JPH08111007A

JPH08111007A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH08111007A
Application number: JP6245884A
Authority: JP
Inventors: Susumu Soeya; 進添谷; Yasunari Tajima; 康成田島; Takao Imagawa; 尊雄今川; Katsuya Mitsuoka; 勝也光岡; Hiroshi Fukui; 宏福井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1994-10-12
Filing date: 1994-10-12
Publication date: 1996-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】狭トラック構造とでき、高出力と、バルクハウ
ゼンノイズレスと、磁気抵抗効果膜と信号取り出し電極
との接触抵抗の低減と、各素子間の素子抵抗のバラツキ
低減とを同時に実現できる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを
提供する。【構成】下部ギャップ膜２０上に両端にテ−パ−形状を
所持させた軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層と
の２層膜を形成し、この２層膜上と下部ギャップ膜２０
上とを覆って磁気抵抗効果膜５０を形成し、磁気抵抗効
果膜５０感磁部両端に大きな接触面積を保って、電極を
兼ねた一対の硬磁性層６０と一対の信号取り出し電極７
０とを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録装置、特に、
磁気ディスク装置に用いられる磁気抵抗効果を利用した
磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来技術として、特開平３−１２５３１
１号に、軟磁性膜と非磁性スペ−サ−層と磁気抵抗効果
膜との３層膜より構成される磁気抵抗センサ層両端部に
電気的、磁気的連続性を保ちながら一対の硬磁性層を形
成することが記載されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高出力、ノイズレスと
する磁気抵抗効果型磁気ヘッドを形成するためには、磁
気抵抗効果型磁気ヘッドを磁気抵抗変化曲線の線形領域
で動作させる技術と、バルクハウゼンノイズを抑止する
技術を同時に満足させることが重要である。

【０００４】この目的を満足させるため、従来技術とし
ては、磁気抵抗センサ層両端部に配置された一対の硬磁
性層により、磁気抵抗効果膜、軟磁性膜に縦バイアス磁
界が印加でき、これら強磁性膜の磁壁発生を防止でき、
バルクハウゼンノイズを抑止できる。さらに、磁気抵抗
センサ層両端部にのみ硬磁性層を配置しているので、磁
気抵抗センサ層の感磁部では、磁気抵抗効果膜と軟磁性
膜の磁気モ−メントとは比較的自由に回転でき、磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを線形領域で動作させることがで
き、高感度となる。

【０００５】しかし、ますます高くなる記録密度で記録
された磁気記録媒体の磁性面から高い感度でデ−タを読
み取ることができる磁気抵抗効果型磁気ヘッドを形成
し、かつ、それらの量産性ならびに信頼性を確保するた
めには、狭トラック幅構造とでき、さらに狭トラック幅
構造としても、バルクハウゼンノイズを抑止する技術
と、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを線形領域で動作させる
ための磁気抵抗効果膜に横バイアス磁界を印加する技術
と、磁気抵抗センサ層中央領域と信号取り出し電極との
接触抵抗の低減と、各磁気抵抗効果型磁気ヘッド間での
素子抵抗のバラツキを低減できる技術が望まれる。

【０００６】本発明の目的は、主に、磁気抵抗センサ層
中央領域と信号取り出し電極との接触抵抗の低減するこ
とができ、高出力、バルクハウゼンノイズレスを実現し
た磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、基板上の下部磁気シールド膜上に
下部ギャップ膜を形成し、この下部ギャップ膜上に磁気
抵抗センサ中央部に軟磁性膜と非磁性スペ−サ−層との
２層膜を順次形成し、この２層膜を覆って磁気抵抗効果
膜を形成し、この磁気抵抗効果膜上に少なくとも電極を
兼ねる一対の導電性を所持する硬磁性層とこの一対の硬
磁性層上に一対の信号取り出し電極を形成して磁気抵抗
効果型磁気ヘッドを形成する。この軟磁性膜と非磁性ス
ペ−サ−層との２層膜の両端部はテ−パ−形状を所持す
るよう形成するのが望ましい。

【０００８】或いは、この磁気抵抗効果膜上の硬磁性層
の代わりに一対の導電性の反強磁性膜を形成しても良
い。

【０００９】さらに、この磁気抵抗効果膜と一対の導電
性反強磁性膜の間の磁気抵抗効果膜の感磁部両端に一対
の強磁性膜を形成しても良い。ここで、少なくとも上記
一対の強磁性膜と一対の導電性反強磁性膜とは、真空中
で連続形成しなければならない。さらに、上記強磁性膜
はＮｉＦｅ合金膜で形成するのが望ましい。

【００１０】また、上記非磁性スペ−サ−層は第１及び
第２の非磁性スペ−サ−層とから構成しても良い。磁気
抵抗センサ中央部に軟磁性膜と第１の非磁性スペ−サ−
層との２層膜を順次形成し、この２層膜を覆って第二の
非磁性スペ−サ−層と磁気抵抗効果膜とを順次形成す
る。この第二の非磁性スペ−サ−層と磁気抵抗効果膜と
は、真空中で連続形成するのが望ましい。さらに、第一
の非磁性スペ−サ−層と第二の非磁性スペ−サ−層との
材料は同一種類の膜であるのが望ましく、Ｔａ膜で形成
されるのが最も良い。

【００１１】また、基板上の下部磁気シールド膜上に反
強磁性層を形成し、この反強磁性層上の磁気抵抗センサ
中央部に非磁性膜と軟磁性膜と非磁性スペ−サ−層との
３層膜を順次形成し、この３層膜と３層膜が配置されて
ない上記反強磁性層とを覆って磁気抵抗効果膜を形成
し、この磁気抵抗効果膜上に少なくとも一対の信号取り
出し電極を形成して磁気抵抗効果型磁気ヘッドを形成す
ることにより、上記目的は達成できる。上記非磁性膜と
軟磁性膜と非磁性スペ−サ−層との３層膜の両端部はテ
−パ−形状を所持するよう形成するのが望ましい。さら
に、上記反強磁性層は絶縁性反強磁性であるＮｉＯ膜で
形成するのが望ましい。

【００１２】さらに、この磁気抵抗効果膜と一対の信号
取り出し電極の間の磁気抵抗効果膜上の感磁部両端に一
対の強磁性膜を形成しても良い。

【００１３】或いは、上記強磁性膜は、磁気抵抗センサ
中央部に形成する非磁性膜と軟磁性膜と非磁性スペ−サ
−層と強磁性層との４層膜として順次形成しても良い。
ここで、この４層膜と４層膜が配置されていない上記反
強磁性層とを覆って磁気抵抗効果膜を形成する。この４
層膜の両端部はテ−パ−形状を所持するよう形成するの
が望ましい。

【００１４】さらに、磁気抵抗効果膜と一対の信号取り
出し電極との間に一対の強磁性膜を形成しても良い。

【００１５】

【作用】本発明における磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、
下部ギャップ膜２０上に形成される軟磁性膜と非磁性ス
ペ−サ−層とからなる２層膜を覆い、両端が下部ギャッ
プ膜２０と接触するよう磁気抵抗効果膜を形成し、この
磁気抵抗効果膜上に大きな接触面積を保ち、導電性のあ
る一対の硬磁性層と一対の信号取り出し電極とを密着形
成している。これにより、磁気抵抗効果膜と信号取り出
し電極との間の接触抵抗を低減できる作用がある。

【００１６】磁気抵抗効果膜上の感磁部両端に配置した
一対の硬磁性層は、磁気抵抗効果膜の感磁部に縦バイア
ス磁界を与えており、バルクハウゼンノイズを抑止する
作用をする。さらに、この縦バイアス磁界は軟磁性膜に
も伝わり、磁気ヘッド動作時、軟磁性膜の磁区を安定化
させる作用がある。

【００１７】一対の硬磁性層と磁気抵抗効果膜とは、強
磁性−強磁性の交換結合を形成し、磁気抵抗効果膜に磁
気ヘッド長手方向の一方向異方性を与えている。この一
方向異方性も、磁気抵抗効果膜の感磁部に縦バイアス磁
界として伝わり、バルクハウゼンノイズを抑止する作用
をする。さらに、この一方向異方性は、軟磁性膜にも縦
バイアス磁界として伝わり、磁気ヘッド動作時、軟磁性
膜の磁区を安定化させる作用がある。

