JPH0765326A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法Info
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- JPH0765326A JPH0765326A JP20959493A JP20959493A JPH0765326A JP H0765326 A JPH0765326 A JP H0765326A JP 20959493 A JP20959493 A JP 20959493A JP 20959493 A JP20959493 A JP 20959493A JP H0765326 A JPH0765326 A JP H0765326A
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Abstract
効果型薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子読み出し電極
の製造方法を提供する。 【構成】 磁気抵抗効果素子部15の読み出し電極16
をリフトオフ法で形成する際に、磁気抵抗効果素子部1
5の上に第1のリフトオフ層23を形成する工程と、そ
の上に第2のリフトオフ層であるリフトオフパターン2
4を形成する工程と、第1のリフトオフ23層をエッチ
ングして第2のリフトオフ層24の底面部にのみ第1の
リフトオフ層23を残す工程と、磁気抵抗効果素子部1
5および第2のリフトオフ層24の上に読み出し電極と
なる読み出し層を形成する工程と、第2のリフトオフ層
24をその上部の読み出し層とともに除去する工程と、
磁気抵抗効果素子部15の上に残った第1のリフトオフ
層23をエッチングして平坦化するかまたは除去する工
程とを備える。
Description
用いられる磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法に
関するものである。
れに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が要求さ
れている。その一環として、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドの利用がある。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、
出力が周速に依存しないため、小径ディスク装置の容量
増加に多大な効果を与えるが、実用上はまだ多くの技術
的課題を有している。その一つとして、高周波特性を向
上するための再生部の狭ギャップ化に関して、いまだ有
効な手段が開発されていない。
いて図面を参照しながら説明する。図4は薄膜磁気ヘッ
ドのスライダーを媒体対向面側から見た斜視図である。
スライダー101は、装置に搭載する時は、浮上レール
102に対して裏面側に平行にジンバルを接着して磁気
ヘッドアセンブリ状態として用いる。この浮上レール1
02は、用途に応じて種々の形態をとり、機械加工やイ
オンビームエッチング等により2〜3本のレールを形成
する。図4には機械加工で形成した3本レールの形状を
示している。このスライダー101における薄膜磁気ヘ
ッド素子は、セラミック基板上に薄膜形成技術を用いて
図面の手前側に形成されており、103が上部絶縁層、
104が上部磁性層、105が後にワイヤーをボンディ
ングするためのパッド部である。ここでパッド部105
が4ヶ所あるのは、記録部および再生部に少なくとも2
ヶ所ずつの端子が必要だからである。
4のA部における薄膜磁気ヘッド素子部の具体的な製造
方法について図5を参照して説明する。まずセラミック
基板111上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁物1
12を形成して被覆し、その上に電気めっき法あるいは
スパッタ法によりパーマロイ、センダストあるいは鉄系
の合金材料による下部シールド層113を形成し、その
上にスパッタ法によりアルミナ等の絶縁材料からなる下
部リードギャップ層114を形成し、さらにその上に磁
気抵抗効果素子部115を順次積層する。この磁気抵抗
効果素子部115は、図中では単層で示しているが、磁
気抵抗効果素子を駆動する際のバイアス方式によっては
2〜4層構成となり、例えばシャントバイアスではパー
マロイ(MR層)とチタン、SAL(Soft Adjacent
Layer)バイアスではパーマロイ(MR層)とタンタル
等のスペーサおよび鉄とニッケルにロジウム等の第3元
素を添加したSAL層の3層、さらにMR膜に交換バイ
アスを付与する場合はMR膜に直接接触する形で鉄とマ
ンガンの合金である反強磁性膜を積層して用いる。次に
磁気抵抗効果素子部115のトラック幅の規定および磁
気抵抗効果素子部115から信号を読み出すために金等
の抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、お
よびリフトオフ法等により磁気抵抗効果素子読み出し電
極となる読み出し層116を形成する。この読み出し層
116は、上記の反強磁性膜を含む多層構成となる場合
もある。次に読み出し層116の上に、アルミナ等の絶
縁材料により形成した上部リードギャップ層117、電
気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイや鉄系
合金材料を用いて形成した上部シールド層118を順次
