JPH0536032A - 磁気抵抗効果型ヘツド及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘツド及びその製造方法Info
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- JPH0536032A JPH0536032A JP3192418A JP19241891A JPH0536032A JP H0536032 A JPH0536032 A JP H0536032A JP 3192418 A JP3192418 A JP 3192418A JP 19241891 A JP19241891 A JP 19241891A JP H0536032 A JPH0536032 A JP H0536032A
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- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3929—Disposition of magnetic thin films not used for directly coupling magnetic flux from the track to the MR film or for shielding
- G11B5/3932—Magnetic biasing films
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 フロロカーボン系のガスを用いた電極加工時
におけるＭＲ膜やバイアス膜などの損傷を防止して性能
を向上させた磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法を
提供する。 【構成】 ＭＲ膜６及びソフトバイアス膜４，シャント
バイアス膜５の積層構造の上に耐ドライエッチング性の
ある導電性の保護膜３を形成する。この保護膜３の上
に、ドライエッチング加工によって電極２となる電極膜
２ａを成膜し、その上にホトレジストパターン１を形成
し、このホトレジストパターン１をマスクとするドライ
エッチングにより電極２を加工する。
におけるＭＲ膜やバイアス膜などの損傷を防止して性能
を向上させた磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法を
提供する。 【構成】 ＭＲ膜６及びソフトバイアス膜４，シャント
バイアス膜５の積層構造の上に耐ドライエッチング性の
ある導電性の保護膜３を形成する。この保護膜３の上
に、ドライエッチング加工によって電極２となる電極膜
２ａを成膜し、その上にホトレジストパターン１を形成
し、このホトレジストパターン１をマスクとするドライ
エッチングにより電極２を加工する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗効果型ヘッドお
よびその製造方法に関し、特に、磁気ディスク装置など
の磁気ヘッドに適用して有効な技術に関する。
よびその製造方法に関し、特に、磁気ディスク装置など
の磁気ヘッドに適用して有効な技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果型ヘッドは磁気抵抗効果膜
（以下、単にＭＲ膜と呼ぶ。）の電気抵抗が磁化の方向
によって変化する現象を利用した再生専用のヘッドであ
る。
（以下、単にＭＲ膜と呼ぶ。）の電気抵抗が磁化の方向
によって変化する現象を利用した再生専用のヘッドであ
る。
【０００３】図７に従来の磁気抵抗効果型ヘッドの一例
を示す。磁気抵抗効果型ヘッドは、磁性体からなる下部
磁気シールドと上部磁気シールド及び上下磁気シールド
膜の間にあるＭＲ素子からなる。ＭＲ素子は、ＭＲ膜、
ＭＲ膜に横バイアスを印加するためのバイアス膜及びＭ
Ｒ膜に信号検出電流を流すための一対の電極導体からな
る。ＭＲ素子には、ＭＲ膜を単磁区化するための磁区制
御層が設置されることもある。電極導体を通してＭＲ膜
に電流を流し、電極間の電圧を検出する。媒体からＭＲ
膜に加わる漏洩磁界が変化すると、ＭＲ膜の磁化の方向
が変化することによってＭＲ膜の抵抗が変化し、電極間
に信号が生じる。このようにして媒体からの情報を再生
する。
を示す。磁気抵抗効果型ヘッドは、磁性体からなる下部
磁気シールドと上部磁気シールド及び上下磁気シールド
膜の間にあるＭＲ素子からなる。ＭＲ素子は、ＭＲ膜、
ＭＲ膜に横バイアスを印加するためのバイアス膜及びＭ
Ｒ膜に信号検出電流を流すための一対の電極導体からな
る。ＭＲ素子には、ＭＲ膜を単磁区化するための磁区制
御層が設置されることもある。電極導体を通してＭＲ膜
に電流を流し、電極間の電圧を検出する。媒体からＭＲ
膜に加わる漏洩磁界が変化すると、ＭＲ膜の磁化の方向
が変化することによってＭＲ膜の抵抗が変化し、電極間
に信号が生じる。このようにして媒体からの情報を再生
する。
【０００４】従来のＭＲ素子の電極とＭＲ膜作製プロセ
スは(1) 電極上にＭＲ膜を形成するものと(2) ＭＲ膜上
に電極を形成するものとがある。
スは(1) 電極上にＭＲ膜を形成するものと(2) ＭＲ膜上
に電極を形成するものとがある。
【０００５】(1) のプロセスでは、電極を形成した上に
ＭＲ膜を形成するためにＭＲ膜に段差が生じ、段差部に
磁壁が発生するために、再生時にバルクハウゼンノイズ
を生じやすいという問題がある。
ＭＲ膜を形成するためにＭＲ膜に段差が生じ、段差部に
磁壁が発生するために、再生時にバルクハウゼンノイズ
を生じやすいという問題がある。
【０００６】(2) のプロセスでは、(1) のようにＭＲ膜
に段差を生じるという問題はないが、電極をＭＲ膜上に
形成するために、加工する際にＭＲ膜に損傷を与えると
いうことが問題となる。即ち、例えば、ＭＲ膜上に電極
膜を成膜し、電極を高精度に加工するためにイオンミリ
ングによって加工する場合、オーバーミリング時にＭＲ
膜がイオンにさらされ損傷をうける。
に段差を生じるという問題はないが、電極をＭＲ膜上に
