JPH11181564A - アルミナの成膜方法及び磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 より緻密な構造とされ絶縁性が向上されたア
ルミナ薄膜を成膜することができるアルミナの成膜方法
及びその成膜方法を用いて絶縁体膜を製造することによ
り狭ギャップ化が可能となる磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を提供する。 【解決手段】 基板１にアルミナを成膜してスパッタリ
ングアルミナ膜２を形成する工程と、このスパッタリン
グアルミナ膜２上にアルミニウムを成膜してアルミニウ
ム膜３を形成する工程と、上記アルミニウム膜３に酸化
処理を施してアルミナからなる金属酸化アルミナ膜４を
形成することにより、アルミナ膜１０を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルミナの成膜方
法及びその成膜方法を用いて非磁性絶縁体膜を成膜した
磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関し、詳しくは、緻密な構
造のアルミナ膜を成膜する方法及び緻密な構造のアルミ
ナ膜からなる非磁性絶縁体膜を有する磁気抵抗効果型磁
気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録は、益々高密度化が進ん
でおり、これに対応するために、従来から広く使用され
ているバルク型の磁気ヘッドに比べて、狭トラック化、
低インダクタンス化、転送速度の高速化等の面において
有利な薄膜磁気ヘッドの需要が伸びてきている。

【０００３】この薄膜磁気ヘッドの中でも、更なる高密
度記録化に好適な磁気ヘッドとして、インダクティブ型
薄膜磁気ヘッドと磁気抵抗効果型磁気ヘッドとを組み合
わせた複合型の磁気ヘッドが開発されている。この磁気
ヘッドは、インダクティブ型薄膜磁気ヘッドを用いて情
報信号の記録を行い、磁気抵抗効果型磁気ヘッドを用い
て情報信号の再生を行うものである。ここで、図２８
は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一例の断面を示してい
る。

【０００４】上述の磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、図２
８に示すように、軟磁性材料からなり下層磁気シールド
として働く第１の軟磁性基板３００上に、非磁性絶縁体
からなる絶縁体膜３０１、磁気抵抗効果素子３０２、非
磁性絶縁体からなる絶縁体膜３０３、接着材層３０４、
軟磁性材料からなり上層磁気シールドとして働く第２の
軟磁性基板３０５がこの順に積層形成されている。ま
た、ここでは、端子等は省略しているが、この磁気抵抗
効果型磁気ヘッドには、図示しない外部接続用端子等が
形成されている。

【０００５】このような磁気抵抗効果型磁気ヘッドで
は、絶縁体膜３０１，３０３が、例えば、ターゲットと
してアルミナを用い、スパッタガスとしてＡｒガスを用
いて、高周波スパッタリングにより成膜されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たスパッタリングによりアルミナが成膜された絶縁体膜
３０１，３０３は、アルミナの表面活性エネルギーが低
いため、成膜面を原子レベルでみると、スパッタリング
されたアルミナの島同士が連続して形成されるのではな
く、分子運動によって比較的大きなアルミナのクラスタ
集団からなる薄膜となされている。よって、このような
スパッタリングによりアルミナが成膜された絶縁体膜
は、クラスタ同士の空隙ができやすく、微小な穴のない
緻密な構造ではなかった。

【０００７】このように、スパッタリングによりアルミ
ナが成膜された絶縁体膜は、緻密な構造の薄膜ではない
ため、絶縁性が好ましくなく絶縁効率が悪い。そのた
め、図２８に示すような磁気抵抗効果型磁気ヘッドを製
造する場合、磁気抵抗効果素子３０２と上層磁気シール
ド及び下層磁気シールドとの間において十分な絶縁性を
確保するためには、絶縁体膜３０１，３０３の膜厚があ
る程度必要であり、これら絶縁体膜３０１，３０３の膜
厚を薄くするには限界があった。

【０００８】したがって、スパッタリングにより予めア
ルミナが成膜された絶縁体膜を有する磁気抵抗効果型磁
気ヘッドでは、絶縁体膜３０１，３０３の膜厚の薄膜化
に限界があるため、上層磁気シールドと下層磁気シール
ドとの間隔、つまりギャップｇｌを狭めるのに限界があ
り、そのため高周波特性の向上が困難となって、更なる
高密度記録化の実現ができなかった。

【０００９】そこで、本発明は、従来の実情に鑑みて提
案されたものであり、より緻密な構造とされ絶縁性が向
上されたアルミナ薄膜を成膜することができるアルミナ
の成膜方法及びその成膜方法を用いて絶縁体膜を製造す
ることにより狭ギャップ化が可能となり高周波特性の向
上が図られて記録密度の向上が実現される磁気抵抗効果
型磁気ヘッドを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために完成された本発明に係るアルミナの成膜方法は、
被成膜材上にアルミナを成膜して第１のアルミナ膜を形
成する工程と、上記第１のアルミナ膜上にアルミニウム
を成膜してアルミニウム膜を形成する工程と、上記アル
ミニウム膜に酸化処理を施してアルミナからなる第２の
アルミナ膜を形成する工程とを備えることを特徴とす
る。ここで、上記酸化処理は、プラズマ酸化であること
が好ましい。

【００１１】また、非磁性絶縁体膜を介して一対の軟磁
性体によって磁気抵抗効果素子が挟持されてなる磁気抵
抗効果型磁気ヘッドにおける非磁性絶縁体膜は、上記第
１のアルミナ膜及び第２のアルミナ膜からなる積層膜に
より形成されることが好ましい。

【００１２】以上のように構成された本発明に係るアル
ミナの成膜方法では、アルミナが成膜されてなる第１の
アルミナ膜上に、アルミニウム膜を形成した後に当該ア
ルミニウム膜に酸化処理を施して第２のアルミナ膜を形
成する。つまり、第２のアルミナ膜は、均一に成膜され
たアルミニウム膜の全体を一律に酸化して形成されたも
のである。このため、この第２のアルミナ膜は、アルミ
ナのクラスタが生じにくく、緻密な構造となる。

