JPH1011719A

JPH1011719A - 磁気抵抗効果ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH1011719A
Application number: JP16782596A
Authority: JP
Inventors: Eizo Fukami; 栄三深見
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-06-27
Filing date: 1996-06-27
Publication date: 1998-01-16

Abstract

(57)【要約】【課題】効率よく磁気記録情報を再生できる磁気抵抗
効果ヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドは、軟
磁性横バイアス膜１１０、非磁性スペーサ膜１２０、磁
気抵抗効果膜１３０、反強磁性膜１４１，１４２及び電
極膜１５１，１５２が順次積層され、かつ、軟磁性横バ
イアス膜１１０は情報検出領域１０を含むその近傍にの
み形成され、反強磁性膜１４１，１４２及び電極膜１５
１，１５２は検出領域１０を除く磁気抵抗効果膜１３０
の両端部にのみ形成された構造になっている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体から
情報を読み取るための磁気ヘッドに関し、さらに詳しく
は、磁気抵抗効果により情報を読み取ることを特徴とす
る磁気抵抗効果ヘッド及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気抵抗効果センサを用いて磁気的に記
録された情報を検出する方法はよく知られており、磁気
抵抗効果ヘッドとして高密度対応磁気ディスク記録装置
などに用いられつつある。磁気抵抗効果センサの材料と
しては、磁気抵抗効果膜であるＮｉＦｅ合金（パーマロ
イ）膜やＮｉＦｅＣｏ合金膜などが一般に用られる。そ
の際、バルクハウゼンジャンプノイズと呼ばれる磁化の
多磁区構造に起因する雑音を制御するために、縦方向バ
イアスと呼ばれる磁界を磁気抵抗効果膜に印加したり、
また、磁気抵抗効果センサを線形動作領域内で用いるた
めに、横方向バイアス磁界を印加したりすることが望ま
しい。

【０００３】横方向バイアス磁界を印加する１つの手法
として、ソフトフィルムバイアス法があり、磁気抵抗効
果膜に非磁性スペーサ膜を介して積層された軟磁性膜の
磁化を、磁気抵抗効果膜に流れる情報検出電流により作
り出される磁界を用いて磁気抵抗効果膜の磁化と抵当な
角度（望ましくは９０度）に向け、その磁化からの漏洩
磁界によりバイアス磁界を印加するものである。また、
縦方向バイアス磁界の印加方法もいくつか提案されてい
る。

【０００４】これらのバイアス磁界印加のための具体的
方法としては、図１７に示すように、軟磁性横バイアス
膜６１０、非磁性スペーサ膜６２０及び磁気抵抗効果膜
６３０を順次積層し、磁気抵抗効果膜６３０の情報検出
領域１０を除く両端部領域に磁気抵抗効果膜６３０と交
換結合するように反強磁性縦バイアス膜６４１、６４２
を配設し、次いで電極膜６５１、６５２を積層した構造
が特開昭６２−４０６１０号公報に開示されている。し
かしながら、この構造では、軟磁性横バイアス膜６１０
の両端部の磁化は磁気抵抗効果膜６３０に流れる検出電
流による磁界によって充分に制御されないため、不安定
な動作特性及びバルクハウゼンノイズが生じる恐れがあ
る。

【０００５】そこで、その改良型として、図１８に示す
ように、磁気抵抗効果膜７３０上の情報検出領域１０の
みに非磁性スペーサ膜７２０及び軟磁性横バイアス膜７
１０を配置し、それに隣接するように反強磁性縦バイア
ス膜７４１，７４２及び電極膜７５１，７５２を配置し
た構造の磁気抵抗効果ヘッドが特開昭６３−１１７３１
０号公報に開示されている。

【０００６】また、図１９に示すように、軟磁性横バイ
アス膜８１０，非磁性スペーサ膜８２０及び磁気抵抗効
果膜８３０の順に積層し、そられの両端部をテーパ状に
加工し、その両端部に隣接して強磁性膜８４１，８４２
と反強磁性膜８５１，８５２からなる強磁性／反強磁性
縦バイアス膜及び電極膜８６１、８６２を積層して配設
した構造が特開平７−５７２２３号公報に開示されてい
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開昭
６３−１１３７１０号公報に開示されているような構造
の磁気抵抗効果ヘッドでは、軟磁性横バイアス膜７１０
に積極的に検出電流が流れ磁気抵抗効果膜７３０への分
流が減少するため、再生出力が効率的に得られない。ま
た、特開平７−５７２２３号公報に開示されているよう
な構造においても、強磁性／反強磁性縦バイアス膜には
従来からＮｉＦｅ／ＦｅＭｎ膜あるいはＨｉＦｅ／Ｎｉ
Ｍｎ膜などの金属膜が用いられることから、軟磁性横バ
イアス膜８１０にも検出電流が少なからず流れ磁気抵抗
効果膜８３０への分流が減少するため、再生出力が効率
的に得られない。

【０００８】

【発明の目的】そこで、本発明は、効率よく磁気記録情
報を再生できる磁気抵抗効果ヘッド及びその製造方法を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記従来の欠
点を鑑みなされたものであり、軟磁性横バイアス膜を磁
気抵抗効果膜の情報検出領域を含むその近傍にのみ配設
させることによって、軟磁性横バイアス膜の磁化を適切
な向きに安定して制御でき、外部からの不必要な磁界に
よる軟磁性横バイアス膜の磁化の撹乱によって誘発され
る不安定な動作特性及びバルクハウゼンジャンプノイズ
を防止しつつ、軟磁性横バイアス膜への検出電流の分流
を最小限に抑え磁気抵抗効果膜に流れる検出電流を増大
させることによって、効率よく磁気記録情報を再生でき
る磁気抵抗効果ヘッド及びその製造方法である。

【００１０】すなわち、本発明に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドは、軟磁性横バイアス膜と磁気抵抗効果膜とが非磁性
スペーサ膜を介して積層されてなり、前記軟磁性横バイ
アス膜の面積が前記磁気抵抗効果膜の情報検出領域より
も大きくかつ前記磁気抵抗効果膜全体よりも小さく形成
されているという基本的構成を採っている。

