JPH04119506A - 薄膜磁気ヘッド - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、薄膜磁気ヘット、特に磁気抵抗効果素子を感
磁部として有する水平型の薄膜磁気ヘッドに係わる。

〔発明の概要］ 第１の本発明は薄膜磁気ヘッドに係わり、磁気ギャップ
を有する第１の薄膜磁気コアが磁気記録媒体面とほぼ平
行に配置され、この第１の薄膜磁気コアと積層する第２
の薄膜磁気コアとにより第１の閉磁路が形成され、第１
の閉磁路に磁気的に結合するヘッド巻線部が設けられ、
この第１の閉磁路の磁気ギャップを含む一部を磁気的に
結合する第２の閉磁路を形成するように磁気抵抗効果感
磁部が配置されたことにより、再生効率の向上をはかっ
た記録再生用薄膜磁気ヘッドを提供する。

また第２の本発明は薄膜磁気ヘッドに係わり、磁気ギャ
ップを有する薄膜磁気コアが磁気記録媒体面とほぼ平行
に配置され、複数の磁気抵抗効果素子がほぼ平行配置さ
れ、互いに直列に接続された磁気抵抗効果感磁部が薄膜
磁気コアと磁気的に結合して閉磁路を形成して成ること
により、再生効率の向上をはかる。

〔従来の技術〕

近年の磁気記録の高密度化に伴って狭トラツク幅化等の
面において有利な水平型薄膜磁気ヘッドが注目されてい
る。

一方、再生感度の点で有利な磁気抵抗効果素子（以下Ｍ
Ｒ素子という）を感磁部とする磁気抵抗効果型（以下Ｍ
’Ｒ型という）磁気ヘッドが盛んに研究される傾向にあ
り、両者を組み合わせた構造の薄膜磁気ヘッドが提案さ
れている。

このようなＭＲ型でかつ水平型の薄膜磁気ヘッドとして
は、例えば本出願人による特開昭６２−１３４８１４号
公開公報にその開示がある。この薄膜磁気ヘッドは第４
図にその路線的拡大断面図を示すように、バイアス導体
（１６）を囲む磁気回路が、磁気記録媒体に対向する側
に磁気ギャップｇを有する一対の磁気コア（３８＾）及
び（３８Ｂ）　と、ＭＲ感磁部（１３）が積層されるよ
うにかつ両端部が互いに磁気的に結合されて構成される
。この各磁気コア（３８Ａ）及び（３８Ｂ）　とＭＲ感
磁部（１３）との間には絶縁層（８）を介してバイアス
導体（１６）がＭＲ感磁部（１３）を横切る方向に延在
される。そしてその一対の磁気コア（３８Ａ）及び（３
８Ｂ）の一部分とともに磁気記録媒体対向面即ちＡ　Ｂ
　Ｓ　（Ａｉｒ　Ｂｅａｒｉｎｇ　５ｕｒｆａｃｅ）面
（３０）を構成する保護層（３９）が被着形成されてＭ
Ｒ型磁気ヘッドが構成される。

このような構成による場合、磁気ギヤツプｇからＭＲ感
磁部（１３）までの磁路長が小となるため再生効率が向
上し、また水平型構造を採るために高い出力電圧が得ら
れ、かつ優れたＳ／Ｎが得られる。更にＭＲ感磁部（１
３）がＡＢＳ面（３０）から光分離れた位置に配される
ため、加工性、信幀性ともに安定しているが、記録ヘッ
ドの構造が考慮されていないという問題があった。

またＭＲ型磁気ヘッドにおいて、第５図にＭＲ感磁部（
１３）の路線的拡大断面図を示すように、例えばＮｉＦ
ｅより成り、厚さ３００人のＭＲＩ膜ＭＲ。

及びＭＲＩｌが、互いに静磁的結合を生じるも交換相互
作用がほとんど生じることのない厚さの例えば６０人の
Ａ７．０３等よりなる非磁性層（３５）を介在させて積
層した２層構造感磁部構成が採られ、この場合ＭＲＡ及
びＭＲ＠においてそれぞれその幅方向を磁化容易軸方向
ｅ、ａに選定し、磁化困難軸方向の、それぞれ同方向に
センス電流Ｉｓを流すようにすると既に知られているよ
うに、磁壁の発生ヲ抑１１Ｊして、バルクハウゼンノイ
ズを低減化することができる。

