JPH11195208A - 薄膜磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents

薄膜磁気抵抗効果ヘッド

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JPH11195208A
JPH11195208A JP29032898A JP29032898A JPH11195208A JP H11195208 A JPH11195208 A JP H11195208A JP 29032898 A JP29032898 A JP 29032898A JP 29032898 A JP29032898 A JP 29032898A JP H11195208 A JPH11195208 A JP H11195208A
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JP
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layer
magnetic
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recording gap
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JP29032898A
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English (en)
Inventor
重幸 ▲高▼尾
Shigeyuki Takao
Hiroshi Tomiyasu
弘 冨安
Kyoji Noda
恭司 野田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電磁変換特性の優れた薄膜磁気抵抗効果ヘッ
ドを提供することを目的とする。 【解決手段】 記録ギャップ層14の段差を0.10μ
m以下としたことにより、記録されたデータに湾曲が生
じないので、再生出力の立ち上がり立ち下がりがなだら
かにならない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、高記録密度ハード
ディスクドライブに使用される薄膜磁気抵抗効果ヘッド
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、磁気記録装置の小型化・高記録密
度化にともない、磁気抵抗効果型薄膜ヘッド(以下、薄
膜磁気抵抗効果ヘッドという)が利用されるようになっ
てきた。薄膜磁気抵抗効果ヘッドは磁気ディスクあるい
は磁気テープなどの磁気記録媒体に記録された信号磁界
を磁気抵抗効果素子(以下、磁気抵抗効果素子という)
の電気抵抗変化として検出するものであり、従って、磁
気誘導型ヘッドとは異なり磁気記録媒体の移動速度に依
存せずに信号磁界を再生できるという特長を持つ。薄膜
磁気抵抗効果ヘッドは今後さらに小型化が図られるもの
と考えられ、高い寸法精度が実現可能な薄膜形成技術が
益々重要となっている。
【0003】図8は従来の薄膜磁気抵抗効果ヘッドを示
す斜視図であり、薄膜磁気抵抗効果ヘッドはAl23
Ti−C等のセラミック構造体でなるスライダー部1
と、このスライダー部1の空気流出側の端面に薄膜形成
技術とフォトリソグラフィー技術とによって形成される
ヘッド部2とによって構成される。尚、浮上レール3は
スライダー部1を研削等により機械加工することで形成
される。また、素子部4は磁気記録媒体に信号磁界を記
録再生する箇所である。
【0004】図9は従来の薄膜磁気抵抗効果ヘッドを示
す正面図で、薄膜磁気抵抗効果ヘッドの膜構成の一例を
示した図である。この図を参照しつつ以下に従来の薄膜
磁気抵抗効果ヘッドの構成および製造方法について説明
する。
【0005】先ず、Al23−Ti−C等のセラミック
構造体でなる基板5(後にスライダー部1となる)の全
面に、Al23等でなる絶縁層6をスパッタ等で付け
る。次いで、センダスト(Fe−Al−Si合金)また
はパーマロイ(Ni−Fe合金)等の軟磁性材料よりな
る下部磁気シールド層7をスパッタ法または電解めっき
法等の薄膜形成技術によって形成する。更に、Al23
等でなる非磁性膜をスパッタ法または蒸着法等によって
形成して下部リードギャップ層8とする。その後、パー
マロイ(Ni−Fe合金)等の磁気抵抗効果減少を示す
材料で構成された磁気抵抗効果素子層9をスパッタまた
は蒸着にて付ける。
【0006】次いで、磁気抵抗効果素子層9の左右端部
を覆う形でAu等でなる導体層をスパッタにて付けリー
ド層10を形成する。更に、Al23等でなる非磁性膜
をスパッタまたは蒸着にて付け上部リードギャップ層1
1を形成する。次いで、パーマロイ(Ni−Fe合金)
等の軟磁性材料で構成された下地電極膜17をスパッタ
または蒸着にて付け、パーマロイ(Ni−Fe合金)等