【００１１】詳しく言えば、本発明に係る磁気抵抗効果
ヘッドは、基板上に形成された情報検出領域において、
磁気的に記録された情報を検出する磁気抵抗効果ヘッド
であって、前記基板上の少なくとも前記情報検出領域と
なる部分に形成された軟磁性膜と、前記軟磁性膜の全体
を覆うように形成された非磁性スペーサ膜と前記非磁性
スペーサ膜上に積層されてなる磁気抵抗効果膜を有する
ことを特徴とする。また、前記軟磁性膜の寸法が、前記
情報検出領域の幅以上でかつその幅の２倍以下であるも
のとしてもよい。前記軟磁性膜の両端部がテーパ形状に
加工されているものとしてもよい。前記非磁性スペーサ
膜と前記磁気抵抗効果膜の両端部がテーパ形状に加工さ
れているものとしてもよい。前記非磁性スペーサ膜と前
記磁気抵抗効果膜の両端部がテーパ形状に加工されてお
り、かつ、前記非磁性スペーサ膜のテーパの下部がその
上部より緩やかな傾斜になっているものとしてもよい。
前記磁気抵抗効果膜上の前記情報検出領域とならない部
分に、前記磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁界を印加する
手段と情報検出電流を磁気抵抗効果膜に流すための電極
膜とを備えたものとしてもよい。基板上に形成された情
報検出領域において、磁気的に記録された情報を検出す
る磁気抵抗効果ヘッドの製造法であって、前記基板上
に、軟磁性膜を形成する工程と、前記軟磁性膜を前記情
報検出領域となる部分に寸法が前記情報検出領域の幅以
上でかつその幅の２倍以下であり所定の形状にパターン
化する工程と、前記非磁性スペーサ膜及び磁気抵抗効果
膜を前記軟磁性膜の全体を覆うように形成し所定の形状
にパターン化する工程と、前記磁気抵抗効果膜に縦バイ
アスを印加するための縦バアイス膜を及び情報検出電流
を磁気抵抗効果膜に流すための電極膜を形成する工程と
を少なくとも順次行うことを特徴とするものとしてもよ
い。

【００１２】

【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る磁気抵抗効
果ヘッドの第一実施形態を示す概略断面図である。図２
及び図３は、図１の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示
す概略断面図である。以下、図１、図２及び図３に基づ
いて説明する。

【００１３】図１は、磁気抵抗効果ヘッドのセンサ主要
領域をエアー・ベアリング面（ＡＢＳ）から見たもので
ある。本実施形態の磁気抵抗効果ヘッドは、軟磁性横バ
イアス膜１１０、非磁性スペーサ膜１２０、磁気抵抗効
果膜１３０、反強磁性膜１４１，１４２及び電極膜１５
１，１５２が順次積層され、かつ、軟磁性横バイアス膜
１１０は情報検出領域１０を含むその近傍にのみ形成さ
れ、反強磁性膜１４１，１４２及び電極膜１５１，１５
２は検出領域１０を除く磁気抵抗効果膜１３０の両端部
にのみ形成された構造になっている。

【００１４】次に、上記磁気抵抗効果ヘッドの製造工程
について説明する。

【００１５】まず、図２（ａ）に示すように、Ａｌ₂Ｏ
₃−ＴｉＣ系セラミックの基板１上に、厚さが０．１ミ
クロンのＡｌ₂Ｏ₃からなる絶縁膜２、厚さが２８０オ
ングストロームのＣｏＺｒＭｏ非晶質合金からなる軟磁
性横バイアス膜１１０を順次スパッタ法を用いて積層成
膜し、さらにその上に適当な厚さのフォトレジスト３を
塗布し、適当な条件で露光・現像することによってパタ
ーン化した。

【００１６】次いで、イオンミリング法を用いて、図２
（ｂ）に示すように、軟磁性横バイアス膜１１０をパタ
ーン化し、アセトンあるいは剥離剤などの有機溶剤を用
いてフォトレジスト３を除去した。ここでは、軟磁性横
バイアス膜１１０をイオンミリング法によりパターン化
する際、イオンビームを軟磁性バイアス膜１１０面に対
して垂直に入射させることによって、軟磁性バイアス膜
１１０の両端部を絶縁膜２面に対してほぼ直角になるよ
うにパターン加工している。しかし、イオンビームを軟
磁性バイアス膜１１０面に対して斜めに入射させること
によって、軟磁性バイアス膜１１０の両端部をテーパ状
にパターン加工してもよい。

【００１７】その後、２５０オングストロームの膜厚の
ＳｉＮからなる非磁性スペーサ膜１２０及び３００オン
グストロームの膜厚のＮｉＦｅからなる磁気抵抗膜１３
０をスパッタ法を用いて順に積層成膜し、さらにその上
に適当な厚さのフォトレジスト４を塗布し、適当な条件
で露光・現像することによってパターン化して図２
（ｃ）に示すように形成した。

【００１８】次いで、図３（ｄ）に示すように、５００
オングストロームの膜厚のＮｉＭｎからなる反強磁性縦
バイアス膜１４１，１４２及び１０００オングストロー
ムの膜厚のＡｕからなる電極膜１５１，１５２を順次ス
パッタ法を用いて積層成膜した後、アセトンあるいは剥
離剤などの有機溶剤を用いてフォトレジスト４を除去し
た。このとき、反強磁性縦バイアス膜１４１，１４２及
び電極膜１５１，１５２を積層成膜する前に、少なくと
も反強磁性縦バイアス膜１４１，１４２と隣接接合する
磁気抵抗効果膜１３０の表面をエッチングなどの処理に
よってクリーニングしておくことが望ましい。