しかしながら、このようなＭＲｇ磁部（１３）は通常１
本のみの構成とされており、充分な抵抗変化量即ち再生
出力を得ることができなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、本出願人は、先に特願平１−２５３６７３号出願
において、第６図にその路線的拡大断面図を示すように
、磁気ギャップビを有する前部コア（４２）がＡＢＳ面
（３０）に平行に配置され、この前部コア（４２）に重
ね合わせられるように磁気ギャップｇを横切って非磁性
層を介して静磁的結合するＭＲ薄膜の積層構造によるＭ
Ｒ感磁部（１３）が配置されると共に、このＭＲ感磁部
（１３）にバイアス磁界を与えるバイアス導体（４５）
が配置され、ＭＲ感磁部（１３）の通電方向を磁気ギヤ
ツブｇ上を横切る方向に選定した薄膜磁気ヘッドを提案
した。

このような構成による薄膜磁気ヘッドは、例えば図示し
ないが表面が鏡面とされたシリコン基体上に、例えばＳ
ｉＯ□絶縁層（４１）を形成し、その一部をエツチング
によって除去し、この除去部を通してシリコン基体上に
直接的に接するように例えば帯状のパーマロイ等の磁性
材よりなる対の磁気コア（４２Ａ）及び（４２Ｂ）を、
両者間に磁気ギャップｇを形成するように全面に例えば
蒸着、スパッタリングを施した後フォトリソグラフィ技
術による選択的エツチング等によってパターニングして
、これら対の磁気コア（４２Ａ）及び（４２Ｂ）よりな
る前部コア（４２）を構成する。そしてこの前部コア（
４２）の表面に５ｉ０２等の絶縁層（４３）を被着形成
し、これの上に非磁性層を介してＭＲ薄膜を積層したＭ
Ｒ感磁部（１３）を形成した後、このＭＲ感磁部（１３
）上に薄い絶縁層（４４）を介してバイアス磁界発生用
のバイアス導体（４５）を形成し、更に絶縁層（４６）
を介して記録用のコイル（４７）を所定のパターンに形
成する。そしてこの上を覆って絶縁層（４８）を被着形
成した後これら絶縁層（４８）、　（４６）及び（４３
）を通じて各磁気コア（４２Ａ）及び（４２Ｂ）の外端
上に窓開けを行って、これら窓を通じてパーマロイ等の
磁性層より成る後部コア（４９）を形成し、これの上に
絶縁層（５０）をオーバーコートし、更に全面的にフォ
トフオームグラス等の絶縁板（５１）を接合する。この
絶縁板（５１）、絶縁層（５０）を貫通して記録コイル
（４７）等の端子（５２）の導出がなされる。そしてこ
のように構成された磁気ヘッドからシリコン基体をエツ
チング除去することによってこのシリコン基体の鏡面上
に形成されたｗＡ縁層（４１）及び前部コア（４２）が
この鏡面を踏襲して鏡面な平滑面として構成され、これ
によって磁気記録媒体との対向面となるＡＢＳ面（３０
）が形成される。

二のような構成とする場合、ＭＲ感磁部（１３）が磁気
ギャップｇの近傍に配置されるため、記録再生共に良好
な効率を得ることができるが、ＭＲ素子（１３）及び磁
気ギャンブｇ近傍の磁気コア（４２Ａ）及び（４２Ｂ）
の形状が複雑で、またこの磁気コア（４２Ａ）及び（４
２Ｂ）の構成するＡＢＳ面（３０）を比較的広く形成す
ると信頼性が低下する恐れがあるため、このＡＢＳ面（
３０）による平坦部を比較的狭くする必要があり、この
ためＭＲ感磁部（１３）及びその端子導出部や磁気ギヤ
ツブｇ等の高い加工精度が必要とされ、生産性の低下を
招く恐れがある。

