JPH01116915A

JPH01116915A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH01116915A
Application number: JP27404287A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suyama; 英夫陶山; Tokiharu Yamada; 山田　時晴; Norio Saito; 憲男斎藤; Munekatsu Fukuyama; 宗克福山
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1987-10-29
Filing date: 1987-10-29
Publication date: 1989-05-09
Anticipated expiration: 2012-10-27
Also published as: JP2668897B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関わる。

〔発明の概要〕

本発明は少くとも一方が磁気抵抗効果を有する第１及び
第２の強磁性金属薄膜が非磁性絶縁中間。

層を介して積層された積層型構成をとる感磁部よりなる
磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおいて、このｇ６ｆ１部に
対する電極の被着部を電極上に直接的に連接するを回避
して感磁部のその第１及び第２の強磁性金属薄膜の端面
で連接するようにして電極と強磁性金属薄膜との接触に
よる磁気的特性の劣化を回避して安定して優れた磁気的
特性を有し信頼性に優れた磁気抵抗効果型磁気ヘッドを
構成する。

〔従来の技術〕

磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下ＭＲ型磁気という）に
おいて、その感磁部すなわち磁気抵抗効果素子を、非磁
性絶縁中間層を介して積層された磁気抵抗効果（以下Ｍ
Ｒ効果という）を有する２枚の強磁性薄膜或いは一方が
ＭＲ効果を有する２枚の強−磁性薄膜の積層体によって
構成し、両薄膜に同一方向のセンス電流を通ずるように
したＭＲ型磁気、ヘッドが例えば特開昭６１−１８２６
２０号公報及び特開昭６２−５２７１１　号公報に開示
されている。このような構成によるＭＲ型磁気ヘッドに
おいては、その感磁部が非磁性中間層の介在によって静
磁的に結合された磁気抵抗薄膜の積層によって、各磁性
薄膜において同一方向のセンス電流によって互いに反平
行の磁化が発生するようになされて、全体として単磁区
構成となり、磁壁の発生が回避されてバルクハウゼンノ
イズの発生が抑制されるようになされている。

このようなＭＲ型磁気ヘッドは、例えば第７図にその断
面図を示すように、基板（１）上に感磁部（２）が形成
され、その両端に電極金属層（３）及び（４）が被着さ
れて画電極金属層（３）及び（４）間にセンス電流ｉが
通ずるようになされる。この場合、感磁部（２）の表面
には、表面絶縁層（１４）が被着され、これに電極金属
層（３）及び（４）を感磁部（２）に被着するに供する
電極コンタクト窓（１４，ａ　）　及び（１４ｂ）　　
が穿設され、この絶縁層（１４）を介して感磁部（２）
上を横切って、これに所要のバイアス磁界を与えるバイ
アス導体（５）が形成される。感磁部（２）上には、少
くとも感磁部（２）上を含んで絶縁層（６）を介して上
部レールド磁性体（７）が被着される。（８）は磁気記
録媒体との対接ないしは対向面で、感磁部（２）の前方
端面がこの面（８）に臨むようになされ、この面（８）
側から磁気記録媒体上の記録情報によって与えられる信
号磁界とセンス電流ｉの通電方向が平行関係にあるよう
に選定され、バイアス導体（５）にはバイアス電流がセ
ンス電流１と直交する方向に与えられて感磁部（２）に
所要のバイアス磁界が与えられて感磁部（２）がその抵
抗変化の直線性に優れた部分において動作するようにな
される。

感磁部（２）は、ＭＲ効果を有する例えばパーマロイ（
ＮｉＦｅ合金）等の第１及び第２の強磁性金属薄膜（１
１）及び（１２）が非磁性絶縁中間層（１３）を介して
積層されてなり、電極金属層（３）及び（４）は例えば
モリブデンＭｏ、タングステンＷ等の金属層によって構
成されこれが表面絶縁層（１４）に形成された電極コン
タクト窓（１４ａ）　及び（１４ｂ）　　を通じて感磁
部（２）上に連接するように感磁部（２）の上層の強磁
性金属薄膜（１２）に跨るように被着される。