【００１３】したがって、本発明に係るアルミナの成膜
方法によれば、アルミナ膜が第１のアルミナ膜と緻密な
構造の第２のアルミナ膜とから構成されるので、アルミ
ナを予め原料として用いて成膜したアルミナ膜よりも、
より緻密な構造で表面性の良好なアルミナ膜が形成され
る。さらに、このアルミナの成膜方法では、第１のアル
ミナ膜が被成膜材を酸化処理から保護する働きもある。

【００１４】また、本発明に係るアルミナの成膜方法で
は、アルミニウム膜の酸化処理としてプラズマ酸化を用
いることによって、アルミニウム膜の全体が効率良く一
律に酸化される。さらに、本発明に係るアルミナの成膜
方法を、磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおける非磁性絶縁
体膜の成膜に用いることにより、この非磁性絶縁体膜が
上述したように緻密な構造となされるため、磁気抵抗効
果型磁気ヘッドにおける非磁性絶縁体膜の絶縁性が向上
する。

【００１５】また、上述した目的を達成するために完成
された本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、非磁
性絶縁体膜を介して一対の軟磁性体に挟持された磁気抵
抗効果素子を有するものである。

【００１６】特に、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドは、上記非磁性絶縁体膜が、アルミナが成膜された
第１のアルミナ膜上に、アルミニウムが成膜された後に
当該アルミニウム膜に酸化処理が施されアルミナからな
る第２のアルミナ膜が少なくとも一層形成されてなるこ
とを特徴とするものである。ここで、上記酸化処理が、
プラズマ酸化であることが好ましい。

【００１７】以上のように構成された本発明に係る磁気
抵抗効果型磁気ヘッドは、非磁性絶縁体膜が、アルミナ
が成膜された第１のアルミナ膜上に、アルミニウムが成
膜された後に当該アルミニウム膜に酸化処理が施されて
第２のアルミナ膜が少なくとも１層形成されてなるた
め、均一に成膜されたアルミニウム膜を一律に酸化して
第２のアルミナ膜が形成されることから、この第２のア
ルミナ膜は、アルミナのクラスタが生じにくく、緻密な
構造となる。

【００１８】したがって、本発明に係る磁気抵抗効果型
磁気ヘッドは、非磁性絶縁体膜が、第１のアルミナ膜と
緻密な構造の第２のアルミナ膜とから構成されるので、
アルミナを予め原料として用いて成膜されたアルミナ膜
よりも、より緻密な構造で表面性の良好な絶縁体膜とな
る。

【００１９】その結果、本発明に係る磁気抵抗効果型磁
気ヘッドは、非磁性絶縁体膜が、絶縁効率が良く絶縁性
に優れ、電気的絶縁耐圧が大きくなる。

【００２０】また、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドでは、上記酸化処理としてプラズマ酸化を用いるこ
とによって、アルミニウム膜の全体が効率良く一律に酸
化される。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。まず、本発明
を適用したアルミナの成膜方法について詳細を説明す
る。

【００２２】本発明を適用したアルミナの成膜方法で
は、先ず、図１に示すような表面を平坦化した基板１を
用意し、この基板１上に、図２に示すように、アルミナ
をターゲットとして用いて高周波スパッタリングによ
り、アルミナ膜（以下、スパッタリングアルミナ膜と称
する。）２を成膜する。

【００２３】次に、図３に示すように、このスパッタリ
ングアルミナ膜２上に、アルミニウムをターゲットとし
て用いて直流マグネトロンスパッタリングによりアルミ
ニウム膜３を成膜する。

【００２４】そして、このアルミニウム膜３を酸素プラ
ズマ内にさらしてプラズマ酸化させ、当該アルミニウム
膜３内のアルミニウムを酸化して酸化アルミニウム（Ａ
ｌ₂Ｏ₃）であるアルミナを生成し、アルミナからなるア
ルミナ膜（以下、金属酸化アルミナ膜と称する。）４を
形成する。このときのプラズマ酸化の条件としては、例
えば、ＲＦ電力を２０〜１００［Ｗ］とし、導入ガスの
割合としてＯ₂を９０〜１００［％］とし残りのガスを
Ａｒとし、導入ガスの導入圧を０．２［Ｐａ］とし、プ
ラズマ酸化時間を１２０［秒］とする。

【００２５】このようにして、基板１上に、スパッタリ
ングアルミナ膜２、金属酸化アルミナ膜４が順次成膜さ
れてなるアルミナ膜１０が形成される。ここで、スパッ
タリングアルミナ膜２は、酸化処理から基板１を保護す
る働きもある。

【００２６】なお、これらアルミニウム膜３の成膜工程
とプラズマ酸化により金属酸化アルミナ膜４の形成工程
とを同一のスパッタリング装置内で連続的に行うことに
より、所望の厚みのアルミナ膜を効率良く得ることがで
きる。また、図２〜図４におけるアルミナ膜の成膜工程
において、基板１の温度を上げることにより、アルミナ
膜をより緻密な構造とすることができる。

【００２７】以上のような工程からなる本発明を適用し
たアルミナの成膜方法は、スパッタリングアルミナ膜２
上にアルミニウム膜３が均一に形成された後に、このア
ルミニウム膜３の全体を一律にプラズマ酸化して、アル
ミナからなる金属酸化アルミナ膜４を形成するものであ
る。そのため、この金属酸化アルミナ膜４は、基板１上
に予めアルミナを原料としてスパッタリング等により成
膜したアルミナ膜よりも、アルミナのクラスタが生じに
くく、より緻密な構造となる。

【００２８】したがって、本発明を適用したアルミナの
成膜方法により成膜されたアルミナ膜１０は、スパッタ
リングアルミナ膜２と緻密な構造の金属酸化アルミナ膜
４とから構成されるので、基板１上に予めアルミナを原
料としてスパッタリング等により成膜したアルミナ膜よ
りも、全体としてより緻密な構造のアルミナ膜となる。
その結果、絶縁性に優れた電気絶縁耐圧の大きい絶縁体
膜となる。