【００１９】次いで、図３（ｅ）に示すように、０．１
ミクロンの厚さのＡｌ₂Ｏ₃からなる絶縁性保護膜５を
形成し、磁気抵抗効果ヘッド素子を作製した。

【００２０】なお、上述した各々の機能膜の材料におい
ては、一例にすぎず、各々の機能膜として適切な材料を
用いればよく、厚さについても機能を損なわない範囲内
で設定すればよい。特に、非磁性スペーサ膜１２０の材
料としては、比抵抗が大きいほど好ましく、そのなかで
も絶縁性非磁性材料が最も望ましい。軟磁性横バイアス
膜１１０については、飽和磁束密度及び比抵抗の大きい
材料が好ましい。また、図２及び図３には示されていな
いが、磁気記録媒体に記録され、再生したい特定の信号
磁界以外の余分な磁界を遮蔽することを目的とした機能
膜として、基板１と絶縁膜２との間に強磁性材料からな
る下シールド膜や、絶縁性保護膜５の上に強磁性材料か
らなる上シールド膜を積層して形成してもよく、強磁性
材料としては、ＮｉＦｅ合金、ＦｅＡｉＳｉ合金又はＦ
ｅＴａＮ合金などが好ましい。

【００２１】その後、上記工程において作製された磁気
抵抗効果ヘッド素子に対して、周知の技術によりスライ
ダ加工を施すとともに、加圧バネ，支持アーム等の取り
付け及び電極への配線等を行って磁気抵抗効果ヘッドを
作製した。このようにして作製された磁気抵抗効果ヘッ
ドについて再生特性を調べたところ、外部からの不必要
な磁界による軟磁性横バイアス膜の磁化の撹乱によって
誘発される不安定な動作特性及びバルクハウゼンジャン
プノイズのない良好な再生特性が得られ、さらに従来と
同一の検出電流においても、大きな再生出力が得られ
た。

【００２２】図４は、図１の本実施形態の磁気抵抗効果
ヘッドを示す抵抗回路図である。図５は、図１８の従来
の磁気抵抗効果ヘッドを示す抵抗回路図である。以下、
図１、図４、図５及び図１８に基づいて、本実施形態の
磁気抵抗効果ヘッドの作用を説明する。

【００２３】図４（ａ）は、図１に示す本実施形態の磁
気抵抗効果ヘッドの抵抗回路図であり、簡単のために電
極膜１５１，１５２の抵抗は無視してある。そして、情
報検出領域を挟む両側の抵抗は対称であるので、さらに
簡略化でき、図４（ｂ）に示すような抵抗回路図が得ら
れる。

【００２４】ここで、電極膜１５１，１５２から流れ込
む全検出電流をＩとし、磁気抵抗効果膜１３０に流れる
電流をＩ_MRとすると、Ｉ_MR＝Ｉ／（１＋（Ｒ_MR＋Ｒ_B）
／（Ｒ_SP＋Ｒ_B＋Ｒ_MR1）＋（Ｒ_MR＋Ｒ_B）／（Ｒ_SAL
＋Ｒ_B＋Ｒ_MR1＋Ｒ_SP1））・・・式（１）と表され
る。

【００２５】図５（ａ）は、図１８に示す従来の磁気抵
抗効果ヘッドの抵抗回路図であり、簡単のために電極膜
７５１，７５２の抵抗は無視してある。そして、情報検
出領域を挟む両側の抵抗は対称であるので、さらに簡略
化でき、図５（ｂ）に示すような抵抗回路図が得られ
る。

【００２６】ここで、電極膜７５１，７５２から流れ込
む全検出電流をＩ’とし、磁気抵抗効果膜７３０に流れ
る電流Ｉ’ _MRとすると、Ｉ’_MR＝Ｉ’／（１＋（Ｒ’
_MR＋Ｒ’_B1）／（Ｒ’_SP＋Ｒ’_B1／２）＋（Ｒ’_MR＋
Ｒ’_B1）／Ｒ’_SAL）・・・式（２）と表される。

【００２７】さらに、磁気抵抗効果膜，非磁性スペーサ
膜、軟磁性横バイアス膜及び反強磁性バイアス膜の比抵
抗をそれぞれρ_MR，ρ_SP，ρ_SAL及びρ_Sとし、それ
ぞれの膜厚をｄ_MR，ｄ_SP，ｄ_SAL及びｄ_Bとする。ま
た、磁気抵抗効果膜、非磁性スペーサ膜及び軟磁性横バ
イアス膜の奥行き（図１及び図１８における素子の奥行
き）をＨ、電流が膜面にほぼ平行に流れるときの電流パ
ス長をＬ、図１及び図１８において電極膜から磁気抵抗
効果膜、非磁性スペーサ膜及び軟磁性横バイアス膜に電
流が流れるときのパス断面積をＸＨ及びＸ’Ｈ、かつ、
電流パス長は各膜厚に等しいと仮定すると、式（１）及
び式（２）は、それぞれＩ_MR＝Ｉ／（１＋（ρ_MRＬ／ｄ
_MRＨ＋２ρ_Bｄ_B／ＸＨ）／（ρ_SPＬ／ｄｓｐＨ＋２ρ
_Bｄ_B／ＸＨ＋２ρ_MRｄ_MR／ＸＨ）＋（ρ_MRＬ／ｄ_MRＨ
＋２ρ_Bｄ_B／ＸＨ）／（ρ_SAＬ／ｄ_sALＨ＋ＸＨ＋２
ρ_MRｄ_MR／ＸＨ＋２_MRｄ_MR／ＸＨ＋２ρ_SPｄ_SP／Ｘ
Ｈ））・・・式（３）、Ｉ’_MR＝Ｉ’／（１＋（ρ_MR
Ｌ／ｄ_MRＨ＋２ρ_Bｄ_B／Ｘ’Ｈ）／（ρ_SPＬ／ｄ_SPＨ
＋２ρ_Bｄ_BＸ’Ｈ）＋（ρ_MRＬ／ｄ_MRＨ＋２ρ_Bｄ_B
／Ｘ’Ｈ）／ρ_SPＬ＊ｄ_sALＨ）・・・式（４）と
書き換えられる。

