JPH07262520A - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- JPH07262520A JPH07262520A JP7012736A JP1273695A JPH07262520A JP H07262520 A JPH07262520 A JP H07262520A JP 7012736 A JP7012736 A JP 7012736A JP 1273695 A JP1273695 A JP 1273695A JP H07262520 A JPH07262520 A JP H07262520A
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- G—PHYSICS
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- B82—NANOTECHNOLOGY
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は薄膜型磁気抵抗素子を含む薄膜磁気
ヘッドに関し、読み出し/書き込み時のオフセットを少
なくすること、リード線・磁気抵抗素子とシールド部と
の短絡、素子加熱およびマイグレーションを回避するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明の薄膜磁気ヘッドが、磁気回路を提供
する第1および第2のポール/シールド/リード層と、
2種のポール/シールド/リード層間に配置される巨大
感度形の磁気抵抗素子層を含む読み出し用ヘッド部と、
第1のポール/シールド/リード層と磁気抵抗素子層の
間に配置される第1の導電体層と、第2のポール/シー
ルド/リード層と磁気抵抗素子層の間に配置される第2
の導電体層とを備える。ポール/シールド/リード層
は、磁気回路の外周部の磁束から磁気抵抗素子層をシー
ルドし、かつ、センス電流を流すための導電経路をな
す。トラック幅を磁気抵抗素子層で規定し、オフ−トラ
ック読み出しを最小限に抑える。
ヘッドに関し、読み出し/書き込み時のオフセットを少
なくすること、リード線・磁気抵抗素子とシールド部と
の短絡、素子加熱およびマイグレーションを回避するこ
とを目的とする。 【構成】 本発明の薄膜磁気ヘッドが、磁気回路を提供
する第1および第2のポール/シールド/リード層と、
2種のポール/シールド/リード層間に配置される巨大
感度形の磁気抵抗素子層を含む読み出し用ヘッド部と、
第1のポール/シールド/リード層と磁気抵抗素子層の
間に配置される第1の導電体層と、第2のポール/シー
ルド/リード層と磁気抵抗素子層の間に配置される第2
の導電体層とを備える。ポール/シールド/リード層
は、磁気回路の外周部の磁束から磁気抵抗素子層をシー
ルドし、かつ、センス電流を流すための導電経路をな
す。トラック幅を磁気抵抗素子層で規定し、オフ−トラ
ック読み出しを最小限に抑える。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜タイプの磁気抵抗
素子を有するデータ読み出し/書き込み用の薄膜磁気ヘ
ッドに関する。このような構造の磁気ヘッドは、通常、
ディスク等の記録媒体上のデータの読み出し動作および
書き込み動作を行う際に使用されており、磁気ヘッドア
センブリともよばれている。特に、本発明は、磁束の大
きさに応答する磁気抵抗効果を利用してデータの感知
(センス)を行うためのデータ読み出し用素子を一体化
形成した読み出し/書き込み用ヘッド、すなわち、電気
磁気量変換用のトランスジューサに関するものである。
素子を有するデータ読み出し/書き込み用の薄膜磁気ヘ
ッドに関する。このような構造の磁気ヘッドは、通常、
ディスク等の記録媒体上のデータの読み出し動作および
書き込み動作を行う際に使用されており、磁気ヘッドア
センブリともよばれている。特に、本発明は、磁束の大
きさに応答する磁気抵抗効果を利用してデータの感知
(センス)を行うためのデータ読み出し用素子を一体化
形成した読み出し/書き込み用ヘッド、すなわち、電気
磁気量変換用のトランスジューサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】これまでに知られている従来の磁気ヘッ
ドアセンブリは、誘導性の書き込み用ヘッド部と、磁気
抵抗効果を利用した(Magnetoresistive:通常、MRと
略記する)読み出し用素子とにより作製されている。代
表的な誘導性の書き込み用ヘッド部は、それぞれP1お
よびP2とよばれる複数の薄膜のパーマロイ層を有す
る。これらのパーマロイ層は、周知のように、電気磁気
量変換用のギャップを有する磁気回路を形成する。書き
込みモードの期間中は、所定のデータ信号を表す磁束
が、磁気回路内の書き込み用のギャップから送出され
る。さらに、この磁束に対応するデータ信号が、電気磁
気量変換を利用した書き込み用のギャップに近接して配
置されかつ回転するディスク上のトラックに記録され
る。
ドアセンブリは、誘導性の書き込み用ヘッド部と、磁気
抵抗効果を利用した(Magnetoresistive:通常、MRと
略記する)読み出し用素子とにより作製されている。代
表的な誘導性の書き込み用ヘッド部は、それぞれP1お
よびP2とよばれる複数の薄膜のパーマロイ層を有す
る。これらのパーマロイ層は、周知のように、電気磁気
量変換用のギャップを有する磁気回路を形成する。書き
込みモードの期間中は、所定のデータ信号を表す磁束
が、磁気回路内の書き込み用のギャップから送出され
る。さらに、この磁束に対応するデータ信号が、電気磁
気量変換を利用した書き込み用のギャップに近接して配
置されかつ回転するディスク上のトラックに記録され
る。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような薄膜タイ
プのMR読み出し用素子を使用した薄膜磁気ヘッドアセ
ンブリにおいては、導電性のリード線の幾何学的形態