積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次に記録ヘッ
ド部の作成は、まず上部シールド層118の上に記録部
の下部磁性層119を電気めっき法等により形成する。
ここで上部シールド層118と下部磁性層119の磁気
的結合を防止するため、この2層の間にアルミナ等の絶
縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部
のギャップ層120を積層した後、図面には示していな
いがノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からな
る下部絶縁層、電気めっき法により形成した下部コイル
層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気
めっき法等により上部磁性層121を積層し、最終的に
アルミナ等の保護層122で保護した形として薄膜磁気
ヘッドの作成が終了する。
磁気抵抗効果素子読み出し層116のリフトオフ法によ
る具体的に形成工程について、図6を参照して説明す
る。説明を簡単にするため、磁気抵抗効果素子部115
の形成が終了した時点から説明する。まず工程(a)に
おいて磁気抵抗効果素子部115上にフォトレジストを
用いてリフトオフパターン123を形成する。リフトオ
フパターンとは、エッチングマスクとして形成するパタ
ーンに対してちょうど白黒が反転したパターンであり、
後で膜を残したい部分のみフォトレジストがないパター
ンを形成する。このパターンで重要なことは、上に形成
する膜がリフトオフパターン123のパターンエッジで
つながらないように、パターン形状を逆テーパとするこ
とである。フォトレジストとして環化ゴム系のネガ型レ
ジストやノボラック系のイメージリバーサルレジスト、
あるいは通常のノボラック系のポジ型フォトレジストを
アミン系の溶媒で処理して反転パターン化したもの、さ
らには通常のノボラック系のレジストをそのままポジタ
イプとして使う方法として表層をモノクロルベンゼン等
の溶剤で処理する等種々の方法をとることができる。ま
た電気めっき膜を用いてオーバーハング形状を作り、そ
れをリフトオフパターンに利用することもできる。上記
のようにリフトオフパターン123を形成した後、工程
(b)において、磁気抵抗効果素子部115に交換バイ
アスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素
子読み出し層となる膜116を真空蒸着法、あるいはス
パッタ法により基板全面に付着形成する。ここで磁気抵
抗効果素子読み出し層116には金および密着力強化層
としてチタン、クロム等が金を挟み込む形で上下に形成
される。次に工程(c)において、磁気抵抗効果素子読
み出し層116を所定の形に残すためフォトレジスト等
からなるリフトオフパターン123を化学、物理的に除
去する(リフトオフパターンにレジストを用いる場合は
そのレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液を
用いて除去する。)。この際リフトオフパターン123
上に付着した磁気抵抗効果素子読み出し層116が、リ
フトオフパターン123が除去される際に同時に除去さ
れる。しかしながら、スパッタ法は条件によっては粒子
の平均自由行程が短くなり、逆テーパ下へ回り込む粒子
が増加し、リフトオフしにくくなるうえ、図中に示すよ
うにパターン端に膜残り116aを生じる恐れがある。
そして最後に、工程(d)において、アルミナ等の上部
リードギャップ層117およびパーマロイ等の上部シー
ルド層118を順次積層するが、磁気抵抗効果素子読み
出し層116のパターン端部の膜残り116aの箇所で
上部シールド層118と磁気抵抗効果素子読み出し層1
16とが異常に接近するため、その間の絶縁性に問題を
生じる恐れがある。また、磁気抵抗効果素子読み出し層
116と磁気抵抗効果素子部115との間の磁気抵抗効
果素子読み出し層116の厚み分の段差は、その上層の
各層にその影響を及ぼすため、図6に示すように記録ヘ
ッド部のギャップ層120の平坦性が悪くなるという問
題を生じていた。
従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドでは、磁気抵抗効
果素子部115と上部シールド層118間の距離がヘッ
ド性能上分解能を決定する重要な寸法であり、可能なか
ぎり狭くする必要があるという設計上の要請があるもの
の、その製造上の問題から磁気抵抗効果素子読み出し層
116の端部に膜残り116aを生じることがあるた
め、磁気抵抗効果素子部115と上部シールド層118
との間の絶縁性に問題を生じる恐れがあった。絶縁性が
劣化すると、磁気抵抗効果素子部115に流すべき電流
が上部シールド層118に洩れるため、その結果、読み
出し層116が磁気抵抗効果素子部115の外部磁場に
る抵抗変化を正確に伝達することができず、結局磁気ヘ
ッドの読み出し特性における品質を劣化させることにな
るので、これを解決する必要があった。
で、記録再生特性に優れ、高品質な磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの製造方法を提供することを目的とするもの
である。
成するために、磁気抵抗効果素子部の読み出し電極をリ
フトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素
子部の上に第1のリフトオフ層を形成する工程と、その