本発明は、上述したようなＭＲ感磁気部の薄膜磁気ヘッ
ドの複雑な構成に基づく信頼性及び加工性の向上をはか
って、記録再生共に良好な薄膜磁気ヘッドを提供するも
のである。更にまた本発明は、上述したようにその感磁
部を例えば２層構造にした幅狭構造とする場合において
も、充分な再生効率の向上をはかることができるように
した薄膜磁気ヘッドを提供するものである。

〔課題を解決するための手段〕

第１の本発明による薄膜磁気ヘッドの一例の路線的拡大
断面図を第１図に、また第２の本発明による薄膜磁気ヘ
ッドの要部の路線的拡大斜視図を第２図に示す。

第１の本発明は第１図に示すように、磁気ギャップｇを
有する第１の薄膜磁気コア（２２）が磁気記録媒体面と
ほぼ平行に配置され、この第１の薄膜磁気コア（２２）
と積層する第２の薄膜磁気コア（７）とにより第１の閉
磁路（２４）が形成され、第１の閉磁路（２４）に磁気
的に結合するヘッド巻線部（９）が設けられ、第１の閉
磁路（２４）の磁気ギャップｇを含む一部を磁気的に結
合する第２の閉磁路（２５）を形成するようにＭＲｉ磁
部（１３）が配置される。

第２の本発明は第２図に示すように、磁気ギャップｇを
有する薄膜磁気コア（２６）が磁気記録媒体面とほぼ平
行に配置され、複数のＭＲ素子（１３Ａ）がほぼ平行配
置され、互いに直列に接続されたＭＲ感磁部（１３）が
薄膜磁気コア（２６）と磁気的に結合して閉磁路を形成
して成る。

〔作用〕

上述したように、第１の本発明による薄膜磁気ヘッドは
、第１図に示すように、第１及び第２の薄膜磁気コア（
２２）及び（７）とより成る第１の閉磁路（２４）に磁
気的に結合されるへｙト巻線部（９）を設けるとともに
、第１の閉磁路（２４）の磁気ギヤングｇを含む一部を
磁気的に結合して第２の閉磁路（２５）を形成するよう
にＭＲ怒磁部（１３）を配置することにより、ＭＲ惑磁
部（１３）が比較的小なる閉磁路（２５）内に配置され
ることからＭＲ再生効率の向上をはかることができ、ま
た従来の構造の利点である水平型構造を採るための高出
力電圧及び良好なＳ／Ｎが得られる。

更に、ＡＢＳ面（３０）の近傍にこのＭＲ感磁部（１３
）を設けることがないため、加工性及び信頼性の向上を
はかることができ、記録効率の低下を招くことなく、記
録再生を兼ね備えた良好な薄膜磁気ヘッドを得ることが
できる。

また第２の本発明による薄膜磁気ヘッドは、第２図に示
すように、磁気ギャップｇを有する薄膜磁気コア（２６
）と、複数のＭＲ素子（１３Ａ）がほぼ平行配置され、
この複数のＭＲ素子（１３Ａ）が互いに直列に接続され
て薄膜磁気コア（２６）と磁気的に結合して閉磁路を形
成して成ることにより、ＭＲｉ磁部（１３）全体として
の磁気抵抗効果による抵抗変化が増倍化されるため、再
生出力の増大化をはかることができる。

〔実施例］ 以下第１図及び第２図と共に、その理解を容易にするた
めに第３図の製造工程図を参照して、第１及び第２の本
発明による薄膜磁気ヘッドを詳細に説明する。この場合
絶縁基板側からＡＢＳ面を構成する磁気ギャップｇを含
む第１の薄膜磁気コアまでを順次形成していく場合で、
第２の薄膜磁気コアを形成した後にその上に第１の薄膜
磁気コアを形成する場合を示す。