【００１８】上記軟磁性膜と非磁性スペ−サ−層との２
層膜の両端部をテ−パ−形状を所持するよう形成してい
るので、非磁性スペ−サ−層上に形成される磁気抵抗効
果膜と非磁性スペ−サ−層との密着性がよくなり、各磁
気抵抗効果型磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキを低減
できる作用がある。

【００１９】磁気抵抗効果膜の感磁部には、硬磁性層を
配置していないので、磁気抵抗効果膜と軟磁性膜との磁
気モ−メントは比較的自由に回転できる。これにより、
磁気抵抗効果型磁気ヘッドを線形領域で動作させること
が容易とでき、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを高出力とで
きる作用がある。

【００２０】また、磁気抵抗効果膜上に一対の硬磁性層
の代わりに、一対の導電性反強磁性膜を形成しても良
く、磁気抵抗効果膜上に形成した一対の導電性反強磁性
膜は、その下の磁気抵抗効果膜と反強磁性−強磁性の交
換結合を形成し、磁気抵抗効果膜に磁気ヘッド長手方向
の一方向異方性を与えている。この一方向異方性は、磁
気抵抗効果膜の感磁部に縦バイアス磁界として伝わり、
バルクハウゼンノイズを抑止する作用をする。さらに、
この一方向異方性は軟磁性膜にも縦バイアス磁界として
伝わり、磁気ヘッド動作時、軟磁性膜の磁区を安定化す
る作用をする。

【００２１】さらに、磁気抵抗効果膜と一対の導電性反
強磁性膜との中間に一対の強磁性膜を形成する場合、一
度大気に触れた磁気抵抗効果膜上に、一対の強磁性膜と
一対の導電性反強磁性膜とを形成することになる。磁気
抵抗効果膜上に直接一対の導電性反強磁性膜を形成する
場合は、磁気ヘッド製造工程上、磁気抵抗効果膜面が一
度大気にさらされることは避けられない。この場合、磁
気抵抗効果膜と導電性反強磁性膜との交換結合を確保す
るため、真空中で磁気抵抗効果膜の酸化層をイオンエッ
チング等の技術により除去し、ただちに同一真空中で導
電性反強磁性膜を形成するプロセスが必要である。反強
磁性膜と強磁性膜との交換結合は弱く、真空中で清浄な
界面を保ちながら磁気抵抗効果膜上に導電性反強磁性膜
を形成しないと、交換結合が得られないからである。し
かし、この酸化層をイオンエッチング等の技術により除
去する工程は薄い磁気抵抗効果膜を除去してしまう危険
が伴い、また、除去膜厚の制御が難しい短所がある。し
かし、一度大気に触れた磁気抵抗効果膜上に、一対の強
磁性膜と一対の導電性反強磁性膜とを形成する場合、磁
気抵抗効果膜と強磁性膜との強磁性−強磁性の交換結合
は非常に強く、真空中で連続形成しなくてもこの交換結
合は容易に確保できる。その上方の一対の強磁性膜と一
対の導電性反強磁性膜とは真空中で連続形成しなければ
ならないことは言うまでもなく、磁気ヘッド製造工程
上、このプロセスは可能である。ここで、一対の導電性
反強磁性膜と一対の強磁性膜との交換結合により、一対
の強磁性膜に一方向異方性が与えられる。さらに、この
一対の強磁性膜と磁気抵抗効果膜との交換結合により、
磁気抵抗効果膜に一方向異方性が与えられる。磁気抵抗
効果膜と一対の強磁性膜に与えられた一方向異方性は、
磁気抵抗効果膜の感磁部に縦バイアス磁界として伝わ
り、バルクハウゼンノイズを抑止する作用をする。さら
に、一対の強磁性膜は、磁気抵抗効果膜の感磁部に与え
る縦バイアス磁界の大きさをコントロ−ルできる作用も
ある。

【００２２】さらに、下部ギャップ膜上に形成された軟
磁性膜と第一の非磁性スペ−サ−層とからなる２層膜を
覆い、両端が下部ギャップ膜と接触するよう第二の非磁
性スペ−サ−層を形成し、第二の非磁性スペ−サ−層上
に磁気抵抗効果膜を真空中で連続形成する。この場合、
磁気ヘッド製造工程上、第一の非磁性スペ−サ−層であ
るＴａ膜面は一度大気にさらされることは避けらない。
第一の非磁性スペ−サ−層である一度大気に触れたＴａ
膜上に、磁気抵抗効果膜を形成する場合よりも、この一
度大気に触れたＴａ膜上に第二の非磁性スペ−サ−層で
あるＴａ膜と磁気抵抗効果膜とを真空中で連続形成する
ことにより、磁気抵抗効果膜の結晶性、電気的、磁気的
特性はより優れたものとなる。これにより、磁気抵抗効
果型磁気ヘッドをさらに高出力とできる作用があった。
ここで、第一の非磁性スペ−サ−層と第二の非磁性スペ
−サ−層とは、同一種類の材料とするのが望ましく、Ｔ
ａ膜とするのが最も良かった。これは、Ｔａ膜上の磁気
抵抗効果膜の結晶性、電気的、磁気的特性は優れてお
り、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを高出力とできる作用が
あるからである。

【００２３】また、反強磁性層上の中央部に非磁性膜と
軟磁性膜と第一の非磁性スペ−サ−層とからなる３層膜
を形成し、この３層膜を覆い、両端が反強磁性層と接触
するよう磁気抵抗効果膜を形成し、この磁気抵抗効果膜
上に大きな接触面積を保ち、一対の信号取り出し電極を
密着形成する。ここで、反強磁性層はＮｉＯで形成する
のが望ましい。反強磁性層を絶縁性のＮｉＯとすること
により、磁気抵抗効果膜の分流比が向上し、磁気抵抗効
果型磁気ヘッドを高出力とできる。ＮｉＯは反強磁性膜
であるにもかかわらず、一度大気に触れたＮｉＯ上に磁
気抵抗効果膜を形成しても、反強磁性−強磁性の交換結
合が維持できる作用がある。非磁性膜と軟磁性膜と第一
の非磁性スペ−サ−層とからなる３層膜が配置されてい
ない反強磁性層とその上方に形成される磁気抵抗効果膜
との交換結合により、磁気抵抗効果膜に一方向異方性が
与えられる。この一方向異方性は、磁気抵抗効果膜の感
磁部に縦バイアス磁界として伝わり、バルクハウゼンノ
イズを防止する作用をする。また、磁気抵抗効果膜と
一対の信号取り出し電極との間に一対の強磁性膜を形成
することにより、さらに、磁気抵抗効果膜とその上方に
形成される一対の強磁性膜との交換結合により一対の強
磁性膜に一方向異方性が与えられる。磁気抵抗効果膜と
一対の強磁性膜に与えられた一方向異方性は、磁気抵抗
効果膜の感磁部に縦バイアス磁界として伝わり、バルク
ハウゼンノイズを抑止する作用をする。また、非磁性
スペ−サ−層であるＴａ膜を直接覆って磁気抵抗効果膜
を形成するよりは、非磁性スペ−サ−層であるＴａ膜上
に強磁性層であるＮｉＦｅ合金を形成し、ＮｉＦｅ合金
膜上に磁気抵抗効果膜を形成する方が、磁気抵抗効果膜
の結晶性、電気的、磁気的特性が向上する作用があっ
た。これにより、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを高出力と
できる作用がある。

【００２４】さらに、本発明では、磁気抵抗効果型磁気
ヘッドのトラック幅は、磁気抵抗効果膜上に配置した硬
磁性層、反強磁性層、強磁性層とその上方に形成した信
号取り出し電極とからなる層の一対の層間距離によっ
て、ほぼ決まっている。

【００２５】本発明によると、トラック幅を著しく狭く
形成することが容易とできる作用がある。しかも、バル
クハウゼンノイズの防止と、磁気ヘッド動作時の軟磁性
膜の磁区安定性と、接触抵抗の低減と、各磁気抵抗効果
型磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキ低減とを同時に満
足でき、さらに、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを線形領域
で動作させることが容易とできるため、信頼性、量産性
を確保した高出力、バルクハウゼンノイズレスの高密度
磁気記録対応の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供できる
作用がある。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である第１の実施
例の磁気抵抗効果型磁気ヘッド１００の概略構造を示す
拡大斜視図である。尚、図１では、右側半分の領域で、
上部ギャップ膜８０と上部磁気シ−ルド層９０の図示を
省略した。

