JPH097116A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気記録媒体からの信号磁界の引き込み効果
に優れ、高い再生出力が得られる薄膜磁気ヘッド及びそ
の製造方法を提供する。 【構成】 磁性材料からなる下層シールド１上に下部ギ
ャップ層２を介して磁気抵抗効果素子３及びフラックス
ガイド４が形成されるとともに、上記磁気抵抗効果素子
３及びフラックスガイド４上に絶縁層５，８ａ，８ｂ及
び上部ギャップ層９を介して磁性材料からなる上層シー
ルド１０が形成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、フ
ラックスガイド４と上層シールド１０との間の最短距離
ｔと、フラックスガイド４上に最初に成膜された絶縁層
５の膜厚とを略同一とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子を用
いた薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。詳しく
は、磁気記録媒体からの信号磁界を効率良く磁気抵抗効
果素子に引き込むためのフラックスガイドを有する薄膜
磁気ヘッドの出力の向上を図るものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体からの信号磁界によって抵
抗が変化する磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と称す
る。）の抵抗変化を再生出力として検出する磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドと称する。）
は、その再生出力が媒体速度に依存せず、媒体速度が遅
くても高再生出力が得られるという特徴を有しており、
例えばハードディスク装置の小型大容量化を実現する磁
気ヘッドとして注目されている。

【０００３】このようなＭＲヘッドは、図１３に示すよ
うに、軟磁性材料からなる下層シールド３１と、下層シ
ールド３１上に形成された非磁性材料からなる下部ギャ
ップ層３２と、下部ギャップ層３２上に形成されたＭＲ
素子３３と、ＭＲ素子３３上に形成された第１の絶縁層
３４と、ＭＲ素子３３の後端部３３ａに一部が重なるよ
うに形成されたセンス電流用導体層３５と、ＭＲ素子３
３の上を横切るように第１の絶縁層３４上に形成された
バイアス電流用導体層３６と、バイアス電流用導体層３
６とセンス電流用導体層３５を覆うように形成された第
２の絶縁層３７と、ＭＲ素子３３と先端部３３ｂにおい
て接続するように形成された非磁性材料からなる上部ギ
ャップ層３８と、上部ギャップ層３８上に形成された軟
磁性材料からなる上層シールド３９とから構成される。

【０００４】このようなＭＲヘッドで磁気記録媒体から
信号を再生する際には、バイアス電流用導体層３６を流
れる電流によってＭＲ素子３３にバイアス磁界が印加さ
れるとともに、センス電流用導体層３５及び上層シール
ド３８を介して、ＭＲ素子３３にセンス電流が供給され
る。そして、磁気記録媒体からＭＲ素子３３に引き込ま
れる信号磁界の大きさに依存するＭＲ素子３３の抵抗変
化に基づいて、磁気記録媒体からの信号が再生される。

【０００５】ところで、ＭＲヘッドにおいて、ＭＲ素子
の抵抗変化は磁気記録媒体からの信号磁界によるため、
再生信号出力を向上させるためには、上記信号磁界が効
率良くＭＲ素子に導かれることが望ましい。そこで、信
号磁界を効率良くＭＲ素子に導くために、ＭＲ素子の後
端部に接するように、磁性材料からなるフラックスガイ
ドを配することが検討されている。

【０００６】このようなフラックスガイドを有するＭＲ
ヘッドは、例えば、図１４に示すように、下層シールド
４１と、下層シールド４１上に形成された下部ギャップ
層４２と、下部ギャップ層４２上に形成されたＭＲ素子
４３と、ＭＲ素子４３の後端部４３ａに一部が重なるよ
うに形成されたフラックスガイド４４と、ＭＲ素子４３
及びフラックスガイド４４上に形成された第１の絶縁層
４５と、フラックスガイド４４の後端部４４ａに重なる
ように形成されたセンス電流用導体層４６と、ＭＲ素子
４３の上を横切るように第１の絶縁層４５上に形成され
たバイアス電流用導体層４７と、バイアス電流用導体層
４７とセンス電流用導体層４６を覆うように形成された
第２の絶縁層４８と、ＭＲ素子４３と先端部４３ｂにお
いて接続するように形成された上部ギャップ層４９と、
上部ギャップ層４９上に形成された上層シールド５０と
から構成される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなＭＲヘッ
ドでは、フラックスガイドによって信号磁界が比較的に
効率良くＭＲ素子に導かれるために、比較的に高い再生
出力が得られる。しかしながら、より高記録密度化を図
るために挟ギャップ化を進めていった場合には、更に信
号磁界の引き込み効果を高める必要がある。