【００２９】しかも、このアルミナの成膜方法により成
膜されたアルミナ膜１０は、上述したように電気絶縁耐
圧が大きく絶縁効率が良いため、後述する磁気ヘッドの
非磁性絶縁体膜に用いられる場合、非磁性絶縁体膜自体
を薄膜化することができる。ここで、スパッタリングア
ルミナ膜２と金属酸化アルミナ膜４の膜厚は、以下に示
す理由により製造上制限される。

【００３０】スパッタリングアルミナ膜２の膜厚を非常
に厚く成膜すると、スパッタリングアルミナ膜２の表面
上の凹凸が著しく大きくなる。これは、スパッタリング
アルミナ膜２の膜厚が厚いもののほうが、スパッタリン
グアルミナ膜２の膜厚が薄いものよりも、上述したアル
ミナのクラスタが多く生じるためである。このようにス
パッタリングアルミナ膜２を非常に厚く成膜してしまう
と、その表面上に通常の薄い金属酸化アルミナ膜４を形
成した場合、スパッタリングアルミナ膜２の大きな凹凸
がほぼそのまま金属酸化アルミナ膜４の表面に反映され
てしまい、表面に大きな凹凸がある金属酸化アルミナ膜
４となされてしまう。そして、その結果、全体として緻
密な構造のアルミナ膜を形成することはできない。

【００３１】また、スパッタリングアルミナ膜２の膜厚
が薄すぎると、基板１の材料が、アルミニウム膜３の酸
素プラズマによる強制酸化処理による影響を受けてしま
い、基板１の特性劣化を生じる。

【００３２】さらに、アルミニウム膜３の膜厚が薄すぎ
ると、スパッタリングアルミナ膜２の凹凸による段差を
吸収できず、緻密な構造とする金属酸化アルミナ膜４の
効果が発揮されにくい。一方、アルミニウム膜３が厚す
ぎると、プラズマ酸化されないアルミニウムが残ってし
まい、絶縁性が低下してしまう。

【００３３】なお、プラズマ酸化による強制酸化処理の
代わりに、Ｈ₂Ｏ量及び温度がコントロールされた窒素
と酸素との混合気体をチャンバー内に導入して酸化処理
を行うことにより金属酸化アルミナ膜４を形成すれば、
基板１の材料にダメージを与えずにスパッタリングアル
ミナ膜２及び金属酸化アルミナ膜４をより薄膜化するこ
とができる。

【００３４】なお、図５に示すように、この金属酸化ア
ルミナ膜４上に更にアルミニウム膜を形成した後に再び
プラズマ酸化を行って金属酸化アルミナ膜４ａを形成す
る工程を繰り返して、複数層の金属酸化アルミナ膜を形
成することにより、所望の膜厚としても良い。

【００３５】また、図６に示すように、基板１上にスパ
ッタリングアルミナ膜２と上述の工程からなる金属酸化
アルミナ膜４とを繰り返し形成して、所望の膜厚として
も良い。

【００３６】この図６に示す場合、最外表面は、アルミ
ナ膜全体を緻密化し絶縁性を向上させるという点から
は、スパッタリングアルミナ膜２と金属酸化アルミナ膜
４の何れでも良い。

【００３７】つぎに、本発明を適用したアルミナの成膜
方法を用いて非磁性絶縁体膜が形成された磁気抵抗効果
型磁気ヘッド（以下、ＭＲヘッドと称する。）の構成を
示す。ここで、図７は、ＭＲヘッドの配線パターンを示
す平面図であり、図８は、図７中の線分Ａ₁−Ａ₂での断
面図であり、図９は、図７中の線分Ｂ₁−Ｂ₂での断面図
であり、図１０は、図７中の線分Ｃ₁−Ｃ₂での断面図で
ある。

【００３８】これら図７，図８，図９及び図１０に示す
ように、このＭＲヘッドは、下層シールドとして機能す
る第１の軟磁性基板１０１と、第１の軟磁性基板１０１
上に形成された非磁性絶縁体膜１０２と、非磁性絶縁体
膜１０２上に形成された磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ
素子と称する。）１０３及びバイアス用導体１０４から
なる磁気抵抗効果素子部（以下、ＭＲ素子部と称す
る。）１０５と、ＭＲ素子部１０５の長手方向両端部か
ら導出された一対の第１の導体１０６，１０７と、一対
の第１の導体１０６，１０７にそれぞれ接続された一対
の第２の導体１０８，１０９と、非磁性絶縁体膜１１０
ａ，１１０ｂと、非磁性絶縁体膜１１０ｂ上に接着剤１
１１によって接着され上層シールドとして機能する第２
の軟磁性基板１１２とを備える。

【００３９】このＭＲヘッドにおいて、ＭＲ素子部１０
５は、ＭＲ素子１０３と、ＭＲ素子１０３にバイアス磁
界を印加するためにＭＲ素子１０３上に形成されたバイ
アス用導体１０４とからなる。そして、このＭＲ素子部
１０５は、その長手方向が記録媒体対向面Ｍと平行にな
るように配され、その端部の一方が記録媒体対向面Ｍに
露出するように研磨加工されている。

【００４０】ＭＲ素子部１０５の両端部から導出された
第１の導体１０６，１０７は、ＭＲ素子部１０５の端部
から非磁性絶縁体膜１０２上にわたって、非磁性絶縁体
膜１１０ａに形成された溝部に埋め込まれており、その
前端部が記録媒体対向面Ｍに露出している。

【００４１】一方、第１の導体１０６，１０７に接続さ
れた第２の導体１０８，１０９は、第１の導体１０６，
１０７の後端部に積層されており、記録媒体対向面Ｍに
は露出していない。そして、これらの第１の導体１０
６，１０７及び第２の導体１０８，１０９の上に、非磁
性絶縁体膜１１０ｂが形成されている。

