JPH06334237A - 磁気抵抗読取りトランスジューサ - Google Patents
磁気抵抗読取りトランスジューサInfo
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- JPH06334237A JPH06334237A JP6038812A JP3881294A JPH06334237A JP H06334237 A JPH06334237 A JP H06334237A JP 6038812 A JP6038812 A JP 6038812A JP 3881294 A JP3881294 A JP 3881294A JP H06334237 A JPH06334237 A JP H06334237A
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Abstract
抗(MR)読取りヘッドを提供すること。 【構成】 MR読取りトランスジューサは、誘電体基板
12上の第1の磁気シールドS1、第1の間隙絶縁層G
1、MR素子14、導電性リード16、第2の間隙絶縁
層G2、及び第2の磁気シールドS2から構成される。
高い分解能のMRヘッドを作製するために、絶縁材料の
バックフィル(back-fill)層20、22が第1の間隙
絶縁層及び/又は第2の間隙絶縁層の上に蒸着される。
その厚さは、処理過程において除去された絶縁材料の少
なくとも一部に置換わるために十分な厚さであり、それ
によってMR素子の短絡を確実に防ぐ。MR層は、好適
には3層構造であり、軟磁性MRセンサ層と、素子の長
手方向に垂直に固定された磁化を有する軟磁性又は硬磁
性層と、これら2つの層を分離するスペーサ層とからな
る。
Description
に関し、特に、シールドと導電性リード間の絶縁保護を
強化し、出力信号を改善することを可能にする高い分解
能をもつ磁気抵抗(MR)読取りトランスジューサに関
する。
動領域及び両末端受動領域を有する磁気抵抗(MR)読
取りヘッドを開示している。各末端受動領域は、それぞ
れの導電性リードと、ヘッドに縦方向にバイアスをかけ
る適切な手段を含む。軟磁性膜は、MR層の中央能動領
域内に約45度で横切るバイアスを与えるため、薄いス
ペーサ層によりMR層から離されている。両磁気シール
ドは、絶縁材料によって導電性リード及びMRヘッドか
ら離されているが、それぞれ、読取り信号の分解能を低
下させる浮遊磁束の影響を最小限にする。このMRヘッ
ド構成の動作は、非常に高い線記録密度が要求されない
場合には十分満足できる。
縁層とMR素子の結合厚さは、ヘッドの線形ビット解像
度を決定する。従って、線記録密度の高いヘッドを作製
するためには、これらの間隙層の厚さを本質的に薄くし
なければならない。この間隙絶縁層の電気的絶縁特性
は、蒸着された時点ではMR素子とシールドとを絶縁す
るために適当なものであろう。しかし、これらのアルミ
ナ間隙層の厚さ(非常に薄い膜として蒸着されている)
は、MR素子のパターン化過程におけるエッチング(例
えばイオン・ミリング)で削り取られることにより、ま
た、導電性リードを形成するフォト処理過程における現
像剤によるエッチングにより薄くなる。除去される全ア
ルミナの量は、これらの2つの過程において適切なパタ
ーン形成を保証するために必要な過エッチングの程度に
依存する。
るために薄くされてしまうので、導電性リードをそれぞ
れのシールドから分離しているアルミナ薄膜の厚さが、
必要とする電気絶縁性を与えるに不十分なものになりや
すいことは明白である。もしそうなってしまった場合、
MR素子がいずれかの又は両方のシールドと短絡してし
まうことになり、MRヘッドが動作不能になる。
ィスク記憶システムはMR読取りトランスジューサ又は
ヘッドを有し、これは、第1の磁気シールド、第1の間
隙絶縁層、MR縞状素子、導電性リード、第2の間隙絶
縁層、及び第2の磁気シールドを誘電体基板上に構成し
たものである。線形性の良い高い分解能のMRヘッドを