この構成において感磁部（２）における磁気記録媒体か
らの信号磁界による抵抗変化をセンス電流の通電による
電圧変化としてとり出して磁気記録媒体上の記録を読み
出すようになされている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したＭＲ型磁気ヘッドによれば、バルクハウゼンノ
イズの改善が効果的に図られるものであるが、特にその
感磁部（２）を構成する磁性薄膜としてパーマロイ等の
金属薄膜が用いられる場合、二〇感磁部（２）の形成後
における磁気ヘッドの製造過程で経る熱処理工程、ある
いは磁気ヘッドの完成後においての使用時における磁気
ヘッドを具備する磁気ヘッド装置の磁気媒体との対接等
に基づく温度上昇等によって特性劣化を招来するという
経時変化及び信頼性に問題がある。

本発明は、このような特性劣化ないしは信頼性の低下が
特に感磁部（２）の磁性薄膜として金属薄膜を用いる場
合、この金属薄膜と電極金属層（３）及び（４）との接
触部においてこれら金属相互の拡散に基づいて生ずるこ
とを究明し、これに基づいて上述した諸問題の解決を図
る。

すなわち、上述したように感磁部（２）に対してセンス
電流の方向と磁気記録媒体からの信号磁界の方向とを平
行に選定する場合、その感磁部（２）にセンス電流を通
ずるための一方の電極金属層（３）は感磁部（２）の前
方端すなわち磁気記録媒体との対接ないしは対向面（８
）に臨む端部において被着されることが必要であり、こ
こにおける磁気的特性劣化は感磁部〔２）の信号再生に
大きく寄与することから特に問題となるところである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、第１図にその拡大平面図を示し、第２図にそ
のＡ−Ａ線上の拡大断面図を示すように、基板（１）上
に少くとも一方が磁気抵抗効果を有する第１及び第２の
強磁性金属薄膜（１１）及び（１２）が非磁性絶縁中間
層を介して積層された感磁部（２）が設けられた構成を
とるものであるが、この感磁部（２）に一対の電極金属
層（３）及び（４）が感磁部（２）の特にその端面で限
定的に電気的に連結されるようになされる。すなわち、
感磁部（２）を構成する第１及び第２の強磁性金属薄膜
（１１）及び（１２）と同パターンをもって上層の第２
の強磁性金属薄膜（１２）上に薄膜例えば数百人の厚さ
を有する薄膜パターン絶縁層（１５）が被着されてなり
、これの上に表面絶縁層（１４）が被着されて、これの
感磁部（２）の前方及び後方両端に電極コンタクト用窓
（１４ａ）及び（１４ｂ）　が穿設されて電極金属層（
３）及び（４）が感磁部（２）の第１及び第２の強磁性
金属薄膜（１１）及び（１２）の端面すなわち側端縁に
おいてのみ直接的に連接するようになされて電気的に連
結するようになされる。

尚、第１図及び第２図において第７図と対応する部分に
は同一符号を付して重複説明を省略する。

〔作用〕

上述の本発明構成によれば、電極金属層（３）及び（４
）が感磁部（２）の第１及び第２の強磁性金属薄膜（１
１）及び（１２）に対して、その端縁においてのみ相互
に連接するようにしたことによって、この接触によって
磁気的特性に問題が生じたとしても画電極（３）及び（
４）の感磁部（２）における主たるセンス電流ｌ゛の通
電部においては電極金属層（３）及び（４）の直接的接
触が回避されていることによって磁気的特性の劣化が回
避されるので感磁部どしての特性の劣化が効果的に回避
される。