【００２８】そこで、各定数として図６に示す値を用
い、Ｘ及びＸ’を０．０１μｍ、磁気抵抗効果比△ρ_MR
を０．０２５として、同一の検出電流（Ｉ＝Ｉ’）での
再生出力比Ｖ／Ｖ’を算出したところ、図７の結果を得
た。ここで、図６の各比抵抗の単位はμΩ・ｃｍとし、
各膜厚及びＬ，Ｈ，Ｘ，Ｘ’の単位はμｍとした。

【００２９】図７の結果から、図１８に示すような従来
の構造より、図１に示すような本発明の構造のほうが、
同一の検出電流で再生したときの出力は大きくなり、効
率よく再生できることがわかる。また、非磁性スペーサ
膜の比抵抗が大きい（すなわち絶縁性の高い膜）ほど、
そのときの出力比は大きくなり、効率も向上することが
わかる。

【００３０】次に、他の作用を説明する。

【００３１】軟磁性横バイアス膜は、通常容易磁化軸が
検出電流方向と平行になるように作製され、磁気抵抗効
果膜に横バイアス磁界を印加するために軟磁性横バイア
ス膜の磁化を、磁気抵抗効果膜に流れる電流により発生
する磁界によって理想的には検出電流と垂直方向に向け
て用いられる。ところが、図１７に示すように軟磁性横
バイアス膜６１０の寸法が長いと実行的な異方性磁界が
大きくなり、検出電流と垂直方向に向きにくくなる。そ
の結果、磁気抵抗膜に印加される横バイアス磁界が小さ
くなる。本発明の素子構造では、軟磁性横バイアス膜の
寸法が短いため、実行的な異方性磁界が小さくでき、容
易に検出電流と垂直方向に向く。その結果、磁気抵抗効
果膜に印加される横バイアス磁界を大きくできる。ま
た、横バイアス磁界は軟磁性横バイアス膜の単位体積あ
たりの磁化と膜厚との積に比例するため、図１７のよう
な素子構造での横バイアス磁界と同じ大きさの横バイア
ス磁界を印加しようとした場合には、本発明の素子構造
のほうが軟磁性横バイアス膜の厚さを薄くでき、その結
果、軟磁性バイアス膜への検出電流の分流も小さくでき
る。さらに、膜厚が薄くなると比抵抗が増大する傾向が
あるため、より分流が抑制されることが期待できる。

【００３２】図８は、本発明に係る磁気抵抗効果ヘッド
の第二実施形態を示す概略断面図である。図９及び図１
０は、図８の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示す概略
断面図である。以下、図８、図９及び図１０に基づいて
説明する。

【００３３】図８は、磁気抵抗効果ヘッドのセンサ主要
領域をＡＢＳから見たものである。本実施形態の磁気抵
抗効果ヘッドは、軟磁性横バイアス膜２１０、非磁性ス
ペーサ膜２２０、磁気抵抗効果膜２３０が順次積層さ
れ、かつ、軟磁性横バイアス膜２１０は磁気抵抗効果膜
２３０の情報検出領域１０を含むその近傍にのみ形成さ
れ、また、非磁性スペーサ膜２２０及び磁気抵抗効果膜
２３０の両端部がテーパ形状をなし、さらに、それぞれ
のテーパ形状部分から片側方向に延びるようにして硬磁
性縦バイアス膜２４１，２４２及び電極膜２５１，２５
２が形成された構造になっている。

【００３４】次に、上記磁気抵抗効果ヘッドの製造工程
について、図９及び図１０に基づいて詳述する。

【００３５】まず、図９（ａ）に示すように、Ａｌ₂Ｏ
₃−ＴｉＣ系セラミックの基板１上に、厚さが８００オ
ングストロームのＡｌ₂Ｏ₃からなる絶縁膜２、厚さが
２３０オングストロームのＣｏＺｒＭｏ非晶質合金から
なる軟磁性横バイアス膜２１０を順次スパッタ法を用い
て積層成膜し、さらにその上に適当な厚さのフォトレジ
スト３を塗布し、適当な条件で露光・現像することによ
ってパターン化した。

【００３６】次いで、イオンミリング法を用いて、図９
（ｂ）に示すように、軟磁性横バイアス膜１１０をパタ
ーン化し、アセトンあるいは剥離剤などの有機溶剤を用
いてフォトレジスト３を除去した。ここで、軟磁性横バ
イアス膜２１０をイオンミリング法によりパターン化す
る際、イオンビームを軟磁性バイアス膜２１０面に対し
て垂直に入射させることによって、軟磁性バイアス膜２
１０の両端部を絶縁膜２面に対してほぼ直角になるよう
にパターン加工している。しかし、イオンビームを軟磁
性バイアス膜２１０面に対して適度な角度をつけて入射
させることによって、軟磁性バイアス膜２１０の両端部
をテーパ状にパターン加工してもよい。

【００３７】その後、２００オングストロームの膜厚の
Ｔａからなる非磁性スペーサ膜２２０及び２５０オング
ストロームの膜厚のＮｉＦｅからなる磁気抵抗膜２３０
をスパッタ法を用いて順に積層成膜し、さらにその上に
適当な厚さのフォトレジスト６を塗布し、適当な条件で
露光・現像することによって図９（ｃ）に示すようにス
テンシル形状にパターン化した。このとき、ステンシル
の庇の部分は、軟磁性横バイアス膜２１０の幅と同程度
あるいはそれより適度に広くなるように形成する。ま
た、ここでは、フォトレジスト６はステンシル形状にパ
ターン化しているが、軟磁性横バイアス膜２１０の幅と
同程度あるいはそれより適度に広くなるように形成して
おけばステンシルの軸部がないような形状でもよい。