まず第３図Ａに示すように、Ａ１ｚ０３　・ＴｉＣ，Ｃ
ａＴｉＯ３フェライト系セラミック、結晶化ガラス等の
非磁性材より成る絶縁基板（１）を用意し、この絶縁基
板（１）にレーザドリリング等により端子孔開けを行っ
て孔部（２）を形成した後、肛！等により孔部（２）の
段差（２Ｓ）を形成し、主面（ＩＳ）及び裏面（ＩＲ）
上に全面的にメツキ種付けとなる例えばＣｏよりなる金
属層（３）をスパッタリング等により被着した後、Ｎｉ
等を例えば電気メツキによって形成し、更に両主面（Ｉ
Ｓ）及び裏面（ＩＲ）を研磨して孔部（２）内を除いて
絶縁基板（１）を露出させ、電極層（４）を作成する。

次に第３図Ｂに示すように、薄膜磁気コアのメツキ種付
は層としてのＮｉＦｅ等よりなる磁性層（５）を全面的
にスパッタリング等により形成した後、例えば通常のフ
レームメツキ等によってＮｉＦｅ等よりなる磁性層（７
Ａ）を所要のパターンにパターニングし、更に磁性層（
５）も同様のパターンに例えばウエントエッチングによ
り磁性層（７Ａ）の外縁部を除去して形成する。

その後第３図Ｃに示すように、この磁性層（５）及び磁
性層（７Ａ）上を覆って全面的に例えばＳｉＯ□よりな
る非磁性の絶縁層（８）を被着形成した後、表面を研磨
して平面化し、この絶縁層（８）の上に例えばＣｕより
なる導電層を全面的に被着した後所要のパターンに、例
えばフォトリソグラフィ等によりフォトレジストの塗布
、パターン露光、現像、イオンミリング等の異方性エツ
チングを施してコイル即ちヘッド巻線部（９）を形成す
る。

次に第３図りに示すように、ヘッド巻線部（９）上を覆
って全面的に例えばＳｉＯ□よりなる絶縁Ｊｉ　（１０
）を形成した後、表面研磨を施して平坦化し、所要部分
例えば下層に形成した磁性層（７Ａ）の外縁部上に接続
部穴（１１）をフォトリソグラフィ等を適用してｌ？Ｉ
ＩＥ等により形成し、更にこの接続部穴（１１）内に埋
込むように、例えばＮｉＦｅ等をメツキした後この穴（
１１）内のみに磁性層が残るように表面を研階して、磁
性層（１２）を形成し、磁性層（７Ａ）及びこの磁性層
（１２）とによる第２の薄膜磁気コア（７）を形成する
。

その後第３図Ｅに示すように、この上にＭＲ感磁部（１
３）を形成する。

このＭＲ感磁部（１３）は、例えば第２図にその一例の
上面図を示すように、複数のＭＲ素子（１３＾）が薄膜
磁気コア（２６）に平行に、例えばこの場合第３図りに
示す第２の薄膜磁気コア（７）に平行なギャップ長方向
に沿う方向に、即ち第３図紙面に沿う方向に配列し、各
ＭＲ素子（１３Ａ）の端部がＣｕ等より成る導電層（１
３Ｃ）等によって直列に接続されるようなパターン、い
わゆるつづれ折り状のパターンに、フォトリソグラフィ
等の適用によって形成する。

また、これら各ＭＲ素子（１３＾）は第５図に示す従来
構造と同様に、非磁性層を介して磁性層を積層した構造
とし、例えばＮｉＦｅより成り同一の例えば３００人の
厚さ、また磁壁の発生を確実に抑制するために例えば幅
１０μｍの同一形状として、かつそれぞれトラック幅方
向に磁化容易軸ｅ、ａを有する磁性層ＭＲＡ及びＭＲ，
が、互いに静磁的結合が生じるも交換相互作用がほとん
ど生じることのない例えば６０人程度のＡＺｚ０３等よ
りなる非磁性中間層（３５）を介在させて積層してＭＲ
感磁部（１３）を構成する。