【００４２】すなわち、このＭＲヘッドでは、図９に示
すように、非磁性絶縁体膜１１０ａに形成された溝部に
埋め込まれた第１の導体１０６の後端部分に、第２の導
体１０８が積層されており、これにより、第１の導体１
０６と第２の導体１０８とが導通している。そして、こ
れらの第１の導体１０６及び第２の導体１０８の上に、
非磁性絶縁体膜１１０ｂが形成されている。ここで、非
磁性絶縁体膜１１０ｂは、第２の導体部１０８の後端部
に形成される接続端子１１３が露出するように形成され
ている。

【００４３】同様に、非磁性絶縁体膜１１０ａに形成さ
れた溝部に埋め込まれた第１の導体１０７の後端部分
に、第２の導体１０９が積層されており、これにより、
第１の導体１０７と第２の導体１０９とが導通してい
る。そして、これらの第１の導体１０７及び第２の導体
１０９の上に、非磁性絶縁体膜１１０ｂが形成されてい
る。ここで、非磁性絶縁体膜１１０ｂは、第２の導体部
１０９の後端部に形成される接続端子１１４が露出する
ように形成されている。

【００４４】ここで、第１の導体１０６，１０７は、耐
環境性に優れた高融点金属からなる。これは、第１の導
体１０６，１０７が、記録媒体対向面Ｍに露出している
ため、優れた耐環境性を必要とするからである。一方、
第２の導体１０８，１０９は、第１の導体１０６，１０
７よりも比抵抗の小さい導電材料からなる。これは、第
２の導体１０８，１０９が、記録媒体対向面Ｍに露出し
ないため、耐環境性よりも電気的特性を優先することが
できるからである。

【００４５】特に、非磁性絶縁体膜１０２，１１０ａ，
１１０ｂは、本発明を適用したアルミナの成膜方法によ
りアルミナが成膜されている。ここで、図１１は、図１
０中の範囲Ａを拡大した図である。

【００４６】非磁性絶縁体膜１０２は、図１１に示すよ
うに、アルミナをターゲットとしてスパッタリングした
スパッタリングアルミナ膜１０２ａ上に、アルミニウム
からなるアルミニウム膜を成膜した後に当該アルミニウ
ム膜をプラズマ酸化して、金属酸化アルミナ膜１０２ｂ
が形成されてなる。また、非磁性絶縁体膜１１０ａも同
様に、スパッタリングアルミナ膜１１０ａ₁上に、金属
酸化アルミナ膜１１０ａ₂が形成されてなる。また、非
磁性絶縁体膜１１０ｂも同様に、スパッタリングアルミ
ナ膜１１０ｂ₁上に、金属酸化アルミナ膜１１０ｂ₂が形
成されてなる。

【００４７】なお、非磁性絶縁体膜１０２，１１０ａ，
１１０ｂの何れも、図５で示したようなスパッタリング
アルミナ膜上に金属酸化アルミナ膜を複数層繰り返し形
成したものであっても良いし、また、図６で示したよう
なスパッタリングアルミナ膜と金属酸化アルミナ膜を繰
り返し積層したものでも良い。しかも、非磁性絶縁体膜
１０２，１１０ａ，１１０ｂは、ぞれぞれの上面がスパ
ッタリングアルミナ膜または金属酸化アルミナ膜の何れ
かでも良い。

【００４８】このように構成された非磁性絶縁体膜１０
２，１１０ａ，１１０ｂは、緻密な構造をなす金属酸化
アルミナ膜１０２ｂ，１１０ａ₂，１１０ｂ₂がそれぞれ
形成されてなるため、予めアルミナを原料としてスパッ
タリング等により成膜されたアルミナ膜よりも、構造が
より緻密となり、電気絶縁耐圧がより大きく、絶縁効率
がより向上される。その結果、非磁性絶縁体膜１０２，
１１０ａ，１１０ｂの更なる薄膜化が可能となる。

【００４９】したがって、このＭＲヘッドでは、磁気シ
ールド間の間隔であるギャップｇを狭めることができ
て、高周波特性を向上させることができ、更なる高密度
記録化が可能となる。

【００５０】このようなＭＲヘッドを用いて記録媒体か
ら情報信号を再生する際には、第２の導体１０８，１０
９の後端部に形成された接続端子１１３，１１４から、
第２の導体１０８，１０９及び第１の導体１０６，１０
７を介してＭＲ素子部１０５にセンス電流を供給し、記
録媒体対向面Ｍに沿ってＭＲ素子部１０５の長手方向に
センス電流を流す。そして、このセンス電流により、記
録媒体からの磁界によって生じるＭＲ素子部１０５の抵
抗変化を検出し、これによって記録媒体から情報信号を
再生する。

【００５１】なお、上記ＭＲヘッドにおいて、第１の軟
磁性基板１０１及び第２の軟磁性基板１１２は、ＭＲ素
子部１０５を磁気的にシールドするためのものであり、
全体が軟磁性材料からなる必要はない。すなわち、例え
ば、非磁性基板又は磁性基板上に軟磁性薄膜を形成し
て、これを第１の軟磁性基板１０１や第２の軟磁性基板
１１２とし、当該軟磁性薄膜がＭＲ素子部１０５に対向
するように配してもよい。

【００５２】つぎに、以上述べたような本発明を適用し
たアルミナの成膜方法を非磁性絶縁体膜の成膜方法とし
て用いた上述のＭＲヘッドの製造方法について説明す
る。図１２〜図２６を参照しながら説明する。

【００５３】ＭＲヘッドを作製する際は、先ず、図１２
に示すように、軟磁性材料であるＮｉ−Ｚｎフェライト
を材料として表面をラッピング処理して平坦化した第１
の軟磁性基板１０１を用意する。

