６による静磁場の方向（矢印Ｄ方向）とが同じ向きになる。この結果、下部シールド層２１における磁区ＭＤ１と硬磁性層２６との間で静磁気結合が生じ、磁区ＭＤ１において磁気エネルギー的に有利となるので、磁区ＭＤ１の領域が矢印Ｅ方向に移動して広がろうとする。一方、磁区ＭＤ２においては、図１０（ｃ）に示されるように、磁区ＭＤ２の磁化方向（矢印Ｂ方向）と硬磁性層２６による静磁場の方向（矢印Ｄ方向）とが反対の向きとなり、磁気エネルギー的に不利となるので、磁区ＭＤ２の領域が矢印Ｅ方向に移動して狭まろうとする。こうして、下部シールド層２１の磁区構造が図１０（ａ）に示される７磁区構造であった場合には、硬磁性層２６の周囲に発生する静磁界が下部磁気シールド層２１に作用することにより下部シールド層２１の各磁区が移動して、下部シールド層２１の磁区構造が図１０（ｄ）に示される４磁区構造に遷移しやすい。
このように、第１実施形態においては、硬磁性層２６が端面Ａ２側に位置すると共に、硬磁性層２６の高さＨ２が下部磁気シールド層の高さＨ１の１／３より大きく１／２より小さものとなっているため、硬磁性層２６の静磁界が磁区ＭＤ１及びＭＤ２に作用して、下部磁気シールド層２１を４磁区構造に維持することができることとなる（図９（ａ）及び図１０（ｄ）参照）。なお、硬磁性層２６の高さＨ２が下部磁気シールド層２１の高さＨ１の１／３以下である場合には、硬磁性層２６の静磁界が複数の磁区に作用しにくいため、下部磁気シールド層２１を４磁区構造に維持し難くなる（図９（ｂ）参照）。一方、硬磁性層２６の高さＨ２が下部磁気シールド層２１の高さＨ１の１／２以上である場合には、硬磁性層２６の静磁界が下部シールド層２１の広い範囲に作用して下部シールド層２１の磁区が歪むと共に、硬磁性層２６の静磁界がＭＲ素子２２のフリー層に作用して再生ヘッド部２０の読出し性能が劣化しやすい傾向がある（図９（ｃ）参照）。
ここで、本発明に係る薄膜磁気ヘッド１において、バルクハウゼンノイズが低減されることを確認するための試験を行った。試験としては、以下に示す実施例１、比較例１及び比較例２の各構成を有する薄膜磁気ヘッド１が種類に応じて複数形成されたウエハをそれぞれ用意し、ＱＳＴ（Quasi Static Tester）によりそれぞれのウエハに形成されている各薄膜磁気ヘッド１について外部磁場に対するＭＲ素子２２の磁気抵抗の変化を測定し、磁気抵抗曲線（Ｒ−Ｈ曲線）を得る。そして、同一ウエハ内における各薄膜磁気ヘッド１について得られた磁気抵抗曲線から、各ＭＲ素子２２に含まれるフリー層の磁化方向の擾乱され易さを示す指標（以下、ＦＦ（FluctuationFactor）値という）がそのウエハについて得られる。すなわち、このＦＦ値が大きな値であると、そのウエハにおける薄膜磁気ヘッド１のフリー層の磁化方向が外部からの影響により不規則に変動し易く、そのウエハが、バルクハウゼンノイズを生じ易い薄膜磁気ヘッド１を有するため、不安定であるといえることとなる。こうして、実施例１、比較例１及び比較例２の各薄膜磁気ヘッド１がそれぞれ形成された各ウエハについて、ＦＦ値を求める。また、各ウエハに形成されている複数の薄膜磁気ヘッド１から一つの薄膜磁気ヘッド１を選択し、その薄膜磁気ヘッド１のＭＲ比を求める。このＭＲ比は、外部磁界の変化に応じた磁気抵抗の変化率を表し、ＭＲ比が大きい値である場合には薄膜磁気ヘッド１におけるハードディスクの磁気情報を読取る感度が大きいことを示すものである。
（実施例１）
実施例１は、Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣの基板上に下地層としてＡｌ２Ｏ３を積層して基台１０を形成した後、上述した薄膜磁気ヘッド１の製造方法に従って各磁気シールド層２１，２３、ＭＲ層２２、バイアス印加層２５、硬磁性層２６を形成した。各磁気シールド層２１，２３は、ＮｉＦｅからなり、幅Ｗ１を９０μｍ、高さＨ１を２５μｍ、厚みＴを２．０μｍに設定した。バイアス印加層２５は、ＣｏＣｒＰｔからなり、幅Ｘを１４μｍ、奥行きＹを３．５μｍに設定した。硬磁性層２６は、ＣｏＣｒＰｔからなり、幅Ｗ２を５０μｍ、高さＨ２を１０μｍに設定した。
（比較例１）
比較例１が実施例１と異なる点は、硬磁性層２６を備えておらず、バイアス印加層２５の奥行きＹを３．５μｍに設定した点である。
（比較例２）
比較例２が実施例１と異なる点は、硬磁性層２６を備えておらず、バイアス印加層２５の奥行きＹを６μｍに設定した点である。
なお、実施例１、比較例１及び比較例２のそれぞれにおいて、バイアス印加層２５の積層方向の厚さＺが１．７５μｍ及び２．５μｍの２種類を用いて試験を行った。
上記の試験結果に基づいて、図１１及び図１２を参照して、本発明に係る薄膜磁気ヘッド１がバルクハウゼンノイズの低減に有効であることを説明する。図１１は、実施例１、比較例１及び比較例２において得られたバイアス印加層厚さとＦＦ値との対応関係を示す図である。図１２は、実施例１、比較例１及び比較例２において得られたＭＲ比とＦＦ値との対応関係を示す図である。