の軟磁性材料で構成された上部磁気シールド層12を電
解めっきにより形成する。
【0007】更に、パーマロイ(Ni−Fe合金)の軟
磁性材料より構成される下部磁性層13を電解めっきに
より形成する。次いで、図示していないが、レジスト等
でなる絶縁層を形成した後、電解めっきによる導体コイ
ルおよびレジスト等でなる絶縁層を形成する。更に、A
23等でなる非磁性膜をスパッタまたは蒸着にて付け
記録ギャップ層14とする。
【0008】次いで、上部磁性層15を電解めっきによ
り形成した後、Al23等でなる保護層16をスパッタ
または蒸着で付け成膜プロセスを完了する。
【0009】尚、各膜の形状はフォトリソグラフィー技
術と真空微細加工技術とによって所定形状に加工され
る。
【0010】この様に構成された薄膜磁気抵抗効果ヘッ
ドは、導体コイルに記録電流を流す事によって、下部磁
性層13と上部磁性層15の間に磁気回路が構成され、
記録ギャップ層14から飛び出した磁束によって磁気記
録媒体に磁気データを書き込み、磁気抵抗効果素子層9
によって磁気記録媒体に記録された磁気データを読み取
って、磁気データを再生していた。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成では、磁気抵抗効果素子層9で再生した再生出力
になだらかな立ち上がりまたは立ち下がりが発生し、分
解能が低下してデータの読み取りエラーを生じるという
問題点があった。この再生出力のなだらかさは、記録密
度が高くなればなるほど、その度合が大きくなり、それ
にともなって分解能が悪くなってくる。
【0012】本発明は、前記従来の課題を解決するもの
で電磁変換特性の優れた薄膜磁気抵抗効果ヘッドを提供
することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、記録ギャップの段差を0.10μm以下とした。
【0014】
【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施の形態にお
ける薄膜磁気抵抗効果ヘッドを示す正面図である。図1
において、5は基板、6は絶縁層、7は下部磁気シール
ド層、8は下部リードギャップ層、9は磁気抵抗効果素
子層(以下MR素子層と略す)、10はリード層、11
は上部リードギャップ層、12は上部磁気シールド層、
13は下部磁性層、14は記録ギャップ層、15は上部
磁性層、16は保護層、17は下地電極膜でこれらはほ
ぼ従来の構成と同じである。また図示していないが、下
部磁性層13と上部磁性層15の間には、記録電流が流
されるとともに、スパイラル上に形成されたコイル層が
設けられている。この記録電流によって生じた磁束が、
下部磁性層13及び上部磁性層15の中を流れる。19
は下地電極膜17の上に形成された段差緩和膜で、段差
緩和膜19はパーマロイ等の材料で構成されており、リ
ード層10をMR素子層9の両端に設けた事によって生
じる下地電極膜17の窪んだ部分に形成されている。こ
の段差緩和膜19を設ける事で、上部磁気シールド層1
2のMR素子層9の上部は略平坦となる。この様に構成
された上部磁気シールド層12上に下部磁性層13、記
録ギャップ層14、上部磁性層15を形成すると、記録
ギャップ層14にはほとんど湾曲が生じない(記録ギャ
ップ層14を形成する下部磁性層13の表面の段差が
0.05μm以下)事が分かった。
【0015】図2は本発明の一実施の形態における薄膜
磁気抵抗効果ヘッドで記録された磁気記録媒体上の磁気
データの模式図である。図2において、30は磁気記録
媒体上に形成されたトラック部、31はトラック部30
中の磁化反転部、32はトラック部30上に磁気データ
を再生するMR素子層である。
【0016】この様に本実施の形態では、磁化反転部3
1は直線的であるので、MR素子層32でデータを読み
取ると、その再生出力の立ち上がり及び立ち下がりは非
常にシャープな形状となり、データエラー等を生じる事
はない。
【0017】しかしながら図3に示す様に従来のヘッド
の様に記録ギャップ層14が湾曲している状態であれ
ば、磁化反転部31も湾曲する事となるので、MR素子
層32でデータを読み取ると、その再生出力の立ち上が
り及び立ち下がりはなだらかな形状となり、データエラ
ー等を生じる。
【0018】従って、本発明は、この記録ギャップ層1
4の湾曲の度合、即ち記録ギャップ層14を設ける下部
磁性層13に形成される段差を制御する(段差を0.0
5μm以下)事によって、電磁変換特性を向上させるも
のであり、段差緩和膜19を設ける事は一つの手段であ
る。即ち、段差緩和膜19は、リード層10を形成した
後に形成される窪み部に、しかもMR素子層9と下部磁
性層13の間に設ければ良く、さらには段差緩和膜19
を設けずとも、他の方法で記録ギャップ層14の湾曲の
度合を制御してもよい。
【0019】次に製造方法について説明する。図4