【００３８】次いで、イオンミリング法を用いて、図１
０（ｄ）に示すように、非磁性スペーサ膜２２０及び磁
気抵抗効果膜２３０を同時にテーパ状に加工した。ここ
で、図１０（ｄ）では、非磁性スペーサ膜２２０が完全
に除去され絶縁膜２の直上でイオンミリングが完了して
いるが、非磁性スペーサ膜２２０がテーパの下部で裾を
引くようななだらかな形状で適度な厚さで残存していて
もよい。

【００３９】次いで、スパッタ法を用いて、３２０オン
グストロームの膜厚のＣｏＰｔからなる硬磁性縦バイア
ス膜２４１，２４２及び１５００オングストロームの膜
厚のＡｕからなる電極膜２５１，２５２を順に積層成膜
した。このとき、硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２及
び電極膜２５１，２５２を積層成膜する前に、少なくと
も硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２と隣接接合する磁
気抵抗効果膜２３０の表面を逆スパッタ又はイオンミリ
ングなどの処理によってクリーニングしておくことが望
ましく、硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２の下地膜と
してＣｒなどを先に成膜してもよい。また、図１０
（ｅ）においては、磁気抵抗効果膜２３０のテーパの上
端部２１と硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２及び電極
膜２５１，２５２の先端部は１点で重なるように形成さ
れている。しかし、硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２
及び電極膜２４１，２５２が磁気抵抗効果膜２３０の平
坦部２２に適度に覆いかぶさるように形成してもよく、
硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２と電極膜２５１，２
５２との先端部についても電極膜２５１，２５２が硬磁
性縦バイアス膜２４１，２４２を覆うように被覆されて
いてもよく、逆に、電極膜２５１，２５２が硬磁性縦バ
イアス膜２４１，２４２より後退して形成されていても
よい。

【００４０】次いで、図１０（ｆ）に示すように、アセ
トンあるいは剥離剤などの有機溶剤を用いてフォトレジ
スト６及びその上に積層成膜された硬磁性縦バイアス膜
２４３及び電極膜２５３を除去し、８００オングストロ
ームの厚さのＡｌ₂Ｏ₃からなる絶縁性保護膜５を形成
し、磁気抵抗効果ヘッド素子を作製した。

【００４１】なお、上述した各々の機能膜の材料におい
ては、一例にすぎず、各々の機能膜として適切な材料を
用いればよく、厚さについても機能を損なわない範囲内
で設定すればよい。特に、非磁性スペーサ膜２２０の材
料としては、比抵抗が大きいほど好ましく、そのなかで
も絶縁性非磁性材料が最も望ましい。軟磁性横バイアス
膜２１０については、飽和磁束密度及び比抵抗の大きい
材料が好ましい。また、図９から図１０には示されてい
ないが、磁気記録媒体に記録され、再生したい特性の信
号磁界以外の余分な磁界を遮蔽することを目的とした機
能膜として、基板１と絶縁膜２との間に強磁性材料から
なる下シールド膜や、絶縁性保護膜５の上に強磁性材料
からなる上シールド膜を積層して形成してもよく、強磁
性材料としては、ＮｉＦｅ合金，ＦｅＡｉＳｉ合金ある
いはＦｅＴａＮ合金などが好ましい。

【００４２】その後、上記工程において作製された磁気
抵抗効果ヘッド素子に対して、周知の技術によりスライ
ダ加工を施すとともに、加圧バネ，支持アーム等の取り
付け及び電極への配線等を行って磁気抵抗効果ヘッドを
作製した。上記のように作製された磁気抵抗効果ヘッド
について再生特性を調べたところ、外部からの不必要な
磁界による軟磁性横バイアス膜の磁化の撹乱によって誘
発される不安定な動作特性及びバルクハウゼンジャンプ
ノイズのない良好な再生特性が得られ、さらに従来と同
一の検出電流においても、大きな再生出力が得られた。
本実施形態の磁気抵抗効果ヘッドの作用は、第一実施形
態と同様であるので説明を省略する。

【００４３】図１１は、本発明に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドの第三実施形態を示す概略断面図である。図１２、図
１３及び図１４は、図１１の磁気抵抗効果ヘッドの製造
方法を示す概略断面図である。以下、図１１、図１２、
図１３及び図１４に基づいて説明する。

【００４４】図１１は、磁気抵抗効果ヘッドのセンサ主
要領域をＡＢＳからみたものである。本実施形態の磁気
抵抗効果ヘッドは、軟磁性横バイアス膜３１０、非磁性
スペーサ膜３２０、磁気抵抗効果膜３３０が順次積層さ
れ、かつ、軟磁性横バイアス膜３１０は磁気抵抗効果膜
３３０の情報検出領域１０を含むその近傍のみに両端部
がテーパ状に加工して形成され、また、非磁性スペーサ
膜３２０及び磁気抵抗効果膜３３０の両端部もテーパ形
状をなし、さらに、硬磁性縦バイアス膜３４１，３４２
及び電極膜３５１，３５２が磁気抵抗効果膜３３０の情
報検出領域１０だけを隔てて形成された構造になってい
る。

【００４５】次に、上記磁気抵抗効果ヘッドの製造工程
について、図１２、図１３及び図１４に基づいて詳述す
る。

【００４６】まず、図１２（ａ）に示すように、Ａｌ₂
Ｏ₃−ＴｉＣ系セラミックの基板１上に、厚さが８００
オングストロームのＡｌ₂Ｏ₃からなる絶縁膜２，厚さ
が１９０オングストロームのＣｏＺｒＭｏの非晶質合金
からなる軟磁性横バイアス膜３１０を順次スパッタ法を
用いて積層成膜し、さらにその上に適当な厚さのフォト
レジスト７を塗布し、適当な条件で露光・現像すること
によってステンシル形状にパターン加工した。

【００４７】次いで、イオンミリング法を用いて、図１
２（ｂ）に示すように、軟磁性横バイアス膜３１０をそ
の端部がテーパ状にパターン化し、アセトンあるいは剥
離剤などの有機溶剤を用いてフォトレジスト７を除去し
た。ここで、軟磁性横バイアス膜３１０をイオンミリン
グ法によりパターン化する際、イオンビームを軟磁性バ
イアス膜３１０面に対して適度な角度をつけて入射させ
ることによって、その両端部をテーパ状にパターン加工
している。しかし、イオンビームを垂直に入射させるこ
とによって、その両端部を絶縁膜２面に対してほぼ直角
になるようにパターン加工してもよい。