図１１から分かるように、実施例１、比較例１及び比較例２のいずれにおいても、バイアス印加層２５の厚さＺが大きくなるとＦＦ値が小さくなっている。これは、バイアス印加層２５の厚さＺが大きくなることで、ＭＲ素子２２に印加されるバイアス磁界が大きくなり、ＭＲ素子２２に含まれるフリー層が擾乱されにくくなっているためである。また、比較例２では、バイアス印加層２５の厚さにかかわらず、比較例１のＦＦ値よりも小さくなっている。これは、比較例２のバイアス印加層２５の面積（バイアス印加層の幅Ｘと奥行きＹとの積の大きさ）が比較例１のバイアス印加層２５の面積よりも大きいため、上記と同じくＭＲ素子２２に含まれるフリー層が擾乱されにくくなっているためである。さらに、実施例１では、バイアス印加層２５の厚さにかかわらず、比較例２よりもさらにＦＦ値が小さくなっている。従って、本発明に係る実施例１によれば、硬磁性層２６によって下部シールド層２１及び上部シールド層２３の磁区構造が４磁区構造に維持され、バルクハウゼンノイズの低減に有効であることが確認された。
また、ＭＲ素子２２のフリー層に無限に大きいバイアス磁界を印加した場合には、フリー層の磁化方向が外部磁界によって全く変化しないため、ＭＲ比及びＦＦ値が共に０となる。このため、図１２において、切片を０として実施例１、比較例１及び比較例２の近似直線を求めると、それぞれ直線ａ，ｂ，ｃが得られる。ここで、各直線ａ，ｂ，ｃの傾きを比較すると、実施例１における直線ａの傾きが比較例１における直線ｂの傾き及び比較例２の直線ｃの傾きよりも小さなものとなっている。このため、あるＭＲ比を示す実施例１における薄膜磁気ヘッド１についてのウエハのＦＦ値が、同じＭＲ比を示す比較例１及び比較例２における薄膜磁気ヘッド１についてのウエハのＦＦ値と比較して、最も小さいものとなる。従って、本発明に係る実施例１によれば、比較例１及び比較例２と同じＭＲ比を示す薄膜磁気ヘッド１を作成した場合、薄膜磁気ヘッドの読取感度を維持しつつバルクハウゼンノイズの低減に有効であることが確認された。
以上のように、第１実施形態においては、硬磁性層２６が、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層２３の間に位置し、各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ２側に配置されると共に、硬磁性層２６の高さＨ２が各磁気シールド層２１，２３の高さＨ１の１／３より大きくかつ１／２よりも小さいものとなっている。このため、各磁気シールド層２１，２３の磁区構造を４磁区構造のまま維持しやすくなり、各磁気シールド層２１，２３における磁区構造の遷移が抑制され、磁区構造の安定化を図ることができる。この結果、バルクハウゼンノイズを十分に低減することが可能となる。また、ＭＲ素子２２が端面Ａ１側に位置し、硬磁性層２６が端面Ａ１とは反対側の端面Ａ２側に位置しているため、ＭＲ素子２２に含まれるフリー層の磁化方向が、硬磁性層２６から発生する静磁場によって影響を受けにくくなっている。
また、第１実施形態においては、硬磁性層２６が矩形状であって、硬磁性層２６の幅Ｗ２が高さＨ２よりも大きくなっており、硬磁性層２６の幅Ｗ２の方向が各磁気シールド層２１，２３の幅Ｈ１の方向に沿うものとなっている。さらに、各磁気シールド層２１，２３の幅Ｗ１が高さＨ１よりも大きくなっている。この結果、各磁気シールド層２１，２３の磁区構造をより４磁区構造のまま維持しやすくなっている。
また、第１実施形態においては、バイアス印加層２５の磁化方向と、硬磁性層２６の磁化方向とが同一方向であり、１回の工程でそれぞれを着磁させることができるものとなっている。
（第２実施形態）
次に、図１３及び図１４を参照して、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１００の構成について説明する。図１３は、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。図１４は、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１００は、更に絶縁膜２４ｃを備えている点が、第１実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１と相違する。以下では、その相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
絶縁膜２４ｃは、図１３及び図１４に示されるように、ＭＲ素子２２の上面を覆わないと共に、硬磁性層２６の上面を覆うように形成されている。すなわち、絶縁膜２４ｃは、ＭＲ素子２２を介した各磁気シールド層２１，２３間における電流の導通を阻害しないように形成されている。
次に、図１５及び図１６を参照して、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１を構成する再生ヘッド部２０の製造方法について説明する。図１５は、（ａ）及び（ｃ）がそれぞれ第２実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した（ｂ）におけるＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）が第２実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した平面図である。図１６は、（ａ）及び（ｃ）がそれぞれ図１５の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）が図１５の後続の工程を示す平面図である。