【００２７】本実施例では、非磁性基板１の上に、下部
磁気シ−ルド層１０が形成され、この下部磁気シ−ルド
層１０の上に下部ギャップ膜２０が形成され、この下部
ギャップ膜２０上の磁気抵抗センサ中央部に、両端部に
テ−パ−形状を所持して軟磁性膜３０と第一の非磁性ス
ペ−サ−層４０が順次形成される。この軟磁性膜３０と
第一の非磁性スペ−サ−層４０よりなる２層膜上を覆
い、両端が下部ギャップ膜２０と接触するよう磁気抵抗
効果膜５０が形成される。この磁気抵抗効果膜５０上の
磁気抵抗効果膜の感磁部５１０を除く両端に一対の硬磁
性層６０が形成され、この一対の硬磁性層６０上に一対
の信号取り出し電極７０が形成される。上記各膜、各層
を覆って上部ギャップ膜８０が形成され、この上部ギャ
ップ膜８０の上に上部磁気シ−ルド層９０が形成され
る。

【００２８】各層、各膜の作用、材料などを次に説明す
る。上部、下部磁気シ−ルド層９０、１０は、磁気抵抗
効果膜５０に、必要信号以外の磁界が影響するのを防止
し、磁気抵抗効果型磁気ヘッド１００の信号分解能を高
める作用を行なう。その材料は、ＮｉＦｅ合金、Ｃｏ系
の非晶質等の軟磁性であり、膜厚はおおよそ０．５〜３
μｍである。

【００２９】上記磁気シ−ルド層９０、１０に隣接し
て、軟磁性膜３０と、第一の非磁性スペ−サ−層４０
と、磁気抵抗効果膜５０と、一対の硬磁性層６０と、一
対の信号取り出し電極７０とを挾み込むように配置され
る上部、下部ギャップ膜８０、２０は、これら各膜、各
層と上部、下部磁気シ−ルド層９０、１０とを電気的、
磁気的に隔離する作用をし、ガラス、アルミナ等の非磁
性、絶縁物よりなる。上部、下部ギャップ膜８０、２０
の膜厚は、磁気抵抗効果型磁気ヘッド１００の再生分解
能に影響するため、磁気ヘッドに望まれる記録密度に依
存し、通常は、０．４〜０．１μｍの範囲である。

【００３０】磁気抵抗効果膜５０は、記録媒体の磁化の
方向によって、その電気抵抗が変化し、磁気信号を電気
信号に変換する。磁気抵抗効果膜５０は、ＮｉＦｅ合
金、ＮｉＣｏ合金、ＮｉＦｅＣｏ合金などのような、強
磁性薄膜で形成される。その膜厚は、約０．０１〜０．
０４５μｍである。

【００３１】一対の信号取り出し電極７０は、磁気抵抗
効果膜５０の電気抵抗を検出するために、磁気抵抗効果
膜５０に十分な電流（１×１０⁶〜２×１０⁷Ａ／ｃ
ｍ²）を流す。信号取り出し用電極７０は、通常、電気
抵抗が小さい銅や、金、Ｔａなどの薄膜が用いられる。

【００３２】非磁性スペ−サ−層４０と軟磁性膜３０と
は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを線形領域で動作できる
よう、磁気抵抗効果膜５０に横バイアス磁界を印加する
作用をする。第一の非磁性スペ−サ−層４０は、第一の
非磁性スペ−サ−層４０に流れる電流によって生じる横
バイアス磁界を、磁気抵抗効果膜５０に印加する。材料
としては、Ｔｉ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗなどの金属が用
いられる。第一の非磁性スペ−サ−層４０は、膜厚と比
抵抗を調節して設計する。軟磁性膜３０は、磁気抵抗効
果膜５０に流れる電流によって発生する磁界を効率良
く、横バイアス磁界として磁気抵抗効果膜５０に印加す
る。軟磁性膜３０の材料としては、比抵抗が大きく、軟
磁気特性を持つ結晶質のＮｉＦｅ系合金や、Ｃｏ系非晶
質合金、強磁性合金に酸化物等を散在させたの強磁性体
が用いられる。

【００３３】次に、本発明において、狭トラック幅構造
とでき、さらに狭トラック幅構造としても高出力と、バ
ルクハウゼンノイズレスと、磁気抵抗効果膜と信号取り
出し電極との接触抵抗の低減と、各磁気抵抗効果型磁気
ヘッド間の素子抵抗のバラツキ低減とを同時に実現でき
る磁気抵抗効果型磁気ヘッドの主要な各膜、各層、各形
状の機能を説明する。

【００３４】図４は本発明の第１の実施例の磁気抵抗効
果型磁気ヘッド１００の主要な機能を示す拡大断面図で
ある。尚、図４では、非磁性基板１と、下部磁気シ−ル
ド層１０と、上部ギャップ膜８０と、上部磁気シ−ルド
層９０とを省略した。

【００３５】磁気抵抗効果膜５０と導電性のある一対の
硬磁性層６０とは、大きい接触面積を保ちながら密着形
成しているのでこれらの接触抵抗を低減でき、磁気抵抗
効果膜５０と信号取り出し電極との接触抵抗を低減でき
る。さらに、軟磁性膜３０と、第一の非磁性スペ−サ−
層４０との２層膜の両端にはテ−パ−形状を所持させて
いる。そのため、この２層膜上の磁気抵抗効果膜５０に
は段切れがなく、２層膜上に磁気抵抗効果膜５０を密着
形成できる。これにより、各磁気抵抗効果型磁気ヘッド
間の素子抵抗のバラツキを低減できる。磁気抵抗効果膜
５０の感磁部の両端に形成した一対の硬磁性層６０は、
図中矢印に示す方向に磁気抵抗効果膜５０の感磁部に縦
バイアス磁界を与え、バルクハウゼンノイズを抑止す
る。さらに、この縦バイアス磁界は軟磁性膜３０にも与
えられ、磁気ヘッド動作時の軟磁性膜３０の磁区を安定
化させる。さらに、磁気抵抗効果膜５０と一対の硬磁性
層６０とは、磁気抵抗効果膜５０の感磁部の両端で交換
結合を形成しており、図中矢印で示した方向に磁気抵抗
効果膜５０に一方向異方性を与えている。本発明では、
軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層４０との２層
膜の両端にテ−パ−形状を所持させているため、この一
方向異方性も縦バイアス磁界として有効に磁気抵抗効果
５０の感磁部と軟磁性膜３０とに伝わり、バルクハウゼ
ンノイズの抑止と、磁気ヘッド動作時の軟磁性膜３０の
磁区の安定化に貢献している。本発明によると、硬磁性
層６０の材料としては、ＣｏＰｔ、ＣｏＣｒ、ＣｏＣｒ
Ｐｔ、ＣｏＣｒＴａ合金膜等が良い。さらに、磁気抵抗
効果膜５０上では、硬磁性層６０と信号取り出し電極７
０とからなる層の一対の層間距離を狭く形成することが
容易であり、狭トラック幅構造に形成できる。さらに、
図４に示すように、磁気抵抗効果膜５０の感磁部は、硬
磁性層６０によって直接磁区制御していないため、感磁
部の磁気抵抗効果膜５０と軟磁性膜３０の磁気モ−メン
トとは比較的自由に回転できる。そのため、図４の下図
に示すように、感磁部では磁気抵抗効果膜５０への横バ
イアス磁界の印加が容易とでき、磁気抵抗変化曲線の線
形領域で動作させるよう設計できる。本発明によると、
所望の面記録密度に応じ、トラック幅と、磁気抵抗効果
膜５０と第一の非磁性膜４０と軟磁性膜３０との膜厚ｔ
と非抵抗と、軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層
４０との２層膜の両端のテ−パ−角度と、一対の硬磁性
層６０の磁気抵抗効果膜５０に対する磁化比硬磁性層
（Ｂrｔh）／磁気抵抗効果膜（ＢsｔMR）と、軟磁性膜
３０の磁気抵抗効果膜５０に対する磁化比軟磁性膜（Ｂ
sｔSAL）／磁気抵抗効果膜（ＢsｔMR）と、通電電流等
を最適に設計することにより、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドを磁気抵抗変化曲線の線形領域でバルクハウゼンノイ
ズレスで動作させることができる。

