JPH06274832A

JPH06274832A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド

Info

Publication number: JPH06274832A
Application number: JP6224193A
Authority: JP
Inventors: Hideo Suyama; 英夫陶山; Shoji Terada; 尚司寺田; Mamoru Sasaki; 守佐々木; Shuichi Haga; 秀一芳賀
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-03-22
Filing date: 1993-03-22
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】ＭＲ素子の感知部においてバイアス分布の反
転が生じず、しかも、感知部を記録媒体摺動面に近づけ
ることができるようにして、再生出力の安定化及びその
出力向上を有効に図る。【構成】磁気抵抗効果を有するＭＲ素子１をセンス電
流が摺動面ａに対して垂直方向に流れるように構成さ
れ、かつＭＲ素子１がそれぞれ軟磁性体層からなる上部
及び下部シールド磁性体３及び２で磁気的にシールドさ
れた構成を有するＭＲヘッドＡにおいて、ＭＲ素子１に
バイアス磁界を印加するハード膜１５を、上部シールド
磁性体３に、再生ギャップｇ2 を構成する非磁性金属膜
１７を介して接続して構成する。なお、ＭＲ素子１を、
非磁性層を間に挟んだ磁気抵抗効果を有する２層の強磁
性体薄膜にて形成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体からの記
録磁界によって、抵抗率が変化する磁気抵抗効果薄膜を
用い、その磁気抵抗効果薄膜の抵抗変化を再生出力電圧
として検出する磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近時、ハードディスク装置における小型
大容量化が進行する中で、特にノート型パソコンに代表
されるような可搬型コンピュータへの適用が考慮される
用途では、例えば２．５インチハードディスク装置に対
する要求が高まっている。

【０００３】このような小型ハードディスクではディス
ク径に依存して媒体速度が遅くなるため、再生出力が媒
体速度に依存する従来の誘導型磁気ヘッドでは、再生出
力が低下し、大容量化の妨げとなっている。

【０００４】しかし、磁界によって抵抗率が変化する磁
気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子と記す）の抵抗変
化を再生出力電圧として検出する磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは、その再生出力が媒体速度に依存せず、低媒体速
度でも高再生出力が得られるという特長を有するため、
小型ハードディスクにおいて大容量化を実現する磁気ヘ
ッドとして注目されている。

【０００５】従来では、上記ＭＲヘッドをハードディス
ク装置の磁気ヘッドとして実現させるために、スライダ
材に、薄膜の磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子と
記す）を、下部シールド磁性体と上部シールド磁性体と
でサンドイッチした構造の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ド（以下、ＭＲ薄膜ヘッドと記す）を形成するようにし
ている。

【０００６】具体的に、例えば縦型のＭＲ薄膜ヘッドを
例にとると、図２１に示すように、非磁性の基板１０１
上に絶縁層１０２を介して下部シールド磁性体１０３と
なる軟磁性膜及び絶縁層１０４を順次積層し、この絶縁
層１０４上に、ＭＲ素子１０５を、その長手方向が磁気
記録媒体との対向面（摺動面ａ）と垂直になるように配
置し、かつその一方の端面が摺動面ａに露出するかたち
に形成し、更に、このＭＲ素子１０５の両端にセンス電
流を供給するための前端電極１０６ａ及び後端電極１０
６ｂを形成する。

【０００７】その後、上記ＭＲ素子１０５及び前端電極
１０６ａ，後端電極１０６ｂを含む全面に絶縁層１０７
を積層した後、下層のＭＲ素子１０５にバイアス磁界を
印加するための強磁性体薄膜（ハード膜）１０８を形成
し、その後、全面に絶縁層１０９及び上部シールド磁性
体１１０となる軟磁性膜を順次積層することにより、従
来におけるＭＲヘッドが構成される。

【０００８】上記縦型のＭＲヘッドは、ＭＲ素子１０５
を上部シールド磁性体１１０及び下部シールド磁性体１
０３で挟む構造としているため、シールド磁性体１１０
及び１０３のないものと比して、再生出力の記録密度依
存性を向上させることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
２１で示すＭＲヘッドは、ＭＲ素子１０５の感知部１０
５ａ上の一部に単純にハード膜１０８を絶縁層１０７を
介して配置したものであるため、図２３に示すように、
感知部１０５ａ中、ハード膜１０８の端部に対応する部
分を境界とした磁区が発生し、奥行き方向に対する磁気
モーメントの向きの変化、即ちバイアス分布をみたと
き、図２４に示すように、感知部１０５ａ中、ハード膜
１０８の端部に対応する部分において磁気モーメントの
向きが極端に反転するという現象が生じる。

