JPH02108213A - 複数個の磁気抵抗読取り変換器を一括製造する方法 - Google Patents

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】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、非常に大きなリニヤ密度で磁気媒体の表面か
らデータを読取ることの出来る磁気抵抗（ＭＲ）センサ
、または磁気抵抗ヘッドと言われる磁気変換器の一括（
パッチ）製造方法に関する。

磁気抵抗センサは、磁気抵抗素子によって感知される磁
束の大きさ及び方向の関数として、磁気抵抗材料で作ら
れた読取り素子の抵抗の変化によって磁界の信号を検出
する。

Ｂ、従来の技術 記録密度を増加させるために、磁気記録装置は、記録ト
ラックを狭くし、且つトラックに沿ってリニヤな記録密
度を増加させる必要に迫られる。これらの高い記録密度
において磁気媒体からデータを読取らせるために、磁気
抵抗ヘッドは、２つの軟磁性体の遮蔽の闇の空隙に設け
られねばならない。これらの要求を満足させる必要上、
小さな磁気抵抗センサを効率的に製造するために、−括
製造プロセスが用いられねばならない。

米国特許第４１９５３２３号及び同第４４８９４８４号
は、電磁誘導による書込み変換器と、遮蔽された磁気抵
抗ヘッド変換器とが読取り／書込み変換器のアレーを形
成する変換器の製造方法を開示している。複数個の変換
器がウェハの上に作られた後、ウェハの厚さが、読取り
／書込み変換器のためのスライダの長さを限定するよう
に、個々の変換器に切断される。遮蔽は、各磁気抵抗読
取り変換器のために個々にパターン化される。

米国特許第４３５４２１２号は、ヘッドの磁気バイアス
層が磁気抵抗層の両側に与えられて、磁気抵抗の構造が
２つの遮蔽の間に包囲されている磁気抵抗センサが開示
されている。−括製造の技術は開示されていないが、各
センサを製造するために、製造工程の間において、磁化
の方向を方向付けるために、６００エルステツドの磁界
が使用されている。

Ｃ０発明が解決しようとする問題点 磁気抵抗素子がスパッタ被着プロセスによって作られた
従来の磁気抵抗センサは、使用出来ないか、またはセン
サの特性に大きなバラツキを持っていた。この問題は、
磁気抵抗層に誘出される容易軸を望ましい方向に設定す
るのに必要な磁化を方向付けるための磁界（Ｈｏ）に起
因するものであった。磁化方向を方向付ける磁界（Ｈｏ
）は下側の遮蔽で短絡される。磁気抵抗層の磁化方向を
効果的に方向付けるために、磁化方向付けの磁界（Ｈｏ
　）は、第１の遮蔽の減磁磁界（Ｈｄ　）を成る大きさ
だけ超過しなければならない。成る特定の例においては
、第１の遮蔽の減磁磁界は、約１００エルステツドであ
ると計算されている。スパッタ処理システムにおける磁
化方向付けの磁界ＨＯは、３０エルステツドよりも小さ
いので、磁気抵抗層の磁化容易軸や、バイアス用の層な
どの他の層の磁化容易軸の方向は特定することが出来ず
、このことは、センサを許容不能な特性にすることがあ
る。更に、若し、スパッタ処理システムにおいて、より
高い磁界が使用されたならば、磁気抵抗の厚さの均一性
は、フィールド・プラズマ相互作用によって悪影響を与
える。

従来の技術は、磁気抵抗素子が均一な厚さを持ち、且つ
所定の方向に均一に磁気的に方向付けられているような
、スパッタで被着され遮蔽された磁気抵抗読取り変換器
の一括製造のプロセスを開示していない。

従って、本発明の目的は、変換器の層の異方性軸が所定
の方向に磁気的に向けられており、そして、変換器が均
一な厚さを有するような、遮蔽された磁気抵抗読取り変
換器のための一括製造のプロセスを提供することにある
。

Ｄ０問題点を解決するための手段 遮蔽された磁気抵抗読取り変換器を一括して製造する本
発明の方法は、基体全体上に磁性材料の第１の層を被着
するステップと、第１の磁性層の上に適当な電気的絶縁
材料を被着するステップと、磁界の存在の下で、電気的
絶縁材料層上の第２の磁気材料層を被着するステップと
を含んでいる。

磁性材料の第２の層は、選ばれた磁化方向に磁気的に方
向付けられた複数個の磁気抵抗読取り変換器を形成する
ためにパターン化され、そして次に、磁性材料の第１の
層が、各磁気抵抗読取り変換器のための第１の遮蔽を発
生するためにパターン化される。電気的絶縁材料の第２
の層と、第３の磁性層は、各磁気抵抗読取変換器のため
の第２の遮蔽を形成するようにパターン化される。