【００３６】図６は、磁気抵抗効果膜５０上の感磁部の
両端に、第一の実施例における硬磁性層６０の代わり
に、電極を兼ねる一対の導電性反強磁性膜６５を形成し
た本発明の第２の実施例２の磁気抵抗効果型磁気ヘッド
１０２の主要な機能を示す拡大断面図である。

【００３７】磁気抵抗効果膜５０と導電性反強磁性膜６
５とは、大きな接触面積を保ちながら密着形成している
のでこれらの接触抵抗を低減でき、磁気抵抗効果膜５０
と信号取り出し電極７０との接触抵抗を低減できる。磁
気抵抗効果膜５０の感磁部の両端に形成した一対の導電
性反強磁性膜６５は、その下側の磁気抵抗効果膜５０と
交換結合を形成し、図中矢印で示す方向に磁気抵抗効果
膜５０に一方向異方性を与えている。本発明によると、
一対の導電性反強磁性膜６５の材料としては、磁気抵抗
効果膜５０とするＮｉＦｅ合金膜上にエピタキシャル成
長する、ＦｅＭｎ合金、ＦｅＭｎＰｄ合金、ＦｅＭｎＰ
ｔ合金、ＦｅＭｎＲｈ合金、ＦｅＭｎＩｒ合金、ＦｅＭ
ｎＲｕ合金、ＦｅＭｎＯｓ合金、ＦｅＭｎＲｅ合金、Ｆ
ｅＭｎＣｒ合金や、ＮｉＦｅ合金膜と大きな交換結合を
形成できるＴｂＦｅ合金、ＧｄＣｏ合金や、ＮｉＦｅ合
金膜上に準エピタキシャル成長するＣｒＭｎＰｔ合金、
ＣｒＭｎＰｄ合金、ＣｒＭｎＲｈ合金、ＣｒＭｎＲｕ合
金や、ＣｏＭｎ合金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＭｎＦｅ合金
などが良い。さらに、磁気抵抗効果膜５０上では、導電
性反強磁性膜６５と信号取り出し電極７０とからなる層
の一対の層間距離を狭く形成することが容易であり、狭
トラック幅構造に形成できる。

【００３８】図８は、第２の実施例における磁気抵抗効
果膜５０と一対の導電性反強磁性膜６５との間に一対の
強磁性膜５１を形成する本発明の第３の実施例の磁気抵
抗効果型磁気ヘッド１０４の主要な機能を示す拡大断面
図である。

【００３９】磁気抵抗効果膜５０と一対の強磁性膜５１
とは、大きな接触面積を保ちながら密着形成しているの
でこれらの接触抵抗を低減でき、磁気抵抗効果膜５０と
信号取り出し電極７０との接触抵抗を低減できる。磁気
抵抗効果膜５０の感磁部の両端に形成した一対の導電性
反強磁性膜６５はその下側の一対の強磁性膜５１と交換
結合を形成し、図中矢印に示す方向に一対の強磁性膜５
１に一方向異方性を与える。さらに、一対の強磁性膜５
１は、その下側の磁気抵抗効果膜５０と交換結合を形成
し、図中矢印に示す方向に磁気抵抗効果膜５０に一方向
異方性を与える。軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ
−層４０との２層膜の両端にテ−パ−形状を所持させて
いるため、強磁性膜５１と磁気抵抗効果膜５０の感磁部
の両端に与えられた一方向異方性は、有効に磁気抵抗効
果５０の感磁部に縦バイアス磁界として伝わり、バルク
ハウゼンノイズを抑止する。さらに、この縦バイアス磁
界は、軟磁性膜３０にも伝わり、磁気ヘッド動作時の軟
磁性膜３０の磁区を安定化させる。一対の強磁性膜５１
の材料としてはＮｉＦｅ合金膜等のＦＣＣ構造を有する
強磁性合金膜で形成するのが望ましい。一対の導電性反
強磁性膜６５の材料としては、強磁性膜５１とするＮｉ
Ｆｅ合金膜上にエピタキシャル成長する、ＦｅＭｎ合
金、ＦｅＭｎＰｄ合金、ＦｅＭｎＰｔ合金、ＦｅＭｎＲ
ｈ合金、ＦｅＭｎＩｒ合金、ＦｅＭｎＲｕ合金、ＦｅＭ
ｎＯｓ合金、ＦｅＭｎＲｅ合金、ＦｅＭｎＣｒ合金や、
ＮｉＦｅ合金膜と大きな交換結合を形成できるＴｂＦｅ
合金、ＧｄＣｏ合金や、ＮｉＦｅ合金膜上に準エピタキ
シャル成長するＣｒＭｎＰｔ合金、ＣｒＭｎＰｄ合金、
ＣｒＭｎＲｈ合金、ＣｒＭｎＲｕ合金や、ＣｏＭｎ合
金、ＮｉＭｎ合金、ＮｉＭｎＦｅ合金などが良い。さら
に、磁気抵抗効果膜５０上では、強磁性膜５１と導電性
反強磁性膜６５と信号取り出し電極７０とからなる層の
一対の層間距離を狭く形成することが容易であり、狭ト
ラック幅構造に形成できる。図５は、上記第１〜第３
の実施例における軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ
−層４０とからなる２層膜を覆い、両端部が下部ギャッ
プ膜２０と接触するように第二の非磁性スペ−サ−層４
１が形成され、この上に磁気抵抗効果膜５０を形成して
いる本発明の第４〜第６の実施例の磁気抵抗効果型磁気
ヘッド１０１、１０３、１０５の主要な機能を示す拡大
断面図である。

【００４０】第４〜第６の実施例において、第二の非磁
性スペ−サ−層４１と磁気抵抗効果膜５０は真空中で連
続形成される。第一の非磁性スペ−サ−層４０と第二の
非磁性スペ−サ−層４１とは、同一材料とするのが望ま
しく、Ｔａ膜で形成するのが最も良かった。Ｔａ膜上の
磁気抵抗効果膜５０の結晶性は優れており、磁気抵抗効
果膜５０の電気的、磁気的特性が向上するからである。
本実施例では、磁気ヘッド製造工程上、一度大気に触れ
た第一の非磁性スペ−サ−層４０とするＴａ膜上に第二
の非磁性スペ−サ−層４１とするＴａ膜と磁気抵抗効果
膜５０とを真空中で連続形成している。一度大気に触れ
た第一の非磁性スペ−サ−層４０とするＴａ膜上の磁気
抵抗効果膜５０よりも、真空中で連続形成した第二の非
磁性スペ−サ−層とするＴａ膜上の磁気抵抗効果膜５０
の電気的、磁気的特性の方がさらに優れていた。これに
より、磁気抵抗効果型磁気ヘッドをさらに高出力とでき
る。しかし、磁気抵抗センサ中央部の層数を増やすこと
は、磁気抵抗効果膜５０への分流比を低下させることに
もなる。そのため、実施例２では第一の非磁性スペ−サ
−層４０とするＴａ膜と、第二の非磁性スペ−サ−層４
１とするＴａ膜とをかなり薄く設計する等の手段が必要
がある。

【００４１】本発明における他の実施例である第７の実
施例である磁気抵抗効果型磁気ヘッド１０６の主要な機
能を示す拡大断面図を図１０に示す。尚、図１０でも、
非磁性基板１と、下部磁気シ−ルド層１０と、上部ギャ
ップ膜８０と、上部磁気シ−ルド層９０とを省略した。