そしてこのＭＲ惑磁部（１３）上にＳｉＯ□等より成る
絶縁層（１４）を全面的にスパッタリング等により被着
した後所要のパターンに例えばＭＲ感磁部（１３）の縁
部が露出するようにパターニングする。

次に第３図Ｆに示すように、基板（１）上に設けた電極
層（４）に接続するように絶縁層（８）及び（１０）を
通じてスルーホール（１５）を形成した後、例えばＣｕ
よりなる導電層を全面的にスパッタリングしてこれを所
要のパターンにパターニングし、例えば各ＭＲ素子（１
３Ａ）を横切る、即ち第３図紙面に対して直交する方向
に延長するパターンのバイアス導体（１６）を設けてこ
のバイアス導体（１６）に所要の電流■８を通じて各Ｍ
Ｒ素子（１３Ａ）を横切る方向にバイアス電流■８を通
ずるようになすと共に、直列に接続されたＭＲ素子（１
３Ａ）よりなるＭＲ怒磁部（１３）の両端に接続され、
スルーホール（１５）下の孔部（２）内の電極層（４）
に接続されるようにパターニングしたＭＲ用電極（１７
）を形成し、このＭＲ用電極（１７）に所要の電流■、
を通じて各ＭＲ素子（１３Ａ）に対してギャップ長方向
に沿う方向にセンス電流Ｉ、を通ずるようになす。

第３図Ｇに示すように、バイアス導体（１６）及びＭＲ
用電極（１７）上に全面的にＳｉＯ□等より成る厚い絶
縁層（１８Ａ）を、例えば数μｍ程度の厚さに被着形成
する。

その後第３図Ｈに示すように、この厚い絶縁層（１８Ａ
）上の、バイアス導体（１６）上に一部平坦面を残して
、ＲＩＥ等の異方性エツチングにより、一定の角度をも
った２方向からの異方性エツチング、いわゆるテーパエ
ツチングを行って斜面（１８Ｓ）を形成し、バイアス導
体（１６）上の平坦面上に所要の狭小なる幅をもった三
層レジスト（１９）を形成する。

そして第３図Ｉに示すように、この三層レジス）　（１
９）をマスクとして絶縁層（１８Ａ）上からＩＢＥ（イ
オンビームエツチング）等の異方性エツチングを行い、
バイアス導体（１６）上に、狭小なる幅を有しかつ所要
の高さを有するギャップ部（２０）をもったテーパ状の
絶縁層（１８）を形成し、更にこのバイアス導体（１６
）上の絶縁層（１８）以外の絶縁層をＲＩＥ等によって
除去した後、全面的にＮｉＦｅ等より成るメツキ種付け
としての磁性層（２１）をスパッタリング等により形成
する。

その後第３図Ｊに示すように、ギャップ部（２０）上以
外に例えばＮｉＦｅ等より成る第１の薄膜磁気コア（２
２）を所要のパターンに、例えばフレームメツキ法等の
適用により形成する。

次に第３図Ｋに示すように、第１の薄膜磁気コア（２２
）上を覆って全面的にＳｉＯ□等より成る絶縁層（２３
）を被着形成した後、この絶縁層（２３）、第１の薄膜
磁気コア（２２）、磁性層（２１）及び絶縁層より成る
ギャップ部（２０）が鏡面な一平面となるように研磨を
行ってＡＢＳ面（３０）を形成して本発明による薄膜磁
気ヘッドを得ることができる。

このような構成とする場合、第３図Ｋに示すように、第
１及び第２の薄膜磁気コア（２２）及び（７）による第
１の閉磁路（２４）が磁気ギャップｇを介して形成され
、第２の閉磁路（２５）が第１の閉磁路（２４）の磁気
ギャップｇを含む一部を磁気的に結合するようにＭＲ感
磁部（１３）が配置され、再生効率が改善され、また加
工性及び信頼性の向上がはかられた記録再生可能な薄膜
磁気ヘッドを得ることができる。