【００１０】その結果、ＭＲ素子１０５のバイアス特性
が、上記磁区の発生によるバイアス分布の極端な変化に
よって不安定になり、再生出力の低下につながるという
問題が生じる。即ち、バイアス方向の極性が反対の領域
において、同方向の信号磁界が加わったとき、抵抗変化
の極性が異なる方向に生じるため、ＭＲ素子１０５全体
としての再生出力が低減することになる。

【００１１】そこで、図２２に示すように、ＭＲ素子１
０５にセンス電流を供給するための前端電極１０６ａ及
び後端電極１０６ｂを、平面上、ハード膜１０８に一部
重なるように構成することが考えられる。この場合、バ
イアス分布の極端なる反転がＭＲ素子１０５の感知部１
０５ａで生じなくなり、感知部１０５ａには、同極性の
バイアス磁界が加わることになる。その結果、感知部１
０５ａは、信号磁界に対して同極性で抵抗変化し、上記
のような再生出力の低下を抑制することができる。

【００１２】しかし、図２２で示すＭＲヘッドにおいて
は、ＭＲ素子１０５の感知部１０５ａが、摺動面ａから
遠くなるため、再生出力の向上には限界が生じる。

【００１３】本発明は、上記の課題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、ＭＲ素子の感知部にお
いてバイアス分布の反転が生じず、しかも、感知部を記
録媒体摺動面に近づけることができ、再生出力の安定化
及びその出力向上を有効に図ることができる磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドを提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁気抵抗効果
を有する磁気抵抗効果素子１をセンス電流が記録媒体摺
動面ａに対して垂直方向に流れるように構成され、かつ
磁気抵抗効果素子１がそれぞれ軟磁性体層からなる上部
シールド磁性体及び下部シールド磁性体３及び２で磁気
的にシールドされた構成を有する磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッドＡにおいて、磁気抵抗効果素子１にバイアス磁
界を印加する磁性体薄膜１５を、上部シールド磁性体３
に、再生ギャップｇ2 を構成する非磁性金属膜１７を介
して接続して構成する。

【００１５】この場合、磁気抵抗効果素子１を、非磁性
層２５を間に挟んだ磁気抵抗効果を有する２層の強磁性
体薄膜２６及び２７にて構成することができる。

【００１６】

【作用】本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドＡ
においては、再生ギャップｇ2を構成する非磁性金属膜
１７が、磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子と記
す）１にセンス電流を流すための前端電極１７ａを構成
することになる。

【００１７】従って、本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドＡにおいては、ＭＲ素子１にバイアス磁界を
印加するための磁性体薄膜１５が、この前端電極１７ａ
に接続される構造となり、奥行き方向に対する磁気モー
メントの向きの変化、即ちバイアス分布をみたとき、前
端電極１７ａ近傍における互いに極性の違うバイアス分
布のピークは、一方の極性のピークが前端電極１７ａの
部分に生じ、他方の極性のピークがＭＲ素子１の感知部
１ａで生じることになる。

【００１８】このことは、バイアス分布の極性反転がＭ
Ｒ素子１における感知部１ａの前端電極側端部において
生じることになり、また、前端電極１７ａに対応する部
分は再生出力に関与しないことから、上記極性反転によ
る感知部１ａへの影響はほとんど無くなる。しかも、上
記前端電極１７ａの部分に生じるバイアス分布のピーク
が小さくなって、極性反転の度合が小さくなるため、感
知部１ａ近傍に磁区（バイアス特性の不安定を招く）は
生じにくくなり、再生出力の安定化を図ることが可能と
なる。

【００１９】また、上記のように、再生ギャップｇ2 を
兼ねる前端電極１７ａに、上記磁性体薄膜１５が接続さ
れた形となっているため、ＭＲ素子１の感知部１ａを記
録媒体摺動面ａに近づけることができ、再生出力の向上
を図ることが可能となる。