作製可能にするために、絶縁材料のバックフィル(back
-fill)層 が第1の間隙絶縁層及び/又は第2の間隙絶
縁層の上に蒸着される。その厚さは、種々の処理過程に
おいて除去された絶縁材料の少なくとも一部分に置換わ
るために実質上十分な厚さであり、それによってMR素
子の回路の短絡を確実に防ぐためのものである。
ル絶縁層がリードとMR素子に隣接する第1の間隙絶縁
層との間に挿置され、そして他方のバックフィル絶縁層
が第2の間隙絶縁層とMR素子に隣接する第2のシール
ドとの間に挿置される。
対して鋭角(好適には約45度)をなす方向にバイアス
を与えられているが、かけられた磁場の大きさと方向に
従ってその磁化方向を自由に回転できる軟磁性MR層
と、MR素子の長手方向に対して垂直な方向に固定され
た磁化を有する軟磁性層又は硬磁性層と、これら2つの
層を分離するスペーサ層とから構成される。スペーサ層
は非磁性金属材料であってもよい。また、他の2つの層
を通る分岐電流(shunting current)を無くして読取り
電流が確実に軟磁性MR層のみを通るようにすることに
よりMRヘッドの出力信号を著しく改善するため、絶縁
材料であってもよい。
ィスク記憶システム1は、軸3で支持されディスク駆動
モータ4により回転する、回転可能な磁気ディスク2を
有する。複合体である磁気誘導書込み/磁気抵抗読取り
ヘッド5は、ディスク上のトラック(図示せず)に磁気
データを書込み且つ読取るため、アクチュエータ手段に
よりディスクに対して動くことができる。図示の通り、
アクチュエータ手段は、アクチュエータ・アームを介し
て作動するボイスコイル・モータ6、サスペンション
8、及びディスクの径方向にヘッド5を移動させるスラ
イダ9から構成される。
5は磁気抵抗(MR)読取りヘッド10を有し、これ
は、磁気シールドS1、第1の間隙絶縁層G1、MR層
又はMR縞状素子14を形成する3層、導電性リード1
6aと16b、第2の間隙絶縁層G2、及び磁気シール
ドS2を誘電体基板12上に構成したものである。
層20がリード16a、16bとMR素子14に接する
間隙絶縁層G1との間に挿置される。さらに、バックフ
ィル絶縁層22が間隙絶縁層G2とシールドS2との間
に挿置される。これらのバックフィル絶縁層20、22
の目的は、種々の処理過程において除去された絶縁材料
を補償する、あるいはその少なくとも一部に置換わるこ
とであり、それによって、MR素子の回路の短絡を防ぐ
ためである。
1のシールド層S1、次に間隙絶縁層G1、次に好適に
はMR素子となる単層又は多層14を蒸着することによ
って作製される。その後、フォトレジスト、好適には2
層フォトレジストが、最後の単層又は多層の上に適用さ
れる。
縞状素子14を形成した後、エッチング(例えばイオン
・ミリング)を利用してMR層(あるいはMR多層)を
削り取ることによりMR素子の精密な形状を決定する。
MR素子14の下の領域は、間隙層G1による絶縁厚み
を有することになる。しかしながら、適切で精確なMR
素子を確実に形成できるように十分な深さまでエッチン
グする結果、導電性リード16a及び16b並びに他の
パターンが配置されるMR素子14の隣接領域及び外側
領域の絶縁厚みが削られることになる。
ルミナ絶縁材料のバックフィル層20が、形成されたば
かりのMR素子14の外側領域に蒸着される。好適に
は、2層リフトオフ・レジストの形式のマスクを用いて
行う。この付加的な材料は、MR素子14のパターン化
過程において間隙層G1から除去された絶縁材料に置換
わる。この付加的絶縁材料の厚さは、除去された量と少
なくとも等しいことが好ましい。その後、リフトオフ・
レジストが取除かれる。
ォトレジストがMR層14及びバックフィル絶縁層20
に適用されて、交換(硬磁性)バイアスをもつ領域及び
リード16aと16bがフォトレジストの現像エッチン
グにより形成されることになる。フォトレジストの露光
及び現像の結果、アルミナの厚みは現像された領域にお