【００５４】次に、図１３に示すように、上記の第１の
軟磁性基板１０１上に、ターゲットにアルミナを用いて
高周波スパッタリングによりスパッタリングアルミナ膜
１０２ａを、例えば、膜厚３０ｎｍとなるように成膜す
る。

【００５５】次に、図１４に示すように、このスパッタ
リングアルミナ膜１０２ａ上に、アルミニウムを用いて
ＤＣマグネトロンスパッタリングによりアルミニウム膜
１２２を、例えば、膜厚１０ｎｍとなるように成膜す
る。

【００５６】そして、このアルミニウム膜１２２を酸素
雰囲気中にてプラズマ酸化して、アルミニウム膜１２２
内のアルミニウムを酸化してアルミナを生成し、図１５
に示すようなアルミナからなる金属酸化アルミナ膜１０
２ｂを成膜する。このときのプラズマ酸化の酸化条件と
しては、例えば、ＲＦ電力を２０〜１００［Ｗ］とし、
導入ガスとしてＯ₂を９０〜１００［％］とし残りをＡ
ｒとし、導入ガスの導入圧を０．２［Ｐａ］とし、プラ
ズマ酸化時間を１２０［秒］とする。

【００５７】さらに、例えば、膜厚３０ｎｍのスパッタ
リングアルミナ膜１０２ａと膜厚１０ｎｍの金属酸化ア
ルミナ膜１０２ｂとを再び積層形成した後、図１６に示
すように、膜厚２０ｎｍのスパッタリングアルミナ膜１
０２ａを成膜する。このようにして、膜厚が１００ｎｍ
の非磁性絶縁体膜１０２が形成される。

【００５８】なお、このとき、最終的に、非磁性絶縁体
膜１０２の表面をより平滑化するには、最外表面にある
アルミナ膜１０２ａを所望の膜厚の約１．５倍程度に
し、このアルミナ膜１０２ａをラッピングして非磁性絶
縁体膜１０２を所望の厚みにすると良い。

【００５９】次に、図１７に示すように、非磁性絶縁体
膜１０２上にＭＲ素子部１０５を形成する。ここで、Ｍ
Ｒ素子部１０５は、いわゆるＳＡＬ（Soft Adjacent La
yer）バイアス方式によってＤＣバイアス磁界をＭＲ素
子１０３に印加するために、上述したように、ＭＲ素子
１０３と、ＭＲ素子１０３へバイアス磁界を印加するた
めのバイアス用導体１０４とが積層されてなる。そこ
で、ＭＲ素子部１０５を形成する際は、ＭＲ素子１０３
とバイアス用導体１０４をＤＣマグネトロンスパッタリ
ングによって積層し、その後、ＭＲ素子１０３とバイア
ス用導体１０４を同時に、長手方向が記録媒体対向面Ｍ
に対して平行な短冊形状となるように、エッチングす
る。これにより、長手方向が記録媒体対向面Ｍに対して
平行な短冊形状のＭＲ素子部１０５が非磁性絶縁体膜１
０２上に形成される。

【００６０】ここで、ＭＲ素子１０３には、例えば、膜
厚が５０ｎｍのＮｉ−Ｆｅ合金を使用し、バイアス用導
体１０４には、例えば、膜厚が１０ｎｍのＴａと、膜厚
が５０ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金との積層膜を使用す
る。これにより、ＭＲヘッドのＭＲ素子部１０５全体の
膜厚は、例えば、１１０ｎｍとなる。

【００６１】なお、ＭＲ素子１０３とバイアス用導体１
０４の積層順は逆であってもよい。すなわち、例えば、
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｔａ合金と、Ｔａと、Ｎｉ−Ｆｅ合金とを
この順に積層するようにしてもよい。

【００６２】次に、図１８に示すように、非磁性絶縁体
膜１０２及びＭＲ素子部１０５上に、本発明を適用した
アルミナ成膜方法により非磁性絶縁体膜１１０ａを形成
する。 つまり、この非磁性絶縁体膜１１０ａを形成す
るには、非磁性絶縁体膜１０２と同様に、スパッタリン
グアルミナ膜１１０ａ₁上に、アルミニウム膜を成膜し
た後に当該アルミニウム膜をプラズマ酸化して金属酸化
アルミナ膜１１０ａ₂を形成する。

【００６３】このため、この非磁性絶縁体膜１１０ａ
は、予めアルミナを原料としてスパッタリングしたアル
ミナ膜よりも、より緻密な構造となされ、絶縁性が向上
される。ここで、非磁性絶縁体膜１１０ａの膜厚を、例
えば、１００ｎｍとなるように形成する。

【００６４】次に、ＭＲ素子部１０５の所定の２箇所が
露出するように、非磁性絶縁体膜１１０ａに、記録媒体
対向面Ｍに対して略垂直方向に２つの溝部を形成する。
ここで、溝部は、図１９に示すように、溝部に対応した
逆テーパー状の開口部を有するレジスト２００を非磁性
絶縁体膜１１０ａ上に形成し、当該レジスト２００をマ
スクとして非磁性絶縁体膜１１０ａをイオンミリング等
によりエッチングすることによって形成する。これらの
溝部は、後工程において、ＭＲ素子部１０５へセンス電
流を供給するための第１の導体１０６，１０７を埋め込
むためのものである。

【００６５】次に、図２０に示すように、第１の導体１
０６，１０７となる導体膜２１０を全面にスパッタリン
グ等により形成する。これにより、導体膜２１０が、非
磁性絶縁体膜１１０ａに形成された溝部内に形成される
とともに、レジスト２００上に形成される。ここで、導
体膜２１０の膜厚は、非磁性絶縁体膜１１０ａの膜厚と
同一、又は非磁性絶縁体膜１１０ａの膜厚よりも薄くな
るようにする。また、第１の導体１０６，１０７には、
上述したように優れた耐環境性が求められるため、この
導体膜２１０の材料には、耐環境性に優れた高融点金属
であるＣｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ等、又はこれらの合
金等を使用する。

