JPH0793725A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 リード層の抵抗値をより小さくし、下部シー
ルド層のエッジ部に金等のリード材料の膜残りのない磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供する。 【構成】 リード層１１をリフトオフ法で形成する際
に、まず下部シールド層８の段差にリフトオフパターン
１８を形成するレジストとは異なる種類のレジストを塗
布した後、下部シールド層８の上部周端部より内側でか
つ磁気抵抗効果素子部１０とリード層１１以外の部位に
レジストが残るように膜残り防止パターン１９を形成
し、次にリード層１１のリフトオフパターン１８を０．
０５〜０．７μｍの厚みで形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録再生装置等に
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。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の高性能化に伴い、そ
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
な手段が開示されていない点がある。

【０００３】図３は、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッドの斜視
図であり、これは媒体対向面よりみたものである。ここ
で薄膜磁気ヘッドは、セラミックからなる基板上に薄膜
形成技術を用いて素子を形成し、図３のような磁気ディ
スク装置用のスライダー１にした状態で使用される。薄
膜磁気ヘッドを装置に搭載する時は浮上レール２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２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本のレールが形成される。図３の例で
は、機械加工で３本のレールが形成されている。薄膜磁
気ヘッドの磁気抵抗効果素子部はスライダー１の手前側
に形成されており、図３中、３は上部絶縁層、４は上部
磁性層、５は後工程でワイヤーをボンディングするため
のパッド部である。なおパッド部５が各々４ケ所ずつ設
けてあるのは記録部及び再生部に少なくとも２ケ所ずつ
の端子が必要であるためである。

【０００４】図４は、図３のＡ部の部分拡大断面図であ
り、以下図４を参照しながら、従来の磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドの製造方法の各工程を説明する。まずスパ
ッタ法により形成したアルミナ等の絶縁物７で被覆され
たセラミックからなる基板６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
系の合金材料により下部シールド層８を形成する。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シ
ールドギャップ層９を形成し、さらにその上に磁気抵抗
効果素子部１０を順次積層する。この磁気抵抗効果素子
部１０は図中では単層で示しているが、磁気抵抗効果素
子部１０を駆動する際のバイアス方式によって、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 Ａｄｊａｃｅ
ｎｔ 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及び鉄とニッケルにロジウム等
の第３元素を添加したＳＡＬ膜の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
に鉄とマンガンの合金である反強磁性膜を積層してな
る。

【０００５】次に磁気抵抗効果素子部１０のトラック幅
を規定し、磁気抵抗効果素子部１０から信号を読み出す
ために金等の低抵抗材料を用いて真空蒸着法あるいはス
パッタ法及びリフトオフ法等によりリード層１１を形成
する。このリード層１１は上記の反強磁性膜を含む多層
構成となる場合もある。そして、アルミナ等の絶縁材料
により上部シールドギャップ層１２を形成し、電気めっ
き法あるいはスパッタ法でパーマロイや鉄系合金を用い
て上部シールド層１３を順次積層して再生ヘッド部の作
成が終了する。次に記録ヘッド部として、まず上部シー
ルド層１３上に記録部の下部磁性層１４を電気めっき法
等により形成する。ここで図示していないが、上部シー
ルド層１３と下部磁性層１４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
層をいれる場合もある。次に記録部のギャップ層１５を
積層した後、図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
等により下部コイル層、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１６を
積層し、最後にアルミナ等の保護層１７で保護して薄膜
磁気ヘッドの作成が終了する。

【０００６】次に、従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法を図５を参照しながら、さらに詳細に説明
する。以下簡単にするため磁気抵抗効果素子部１０の作
成が終了した時点（図５（ａ））から述べる。まず図５
（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果素子部１０上にフォ
トレジストを用いてリフトオフパターン１８を形成す
る。リフトオフパターン１８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が形成されるものである。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１８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１
８に利用することもできる。