【００４８】その後、２００オングストロームの膜厚の
Ｔａからなる非磁性スペーサ膜３２０及び２００オング
ストロームの膜厚のＮｉＦｅからなる磁気抵抗効果膜３
３０をスパッタ法を用いて順に積層成膜し、さらにその
上に適当な厚さのフォトレジスト８を塗布し、適当な条
件で露光・現像することによって図１２（ｃ）に示すよ
うにステンシル形状にパターン化した。このとき、ステ
ンシルの庇の部分は、軟磁性横バイアス膜３１０の幅と
同程度あるいはそれより適度に広くなるように形成す
る。また、フォトレジスト８はステンシル形状にパター
ン化しているが、軟磁性横バイアス膜３１０の幅と同程
度あるいはそれより適度に広くなるように形成しておけ
ばステンシルの軸部がないような形状でもよい。

【００４９】次いで、イオンミリング法を用いて、図１
３（ｄ）に示すように、非磁性スペーサ膜３２０及び磁
気抵抗効果膜３３０を同時にテーパ状に加工した。ここ
で、図１３（ｄ）では、非磁性スペーサ膜３２０が完全
に除去され絶縁膜２の直上でイオンミリングが完了して
いるが、非磁性スペーサ膜３２０がテーパの下部で裾を
引くようななだらかな形状で適度な厚さで残存していて
もよい。

【００５０】そして、ステンシル形状のフォトレジスト
８をアセトンあるいは剥離剤などの有機溶剤を用いて除
去したのが図１３（ｅ）である。

【００５１】その後、図１３（ｆ）に示すように、図１
２（ｃ）において形成したステンシルより小さいステン
シルをフォトレジスト９によって新たに形成した。この
とき、ステンシルの庇の部分は、情報検出領域１０と同
程度あるいはそれより適度に広くなるように形成する。
また、フォトレジスト９はステンシル形状にパターン化
しているが、情報検出領域３１０の幅と同程度あるいは
それより適度に広くなるように形成しておけばステンシ
ルの軸部がないような形状でもよい。

【００５２】次いで、スパッタ法を用いて、２９０オン
グストロームの膜厚のＣｏＣｒＰｔからなる硬磁性縦バ
イアス膜３４１，３４２及び１２００オングストローム
の膜厚のＡｕからなる電極膜３５１，３５２を順に積層
成膜した。このとき、硬磁性縦バイアス膜３４１，３４
２及び電極膜３５１，３５２を積層成膜する前に、少な
くとも硬磁性縦バイアス膜３４１，３４２と隣接接合す
る磁気抵抗効果膜３３０の表面を逆スパッタあるいはイ
オンミリングなどの処理によってクリーニングしておく
ことが望ましく、硬磁性縦バイアス膜２４１，２４２の
下地膜としてＣｒなどを先に成膜してよもい。また、図
１４（ｇ）においては、磁気抵抗効果膜３３０の情報検
出領域１０の端部２３で硬磁性縦バイアス膜３４１，３
４２と電極膜３５１，３５２の先端部が一致するように
形成されている。が、硬磁性縦バイアス膜３４１，３４
２と電極膜３５１，３５２を情報検出領域１０の端部２
３から適度に後退させて形成してもよいく、また、硬磁
性縦バイアス膜３４１，３４２と電極膜３５１，３５２
との先端部についても電極膜３５１，３５２が硬磁性縦
バイアス膜３４１，３４２を覆うように被覆されていて
もよく、逆に、電極膜３５１，３５２が硬磁性縦バイア
ス膜３４１，３４２より後退して形成されていてもよ
い。

【００５３】次いで、図１４（ｈ）に示すように、アセ
トンあるいは剥離剤などの有機溶剤を用いてフォトレジ
スト９及びその上に積層成膜された硬磁性縦バイアス膜
３４３及び電極膜３５３を除去し、８００オングストロ
ームの厚さのＡｌ₂Ｏ₃からなる絶縁性保護膜５を形成
し、磁気抵抗効果ヘッド素子を作製した。

【００５４】なお、上述した各々の機能膜の材料におい
ては、一例にすぎず、各々の機能膜として適切な材料を
用いればよく、厚さについても機能を損なわない範囲内
で設定すればよい。特に、非磁性スペーサ膜３２０の材
料としては、比抵抗が大きいほど好ましく、そのなかで
も絶縁性非磁性材料が最も望ましい。軟磁性横バイアス
膜３１０については、飽和磁束密度及び比抵抗の大きい
材料が好ましい。また、図１１から図１４には示されて
いないが、磁気記録媒体に記録され、再生したい特定の
信号磁界以外の余分な磁界を遮蔽することを目的とした
機能膜として、基板１と絶縁膜２との間に強磁性材料か
らなる下シールド膜や絶縁性保護膜５の上に強磁性材料
からなる上シールド膜を積層して形成してもよく、強磁
性材料としては、ＮｉＦｅ合金，ＦｅＡｉＳｉ合金ある
いはＦｅＴａＮ合金などが好ましい。

【００５５】その後、上記工程において作製された磁気
抵抗効果ヘッド素子に対して、周知の技術によりスライ
ダ加工を施すとともに、加圧バネ、支持アーム等の取り
付け及び電極への配線等を行って磁気抵抗効果ヘッドを
作製した。上記のように作製された磁気抵抗効果ヘッド
について再生特性を調べたところ、外部からの不必要な
磁界による軟磁性横バイアス膜の磁化の撹乱によって誘
発される不安定な動作特性及びバルクハウゼンジャンプ
ノイズのない良好な再生特性が得られ、さらに従来と同
一の検出電流においても、大きな再生出力が得られた。
本実施形態の磁気抵抗効果ヘッドの作用は、第一実施形
態と同様であるので説明を省略する。