【００２０】

【実施例】以下、本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドを縦型の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに適用し
た実施例（以下、単に実施例に係るＭＲヘッドと記す）
を図１〜図２０を参照しながら説明する。

【００２１】この実施例に係るＭＲヘッドは、図１に示
すように、磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子と記
す）１を、再生時の磁路となる下部シールド磁性体２と
上部シールド磁性体３とでサンドイッチした構造となっ
ている。

【００２２】具体的には、非磁性基板１１上に、アルミ
ナ等による絶縁層１２を介してＮｉ−Ｆｅ等の磁性膜に
よる下部シールド磁性体２が形成され、この下部シール
ド磁性体２上に第１の再生ギャップｇ1 を形成するアル
ミナ等の絶縁層１３が積層されている。そして、この絶
縁層１３上に、非磁性層を間に挟んだ磁気抵抗効果を有
する２層の強磁性体薄膜、例えばＦｅ−Ｎｉ膜によるＭ
Ｒ素子１が形成され、更にこのＭＲ素子１上にＳｉＯ₂
等による下部絶縁層１４が形成されている。

【００２３】そして、この下部絶縁層１４上に、上記Ｍ
Ｒ素子にバイアス磁界を印加するための強磁性体膜（以
下、ハード膜と記す）１５が形成され、このハード膜１
５上にＳｉＯ₂等による上部絶縁層１６が形成され、こ
の上部絶縁層１６上に第２の再生ギャップｇ2 を形成す
る非磁性金属膜１７が形成され、更にこの非磁性金属膜
１７上にＦｅ−Ｎｉ等の磁性膜による上部シールド磁性
体３が積層されて本実施例に係るＭＲ薄膜ヘッドＡが構
成されている。

【００２４】ＭＲ素子１は、その長手方向が磁気記録媒
体との対向面（摺動面）ａと垂直となるように配置さ
れ、その一方の端面を摺動面ａに露出させたかたちとな
っている。通常、ＭＲ素子１の摺動面側端（以下、前端
と記す）部分と、その前端部分から所定距離隔てた箇所
には、それぞれ前端電極及び後端電極が形成されるが、
本実施例においては、第２の再生ギャップｇ2 を形成す
る非磁性金属膜１７が前端電極を兼ねることになる。

【００２５】詳しくは、ＭＲ素子１に接触している部分
が前端電極１７ａを構成し、この前端電極１７ａを構成
する部分から上部絶縁層１６に沿って形成されている部
分がセンス電流を供給するための引き回し線となる。後
端電極１８は、例えばタングステン等の金属層にて形成
される。また、上記ハード膜１５は、その後端部分が、
平面上、下層の後端電極１８と一部重なるように形成さ
れている。

【００２６】このような構成により、このＭＲ素子１に
は、ＭＲ素子１の長手方向に沿って（即ち、摺動面ａと
直交する方向に）センス電流が流れることになり、この
ＭＲヘッドＡにおいては、磁気記録媒体からの信号磁界
の方向と同一方向にセンス電流が流れることになる。従
って、ＭＲ素子１中、非磁性金属膜１７の前端電極１７
ａを構成する部分の後端と後端電極１８の前端の間の領
域が磁気抵抗効果を示すことになり、この領域がＭＲ素
子１の感知部１ａを構成することになる。

【００２７】また、図示するように、下部シールド磁性
体２と上部シールド磁性体３の互いに対向する面におけ
るそれぞれの所定箇所に段差ｈが形成されている。この
段差ｈは、その始端ｍが、非磁性金属膜１７の前端電極
１７ａを構成する部分の後端と一致し、その後端ｎが、
ハード膜１５の後端よりも奥行き側に位置する範囲に形
成されている。上記段差ｈの存在によって、下部シール
ド磁性体２及び上部シールド磁性体３は、ＭＲ素子１の
感知部１ａから遠ざかる形となる。

【００２８】従って、ＭＲ素子１まで達した信号磁束量
のうち、感知部１ａの途中からシールド磁性体２及び３
に洩れる磁束量の割合を減少させることができ、高再生
出力を達成させることができる。