Ｅ、実施例 第６図を参照して本発明の１実施例を以下に説明する。

磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドの一括製造プロセスは、磁気抵
抗ヘッド・アセンブリ１２の厚さが加算された時、完成
されたヘッド用スライダ１４の長さと等しい大きさの厚
さＴになる非磁性体の基体１０を準備することによって
行われる。また、従来から知られているように、薄膜型
式の電磁誘導ヘッド（図示せず）を、同じヘッド・スラ
イダ１４上に作ることが出来るから、読取り変換器及び
書込み変換器の両方を同じスライダ上に設けることが出
来る。

磁気抵抗読取りヘッド・アセンブリ１２は、基体１０上
に被着された第１の磁気遮蔽部材１６（第２図）と、そ
の上に絶縁用の第１の非磁性体層１８とを含んでいる。

磁気抵抗センサ素子２０が被着され、センサ素子２０の
各端部は、導電性のリードＭ２２及び２４に接続されて
いる。第６図の実施例において、リード線２２．２４は
屈曲しているので垂直に突起しているように見えるかも
知れないが、ヘッド・アセンブリ１２と共に非磁性体層
１８上に平面的に被着されていることに注意されたい、
絶縁用の第２の非磁性体の層２６（第１図）と、第２の
磁気遮蔽層２８（第１図）とを更に被着することによっ
て、磁気抵抗読取りヘッド・アセンブリ１２が完成され
る。

磁気抵抗読取りヘッド・アセンブリ１２が基体１０上に
形成された時、基体１０は、行１１（第１図）で切断し
、そして、磁気抵抗センサ素子２０が、空気ベアリンク
面１５のスライダの後縁１４に位置付けられるように、
基体１０を更に独立したヘッド・スライダとして切断す
る。

遮蔽された磁気抵抗読取りヘッド・アセンブリ１２の本
発明の一括製造のプロセスは、パターン化された時に、
各磁気抵抗読取りヘッド・アセンブリのための第１の遮
蔽部材１６として使用するために、基体全体にわたって
磁気材料の第１の層３４（第３図）を被着することを含
んでいる。磁気材料は、例えばＮｉＦｅのような、遮蔽
材として使用するに適した任意の材料受よい、磁気遮蔽
の材料は、例えばスパッタ被着、またはメツキのような
任意の適当な技術によって被着される０例えば、５ｉ０
２のような絶縁材料の層３６が、磁気抵抗センサ素子を
第１の遮蔽部材１６から電気的に絶縁するために、遮蔽
層全体にわたって被着される。

磁気抵抗材料の層３８（第３図参照）は、絶縁材料の層
３６の全面にわたって被着され、そして、各磁気抵抗読
取りヘッド・アセンブリが、はぼ同じ特性を持つように
、その被着の厚さは、精密に制御されねばならない。磁
気抵抗センサ用材料の層３８は、磁化を方向付けるため
の磁界（ＨＯ）の存在の下でスパッタ被着を施すことに
よって被着される。スパッタ処理システムにおける磁化
の方向付は用の磁界（ＨＯ）の強さは、約３０エルステ
ツドであり、ＷＪＰＡの完全な遮蔽層３４によって生じ
るこの場合の減磁磁界（Ｈｄ）は、１エルステツド以下
である。磁気抵抗層の容易軸（Ｅａ）を適当に整列する
ための条件は、磁化方向付は用の磁界Ｈａが減磁磁界Ｈ
ｄよりも遥かに大きいということであり、そして、この
被着システムにおいて、磁気抵抗センサの層３８が、磁
化方向の磁界に沿った容易軸Ｅａを含むのに充分な大き
さである２０エルステツドを超えた方向付は磁界を受け
るので、上述の条件け、この被着システムにおいて受は
入れられる条件である。

次に、磁気抵抗センサ層３８は、各磁気抵抗読取りヘッ
ド・アセンブリに対して、磁気抵抗センサ２０の所望の
形（第２図）を決めるのにパターン化される６例えばバ
イアス層のような付加的な層を必要とする場合、それら
の付加的な層は、この製造工程のこの段階でパターン化
される０次に、導電性リード線２２及び２４は、磁気抵
抗センサの活動部分、即ち導電性リード線２２及び２４
の内側に挟まれた磁気抵抗センサの部分２０を画定する
ために、被着され、パターン化される。第２の遮蔽部材
２８から、磁気抵抗センサ素子２０を電気的に絶縁し、
且つ、次の処理工程でセンサ構造をパッシベート（活性
化）するために、第２の絶縁層４０（第５図）が被着さ
れる。