【０００８】そこで、本発明は、従来のこのような実情
に鑑みて提案されたものであり、磁気記録媒体からの信
号磁界の引き込み効果に優れ、今まで以上に高い再生出
力が得られる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供す
ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに完成された本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、磁性材
料からなる下層シールド上に、下部ギャップ層を介して
磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドが形成されると
ともに、上記磁気抵抗効果素子及びフラックスガイド上
に、絶縁層及び上部ギャップ層からなる磁気ギャップ層
を介して、磁性材料からなる上層シールドが形成されて
なる薄膜磁気ヘッドであって、上記フラックスガイド上
における上記磁気ギャップ層の少なくとも一部の厚さ
が、上記磁気抵抗効果素子上における上記磁気ギャップ
層の厚さよりも薄いことを特徴とするものである。ここ
で、フラックスガイドと上層シールドとの間の最短距離
と、上記フラックスガイド上に最初に成膜された絶縁層
の膜厚とは、略同一であることが好ましい。

【００１０】一方、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法は、磁性材料からなる下層シールド上に下部ギャッ
プ層を形成し、上記下部ギャップ層上に磁気抵抗効果素
子及びフラックスガイドを形成し、上記磁気抵抗効果素
子及びフラックスガイド上に絶縁層及び上部ギャップ層
を形成し、上記フラックスガイド上に形成された絶縁層
及び上部ギャップ層の一部を除去し、上記上部ギャップ
層上に磁性材料からなる上層シールドを形成することを
特徴とするものである。なお、フラックスガイド上に形
成された絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去する際
には、上記フラックスガイドと前記上層シールドとの間
の最短距離と、上記フラックスガイド上に最初に成膜さ
れた絶縁層の膜厚とが略同一となるように、絶縁層及び
上部ギャップ層の一部を除去することが好ましい。

【００１１】

【作用】本発明の薄膜磁気ヘッドでは、フラックスガイ
ドと上層シールドとの間の距離が短いため、フラックス
ガイドだけでなく、上層シールドも磁気記録媒体からの
信号磁界を効率良くＭＲ素子に導くように機能する。し
たがって、この薄膜磁気ヘッドでは、非常に効率良く信
号磁界がＭＲ素子に導かれる。

【００１２】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
では、フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部
ギャップ層の一部を除去した上で、上部ギャップ層上に
上層シールドを形成するため、フラックスガイドと上層
シールドとの間の距離が短くなる。したがって、このよ
うに製造された薄膜磁気ヘッドでは、フラックスガイド
だけでなく、上層シールドも磁気記録媒体からの信号磁
界を効率良くＭＲ素子に導くように機能する。したがっ
て、このように製造された薄膜磁気ヘッドでは、非常に
効率良く信号磁界がＭＲ素子に導かれる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１４】本実施例のＭＲヘッドは、図１に示すよう
に、下層シールド１と、下層シールド１上に形成された
下部ギャップ層２と、下部ギャップ層２上に形成された
ＭＲ素子３と、ＭＲ素子３の後端部３ａに一部が重なる
ように形成されたフラックスガイド４と、ＭＲ素子３及
びフラックスガイド４上に形成された絶縁層５と、フラ
ックスガイド４の後端部４ａに重なるように形成された
センス電流用導体層６と、ＭＲ素子３の上を横切るよう
に絶縁層５上に形成されたバイアス電流用導体層７と、
バイアス電流用導体層７を覆うように形成された絶縁層
８ａと、センス電流用導体層６を覆うように形成された
絶縁層８ｂと、ＭＲ素子３と先端部３ｂにおいて接続す
るように形成された上部ギャップ層９と、これらの上に
形成された上層シールド１０とから構成される。

【００１５】ここで、上層シールド１０とフラックスガ
イド４との間の最短距離ｔと、フラックスガイド４上に
形成された絶縁層５の膜厚とは、ほぼ同じである。すな
わち、フラックスガイド４の少なくとも一部において
は、絶縁層５だけを介してフラックスガイド４上に上層
シールド１０が形成されている。

【００１６】上記ＭＲヘッドにおいて、下層シールド１
と上層シールド１０は磁性材料からなり、下部ギャップ
層２は電気的に非導体である非磁性材料からなり、上部
ギャップ層９は電気的に良導体である非磁性材料からな
り、フラックスガイド４は電気的に良導体である磁性材
料からなる。