【００２９】そして、本実施例においては、ハード膜１
５の前端を第２の再生ギャップｇ2を形成する非磁性金
属膜１７に接続して構成されている。

【００３０】次に、上記本実施例に係るＭＲヘッドＡの
製造方法を図２〜図１７の工程経過図に基づいて説明す
る。なお、図１と対応するものについては同符号を記
す。また、以下の工程において、イオンビームエッチン
グは、イオンビーム出射面に対してサセプタの基板載置
面を斜めに設置し、かつこのサセプタを回転させること
により行われる。従って、このイオンビームエッチング
にてパターニングされたされた対象物のエッチングエッ
ジはテーパ状となる。

【００３１】まず、図２に示すように、例えばアルチッ
ク（Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ）等による非磁性基板１１を用意
し、この基板１１上にＡｌ₂Ｏ₃等の絶縁層１２を例えば
１０〜２０μｍほど形成した後、その端面から研磨を施
して、基板１１全体を平坦化し、基板１１の反りを最小
限にする。その後、基板１１（正確には絶縁層１２）上
に例えばセンダストによる磁性体層２１（厚さ＝数μ
ｍ）を例えばスパッタ法によって形成する。磁性体層２
１としては、センダストのほかに例えばパーマロイを使
用することができ、この場合、めっき法にて形成するこ
とができる。

【００３２】次に、図３Ａに示すように、全面にフォト
レジスト膜（図示せず）を例えばスピンコートによって
形成した後、熱硬化し、半導体工程と同じように露光機
（マスクで紫外線の透過部と非透過部を作る）で露光し
た後、現像を行って下部シールド磁性体の形状に沿った
レジストパターンを形成し、その後、全面にイオンビー
ムエッチングを行って、露出する下層の磁性体層２１を
エッチング除去することにより、磁性体層２１による下
部シールド磁性体２を形成する。その後、表面のフォト
レジスト膜を剥離した後、洗浄・乾燥等を行う。なお、
図３Ｂに、下部シールド磁性体２の平面形状を示す。

【００３３】次に、図４に示すように、下部シールド磁
性体２を含む全面に、Ａｌ₂Ｏ₃等からなる絶縁層２２を
例えばスパッタ法にて形成する。この場合、絶縁層２２
の膜厚を下部シールド磁性体２の膜厚よりも厚くする。

【００３４】次に、図５に示すように、上記絶縁層２２
を、下層の下部シールド磁性体２の上面が露出するま
で、研磨等の手法により平坦化する。

【００３５】次に、図６に示すように、全面にフォトレ
ジスト膜（図示せず）を形成した後、露光・現像処理を
行って、下部シールド磁性体２に溝２３を形成するため
の窓を形成する。その後、イオンビームエッチングを行
って、窓から露出する下部シールド磁性体２の一部をエ
ッチング除去することにより、下部シールド磁性体２の
一部に溝２３を形成する。この溝２３の深さが所定の深
さとなるように、例えば時間制御してエッチングを行
う。その後、表面のフォトレジスト膜を剥離した後、洗
浄・乾燥等を行う。

【００３６】次に、図７に示すように、全面に、例えば
Ａｌ₂Ｏ₃等からなる絶縁層２４を、溝２３の深さ以上の
厚みで、上記下部シールド磁性体２の溝２３を埋め込む
ようにして例えばスパッタ法にて形成する。この絶縁層
２４は、金属膜でもよい。

【００３７】次に、図８に示すように、上記絶縁層２４
を、下層の下部シールド磁性体２の溝２３周辺部分が露
出するまで、研磨等の手法により平坦化する。この平坦
化は、溝２３の深さの精度を確保するために行われる。

【００３８】次に、図９に示すように、上記平坦化され
た絶縁層２４を含む全面に、例えばＡｌ₂Ｏ₃等からなる
絶縁層１３を形成した後、この絶縁層１３に対してバフ
研磨加工を行うことにより、この絶縁層１３の厚みを例
えば０．２μｍ前後にして、第１の再生ギャップｇ1 を
形成する。この工程以降、上記絶縁層２２，２４及び１
３を一括して絶縁層１３として記載する。