形成するために、加工する際にＭＲ膜に損傷を与えると
いうことが問題となる。即ち、例えば、ＭＲ膜上に電極
膜を成膜し、電極を高精度に加工するためにイオンミリ
ングによって加工する場合、オーバーミリング時にＭＲ
膜がイオンにさらされ損傷をうける。
【０００７】そこで、ＭＲ膜の受ける損傷を小さくする
電極加工法としてドライエッチングを用いたプロセスが
考案された。このプロセスは、たとえば本件出願人の出
願になる特願平２−１０２９５４号に示されるように、
所定の形状にパタニングされたＭＲ膜またはバイアス膜
上に、電極となる Nb,Ta,Ti 等のフロロカーボン系のガ
スでドライエッチングできる膜または、Au,Pt,Crなど塩
素系ガスでドライエッチングできる膜を形成し、この膜
をドライエッチングによって電極の形状に加工するとい
うものである。この従来技術では、フロロカーボン系の
ガスを用いた電極加工のオーバードライエッチング時に
ドライエッチングにさらされるＭＲ膜またはバイアス膜
の損傷は小さいとして問題にしていない。
電極加工法としてドライエッチングを用いたプロセスが
考案された。このプロセスは、たとえば本件出願人の出
願になる特願平２−１０２９５４号に示されるように、
所定の形状にパタニングされたＭＲ膜またはバイアス膜
上に、電極となる Nb,Ta,Ti 等のフロロカーボン系のガ
スでドライエッチングできる膜または、Au,Pt,Crなど塩
素系ガスでドライエッチングできる膜を形成し、この膜
をドライエッチングによって電極の形状に加工するとい
うものである。この従来技術では、フロロカーボン系の
ガスを用いた電極加工のオーバードライエッチング時に
ドライエッチングにさらされるＭＲ膜またはバイアス膜
の損傷は小さいとして問題にしていない。
【０００８】また、塩素系のガスを用いた場合は、塩素
プラズマが非常に活性なために、ＭＲ膜が損傷をうける
ことを考慮して、塩素系ガスのドライエッチングに対し
て耐性のあるSiO2やAl2O3 を保護膜として用いるのが望
ましいとしている。この場合、保護膜が絶縁性の膜であ
るため、ＭＲ膜と電極の間に保護膜があると電流をＭＲ
膜に流せなくなるために電極とＭＲ膜の接触する部分の
保護膜を除去しなければならない。この場合、電極とＭ
Ｒ膜の接触する部分の保護膜を除去するプロセスにおい
て、ＭＲ膜がオーバーエッチングにさらされるために損
傷を受ける。したがって、塩素系のガスを用いたドライ
エッチングは実用的でない。
プラズマが非常に活性なために、ＭＲ膜が損傷をうける
ことを考慮して、塩素系ガスのドライエッチングに対し
て耐性のあるSiO2やAl2O3 を保護膜として用いるのが望
ましいとしている。この場合、保護膜が絶縁性の膜であ
るため、ＭＲ膜と電極の間に保護膜があると電流をＭＲ
膜に流せなくなるために電極とＭＲ膜の接触する部分の
保護膜を除去しなければならない。この場合、電極とＭ
Ｒ膜の接触する部分の保護膜を除去するプロセスにおい
て、ＭＲ膜がオーバーエッチングにさらされるために損
傷を受ける。したがって、塩素系のガスを用いたドライ
エッチングは実用的でない。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】前記従来技術ではフロ
ロカーボン系のガスを用いた場合ＭＲ膜の損傷はないと
しているが、後に（実施例８）に示すように、フロロカ
ーボン系のガスを用いて電極加工を行っても、電極加工
のオーバードライエッチングによってＭＲ膜が損傷を受
けることが明らかとなった。
ロカーボン系のガスを用いた場合ＭＲ膜の損傷はないと
しているが、後に（実施例８）に示すように、フロロカ
ーボン系のガスを用いて電極加工を行っても、電極加工
のオーバードライエッチングによってＭＲ膜が損傷を受
けることが明らかとなった。
【００１０】そこで、本発明の目的は、フロロカーボン
系のガスを用いた電極加工時におけるＭＲ膜やバイアス
膜などの損傷を防止して、性能を向上させた磁気抵抗効
果型ヘッド及びその製造方法を提供することにある。
系のガスを用いた電極加工時におけるＭＲ膜やバイアス
膜などの損傷を防止して、性能を向上させた磁気抵抗効
果型ヘッド及びその製造方法を提供することにある。
【００１１】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
下記のとおりである。
【００１３】すなわち、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
は、ＭＲ膜及び各種バイアス膜を成膜した後に、その上
にフロロカーボン系のガスによるドライエッチングにた
いして耐性のある第１の導体膜を形成し、その上に電極
導体となる第２の導体膜を形成してなる構造としたもの
である。
は、ＭＲ膜及び各種バイアス膜を成膜した後に、その上
にフロロカーボン系のガスによるドライエッチングにた
いして耐性のある第１の導体膜を形成し、その上に電極
導体となる第２の導体膜を形成してなる構造としたもの
である。
【００１４】第１の導体膜としては、Cr,V,Fe,Co,Ni,A
g,Au,Cu,Pt,Pdのうち少なくとも一種、またはこれらの
合金膜を用いることができる。この第１の導体膜は、第
２の導体膜のフロロカーボン系のガスによるドライエッ
チングによる電極導体の形成時に、ＭＲ膜に対するオー
バーエッチングに対して耐性を発揮し、ＭＲ膜の損傷を
防ぐ保護膜となる。
g,Au,Cu,Pt,Pdのうち少なくとも一種、またはこれらの
合金膜を用いることができる。この第１の導体膜は、第
２の導体膜のフロロカーボン系のガスによるドライエッ
チングによる電極導体の形成時に、ＭＲ膜に対するオー
バーエッチングに対して耐性を発揮し、ＭＲ膜の損傷を
防ぐ保護膜となる。
【００１５】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、ＭＲ膜または各種バイアス膜の上に、フロロ
カーボン系ガスによるドライエッチングに対して耐性の
ある第１の導体膜を形成し、その直上にフロロカーボン