【００１７】ここで、下層シールド１、上層シールド１
０、下部ギャップ層２及び上部ギャップ層９は、磁気記
録媒体からの信号磁界のうち、再生対象外の磁界がＭＲ
素子３に引き込まれないように機能する。すなわち、下
層シールド１及び上層シールド１０が、ＭＲ素子３の上
下に下部ギャップ層２及び上部ギャップ層９を介して配
されているため、磁気記録媒体からの信号磁界のうち、
再生対象以外の磁界は下層シールド１及び上層シールド
１０に導かれ、再生対象の磁界だけがＭＲ素子３に引き
込まれる。

【００１８】一方、フラックスガイド４及びセンス電流
用導体層６と、上部ギャップ層９とは、ＭＲ素子３にセ
ンス電流を供給するための電極として機能する。すなわ
ち、ＭＲ素子３は、後端部３ａにおいてフラックスガイ
ド４を介してセンス電流用導体層６と電気的に接続され
ており、先端部３ｂにおいて上部ギャップ層９と電気的
に接続されている。そして、磁気記録媒体から信号磁界
を検出する際に、これらを介してＭＲ素子３にセンス電
流が供給される。

【００１９】また、フラックスガイド４及び上層シール
ド１０は、信号磁界を効率良くＭＲ素子に導くようにも
機能する。すなわち、ＭＲ素子３の後端部３ａに接続さ
れたフラックスガイド４によって、磁気記録媒体からの
信号磁界が効率良くＭＲ素子３に導かれるとともに、フ
ラックスガイド４の上に絶縁層５を介して配されている
上層シールド１０によっても、磁気記録媒体からの信号
磁界が効率良くＭＲ素子３に導かれる。したがって、こ
のＭＲヘッドでは、非常に効率良く信号磁界がＭＲ素子
３に導かれる。

【００２０】また、ＭＲ素子３の上を横切るように絶縁
層５上に形成されたバイアス電流用導体層７は、ＭＲ素
子３にバイアス磁界を印加するためものである。すなわ
ち、磁気記録媒体から信号磁界を検出する際に、このバ
イアス電流用導体層７に電流を流すことにより、より高
い磁気抵抗効果が得られるように、ＭＲ素子３にバイア
ス磁界が印加される。

【００２１】以上のようなＭＲヘッドを作製する際は、
先ず、図２に示すような軟磁性材料からなる下層シール
ド１上に、図３に示すように、下部ギャップ層２を形成
し、この下部ギャップ層２上にＭＲ素子３を形成する。
ここで、下部ギャップ層２は、Ａｌ₂Ｏ₃等のような電気
的に非導体である非磁性材料からなり、ＭＲ素子３の下
部を電気的に絶縁するとともに、ＭＲ素子３の下部に磁
気的ギャップを形成する。一方、ＭＲ素子３は、ＭＲヘ
ッドの感磁部となるものであり、磁気抵抗効果を有する
材料からなる。

【００２２】次に、図４に示すように、ＭＲ素子３の後
方に露出している下部ギャップ層２上、及びＭＲ素子３
の後端部３ａ上に、ＭＲ素子３の後端部３ａにおいてＭ
Ｒ素子３と電気的及び磁気的に接続するように、フラッ
クスガイド４を形成する。このフラックスガイド４は、
ＭＲ素子３に信号磁界を効率良く引き込むとともに、Ｍ
Ｒ素子３にセンス電流を提供するためのものである。そ
して、このフラックスガイド４は、電気的に良導体であ
る磁性材料からなり、例えば、単層のパーマロイ薄膜、
Ｔａ薄膜とパーマロイ薄膜の積層膜、パーマロイ薄膜と
Ｔｉ薄膜の積層膜等からなる。

【００２３】次に、図５に示すように、ＭＲ素子３及び
フラックスガイド４上に絶縁層５を成膜し、その後に、
図６に示すように、絶縁層５にフラックスガイド４の後
端部４ａへ通じる接続孔を形成する。

【００２４】次に、図７に示すように、フラックスガイ
ド４の後端部４ａ上に、フラックスガイド４の後端部４
ａにおいてフラックスガイド４と電気的に接続するよう
に、センス電流用導体層６を形成するとともに、ＭＲ素
子３の上を横切るように絶縁層５上にバイアス電流用導
体層７を形成する。ここで、センス電流用導体層６は、
ＭＲ素子３にフラックスガイド４を介して、センス電流
を供給するためのものであり、バイアス電流用導体層７
は、ＭＲ素子３にバイアス磁界を印加するためのもので
ある。