〔実施例〕

第１図及び第２図を参照して本発明の一例を詳細に説明
する。基板（１）は例えばＭｎ−２ｎ系フエライトある
いはＮｉ−Ｚｎ系フェライト等の磁性基板より構成し得
、必要に応じてこれの上に絶縁層（図示せず）を介して
感磁部（２）が形成される。この感磁部（２）の形成は
、例えば第３図へに示すように基板（１）上に順次例え
ば全面的に例えばＮ　ｉＦｅ系合金よりなる第１の強磁
性金属薄膜（１１）、これの上にこの金属薄膜（１１）
に対して高温処理によっても拡散の生じない例えばＡｌ
ｚＯｓ　よりなる非磁性絶縁中間層（１３）、さらにこ
れの上に第２の例えば同様にＮｉＦｅ系合金よりなる強
磁性金属薄膜（１２）、またさらにこれの上に例えばＡ
ｊ！、口、よりなる同様に高温処理によって金属薄膜（
１２）に対して拡散の生じない絶縁層（１５）を被着形
成する。

次に、図示しないがこれの上に最終的に得る感磁部（２
）のパターンに応じた例えばフォトレジストよりなるマ
スクを形成し、これをマスクとしてイオンエツチングに
よってｉｓ層（１５）、第２の強磁性金属薄膜（１２）
、非磁性絶縁中間層（１３）及び第１の強磁性金属薄膜
（１１）をエツチングし、第３図Ｂに示すように所要の
パターンを有する感磁部（２）を形成する。

その後、第３図Ｃに示すように全面的に表面絶縁層例え
ば５１３Ｎ４等の絶縁層（１４）を被着し、図示しない
が所要のマスクを形成し、プラズマエツチング等によっ
て選択的に電極コンタクト窓（１４ａ）及び（１４ｂ）
を穿設する。

１３図りに示すようにこれら電極コンタクト窓（１４ａ
）及び（１４ｂ）　を通じて電極金属層（３）及び（４
）を被着形成感磁部Ｃ）の窓（１４ａ）及び（１４ｂ）
　間の特に薄膜パターン絶縁層（１５）が被着されてい
ない金属薄膜（１１）及び（１２）の端縁の端面におい
てのみ連接させて形成すると共に、さらにバイアス導体
（５）を形成する。これら電極金属層（３）及び（４）
とバイアス導体（５）はそれぞれ金属を全面的に蒸着し
これをフォトエツチングによってパターニングして同時
に形成し得る。前方の電極金属層（３）は感磁部（２）
の長平方向と直交する方向に延在するように形成され更
にこれより後方に屈曲導出するようになされる。

感磁部（２）の第１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）
及び（１２）の厚さは数百Ａ程度に、非磁性絶縁中間層
（１３）の厚さは両薄膜（１１）及び（１２）間に交換
相互作用に比し静磁的結合が支配・的に生ずる厚さで数
百Å以下とする。

そして、第１図及び第２図で示すように少くとも感磁部
（２）を有する部分上にＳｉｎ、等の絶縁層（６）を介
して上層のシールド磁性体（７）を被着する。そして、
この感磁部（２）の前方端が臨むように基板（１）から
上部シールド磁性体（７）に跨って磁気記録媒体との対
接ないしは対向面（８）を研磨する。

このような構成において電極金属層（３）及び（４）間
において両強磁性金属薄膜（１１）及び（１２）に同方
向のセンス電流を通ずるものであるが、この場合感磁部
（２）の６第１及び第２の強磁性金属薄膜の磁化困難軸
方向はセンス電流の通電方向に選定され、すなわち磁気
記録媒体からの信号磁界の印加方向に形成される。そし
て、このような構成において電極金属層（３）及び（４
）間にセンス電流ｉを通電し、一方バイアス導体（５）
にバイアス電流を通ずることによって所要のバイアス磁
界を感磁部（２）に与える。

このようにすれば磁気記録媒体との対接ないしは対向面
に対接ないしは対向する磁気記録媒体からの記録に基づ
く信号磁界が感磁部（２）にその磁化困難軸方向及びセ
ンス電流ｉの通電方向に与えられ、これによって電極金
属層（３）及び（４）間の抵抗変化に基づく例えば電圧
変化として電気的出力として導出される。