(Topology:トポロジー)による問題が発生する。この
問題とは、導電性のリード線の幾何学的形態の結果とし
て、リード線の高電流密度により生ずるイオン移動、す
なわち、エレクトロマイグレーション(Electromigrati
on)や、リード線およびMR読み出し用素子とシールド
部分との電気的な短絡(ショート)や、リード線および
MR読み出し用素子の電気抵抗による加熱が起こり得る
という事実である。
プのMR読み出し用素子を使用した薄膜磁気ヘッドアセ
ンブリにおいては、導電性のリード線の幾何学的形態
(Topology:トポロジー)による問題が発生する。この
問題とは、導電性のリード線の幾何学的形態の結果とし
て、リード線の高電流密度により生ずるイオン移動、す
なわち、エレクトロマイグレーション(Electromigrati
on)や、リード線およびMR読み出し用素子とシールド
部分との電気的な短絡(ショート)や、リード線および
MR読み出し用素子の電気抵抗による加熱が起こり得る
という事実である。
【0004】本発明は上記問題点に鑑みてなされたもの
であり、簡易な構造を有し、かつ、読み出し/書き込み
動作時のオフセットができる限り少なくなるような高密
度記録用の薄膜磁気ヘッドを提供することを第1の目的
とするものである。さらに、本発明は、リード線および
MR読み出し用素子とシールド部分との電気的な短絡の
おそれを効果的に回避することが可能な薄膜磁気ヘッド
を提供することを第2の目的とするものである。
であり、簡易な構造を有し、かつ、読み出し/書き込み
動作時のオフセットができる限り少なくなるような高密
度記録用の薄膜磁気ヘッドを提供することを第1の目的
とするものである。さらに、本発明は、リード線および
MR読み出し用素子とシールド部分との電気的な短絡の
おそれを効果的に回避することが可能な薄膜磁気ヘッド
を提供することを第2の目的とするものである。
【0005】さらにまた、本発明は、動作中のリード線
の電流密度を減らすことにより加熱を少なくしたりエレ
クトロマイグレーションを低減したりすることが可能な
薄膜磁気ヘッドを提供することを第3の目的とするもの
である。
の電流密度を減らすことにより加熱を少なくしたりエレ
クトロマイグレーションを低減したりすることが可能な
薄膜磁気ヘッドを提供することを第3の目的とするもの
である。
【0006】
【課題を解決するための手段、および、作用】上記目的
を達成するために、記録媒体のトラック上のデータに対
し読み出しおよび書き込みを行うための本発明の薄膜磁
気ヘッドは、ギャップを有する磁気回路を提供するため
の磁気的な第1のポール/シールド/リード層と第2の
ポール/シールド/リード層を備えている。これらの第
1および第2のポール/シールド/リード層の各々は、
書き込み用の磁気的なポールを有している。
を達成するために、記録媒体のトラック上のデータに対
し読み出しおよび書き込みを行うための本発明の薄膜磁
気ヘッドは、ギャップを有する磁気回路を提供するため
の磁気的な第1のポール/シールド/リード層と第2の
ポール/シールド/リード層を備えている。これらの第
1および第2のポール/シールド/リード層の各々は、
書き込み用の磁気的なポールを有している。
【0007】さらに、本発明の薄膜磁気ヘッドは、上記
第1のポール/シールド/リード層と第2のポール/シ
ールド/リード層との間に配置される巨大感度形磁気抵
抗素子層を含む読み出し用ヘッド部を備え、上記第1お
よび第2のポール/シールド/リード層の各々は、磁気
回路の外周部にて生ずる磁束から巨大感度形磁気抵抗素
子層をシールドする機能を有し、かつ、この巨大感度形
磁気抵抗素子層に対しデータ感知用のセンス電流を流す
ための導電性経路を提供する。
第1のポール/シールド/リード層と第2のポール/シ
ールド/リード層との間に配置される巨大感度形磁気抵
抗素子層を含む読み出し用ヘッド部を備え、上記第1お
よび第2のポール/シールド/リード層の各々は、磁気
回路の外周部にて生ずる磁束から巨大感度形磁気抵抗素
子層をシールドする機能を有し、かつ、この巨大感度形
磁気抵抗素子層に対しデータ感知用のセンス電流を流す
ための導電性経路を提供する。
【0008】さらにまた、本発明の薄膜磁気ヘッドは、
上記第1のポール/シールド/リード層と巨大感度形磁
気抵抗素子層との間に配置される第1の導電体層と、上
記第2のポール/シールド/リード層と巨大感度形磁気
抵抗素子層との間に配置される第2の導電体層とを備え
ている。換言すれば、本発明の薄膜磁気ヘッド、すなわ
ち、データ読み出し/書き込み用の薄膜磁気ヘッドアセ
ンブリは、誘導形の書き込み用ヘッド部と、磁気抵抗形
の読み出し用ヘッド部とを備えている。この読み出し用
ヘッド部は、書き込み用ヘッド部のギャップの中に、セ
ンサ素子としての巨大感度形磁気抵抗(以下、GMRと
略記することもある)素子からなるGMR素子層を形成
した構造になっている。上記の誘導性の書き込み用ヘッ
ド部は、それぞれ、パーマロイのような強磁性材料によ
り作製されたP1層およびP2層とよばれる第1のポー
ル/シールド/リード層(通常、第1のポール層または
P1層と略記する)および第1のポール/シールド/リ
ード層(通常、第2のポール層またはP2層と略記す
る)を有している。これらの第1および第2のポール層
の各々は、電気磁気量変換用のギャップを有する磁気回
路を形成する。上記のP1層およびP2層とよばれる磁
気的なポール層(磁極層)は、高い透磁率を有する高磁
化(通常、磁化はBsで表される)材料で作られてお
り、かつ、電流を通すことが可能である。これらの高磁
化材料として、例えば、NiFe(パーマロイ)、Fe
NまたはFeNTaが使用可能である。
上記第1のポール/シールド/リード層と巨大感度形磁
気抵抗素子層との間に配置される第1の導電体層と、上
記第2のポール/シールド/リード層と巨大感度形磁気
抵抗素子層との間に配置される第2の導電体層とを備え
ている。換言すれば、本発明の薄膜磁気ヘッド、すなわ