【０００７】さて上記のようにリフトオフパターン１８
を形成した後、磁気抵抗効果素子部１０に交換バイアス
を付与するための反強磁性層、及び磁気抵抗効果素子部
１０のリード層１１を真空蒸着法、あるいはスパッタ法
により基板６の全面に付着形成する。なおリード層１１
には金及び密着力強化層としてチタン、クロム等が金を
挟み込むかたちに上下に形成される。

【０００８】次に、図５（ｃ）に示すように、リード層
１１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１８を化学、物理的に除去する（リフ
トオフパターン１８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）。この除去工程において、リフトオフパターン
１８上に付着した磁気抵抗効果素子部１０のリード層１
１も、同時に除去される。

【０００９】さて、リード層１１をリフトオフ法で作成
する際には、リード層１１の成膜中にレジストによる影
の部分が発生し、図４及び図５（ｃ）に示すようにレジ
ストの近傍ではリード層１１の膜厚が薄くなり、磁気抵
抗効果素子部１０にリード層１１の先端が接する角度は
９０度以下をなす。この角度が９０度の場合はトラック
幅はリード層１１の先端同士の間の距離になるが、この
角度が小さく（特に１５度以下）なると、リード層１１
の先端の抵抗が高くなりリード層１１の先端近傍はリー
ドとして機能しなくなり、実効トラック幅は著しく拡が
る。その結果、磁気抵抗効果素子部１０に適切な位置で
電流を供給できないことになる。ここでこの角度を１５
度以上にするには、図５（ｂ）に示すリフトオフパター
ン１８のレジスト厚を０．０５〜０．７μｍと極力薄く
すればよい。しかしながら、磁気抵抗効果素子部１０お
よびリード層１１は１〜３μｍの段差を有する下部シー
ルド層８の上にあるために、極薄（厚さ０．０５〜０．
７μｍ）のリフトオフパターン１８のレジストを均一に
塗布するのは極めて難しく、特に下部シールド層８の周
端部のレジストは下部シールド層８の中央部に比べて著
しく薄くなり、中央部が０．７μｍ以下になるとほとん
どレジストは存在しない状態になってしまう。このた
め、中央部で厚さ０．０５〜０．７μｍとなるような下
部シールド層８のレジストを塗布し、その上から金等の
リード層１１の材料を蒸着やスパッタで成膜しリフトオ
フせざるを得ず、その結果、図４及び図５（ｃ）のＰ部
で示すようにリフトオフ後下部シールド層８の周端部に
金等のリード材料の膜残りが発生するという問題を生ず
る。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】以上説明したように、
従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法では、
その製造上の問題から下部シールド層８の周端部に膜残
りを生じることがあるため、ヘッド外観の品位が低下す
るという問題点がある。また、磁気抵抗効果素子部１０
と上部シールド層１３の間の距離はヘッド性能上分解能
を決定する重要な寸法であり、可能な限り薄くされるの
で、下部シールド層８と上部シールド層１３の間の絶縁
不良を招きやすいという問題点がある。

【００１１】本発明は、上記従来技術の課題を解決する
もので、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。

【００１２】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、まず下部シールド層の段差に、リフトオフパターン
用のレジストとは異なる種類のレジストを塗布した後、
下部シールド層の上部周端部より内側でかつ磁気抵抗効
果素子部ともリード層とも異なる部位にレジストが残る
膜残り防止パターンを形成し、次にリード層のリフトオ
フパターンを形成する。

【００１３】

【作用】上記構成により、リード層の先端が磁気抵抗効
果素子部に対してなす角度を十分大きくすることがで
き、この先端の抵抗値が小さくでき、また実効トラック
幅も良好な値となる。さらに、下部シールド層の膜残り
がなくなるため、ヘッド外観の劣化がなくなり、また磁
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
ても下部シールド層と上部シールドとの絶縁を保つこと
が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１，図２を参照
しながら説明する。図１は本発明の一実施例における磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法を用いて製造し
た薄膜磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子部の部分拡大断面
図である。これは磁気抵抗効果素子部を媒体対向面から
見たものであり、従来例を示す図４と同様の構成要素に
は同一符号を付している。図１では、図４に対し図４の
Ｐ部のような膜残りが生じていない点が相違する。