【００６６】次に、レジスト２００を有機溶媒等を用い
て剥離する。これにより、レジスト２００上に形成され
た導体膜２１０は、レジスト２００と共に除去される。
この結果、図２１に示すように、導体膜２１０は、溝部
内に形成された部分、すなわち非磁性絶縁体膜１１０ａ
に埋め込まれた部分だけが残り、これが第１の導体１０
６，１０７となる。この第１の導体１０６，１０７は、
その膜厚が非磁性絶縁体膜１１０ａの膜厚以下とされて
いるので、ギャップｇに影響を及ぼすことはない。

【００６７】なお、以上のように、不要な部分をレジス
トによりマスクし、当該マスクを剥離することによって
所定のパターンを形成する方法は、リフトオフ法と呼ば
れている。

【００６８】ところで、ＭＲ素子部１０５に供給される
センス電流は、第１の導体１０６，１０７の間に流れる
ので、ＭＲ素子部１０５のうち、記録媒体からの磁界を
検出するのに有効な部分は、第１の導体１０６と第１の
導体１０７との間の部分だけである。したがって、第１
の導体１０６と第１の導体１０７との間隔Ｔ１が、この
ＭＲヘッドのトラック幅となる。そこで、これら一対の
第１の導体１０６，１０７は、第１の導体１０６と第１
の導体１０７との間の距離が所望するトラック幅となる
ように形成する。

【００６９】以上のように第１の導体１０６，１０７の
形成が完了したら、次に、第２の導体１０８，１０９
を、第１の導体１０６，１０７と同様に、リフトオフ法
により形成する。なお、第２の導体の製造工程は、図７
中の線分Ｂ₁−Ｂ₂での断面を示す図２２〜図２５を参照
して説明する。ここで、図２２は、図２１に対応してお
り、第１の導体１０６，１０７の形成後の状態を示して
いる。

【００７０】第２の導体１０８，１０９を形成する際
は、図２１及び図２２に示すように第１の導体１０６，
１０７を形成した後、先ず、図２３に示すように、レジ
スト２２０を形成する。ここで、レジスト２２０は、第
１の導体１０６，１０７の後端部に対応する部分に開口
部を形成するとともに、その他の部分全体を覆うように
形成する。また、このレジスト２２０の開口部は、その
エッジ部分が逆テーパー状となるように形成する。

【００７１】次に、図２４に示すように、第２の導体１
０８，１０９となる導体膜２３０を全面にスパッタリン
グ等により形成する。このとき、レジスト２２０の開口
部内に形成された導体膜２３０と、レジスト２２０上に
形成された導体膜２３０とは、レジスト２２０の開口部
のエッジ部分が逆テーパー状となるように形成されてい
るので、図２４に示すように、接続することなく、互い
に完全に分離された状態で形成される。なお、第２の導
体１０８，１０９は、上述したように比抵抗が小さい導
電材料からなることが好ましい。そこで、第２の導体１
０８，１０９となる導体膜２３０には、例えば、Ｃｕ，
Ａｇ，Ａｕ系材料等や、Ｔｉ等の下地膜上にこれらの導
電材料を積層した積層膜等を使用する。

【００７２】このように導体膜２３０を形成する際、そ
の膜厚は、ＭＲ素子部１０５の膜厚よりも薄くなるよう
に形成する。すなわち、本実施の形態のＭＲヘッドで
は、ＭＲ素子部１０５の膜厚が１１０ｎｍなので、導体
膜２３０の膜厚は１１０ｎｍよりも薄くする。

【００７３】なお、第２の導体１０８，１０９の形状
は、第１の導体１０６，１０７に接続するようになって
いれば良い。すなわち、第２の導体１０８，１０９のそ
れぞれのパターンが、例えば、第１の導体１０６，１０
７の後端部に一致するようなパターンとしても良いし、
第１の導体１０６，１０７の後端部を覆うような広めの
パターンとしても良いし、第１の導体１０６，１０７の
後端部よりも狭めのパターンとしてもよい。ここでは、
第２の導体１０８，１０９のパターンは、図７に示した
ように、第１の導体１０６，１０７のパターンよりも全
体的に狭めのパターンとした。

【００７４】次に、図２５に示すように、リフトオフ法
によって第２の導体１０８，１０９を所定の形状に形成
する。すなわち、有機溶剤等を用いて、レジスト２２０
上に形成された導体膜２３０と共に、レジスト２２０を
除去する。ここで、レジスト２２０の開口部内に形成さ
れた第２の導体１０８，１０９と、レジスト２２０上に
形成された第２の導体１０８，１０９とは、互いに完全
に分離された状態で形成されているので、レジスト２２
０の開口部内に形成された第２の導体１０８，１０９の
エッジ部分に乱れが生じるようなことなく、レジスト２
２０上に形成された導体膜２３０だけが確実に除去され
る。

【００７５】以上の工程により、第１の導体１０６，１
０７上に第２の導体１０８，１０９が形成される。

【００７６】ここで、第２の導体１０８，１０９は、Ｍ
Ｒ素子部１０５よりも薄く形成している。したがって、
第１の導体１０６及び第２の導体１０８が積層された部
分の膜厚や、第１の導体１０７及び第２の導体１０９が
積層された部分の膜厚は、ＭＲ素子部１０５及び第１の
導体１０６が積層された部分の膜厚や、ＭＲ素子部１０
５及び第１の導体１０７が積層された部分の膜厚よりも
薄くなっている。したがって、第２の導体１０８，１０
９が形成された部分は、ＭＲ素子部１０５上に第１の導
体１０６，１０７が形成された部分よりも段差的に低く
なっており、第２の導体１０８，１０９がギャップ間隔
ｇに影響を及ぼすようなことはない。