ち、データ読み出し/書き込み用の薄膜磁気ヘッドアセ
ンブリは、誘導形の書き込み用ヘッド部と、磁気抵抗形
の読み出し用ヘッド部とを備えている。この読み出し用
ヘッド部は、書き込み用ヘッド部のギャップの中に、セ
ンサ素子としての巨大感度形磁気抵抗(以下、GMRと
略記することもある)素子からなるGMR素子層を形成
した構造になっている。上記の誘導性の書き込み用ヘッ
ド部は、それぞれ、パーマロイのような強磁性材料によ
り作製されたP1層およびP2層とよばれる第1のポー
ル/シールド/リード層(通常、第1のポール層または
P1層と略記する)および第1のポール/シールド/リ
ード層(通常、第2のポール層またはP2層と略記す
る)を有している。これらの第1および第2のポール層
の各々は、電気磁気量変換用のギャップを有する磁気回
路を形成する。上記のP1層およびP2層とよばれる磁
気的なポール層(磁極層)は、高い透磁率を有する高磁
化(通常、磁化はBsで表される)材料で作られてお
り、かつ、電流を通すことが可能である。これらの高磁
化材料として、例えば、NiFe(パーマロイ)、Fe
NまたはFeNTaが使用可能である。
【0009】さらに、P1層およびP2層の2種のポー
ル層は、書き込み用ポールとして機能すると共に、磁気
的なシールドおよびリード線としても機能する。それゆ
えに、以後、必要に応じて、上記のP1層およびP2層
を、それぞれP1/S1層およびP2/S2層とよぶこ
ととする。この場合、磁気的なシールドとして作用する
シールド部S1およびS2は、GMR素子のサイド読み
出し(Side Reading)を減少させ、かつ、信号波形を整
形するために寄与する。書き込み動作期間中は、GMR
素子は飽和状態になっている。この場合、電気磁気量変
換を利用した書き込み用のギャップは、GMR素子の厚
さ、および、このGMR素子に隣接して配置されるよう
な同GMR素子に関係する導電性のリード線の厚さによ
り決定される。
ル層は、書き込み用ポールとして機能すると共に、磁気
的なシールドおよびリード線としても機能する。それゆ
えに、以後、必要に応じて、上記のP1層およびP2層
を、それぞれP1/S1層およびP2/S2層とよぶこ
ととする。この場合、磁気的なシールドとして作用する
シールド部S1およびS2は、GMR素子のサイド読み
出し(Side Reading)を減少させ、かつ、信号波形を整
形するために寄与する。書き込み動作期間中は、GMR
素子は飽和状態になっている。この場合、電気磁気量変
換を利用した書き込み用のギャップは、GMR素子の厚
さ、および、このGMR素子に隣接して配置されるよう
な同GMR素子に関係する導電性のリード線の厚さによ
り決定される。
【0010】本発明によれば、厚さの厚い2種のポール
層であるP1/S1層およびP2/S2層は、磁気的な
ポールおよびシールドとして機能すると共に、導電性の
リード線としても機能する。上記の書き込み用ポールと
して機能するP1層/S1層およびP2/S2層の厚さ
は、比較的厚く作られている。このために、低い電流密
度と最小限度の加熱でもって、比較的大きな電流を流す
ことが可能になる。したがって、薄膜磁気ヘッドの動作
中は、厚さの厚いポール層に対し、最小限度の加熱と低
い電流密度でもって大きな電流を通すことができる。
層であるP1/S1層およびP2/S2層は、磁気的な
ポールおよびシールドとして機能すると共に、導電性の
リード線としても機能する。上記の書き込み用ポールと
して機能するP1層/S1層およびP2/S2層の厚さ
は、比較的厚く作られている。このために、低い電流密
度と最小限度の加熱でもって、比較的大きな電流を流す
ことが可能になる。したがって、薄膜磁気ヘッドの動作
中は、厚さの厚いポール層に対し、最小限度の加熱と低
い電流密度でもって大きな電流を通すことができる。
【0011】好ましくは、本発明の薄膜磁気ヘッドにお
けるP1/S1層第1およびP2/S2層の各々は、約
2ミクロンの厚さを有する。さらに、好ましくは、本発
明の薄膜磁気ヘッドにおけるGMR素子層は、約500
オングストロームの厚さを有する。さらに、好ましく
は、本発明のGMR素子層は、約0.5ミクロンから約
2ミクロンまでの幅を有しており、このGMR素子層の
長さ対幅の比は、1:1から5:1までの範囲にある。
けるP1/S1層第1およびP2/S2層の各々は、約
2ミクロンの厚さを有する。さらに、好ましくは、本発
明の薄膜磁気ヘッドにおけるGMR素子層は、約500
オングストロームの厚さを有する。さらに、好ましく
は、本発明のGMR素子層は、約0.5ミクロンから約
2ミクロンまでの幅を有しており、このGMR素子層の
長さ対幅の比は、1:1から5:1までの範囲にある。
【0012】さらに、好ましくは、本発明のGMR素子
層は、銅(Cu)、金(Au)または銀(Ag)のグル
ープから形成される導電体と、鉄(Fe)、コバルト
(Co)およびニッケル(Ni)により実質的に作製さ
れる合金のグループから形成される磁性合金とを交互に
配置してなる交互層により構成される。さらに、好まし
くは、本発明の薄膜磁気ヘッドは、さらに、上記ギャッ
プを含むギャップ層上に配置される導電性のコイル素子
を備えている。
層は、銅(Cu)、金(Au)または銀(Ag)のグル
ープから形成される導電体と、鉄(Fe)、コバルト
(Co)およびニッケル(Ni)により実質的に作製さ
れる合金のグループから形成される磁性合金とを交互に
配置してなる交互層により構成される。さらに、好まし
くは、本発明の薄膜磁気ヘッドは、さらに、上記ギャッ
プを含むギャップ層上に配置される導電性のコイル素子
を備えている。
【0013】読み出し用のセンサ素子であるGMR素子
は、その高い感度によって特徴づけられる。代表的なG
MR素子は、「ジャーナル オブ アプライド フィジ
ックス(Journal of Applied Physics)(1993年5
月15日発行)」のVol.73、No.10、530
9頁〜5314頁、および、「IEEE ジャーナルオ