【００３９】次に、図１０Ａに示すように、上記平坦化
された絶縁層１３上に、非磁性層２５を間に挟んだ２層
のパーマロイ膜２６及び２７からなるＭＲ素子１を形成
する。この形成方法は、例えば、１層目のパーマロイ膜
２６を磁界中による蒸着で全面に形成した後、ＭＲ素子
１の形状にパターニングし、この１層目のパーマロイ膜
２６によるＭＲ素子パターンを含む全面に非磁性層２５
を例えばスパッタ法により形成した後、ＭＲ素子１の形
状にパターニングし、更に、この２層目のパーマロイ膜
２７を磁界中による蒸着で全面に形成した後、ＭＲ素子
１の形状にパターニングすることにより、非磁性層２５
を間に挟んだ２層のパーマロイ膜２６及び２７からなる
ＭＲ素子１を形成することができる。なお、図１０Ｂ
に、下部シールド磁性体に設けた溝とＭＲ素子の平面形
状を示す。

【００４０】次に、図１１に示すように、ＭＲ素子１の
後端部分にタングステン（Ｗ）／銅（Ｃｕ）／タングス
テン（Ｗ）の３層構造の後端電極１８を形成する。

【００４１】例えば、全面に１層目のＷ膜２８、Ｃｕ膜
２９及び２層目のＷ膜３０を順次スパッタ法にて積層
し、更に全面にフォトレジスト膜（図示せず）を形成す
る。その後、露光・現像処理を行ってＭＲ素子１の後端
とその周辺を含む部分にのみフォトレジスト膜を残した
形状のレジストパターンを形成する。

【００４２】その後、まず、露出する２層目のＷ膜３０
をＲＩＥ（反応性イオンエッチング）にてエッチング除
去した後、このエッチングによって露出した下層のＣｕ
膜２９をＲＩＥにてエッチング除去する。その後、表面
のフォトレジスト膜を剥離した後、洗浄・乾燥等を行
う。

【００４３】そして、再びフォトレジスト膜（図示せ
ず）を全面に形成した後、露光・現像処理を行って、上
記ＭＲ素子１の後端とその周辺を含む部分と２層目のＷ
膜３０上にのみフォトレジスト膜を残した形状のレジス
トパターンを形成し、次いで露出する１層目のＷ膜２８
をＲＩＥにてエッチング除去することにより、Ｗ／Ｃｕ
／Ｗの３層構造の後端電極１８が形成される。この後端
電極の平面形状を図１１Ｂに示す。

【００４４】次に、図１２に示すように、ＭＲ素子１及
び後端電極１８を含む全面に下部絶縁層１４を形成す
る。この下部絶縁層１４の形成は、例えばＡｌ₂Ｏ₃もし
くはＡｌ₂Ｏ₃／ＳｉＯ₂ からなる絶縁膜を例えばスパッ
タ法にて形成し、更にこの絶縁膜上にＳＯＧのスピンコ
ート膜を形成した後、このスピンコート膜を熱硬化させ
ることにより形成することができる。

【００４５】次に、図１３に示すように、全面にＣｒ／
ＣｏＰｔ／Ｃｒからなる３層構造の積層膜３１をスパッ
タ法にて形成した後、全面にフォトレジスト膜（図示せ
ず）を形成する。その後、露光・現像処理を行って、後
端電極１８中、ＭＲ素子１の後端よりも奥行き方向近傍
から前端側に延びる短冊状のレジストパターンを形成す
る。その後、露出する積層膜３１をそれぞれ順次ＲＩＥ
にてエッチング除去する。その後、表面のフォトレジス
ト膜を剥離した後、洗浄・乾燥等を行う。

【００４６】次に、図１４に示すように、全面にＳｉＯ
₂ からなる上部絶縁層１６を例えばスパッタ法にて形成
した後、全面にフォトレジスト膜（図示せず）を形成す
る。その後、露光・現像処理を行って、前端がＭＲ素子
１の前端よりも奥行き側に位置し、後端が上記Ｃｒ／Ｃ
ｏＰｔ／Ｃｒの３層構造の積層膜３１の後端よりも僅か
に奥行き側に位置するレジストパターンを形成する。

【００４７】その後、露出する上部絶縁層１６を、例え
ばイオンビームエッチングにて、前端側における下層の
積層膜３１が露出するまでエッチング除去する。このと
き、レジストパターンの後端よりも奥行き側において露
出する上部絶縁層１６もエッチングされる。その後、露
出する積層膜３１をＲＩＥにてエッチング除去し、更
に、このエッチングによって露出した下層の下部絶縁層
１４をイオンビームエッチングにてエッチング除去す
る。このとき、Ｃｒ／ＣｏＰｔ／Ｃｒの積層膜３１によ
るハード膜１５が形成され、しかも、その前端が上記エ
ッチングによって形成されたエッチング形成斜面ｔに露
出した形となる。