【００２５】次に、図８に示すように、センス電流用導
体層６、バイアス電流用導体層７及び絶縁層５上に、絶
縁層８を形成し、その後、ＭＲ素子３の先端部３ｂが露
出するように、絶縁層５及び絶縁層８に、ＭＲ素子３の
先端部３ｂに通じる接続孔を形成する。

【００２６】次に、図９に示すように、ＭＲ素子３の先
端部３ｂ及び絶縁層８上に、ＭＲ素子３の先端部３ｂに
おいてＭＲ素子３と電気的に接続するように、上部ギャ
ップ層９を形成する。この上部ギャップ層９は、ＭＲ素
子３にセンス電流を供給するとともに、ＭＲ素子３の上
部に磁気的ギャップを形成するためのものであり、電気
的に良導体である非磁性材料からなる。

【００２７】なお、以上の工程で形成された絶縁層５、
絶縁層８及び上部ギャップ層９は、ＭＲ素子３及びフラ
ックスガイド４と、後工程で形成される上層シールド１
０との間に磁気的ギャップを形成する磁気ギャップ層と
なる。

【００２８】次に、図１０に示すように、フラックスガ
イド４の上部の上部ギャップ層９及び絶縁層８の一部、
すなわち磁気ギャップ層の一部を除去した上で、図１１
に示すように、軟磁性材料からなる上部シルード１０を
積層する。このように、上部ギャップ層９及び絶縁層８
の一部を除去した上で上部シルード１０を積層すること
により、フラックスガイド４と上層シールド１０との間
の最短距離ｔと、絶縁層５の膜厚とがほぼ同一となる。
したがって、このＭＲヘッドでは、フラックスガイド４
と上層シールド１０との間の距離が短く、フラックスガ
イド４だけでなく、上層シールド１０も磁気記録媒体か
らの信号磁界をＭＲ素子に導くように機能する。そのた
め、このＭＲヘッドでは、非常に効率良く信号磁界がＭ
Ｒ素子３に導かれ、高い再生出力が得られる。

【００２９】以上の工程の後、所定の形状に切り出すこ
とによってＭＲヘッドが完成するが、ＭＲヘッドは再生
専用磁気ヘッドであるため、記録再生用磁気ヘッドとす
るために、このＭＲヘッド上に記録用磁気ヘッドを積層
してもよい。そこで、記録用磁気ヘッドとして、図１２
に示すような、上記ＭＲヘッドの上層シールド１０を記
録用磁気コアとして使用するインダクティブヘッドを、
上記ＭＲヘッド上に形成する方法について、以下に説明
する。

【００３０】図１２に示すようなインダクティブヘッド
を形成する際は、先ず、一方の記録用磁気コアとして機
能する上層シールド１０上に、Ａｌ₂Ｏ₃等の非磁性材料
からなる磁気ギャップ膜２１を形成する。

【００３１】次に、磁気ギャップ膜２１の一部を除去し
て、一方の記録用磁気コアとして機能する上層シールド
１０と、後工程で形成する他方の記録用磁気コアとの磁
気的結合を図るためのコンタクトホール２２を形成す
る。

【００３２】次に、上層シールド１０と、後工程で形成
する記録用コイルとの絶縁を図るとともに、平坦なコイ
ル形成面を得るために、有機材料等からなる平坦化層２
３を磁気ギャップ膜２１上に形成する。

【００３３】次に、Ｃｕ等の良導体金属をパターンメッ
キして、平坦化層２３上に記録用コイル２４をスパイラ
ル状に形成する。

【００３４】次に、上記記録用コイル２４上に、記録用
コイル２４と、後工程で形成する記録用磁気コアとの絶
縁を図るとともに、平坦な磁気コア形成面を得るため
に、有機材料等からなる平坦化層２５を、平坦化層２３
及び記録用コイル２４上に形成する。

【００３５】次に、平坦化層２５上に、軟磁性材料から
なる記録用磁気コア２６を形成し、その後、外部回路と
記録用コイル２４とを接続するための端子（図示せず）
を形成する。