いて薄くなる。しかしながら、絶縁の信頼性は、これら
の領域において絶縁材料の厚みが増していることにより
保持されるであろう。交換バイアス及びリード材が蒸着
された後、アルミナ等の絶縁材料が導電性リード16
a、16b及びMR素子14の上に蒸着されて第2の間
隙絶縁層G2を形成する。
料の層22が、MR素子14に隣合う(すなわち、外側
の)層G2の部分の上にのみ、2層リフトオフ・レジス
トを利用して蒸着される。その後、レジストは取除かれ
る。付加的絶縁層22は、蒸着された時点では、ピンホ
ールや不適当な末端形成による電気的短絡路を防いで絶
縁の信頼性を確保するに十分な厚さである。最終的に、
磁気シールド材が第2の間隙層G2及び付加的層22の
上に蒸着されて、第2のシールド層S2を形成する。シ
ールド層S1及びS2は、従来技術と同様に、絶縁材料
によりMR素子14及びリード16a、16bからそれ
ぞれ離されており、それによってヘッド10からの読取
り信号の分解能を低下させる浮遊磁束の影響を最小限に
する。
ード16a、16bとの間に挿置され且つ直接接触して
いることは自明であろう。さらに、MR素子を取巻く領
域26(図3)においては付加された絶縁材料の層20
が無いことがわかる。
ら形成される。図4に示すように、3層MR素子14
は、絶縁層G1上に蒸着されるNiFeRh等の強磁性
材料の層30、その上に蒸着されるTa等の非磁性スペ
ーサ材料の層32、及びさらにその上に蒸着されるNi
Fe等の軟強磁性材料のMR層34からなる。軟MR層
34は、矢印36で示されるように素子14の長手方向
に対して約45度でバイアスが与えられ、そしてかけら
れる磁場の方向と強度に従って磁化の方向が自由に回転
することができる。層30は、矢印38の方向の固定さ
れた磁化を有している。
示されたMR素子14´は、アルミナ(Al2O3)等の
絶縁材料のスペーサ層40が図4の非磁性金属Ta層3
2に置換わっている点で図4のMR素子14と異なる。
そして、層20が露出した層30、40及び34の末端
を覆っている。
は、読取り電流が、層30及び40を通る分岐電流無し
にMR層34のみを確実に通るようにすることにより、
MRヘッド10の出力信号が著しく改善される。MRヘ
ッド10のラッピング加工されたエアベアリング面(A
BS)42(図2)を、高い電気抵抗を有する塗料46
で被覆することによりNiFeのMR層34とNiFe
Rh層30との間の分岐電流をさらに確実に防ぐことが
できる。
又は両方を蒸着可能であることは自明である。これらの
各々の厚さは、種々の処理過程の間に間隙絶縁層G1及
び/又はG2から除去される絶縁材料の厚さに依存す
る。
もしくはNiFeRh以外の強磁性材料、及びTa以外
の非磁性スペーサ材料も、好ましければ使用可能であ
る。
示したが、本発明の要旨から逸脱しない範囲において形
状及び詳細について変更が可能であることは、当業者に
は自明であろう。従って、ここに開示されたMRヘッド
及びその作製方法は、単に説明のためのものと見なすべ
きであり、本発明は特許請求の範囲の記載によってのみ
特定されるべきである。
分解能と絶縁信頼性を兼ね備えた磁気抵抗読取りヘッド
を提供することができる。
概略図である。
読取りヘッドの断面図である。
面図である。
3層MR素子の別の構成を示した拡大断片図である。
3層MR素子の別の構成を示した拡大断片図である。
Claims (9)
- 【請求項1】磁気シールド層と、 前記磁気シールド層に接する間隙絶縁層と、 前記間隙絶縁層上のパターン化されたMR素子と、 前記MR素子に接する1対の導電性リードと、 前記MR素子が不十分な絶縁材料のために前記シールド
層へ短絡されないよう、前記MR素子のパターン化過程
中に前記間隙絶縁層から除去された絶縁材料に置換える
ために前記間隙絶縁層と前記MR素子外側の導電性リー
ドとの間に挿置された絶縁材料によるバックフィル層と
を基板上に有する、 磁気抵抗(MR)読取りトランスジューサ。 - 【請求項2】前記導電性リード及び前記MR素子の上の