また上述の例では第１及び第２の本発明を組み合わせた
実施例をあげたが、第１の本発明において、そのＭＲ感
磁部（１３）の形状は、従来構造と同様の磁気ギャップ
ｇを横切る方向（ギャップ長方向）を長手方向とするい
わゆる長方形の形状としても良く、また上述した第２の
本発明の例においては、第１の本発明の第１の閉磁路に
ＭＲ感磁部（１３）を組み込んだ場合を示したが、その
他種々の構成の薄膜磁気ヘッドに適用することができる
。

〔発明の効果〕

上述したように、第１の本発明による薄膜磁気ヘッドは
、第１図に示すように、第１及び第２の薄膜磁気コア（
２２）及び（７）とより成る第１の閉磁路（２４）に磁
気的に結合されるヘッド巻線部（９）を設けるとともに
、第１の閉磁路（２４）の磁気ギャップｇを含む一部を
磁気的に結合して第２の閉磁路（２５）を形成するよう
にＭＲ素子（１３）を配置することにより、ＭＲ素子（
１３）が比較的小なる閉磁路（２５）内に配置されるこ
とからＭＲ再生効率の向上をはかることができ、また従
来の構造の利点である水平型構造を取るだめの高出力電
圧及び良好なＳ／Ｎが得られる。

更に、ＡＢＳ面（３０）の近傍にこのＭＲ素子（１３）
を設けることがないため、加工性及び信顛性の向上をは
かるこ止ができ、また記録用閉磁路即ち第１の閉磁路（
２４）内にはＭＲ素子用等のギャップが設けられないた
め、記録効率の低下を招くことなく、記録再生を兼ね備
えた良好な薄膜磁気ヘットを得ることができる。

また第２の本発明によるｍｌ磁気へノドは、第２図に示
すように、磁気ギャップｇを有する薄膜磁気コア（２６
）と、複数のＭＲ素子（１３Ａ）がほぼ平行配置され、
この複数のＭＲ素子（１３Ａ）が互いに直列に接続され
て薄膜磁気コア（２６）と磁気的に結合して閉磁路を形
成して成ることにより、ＭＲ感磁部（１３）全体として
の磁気抵抗効果による抵抗変化が増倍化されるため、再
生出力の増大化をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１の本発明による薄膜磁気ヘットの一例の路
線的拡大断面図、第２図は第２の本発明による薄膜磁気
へントの一例の要部の路線的斜視図、第３図Ａ−には本
発明による薄膜磁気ヘッドの一例の製造工程図、第４図
は従来の薄膜磁気へノドの一例の路線的拡大断面図、第
５図はＭＲ怒磁部の路線的拡大断面図、第６図は従来の
薄膜磁気ヘットの路線的拡大断面図である。 （１）は絶縁基板、（７）は第２の薄膜磁気コア、（９
）はヘッド巻線部、（１３）はＭＲ惑磁部、　（１３Ａ
）はＭＲ素子、（１６）はバイアス導体、（２２）は第
１の薄膜磁気コア、（２４）及び（２５）は第１及び第
２の閉磁路、（２６）は薄膜磁気コア、（３０）はＡＢ
Ｓ面、ｇは磁気ギャップである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気ギャップを有する第１の薄膜磁気コアが磁気記
   録媒体面とほぼ平行に配置され、 該第１の薄膜磁気コアと積層する第２の薄膜磁気コアと
   により第１の閉磁路が形成され、該第１の閉磁路に磁気
   的に結合するヘッド巻線部が設けられ、 上記第１の閉磁路の上記磁気ギャップを含む一部を磁気
   的に結合する第２の閉磁路を形成するように磁気抵抗効
   果感磁部が配置された ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 ２、磁気ギャップを有する薄膜磁気コアが磁気記録媒体
   面とほぼ平行に配置され、 複数の磁気抵抗効果素子がほぼ平行配置され、互いに直
   列に接続された磁気抵抗効果感磁部が上記薄膜磁気コア
   と磁気的に結合して閉磁路を形成して成る ことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。