【００７７】次に、図２６及び図２７に示すように、Ｍ
Ｒ素子部１０５、非磁性絶縁体膜１１０ａ、第１の導体
１０６，１０７及び第２の導体１０８，１０９が形成さ
れた第１の軟磁性基板３００上に、非磁性絶縁体膜１１
０ｂを、本発明を適用したアルミナの成膜方法により、
例えば、膜厚が０．１μｍとなるように形成する。

【００７８】つまり、この非磁性絶縁体膜１１０ｂを形
成するには、非磁性絶縁体膜１０２，１１０ａと同様
に、スパッタリングアルミナ膜１１０ｂ₁上に、アルミ
ニウム膜を成膜した後に当該アルミニウム膜をプラズマ
酸化して金属酸化アルミナ膜１１０ｂ₂を形成する。

【００７９】このため、この非磁性絶縁体膜１１０ｂ
は、予めアルミナを原料としてスパッタリングしたアル
ミナ膜よりも、より緻密な構造となされ、絶縁体性が向
上されている。また、この非磁性絶縁体膜１１０ｂは、
第１の導体１０６，１０７及び第２の導体１０８，１０
９を静電気や腐食等から保護するためのものである。

【００８０】ここで、第１の軟磁性基板１０１の主面に
対して、最も段差的に高い部分は、ＭＲ素子部１０５上
に非磁性絶縁体膜１１０ａ及び非磁性絶縁体膜１１０ｂ
が形成された部分である。したがって、ギャップｇは、
第１の軟磁性基板１０１上に形成された非磁性絶縁体膜
１０２と、ＭＲ素子１０３及びバイアス用導体１０４か
らなるＭＲ素子部１０５と、ＭＲ素子部１０５上に形成
された非磁性絶縁体膜１１０ａ及び非磁性絶縁体膜１１
０ｂとにより決定される。すなわち、このＭＲヘッドで
は、第１の導体１０６，１０７や第２の導体１０８，１
０９がギャップ間隔ｇに影響しない。

【００８１】次に、第２の導体１０８，１０９の後端部
の一部が外部接続用の電極として露出するように、第２
の導体１０８，１０９の後端部上に形成されている非磁
性絶縁体膜１１０ｂをエッチングして完全に除去した上
で、非磁性絶縁体膜１１０ｂ上に第２の軟磁性基板１２
０を接着剤によって接着する。ここで、第２の軟磁性基
板１２０は、第２の導体１０８，１０９の後端部が露出
するように接合する。

【００８２】そして、以上の工程の後、ＭＲ素子１０３
が記録媒体対向面Ｍに露出するように記録媒体対向面Ｍ
を研磨加工する研磨工程や、第２の導体１０８，１０９
の後端部の電極部分に外部接続用の接続端子１１３，１
１４を形成する端子形成工程等の後工程を施す。最終的
に、こうして得られたヘッドブロックを各ヘッドに切り
出し、ラッピングテープでＭＲ素子１０３のデプスを決
めて、シールド型のＭＲヘッドを製造する。

【００８３】以上述べたように、本発明を適用したアル
ミナの成膜方法により磁気抵抗効果型磁気ヘッドの非磁
性絶縁体膜１０２，１１０ａ，１１０ｂを形成すること
により、非磁性絶縁体膜１０２，１１０ａ，１１０ｂが
緻密な構造のアルミナ膜となるため、この非磁性絶縁体
膜１０２，１１０ａ，１１０ｂの絶縁効率が向上し、絶
縁性の向上を実現することができる。その結果、磁気抵
抗効果型磁気ヘッドにおける非磁性絶縁体膜１０２，１
１０ａ，１１０ｂの膜厚を薄膜化することが可能とな
り、更なる狭ギャップ化を実現することができて、高周
波数特性を向上させ、更なる高密度記録化を図ることが
できる。

【００８４】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
るアルミナの成膜方法は、アルミナが成膜された第１の
アルミナ膜上に、アルミニウム膜を形成した後に、当該
アルミニウム膜に酸化処理を施して第２のアルミナ膜を
生成する。つまり、第２のアルミナ膜は、均一に成膜さ
れたアルミニウム膜の全体を一律に酸化して形成された
ものである。このため、この第２のアルミナ膜は、アル
ミナのクラスタが生じにくく、緻密な構造となる。

【００８５】したがって、本発明に係るアルミナの成膜
方法によれば、アルミナ膜が第１のアルミナ膜と緻密な
構造の第２のアルミナ膜とから構成されるので、アルミ
ナを予め原料として用いて成膜したアルミナ膜よりも、
より緻密な構造で表面性の良好なアルミナ膜を形成する
ことができる。さらに、このアルミナの成膜方法では、
第１のアルミナ膜が被成膜材を補強する働きもある。

【００８６】また、本発明に係るアルミナの成膜方法で
は、アルミニウム膜の酸化処理としてプラズマ酸化を用
いることによって、アルミニウム膜の全体を効率良く一
律に酸化することができる。さらに、上記第１のアルミ
ナ膜及び第２のアルミナ膜を磁気抵抗効果型磁気ヘッド
における非磁性絶縁体膜に用いることにより、この非磁
性絶縁体膜が上述したように緻密な構造となされるた
め、磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおける非磁性絶縁体膜
の絶縁性が向上する。その結果、本発明に係るアルミナ
の成膜方法によれば、更なる狭ギャップ化を実現して、
高周波数特性に優れ、更なる高密度記録化を図ることが
可能となされた磁気抵抗効果型磁気ヘッドを提供するこ
とができる。

【００８７】また、以上詳細に説明したように、本発明
に係る磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、非磁性絶縁体膜
が、アルミナが成膜された第１のアルミナ膜上に、アル
ミニウムが成膜された後に当該アルミニウム膜に酸化処
理が施されて第２のアルミナ膜が少なくとも１層形成さ
れてなるため、均一に成膜されたアルミニウム膜を一律
に酸化して第２のアルミナ膜が形成されることから、こ
の第２のアルミナ膜は、アルミナのクラスタが生じにく
く、緻密な構造となる。