【００４８】次に、図１５に示すように、全面にＴｉ／
ＮｉＦｅの２層構造の積層膜１７を例えばスパッタ法に
て形成する。この積層膜１７は、後に第２の再生ギャッ
プｇ2 を形成する非磁性金属膜であるため、その膜厚
は、０．２μｍ前後となる。

【００４９】次に、図１６に示すように、フレームめっ
き法により、上部シールド磁性体３を形成する。即ち、
後にＭＲヘッドＡとなる部分の周辺にレジスト用のフレ
ーム３２を形成した後、全面に膜厚３μｍ程度のパーマ
ロイ膜３３をめっき法により形成する。

【００５０】次に、図１７に示すように、レジスト用の
フレーム３２を除去した後、フレーム３２を除去した部
分から露出するＴｉ／ＮｉＦｅの２層構造の積層膜１７
をエッチング除去する。その後、全面にフォトレジスト
膜（図示せず）を形成した後、露光・現像処理を行っ
て、上部シールド磁性体３の形状に沿ったレジストパタ
ーンを形成する。レジストパターン周囲のパーマロイ膜
３３を湿式エッチングにて除去する。このとき、下層の
積層膜１７も除去されて、パーマロイ膜３３による上部
シールド磁性体３が形成される。その後、表面のフォト
レジスト膜を剥離した後、洗浄・乾燥等を行う。

【００５１】その後の工程は、図示しないが、外部端子
引出し用の厚い銅めっきを施した後、全面にＡｌ₂Ｏ₃等
による厚み３０μｍの保護層を例えばスパッタ法にて形
成する。その後、研磨処理を施して、銅の端子を露出さ
せる。

【００５２】次に、露出された端子に選択的に厚み数μ
ｍの金めっきを施す。例えば、露出する端子全面に下地
めっき金属（Ｔｉ／Ｃｕ膜）を例えばスパッタ法にて形
成した後、選択めっきのためのレジストパターンを形成
する。その後、金めっきを施した後、レジストパターン
を除去する。その後、露出する下地めっき金属膜をエッ
チング除去して本実施例に係るＭＲヘッドＡが完成す
る。

【００５３】なお、記録ヘッドとしての誘導型薄膜磁気
ヘッドを一体化して形成する場合は、図１６で示す工程
後に行う。

【００５４】このように、本実施例に係るＭＲヘッドＡ
においては、第２の再生ギャップｇ2 を構成し、かつＭ
Ｒ素子１にセンス電流を流すための前端電極１７ａを構
成する非磁性金属膜１７にハード膜１５の前端部を接続
するようにしたので、ハード膜１５の前端部と上部シー
ルド磁性体３とは、一定で、かつ正確な近接した距離に
なる。

【００５５】そして、ハード膜１５の着磁状態での、そ
の前端部の磁極（図１ではＮ極表示）から発生する磁界
は、ＭＲ素子１に図１８に示されるようなバイアス磁界
を印加することになる。即ち、ＭＲ素子１にバイアス磁
界を印加するためのハード膜１５が、この前端電極１７
ａに接続される構造となり、奥行き方向に対する磁気モ
ーメントの向きの変化、即ちバイアス分布をみたとき、
前端電極１７ａ近傍における互いに極性の違うバイアス
分布のピークは、一方の極性のピークが前端電極１７ａ
の部分に生じ、他方の極性のピークがＭＲ素子１の感知
部１ａで生じることになる。

【００５６】ここで重要なことは、前端電極１７ａ近傍
でのバイアス磁界の極性が小さいことと、ＭＲ素子１に
おける感知部１ａには反転がほとんどかかっていないこ
とである。また、第２の再生ギャップｇ2 を兼ねる前端
電極１７ａに、上記ハード膜１５が接続された形となっ
ているため、ＭＲ素子１の感知部１ａを摺動面ａに近づ
けることができ、その結果、感知部１ａを、摺動面ａに
無駄なく近い位置に配置させることが可能となる。