第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１００の製造方法では、レジスト膜２７を形成し（図６参照）、レジスト膜２７をマスクとして露出している表面の領域を下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去し、絶縁膜２４ｂを中間体の全面に形成した後、レジスト膜２７を剥離してリフトオフするまでの工程が、薄膜磁気ヘッド１の製造方法と同じである。
続く工程では、レジスト膜２７を剥離してリフトオフした後、ＭＲ素子２２及びＭＲ素子２２の近傍を覆う略矩形状の領域Ｒ５（図１５参照）において、図示しないレジスト膜を形成する。このレジスト膜は、光又は電子線の照射によって重合するレジスト材料を中間体表面上に塗布し、光又は電子線を照射した後、現像処理を行うことによって形成される。そして、レジスト膜を残した状態で、スパッタリング法等で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ｃを領域Ｒ５以外の領域に積層する。さらに、レジスト膜を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜上の堆積材料を除去する。これにより、領域Ｒ５以外の領域について絶縁膜２４ｃが形成されることとなる。
続いて、上記のようにして得られた再生ヘッド部２０の中間体の全表面に、上部磁気シールド層２３を積層する（図１６参照）。こうして、第２実施形態に係る再生ヘッド部２０が得られることとなる。
以上のように、第２実施形態においても、硬磁性層２６が、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層２３の間に位置し、各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ２側に配置されると共に、硬磁性層２６の高さＨ２が各磁気シールド層２１，２３の高さＨ１の１／３より大きくかつ１／２より小さいものとなっている。そのため、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１００においても、上述した第１実施形態の薄膜磁気ヘッド１と同じ作用効果を奏することとなる。また、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１００では、絶縁膜２４ａが設けられているために、磁気シールド層２１，２３間が電気的に絶縁される。さらに、第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッド１００では、絶縁膜２４ｃが設けられているために、絶縁膜２４ｃがセパレータとして機能して磁気シールド層２１，２３間の距離を確保することができ、磁気シールド層２１，２３間における静電容量を低減することができることとなる。
（第３実施形態）
次に、図１７及び図１８を参照して、第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド２００の構成について説明する。図１７は、第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。図１８は、第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド２００は、主として、硬磁性層の代わりに反強磁性層２２６が形成されている点が、上述の実施形態と相違する。以下では、その相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
反強磁性層２２６は、例えば、ＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＦｅＭｎ、ＮｉＭｎ、ＰｔＰｄＭｎ等の反強磁性材料からなる。反強磁性層１２６は、下部磁気シールド層２１と接するように設けられている。反強磁性層２２６は、下部磁気シールド層２１と上部磁気シールド層２３との絶縁を図るために、反強磁性層２２６と上部磁気シールド層２３とによって後述する絶縁膜２４ｃを挟持するように設けられている。また、反強磁性層２２６は、積層方向から見て略矩形状を呈しており、各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ２側に配置されている。さらに、反強磁性層２２６は、積層方向から見て、その長辺が各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ１，Ａ２に沿う方向と平行になるように配置されている。ここで、積層方向から見たときに、反強磁性層２２６の端面Ａ１に対して直交する方向の辺の長さ（反強磁性層２２６の高さ）Ｈ２は、端面Ａ１に沿う方向の長さ（反強磁性層２２６の幅）Ｗ２よりも長く設定されていると共に、各磁気シールド層２１，２３の高さＨ１の１／３よりも大きく且つ１／２よりも小さく設定される。すなわち、反強磁性層２２６では、例えば、幅Ｗ２は幅Ｗ１の１／２〜４／５程度に設定される。また、反強磁性層２２６の厚みは、例えば、１００〜５００ｎｍ程度に設定することができる。