ン マグネティックス イン ジャパン(IEEE Journal
on Magnetics in Japan)(1992年9月発行)」の
Vol.7、No.9、2482頁〜2487頁に記載
されている。
は、その高い感度によって特徴づけられる。代表的なG
MR素子は、「ジャーナル オブ アプライド フィジ
ックス(Journal of Applied Physics)(1993年5
月15日発行)」のVol.73、No.10、530
9頁〜5314頁、および、「IEEE ジャーナルオ
ン マグネティックス イン ジャパン(IEEE Journal
on Magnetics in Japan)(1992年9月発行)」の
Vol.7、No.9、2482頁〜2487頁に記載
されている。
【0014】本発明のGMR素子を有する読み出し用ヘ
ッド部に対して使用され得るタイプの改良されたGMR
センサ素子は、カルフォルニア州のリバーモア(Liverm
ore)に設立されているリバーモア・ラボラトリ(Liver
more Laboratories)にて開発されたものである。この
種のGMR素子(GMRセンサ素子)は、代表的には、
パターン形成がなされた多層構造でもって構成される。
この多層構造においては、例えば、Cu/CoまたはF
e/Cr材料が使用され得る。本発明を実施するに際
し、GMR素子からなるGMR膜は、このGMR膜に印
加されるバイアス電流が、同GMR膜の平面に対し垂直
になるように、すなわち、Cppモードにて動作するよ
うに方向付けられる。このような手法により、シールド
部であるS1およびS2を、導電性のリード線として使
用することが可能になる。
ッド部に対して使用され得るタイプの改良されたGMR
センサ素子は、カルフォルニア州のリバーモア(Liverm
ore)に設立されているリバーモア・ラボラトリ(Liver
more Laboratories)にて開発されたものである。この
種のGMR素子(GMRセンサ素子)は、代表的には、
パターン形成がなされた多層構造でもって構成される。
この多層構造においては、例えば、Cu/CoまたはF
e/Cr材料が使用され得る。本発明を実施するに際
し、GMR素子からなるGMR膜は、このGMR膜に印
加されるバイアス電流が、同GMR膜の平面に対し垂直
になるように、すなわち、Cppモードにて動作するよ
うに方向付けられる。このような手法により、シールド
部であるS1およびS2を、導電性のリード線として使
用することが可能になる。
【0015】このようにして、本発明の薄膜磁気ヘッド
によれば、従来技術のMR読み出し用素子を有する薄膜
磁気ヘッドアセンブリにおいて経験した幾何学的形態、
エレクトロマイグレーション、加熱および電気的短絡と
いったような代表的な問題点は実質的に除去される。さ
らに、本発明では、P1/S1層とGMR膜との間に導
電体層が形成されると共に、P2/S2層とGMR膜と
の間にも別の導電体層が形成される。これらの導電体層
は、シールドS1およびS2からGMR膜を所定の間隔
だけ離すことにより、GMR膜とシールド部のS1およ
びS2との間の磁気的結合をなくし、かつ、書き込み用
のギャップの一部(ギャップ層)を形成する。この場
合、ディスク等の記録媒体上に形成されるトラックのト
ラック幅は、GMR膜の幅によって規定される。このこ
とにより、記録媒体上のトラックに記録された信号のオ
フ−トラック読み出し(Off-track Reading )、すなわ
ち、目的とするトラック以外のトラックからの不要なデ
ータ読み出しを最小限に抑えることができる。
によれば、従来技術のMR読み出し用素子を有する薄膜
磁気ヘッドアセンブリにおいて経験した幾何学的形態、
エレクトロマイグレーション、加熱および電気的短絡と
いったような代表的な問題点は実質的に除去される。さ
らに、本発明では、P1/S1層とGMR膜との間に導
電体層が形成されると共に、P2/S2層とGMR膜と
の間にも別の導電体層が形成される。これらの導電体層
は、シールドS1およびS2からGMR膜を所定の間隔
だけ離すことにより、GMR膜とシールド部のS1およ
びS2との間の磁気的結合をなくし、かつ、書き込み用
のギャップの一部(ギャップ層)を形成する。この場
合、ディスク等の記録媒体上に形成されるトラックのト
ラック幅は、GMR膜の幅によって規定される。このこ
とにより、記録媒体上のトラックに記録された信号のオ
フ−トラック読み出し(Off-track Reading )、すなわ
ち、目的とするトラック以外のトラックからの不要なデ
ータ読み出しを最小限に抑えることができる。
【0016】
【実施例】本発明は、添付の図面(図1〜図8)により
例示される具体的な実施例をこれから説明することによ
り、容易に理解されるであろう。以下添付図面を用いて
本発明の実施例に関連する事項を詳細に説明することと
する。図1は、本発明に従い誘導性の書き込みセクショ
ンとGMR素子を使用した読み出しセクションを有する
磁気ヘッドアセンブリの構造の一実施例を等角投影によ
り示す図である。
例示される具体的な実施例をこれから説明することによ
り、容易に理解されるであろう。以下添付図面を用いて
本発明の実施例に関連する事項を詳細に説明することと
する。図1は、本発明に従い誘導性の書き込みセクショ
ンとGMR素子を使用した読み出しセクションを有する
磁気ヘッドアセンブリの構造の一実施例を等角投影によ
り示す図である。
【0017】図1を参照すれば明らかように、非磁性の
セラミック基板(図示していない)上に形成されるよう
な薄膜磁気ヘッドアセンブリの構造では、書き込み用の
磁気的なポールを有する誘導性の書き込み用ヘッド部
(書き込みセクション)と、磁気抵抗形のGMR素子を
有する読み出し用ヘッド部(読み出しセクション)とを
一体化により形成している。誘導性の書き込み用ヘッド
部は第1のポール層10を有する。この第1のポール層
10は、P1/S1層とよばれており、好ましくは、基
板の上に真空蒸着またはメッキを行うことにより形成さ