【００５６】図１５は、本発明に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドの第四実施形態を示す概略断面図である。以下、図１
５に基づいて説明する。

【００５７】図１５は、磁気抵抗効果ヘッドのセンサ主
要領域をＡＢＳから見たものである。本実施形態の磁気
抵抗効果ヘッドは、軟磁性横バイアス膜４１０、非磁性
スペーサ膜４２０、磁気抵抗効果膜４３０が順次積層さ
れ、かつ、軟磁性横バイアス膜４１０は磁気抵抗効果膜
４３０の情報検出領域１０を含むその近傍のみに両端部
がテーパ状に加工して形成され、また、非磁性スペーサ
膜４２０及び磁気抵抗効果膜４３０の両端部もテーパ形
状をなし、さらに、それぞれのテーパ形状部分から片側
方向に延びるようにして強磁性膜４４１，４４２及び反
強磁性膜４５１，４５２からなる強磁性／反強磁性縦バ
イアス膜及び電極膜４６１，４６２が形成された構造に
なっている。

【００５８】上記磁気抵抗効果ヘッドの製造工程は、図
８に示した第二実施形態の製造工程（図９及び図１０）
とほぼ同様であるが、以下の点が異なっている。第１
に、第二実施形態の図９（ｂ）において軟磁性横バイア
ス膜をイオンミリングによりパターン加工する際のイオ
ンビームを、軟磁性バイアス膜面に対して適度な角度を
つけて入射させることによって、軟磁性バイアス膜の両
端部をテーパ状にパターン加工している点である。第２
に、図１０（ｅ）において成膜されている硬磁性縦バイ
アス膜の代りに、厚さ３００オングストロームのＮｉＦ
ｅからなる強磁性膜４４１，４４２及び厚さ５００オン
グストロームのＮｉＭｎからなる反強磁性膜４５１，４
５２からなる強磁性／反強磁性縦バイアス膜を積層成膜
している点である。このとき、強磁性膜４４１，４４２
の下地膜としてＴａあるいはＺｒなどを先に成膜しても
よい。

【００５９】上記のように作製された磁気抵抗効果ヘッ
ドについて再生特性を調べたところ、外部からの不必要
な磁界による軟磁性横バイアス膜の磁化の撹乱によって
誘発される不安定な動作特性及びバルクハウゼンジャン
プノイズのない良好な再生特性が得られ、さらに従来と
同一の検出電流においても、大きな再生出力が得られ
た。本実施形態の磁気抵抗効果ヘッドの作用は、第一実
施形態と同様であるので説明を省略する。

【００６０】図１６は、本発明に係る磁気抵抗効果ヘッ
ドの第五実施形態を示す概略断面図である。以下、図１
６に基づいて説明する。

【００６１】図１６は、磁気抵抗効果ヘッドのセンサ主
要領域をＡＢＳから見たものである。本実施形態の磁気
抵抗効果ヘッドは、軟磁性横バイアス膜５１０、非磁性
スペーサ膜５２０、磁気抵抗効果膜５３０が順次積層さ
れ、かつ、軟磁性横バイアス膜５１０は磁気抵抗効果膜
５３０の情報検出領域１０を含むその近傍のみに両端部
がテーパ状に加工して形成され、また、非磁性スペーサ
膜５２０及び磁気抵抗効果膜５３０の両端部もテーパ形
状をなし、さらに、強磁性膜５４１，５４２及び反強磁
性膜５５１，５５２からなる強磁性／反強磁性縦バイア
ス膜及び電極膜５５１，５６２が磁気抵抗効果膜５３０
の情報検出領域１０だけを隔てて形成された構造になっ
ている。

【００６２】上記磁気抵抗効果ヘッドの製造工程は、図
１１に示した本発明の第三実施形態の製造工程（図１２
から図１４）とほぼ同様であるが、以下の点が異なって
いる。すなわち、図１４（ｇ）において成膜されている
硬磁性縦バイアス膜の代りに、厚さ２７０オングストロ
ームのＮｉＦｅからなる強磁性膜５４１，５４２及び厚
さ５００オングストロームのＮｉＭｎからなる反強磁性
膜５５１，５５２からなる強磁性／反強磁性縦バイアス
膜を積層成膜している点である。このとき、強磁性膜５
４１，５４２の下地膜としてＴａあるいはＺｒなどを先
に成膜してもよい。

【００６３】上記のような作製された磁気抵抗効果ヘッ
ドについて再生特性を調べたところ、外部からの不必要
な磁界による軟磁性横バイアス膜の磁化の撹乱によって
誘発される不安定な動作特性及びバルクハウゼンジャン
プノイズのない良好な再生特性が得られ、さらに従来と
同一の検出電流においても、大きな再生出力が得られ
た。本実施形態の磁気抵抗効果ヘッドの作用は、第一実
施形態と同様であるので説明を省略する。

【００６４】以上、本発明において適するいくつかの実
施形態について記述してきたが、上述した実施形態以外
においても本発明に該当する範囲内で様々な変更が可能
であることはいうまでもないことである。

【００６５】

【発明の効果】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッド及びそ
の製造方法よれば、軟磁性横バイアス膜への検出電流の
分流を最小限に抑え磁気抵抗効果膜に流れる検出電流を
増大させることによって、効率よく磁気記録情報を再生
でき、さらに軟磁性横バイアス膜を磁気抵抗効果膜の情
報検出領域を含むその近傍にのみ配設させることによっ
て、軟磁性横バイアス膜の磁化を適切な向きに制御で
き、外部からの不必要な磁界による軟磁性横バイアス膜
の磁化の撹乱によって誘発される不安定な動作特性及び
バルクハウゼンジャンプノイズを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第一実施形
態を示す概略断面図である。

【図２】図１の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示す概
略断面図であり、図２（ａ）〜図２（ｃ）の順に工程が
進行する。