尚、上述した例においては第１及び第２の強磁性金属薄
膜（１１）及び（１２）がそれぞれＮｉＦｅより構成さ
れた場合であるが、他の磁気抵抗効果を有する例えばＮ
ｉＦｅＣｏ系合金あるいはＮｌＣｏ系合金等によって構
成することができる。

また感磁部（２）の両弾磁性金属薄膜＜１１）　（１２
）に対して）ＪＲ効果を有するものによって構成する場
合に限らず一方についてはＭＲ効果がほとんどないか全
くない金属薄膜によって構成することもできる。

しかしながらいずれの場合においても両弾磁性金属薄膜
（１１）及び（１２）が非磁性絶縁中間層によって静磁
的に結合された状態でその飽和磁束密度、厚さ等の選定
によって両薄膜（１１）及び（１２）の磁束量が一致す
るようにしてその磁束が両阿膜（１１）及び（１２）に
対して全体的に閉じるようにして単磁区構造として磁壁
の発生が生じないようにする。

〔発明の効果〕

上述したように本発明によれば、感磁部（２）の全パタ
ーンと同一パターンをもってその上面に薄膜パターン絶
縁層（１５）が形成され、電極金属層（３）及び（４〕
が感磁部（２）の各第１及び第２の強磁性金属薄膜（１
１）及び（１２）の端面においてのみ接触するようにし
たことによって、電極金属層（３）及び（４）と第１及
び第２の強磁性金属薄膜（１１〉及び（１２）との相互
拡散による磁気的特性の変化が感磁＆１Ｓ　（２）の磁
気記録媒体からの信号に基づく抵抗変化に寄与すべき部
分においてはは止んどが影響されないようにすることが
でき、したがって特性に優れたＭＲ型磁気ヘッドを構成
することができる。

これについて説明するに、今数百人の厚さを有するＮｉ
Ｆｅの初期状態における磁化Ｂ−磁界Ｈのヒステリシス
カーブを測定すると第４図に示すようになる。第４図に
おいて実線曲線は磁化容易軸方向に関するＢ−Ｈ特性曲
線を示し、破線曲線は磁化困難軸方向のＢ−Ｈ特性曲線
を示す。このような特性を有する金属薄膜上に電極金属
としての例えばＭＯを全面的に被着し、２５０℃、２時
間のアニール処理を行って後、同様のＢ−Ｈ特性曲線を
測定したところ第５図に破線及び実線によって示すよう
な磁化困難軸方向及び磁化容易軸方向のＢ−Ｈ特性が変
化し、また３００℃２時間のアニール処理を施した場合
の同様のＢ−Ｈ特性曲線は、第６図の破線及び実線を示
すようになった。第５図で示されるように２５０℃２時
間のアニール処理をした場合、磁化困難軸及び磁化容易
軸方向の各保磁力Ｈｃｈ及びＨｃｅ　はかなり大きくな
り、異方性の分散も悪くなっていることがわかるが、こ
の場合まだ飽和磁束密度Ｂｓの変化はほとんど見られな
い。

ところが、３００℃２時間アニール処理したものにおい
ては、第６図より明らかなように飽和磁束密度Ｏｓにつ
いても大幅に低下していることがわかる。

しかしながら、いずれのアニール処理を施したものにつ
いても透過率μの劣化は大きくなっている。

そして、ＦｅＮ　ｉ、　ＦｅＣｏ、　Ｎ　ｉＣｏ、　Ｎ
　１ＣｏＦｅ等の金属薄膜上に他の金属、例えばＴｉ、
　　Ｗなどを被着した場合の同様のアニール処理を施し
た場合においても、その磁気特性の変化は上述した例と
ほとんど同様であった。尚、ＭＯに変えてへｇ、Ａｊｉ
！、Ｃｒ等の他の金属では、さらにその特性の変化が著
しかった。

これに比し、本発明による磁気ヘッドにおいては、その
感磁部（２）の磁気記録媒体からの信号磁界−の検出に
寄与する主たる部分においては、絶縁層（１５）を被着
して直接的に電極金属層（３）及び（４）の被着を回避
するようにしたので上述した磁気的特性の変化による感
磁部（２）の機能の低下を回避することができ、感度の
高いＭＲ効果型磁気ヘッドを得ることができる。