【００４２】非磁性基板１と、下部磁気シ−ルド層１０
上に反強磁性膜６５上に非磁性膜４２と軟磁性膜３０と
第一の非磁性スペ−サ−層４０との３層膜を順次形成す
る。この３層膜上とを覆い、両端が反強磁性膜６５と接
触するよう磁気抵抗効果膜５０を形成する。この磁気抵
抗効果膜５０上の感磁部の両端に一対の信号取り出し電
極７０を形成している。磁気抵抗効果膜５０と信号取り
出し電極７０とは、大きい接触面積を保ちながら密着形
成しているので、これらの接触抵抗を低減できる。さら
に、非磁性膜４２と軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−
サ−層４０との３層膜の両端にはテ−パ−形状を所持さ
せている。そのため、この３層膜上の磁気抵抗効果膜５
０は段切れがなく、３層膜上に磁気抵抗効果膜５０を密
着形成できる。これにより、各磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド間の素子抵抗のバラツキを低減できる。さらに、磁気
抵抗効果膜５０の中央部両端では磁気抵抗効果膜５０と
反強磁性層６５とは交換結合を形成し、図中矢印に方向
に磁気抵抗効果膜５０に一方向異方性を与えている。非
磁性膜４２と軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層
４０との３層膜の両端にテ−パ−形状を所持させている
ため、この一方向異方性は縦バイアス磁界として有効に
磁気抵抗効果膜５０の感磁部に伝わり、バルクハウゼン
ノイズを抑止する。さらに、この縦バイアス磁界は、軟
磁性膜３０にも伝わり、磁気ヘッド動作時の軟磁性膜３
０の磁区を安定化させる。反強磁性層６５の材料として
は、ＮｉＯが望ましい。反強磁性層６５を絶縁性のある
ＮｉＯで形成することにより、磁気抵抗効果膜５０への
分流比が向上し、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを高出力と
できることはいうまでもない。磁気ヘッド製造工程上、
磁気抵抗効果膜５０と接するＮｉＯ膜面が一度大気にさ
らされることは避けられないが、ＮｉＯは、一度大気に
さらされても磁気抵抗効果膜５０と交換結合を確保でき
る特徴がある。さらに、磁気抵抗効果膜５０上では、一
対の信号取り出し電極７０間の距離を狭く形成すること
が容易であり、狭トラック幅構造に形成できる。さら
に、磁気抵抗効果膜５０の感磁部は、直接磁区制御して
いないため、非磁性膜４２によって、軟磁性膜３０と反
強磁性層６５との交換結合を遮断しているため、感磁部
の磁気抵抗効果膜５０と軟磁性膜３０の磁気モ−メント
とは比較的自由に回転できる。そのため、磁気抵抗効果
膜５０への横バイアス磁界の印加が容易とでき、磁気抵
抗効果型磁気ヘッドを磁気抵抗変化曲線の線形領域で動
作させるよう設計できる。本発明によると、所望の面記
録密度に応じ、トラック幅と、磁気抵抗効果膜５０と第
一の非磁性膜４０と軟磁性膜３０と非磁性膜４２の膜厚
ｔと非抵抗と、非磁性膜４２と軟磁性膜３０と第一の非
磁性スペ−サ−層４０との３層膜の両端のテ−パ−角度
と、軟磁性膜３０の磁気抵抗効果膜５０に対する磁化比
軟磁性膜（ＢsｔSAL）／磁気抵抗効果膜（ＢsｔMR）
と、通電電流等を最適に設計することにより、磁気抵抗
効果型磁気ヘッドを磁気抵抗変化曲線の線形領域でバル
クハウゼンノイズレスで動作させることができる。

【００４３】また、上記第７の実施例における磁気抵抗
効果型磁気ヘッド１０６の磁気抵抗効果膜５０上の感磁
部の両端に一対の強磁性膜５１を形成した、図１１に示
すような、第８の実施例である磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド１０７としても良い。ここで、磁気抵抗効果膜５０上
の感磁部の両端に形成した一対の強磁性膜５１は、反強
磁性層６５と磁気抵抗効果膜５０を介して交換結合を形
成する。この交換結合により一対の強磁性膜５１には図
中の矢印に示す方向に一方向異方性が与えられる。この
一方向異方性は、磁気抵抗効果膜５０の感磁部に縦バイ
アス磁界を与え、バルクハウゼンノイズの抑止に貢献す
る。

【００４４】また、図１２に示すように、上記第７の実
施例における磁気抵抗効果型磁気ヘッド１０６の３層膜
を形成する第一の非磁性スペ−サ−層４０上に強磁性層
５３を形成して４層膜を形成した第９の実施例である磁
気抵抗効果型磁気ヘッド１０７としても良い。ここで、
磁気抵抗効果膜５０は、この４層膜を覆い、両端が反強
磁性層６５と接触するよう形成される。第７、８実施例
のような一度大気に触れた第一の非磁性スペ−サ−層４
０とするＴａ膜上に磁気抵抗効果膜５０を形成するより
は、第９の実施例の一度大気に触れた強磁性層５３とす
るＮｉＦｅ合金膜上に磁気抵抗効果膜５０を形成した方
が磁気抵抗効果膜５０の結晶性が向上し、磁気抵抗効果
膜５０の電気的、磁気的特性が優れていた。これによ
り、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを高出力とできる作用が
ある。一方、強磁性層５３の介入は磁気抵抗センサ中央
部の層数を増やすことになり、磁気抵抗効果膜５０の分
流比を低下させることにもなる。そのため、非磁性膜４
２や、第一の非磁性スペ−サ−層４０や、強磁性層５３
の膜厚をかなり薄くしたり、これらの非抵抗を大きめに
設計する等の手段が必要である。

【００４５】さらに、図１３に示すように、第９の実施
例における磁気抵抗効果膜５０上の感磁部の両端に一対
の強磁性膜５１と信号取り出し電極７０とを形成した磁
気抵抗効果型磁気ヘッド１０９としても良い。

【００４６】以上のように、いずれの実施例において
も、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを狭トラック幅構造に形
成しやすく、さらに、狭トラック幅構造としても、磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを磁気抵抗変化曲線の線形領域
で、バルクハウゼンノイズレスで動作させることができ
るため、高出力、バルクハウゼンノイズレスの磁気抵抗
効果磁気ヘッドを提供できる。さらに、磁気抵抗センサ
中央領域と信号取り出し電極７０との接触抵抗の低減
と、各磁気抵抗効果型磁気ヘッド間での素子抵抗のバラ
ツキ低減とを満足できるので、高密度磁気記録に適した
量産性、信頼性のある磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供
できる。

【００４７】また、図１と図４に記載した実施例１の磁
気抵抗効果型磁気ヘッド１００の構造では、図１６
（ａ）に示すように、硬磁性層６０と信号取り出し電極
７０とからなる層においてこれら一対の層間距離６０１
と、軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層４０との
２層膜上の磁気抵抗効果膜５０の平坦領域の長さ５０１
とがほぼ同じ長さを有し、かつ、磁気抵抗効果膜５０の
平坦領域５０１の両端部にこれら一対の硬磁性層６０と
信号取り出し電極７０とを配置しているように図示し
た。しかし、図１６（ｂ）に示すように、磁気抵抗効果
膜５０の平坦領域上で、一対の層間距離６０１が磁気抵
抗効果膜５０の平坦領域の長さ５０１よりも短くなるよ
う形成する方が磁気ヘッド製造工程上容易であった。こ
れにより、狭トラック幅構造の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドを形成しやすいという利点がある。さらには、トラッ
ク幅の精度が向上する利点もある。

【００４８】同様の理由により、本発明のいずれの実施
例においても、磁気抵抗効果膜５０の平坦領域で、一対
の層間距離６０１が磁気抵抗効果膜５０の平坦領域の長
さ５０１よりも短くなるよう形成するのが望ましい。

【００４９】また、第１及び第４の実施例において、一
対の硬磁性層６０の下地層としてＣｒ膜を形成してもよ
く、磁気抵抗効果膜５０と軟磁性膜３０の位置を交換し
た磁気ヘッド構造としてもよい。

【００５０】さらに、第１、第４、第７、第９の実施例
において、磁気抵抗効果膜５０上にプロセス保護膜とし
てＮｉＣｒ合金膜のような非磁性膜を形成してもよい。

【００５１】さらに、第１〜第６の実施例において、軟
磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層４０との２層膜
の両端に与えるテ−パ−形状のテ−パ−角度は５０°以
下とするのが望ましい。これにより、各磁気抵抗効果型
磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキをかなり低減するこ
とができる。

【００５２】第７、８の実施例においては、非磁性膜４
２と軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層４０との
３層膜の両端に与えるテ−パ−形状のテ−パ−角度は５
０°以下とするのが望ましい。これにより、各磁気抵抗
効果型磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキをかなり低減
することができる。

【００５３】第９の実施例においては、非磁性膜４２と
軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−層４０と強磁性
層５３の４層膜の両端に与えるテ−パ−形状のテ−パ−
角度は５０°以下とするのが望ましい。これにより、各
磁気抵抗効果型磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキをか
なり低減することができる。

【００５４】さらに、一対の硬磁性層６０の磁気抵抗効
果膜５０に対する磁化比硬磁性層（Ｂrｔh）／磁気抵抗
効果膜（ＢsｔMR）は、１．０〜１．３の範囲にあるの
が望ましい。