【００５７】そして、バイアス分布の極性の反転が小さ
いこと（実際には、前端電極１７ａであるため、再生出
力には関与しない）は、ＭＲ素子１のその近傍での不安
定な磁区が生じにくいことになるため、再生出力の安定
性に寄与することになる。この極性が小さいことは、ハ
ード膜１５の前端部分が上部シールド磁性体３に近いた
め、ＭＲ素子１中、前端電極１７ａに対応する部分には
ハード膜１５からの磁界があまり加わらないことによ
る。

【００５８】即ち、バイアス分布の極性反転がＭＲ素子
１における感知部１ａの前端電極側端部において生じる
ことになり、また、前端電極１７ａに対応する部分は再
生出力に関与しないことから、上記極性反転による感知
部１ａへの影響はほとんど無くなる。しかも、上記前端
電極１７ａの部分に生じるバイアス分布のピークが小さ
くなって、極性反転の度合が小さくなるため、感知部１
ａ近傍に磁区（バイアス特性の不安定を招く）は生じに
くくなり、再生出力の安定化を図ることが可能となる。

【００５９】また、ＭＲ素子１の感知部１ａにバイアス
磁界（による磁気モーメントの向き）の反転がないた
め、更に感知部１ａにおいてほほとんど減衰しない信号
磁界が、摺動面ａより非磁性金属膜（前端電極１７ａ）
に電気的に接続しているＭＲ素子１を磁路を通じて入る
ことにより、図１９に示すように、再生出力Ｐ＋，Ｐ−
（極性の異なる信号磁界が入ることにより生じる極性の
異なる再生出力）が生じる。

【００６０】また、上記のように、ＭＲ素子１の感知部
１ａを摺動面ａに近づけることができるため、再生出力
の向上を図ることが可能となる。

【００６１】なお、本実施例においては、ハード膜１５
の厚み及びＭＲ素子１からの距離並びに上下シールド磁
性体３及び２の段差ｈは、＋側の再生出力レベル及び−
側の再生出力レベルが同じになるように設定される。

【００６２】次に、上記実施例に係るＭＲヘッドの変形
例を図２０に基づいて説明する。なお、図１と対応する
ものについては同符号を記す。

【００６３】この変形例に係るＭＲヘッドは、上記実施
例に係るＭＲヘッドＡとほぼ同じ構成を有するが、第２
の再生ギャップｇ2 を形成し、かつＭＲ素子１にセンス
電流を流すため非磁性金属膜１７が後端まで延在して形
成されず、その後端がＭＲ素子１上に位置し、かつＭＲ
素子１に接触していることで異なる。

【００６４】従って、この変形例に係るＭＲヘッドの形
成方法においては、上部絶縁層１６を形成する前に、下
部絶縁層１４とハード膜１５の前端部をエッチング除去
し、ＭＲ素子１の前端上面が露出してから、前端電極と
なる非磁性金属膜１７を例えばスパッタ法にて形成し、
更にエッチングにて所望の形状に形づくる。

【００６５】その後、上部絶縁層１６を形成した後、パ
ターニングして前端部分をエッチング除去し、その上に
上部シールド磁性体３を形成して、この上部シールド磁
性体３を上記非磁性金属膜１７に電気的に接続させるこ
とにより、この変形例に係るＭＲヘッドが形成される。

【００６６】この変形例に係るＭＲヘッドにおけるＭＲ
素子１に印加されるハード膜１５からのバイアス磁界に
よる磁気モーメントの分布は、図１８とほぼ同じにな
り、再生出力の安定化及び高出力化を図ることが可能と
なる。

【００６７】

【発明の効果】上述のように、本発明に係る磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドによれば、磁気抵抗効果を有する磁
気抵抗効果素子を電流が記録媒体摺動面に対して垂直方
向に流れるように構成され、かつ磁気抵抗効果素子がそ
れぞれ軟磁性体層からなる上部シールド磁性体及び下部
シールド磁性体で磁気的にシールドされた構成を有する
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果
素子にバイアス磁界を印加する磁性体薄膜を、上部シー
ルド磁性体に、再生ギャップを構成する非磁性金属膜を
介して接続するようにしたので、磁気抵抗効果素子の感
知部においてバイアス分布の反転が生じなくなり、しか
も、感知部を記録媒体摺動面に近づけることができ、再
生出力の安定化及びその出力向上を有効に図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを
縦型の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに適用した実施例
（以下、単に実施例に係るＭＲヘッドと記す）の構成を
示す断面図である。

