JPH11306519A

JPH11306519A - 磁気抵抗効果ヘッド用基板及びこれを用いた磁気抵抗効果ヘッドの試験方法

Info

Publication number: JPH11306519A
Application number: JP10810198A
Authority: JP
Inventors: Kaoru Kanega; 芳金賀; Kosuke Narisawa; 浩亮成沢; Tetsuya Yamamoto; 哲也山元
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1998-04-17
Filing date: 1998-04-17
Publication date: 1999-11-05

Abstract

(57)【要約】【課題】基板上で、磁気抵抗効果ヘッドの磁気抵抗効
果ヘッドの絶縁特性及び品質を管理することができる磁
気抵抗効果ヘッド用基板及びこれを用いた磁気抵抗効果
ヘッドの試験方法を提供すること。【解決手段】シールド部１２２及び素子部１２５の間
に絶縁のための絶縁部１２３を有する磁気抵抗効果ヘッ
ド１１０が複数形成される磁気抵抗効果ヘッド用基板１
００において、上記基板に上記磁気抵抗効果ヘッドが形
成されると共に、この磁気抵抗効果ヘッドの上記絶縁部
についての絶縁特性を測定するための測定部１２０、１
２１も形成される磁気抵抗効果ヘッド用基板である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、磁気抵抗効果ヘ
ッドを製造するための磁気抵抗効果ヘッド用基板、特
に、この磁気抵抗効果ヘッドの絶縁部についての絶縁特
性を測定するための測定部を有する磁気抵抗効果ヘッド
用基板及びこれを用いた磁気抵抗効果ヘッドの試験方法
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハード・ディスク装置のハード・
ディスクの面記録密度が大きくなってきた。このハード
・ディスクの面記録密度が大きくなってきたことに対応
して、信号再生用の磁気ヘッドとして、従来の薄膜ヘッ
ド等の誘導型ヘッドに代わり磁気抵抗効果ヘッド（ＭＲ
ヘッド）が用いられるようになっている。この磁気抵抗
効果ヘッドは、磁界の変化に応じて電気抵抗が変わる素
子を利用して、磁気的に記録された情報を再生するヘッ
ドである。そして、この磁気抵抗効果ヘッドは、薄膜ヘ
ッド等の誘導型ヘッドで信号を再生する場合よりも高い
再生感度を得ることができる。なお、信号の書き込みに
は誘導型ヘッドを利用することになる。

【０００３】このような磁気抵抗効果ヘッドは、例えば
次のような構成になっている。すなわち、図５は、磁気
抵抗効果ヘッドの製造工程において、磁気抵抗効果素子
であるＭＲ膜をパターニングした状態の断面図である。
図５において、磁気抵抗効果ヘッド１０は、基板１１上
にシールド部である下層シールド膜１２が設けられてい
る。この下層シールド膜１２上には、下層ギャップ膜１
３を介してＭＲ膜１４が載置されている。この下層ギャ
ップ膜１３は、このＭＲ膜１４と下層シールド膜１２と
の間の絶縁をするためのもので、例えばＡｌ2 Ｏ3 等か
ら形成されている。このような下層ギャップ膜１３は、
例えばハード・ディスクの面記録密度の増加等に磁気抵
抗効果ヘッド１０が対応するためにも、狭ギャップ化す
る必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この下層ギャ
ップ膜１３を、極端に狭くすると、絶縁特性が低下して
しまい、ＭＲ膜１４と下層シールド膜１２との間の絶縁
が不十分なものになってしまう。これでは、磁気抵抗効
果ヘッド１０の最終的な品質を確保することが出来なく
なってしまう。一方、例えばハード・ディスクの面記録
密度の増加等に対応した磁気抵抗効果ヘッド１０のが求
められているため、下層ギャップ膜１３の狭ギャップ化
が更に求められている。このような状態で、しかし、下
層ギャップ膜１３の狭ギャップ化を行うと、磁気抵抗効
果ヘッド１０の製品中に、絶縁特性が不良なものが発生
してしまうという問題があった。

【０００５】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであり、基板上で、磁気抵抗効果ヘッドの磁
気抵抗効果ヘッドの絶縁特性及び品質を管理することが
できる磁気抵抗効果ヘッド用基板及びこれを用いた磁気
抵抗効果ヘッドの試験方法を提供することを目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、シールド部及び素子部の間に絶縁のための絶縁
部を有する磁気抵抗効果ヘッドが複数形成される磁気抵
抗効果ヘッド用基板において、上記基板に上記磁気抵抗
効果ヘッドが形成されると共に、この磁気抵抗効果ヘッ
ドの上記絶縁部についての絶縁特性を測定するための測
定部も形成される磁気抵抗効果ヘッド用基板により達成
される。

【０００７】また、上記目的は、本発明にあっては、シ
ールド部及び素子部の間に絶縁のための絶縁部を有する
磁気抵抗効果ヘッドが複数形成される磁気抵抗効果ヘッ
ド用基板において、この基板に上記磁気抵抗効果ヘッド
を形成し、さらに、同一の基板に、この磁気抵抗効果ヘ
ッドの上記絶縁部についての絶縁特性を測定するための
測定部も形成することにより、この磁気抵抗効果ヘッド
の絶縁部の絶縁特性を測定する磁気抵抗効果ヘッドの試
験方法により達成される。