(a)〜(c)及び図5(a)〜(d)は本発明の一実
施の形態における薄膜磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を
示す工程図で、17はパーマロイ(Fe−Ni合金)か
らなる下地電極膜、19はパーマロイ(Fe−Ni合
金)よりなる段差緩和膜、40は有機絶縁体でなるフォ
トレジストである。尚、図4(a)は従来の技術と同じ
方法で上部リードギャップ層11まで形成した後、次工
程で電解めっきを行うためパーマロイ(Fe−Ni合
金)でなる下地電極膜17をスパッタまたは蒸着にて上
部リードギャップ層11上の全面に付けた状態を示す図
である。以下図4,図5を参照しつつ、本発明による薄
膜磁気抵抗効果ヘッドの製造方法を説明する。
【0020】先ず、図4(a)においてMR素子層9上
の左右端部を覆う様にリード層10(膜厚0.15μm
程度)を形成することで、上部リードギャップ層11に
は段差t5(t5=0.15μm)が生じる。次いで、
フォトレジスト40を下地電極膜17の全面に塗布した
後、上記段差部のみを露光し(図4(b))、現像にて
該段差部のレジストを除去した上で(図4(c))、該
段差部にパーマロイ(Fe−Ni合金)よりなる段差緩
和膜19を電流密度=0.8A/dm2にて段差t5の
約1/2の膜厚だけ電解めっきし、段差t6(t6=
0.08μm)とする(図5(a))。
【0021】ここで、段差緩和膜19の膜厚を段差t5
の約1/2とする理由は、次工程図5(b)で上部磁気
シールド層12を電解めっきにて形成する際、下地電極
膜17のみからなる膜厚の薄い部分よりも下地電極膜1
7の上に段差緩和膜19が形成された膜厚の厚い部分に
より電流が集中し、この部分のめっきレートが大きくな
るためである。すなわち、仮に段差t5と同じ膜厚の段
差緩和膜19をめっきした場合には上部磁気シールド層
12を形成した時、段差緩和膜19上のめっき部分が盛
り上がり、逆に大きな凸状の段差ができてしまうためで
ある。
【0022】次いで、上部磁気シールド層12を電流密
度=0.8A/dm2にて電解めっきすることで、段差
t6は段差t7(t7=0.04μm)まで緩和される
(図5(b))。尚、この際段差緩和膜19の左右の凹
みに対しては、これが急峻な段差であるため、めっきに
よるレベリング効果は比較的大きく作用する。次いで、
下部磁性層13を電流密度=0.8A/dm2にて電解
めっきすることで、段差t8はほぼゼロとなる(図5
(c))。
【0023】次いで、図示しないレジスト等でなる絶縁
層および電解めっきにより導体コイルさらにレジスト等
でなる絶縁層を形成するが、これらの膜は下部磁性層1
3の形状には全く影響しない。その後、Al23等でな
る非磁性膜をスパッタまたは蒸着にて付け記録ギャップ
層14を形成するが、その形状は下部磁性層13の上端
形状で規定され、したがって平坦となる(すなわち記録
ギャップ層14の段差とt8はほぼ同じ)。さらに、上
部磁性層15を電解めっきにより形成した後、Al23
等でなる保護層16をスパッタまたは蒸着で付け成膜プ
ロセスを完了する(図5(d))。尚、各膜の形状はフ
ォトリソグラフィー技術と真空微細加工技術とによって
所定形状に加工される。
【0024】ちなみに、本実施の形態での電解めっきを
実施するためのめっき液としては、硫酸ニッケル・塩化
ニッケル・硫酸第一鉄水溶液に所定量の添加剤を加えた
ものを浴温35℃にて使用し、電解めっきは膜厚、組成
等の均一化を図るため、機械的に攪拌する装置を取り付
けた状態で行なう。尚、上記実施の形態では上部磁気シ
ールド層12を形成する前に段差緩和膜19を形成して
いるが、上部磁気シールド層12を形成した後に形成し
ても構わない。また、上記実施の形態は上部磁気シール
ド層12上に下部磁性層13を積層するタイプの薄膜磁
気抵抗効果ヘッドに対しての例であるが、上部磁気シー
ルド層12が下部磁性層13を兼ねるタイプすなわち、
構造上、下部磁性層13が無いタイプの薄膜磁気抵抗効
果ヘッドに対して行っても構わない。また、上記実施の
形態では段差緩和膜19をめっきにより形成するが、ス
パッタ又は、蒸着によって形成しても構わない。
【0025】図6は段差t8とPW50の関係を示すグ
ラフである。図4において、PW50とは孤立再生波形
の半値幅(線記録密度の代用特性値)の変化を示すもの
である。図4から分かるように段差t8が大きければ大
きい程PW50の変化幅が大きい事がわかる。従って、
段差t8は0.10μm以下であれば十分に効果を得る
事ができ、更には0.05μm以下であれば、ほとんど
PW50の変化が無いことがわかる。
【0026】従って、段差t8(記録ギャップ層14の
段差)は0.10μm以下好ましくは0.05μm以下
がよい。
【0027】図7は本実施の形態および従来の技術によ
る薄膜磁気抵抗効果ヘッドでの再生出力電圧の記録周波
数特性を示す図であり、この図から明らかなように、本