次に、図１９〜図２３を参照して、第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド２００を構成する再生ヘッド部２０の製造方法について説明する。図１９〜図２３の各（ａ）は、第３実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程を示した図１９〜図２３の各（ｂ）におけるＡ−Ａ方向の断面図である。図１９〜図２３の各（ｂ）は、第３実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程を示した平面図である。図１９〜図２３の各（ｃ）は、第３実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程を示した図１９〜図２３の各（ｂ）におけるＣ−Ｃ方向の断面図である。
第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド２００の製造方法では、基台１０上に、下部シールド層２１及びＭＲ層２２ａを形成するまでの工程が、薄膜磁気ヘッド１の製造方法と同じである（図４参照）。
続く工程では、バイアス印加層２５を形成しようとする２つの領域Ｒ１（図１９参照）が露出するように、ＭＲ層２２ａの上部に図示しないレジスト膜を形成する。このレジスト膜を形成すると、領域Ｒ１においてＭＲ膜２２ａの表面が露出している状態となっている。次に、レジスト膜をマスクとして、露出している領域Ｒ１をＭＲ膜２２ａの表面から下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去する。
続いて、レジスト膜を残した状態で、スパッタリング法等で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ａを領域Ｒ１に積層する。続いて、絶縁膜２４ａの上部に硬磁性材料を積層して、領域Ｒ１においてバイアス印加層２５を形成する。そして、レジスト膜を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜上の堆積材料を除去する。
続いて、表面に位置している２つのバイアス印加層２５を覆う領域Ｒ３において、レジスト膜２２７を形成する（図２０参照）。ここで、領域Ｒ３においては、所定の部分にのみＭＲ層２２ａを残してＭＲ素子２２とするために、２つの領域Ｒ１上に掛け渡されるようにレジスト膜１２７が形成されている。このとき、ＭＲ素子２２のエアベアリング面Ｓに垂直な方向の長さ（ＭＲ素子２２の高さ）が決定されることとなる。次に、レジスト膜２２７をマスクとして、露出している表面の領域を下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去する。そして、レジスト膜２２７を残した状態で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ｂを中間体の全面に形成した後、レジスト膜２２７を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜２２７上の堆積材料を除去する。
続いて、反強磁性層２２６を形成しようとする領域Ｒ６が露出するように、絶縁膜２４ｂの上部にレジスト膜２２８を形成する（図２１参照）。このとき、反強磁性層２２６の位置及び大きさが決定されることとなる。次に、レジスト膜２２８をマスクとして、露出している表面の領域Ｒ６を下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去する。
続いて、レジスト膜２２８を残した状態で、スパッタリング法等で領域Ｒ６に反強磁性材料を積層し、領域Ｒ６において反強磁性層２２６を形成する（図２２参照）。このとき、下部磁気シールド層２１に所望の磁気異方性を与えるために、磁場を印加しながら反強磁性層２２６を形成している。そして、レジスト膜２２８を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜２２８上の堆積材料を除去する。
続いて、ＭＲ素子２２及びＭＲ素子２２の近傍を覆う略矩形状の領域Ｒ５において、図示しないレジスト膜を形成する。そして、このレジスト膜を残した状態で、スパッタリング法等で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ｃを領域Ｒ５以外の領域に積層する。さらに、レジスト膜を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜上の堆積材料を除去する。これにより、領域Ｒ５以外の領域について絶縁膜２４ｃが形成されることとなる。
続いて、上記のようにして得られた再生ヘッド部２０の中間体の全表面に、上部磁気シールド層２３を積層する（図２３参照）。こうして、第３実施形態に係る再生ヘッド部２０が得られることとなる。
以上のように、第３実施形態においては、反強磁性層２２６が、一対の磁気シールド層２１，２３のうち一方の磁気シールド層である下部磁気シールド層２１と接するように設けられている。また、反強磁性層２２６は、各磁気シールド層２１，２３の端面Ａ２側に配置されると共に、反強磁性層２２６の高さＨ２が各磁気シールド層２１，２３の高さＨ１の１／３より大きくかつ１／２よりも小さいものとなっている。このため、反強磁性層２２６と下部磁気シールド層２１との交換相互作用によって下部磁気シールド層２１のうち反強磁性層２２６と接する領域における磁化の方向が固定され、下部磁気シールド層２１の磁区構造を図１０（ｄ）に示されるような４磁区構造のまま維持しやすくなり、下部磁気シールド層２１における磁区構造の遷移が抑制されて、磁区構造の安定化を図ることができる。この結果、バルクハウゼンノイズを十分に低減することが可能となる。