【図３】図１の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示す概
略断面図であり、図３（ｄ）、図３（ｅ）の順に工程が
進行する。

【図４】図１の磁気抵抗効果ヘッドを示す抵抗回路図で
あり、図４（ｂ）は図４（ａ）をさらに簡略化したもの
である。

【図５】図１５の磁気抵抗効果ヘッドを示す抵抗回路図
であり、図５（ｂ）は図５（ａ）をさらに簡略化したも
のである。

【図６】図１及び図１５の磁気抵抗効果ヘッドを構成す
る各膜の定数の一例を示す図表である。

【図７】図１及び図１５の磁気抵抗効果ヘッドの出力比
の一例を示す図表である。

【図８】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第二実施形
態を示す概略断面図である。

【図９】図８の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示す概
略断面図であり、図９（ａ）〜図９（ｃ）の順に工程が
進行する。

【図１０】図８の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示す
概略断面図であり、図１０（ｄ）〜図１０（ｆ）の順に
工程が進行する。

【図１１】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第三実施
形態を示す概略断面図である。

【図１２】図１１の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示
す概略断面図であり、図１２（ａ）〜図１２（ｃ）の順
に工程が進行する。

【図１３】図１１の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示
す概略断面図であり、図１３（ｄ）〜図１３（ｆ）の順
に工程が進行する。

【図１４】図１１の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を示
す概略断面図であり、図１４（ｇ）、図１４（ｈ）の順
に工程が進行する。

【図１５】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第四実施
形態を示す概略断面図である。

【図１６】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの第五実施
形態を示す概略断面図である。

【図１７】従来の磁気抵抗効果ヘッドの第一例を示す概
略断面図である。

【図１８】従来の磁気抵抗効果ヘッドの第二例を示す概
略断面図である。

【図１９】従来の磁気抵抗効果ヘッドの第三例を示す概
略断面図である。

【符号の説明】

１基板２絶縁膜３，４，６，７，８，９フォトレジスト５絶縁性保護膜１０情報検出領域１１０，２１０，３１０，４１０，５１０，６１０，７
１０，８１０軟磁性横バイアス膜１２０，２２０，３２０，４２０，５２０，６２０，７
２０，８２０非磁性スペーサ膜１３０，２３０，３３０，４３０，５３０，６３０，７
３０，８３０磁気抵抗効果膜１４１，１４２，６４１，６４２，７４１，７４２反
強磁性縦バイアス膜１５１，１５２，２５１，２５２，２５３，３５１，３
５２，３５３，４６１，４６２，５６１，５６２，６５
１，６５２，７５１，７５２，８６１，８６２電極膜２４１，２４２，２４３，３４１，３４２，３５３硬
磁性縦バイアス膜４４１，４４２，５４１，５４２，８４１，８４２軟
磁性膜４５１，４５２，５５１，５５２，８５１，８５２反
強磁性膜Ｉ，Ｉ’ 全検出電流Ｉ_MR，Ｉ’_MR 磁気抵抗効果膜に流れる検出電流Ｒ_B，Ｒ_B11，Ｒ_B12，Ｒ_B21，Ｒ_B22，Ｒ_B31，Ｒ_B32，
Ｒ’_B，Ｒ’_B1，Ｒ’_B11，Ｒ’_B12，Ｒ’_B21，
Ｒ’_B22 反強磁性縦バイアス膜の抵抗Ｒ_MR，Ｒ_MR1，Ｒ_MR11，Ｒ_MR12，Ｒ_MR21，Ｒ_MR22，
Ｒ’_MR 磁気抵抗効果膜の抵抗Ｒ_SAL，Ｒ’_SAL 軟磁性横バイアス膜の抵抗Ｒ_SP，Ｒ_SP1，Ｒ_SP11，Ｒ_SP12，Ｒ’_SP 非磁性スペ
ーサ膜の抵抗

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟磁性横バイアス膜と磁気抵抗効果膜と
が非磁性スペーサ膜を介して積層されてなる磁気抵抗効
果ヘッドにおいて、前記軟磁性横バイアス膜の面積が前記磁気抵抗効果膜の
情報検出領域よりも大きくかつ前記磁気抵抗効果膜全体
よりも小さく形成されていることを特徴とする磁気抵抗
効果ヘッド。
【請求項２】前記軟磁性横バイアス膜の寸法が前記情
報検出領域の幅以上でかつその幅の２倍以下である、請
求項１記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項３】前記軟磁性横バイアス膜の両端部がテー
パ形状に加工されている、請求項１又は２記載の磁気抵
抗効果ヘッド。
【請求項４】前記非磁性スペーサ膜及び前記磁気抵抗
効果膜のそれぞれの両端部がテーパ形状に加工されてい
る、請求項１，２又は３記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項５】前記非磁性スペーサ膜の前記テーパ形状
の下部がその上部より緩やかな傾斜になっている、請求
項４記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項６】前記磁気抵抗効果膜の前記情報検出領域
とならない部分に、前記磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁
界を印加する手段と情報検出電流を前記磁気抵抗効果膜
に流すための電極膜とを備えたことを特徴とする請求項
１，２，３，４又は５記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項７】基板上に形成された情報検出領域におい
て、磁気的に記録された情報を検出する磁気抵抗効果ヘ
ッドの製造方法であって、前記基板上に軟磁性横バイアス膜を形成する第一工程
と、この第一工程で形成された前記軟磁性横バイアス膜
を前記情報検出領域の幅以上でかつその幅の２倍以下の
所定形状にパターン化する第二工程と、この第二工程で
パターン化された前記軟磁性横バイアス膜の全体を覆う
ように非磁性スペーサ膜及び磁気抵抗効果膜を形成し所
定形状にパターン化する第三工程と、この第三工程でパ
ターン化された前記磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁界を
印加するための縦バイアス膜及び情報検出電流を当該磁
気抵抗効果膜に流すための電極膜を形成する第四工程と
を備えた磁気抵抗効果ヘッドの製造方法。