実施の形態による薄膜磁気抵抗効果ヘッドの再生出力電
圧は特に高周波数域で従来の技術によるものよりも高
く、再生分解能が向上することが判る。
【0028】以上のように本実施の形態によれば、記録
ギャップ層14の段差を0.10μm以下好ましくは
0.05μm以下に制御することによって、優れた電磁
変換特性を得る事ができる。
【0029】なお、本実施の形態を、記録素子(下部磁
性層13、記録ギャップ層14、上部磁性層15等より
構成される)をMR素子層9の上に形成するヘッドに関
して特に有用である。すなわち、従来の技術では、上記
記録素子によって記録再生を行うヘッドもあるが、それ
らには、記録ギャップ層14の湾曲は生じない(平坦な
基板上に形成されるから)。従って、本実施の形態は、
記録素子を再生素子上に形成する場合等に有効である。
【0030】
【発明の効果】本発明は記録ギャップの段差を0.10
μm以下とした事により、記録ギャップの変形が少な
く、記録された磁気データが湾曲しないので、優れた電
磁変換特性を得る事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態における薄膜磁気抵抗効
果ヘッドを示す正面図
【図2】本発明の一実施の形態における薄膜磁気抵抗効
果ヘッドで記録された磁気記録媒体上の磁気データの模
式図
【図3】従来の薄膜磁気抵抗効果ヘッドで記録された磁
気記録媒体上の磁気データの模式図
【図4】本発明の一実施の形態における薄膜磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法を示す工程図
【図5】本発明の一実施の形態における薄膜磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法を示す工程図
【図6】段差t8とPW50の関係を示すグラフ
【図7】本実施の形態および従来の技術による薄膜磁気
抵抗効果ヘッドでの再生出力電圧の記録周波数特性を示
す図
【図8】従来の薄膜磁気抵抗効果ヘッドを示す斜視図
【図9】従来の薄膜磁気抵抗効果ヘッドを示す正面図
【符号の説明】
5 基板 6 絶縁層 7 下部磁気シールド層 8 下部リードギャップ層 9 磁気抵抗効果素子層(MR素子層) 10 リード層 11 上部リードギャップ層 12 上部磁気シールド層 13 下部磁性層 14 記録ギャップ層 15 上部磁性層 16 保護層 17 下地電極膜 19 段差緩和膜

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】基板と、前記基板上に設けられた磁気抵抗
    効果素子層と、前記磁気抵抗効果素子層にセンス電流を
    供給するリード層と、前記磁気抵抗効果素子層の上方に
    設けられ、インダクティブ型の記録素子を備えた薄膜抵
    抗効果型ヘッドであって、記録素子の記録ギャップ層の
    段差を0.10μm以下とした事を特徴とする薄膜磁気
    抵抗効果ヘッド。
  2. 【請求項2】記録素子の記録ギャップ層の段差を0.0
    5μm以下とした事を特徴とする請求項1記載の薄膜磁
    気抵抗効果ヘッド。
  3. 【請求項3】基板と、前記基板上に設けられた下部磁気
    シールド層と、前記下部磁気シールド層の上に設けられ
    た磁気抵抗効果素子層と、前記磁気抵抗効果素子層にセ
    ンス電流を供給するリード層と、前記磁気抵抗効果素子
    層と前記リード層を前記下部磁気シールド層とともに挟
    むように設けられた上部磁気シールド層と、前記上部磁
    気シールド層の上に設けられた下部磁性層と、前記下部
    磁性層の上に設けられた記録ギャップ層と、前記記録ギ
    ャップ層の上に設けられ、前記下部磁性層とともに磁気
    回路を形成する上部磁性層と、前記下部磁性層及び上部
    磁性層の間に設けられたコイル層とを備え、前記記録素
    子の記録ギャップ層の段差を0.10μm以下とした事
    を特徴とする薄膜磁気抵抗効果ヘッド。
  4. 【請求項4】記録素子の記録ギャップ層の段差を0.0
    5μm以下とした事を特徴とする請求項3記載の薄膜磁
    気抵抗効果ヘッド。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100352313B1 (ko) * 1999-09-02 2002-09-12 알프스 덴키 가부시키가이샤 박막자기헤드 및 그 제조방법

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KR100352313B1 (ko) * 1999-09-02 2002-09-12 알프스 덴키 가부시키가이샤 박막자기헤드 및 그 제조방법

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