また、第３実施形態においては、反強磁性層１２６が矩形状であって、反強磁性層１２６の幅Ｗ２が高さＨ２よりも大きくなっており、反強磁性層１２６の幅Ｗ２の方向が各磁気シールド層２１，２３の幅Ｈ１の方向に沿うものとなっている。さらに、各磁気シールド層２１，２３の幅Ｗ１が高さＨ１よりも大きくなっている。この結果、各磁気シールド層２１，２３の磁区構造をより４磁区構造のまま維持しやすくなっている。
（第４実施形態）
次に、図２４及び図２５を参照して、第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッド３００を構成について説明する。図２４は、第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。図２５は、第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッド３００は、主として、反強磁性層が２層設けられている点が、上述の第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド２００と相違する。以下では、その相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
反強磁性層３２６ａ，３２６ｂは、上述の第３実施形態における反強磁性層２２６と同様の材料からなっている。反強磁性層３２６ａは下部磁気シールド層２１と接するように設けられており、反強磁性層３２６ｂは上部磁気シールド層２３と接するように設けられている。反強磁性層３２６ａ，３２６ｂは、下部磁気シールド層２１と上部磁気シールド層２３との絶縁を図るために、後述する絶縁膜２４ｄを挟持するように設けられている。なお、反強磁性層３２６ａ，３２６ｂが設けられている位置及び反強磁性層３２６ａ，３２６ｂの大きさは、上述の第３実施形態に係る反強磁性層２２６と同様である。また、反強磁性層１２６ａ，１２６ｂの厚みは、例えば、３０〜２００ｎｍ程度にそれぞれ設定することができる。さらに、絶縁膜２４ｄの厚みは、例えば、５〜１００ｎｍ程度に設定することができる。
次に、図２６を参照して、第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッド３００を構成する再生ヘッド部２０の製造方法について説明する。図２６は、（ａ）及び（ｃ）がそれぞれ第４実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した（ｂ）におけるＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）が第４実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した平面図である。
第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッド３００の製造方法では、レジスト膜２２８を形成し（図２１参照）、レジスト膜２２８をマスクとして露出している表面の領域Ｒ６における絶縁膜２４ｂを下部磁気シールド層２１の表面までイオンミリング等によって除去するまでの工程が、第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド２００の製造方法と同じである。
続く工程では、領域Ｒ６における絶縁膜２４ｂを下部シールド層２１の表面まで除去した後、スパッタリング法等で反強磁性材料からなる反強磁性層３２６ａ、非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ｄ及び反強磁性材料からなる反強磁性層３２６ｂを、この順で領域Ｒ６に積層する（図２６参照）。このとき、下部磁気シールド層２１及び上部磁気シールド層２３に所望の磁気異方性を与えるために、磁場を印加しながら反強磁性層３２６ａ，３２６ｂを形成している。
続いて、ＭＲ素子２２及びＭＲ素子２２の近傍を覆う略矩形状の領域Ｒ５、並びに表面に位置している反強磁性層３２６ｂを覆う領域Ｒ７において、図示しないレジスト膜を形成する。そして、このレジスト膜を残した状態で、スパッタリング法等で非磁性絶縁材料からなる絶縁膜２４ｃを領域Ｒ５，Ｒ７以外の領域に積層する。さらに、レジスト膜を剥離してリフトオフを行い、レジスト膜上の堆積材料を除去する。これにより、領域Ｒ５，Ｒ７以外の領域について絶縁膜２４ｃが形成されることとなる（図２６参照）。そして、このようにして得られた再生ヘッド２０の中間体の全表面に、上部磁気シールド層２３を積層する。こうして、第４実施形態に係る再生ヘッド部２０が得られることとなる。