れたパーマロイから作製される。上記の第1のポール層
10(説明の都合上、P1/S1層10とよぶこともあ
る)は、第1の書き込み用ポールP1およびシールドS
1として機能する。さらに、第1の導電体層12が、P
1/S1層10上に形成される。ついで、巨大感度形磁
気抵抗(GMR)素子層14が、真空蒸着によって上記
第1の導電体層12上に形成される。ついで、第2の導
電体層16が、巨大感度形磁気抵抗素子層14上に形成
される。
セラミック基板(図示していない)上に形成されるよう
な薄膜磁気ヘッドアセンブリの構造では、書き込み用の
磁気的なポールを有する誘導性の書き込み用ヘッド部
(書き込みセクション)と、磁気抵抗形のGMR素子を
有する読み出し用ヘッド部(読み出しセクション)とを
一体化により形成している。誘導性の書き込み用ヘッド
部は第1のポール層10を有する。この第1のポール層
10は、P1/S1層とよばれており、好ましくは、基
板の上に真空蒸着またはメッキを行うことにより形成さ
れたパーマロイから作製される。上記の第1のポール層
10(説明の都合上、P1/S1層10とよぶこともあ
る)は、第1の書き込み用ポールP1およびシールドS
1として機能する。さらに、第1の導電体層12が、P
1/S1層10上に形成される。ついで、巨大感度形磁
気抵抗(GMR)素子層14が、真空蒸着によって上記
第1の導電体層12上に形成される。ついで、第2の導
電体層16が、巨大感度形磁気抵抗素子層14上に形成
される。
【0018】上記の第1および第2の導電体層12およ
び16は、第1のポール層10および第2のポール層1
8とそれぞれ関係するシールドS1およびシールドS2
からGMR素子層14を一定の間隔だけ離すことによ
り、GMR膜とシールド部のS1およびS2との間の磁
気的結合をなくすようにしている。磁気ヘッドアセンブ
リの構造における誘導性の書き込み用ヘッド部は、第2
のポール層18(説明の都合上、P2/S2層18とよ
ぶこともある)をメッキするかまたは真空蒸着すること
により完成する。この第2のポール層18は、第2の書
き込み用ポールP2およびシールドS2として機能す
る。上記の第1および第2の書き込み用ポールP1およ
びP2は、互いに絶縁され、かつ、第1および第2の導
電性のリード線をそれぞれ形成する。よく知られている
ように、裏面側のギャップ(Back Gap)は、磁気回路内
に低い磁気抵抗でもって形成される。
び16は、第1のポール層10および第2のポール層1
8とそれぞれ関係するシールドS1およびシールドS2
からGMR素子層14を一定の間隔だけ離すことによ
り、GMR膜とシールド部のS1およびS2との間の磁
気的結合をなくすようにしている。磁気ヘッドアセンブ
リの構造における誘導性の書き込み用ヘッド部は、第2
のポール層18(説明の都合上、P2/S2層18とよ
ぶこともある)をメッキするかまたは真空蒸着すること
により完成する。この第2のポール層18は、第2の書
き込み用ポールP2およびシールドS2として機能す
る。上記の第1および第2の書き込み用ポールP1およ
びP2は、互いに絶縁され、かつ、第1および第2の導
電性のリード線をそれぞれ形成する。よく知られている
ように、裏面側のギャップ(Back Gap)は、磁気回路内
に低い磁気抵抗でもって形成される。
【0019】図2は、図1の構造の上に配置すべきフォ
トレジストマスクが付加された状態を等角投影により示
す図であり、図3は、図2の構造に対して複数の異なる
層のマスクされた部分を形成するように処理がなされた
状態を等角投影により示す図である。なお、前述した構
成要素と同様のものについては、同一の参照番号を付し
て表すこととする。
トレジストマスクが付加された状態を等角投影により示
す図であり、図3は、図2の構造に対して複数の異なる
層のマスクされた部分を形成するように処理がなされた
状態を等角投影により示す図である。なお、前述した構
成要素と同様のものについては、同一の参照番号を付し
て表すこととする。
【0020】図2を参照すれば明らかように、本発明の
薄膜磁気ヘッドアセンブリの構造では、P2/S2層1
8、GMR素子層14、第1および第2の導電体層1
2、16、およびP1/S1層10を形成するために、
フォトレジストマスク20が上記P2/S2層18上に
配置される。これらのすべての層をエッチングすること
により、図3に示すような平面方向に延長された形状の
P1/S1層10が残る。上記のようなエッチング・プ
ロセスが実行されている間中、第1および第2の導電体
層12、16、ならびにP2/S2層18は、GMR素
子層14を保護する。上記のエッチング・プロセスは、
P1/S1層10を部分的に貫通し、GMR素子層14
の周囲に書き込み構造を形成する。
薄膜磁気ヘッドアセンブリの構造では、P2/S2層1
8、GMR素子層14、第1および第2の導電体層1
2、16、およびP1/S1層10を形成するために、
フォトレジストマスク20が上記P2/S2層18上に
配置される。これらのすべての層をエッチングすること
により、図3に示すような平面方向に延長された形状の
P1/S1層10が残る。上記のようなエッチング・プ
ロセスが実行されている間中、第1および第2の導電体
層12、16、ならびにP2/S2層18は、GMR素
子層14を保護する。上記のエッチング・プロセスは、
P1/S1層10を部分的に貫通し、GMR素子層14
の周囲に書き込み構造を形成する。
【0021】上記のP1/S1層10およびP2/S2
層18の各々は、例えば、NiFe、FeNまたはFe
NTaのような高い透磁率を有する高磁化(Bs)材料
により作られている。好ましくは、P1/S1層10
は、約2ミクロンの厚さを有する。さらに、好ましく
は、GMR素子層14は、約500オングストロームの
厚さを有し、かつ、約0.5ミクロンから約2ミクロン
までの幅を有している。さらに、好ましくは、上記GM
R素子層の長さ対幅の比は、1:1から5:1までの範
囲で変化する。このような構造では、記録媒体上のデー