【００５５】さらに、軟磁性膜３０の磁気抵抗効果膜５
０に対する磁化比軟磁性膜（ＢsｔSAL）／磁気抵抗効果
膜（ＢsｔMR）は、０．４〜０．８の範囲にあるのが望
ましい。

【００５６】さらに、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気
ヘッドは、シ−ルドを備えて構成しているが、ノンシ−
ルド型磁気抵抗効果型磁気ヘッド、ヨ−クタイプ磁気抵
抗効果型磁気ヘッド、さらに、強磁性膜の磁気抵抗効果
を利用した磁気センサ−にも適用は可能である。

【００５７】また、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド群、第１〜第１０の実施例の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０
５、１０６、１０７、１０８、１０９を適用した磁気デ
ィスク装置の概略構造を図２に示す。この磁気抵抗効果
型磁気ヘッドはスライダ２００に搭載され、等間隔で一
軸（スピンドル２０１）上に積層された複数の磁気ディ
スク２１０に対向して設置される。このスライダ２００
は、キャリッジ２０２に支持され、さらにこのキャリッ
ジ２０２はボイスコイルモータ２０３により駆動され
る。

【００５８】本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッド
は、狭トラック幅構造に形成し易く、さらに、狭トラッ
ク幅構造としても、バルクハウゼンノイズの防止と、磁
気ヘッド動作時の軟磁性膜の磁区の安定性と、磁気抵抗
効果膜と信号取り出し電極との接触抵抗の低減と、各磁
気抵抗効果型磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキ低減と
を同時に満足でき、さらに、磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を線形領域で動作させるのが容易である。そのため、再
生専用である本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッド群１０
０〜１０９のいずれかの磁気抵抗効果型磁気ヘッドと記
録専用の電磁誘導型の薄膜磁気ヘッド１２５とを組み合
わせて図３のようなデュアルヘッド１５０を形成し、こ
のヘッドを磁気ディスク装置に搭載することにより、面
記録密度が０．３〜５Ｇｂ／ｉｎ²の磁気ディスク装置
が実現できる。尚、図３では、右側半分で、磁気抵抗効
果型磁気ヘッドの上部ギャップ膜８０と上部磁気シ−ル
ド層９０と、電磁誘導型の薄膜磁気ヘッド１２５の上部
コアとコイル等の図示を省略してある。

【００５９】次に、本発明の第１の実施例１である磁気
抵抗効果型磁気ヘッド１００の製造方法を図１、図４、
ならびに図１４、図１５を用いて説明する。尚、下記の
薄膜形成方法、パタ−ニング方法は、周知の技術である
スパッタリング法、フォトリソグラフィ−の技術を用い
た。

【００６０】まず、非磁性基板１上に、下部磁気シ−ル
ド層１０とするＮｉＦｅ合金を２μｍの厚さに形成し、
その上部に、下部ギャップ膜２０とするアルミナを０．
２μｍの厚さに形成する。そして、下部磁気シ−ルド層
１０と下部ギャップ膜２０とを所定の形状に加工する。
次に、下部ギャップ膜２０上に軟磁性膜３０と第一の非
磁性スペ−サ−層４０とするＴａ膜とを真空中で連続形
成する。次に、第一の非磁性スペ−サ−層４０上の感磁
部領域に、特定のレジストパタ−ンを形成する。次に、
このレジストパタ−ンをマスク材として軟磁性膜３０と
第一の非磁性スペ−サ−層４０とする２層膜をイオンミ
リング等の技術により、上記２層膜の両端がテ−パ−形
状を所持するよう加工する。加工後、このレジストパタ
−ンを除去する。次に、第一の非磁性スペ−サ−層４０
の膜面と２層膜のテ−パ−面とを洗浄し、第一の非磁性
スペ−サ−層４０の上方に磁気抵抗効果膜５０を形成す
る。次に、図１４（ａ）に示すように、磁気抵抗効果膜
５０上の感磁部領域付近に、２種類のレジストで構成さ
れる傘上の２層レジストパタ−ン７００を形成する。そ
の後、図１４（ｂ）に示すようにこのレジストパタ−ン
７００が配置されていない磁気抵抗効果膜５０感磁部領
域の両端に、硬磁性層６０と信号取り出し電極７０とを
スパッタリング法により形成する。当然のことである
が、これら硬磁性層６０と信号取り出し電極７０とは、
レジストパタ−ン７００の上方にも形成されることにな
る。これらレジストパタ−ン７００上方に形成された不
要な硬磁性層６０と信号取り出し電極７０とは、図１４
（ｃ）に示すようにリフトオフによりレジストパタ−ン
７００とともに同時に剥離すればよい。その後、磁気抵
抗効果膜５０の感磁部と、一対の信号取り出し電極７０
とを覆うように、上部ギャップ膜８０と、この上部ギャ
ップ膜８０の上方に上部磁気シ−ルド層９０とを形成
し、磁気抵抗効果型磁気ヘッド１００の形成を完了す
る。

【００６１】さらに、本実施例によると、磁気抵抗効果
膜５０の感磁部に縦バイアス磁界を付与するため、少な
くとも一対の硬磁性層６０を磁気抵抗効果型磁気ヘッド
１００長手方向に着磁する製造工程が含まれなければな
らない。

【００６２】さらに、上記一対の硬磁性層６０と一対の
信号取り出し電極７０とは、コリメトスパッタリング法
により形成するのが望ましい。コリメ−トスパッタリン
グ法を用いることにより、トラック幅の精度が向上する
利点がある。

【００６３】さらに、上記軟磁性膜３０と第一の非磁性
スペ−サ−層４０との２層膜の両端に与えるテ−パ−形
状は下記手段を用いても形成できる。磁気ヘッド製造工
程において、上記第一の非磁性スペ−サ−層４０上の感
磁部領域付近に形成するレジストパタ−ンを図１４
（ａ）に示したような傘上の２層レジストパタ−ン７０
０とし、この２層レジストパタ−ン７００をマスク材と
して、２層膜をイオンミリング等の技術を用いて加工し
てもよい。この手段を用いることにより、上記２層膜の
両端に、さらに低角度のテ−パ−形状を所持させること
ができる。

【００６４】さらに、上記２層膜の両端に与えるテ−パ
−形状は下記手段を用いても形成できる。まず、図１５
（ａ）に示すように、下部ギャップ膜２０上の中央部両
端に、あらかじめ傘上の２層レジストパタ−ン７０１を
形成する。次に、図１５（ｂ）に示すように、レジスト
パタ−ン７０１の配置されていない下部ギャップ膜２０
上の中央部に、軟磁性膜３０と第一の非磁性スペ−サ−
層４０との２層膜をスパッタリング法により形成する。
当然のことであるが、これら軟磁性膜３０と第一の非磁
性スペ−サ−層４０との２層膜は、レジストパタ−ン７
０１上にも形成されることになる。これらレジストパタ
−ン７０１上に形成されてしまった不要な２層膜は、図
１５（ｃ）に示すように、リフトオフにより、レジスト
パタ−ン７０１とともに同時に剥離すればよい。この手
段を用いることにより、２層膜の両端にさらに低角度の
テ−パ−形状を所持させることができる利点がある。さ
らに、この際のスパッタリング法は、コリメ−トスパッ
タリング法が望ましい。コリメ−トスパッタリングで形
成することにより、２層膜のテ−パ−角度を任意にコン
トロ−ルできる利点がある。

【００６５】本発明の第２の実施例である磁気抵抗効果
型磁気ヘッド１０２の製造方法において、磁気抵抗効果
膜５０と導電性反強磁性膜６５との交換結合を確保する
ためには、清浄な磁気抵抗効果膜５０上に導電性反強磁
性膜６５を形成する必要があった。本実施例によると、
磁気ヘッド製造工程でこの交換結合を獲得するために
は、少なくとも下記手段が必要である。まず、磁気抵抗
効果膜５０上の感磁部領域付近に、図１４（ａ）に示し
たような２層レジストパタ−ン７００を形成する。次
に、この２層レジストパタ−ン７００が配置されていな
い磁気抵抗効果膜５０の感磁部領域の両端の上方に、導
電性反強磁性膜６５を形成することになるが、この導電
性反強磁性膜６５を形成する前に、真空中で磁気抵抗効
果膜５０の表面酸化物をイオンエッチング等の技術によ
り除去し、ただちに同一真空中で導電性反強磁性膜６５
を形成する手段を設けなければならない。これにより、
磁気抵抗効果膜５０と導電性反強磁性膜６５との清浄な
界面が獲得でき、交換結合が獲得できる。その後、導電
性反強磁性膜６５上に信号取り出し電極７０を形成す
る。その後、磁気抵抗効果膜５０の感磁部領域に形成さ
れているレジストパタ−ン７００と、レジストパタ−ン
７００上に形成されてしまった不要な導電性反強磁性膜
６５と信号取り出し電極７０とをリフトオフによって剥
離する。次に、磁気抵抗効果膜５０の感磁部と、一対の
信号取り出し電極７０とを覆うように、上部ギャップ膜
８０と、この上部ギャップ膜８０の上方に、上部磁気シ
−ルド層９０とを形成し、磁気抵抗効果型磁気ヘッド１
０２の形成を完了する。