そして、さらにその第１及び第２の強磁性金属薄膜（１
１）及び（１２）間に介在させる非磁性絶縁中間層（１
３）として、また表面の絶縁層（１５）として特にＡｊ
！２０．あるいはＳｉ、Ｎ４　を用いるときは強磁性金
属薄膜（１１）及び（１２）に対する拡散が例えばＳｉ
ｎ、、あるいはＳｉＯを用いる場合に比し、上述した熱
処理工程によってもほとんど生じないことによって、こ
の絶縁層による感磁部（２）の磁気的特性の劣化を回避
することができることが確かめられた。

また、特に絶縁層（１３）及び（１５）としテＡＡ’ｚ
０３を用いる場合、このＡＩＪｓ　は最もｌ’ｅＮ１等
の第１及び第２の強磁性金属薄膜に対する拡散の影響が
小さいことによって安定した特性を有する感磁部（２）
を構成する上で好ましく、さらにＡｌｚｒ：ｈ　はＮ１
ｃｅ、　ＦｅＣｏ、　ＮｉＦｅＣｏ等の各金属薄膜のエ
ツチング、特にイオンエツチングの選択性がほとんどな
いことによって第３図で説明したように第１の強磁性金
属薄膜（１１）、非磁性絶縁中間層（ｌｊ）及び第２の
強磁性金属薄膜（１２）、絶縁層（１５）を全面的に形
成してこれを同時にパターン化して感磁部（２）を構成
し得ることから、層（１３）及び（１５）としｒＡｉ’
２０ｓを用いる場合は感磁部（２）のパターン化製造が
極めて有利となる。

また、表面絶縁Ｊｌ（１４）としてＳｉ、Ｎ、薄膜によ
って構成する場合は、これに対する選択的エツチングが
比較的容易に行われることから、これに対する電極コン
タクト窓（１４ａ）　及び（１４ｂ）　の穿設が容易に
行い得るという利益を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気ヘッドの一例の路線的拡大平
面図、第２図は第１図のＡ−Ａ線上の拡大断面図１．第
３図Ａ−Ｄは本発明による磁気ヘッドの感磁部の製造工
程図、第４図〜第６図は本発明の説明に供するＢ−Ｈ特
性曲線図、第７図は従来構造の磁気ヘッドの断面図であ
る。（１）は基板、（２）は感磁部、（３）及び（４）は電
極金属層、（１１）及び（１２）は第１及び第２の強磁
性金属薄膜、（１３）は非磁性絶縁中間層、（１４）は
表面絶縁層、（１５）は薄膜パターン絶縁層である。第２図１・・・・・蕃猛１１・・・・・累１め鏑ム性金属透縛１２・・・・・第２＋１Ｘｔ性７を属清暖１３・・・・
・１Ｐ肩匡性絶林中蘭層６・・・・・絶株層５・・・・・バ°イアλ薯４Ｆ第３図Ｂ−Ｈ特４Ｉ曲輪図第５図Ｂ−Ｈ脣性曲線囚第６図１・・・を項１１　　・１陽瑣臘性令１１・膜１２・・・・藁２社！！臘＋モ應１膿１３・・・・・神ｍ性絶純寸聞漕１４・・・・長面対Ｉ秀漕２・・・・蔓５跋部１４ａ、１４ｂ・・・・・ｆ廚シコ〉タクト名３．４・
・・１１糧金１層６・・・・縫縄層５・・・・・ハ゛イアズ落ｐドア・・・・・シーＬドＡ踵４壬クト

Claims

【特許請求の範囲】

基板上に、少くとも一方が磁気抵抗効果を有する第１及
び第２の強磁性金属薄膜が非磁性絶縁中間層を介して積
層された感磁部が設けられ、該感磁部に一対の電極金属
層が、それぞれ上記第１及び第２の強磁性金属薄膜の端
面で電気的に連結されてなることを特徴とする磁気抵抗
効果型磁気ヘッド。