以上の処理で、センサ層の容易軸と、センサ構造が決め
られたので、次に、電気的な絶縁層８６及び４０と、第
１の遮蔽層３４がパターン化される（第５図）、このパ
ターン化には、乾式蝕刻処理でも、化学的蝕刻処理でも
使用することが出来る６例えばイオン蝕刻のような乾式
蝕刻処理を使用すれば、３つの層３６．３８及び４０の
全てが、マスクを用いた単一のステップでパターン化す
ることが出来る。化学的蝕刻処理が使用された場合、マ
スクを用いた別々の２つのステップ、即ち、絶縁材料層
３６及び４０を蝕刻するための第１のステップと、第１
の遮蔽層３４を蝕刻するための第２のステップを使用す
ることが出来る。

次に５各磁気抵抗読取りヘッド・アセンブリ１２のため
の第２の磁気遮蔽層２８を作るために、第２の遮蔽層が
被着され、パターン化され、次に、保護層（図示せず）
が被着され、パターン化される。この処理が各アセンブ
リについて終了すると、上述したように、基体が行に切
断され、そして、第１図に示されたように、独立した磁
気抵抗読取りヘッド・アセンブリに切断することが出来
る。

本発明の製造方法は、第１の遮蔽がパターン化されてい
ない収態において、第１の磁気遮蔽層の減磁磁界を、例
えば１エルステツド以下のような充分に小さい磁力に減
少する利点を持っている。

減磁磁界のこのレベルは、磁気抵抗層の容易軸の現在の
方向を、スパッタ処理システムに通常存在する磁界によ
って設定させることが出来る。また、減磁磁界のこのレ
ベルは、スパッタ処理システム内の磁化方向付は磁界の
強さを減少させ、しかも決められた容易軸の方向を維持
している。この変化が、磁気抵抗層の厚さの制御を向上
させる。容易軸の整列と、向上した厚さの制御との両方
が、本発明の処理方法によって製造された磁気抵抗セン
サ・アセンブリの磁気抵抗センサの特性の安定性と、再
現性とを向上させる。

以上に述べた磁気抵抗センサは、単一層を有するものが
説明されてきたが、例えばバイアス層のような付加的な
層を有する磁気抵抗センサを作るために、当業者であれ
ば、本発明の処理方法を実質的に変更することなく、適
用することが出来るのは明らかである。また、第２の遮
蔽層は、第１の遮蔽層３４をパター・磁化する前に被着
することが出来る。第２の遮蔽層２８と、電気的絶縁層
３６及び３８とが被着された後、第１の遮蔽層３４を、
同時に、または順次にパターン化することが出来る。

Ｆ１発明の効果 本発明の方法によって、安定な特性を維持している均一
な品質の多数の磁気抵抗読取りヘッドが反復した再現性
をもって、−括して製造することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は空気ベアリングの面から見た本発明の磁気抵抗
読取り変換器の完成した断面を示す図１、第２図は本発
明の製造方法の中間的な段階における複数個の磁気抵抗
読取りヘッドを示す斜視図、第３図はセンサの層を被着
した後、第６図の線３−３に沿って切断した断面図、第
４図はセンサの層及び導電体層をパターン化した後に、
第６図の線３−３に沿って切断した断面図、第５図は電
機店絶縁材料の層と第１の遮蔽層とをパターン化した後
に、第６図の線３−３に沿って切断した断面図、第６図
は成る種の部品を示して拡大した基体の斜視図であって
、本発明の一括製造方法によって製造された磁気抵抗読
取り変換器のアレーが示されている基体の斜視図である
。 １０・・・・基体、１２・・・・磁気抵抗読取りヘッド
・アセンブリ、１６・・・・第１の磁気遮蔽部材、１８
・・・・第１の非磁性体の層、２０・・・・磁気抵抗セ
ンサ素子、２２．２４・・・・リード線、２６・・・・
第２の非磁性体の層、２８・・・・第２の磁性体の層、
３６・・・・第１の絶縁材料の層、３８・・・・磁気抵
抗材料の層、４０・・・・第２の絶縁層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 予定の厚さの基体上に磁性材料の第１の層を被着するス
   テップと、 上記磁性材料の第１の層上に予定の厚さの電気的絶縁材
   料の層を被着するステップと、 被着しようとする磁性材料を方向づけするための磁界の
   存在の下で、上記電気的絶縁材料の層上に予定の厚さの
   磁性材料の第２の層を、所望の磁化方向に方向づけして
   スパッタ被着するステップと、 選ばれた磁化方向に夫々が容易軸を有する複数個の磁気
   抵抗読取り変換器を形成するために、上記磁性材料の第
   ２の層をパターン化するステップと、 上記磁気抵抗読取り変換器の所望の磁化方向への方向づ
   けを保つて、複数個の各変換器に対する磁気遮蔽を形成
   するように、上記磁性材料の第１の層をパターン化する
   ステップとを含むことを特徴とする、基板上に行及び列
   状に並べて複数個の磁気抵抗読取り変換器を一括製造す
   る方法。