系ガスでドライエッチングされる第２の導体膜を電極導
体の少なくとも一部として密着形成し、ドライエッチン
グによって第２の導体膜を加工するものである。
造方法は、ＭＲ膜または各種バイアス膜の上に、フロロ
カーボン系ガスによるドライエッチングに対して耐性の
ある第１の導体膜を形成し、その直上にフロロカーボン
系ガスでドライエッチングされる第２の導体膜を電極導
体の少なくとも一部として密着形成し、ドライエッチン
グによって第２の導体膜を加工するものである。
【００１６】第１の導体膜は、たとえばCr,V,Fe,Co,Ni,
Ag,Au,Cu,Pt,Pdのうち少なくとも一種、またはこれらの
合金膜からなり、第２の導体膜は、たとえばNb,Ta,W,Mo
などからなる。
Ag,Au,Cu,Pt,Pdのうち少なくとも一種、またはこれらの
合金膜からなり、第２の導体膜は、たとえばNb,Ta,W,Mo
などからなる。
【００１７】
【作用】ＭＲ膜上に形成するフロロカーボン系のガスに
よるドライエッチングに対して耐性のある第１の導体膜
は、第２の導体膜からの電極導体の形成に際してのオー
バードライエッチング時に、ＭＲ膜またはバイアス磁界
を印加するバイアス膜がドライエッチングに曝されて損
傷を受けるのを防ぐ働きをする保護膜となる。
よるドライエッチングに対して耐性のある第１の導体膜
は、第２の導体膜からの電極導体の形成に際してのオー
バードライエッチング時に、ＭＲ膜またはバイアス磁界
を印加するバイアス膜がドライエッチングに曝されて損
傷を受けるのを防ぐ働きをする保護膜となる。
【００１８】このため、ＭＲ膜やバイアス膜がドライエ
ッチングによる電極加工時に確実に保護されるので、た
とえばＭＲ膜やバイアス膜などの膜厚が所定の設定値か
ら不定に変化して、ＭＲ素子の特性を変動させるなどの
懸念がなくなり、磁気抵抗効果型ヘッドの性能が確実に
向上する。
ッチングによる電極加工時に確実に保護されるので、た
とえばＭＲ膜やバイアス膜などの膜厚が所定の設定値か
ら不定に変化して、ＭＲ素子の特性を変動させるなどの
懸念がなくなり、磁気抵抗効果型ヘッドの性能が確実に
向上する。
【００１９】なお、第１の導体膜が導体でなければなら
ないのは、電極導体から当該第１の導体膜を通ってＭＲ
膜に電流を流す必要が有るからである。
ないのは、電極導体から当該第１の導体膜を通ってＭＲ
膜に電流を流す必要が有るからである。
【００２０】
【実施例１】以下、図面を参照しながら、本発明の一実
施例である磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法に
ついて詳細に説明する。
施例である磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法に
ついて詳細に説明する。
【００２１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本実施例の磁気抵
抗効果型ヘッドの製造方法の一例を工程順に例示した略
断面図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、従来の磁気抵抗
効果型ヘッドの製造方法の一例を示す略断面図である。
抗効果型ヘッドの製造方法の一例を工程順に例示した略
断面図であり、図２（ａ）〜（ｃ）は、従来の磁気抵抗
効果型ヘッドの製造方法の一例を示す略断面図である。
【００２２】まず、本発明者らは、従来の構造の磁気抵
抗効果型ヘッドの問題点を、図２（ａ）〜（ｃ）の製造
プロセスによって確認した。
抗効果型ヘッドの問題点を、図２（ａ）〜（ｃ）の製造
プロセスによって確認した。
【００２３】すなわち、セラミックスなどからなる基板
１１の上には、厚さ１μｍの下部磁気シールド７が形成
され、この上に下部磁気ギャップ８（Al2O3(200nm)）が
形成されている。
１１の上には、厚さ１μｍの下部磁気シールド７が形成
され、この上に下部磁気ギャップ８（Al2O3(200nm)）が
形成されている。
【００２４】その上に、厚さ20nmのパーマロイのＭＲ膜
６、厚さ15nmのNbからなるシャントバイアス膜５及び厚
さ20nmのCo系非晶質のソフトバイアス膜４を所定の形状
に加工して積層し、さらに、その上に電極２となる、Nb
(220nm) からなる電極膜２ａを形成し、マスクとなるホ
トレジストパターン１を形成する（図２（ａ））。
６、厚さ15nmのNbからなるシャントバイアス膜５及び厚
さ20nmのCo系非晶質のソフトバイアス膜４を所定の形状
に加工して積層し、さらに、その上に電極２となる、Nb
(220nm) からなる電極膜２ａを形成し、マスクとなるホ
トレジストパターン１を形成する（図２（ａ））。
【００２５】ホトレジストパターン１をマスクにして、
CF4+5%O2ガスを用いたドライエッチングによって電極膜
２ａからの電極２の加工を行ないＭＲ素子を作製する
（図２（ｂ））。
CF4+5%O2ガスを用いたドライエッチングによって電極膜
２ａからの電極２の加工を行ないＭＲ素子を作製する
（図２（ｂ））。
【００２６】次に、上部磁気ギャップ９のAl2O3(160nm)
を形成し、その上に上部磁気シールド１０を形成し（図
２（ｃ））、磁気抵抗効果型ヘッドとする。
を形成し、その上に上部磁気シールド１０を形成し（図
２（ｃ））、磁気抵抗効果型ヘッドとする。
【００２７】なお、この図２は図示しない磁気ディスク
に対する浮上面から見た磁気抵抗効果型ヘッドの断面図
である。以下に示す図面も浮上面からみた断面図であ
る。ここで電極２としてはTa，W やMoを用いることもで
きる。
に対する浮上面から見た磁気抵抗効果型ヘッドの断面図
である。以下に示す図面も浮上面からみた断面図であ
る。ここで電極２としてはTa，W やMoを用いることもで
きる。
【００２８】同じ基板１１内には、上下磁気シールドを
持たないＭＲ素子を作製しており、このＭＲ素子の電圧
−磁界曲線を測定した結果、ほとんどバイアス磁界が印
加されなかった。また、ヘッドの再生波形はセンス電流