【００６６】さらに、磁気抵抗効果膜５０の感磁部に縦
バイアス磁界を付与するため、少なくとも導電性反強磁
性膜６５のネ−ル温度以上に加熱し、磁気抵抗効果型磁
気ヘッド１０２長手方向に直流磁界を印加しながら室温
まで冷却する製造工程が含まれなければならない。

【００６７】本発明の第３の実施例である磁気抵抗効果
型磁気ヘッド１０４の製造方法において、磁気抵抗効果
膜５０と導電性反強磁性膜６５との交換結合を獲得する
ため、一度、真空中で磁気抵抗効果膜５０の表面酸化物
を除去し、その後、同一真空中でその上方に導電性反強
磁性膜６５を形成する必要があった。本製造工程では、
この真空中での磁気抵抗効果膜５０の表面酸化物の除去
工程は不要であり、第２の実施例に比較すると製造工程
は容易である。磁気抵抗効果膜５０と一対の強磁性膜５
１との強磁性−強磁性の交換結合は強く、界面に多少の
酸化物が存在していても、この交換結合は十分に確保で
きるからである。本実施例によると、まず、磁気抵抗効
果膜５０上の感磁部領域付近に図１４（ａ）に示すよう
な２層レジストパタ−ン７００を形成する。その後、こ
のレジストパタ−ン７００が配置されていない磁気抵抗
効果膜５０の感磁部領域の両端に、強磁性膜５１と導電
性反強磁性膜６５とを真空中で連続形成する。その後、
導電性反強磁性膜６５上に信号取り出し電極７０を形成
する。次に、レジストパタ−ン７００とこのレジストパ
タ−ン７００上に形成されてしまった不要な強磁性膜５
１と導電性反強磁性膜６５と信号取り出し電極７０とを
リフトオフする。次に、磁気抵抗効果膜５０の感磁部
と、一対の信号取り出し電極７０とを覆うように、上部
ギャップ膜８０と、この上部ギャップ膜８０の上方に上
部磁気シ−ルド層９０とを形成し、磁気抵抗効果型磁気
ヘッド１０４の形成を完了する。

【００６８】本発明の第７の実施例である磁気抵抗効果
型磁気ヘッド１０６の製造方法を図１４、１５を参照
し、図１０を用いて説明する。

【００６９】まず、非磁性基板１上に、下部磁気シ−ル
ド層１０とするＮｉＦｅ合金を２μｍの厚さに形成し、
その後、その上部に、下部ギャップ膜２０とするアルミ
ナを０．２μｍの厚さに形成する。そして、下部磁気シ
−ルド層１０と下部ギャップ膜２０とを所定の形状に加
工する。次に、下部ギャップ膜２０上に反強磁性層６５
とするＮｉＯ膜を形成する。次に、反強磁性層６５上の
中央部両端に、あらかじめ図１５（ａ）に示すような２
層レジストパタ−ン７０１を形成する。その後、反強磁
性層６５の中央領域に非磁性膜４２と軟磁性膜３０と第
一の非磁性スペ−サ−層４０とするＴａ膜との３層膜を
スパッタリング法により形成する。尚、このスパッタリ
ング法はコリメ−トスパッタリング法が望ましい。当然
のことであるが、これら３層膜は、レジストパタ−ン７
０１上にも形成されてしまう。これらレジストパタ−ン
７０１上に形成されてしまった不要な３層膜は、レジス
トパタ−ン７０１とともにリフトオフすればよい。その
後、第一の非磁性スペ−サ−層４０とするＴａ膜面と３
層膜のテ−パ−表面を洗浄後、この上方に磁気抵抗効果
膜５０を形成する。その後、磁気抵抗効果膜５０上の感
磁部領域付近に、図１４（ａ）に示すような２層レジス
トパタ−ン７００を形成し、このレジストパタ−ン７０
０が配置されていない磁気抵抗効果膜５０の感磁部領域
の両端に信号取り出し電極７０をスパッタリング法によ
り形成する。尚、このスパッタリング法はコリメ−トス
パッタリング法が望ましい。次に、磁気抵抗効果膜５０
の感磁部領域のレジストパタ−ン７００とこのレジスト
パタ−ン７００の上方に形成されてしまった不要な信号
取り出し電極７０とをリフトオフする。次に、磁気抵抗
効果膜５０の感磁部と、一対の信号取り出し電極７０と
を覆うように、上部ギャップ膜８０と、この上部ギャッ
プ膜８０の上方に上部磁気シ−ルド層９０とを形成し、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド１０６の形成を完了する。

【００７０】さらに、本実施例にとると、磁気抵抗効果
膜５０中央領域に縦バイアス磁界を付与するため、少な
くとも一度反強磁性層６５のネ−ル温度以上に加熱し、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド１０６長手方向に直流磁界を
印加しながら室温まで冷却する工程が含まれなければな
らない。

【００７１】本発明の第８の実施例である磁気抵抗効果
型磁気ヘッド１０８の製造方法を図１４、１５を参照し
ながら図１２を用いて説明する。

【００７２】まず、非磁性基板１上に、下部磁気シ−ル
ド層１０とするＮｉＦｅ合金を２μｍの厚さに形成し、
その後、その上部に、下部ギャップ膜２０とするアルミ
ナを０．２μｍの厚さに形成する。そして、下部磁気シ
−ルド層１０と下部ギャップ膜２０とを所定の形状に加
工する。次に、下部ギャップ膜２０上に反強磁性層６５
とするＮｉＯ膜を形成する。次に、反強磁性層６５上の
中央部両端に、図１５（ａ）に示すような２層レジスト
パタ−ン７０１を形成する。その後、反強磁性層６５の
中央領域に非磁性膜４２と軟磁性膜３０と第一の非磁性
スペ−サ−層４０とするＴａ膜と強磁性層５３とするＮ
ｉＦｅ合金膜との４層膜をスパッタリング法で形成す
る。尚、このスパッタリング法はコリメ−トスパッタリ
ング法が望ましい。当然のことであるが、これら４層膜
はレジストパタ−ン７０１上にも形成されてしまうこと
になる。これらレジストパタ−ン７０１上に形成された
不要な４層膜は、レジストパタ−ン７０１とともにリフ
トオフすればよい。次に、強磁性層５３とするＮｉＦｅ
膜面と４層膜のテ−パ−表面を洗浄後、この上方に磁気
抵抗効果膜５０を形成する。その後、磁気抵抗効果膜５
０上の感磁部領域付近に、図１４（ａ）に示すような２
層レジストパタ−ン７００を形成し、このレジストパタ
−ン７００が配置されていない磁気抵抗効果膜５０の感
磁部領域の両端に信号取り出し電極７０を形成する。次
に、磁気抵抗効果膜５０の感磁部領域上に形成されてい
るレジストパタ−ン７００とこのレジストパタ−ン７０
０上に形成されてしまった不要な信号取り出し電極７０
とをリフトオフする。次に、磁気抵抗効果膜５０の感磁
部と一対の信号取り出し電極７０とを覆うように、上部
ギャップ膜８０とこの上部ギャップ膜８０の上方に上部
磁気シ−ルド層９０とを形成し、磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド１０８の形成を完了する。

【００７３】さらに、本実施例によると、磁気抵抗効果
膜５０中央領域に縦バイアス磁界を付与するため、少な
くとも一度反強磁性層６５のネ−ル温度以上に加熱し、
磁気抵抗効果型磁気ヘッド１０８長手方向に直流磁界を
印加しながら室温まで冷却する工程が含まれなければな
らない。