【００３６】次に、記録用磁気コア２６上に、Ａｌ₂Ｏ₃
等からなる保護膜２７を形成し、その後、前工程で形成
した端子が露出するように保護膜２７の一部を研磨し、
露出した端子上に外部回路と接続するためのボンディン
グパッド（図示せず）を形成する。

【００３７】以上の工程により、記録用磁気コアとして
機能する上層シールド１０と、記録用磁気コア２６との
間に磁気ギャップｇが形成されたインダクティブヘッド
がＭＲヘッド上に形成され、再生用のＭＲヘッドと、記
録用のインダクティブヘッドとを備えた記録再生用の複
合型薄膜磁気ヘッドが完成する。

【００３８】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、上層シールドが磁気記録媒体からの信号磁
界をＭＲ素子に導くように機能し、磁気記録媒体からの
信号磁界の引き込み効果に優れた、高い再生出力が得ら
れる薄膜磁気ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した薄膜磁気ヘッドの一構成例を
示す要部横断面図である。

【図２】下層シールドの一例を示す要部横断面図であ
る。

【図３】下部ギャップ層及びＭＲ素子を形成する工程を
示す要部横断面図である。

【図４】フラックスガイドを形成する工程を示す要部横
断面図である。

【図５】絶縁層を形成する工程を示す要部横断面図であ
る。

【図６】フラックスガイド上に接続孔を形成する工程を
示す要部横断面図である。

【図７】バイアス電流用導体層及びセンス電流用導体層
を形成する工程を示す要部横断面図である。

【図８】絶縁層を形成する工程を示す要部横断面図であ
る。

【図９】上部ギャップ層を形成する工程を示す要部横断
面図である。

【図１０】上部ギャップ層及び絶縁層の一部を除去を形
成する工程を示す要部横断面図である。

【図１１】上層シールドを形成する工程を示す要部横断
面図である。

【図１２】ＭＲヘッド上に積層されたインダクティブヘ
ッドの一構成例を示す要部横断面図である。

【図１３】従来のＭＲヘッドの一構成例を示す要部横断
面図である。

【図１４】従来のＭＲヘッドの他の構成例を示す要部横
断面図である。

【符号の説明】

１ 下層シールド ２ 下部ギャップ層 ３ ＭＲ素子 ４ フラックスガイド ５，８，８ａ，８ｂ 絶縁層 ６ センス電流用導体層 ７ バイアス電流用導体層 ９ 上部ギャップ層 １０ 上層シールド

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁性材料からなる下層シールド上に、下
   部ギャップ層を介して磁気抵抗効果素子及びフラックス
   ガイドが形成されるとともに、上記磁気抵抗効果素子及
   びフラックスガイド上に、絶縁層及び上部ギャップ層か
   らなる磁気ギャップ層を介して、磁性材料からなる上層
   シールドが形成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、 上記フラックスガイド上における上記磁気ギャップ層の
   少なくとも一部の厚さが、上記磁気抵抗効果素子上にお
   ける上記磁気ギャップ層の厚さよりも薄いことを特徴と
   する薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 前記フラックスガイドと前記上層シール
   ドとの間の最短距離と、上記フラックスガイド上に最初
   に成膜された絶縁層の膜厚とが略同一であることを特徴
   とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 上記上層シールド上に、磁気記録用の薄
   膜磁気ヘッドが積層されていることを特徴とする請求項
   １記載の薄膜磁気ヘッド。
4. 【請求項４】 磁性材料からなる下層シールド上に下部
   ギャップ層を形成し、 上記下部ギャップ層上に磁気抵抗効果素子及びフラック
   スガイドを形成し、 上記磁気抵抗効果素子及びフラックスガイド上に絶縁層
   及び上部ギャップ層を形成し、 上記フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部ギ
   ャップ層の一部を除去し、 上記上部ギャップ層上に磁性材料からなる上層シールド
   を形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方
   法。
5. 【請求項５】 フラックスガイド上に形成された絶縁層
   及び上部ギャップ層の一部を除去する際に、 上記フラックスガイドと前記上層シールドとの間の最短
   距離と、上記フラックスガイド上に最初に成膜された絶
   縁層の膜厚とが略同一となるように、絶縁層及び上部ギ
   ャップ層の一部を除去することを特徴とする請求項４記
   載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
6. 【請求項６】 前記上層シールド上に磁気記録用の薄膜
   磁気ヘッドを積層することを特徴とする請求項４記載の
   薄膜磁気ヘッドの製造方法。