を変えても対称性が悪い。これはＭＲ膜６に適正バイア
スが印加されない為である。このようにＭＲ膜６にバイ
アス磁界が印加されないのは、電極膜２ａのドライエッ
チングに際してのオーバエッチング時にＭＲ膜６上のソ
フトバイアス膜４及びシャントバイアス膜５がドライエ
ッチングにさらされ損傷を受けたためと考えらる。
持たないＭＲ素子を作製しており、このＭＲ素子の電圧
−磁界曲線を測定した結果、ほとんどバイアス磁界が印
加されなかった。また、ヘッドの再生波形はセンス電流
を変えても対称性が悪い。これはＭＲ膜６に適正バイア
スが印加されない為である。このようにＭＲ膜６にバイ
アス磁界が印加されないのは、電極膜２ａのドライエッ
チングに際してのオーバエッチング時にＭＲ膜６上のソ
フトバイアス膜４及びシャントバイアス膜５がドライエ
ッチングにさらされ損傷を受けたためと考えらる。
【００２９】そこで、図１（ａ）〜（ｃ）に例示したよ
うに、本実施例１の磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製
造方法ではソフトバイアス膜４上に厚さ5nmのCrからな
る保護膜３（第１の導体膜）を形成し、その上に、Nb(2
20nm) の電極膜２ａ（第２の導体膜）を形成し、CF4+5%
O2ガスを用いた電極膜２ａのドライエッチングによって
電極２の加工を行なった。
うに、本実施例１の磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製
造方法ではソフトバイアス膜４上に厚さ5nmのCrからな
る保護膜３（第１の導体膜）を形成し、その上に、Nb(2
20nm) の電極膜２ａ（第２の導体膜）を形成し、CF4+5%
O2ガスを用いた電極膜２ａのドライエッチングによって
電極２の加工を行なった。
【００３０】ここで、保護膜３としてはCF4+5%O2ガスに
よるドライエッチングに対して耐性のある導体膜であれ
ば良く、前述のCrなどに限らず、たとえば、V,Fe,Co,N
i,Cu,Pd,Ag,Pt,Au などであってもよい。
よるドライエッチングに対して耐性のある導体膜であれ
ば良く、前述のCrなどに限らず、たとえば、V,Fe,Co,N
i,Cu,Pd,Ag,Pt,Au などであってもよい。
【００３１】こうして作製した本実施例の磁気抵抗効果
型ヘッドの電圧−磁界曲線を測定した結果、センス電流
とともにバイアス磁界は増加し、適正なバイアス磁界が
印加されることを確認した。また、このプロセスで作製
した当該ヘッドはセンス電流を最適化することで、対称
性の良い再生波形を示した。
型ヘッドの電圧−磁界曲線を測定した結果、センス電流
とともにバイアス磁界は増加し、適正なバイアス磁界が
印加されることを確認した。また、このプロセスで作製
した当該ヘッドはセンス電流を最適化することで、対称
性の良い再生波形を示した。
【００３２】別の実験で、保護膜３を構成するCrの膜厚
を3nm 及び20nmとしてヘッドを作製したが、3nm では、
オーバードライエッチング時に保護膜３が消失し、良好
なバイアス特性を示さなかった。また、保護膜３のCrの
厚さが20nmの場合は、保護膜３に流れる電流が大きくな
るため、Nbからなるシャントバイアス膜５からソフトバ
イアス膜４に与える磁界と逆方向の磁界をソフトバイア
ス膜４に与えるために、良好なバイアス特性を示さなか
った。従って、保護膜の厚さは5 〜10nmが適当と考えら
れる。
を3nm 及び20nmとしてヘッドを作製したが、3nm では、
オーバードライエッチング時に保護膜３が消失し、良好
なバイアス特性を示さなかった。また、保護膜３のCrの
厚さが20nmの場合は、保護膜３に流れる電流が大きくな
るため、Nbからなるシャントバイアス膜５からソフトバ
イアス膜４に与える磁界と逆方向の磁界をソフトバイア
ス膜４に与えるために、良好なバイアス特性を示さなか
った。従って、保護膜の厚さは5 〜10nmが適当と考えら
れる。
【００３３】すなわち、導体であっても、自由電子の平
均自由行程程度に薄い薄膜の状態では、電気抵抗値が大
きくなるので、保護膜３の厚さを5 〜10nm程度に薄くし
て、当該保護膜３に流れる電流を減らし、前述のような
問題を回避する。なお、厚さ方向での保護膜３の導電性
は大きく、電極２から保護膜３を介してのＭＲ膜６に対
する通電に支障が生じることはない。
均自由行程程度に薄い薄膜の状態では、電気抵抗値が大
きくなるので、保護膜３の厚さを5 〜10nm程度に薄くし
て、当該保護膜３に流れる電流を減らし、前述のような
問題を回避する。なお、厚さ方向での保護膜３の導電性
は大きく、電極２から保護膜３を介してのＭＲ膜６に対
する通電に支障が生じることはない。
【００３４】
【実施例２】前記実施例１で行ったNb(220nm) 単層から
なる電極２では電気抵抗が大きくなるためにヘッドのノ
イズが大きくなる。そこで、本実施例２の磁気抵抗効果
型ヘッドおよびその製造方法では、電極２０として、比
抵抗の小さなAuを含むNb(20nm)/Au(140nm)/Nb(60nm) の
３層膜とした。この製造プロセスを図３（ａ）〜（ｃ）
に示す。
なる電極２では電気抵抗が大きくなるためにヘッドのノ
イズが大きくなる。そこで、本実施例２の磁気抵抗効果
型ヘッドおよびその製造方法では、電極２０として、比
抵抗の小さなAuを含むNb(20nm)/Au(140nm)/Nb(60nm) の
３層膜とした。この製造プロセスを図３（ａ）〜（ｃ）
に示す。
【００３５】すなわち、保護膜３の上に電極２０となる
Nb(20nm)/Au(140nm)/Nb(60nm) の３層からなる電極膜２
０ａを形成し、その上にホトレジストパターン１を被着
形成する（図３（ａ））。
Nb(20nm)/Au(140nm)/Nb(60nm) の３層からなる電極膜２
０ａを形成し、その上にホトレジストパターン１を被着
形成する（図３（ａ））。
【００３６】そして、ホトレジストパターン１をマスク
としてイオンミリングにより上２層のNb(20nm)/Au(140n