【００７４】

【発明の効果】本発明によれば、磁気抵抗効果膜と信号
取り出し電極との接触抵抗が低減できる。さらに、狭ト
ラック幅構造とでき、狭トラック幅構造としても、高出
力と、バルクハウゼンノイズレスと、各磁気抵抗効果型
磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキ低減とを実現でき
る。

【００７５】狭トラック構造としても、磁気抵抗効果型
磁気ヘッドをバルクハウゼンノイズレス、かつ、磁気抵
抗変化曲線の線形領域で動作させることが可能なため、
高い記録密度で記録された磁気ディスク面からの情報を
高感度で再生できる効果がある。さらに、磁気抵抗効果
膜と信号取り出し電極との接触抵抗の低減と、各磁気抵
抗効果型磁気ヘッド間の素子抵抗のバラツキ低減とを満
足できるため、量産性、信頼性を確保できる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの拡大斜視図

【図２】本発明における磁気ディスク装置の構成を示す
概略図

【図３】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを適用した
デュアルヘッドの拡大斜視図

【図４】第１の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの拡大断面図

【図５】第４の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの拡大断面図

【図６】第２の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの拡大断面図

【図７】第５の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの拡大断面図

【図８】第３の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの拡大断面図

【図９】第６の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの拡大断面図

【図１０】第７の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの拡大断面図

【図１１】第８の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの拡大断面図

【図１２】第９の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの拡大断面図

【図１３】第１０の実施例の主な機能を示す磁気抵抗効
果型磁気ヘッドの拡大断面図

【図１４】本発明の信号取り出し電極の形成手段を示す
図

【図１５】本発明の軟磁性膜と非磁性スペ−サ−層との
２層膜の形成手段の代案を示す図

【図１６】本発明の代案である磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドの主要部分の拡大断面図

【符号の説明】

１…基板１０…下部磁気シ−ルド層２０…
下部ギャップ膜３０…軟磁性膜４０…第一の非磁性スペ−サ−層４１…第二の非磁性スペ−サ−層４２…非磁性膜５０…磁気抵抗効果膜５１…強磁性膜５３…強磁
性層６０…硬磁性層６５…反強磁性層７０…信号取り
出し電極８０…上部ギャップ膜９０…上部磁気シ−ルド層１００、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１
０６、１０７、１０８、１０９…磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッド１５０…デュアルヘッド２１０…磁気ディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者光岡勝也神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者福井宏神奈川県小田原市国府津2880番地株式会社日立製作所ストレージシステム事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非磁性基板上に形成された磁気シールド膜
と、該磁気シールド膜上に形成されたギャップ膜と、該
ギャップ膜上の中央部に形成され且つ軟磁性膜と該軟磁
性膜上に形成された非磁性スペーサ膜とから構成される
２層膜と、該２層膜を覆い且つ両端が前記ギャップ膜に
接触するように形成された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵
抗効果膜上の磁気感磁部を除く両端部に形成された少な
くとも一対の硬磁性膜と、前記硬磁性膜上に形成された
一対の信号取り出し電極とを有することを特徴とする磁
気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項２】上記硬磁性膜はＣｏＰｔ或いはＣｏＣｒ或
いはＣｏＣｒＰｔ或いはＣｏＣｒＴａから構成されるこ
とを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。
【請求項３】非磁性基板上に形成された磁気シールド膜
と、該磁気シールド膜上に形成されたギャップ膜と、該
ギャップ膜上の中央部に形成され且つ軟磁性膜と該軟磁
性膜上に形成された非磁性スペーサ膜とから構成される
２層膜と、該２層膜を覆い且つ両端が前記ギャップ膜に
接触するように形成された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵
抗効果膜上の磁気感磁部を除く両端部に形成された少な
くとも一対の導電性反強磁性膜と、前記反強磁性膜上に
形成された一対の信号取り出し電極とを有することを特
徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項４】上記磁気抵抗効果膜上の磁気感磁部を除く
両端部に形成され、且つ上記磁気抵抗効果膜と一対の導
電性反強磁性膜との間に形成された少なくとも一対の強
磁性膜を有することを特徴とする請求項３記載の磁気抵
抗効果型磁気ヘッド。
【請求項５】上記非磁性スペーサ膜は、ギャップ膜上の
中央部に形成された上記２層膜を構成し且つ上記軟磁性
膜上に形成された第一の非磁性スペ−サ膜と、該２層膜
を覆い且つ両端が前記ギャップ膜に接触するように形成
された第二の非磁性スペ−サ膜とから成り、上記磁気抵
抗効果膜は第二の非磁性スペ−サ膜上に形成されること
を特徴とする請求項１乃至４記載の磁気抵抗効果型磁気
ヘッド。
【請求項６】非磁性基板上に形成された磁気シールド膜
と、該磁気シールド膜上に形成された反強磁性膜と、該
反強磁性膜上の中央部に形成され且つ非磁性膜と該非磁
性膜上に形成された軟磁性膜と該軟磁性膜上に形成され
た非磁性スペーサ膜とから構成される３層膜と、該３層
膜を覆い且つ両端が前記反強磁性膜に接触するように形
成された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果膜上の磁気
感磁部を除く両端部に形成された一対の信号取り出し電
極とを有することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。
【請求項７】上記磁気抵抗効果膜上の磁気感磁部を除く
両端部に形成され、且つ上記磁気抵抗効果膜と一対の信
号取り出し電極との間に形成された少なくとも一対の強
磁性膜を有することを特徴とする請求項６記載の磁気抵
抗効果型磁気ヘッド。
【請求項８】上記反強磁性膜上の中央部に形成された非
磁性膜と軟磁性膜と強磁性膜と非磁性スペーサ膜とから
構成される４層膜と、該４層膜を覆い且つ両端が前記反
強磁性膜に接触するように形成された磁気抵抗効果膜を
有することを特徴とする請求項６乃至７記載の磁気抵抗
効果型磁気ヘッド。
【請求項９】上記ギャップ膜上の中央部に形成され且つ
軟磁性膜と該軟磁性膜上に形成された非磁性スペーサ膜
とから構成される２層膜の両端がテ−パ−形状を所持す
ることを特徴とする請求項１乃至５記載の磁気抵抗効果
型磁気ヘッド。
【請求項１０】上記反強磁性膜上の中央部に形成され且
つ非磁性膜と該非磁性膜上に形成された軟磁性膜と該軟
磁性膜上に形成された非磁性スペーサ膜とから構成され
る３層膜の両端がテ−パ−形状を所持することを特徴と
する請求項６乃至７記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項１１】上記反強磁性膜上の中央部に形成された
非磁性膜と軟磁性膜と強磁性膜と非磁性スペーサ膜とか
ら構成される４層膜の両端がテ−パ−形状を所持するこ
とを特徴とする請求項８記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド。
【請求項１２】非磁性基板上に磁気シールド膜を形成
し、該磁気シールド膜上にギャップ膜を形成し、該ギャ
ップ膜上の中央部に軟磁性膜と第一の非磁性スペーサ膜
の２層膜を真空中で連続形成し、該２層膜の両端をテー
パ形状に加工し、次に、該２層膜を覆い且つ両端が前記
ギャップ膜に接触するように磁気抵抗効果膜を形成する
ことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方
法。
【請求項１３】上記ギャップ膜上の中央部に軟磁性膜と
第一の非磁性スペーサ膜の２層膜を真空中で連続形成
し、該２層膜の両端をテーパ形状に加工し、次に、該２
層膜を覆い且つ両端が前記ギャップ膜に接触するように
第二の非磁性スペーサ膜を形成し、該第二の非磁性スペ
ーサ膜上に磁気抵抗効果膜を形成することを特徴とする
請求項１２記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方
法。
【請求項１４】上記磁気抵抗効果膜上の磁気感磁部を除
く両端部に一対の強磁性膜と導電性反強磁性膜を真空中
で連続形成することを特徴とする請求項１２乃至１３記
載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
【請求項１５】上記反強磁性膜はＮｉＯから構成される
ことを特徴とする請求項３乃至６記載の磁気抵抗効果型
磁気ヘッド。
【請求項１６】上記強磁性膜はＮｉＦｅ合金から構成さ
れることを特徴とする請求項７乃至９記載の磁気抵抗効
果型磁気ヘッド。