別の間隙絶縁層と、 前記別の間隙絶縁層により与えられる絶縁性を高めるた
めに、もう一方のシールド層と前記MR素子の外側の前
記別の間隙絶縁層との間に挿置された絶縁材料による別
のバックフィル層と、 前記間隙絶縁層の上の別の磁気シールド層とを有する、 請求項1のトランスジューサ。 - 【請求項3】前記MR素子が、 1つの方向に固定された磁化方向を有する磁気材料によ
る第1の層と、 通常前記1つの方向に対して鋭角をなすが、かけられた
磁場の大きさに従ってその方向から回転可能な磁化方向
を有する軟磁性MR材料による第2の層と、 前記第1の層への分岐電流を防ぐことにより前記MR素
子の性能を高めるために前記第1の層と前記第2の層と
の間に挿置された絶縁材料による層とを有する、 請求項1のトランスジューサ。 - 【請求項4】前記MR素子が、 1つの方向に固定された磁化方向を有する磁気材料によ
る第1の層と、 通常前記1つの方向に対して鋭角をなすが、かけられた
磁場の大きさに従ってその方向から回転可能な磁化方向
を有する軟磁性MR材料による第2の層と、 前記第1の層と前記第2の層との間に挿置された非磁性
材料によるスペーサ層とを有する、 請求項1のトランスジューサ。 - 【請求項5】基板上に、磁気シールド層、第1の間隙絶
縁層及びMR素子となる材料を蒸着し、 前記MR素子を形成するために前記材料をパターン化
し、 前記MR素子の外側の前記第1の間隙絶縁層上に、前記
パターン化の過程中に除去された絶縁材料に少なくとも
部分的に置換わるために付加的な絶縁材料を蒸着するこ
とを含む、 磁気抵抗(MR)読取りトランスジューサを作製する方
法。 - 【請求項6】1対の導電性リードを形成するために、前
記MR素子の上と、前記第1の間隙絶縁層上の前記付加
的絶縁材料の上とに導電性リードの層を蒸着し、 前記導電性リードと前記MR素子との上に第2の間隙絶
縁層を蒸着し、 絶縁の信頼性を高めるために、前記MR素子の外側の前
記第2の間隙絶縁層の上に付加的な絶縁材料を蒸着し、 前記第2の間隙絶縁層の上と、その上に蒸着された前記
付加的な材料の上とに第2の磁気シールド層を形成する
ことを含む、 請求項5のトランスジューサを作製する方法。 - 【請求項7】前記MR素子となる材料を蒸着する過程に
おいて、 前記第1の間隙絶縁層の上に、NiFeRhによる軟磁
性層と、Taによる層と、NiFeによる軟磁性MR層
とを順次蒸着することを含む、 請求項5のトランスジューサを作製する方法。 - 【請求項8】前記MR素子となる材料を蒸着する過程に
おいて、 前記第1の間隙絶縁層の上に、NiFeRhによる層
と、絶縁材料によるスペーサ層と、NiFeによる軟磁
性MR層とを順次蒸着することを含み、 前記付加的な絶縁材料は、前記スペーサ層と前記NiF
eRh層とを通る分岐電流を防ぐことにより前記MR素
子の性能を高めるために前記MRトランスジューサの露
出した末端を覆っている、 請求項5のトランスジューサを作製する方法。 - 【請求項9】基板上に、磁気シールド層、第1の間隙絶
縁層及びMR素子となる材料を蒸着し、 前記MR素子を形成するために前記材料をパターン化
し、 前記MR素子の外側の前記第1の間隙絶縁層上に、前記
パターン化の過程中に除去された絶縁材料に置換わるた
めに付加的な絶縁材料を蒸着し、 前記MR素子に接触する1対の導電性リードを形成する
ために、前記MR素子の上と前記第1の間隙絶縁層の上
とに導電性リードの層を蒸着し、 前記導電性リードと前記MR素子との上に第2の間隙絶
縁層を蒸着し、 絶縁の信頼性を高めるために、前記MR素子の外側の前
記第2の間隙絶縁層の上に付加的な絶縁材料を蒸着し、 前記第2の間隙絶縁層の上と、その上に蒸着された前記
付加的な材料の上とに第2の磁気シールド層を形成する
ことを含む、 磁気抵抗(MR)読取りトランスジューサを作製する方
法。
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