【００８８】したがって、本発明に係る磁気抵抗効果型
磁気ヘッドは、非磁性絶縁体膜が、第１のアルミナ膜と
緻密な構造の第２のアルミナ膜とから構成されるので、
アルミナを予め原料として用いて成膜されたアルミナ膜
よりも、より緻密な構造で表面性の良好な絶縁体膜とな
る。

【００８９】その結果、本発明に係る磁気抵抗効果型磁
気ヘッドは、絶縁効率が良く絶縁性に優れ、電気的絶縁
耐圧が大きくなるため、更なる狭ギャップ化を実現し
て、高周波数特性に優れ、更なる高密度記録化を図るこ
とが可能となる。

【００９０】また、本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドでは、上記酸化処理としてプラズマ酸化を用いるこ
とによって、アルミニウム膜の全体を効率良く一律に酸
化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したアルミナの成膜方法において
用いられる基板を示す断面図である。

【図２】本発明を適用したアルミナの成膜方法におい
て、スパッタリングアルミナ膜が成膜された状態を示す
断面図である。

【図３】本発明を適用したアルミナの成膜方法におい
て、アルミニウム膜が成膜された状態を示す断面図であ
る。

【図４】本発明を適用したアルミナの成膜方法におい
て、アルミニウム膜が酸化されて金属酸化アルミナ膜が
形成された状態を示す断面図である。

【図５】本発明を適用したアルミナの成膜方法におい
て、金属酸化アルミナ膜が積層形成された状態を示す断
面図である。

【図６】本発明を適用したアルミナの成膜方法におい
て、スパッタリングアルミナ膜と金属酸化アルミナ膜が
繰り返し積層形成された状態を示す断面図である。

【図７】磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一例を示す平面図
である。

【図８】図７中のＡ₁−Ａ₂線における磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの断面を示す断面図である。

【図９】図７中のＢ₁−Ｂ₂線における磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの断面を示す断面図である。

【図１０】図７中のＣ₁−Ｃ₂線における磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの断面を示す断面図である。

【図１１】図１０中の範囲Ａを拡大して示す断面図であ
る。

【図１２】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際に用いられる基板を示す断面図である。

【図１３】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、スパッタリングアルミナ膜が成
膜された状態を示す断面図である。

【図１４】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、アルミニウム膜が成膜された状
態を示す断面図である。

【図１５】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、金属酸化アルミナ膜が成膜され
た状態を示す断面図である。

【図１６】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、非磁性絶縁体膜が形成された状
態を示す断面図である。

【図１７】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、磁気抵抗効果素子が形成された
状態を示す断面図である。

【図１８】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、非磁性絶縁体膜が形成された状
態を示す断面図である。

【図１９】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、レジストを成膜した後にエッチ
ングを施すことにより、第１の導体を埋め込むための溝
部が設けられたマスクを形成した状態を示す断面図であ
る。

【図２０】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、導体膜が形成された状態を示す
断面図である。

【図２１】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、第１の導体が形成された状態を
示す断面図である。

【図２２】第１の導体が形成された図２１の工程でのＢ
₁−Ｂ₂線における断面を示す断面図である。

【図２３】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、第１の導体形成後にレジストが
形成された状態を示す断面図である。

【図２４】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、導体膜が成膜された状態を示す
断面図である。

【図２５】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、第２の導体が形成された状態を
示す断面図である。

【図２６】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッド
を製造する際において、第２の導体が形成された後に非
磁性絶縁体膜が形成された状態を示す断面図である。

【図２７】非磁性絶縁体膜が形成された図２６の工程に
おいて、図７中のＡ₁−Ａ₂線における断面を示す断面図
である。

【図２８】従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの一例を示
す断面図である。

【符号の説明】

１ 基板、 ２ スパッタリングアルミナ膜、 ３，１
０２ａ，１１０ａ₁，１１０ｂ₁ アルミニウム膜、
４，１０２ｂ，１１０ａ₂，１１０ｂ₂ 金属酸化アルミ
ナ膜、 １０２，１１０ａ，１１０ｂ 非磁性絶縁体
膜、 １０５ 磁気抵抗効果素子

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被成膜材上にアルミナを成膜して第１の
   アルミナ膜を形成する工程と、 上記第１のアルミナ膜上にアルミニウムを成膜してアル
   ミニウム膜を形成する工程と、 上記アルミニウム膜に酸化処理を施してアルミナからな
   る第２のアルミナ膜を形成する工程とを備えることを特
   徴とするアルミナの成膜方法。
2. 【請求項２】 上記第１のアルミナ膜は、スパッタリン
   グにより成膜されることを特徴とする請求項１記載のア
   ルミナの成膜方法。
3. 【請求項３】 上記酸化処理が、プラズマ酸化であるこ
   とを特徴とする請求項１記載のアルミナの成膜方法。
4. 【請求項４】 上記第１のアルミナ膜及び上記第２のア
   ルミナ膜からなる積層膜は、非磁性絶縁体膜を介して一
   対の軟磁性体によって磁気抵抗効果素子が挟持されてな
   る磁気抵抗効果型磁気ヘッドにおける上記非磁性絶縁体
   膜であることを特徴とする請求項１記載のアルミナの成
   膜方法。
5. 【請求項５】 非磁性絶縁体膜を介して一対の軟磁性体
   によって挟持された磁気抵抗効果素子を有し、 上記非磁性絶縁体膜は、アルミナが成膜された第１のア
   ルミナ膜上に、アルミニウムが成膜された後に当該アル
   ミニウム膜に酸化処理が施されてなる第２のアルミナ膜
   が少なくとも一層形成されてなることを特徴とする磁気
   抵抗効果型磁気ヘッド。
6. 【請求項６】 上記第１のアルミナ膜は、スパッタリン
   グにより成膜されていることを特徴とする請求項５記載
   の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
7. 【請求項７】 上記酸化処理が、プラズマ酸化であるこ
   とを特徴とする請求項５記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッ
   ド。