m)を加工する。この際、電極膜２０ａの最下部のNb(60n
m)はイオンミリングのストッパの役目を果たす。次に、
CF4+5%O2ガスを用いてドライエッチングによって残った
下部のNbを除去する（図３（ｂ））。
としてイオンミリングにより上２層のNb(20nm)/Au(140n
m)を加工する。この際、電極膜２０ａの最下部のNb(60n
m)はイオンミリングのストッパの役目を果たす。次に、
CF4+5%O2ガスを用いてドライエッチングによって残った
下部のNbを除去する（図３（ｂ））。
【００３７】次に、実施例１と同様に上部磁気ギャップ
９のAl2O3(160nm)を形成し、その上に上部磁気シールド
１０を形成し（図３（ｃ））、磁気抵抗効果型ヘッドと
する。同じ基板１１内に作製した上下磁気シールドを持
たないＭＲ素子の電圧−磁界曲線を測定した結果、セン
ス電流とともにバイアス磁界は増加し、適正なバイアス
磁界が印加されることを確認した。また、このプロセス
で作製したヘッドはセンス電流を最適化することで、対
称性の良い再生波形を示した。さらに実施例１に比べ
て、ヘッドノイズも減少した。
９のAl2O3(160nm)を形成し、その上に上部磁気シールド
１０を形成し（図３（ｃ））、磁気抵抗効果型ヘッドと
する。同じ基板１１内に作製した上下磁気シールドを持
たないＭＲ素子の電圧−磁界曲線を測定した結果、セン
ス電流とともにバイアス磁界は増加し、適正なバイアス
磁界が印加されることを確認した。また、このプロセス
で作製したヘッドはセンス電流を最適化することで、対
称性の良い再生波形を示した。さらに実施例１に比べ
て、ヘッドノイズも減少した。
【００３８】
【実施例３】特に図示しないが、本実施例３では、実施
例１または実施例２に例示される構造において、ソフト
バイアス膜４とＭＲ膜６を入れ替えた。この実施例３の
構造でも良好なバイアス特性のヘッドが得られた。ま
た、この場合も電極２０としてNb(20nm)/Au(140nm)/Nb
(60nm) の３層からなる電極膜２０ａを用いた方がヘッ
ドノイズは小さく抑えられる。
例１または実施例２に例示される構造において、ソフト
バイアス膜４とＭＲ膜６を入れ替えた。この実施例３の
構造でも良好なバイアス特性のヘッドが得られた。ま
た、この場合も電極２０としてNb(20nm)/Au(140nm)/Nb
(60nm) の３層からなる電極膜２０ａを用いた方がヘッ
ドノイズは小さく抑えられる。
【００３９】
【実施例４】実施例１および実施例２においてシャント
バイアス膜５を省いた本実施例４の構造でも良好なバイ
アス特性のヘッドが得られた。図４（ａ）〜（ｃ）にそ
のプロセスを示す。
バイアス膜５を省いた本実施例４の構造でも良好なバイ
アス特性のヘッドが得られた。図４（ａ）〜（ｃ）にそ
のプロセスを示す。
【００４０】また、この場合も電極２０としてNb(20nm)
/Au(140nm)/Nb(60nm) の３層からなる電極膜２０ａを用
いた方がヘッドノイズは小さく抑えられる。
/Au(140nm)/Nb(60nm) の３層からなる電極膜２０ａを用
いた方がヘッドノイズは小さく抑えられる。
【００４１】
【実施例５】本実施例５は、特に図示しないが、実施例
４においてソフトバイアス膜４とＭＲ膜６を入れ替えた
ものであり、良好なバイアス特性のヘッドが得られた。
４においてソフトバイアス膜４とＭＲ膜６を入れ替えた
ものであり、良好なバイアス特性のヘッドが得られた。
【００４２】
【実施例６】本実施例６は、実施例１または実施例２に
おける磁気抵抗効果型ヘッドから、ソフトバイアス膜４
を省略した構造としたものであり、当該実施例６におい
ても良好なバイアス特性のヘッドが得られた。図５
（ａ）〜（ｃ）にそのプロセスを示す。
おける磁気抵抗効果型ヘッドから、ソフトバイアス膜４
を省略した構造としたものであり、当該実施例６におい
ても良好なバイアス特性のヘッドが得られた。図５
（ａ）〜（ｃ）にそのプロセスを示す。
【００４３】また、この実施例６の場合も電極２０とし
てNb(20nm)/Au(140nm)/Nb(60nm) の３層からなる電極膜
２０ａを用いた方がヘッドノイズは小さく抑えられる。
てNb(20nm)/Au(140nm)/Nb(60nm) の３層からなる電極膜
２０ａを用いた方がヘッドノイズは小さく抑えられる。
【００４４】
【実施例７】本実施例７は、特に図示しないが、実施例
６の構造においてシャントバイアス膜５とＭＲ膜６を入
れ替えたものであり、当該構造でも良好なバイアス特性
のヘッドが得られた。
６の構造においてシャントバイアス膜５とＭＲ膜６を入
れ替えたものであり、当該構造でも良好なバイアス特性
のヘッドが得られた。
【００４５】
【実施例８】厚さ20nmのパーマロイからなるＭＲ膜６、
ソフトバイアス膜４として用いることのできるCo−Ni−
Feの３元合金膜、Fe−Ni−Cr３元合金膜、Co−Zr−Mo非
晶質膜、Co−Zr−Cr非晶質膜およびNb,Ta,MoおよびW 膜
を、電極２や電極２０の加工時のオーバーエッチングに
相当するCF4 +5%O2 ガスを用いたドライエッチングの環
境に曝し、膜の損傷を調べた。その結果を図６に示す。
ソフトバイアス膜４として用いることのできるCo−Ni−
Feの３元合金膜、Fe−Ni−Cr３元合金膜、Co−Zr−Mo非
晶質膜、Co−Zr−Cr非晶質膜およびNb,Ta,MoおよびW 膜
を、電極２や電極２０の加工時のオーバーエッチングに
相当するCF4 +5%O2 ガスを用いたドライエッチングの環
境に曝し、膜の損傷を調べた。その結果を図６に示す。
【００４６】同図に示されるように、パーマロイ膜（Ni
−Fe）、Co−Ni−Fe３元合金膜、Fe−Ni−Cr３元合金
膜、Co−Zr−Mo非晶質膜及びCo−Zr−Cr非晶質膜は、電
極２（２０）の加工のオーバーエッチングに相当する４
分間のドライエッチングで4 〜6nm 膜厚が減少してお
り、ドライエッチングによって損傷を受ける。Co系非晶
質膜の他の材料としてCo−Zr−Ta，Co−Zr−Nb及びCo−
Hf−Ta−Nbについても同様の実験を行ったがこれらの材