上に第2のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形
成する工程と、第1のリフトオフ層をエッチングして第
2のリフトオフ層の底面部にのみ第1のリフトオフ層を
残す工程と、磁気抵抗効果素子部および第2のリフトオ
フ層の上に読み出し電極となる読み出し層を形成する工
程と、第2のリフトオフ層をその上部の読み出し層とと
もに除去する工程と、磁気抵抗効果素子部の上に残った
第1のリフトオフ層をエッチングして平坦化するか除去
する工程とを備えたものである。第1および第2のリフ
ト層とその上の読み出し層とを一度に除去するようにし
てもよい。
読み出し層の膜残りがなくなるため、磁気抵抗効果素子
部と上部シールド層との距離を小さくしても磁気抵抗効
果素子読み出し層と上部シールド層との絶縁を保つこと
が可能となり、磁気抵抗効果素子読み出し層が磁気抵抗
効果素子部の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達する
ことが可能となる。特に、第1のリフトオフ層を絶縁材
料とし、リフトオフ後にその絶縁材料を素子上に残すこ
とにより、磁気抵抗効果素子部とその読み出し層との間
を平坦化することができるので、記録ヘッド部のギャッ
プ層の平坦性を良くすることが可能となる。
ながら説明する。磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの完成
状態は、図4に示した従来例と同様であるためその説明
を省略する。図1は本発明の一実施例における媒体対向
面側からみた磁気抵抗効果型ヘッド素子部の拡大断面図
であり、この図をもとにその製造方法について説明す
る。
よりアルミナ等の絶縁物12を形成して被覆し、その上
に電気めっき法あるいはスパッタ法によりパーマロイ、
センダストあるいは鉄系の合金材料による下部シールド
層13を形成し、次にスパッタ法によりアルミナ等の絶
縁材料からなる下部リードギャップ層14を形成し、さ
らにその上に磁気抵抗効果素子部15を順次積層する。
この磁気抵抗効果素子部15は、図中では単層で示して
いるが、磁気抵抗効果素子を駆動する際のバイアス方式
によっては2〜4層構成となり、例えばシャントバイア
スではパーマロイ(MR層)とチタン、SAL(Soft
Adjacent Layer)バイアスではパーマロイ(MR層)
とタンタル等のスペーサおよび鉄とニッケルにロジウム
等の第3元素を添加したSAL層の3層、さらにMR膜
に交換バイアスを付与する場合はMR膜に直接接触する
形で鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層して用
いる。次に、後述する方法で第1のリフトオフ層23を
形成した後、磁気抵抗効果素子部15のトラック幅の規
定および磁気抵抗効果素子部15から信号を読み出すた
めに金等の抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはスパッ
タ法、および本発明によるリフトオフ法等により磁気抵
抗効果素子読み出し電極となる読み出し層16を形成す
る。この読み出し層16は、上記の反強磁性膜を含む多
層構成となる場合もある。次に読み出し層16の上に、
アルミナ等の絶縁材料により形成した上部リードギャッ
プ層17、電気めっき法あるいはスパッタ法によりパー
マロイや鉄系合金材料を用いて形成した上部シールド層
18を順次積層して再生ヘッド部の作成が終了する。次
に記録ヘッド部の作成は、まず上部シールド層18上に
記録部の下部磁性層19を電気めっき法等により形成す
る。ここで上部シールド層18と下部磁性層19の磁気
的結合を防止するため、この2層の間にアルミナ等の絶
縁材料からなる分離層を入れる場合もある。次に記録部
のギャップ層20を積層した後、図面には示していない
がノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂からなる
下部絶縁層、電気めっき法により形成した下部コイル
層、下部絶縁層と同様に上部絶縁層を順次積層し、電気
めっき法等により上部磁性層21を積層し、最終的にア
ルミナ等の保護層22で保護した形として薄膜磁気ヘッ
ドの作成が終了する。
読み出し層16の具体的な形成工程について、図2を参
照しながら説明する。説明を簡単にするため、磁気抵抗
効果素子部15の形成が終了した時点から説明する。ま
ず工程(a)において、磁気抵抗効果素子部15上にア
ルミナ等の酸化絶縁物を材料とした第1のリフトオフ層
23を真空蒸着法により積層する。このときの膜厚は、
少なくとも後に形成する磁気抵抗効果素子読み出し層1
6の膜厚よりも厚くする。次に工程(b)において、上
記第1のリフトオフ層23上にフォトレジストを用いて
第2のリフトオフ層であるリフトオフパターン24を形
成する。リフトオフパターンとは、エッチングマスクと
して形成するパターンに対してちょうど白黒が反転した
パターンであり、後で膜を残したい部分のみフォトレジ
ストがないパターンを形成する。この後、150°Cか
ら170°C程度の温度で基板11をホットプレート、
あるいは熱対流式オーブン等でベークする。なお、この
際に磁気抵抗効果素子部15の一軸異方性を乱さないた
めに磁気抵抗効果素子部15の異方性磁界方向の磁場中
においてベークすることもある。これにより図中鎖線で
示すごとくフォトレジストの断面は丸みをおびた形状と
なるが、少なくともL1で示される寸法は磁気抵抗効果
素子部15のトラック幅の設計値よりも広くする。この