タ読み出しおよび書き込み用のトラック、すなわち、デ
ータトラックのトラック幅は、GMR素子層14の幅に
よって規定される。それゆえに、オフ−トラック読み出
しを最小限に抑えることができる。データトラックのト
ラック幅のパターン形成は、プレーナ幾何学構造(Plan
ar Geometry )を用いた単一のステップ(工程)により
達成することが可能になる。このプレーナ幾何学構造を
用いたステップによって、トラック幅に関し高い精度を
得ることが期待できる。
層18の各々は、例えば、NiFe、FeNまたはFe
NTaのような高い透磁率を有する高磁化(Bs)材料
により作られている。好ましくは、P1/S1層10
は、約2ミクロンの厚さを有する。さらに、好ましく
は、GMR素子層14は、約500オングストロームの
厚さを有し、かつ、約0.5ミクロンから約2ミクロン
までの幅を有している。さらに、好ましくは、上記GM
R素子層の長さ対幅の比は、1:1から5:1までの範
囲で変化する。このような構造では、記録媒体上のデー
タ読み出しおよび書き込み用のトラック、すなわち、デ
ータトラックのトラック幅は、GMR素子層14の幅に
よって規定される。それゆえに、オフ−トラック読み出
しを最小限に抑えることができる。データトラックのト
ラック幅のパターン形成は、プレーナ幾何学構造(Plan
ar Geometry )を用いた単一のステップ(工程)により
達成することが可能になる。このプレーナ幾何学構造を
用いたステップによって、トラック幅に関し高い精度を
得ることが期待できる。
【0022】さらに、図3において、GMR素子層14
は、互いに反対の方向に磁化が生成されるような複数の
磁化の交互層を提供する。この交互層に印加される電界
は、すべての磁化を同じ方向に切り換える(スイッチン
グする)。この結果として、前述のポール/シールド/
リード層を通して感知される磁化の変化が大きなものに
なる。好ましくは、GMR素子層14は、複数の銅の層
とコバルトの層を交互に配置してなる交互層により構成
される。この場合、銅の層とコバルトの層の各々は、2
0オングストロームの厚さを有している。第1および第
2の導電体層12、16の各々は、例えば銅のような導
電性材料により作製される。さらに、好ましくは、上記
第1および第2の導電体層12、16の各々は、おおよ
そ100〜200オングストロームの厚さを有する。あ
るいは、書き込み用ギャップに対しても上記導電体層が
必要とされる場合、導電体層は、より厚くすることが好
ましく、かつ、GMR素子層14と同じ長さおよび幅を
有することが好ましい。
は、互いに反対の方向に磁化が生成されるような複数の
磁化の交互層を提供する。この交互層に印加される電界
は、すべての磁化を同じ方向に切り換える(スイッチン
グする)。この結果として、前述のポール/シールド/
リード層を通して感知される磁化の変化が大きなものに
なる。好ましくは、GMR素子層14は、複数の銅の層
とコバルトの層を交互に配置してなる交互層により構成
される。この場合、銅の層とコバルトの層の各々は、2
0オングストロームの厚さを有している。第1および第
2の導電体層12、16の各々は、例えば銅のような導
電性材料により作製される。さらに、好ましくは、上記
第1および第2の導電体層12、16の各々は、おおよ
そ100〜200オングストロームの厚さを有する。あ
るいは、書き込み用ギャップに対しても上記導電体層が
必要とされる場合、導電体層は、より厚くすることが好
ましく、かつ、GMR素子層14と同じ長さおよび幅を
有することが好ましい。
【0023】図4は、図3に図示されるP1/S1層中
の延長された部分の上に配置されたフォトレジストマス
クを等角投影により示す図、図5は、図4の構造におい
てP1/S1層中の延長された部分が切り取られた状態
を等角投影により示す図、そして、図6は、図4の構造
においてP1/S1層の上に配置すべき導電性のコイル
素子が形成された状態を等角投影により示す図である。
の延長された部分の上に配置されたフォトレジストマス
クを等角投影により示す図、図5は、図4の構造におい
てP1/S1層中の延長された部分が切り取られた状態
を等角投影により示す図、そして、図6は、図4の構造
においてP1/S1層の上に配置すべき導電性のコイル
素子が形成された状態を等角投影により示す図である。
【0024】図4においては、フォトレジストマスク2
2が、延長された形状のP1/S1層10の上に付着さ
れる。このフォトレジストマスク22は、図5に示すよ
うな薄膜磁気ヘッドアセンブリの構造を形成する目的で
現像される。さらに、非磁性の電気磁気量変換用のギャ
ップを形成するために、絶縁層として機能するギャップ
層26が、延長された形状のP1/S1層10の上部に
配置される。この場合、上記絶縁層は、例えば酸化アル
ミニウムから作製され得るか、または、ベンゾシクロブ
テン(Benzocyclobutene:BCB)のような良好なプレ
ーナ特性を有する熱硬化性樹脂から作製され得る。ギャ
ップ層26は、P1/S1層10の上部であってGMR
素子層14の周囲部に配置される。さらに、上記ギャッ
プ層26は、ヘッドアセンブリの構造全体を覆うような
形状を有する。さらに、上記ギャップ層26は、エッチ
ングにより、P2/S2層18まで空けられた状態にな
る。
2が、延長された形状のP1/S1層10の上に付着さ
れる。このフォトレジストマスク22は、図5に示すよ
うな薄膜磁気ヘッドアセンブリの構造を形成する目的で
現像される。さらに、非磁性の電気磁気量変換用のギャ
ップを形成するために、絶縁層として機能するギャップ
層26が、延長された形状のP1/S1層10の上部に
配置される。この場合、上記絶縁層は、例えば酸化アル
ミニウムから作製され得るか、または、ベンゾシクロブ
テン(Benzocyclobutene:BCB)のような良好なプレ
ーナ特性を有する熱硬化性樹脂から作製され得る。ギャ
ップ層26は、P1/S1層10の上部であってGMR