料もドライエッチングによって損傷を受けることがわか
った。
−Fe）、Co−Ni−Fe３元合金膜、Fe−Ni−Cr３元合金
膜、Co−Zr−Mo非晶質膜及びCo−Zr−Cr非晶質膜は、電
極２（２０）の加工のオーバーエッチングに相当する４
分間のドライエッチングで4 〜6nm 膜厚が減少してお
り、ドライエッチングによって損傷を受ける。Co系非晶
質膜の他の材料としてCo−Zr−Ta，Co−Zr−Nb及びCo−
Hf−Ta−Nbについても同様の実験を行ったがこれらの材
料もドライエッチングによって損傷を受けることがわか
った。
【００４７】また、Ta,Mo 及びW 膜は４分間のドライエ
ッチングで膜が完全に除去される。
ッチングで膜が完全に除去される。
【００４８】これらの膜を前述のＭＲ膜または各種バイ
アス膜として用いるには、これらの膜のドライエッチン
グ時の損傷を防がなければならない。
アス膜として用いるには、これらの膜のドライエッチン
グ時の損傷を防がなければならない。
【００４９】そこで、これらの膜上に厚さ3nm,5nm,8nm,
10nmのCr及びNi−Cr非磁性合金からなる保護膜を形成し
CF4+5%O2ガスを用いたドライエッチングにさらした。そ
の結果、厚さ3nm のCr及びNi−Cr合金の保護膜は４分以
内のドライエッチングで保護膜が除去されるため、その
下のＭＲ膜またはバイアス膜は損傷を受けるが、Cr及び
Ni−Cr合金の保護膜の厚さが5nm 以上の場合、４分間の
ドライエッチングで保護膜は除去されないため、その下
のＭＲ膜またはバイアス膜は損傷を受けない。
10nmのCr及びNi−Cr非磁性合金からなる保護膜を形成し
CF4+5%O2ガスを用いたドライエッチングにさらした。そ
の結果、厚さ3nm のCr及びNi−Cr合金の保護膜は４分以
内のドライエッチングで保護膜が除去されるため、その
下のＭＲ膜またはバイアス膜は損傷を受けるが、Cr及び
Ni−Cr合金の保護膜の厚さが5nm 以上の場合、４分間の
ドライエッチングで保護膜は除去されないため、その下
のＭＲ膜またはバイアス膜は損傷を受けない。
【００５０】Cr，Ni−Cr以外の保護膜としては、CF4ガ
スに対する耐ドライエッチング性の強いV,Fe,Ni,Cu,Pd,
Ag,Pt,Au膜またはこれらの合金膜が適している。
スに対する耐ドライエッチング性の強いV,Fe,Ni,Cu,Pd,
Ag,Pt,Au膜またはこれらの合金膜が適している。
【００５１】以上本発明者によってなされた発明を実施
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
例に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で
種々変更可能であることはいうまでもない。
【００５２】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【００５３】すなわち、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
によれば、ＭＲ膜またはバイアス膜上に耐ドライエッチ
ング性の第１の導体膜を形成し、その上にドライエッチ
ングによる加工によって電極となる第２の導体膜を積層
してなる構造であるため、第２の導体膜からの電極の加
工時における、当該ＭＲ膜またはバイアス膜の損傷が確
実に防止され、磁気抵抗効果型ヘッドの性能が向上す
る。
によれば、ＭＲ膜またはバイアス膜上に耐ドライエッチ
ング性の第１の導体膜を形成し、その上にドライエッチ
ングによる加工によって電極となる第２の導体膜を積層
してなる構造であるため、第２の導体膜からの電極の加
工時における、当該ＭＲ膜またはバイアス膜の損傷が確
実に防止され、磁気抵抗効果型ヘッドの性能が向上す
る。
【００５４】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法によれば、ＭＲ膜またはバイアス膜上に、電極と
なる第２の導体膜の形成に先立って、耐ドライエッチン
グ性の第１の導体膜を形成するので、当該第１の導体膜
の上に積層される第２の導体膜に対するドライエッチン
グによって行われる電極の加工に際して、当該ＭＲ膜ま
たはバイアス膜の損傷が防止され、磁気抵抗効果型ヘッ
ドの性能を向上させることができる。
造方法によれば、ＭＲ膜またはバイアス膜上に、電極と
なる第２の導体膜の形成に先立って、耐ドライエッチン
グ性の第１の導体膜を形成するので、当該第１の導体膜
の上に積層される第２の導体膜に対するドライエッチン
グによって行われる電極の加工に際して、当該ＭＲ膜ま
たはバイアス膜の損傷が防止され、磁気抵抗効果型ヘッ
ドの性能を向上させることができる。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例１である磁
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
【図２】（ａ）〜（ｃ）は、従来の一般的な磁気抵抗効
果型ヘッドおよびその製造方法の一例を示す略断面図で
ある。
果型ヘッドおよびその製造方法の一例を示す略断面図で
ある。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例２である磁
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例４である磁
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例６である磁
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法の一例を工程順
に例示した略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施例８である磁
気抵抗効果型ヘッドおよびそ製造方法に用いられる各種
薄膜のドライエッチング耐性の測定結果の一例を示す線
図である。