【００１５】次に本実施例の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法の概略を説明する。まずスパッタ法によ
り形成したアルミナ等の絶縁物７で被覆されたセラミッ
クの基板６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
り下部シールド層８を形成する。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シールドギャップ層
９を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部１０を
順次積層する。この磁気抵抗効果素子部１０は図中では
単層で示しているが、磁気抵抗効果素子部１０を駆動す
る際のバイアス方式によって、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 Ｌａｙｅ
ｒ）バイアスではパーマロイ（ＭＲ層）とタンタル等の
スペーサ及び鉄とニッケルにロジウム等の第３元素を添
加したＳＡＬ膜の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に鉄とマンガン
の合金である反強磁性膜を積層してなる。次に磁気抵抗
効果素子部１０のトラック幅を規定し、磁気抵抗効果素
子部１０から信号を読み出すために金等の低抵抗材料を
用いて真空蒸着法あるいはスパッタ法、及び本実施例に
よるリフトオフ法等によりリード層１１を形成する。こ
のリード層１１は上記の反強磁性膜を含む多層構成とな
る場合もある。そして、アルミナ等の絶縁材料により上
部シールドギャップ層１２を形成し、電気めっき法ある
いはスパッタ法で形成したパーマロイや鉄系合金を用い
て上部シールド層１３を順次積層して再生ヘッド部の作
成が終了する。次に記録ヘッド部として、まず上部シー
ルド層１３上に記録部の下部磁性層１４を電気めっき法
等により形成する。ここで図示していないが、上部シー
ルド層１３と下部磁性層１４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。次に記録部の形成方法は従来例
と同様であるので省略する。

【００１６】以下、本実施例の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドの製造方法の各工程について図２を参照しながら
説明する。以下簡単にするため磁気抵抗効果素子部１０
の形成が終了した時点から述べる。まず図２（ａ）に示
すように、下部シールド層８の段差部を覆うように、リ
フトオフパターン１８とは異なる種類のレジストを塗布
した後、下部シールド層８の上部周端部より内側でかつ
磁気抵抗効果素子部１０ともリード層１１とも異なる部
位に残るように膜残り防止パターン１９を形成する。こ
の膜残り防止パターン１９の膜厚は下部シールド層８の
上部周端部で０．１〜５μｍになるようにする。０．１
μｍよりも薄いとリフトオフ後膜残りが発生しやすい。
また５μｍを超えるとリフトオフパターン１８の形成に
使用するレジストを塗布した場合、膜厚が不均一になり
安定なパターンが形成できない。さらに、リフトオフパ
ターン１８の形成に使用するレジストと同一あるいは同
種のレジストを用いるとリフトオフパターン１８を形成
するレジストを塗布した際に再溶解が生じリフトオフパ
ターン１８が形成できない。膜残り防止パターン１９用
のレジストとしてはリフトオフパターン１８の形成の際
に悪影響を及ぼさないものであれば使用でき、環化ゴム
系、ポリイミド系、シリコン系、ポリビニルフェノール
系のネガ型レジストが好適である。またこの際下部シー
ルド層８の周端部から０．５μｍ以上内側にオーバーラ
ップするように、膜残り防止パターン１９を形成する。
このオーバーラップ量が０．５μｍよりも小さい場合は
やはり金等の膜残りが発生し易い。