このような第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッド３００では、反強磁性層３２６ａが、一対の磁気シールド層２１，２３のうち一方の磁気シールド層である下部磁気シールド層２１と接するように設けられており、反強磁性層３２６ｂが、一対の磁気シールド層２１，２３のうち他方の磁気シールド層である上部磁気シールド層２３と接するように設けられている。このため、反強磁性層３２６ａと下部磁気シールド層２１との交換相互作用によって下部磁気シールド層２１のうち反強磁性層２２６と接する領域における磁化の方向が固定され、反強磁性層３２６ｂと上部磁気シールド層２３との交換相互作用によって上部磁気シールド層２３のうち反強磁性層３２６と接する領域における磁化の方向が固定されることとなる。その結果、各磁気シールド層２１，２３の磁区構造を４磁区構造のまま維持しやすくなり、各磁気シールド層２１，２３における磁区構造の遷移が抑制され、磁区構造の安定化を図ることができ、バルクハウゼンノイズを第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッド３００よりも一層低減することが可能となる。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態及び変形例に限定されるものではない。例えば、本実施形態においてはバイアス印加層２５及び硬磁性層２６を同一工程で形成したが、同一工程でなく別々に形成してもよい。
また、本実施形態においてはバイアス印加層２５の厚みと硬磁性層２６の厚みとを略同一に形成したが、異なる厚さに形成してもよい。
また、本実施形態においてはバイアス印加層２５の磁化方向と硬磁性層２６の磁化方向とが同じ方向になるようにバイアス印加層２５及び硬磁性層２６を着磁したが、それぞれの磁化方向が反対となうようにバイアス印加層２５及び硬磁性層２６を着磁してもよい。
また、本実施形態においてはバイアス印加層２５が積層方向から見て矩形状となるように形成したが、これに限られず、他の形状とした場合でも実施は可能である。
また、第３実施形態においては各磁気シールド層２１，２３を絶縁するために、反強磁性層２２６と上部磁気シールド層２３との間に絶縁膜２４ｃを設け、第４実施形態においては磁気シールド層２１，２３間を電気的に絶縁するために、反強磁性層３２６ａと反強磁性層３２６ｂの間に絶縁膜２４ｄを設けたが、反強磁性材料としてＮｉＯ等の酸化物といった電気絶縁材料を用いる場合には、絶縁膜２４ｃ，２４ｄを設けなくてもよい。
また、第３及び第４実施形態においては磁場を印加しながら反強磁性層２２６，３２６ａ，３２６ｂを形成しているが、これらの反強磁性層２２６，３２６ａ，３２６ｂを形成した後に磁場を印加しつつ反強磁性層２２６，３２６ａ，３２６ｂをブロッキング温度（反強磁性層２２６，３２６ａ，３２６ｂの材料としてＩｒＭｎを用いた場合には２５０℃程度）以上に加熱し、その後冷却を行ってもよい。この場合、ＭＲ素子２２が反強磁性材料を含んで構成されているときには、ＭＲ素子２２のピンド層の磁化方向の変化を防止するために、ＭＲ素子２２に含まれる反強磁性材料よりもブロッキング温度が低い反強磁性材料を反強磁性層２２６，３２６ａ，３２６ｂとして用いると好ましい。
第１実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。 第１実施形態に係る再生ヘッド部の一部を示す斜視図である。 ＴＭＲ素子の要部を示す概略断面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ第１実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した（ｂ）におけるＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は第１実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図４の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図４の後続の工程を示す平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図５の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図５の後続の工程を示す平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図６の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図６の後続の工程を示す平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図７の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図７の後続の工程を示す平面図である。 硬磁性層の大きさに対してとりうる磁気シールド層の磁区構造を説明するための図である。 磁気シールド層における磁区構造の遷移を説明するための図である。 実施例１、比較例１及び比較例２において得られたバイアス印加層厚さとＦＦ値との対応関係を示す図である。 実施例１、比較例１及び比較例２において得られたＭＲ比とＦＦ値との対応関係を示す図である。 第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。 第２実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ第２実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した（ｂ）におけるＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は第２実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図１５の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図１５の後続の工程を示す平面図である。 