後、次の工程(c)において、アルミナ等の第1のリフ
トオフ層23をアルカリ水溶液等によりウェットエッチ
ングする。このとき図中L2で示される第1のリフトオ
フ層23の最終的な幅は、目標とする磁気抵抗効果素子
部15のトラック幅の設計値と等しくなるようにする。
前述したとおり、リフトオフパターン24の幅L1は、
ウェットエッチング後の第1のリフトオフ層23の幅L
2よりも広くなるので、第1のリフトオフ層23の端部
23aはオーバーエッチングのため極端なオーバーハン
グ形状となる。なお、本実施例では、第1のリフトオフ
層23としてアルミナを用いたが、150°Cから17
0°C程度の温度でベークしたレジスト、および磁気抵
抗効果素子部15とのエッチングの選択性のあるエッチ
ング方法を用いれば、SiO2、チタン、銅などを用い
ることも可能である。次に工程(d)において、磁気抵
抗効果素子部15の上に、交換バイアスを付与するため
の反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層16を
真空蒸着法あるいはスパッタ法により全面的に付着形成
する。ここで磁気抵抗効果素子読み出し層16には、金
および密着力強化層としてチタン、クロム等が金を挟み
込む形で上下に形成される。このとき、従来方法ではリ
フトオフパターンの断面形状を逆テーパー状態に保つ必
要性から反強磁性層および磁気抵抗効果素子読み出し層
16の成膜時の基板加熱は不適切であったが、本実施例
による方法では、既にリフトオフパターン24は、15
0°Cから170°C程度の温度でベーク済みであるの
で、成膜時の基板加熱が可能となる付随的効果もある。
前述したとおり、磁気抵抗効果素子読み出し層16の膜
厚は、第1のリフトオフ層23の膜厚よりも薄くなる
が、このとき、仮に磁気抵抗効果素子部15に交換バイ
アスを付与するための反強磁性層および磁気抵抗効果素
子読み出し層16をスパッタ法により成膜した場合で
も、リフトオフパターン24と第1のリフトオフ層23
の端部の極端なオーバーハング形状のため、スパッタ粒
子がリフトオフパターン24レジストの底面部に付着す
る確率が低くなり、結果的に膜が途切れた状態となる。
このため次の工程(e)において、リフトオフパターン
24をレジストを溶解する溶剤もしくはレジスト剥離液
を用いて除去する際に、従来のようなリフトオフが困難
となる問題はなく、また第1のリフトオフ層23の側面
に付着する膜も小さくなり、突起状の膜残りも存在しな
くなる。そこで次の工程(f)において、第1のリフト
オフ層23を磁気抵抗効果素子読み出し層16とほぼ同
じ薄膜となるまで、アルカリ水溶液あるいは磁気抵抗効
果素子部15と選択性のあるエッチング方法によりエッ
チングする。この結果、磁気抵抗効果素子読み出し層1
6と第1のリフトオフ層23との間は完全に平坦化さ
れ、磁気抵抗効果素子読み出し層16の形成が終了す
る。その後、図1に示すように、読み出し層16の上
に、上部リードギャップ、上部シールド層18、下部磁
性層19、ギャップ層20、および上部磁性層21をそ
れぞれ順次形成することにより、これらの層を滑らかに
平坦に形成することができる。
し層16を形成した後、第1リフトオフ層23をアルカ
リ水溶液等によるウェットエッチングにより完全に除去
することにより、図3に示すように、その上の上部リー
ドギャップ17、上部シールド層18を形成した場合、
磁気抵抗効果素子読み出し層16の膜残りが小さいた
め、磁気抵抗効果素子部15を上部シールド層18との
距離を狭くしてその間の絶縁を問題なく保つことが可能
となる。またこの場合は、図3の工程(d)において、
第1のリフトオフ層23を磁気抵抗効果素子部15およ
び読み出し層16と選択性のあるエッチング方法でエッ
チングし、その上層のリフトオフパターン24および読
み出し層16の不用部分を同時に除去する方法もとれ
る。
エッチングレートが速い順番に基板側から積層して等方
的なエッチングによりリフトオフパターン形成すれば同
様の効果が得られる。
素子読み出し層をリフトオフにより形成する際に、リフ
トオフ層を2層以上の層構成とし、基板側に位置する第
1のリフトオフ層の上に第2のリフトオフ層であるリフ
トオフパターンを形成することにより、第1のリフト層
を安定したオーバーハング形状とし、リフトオフ後のパ
ターンエッジの膜残り防止できるため、磁気抵抗効果素
子部と上部シールド層との距離を小さくしても磁気抵抗
効果素子読み出し層と上部シールド層との絶縁を保つこ
とが可能となり、磁気抵抗効果素子読み出し層が磁気抵
抗効果素子部の外部磁場による抵抗変化を正確に伝達す
ることが可能となる。また、第1のリフトオフ層を絶縁
材料とし、リフトオフ後にその絶縁材料を素子上に残す
ことにより、磁気抵抗効果素子部とその読み出し層との
間を平坦化することができるので、記録ヘッド部のギャ
ップ層の平坦性を良くすることが可能となる。
果型薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た磁気抵抗効
果型ヘッド素子の部分拡大平面図。
模式図。
効果型薄膜磁気ヘッドを媒体対向面側から見た磁気抵抗
効果型ヘッド素子の部分拡大平面図。
分の斜視図。
向面側から見た部分拡大平面図。
程を示す拡大模式図。
Claims (3)
- 【請求項1】 磁気抵抗効果素子部の読み出し電極をリ
フトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素
子部の上に第1のリフトオフ層を形成する工程と、その