【図２】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、基板上に磁性体層を形成した状態を示
す。

【図３】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、同図Ａは磁性体層をパターニングして
下部シールド磁性体を形成した状態を示し、同図Ｂは下
部シールド磁性体の平面形状を示す。

【図４】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、全面に絶縁層を形成した状態を示す。

【図５】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、上面の絶縁層を平坦化した状態を示
す。

【図６】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、下部シールド磁性体の一部に溝を形成
した状態を示す。

【図７】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、溝を含む全面に絶縁層を形成した状態
を示す。

【図８】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、上面の絶縁層を平坦化して溝内に絶縁
層を埋め込んだ状態を示す。

【図９】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す工
程経過図であり、全面に第１の再生ギャップ形成用の絶
縁層を形成して平坦化処理した状態を示す。

【図１０】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、同図Ａは下部シールド磁性体の溝上
に絶縁層を介してＭＲ素子を形成した状態を示し、同図
Ｂは下部シールド磁性体に形成された溝とＭＲ素子の平
面形状を示す。

【図１１】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、同図ＡはＭＲ素子の後端部分に後端
電極を形成した状態を示し、同図Ｂは後端電極の平面形
状を示す。

【図１２】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、全面に下部絶縁層を形成した状態を
示す。

【図１３】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、下部絶縁層上に３層構造の積層膜を
形成した後、その積層膜を一部パターニングした状態を
示す。

【図１４】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、全面に上部絶縁層を形成した後、上
部絶縁層、積層膜及び下部絶縁層の各前端部分をパター
ニングした状態を示す。

【図１５】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、全面に再生ギャップを形成する非磁
性金属膜を形成した状態を示す。

【図１６】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、フレームめっき法により全面にパー
マロイ膜を形成した状態を示す。

【図１７】本実施例に係るＭＲヘッドの製造方法を示す
工程経過図であり、上面のパーマロイ膜及び下層の非磁
性金属膜をパターニングして上部シールド磁性体を形成
した状態を示す。

【図１８】本実施例に係るＭＲヘッドのＭＲ素子に生じ
る奥行き方向に対する磁気モーメントの向きの変化（バ
イアス分布）を示す特性図である。

【図１９】本実施例に係るＭＲヘッドの再生出力波形を
示す波形図である。

【図２０】本実施例に係るＭＲヘッドの変形例の構成を
示す断面図である。

【図２１】従来例に係るＭＲヘッドの構成を示す断面図
である。

【図２２】他の従来例に係るＭＲヘッドの構成を示す断
面図である。

【図２３】従来例に係るＭＲヘッドのＭＲ素子に生じる
磁気モーメントの向きを示す平面図である。

【図２４】従来例に係るＭＲヘッドのＭＲ素子に生じる
奥行き方向に対する磁気モーメントの向きの変化（バイ
アス分布）を示す特性図である。

【符号の説明】

ＡＭＲヘッド１ＭＲ素子２下部シールド磁性体３上部シールド磁性体１１非磁性基板１２，１３絶縁層１４下部絶縁層１５ハード膜１６上部絶縁層１７非磁性金属膜１７ａ前端電極１８後端電極ａ摺動面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者芳賀秀一東京都品川区北品川６丁目７番35号ソニー株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子
にセンス電流が記録媒体摺動面に対して垂直方向に流れ
るように構成され、かつ磁気抵抗効果素子がそれぞれ軟
磁性体層からなる上部シールド磁性体及び下部シールド
磁性体で磁気的にシールドされた構成を有する磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、上記磁気抵抗効果素子にバイアス磁界を印加する磁性体
薄膜が、上記上部シールド磁性体に、再生ギャップを構
成する非磁性金属膜を介して接続されていることを特徴
とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】上記磁気抵抗効果素子が、非磁性層を間
に挟んだ磁気抵抗効果を有する２層の強磁性体薄膜にて
構成されていることを特徴とする請求項１記載の磁気抵
抗効果型薄膜磁気ヘッド。