【０００８】上記構成によれば、磁気抵抗効果ヘッドが
複数形成される磁気抵抗効果ヘッド用基板において、こ
の基板に上記磁気抵抗効果ヘッドを形成し、この磁気抵
抗効果ヘッドの絶縁部についての絶縁特性を測定するた
めの測定部も形成されているため、実際に製造される磁
気抵抗効果ヘッドの絶縁部についての絶縁特性を基板単
位で把握することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、この発明の好適な実施の形
態を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に
述べる実施の形態は、この発明の好適な具体例であるか
ら、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、こ
の発明の範囲は、以下の説明において特にこの発明を限
定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるも
のではない。

【００１０】図１は、本発明の磁気抵抗効果ヘッド用基
板及びこれを用いた磁気抵抗効果ヘッドの試験方法の実
施の形態を示す図である。図１において、磁気抵抗効果
ヘッド用基板であるウエハ１００は、同一のウエハ１０
０上に、実際の磁気抵抗効果ヘッド１１０、１１０、１
１０とともに、複数の測定部である測定用テストパター
ン（ＴＥＳＴＥＬＥＭＥＮＴＧＲＯＰＥ）１２０、
１２１を形成している。この測定用テストパターン１２
０は、具体的には図２に示すようになっている。図２
は、この測定用テストパターン１２０のを示した図であ
る。図において、ガラス、セラミック等により形成され
るウエハ１００上には、ＦｅＡｌＳｉ等により形成され
た下層シールド膜１２２が設けられている。また、この
下層シールド膜１２２上には電圧印加が可能なギャップ
膜１２３が設けられている。このギャップ膜１２３は、
例えばＡｌ2 Ｏ3 等により形成されており、その厚さ
は、例えば９０ｎｍ程度である。このギャップ膜１２３
上には、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）により形成される第
１電極１２４及び第２電極１２５，１２５が形成されて
いる。そして、ギャップ膜１２３は、第１電極１２４及
び第２電極１２５、１２５と下層シールド１２２との間
の絶縁をするためのものである。

【００１１】ここで、第１電極１２４及び第２電極１２
５，１２５を形成する磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）は、例
えば図３に示すような構造となっている。図３におい
て、ＭＲ膜１２４，１２５，１２５は例えばスピンバル
ブ磁気抵抗効果ヘッドのＭＲ膜１２４，１２５，１２５
であって、具体的にはスピンバルブ積層体となってい
る。ＭＲ膜１２４，１２５，１２５であるスピンバルブ
積層体は、第１の磁性体薄膜層（ニ）、非磁性薄膜層
（ハ）、第２の磁性体薄膜層（ロ）そして、反強磁性体
薄膜層（イ）とを有している。このように構成されてい
るスピンバルブ積層体は２つの磁性層である第１の磁性
体薄膜層（ニ）と第２の磁性体薄膜層（ロ）とを非磁性
層である非磁性薄膜層（ハ）によって磁気的に分離して
サンドイッチ構造としている。そして、第２の磁性体薄
膜層（ロ）の上に反強磁性体薄膜層（イ）を積層するこ
とによって、その界面で生じる交換バイアス磁界が、第
２の磁性体薄膜層（ロ）に印加される。

【００１２】しかし、この交換バイアス磁界は非磁性薄
膜層（ハ）の反対側に設けられている第１の磁性体薄膜
層（ニ）には影響しない。一方、第１の磁性体薄膜層
（ニ）は、図示しないハード・ディスク等から与えられ
る磁界の影響を受けるが、この磁界は、第２の磁性体薄
膜層（ロ）には影響を与えないことになる。したがっ
て、第１の磁性体薄膜層（ニ）と第２の磁性体薄膜層
（ロ）とでは、磁化の向きが平行又は反平行と変化し、
これによって電気抵抗率が大きく変化することになる。
このようなＭＲ膜１２４，１２５，１２５の電気抵抗率
の変化は、図示しない電気材料及びリード等に伝えら
れ、図示しない検出回路で検出されることによって、例
えばハード・ディスク等の情報再生等が行われることに
なる。

【００１３】このようなＭＲ膜によって形成される第１
電極１２４及び第２電極１２５，１２５の上には、端子
１２６、１２６、１２６が載置されている。この端子１
２６，１２６，１２６は、Ｃｕ等により形成される。ま
た、この第１電極１２４は、図２に示すように形成され
る。すなわち、例えばイオンエッチング等により、第１
電極１２４及びその端子１２６が載置される部分のギャ
ップ膜１２３を除去し、この除去した部分に第１電極１
２４及びその端子１２６を形成する。これにより、第１
電極１２４は、下層シールド１２２と直接、導通するこ
とになる。一方、第２電極１２５，１２５は、第１電極
１２４の周辺である両側に例えば２つ設けられている。
この第２電極１２５，１２５は、第１電極１２４と異な
り、下層シールド１２２に対して、ギャップ膜１２３を
介して配置されている。また、この第２電極１２５，１
２５のうち、図において右側の第２電極１２５は、左側
の第２電極１２５と比べ大きく形成されている。例え
ば、図２の場合、右側の第２電極１２５が、２００μｍ
平方であり、左側の第２電極１２５が１５０μｍ平方で
ある。