素子層14の周囲部に配置される。さらに、上記ギャッ
プ層26は、ヘッドアセンブリの構造全体を覆うような
形状を有する。さらに、上記ギャップ層26は、エッチ
ングにより、P2/S2層18まで空けられた状態にな
る。
【0025】さらに、ギャップ層26の上部には、導電
性の複数のコイル素子24(例えば、図6に示す2つ
(2ターン)の素子、および、後述の図7および図8に
示す4つ(4ターン)の素子)が設けられる。これらの
コイル素子24は、磁気ヘッドへのデータ信号、およ
び、磁気ヘッドからのデータ信号を伝達するための書き
込み用コイルとして動作する。上記コイル素子24のタ
ーン数は、記録媒体上のデータの読み出し/書き込みシ
ステムに要求される書き込み用磁界の大きさに応じて、
2ターンまたは4ターンより多くすることも可能であ
る。
性の複数のコイル素子24(例えば、図6に示す2つ
(2ターン)の素子、および、後述の図7および図8に
示す4つ(4ターン)の素子)が設けられる。これらの
コイル素子24は、磁気ヘッドへのデータ信号、およ
び、磁気ヘッドからのデータ信号を伝達するための書き
込み用コイルとして動作する。上記コイル素子24のタ
ーン数は、記録媒体上のデータの読み出し/書き込みシ
ステムに要求される書き込み用磁界の大きさに応じて、
2ターンまたは4ターンより多くすることも可能であ
る。
【0026】図7は、P2/S2層の上方部分を含む磁
気ヘッドアセンブリの構造を等角投影により示す図であ
る。図7の磁気ヘッドアセンブリの構造においては、よ
く知られているように、P2/S2構造の上方部分28
が、書き込み用のコイル素子24を取り囲む絶縁物(絶
縁層)の上に付着される。このような構成によって磁気
回路が完成し、第2の導電性のリード線が提供される。
気ヘッドアセンブリの構造を等角投影により示す図であ
る。図7の磁気ヘッドアセンブリの構造においては、よ
く知られているように、P2/S2構造の上方部分28
が、書き込み用のコイル素子24を取り囲む絶縁物(絶
縁層)の上に付着される。このような構成によって磁気
回路が完成し、第2の導電性のリード線が提供される。
【0027】図8は、一部が除去された状態のP2/S
2層の上方部分を等角投影により示す図である。図8で
は、図7の磁気ヘッドアセンブリの構造におけるP2/
S2層18の一部(P2/S2層18の上方部分28の
一部を意味する)を除去した状態が図示されている。こ
の場合、P2/S2層18の側部が、GMR素子層14
の側部と第1および第2の導電体層12、16の側部に
一致するように、P2/S2層18の一部が除去され
る。上記の導電性のリード線は、外部の回路への信号伝
送が可能になるように、コイル素子24に取り付けられ
ている。薄膜磁気ヘッドの動作中は、コイル素子24を
通して書き込み用電流が供給される。また一方で、セン
ス電流は、第1および第2の書き込み用ポールP1およ
びP2のいずれか一方、ならびにGMR素子層14を通
して所定の方向に差し向けられる。さらに、センス電流
は、上記書き込み用ポールP1およびP2の他方を通っ
て流れていく。この場合、GMR素子層14をCppモ
ードにて動作させることにより、ある変化が磁気ヘッド
を励磁する際に、GMR効果によって素子自体の抵抗が
変化するようになっている。このようにして、第1およ
び第2の書き込み用ポールP1およびP2は、書き込み
用ポール、読み出し用ポールおよび導電性リード線とし
て作用する。
2層の上方部分を等角投影により示す図である。図8で
は、図7の磁気ヘッドアセンブリの構造におけるP2/
S2層18の一部(P2/S2層18の上方部分28の
一部を意味する)を除去した状態が図示されている。こ
の場合、P2/S2層18の側部が、GMR素子層14
の側部と第1および第2の導電体層12、16の側部に
一致するように、P2/S2層18の一部が除去され
る。上記の導電性のリード線は、外部の回路への信号伝
送が可能になるように、コイル素子24に取り付けられ
ている。薄膜磁気ヘッドの動作中は、コイル素子24を
通して書き込み用電流が供給される。また一方で、セン
ス電流は、第1および第2の書き込み用ポールP1およ
びP2のいずれか一方、ならびにGMR素子層14を通
して所定の方向に差し向けられる。さらに、センス電流
は、上記書き込み用ポールP1およびP2の他方を通っ
て流れていく。この場合、GMR素子層14をCppモ
ードにて動作させることにより、ある変化が磁気ヘッド
を励磁する際に、GMR効果によって素子自体の抵抗が
変化するようになっている。このようにして、第1およ
び第2の書き込み用ポールP1およびP2は、書き込み
用ポール、読み出し用ポールおよび導電性リード線とし
て作用する。
【0028】
【発明の効果】以上述べたように、本発明にて示される
薄膜磁気ヘッドの構造によれば、単純化された読み出し
/書き込み用ヘッド部において、GMR素子層を収容す
るための充分大きな単一のギャップ層が提供される。こ
の場合、ギャップ層内にGMR素子層が配置されるの
で、回転形のヘッド位置決め装置(Rotary Head Positi
oner Drives )における補正を通常必要とするような読
み出し用ギャップ対書き込みギャップのオフセットを除
去することができる。このために、ディスク装置の性能
の向上が実現される。さらに、GMR素子層を構成する
GMR素子のパターン形成および方向付けにより、読み
出し/書き込み制御が容易に行えるような良好に形成さ
れたトラックが提供される。この結果、一般のMR読み
出し用素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて経験した電
気的短絡およびその他の問題点が解消される。
薄膜磁気ヘッドの構造によれば、単純化された読み出し
/書き込み用ヘッド部において、GMR素子層を収容す
るための充分大きな単一のギャップ層が提供される。こ
の場合、ギャップ層内にGMR素子層が配置されるの
で、回転形のヘッド位置決め装置(Rotary Head Positi