上に第2のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形
成する工程と、前記第1のリフトオフ層をエッチングし
て前記第2のリフトオフ層の底面部にのみ第1のリフト
オフ層を残す工程と、前記磁気抵抗効果素子部および第
2のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層
を形成する工程と、前記第2のリフトオフ層をその上部
の読み出し層とともに除去する工程と、前記磁気抵抗効
果素子部の上に残った第1のリフトオフ層をエッチング
して磁気抵抗効果素子部の厚さとほぼ同じ厚さに平坦化
する工程とを備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製
造方法。 - 【請求項2】 磁気抵抗効果素子部の読み出し電極をリ
フトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素
子部の上に第1のリフトオフ層を形成する工程と、その
上に第2のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形
成する工程と、前記第1のリフトオフ層をエッチングし
て前記第2のリフトオフ層の底面部にのみ第1のリフト
オフ層を残す工程と、前記磁気抵抗効果素子部および第
2のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層
を形成する工程と、前記第2のリフトオフ層をその上部
の読み出し層とともに除去する工程と、前記磁気抵抗効
果素子部の上に残った第1のリフトオフ層をエッチング
して除去する工程とを備えた磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項3】 磁気抵抗効果素子部の読み出し電極をリ
フトオフ法で形成する際に、形成された磁気抵抗効果素
子部の上に第1のリフトオフ層を形成する工程と、その
上に第2のリフトオフ層であるリフトオフパターンを形
成する工程と、前記第1のリフトオフ層をエッチングし
て前記第2のリフトオフ層の底面部にのみ第1のリフト
オフ層を残す工程と、前記磁気抵抗効果素子部および第
2のリフトオフ層の上に読み出し電極となる読み出し層
を形成する工程と、前記第1および第2のリフトオフ層
とその上の読み出し層とを除去する工程とを備えた磁気
抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20959493A JP3756202B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20959493A JP3756202B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0765326A true JPH0765326A (ja) | 1995-03-10 |
JP3756202B2 JP3756202B2 (ja) | 2006-03-15 |
Family
ID=16575414
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20959493A Expired - Lifetime JP3756202B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3756202B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6052261A (en) * | 1995-06-30 | 2000-04-18 | Fujitsu Limited | Method for manufacturing magnetoresistance head |
US7489369B2 (en) | 2002-11-11 | 2009-02-10 | Lg Display Co. Ltd. | Array substrate for liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20959493A patent/JP3756202B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
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US7489369B2 (en) | 2002-11-11 | 2009-02-10 | Lg Display Co. Ltd. | Array substrate for liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
US7763483B2 (en) | 2002-11-11 | 2010-07-27 | Lg Display Co., Ltd. | Array substrate for liquid crystal display device and method of manufacturing the same |
Also Published As
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---|---|
JP3756202B2 (ja) | 2006-03-15 |
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