【００１７】次に図２（ｂ）に示すように、イメージリ
バーサルレジストを用いてリフトオフパターン１８を
０．０５〜０．７μｍの厚みに形成する。リフトオフパ
ターン１８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。０．７μｍを超える膜厚では磁気抵抗効
果素子部１０に対するリード層１１の先端の角度が１５
度未満となり抵抗は十分低くならず不適である。次にリ
ード層１１を磁気抵抗効果素子部１０に真空蒸着法、あ
るいはスパッタ法により基板６の全面に付着形成する。
ここでリード層１１には金及び密着力強化層としてチタ
ン、クロム等が金を挟み込むかたちに上下に形成され
る。次に溶剤もしくはレジスト剥離液を用いて、レジス
トを除去する（図２（ｃ））。この結果、膜残り防止パ
ターン１９により、下部シールド層８の周端部にはリー
ド層１１の膜残りが発生しない。また図１に示すように
その上の上部シールドギャップ層１２、上部シールド層
１３を形成しても下部シールド層８の周端部の金等の膜
残りが小さいため磁気抵抗効果素子部１０を上部シール
ド層１３との距離を狭くしても下部シールド層８と上部
シールド層１３間の絶縁を問題なく保つことが可能とな
る。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明は、再生ヘッド部の
リード部をリフトオフ法で形成する際に、まず下部シー
ルド層の段差をリフトオフパターンを形成するレジスト
とは異なる種類のレジストを塗布した後、下部シールド
の上部周端部より内側でかつ磁気抵抗効果素子部と磁気
抵抗効果素子部から読み出し電極を引き出すリード層以
外の部位にレジストが残る膜残り防止パターンを形成
し、次にリフトオフパターンを形成することによって、
リード層の先端が磁気抵抗効果素子部となす角度を十分
大きくできるようにし、リード層の先端部分の抵抗値が
過大にならないようにすることができ、また実効トラッ
ク幅も良好な値となる。また、下部シールド層の周端部
の膜残りを防止できるため、ヘッド外観の品位を保持で
き、磁気抵抗効果素子部と上部シールド層との距離を小
さくしても下部シールド層と上部シールド層との絶縁を
保つことが可能となる。これらにより磁気抵抗効果素子
部が自己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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの製造方法を用いて製造した薄膜磁気ヘッド
の磁気抵抗効果素子部の部分拡大断面図

【図２】（ａ）は本発明の一実施例における磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造
工程図 （ｂ）は本発明の一実施例における磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 （ｃ）は本発明の一実施例における磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図

【図３】従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方
法を用いて製造した薄膜磁気ヘッドの斜視図

【図４】図３のＡ部の部分拡大断面図

【図５】（ａ）は従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
の製造方法のリード層形成時の製造工程図 （ｂ）は従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方
法のリード層形成時の製造工程図 （ｃ）は従来の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方
法のリード層形成時の製造工程図

【符号の説明】

３ 上部絶縁層 ４ 上部磁性層 ７ 絶縁層 ８ 下部シールド層 ９ 下部シールドギャップ層 １０ 磁気抵抗効果素子部 １１ リード層 １２ 上部シールドギャップ層 １３ 上部シールド層 １４ 下部磁性層 １５ ギャップ層 １６ 上部磁性層 １８ リフトオフパターン １９ 膜残り防止パターン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉中 秀樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】磁気抵抗効果素子部と前記磁気抵抗効果素
   子部から読み出し電極を引き出すリード層およびその両
   者を周囲の金属膜から絶縁する上下ギャップ層及び前記
   上下ギャップ層に接する上下シールド層を具備する再生
   ヘッド部とコイル層を絶縁する絶縁層と前記コイル層を
   挟んで上部磁性層と下部磁性層とを設け記録媒体に近い
   先端部に磁気ギャップを設けて記録ヘッド部を形成して
   なる薄膜磁気ヘッドにおける前記リード層をリフトオフ
   法で形成する際に、まず下部シールド層の段差に、リフ
   トオフパターン用のレジストとは異なる種類のレジスト
   を塗布した後、前記下部シールド層の上部周端部より内
   側でかつ前記磁気抵抗効果素子部とも前記リード層とも
   異なる部位に前記レジストが残る膜残り防止パターンを
   形成し、次にリード層のリフトオフパターンを形成する
   ことを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造
   方法。
2. 【請求項２】リフトオフパターンを形成するレジストの
   膜厚が０．０５〜０．７μｍであ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の製造方
   法。