oner Drives )における補正を通常必要とするような読
み出し用ギャップ対書き込みギャップのオフセットを除
去することができる。このために、ディスク装置の性能
の向上が実現される。さらに、GMR素子層を構成する
GMR素子のパターン形成および方向付けにより、読み
出し/書き込み制御が容易に行えるような良好に形成さ
れたトラックが提供される。この結果、一般のMR読み
出し用素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて経験した電
気的短絡およびその他の問題点が解消される。
【図1】本発明に従い誘導性の書き込みセクションとG
MR素子を使用した読み出しセクションとを有する磁気
ヘッドアセンブリの構造の一実施例を等角投影により示
す図である。
MR素子を使用した読み出しセクションとを有する磁気
ヘッドアセンブリの構造の一実施例を等角投影により示
す図である。
【図2】図1の構造の上に配置すべきフォトレジストマ
スクが付加された状態を等角投影により示す図である。
スクが付加された状態を等角投影により示す図である。
【図3】図2の構造に対して複数の異なる層のマスクさ
れた部分を形成するように処理がなされた状態を等角投
影により示す図である。
れた部分を形成するように処理がなされた状態を等角投
影により示す図である。
【図4】図3に図示されるP1/S1層中の延長された
部分の上に配置されたフォトレジストマスクを等角投影
により示す図である。
部分の上に配置されたフォトレジストマスクを等角投影
により示す図である。
【図5】図4の構造においてP1/S1層中の延長され
た部分が切り取られた状態を等角投影により示す図であ
る。
た部分が切り取られた状態を等角投影により示す図であ
る。
【図6】図4の構造においてP1/S1層の上に配置す
べき導電性のコイル素子が形成された状態を等角投影に
より示す図である。
べき導電性のコイル素子が形成された状態を等角投影に
より示す図である。
【図7】P2/S2層の上方部分を含む磁気ヘッドアセ
ンブリの構造を等角投影により示す図である。
ンブリの構造を等角投影により示す図である。
【図8】一部が除去された状態のP2/S2層の上方部
分を等角投影により示す図である。
分を等角投影により示す図である。
10…第1のポール(P1/S1)層 12…第1の導電体層 14…巨大感度形磁気抵抗(GMR)素子層 16…第2の導電体層 18…第2のポール(P2/S2)層 20、22…フォトレジストマスク 24…コイル素子 26…ギャップ層
Claims (8)
- 【請求項1】 記録媒体のトラック上のデータに対し読
み出しおよび書き込みを行うための薄膜磁気ヘッドであ
って、該薄膜磁気ヘッドは、 ギャップを有する磁気回路を提供するための磁気的な第
1のポール/シールド/リード層と第2のポール/シー
ルド/リード層を備え、該第1および第2のポール/シ
ールド/リード層の各々は、書き込み用の磁気的なポー
ルを有しており、 前記薄膜磁気ヘッドは、さらに、 前記第1のポール/シールド/リード層と前記第2のポ
ール/シールド/リード層との間に配置される巨大感度
形磁気抵抗素子(Giant Magnetoresistive Element)層
を含む読み出し用ヘッド部を備え、前記第1および第2
のポール/シールド/リード層の各々は、前記磁気回路
の外周部にて生ずる磁束(Fringing Magnetic Flux)か
ら前記巨大感度形磁気抵抗素子層をシールドする機能を
有し、かつ、前記巨大感度形磁気抵抗素子層に対しデー
タ感知用のセンス電流を流すための導電性経路を提供し
ており、 前記薄膜磁気ヘッドは、さらに、 前記第1のポール/シールド/リード層と前記巨大感度
形磁気抵抗素子層との間に配置される第1の導電体層
と、 前記第2のポール/シールド/リード層と前記巨大感度
形磁気抵抗素子層との間に配置される第2の導電体層と
を備えており、 前記記録媒体上のトラックに書き込まれているデータの
オフ−トラック読み出しを最小限に抑えるように構成す
ることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項2】 前記第1および第2のポール/シールド
/リード層が、実質的に、高い透磁率を有する高磁化材
料から構成されており、かつ、電気的に導電性である請
求項1記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項3】 前記高磁化材料が、NiFe、FeNお
よびFeNTa中の少なくとも一つである請求項2記載
の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項4】 前記第1および第2のポール/シールド
/リード層の各々が、約2ミクロン(μm)の厚さを有
する請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項5】 前記巨大感度形磁気抵抗素子層が、約5
00オングストローム(Å)の厚さを有する請求項1記
載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項6】 前記巨大感度形磁気抵抗素子層が、約
0.5ミクロンから約2ミクロンまでの幅を有してお
り、該巨大感度形磁気抵抗素子層の長さ対幅の比は、
1:1から5:1までの範囲にある請求項1記載の磁気
ヘッド。 - 【請求項7】 前記巨大感度形磁気抵抗素子層が、銅、
金または銀のグループから形成される導電体と、鉄、コ
バルトおよびニッケルにより実質的に作製された合金の
グループから形成される磁性合金とを交互に配置してな
る交互層により構成される請求項1記載の磁気ヘッド。 - 【請求項8】 前記薄膜磁気ヘッドが、さらに、前記ギ
ャップを含むギャップ層上に配置される導電性のコイル
素子を備える請求項1記載の磁気ヘッド。
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