第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。 第３実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ第３実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した（ｂ）におけるＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は第３実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図１９の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図１９の後続の工程を示す平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図２０の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図２０の後続の工程を示す平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図２１の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図２１の後続の工程を示す平面図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ図２２の後続の工程を示す（ｂ）のＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は図２２の後続の工程を示す平面図である。 第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの媒体対向面に対して垂直であってかつトラック幅方向から見た薄膜磁気ヘッドの概略断面図である。 第４実施形態に係る薄膜磁気ヘッドの一部を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｃ）はそれぞれ第４実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した（ｂ）におけるＡ−Ａ方向及びＣ−Ｃ方向の断面図であり、（ｂ）は第４実施形態に係る再生ヘッド部の製造過程の一部を示した平面図である。
符号の説明
１，１００，２００，３００…薄膜磁気ヘッド、２０…再生ヘッド部、２１…下部磁気シールド層、２２…ＭＲ素子、２３…上部磁気シールド層、２４…絶縁層、２５…バイアス印加層、２６…硬磁性層、３０…記録ヘッド部、Ａ１，Ａ２…端面、２２６，３２６ａ，３２６ｂ…反強磁性層、Ｈ１…磁気シールド層の高さ、Ｈ２…硬磁性層の高さ、Ｓ…エアベアリング面。

Claims (7)

  1. 媒体対向面を有する薄膜磁気ヘッドであって、
    前記媒体対向面を形成する第１の端面及び該第１の端面の反対側に位置する第２の端面をそれぞれ有し、互いに対向する下部磁気シールド層及び上部磁気シールド層と、
    前記下部磁気シールド層と前記上部磁気シールド層との間に位置すると共に、前記第１の端面側に位置する磁気抵抗効果素子と、
    前記下部磁気シールド層と前記上部磁気シールド層との間に位置すると共に、前記磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加するバイアス印加層と、
    前記下部磁気シールド層と前記上部磁気シールド層との間に位置すると共に、前記第２の端面側に位置する硬磁性層と、
    前記下部磁気シールド層と前記硬磁性層との間に位置する第１絶縁層とを備え、
    前記硬磁性層の前記第１の端面に直交する方向の長さが、前記下部磁気シールド層及び前記上部磁気シールド層の前記第１の端面に直交する方向の長さの１／３よりも大きくかつ１／２よりも小さく設定されている薄膜磁気ヘッド。
  2. 前記上部磁気シールド層と前記硬磁性層との間に位置する第２絶縁層を更に備える、請求項１に記載された薄膜磁気ヘッド。
  3. 積層方向から見たときに、前記硬磁性層が矩形状であり、かつ前記硬磁性層の一辺が前記第１の端面と平行に配置されている請求項１又は２に記載された薄膜磁気ヘッド。
  4. 積層方向から見たときに、前記硬磁性層の前記第１の端面に沿う方向の長さが、前記硬磁性層の前記第１の端面に対して直交する方向の長さよりも大きい請求項３に記載された薄膜磁気ヘッド。
  5. 前記硬磁性層の積層方向の厚みが、前記バイアス印加層の積層方向の厚みと同じである請求項１〜４のいずれか１項に記載された薄膜磁気ヘッド。
  6. 積層方向から見たときに、前記下部磁気シールド層及び前記上部磁気シールド層の前記第１の端面に沿う方向の長さが、前記下部磁気シールド層及び前記上部磁気シールド層の前記第１の端面に対して直交する方向の長さよりも大きい請求項１〜５のいずれか１項に記載された薄膜磁気ヘッド。
  7. 前記硬磁性層の磁化方向が、前記バイアス印加層のバイアス磁界の方向と同じである請求項１〜６のいずれか１項に記載された薄膜磁気ヘッド。
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