気抵抗効果型ヘッドおよびそ製造方法に用いられる各種
薄膜のドライエッチング耐性の測定結果の一例を示す線
図である。
【図７】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの一例を示す略斜
視図である。
視図である。
１ ホトレジストパターン
２ 電極
２ａ 電極膜
３ 保護膜
４ ソフトバイアス膜
５ シャントバイアス膜
６ ＭＲ膜
７ 下部磁気シールド
８ 下部磁気ギャップ
９ 上部磁気ギャップ
１０ 上部磁気シールド
１１ 基板
２０ 電極
２０ａ 電極膜
Claims (5)
- 【請求項１】 下部磁気シールド膜と、絶縁体よりなる
下部磁気ギャップ膜と、絶縁体よりなる上部磁気ギャッ
プ膜と、上部磁気シールド膜と、前記下部磁気ギャップ
膜と上部磁気ギャップ膜の間に配置された、磁気抵抗効
果膜および当該磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印加
する少なくとも一種類のバイアス膜と、前記磁気抵抗効
果膜に信号検出電流を流すための一対の電極導体とを含
む磁気抵抗効果型磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効
果膜と前記バイアス膜のいずれか一方の上に、フロロカ
ーボン系ガスによるドライエッチングに対して耐性のあ
る第１の導体膜が形成され、その直上にフロロカーボン
系ガスでドライエッチングされる第２の導体膜が前記電
極導体の少なくとも一部として形成されてなることを特
徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項２】 磁気抵抗効果膜とバイアス膜のいずれか
一方の膜上に、Cr,V,Fe,Co,Ni,Cu,Pd,Ag,Pt,Auのうちの
少なくとも一種の膜、またはこれらの合金膜からなる前
記第１の導体膜が形成され、その直上にNb,Ta,W,Mo,Ti
のうち少なくとも一種を用いた前記第２の導体膜が前記
電極導体の少なくとも一部として形成されることを特徴
とする請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項３】 前記バイアス膜は、非磁性の導体からな
る第１のバイアス膜と、軟磁性体からなる第２のバイア
ス膜で構成され、前記磁気抵抗効果膜と、前記第１およ
び第２のバイアス膜の３者を任意の順序で積層し、これ
ら３者のいずれかの上に前記第１の導体膜および前記第
２の導体膜を順に積層してなることを特徴とする請求項
１または２記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項４】 前記電極導体を構成する前記第２の導体
膜が、Nb／Au／Nbの３層構造を呈することを特徴とする
請求項１，２または３記載の磁気抵抗効果型ヘッド。 - 【請求項５】 下部磁気シールド膜と、絶縁体よりなる
下部磁気ギャップ膜と、絶縁体よりなる上部磁気ギャッ
プ膜と、上部磁気シールド膜と、前記下部磁気ギャップ
膜と上部磁気ギャップ膜の間の配置された、磁気抵抗効
果膜および当該磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印加
する少なくとも一種類のバイアス膜と、前記磁気抵抗効
果膜に信号検出電流を流すための一対の電極導体とを含
む磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法であって、前記
磁気抵抗効果膜と前記バイアス膜のいずれか一方の上
に、フロロカーボン系ガスによるドライエッチングに対
して耐性のある第１の導体膜を形成し、その直上にフロ
ロカーボン系ガスでドライエッチングされる第２の導体
膜を前記電極導体の少なくとも一部として密着形成し、
ドライエッチングによって前記第２の導体膜を加工する
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192418A JPH0536032A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 磁気抵抗効果型ヘツド及びその製造方法 |
| US07/922,472 US5327313A (en) | 1991-08-01 | 1992-07-31 | Magnetoresistance effect type head having a damage immune film structure |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3192418A JPH0536032A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 磁気抵抗効果型ヘツド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0536032A true JPH0536032A (ja) | 1993-02-12 |
Family
ID=16290992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3192418A Pending JPH0536032A (ja) | 1991-08-01 | 1991-08-01 | 磁気抵抗効果型ヘツド及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5327313A (ja) |
| JP (1) | JPH0536032A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0690439A1 (en) * | 1994-05-04 | 1996-01-03 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor |
| US6407004B1 (en) | 1999-05-12 | 2002-06-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Thin film device and method for manufacturing thin film device |
Families Citing this family (22)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06349031A (ja) * | 1993-04-14 | 1994-12-22 | Sanyo Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果型ヘッド |
| US5699213A (en) * | 1993-11-16 | 1997-12-16 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Magnetoresistive head having a magnetic domain control layer |
| US5452163A (en) * | 1993-12-23 | 1995-09-19 | International Business Machines Corporation | Multilayer magnetoresistive sensor |
| CN1117180A (zh) * | 1994-03-09 | 1996-02-21 | 株式会社日立制作所 | 磁变电阻效应型磁头及其制造方法 |
| EP0675554A1 (en) * | 1994-03-24 | 1995-10-04 | Nec Corporation | Magnetoresistive effect element |
| US5546254A (en) * | 1994-07-07 | 1996-08-13 | International Business Machines Corporation | Orthogonal MR Read head with single hard biased MR stripe |
| US5568335A (en) * | 1994-12-29 | 1996-10-22 | International Business Machines Corporation | Multi-layer gap structure for high resolution magnetoresistive read head |
| JP2870437B2 (ja) * | 1994-12-29 | 1999-03-17 | ヤマハ株式会社 | Ｍｒヘッドおよびその製造方法 |
| SG34292A1 (en) * | 1994-12-30 | 1996-12-06 | Ibm | Read/write magnetoresistive (MR) head with sunken components |
| KR100234172B1 (ko) * | 1995-01-27 | 1999-12-15 | 이형도 | 박막 자기헤드의 자기 저항소자 |
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| JPH08287422A (ja) * | 1995-04-07 | 1996-11-01 | Alps Electric Co Ltd | 磁気抵抗効果型ヘッド |
| JPH09128717A (ja) * | 1995-10-30 | 1997-05-16 | Fujitsu Ltd | 薄膜磁気ヘッドとその製造方法及び磁気記録装置 |
| WO1998016921A1 (en) * | 1996-10-15 | 1998-04-23 | Seagate Technology, Inc. | Magnetoresistive head having shorted shield configuration for inductive pickup minimization |
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| US5883764A (en) * | 1997-10-03 | 1999-03-16 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor having multi-layered refractory metal conductor leads |
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| JP4136261B2 (ja) * | 2000-03-29 | 2008-08-20 | 富士通株式会社 | 磁気抵抗効果素子を製造する方法 |
| US6741429B1 (en) * | 2000-09-25 | 2004-05-25 | International Business Machines Corporation | Ion beam definition of magnetoresistive field sensors |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5159513A (en) * | 1991-02-08 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
-
1991
- 1991-08-01 JP JP3192418A patent/JPH0536032A/ja active Pending
-
1992
- 1992-07-31 US US07/922,472 patent/US5327313A/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5327313A (en) | 1994-07-05 |
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