【００１４】なお、図１に示されている測定用テストパ
ターン１２１は、上述の測定用テストパターン１２０と
略同様の構成となっているが、第２電極１２５、１２５
の大きさのみが異なった構成となっている。すなわち、
測定用テストパターン１２１では、図において右側の第
２電極１２５が１００μｍ平方で、左側の第２電極１２
５が５０μｍ平方となっている。これら測定用テストパ
ターン１２０，１２１が形成されているウエハ１００に
は、上述のとおり、実際の磁気抵抗効果ヘッド１１０、
１１０、１１０が複数形成されている。これらの磁気抵
抗効果ヘッド１１０、１１０、１１０は、測定用テスト
パターン１２０，１２１と同じ下層シールド１２２、ギ
ャップ膜１２３及び磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）１２４、
１２５、１２５を用いてウエハ１００上に形成される。
具体的には、ウエハ１００上に下層シールド１２２を構
成し、その上にギャップ膜１２３を構成する。そして、
その上にＭＲ膜１２４，１２５，１２５を形成しパター
ニングを行う。さらに、ギャップ膜、シールド膜、記録
ギャップ膜等を形成し、その後、記録コイル、記録磁
極、保護膜等も形成して、図１に示す実際の磁気抵抗効
果ヘッド１１０，１１０、１１０がウエハ１００上に形
成される。

【００１５】以上のように構成されている磁気抵抗効果
ヘッド用ウエハ１００に設けられた測定用テストパター
ン１２０、１２１を用いて、磁気抵抗効果ヘッド１１０
のギャップ膜１２３の絶縁特性を測定する方法を以下に
説明する。先ず、図２に示す測定用テストパターン１２
０の第１電極１２４にその端子１２６を介して電圧を低
圧から高圧へ徐々に上げながら印加し、第２電極１２５
で、そのリーク電流を計測する。ここで、耐圧は、例え
ば第１電極１２４と第２電極１２５、１２５との間にリ
ーク電流が１００μＡ以上流れたときの電圧とする。こ
こで、第１電極１２４は、上述のように、下層シールド
１２２と直接導通しているため、第１電極１２４に与え
られた電流は、下層シールド１２２内を流れることにな
る。そして、この電流は下層シールド１２２からギャッ
プ膜１２３を経て第２電極１２５、１２５で流れること
になる。

【００１６】したがって、第２電極１２５、１２５の端
子１２６、１２６において、その電流であるリーク電流
を計測し、それを電圧として表すことで、ギャップ膜１
２３の耐圧（Ｖ）を算出することができる。そして、こ
の耐圧（Ｖ）によって、ギャップ膜１２３の絶縁特性を
計ることができる。図４は、図１に示す測定用テストパ
ターン１２０、１２１を用いて、耐圧を測定した結果を
示す図である。ここで、測定用テストパターン１２０、
１２１に用いられているギャップ膜１２３の膜厚は、９
０ｎｍであった。図４における縦軸は耐圧（Ｖ）であ
り、横軸は、測定用テストパターン１２０の第２電極１
２５、１２５と測定用テストパターン１２１の第２電極
１２５、１２５である。

【００１７】これら各第２電極１２５、１２５、１２
５、１２５における耐圧を表したのが図４であるが、こ
の図によると、各第２電極１２５等における耐圧が５０
Ｖ以上であるため、絶縁特性は良好と考えられる。この
ように、本実施の形態にかかる磁気抵抗効果ヘッド用ウ
エハ１００を用いれば、ウエハ１００にギャップ膜１２
３の絶縁特性を計測するための測定用テストパターン１
２０，１２１が設けられているため、この測定用テスト
パターン１２０、１２１の絶縁特性を計測することで、
同一のウエハ１００に形成される磁気抵抗効果ヘッド１
１０等のギャップ膜１２３等の絶縁特性も計測すること
ができる。したがって、実際に製造される磁気抵抗効果
ヘッド１１０等のギャップ膜１２３等についての絶縁特
性をウエハ１００単位で把握することができる。

【００１８】また、図４によれば、第２電極１２５の面
積が大きくなるほど、ギャップ膜１２３の絶縁特性が低
下していることがわかる。これは、ギャップ膜１２３を
下層シールド１２２上に成膜する成膜装置の状態に依存
すると考えられる膜質分布やウエハ１００製造時の周囲
の環境、例えばパーティクル混入等によると思われる。
なぜなら、これらの要因は、第２電極１２５の面積が大
きくなるほど現出し易くなるからである。この場合、ウ
エハ１００内の欠陥が、例えば所謂ポアソン分布をして
いる場合は、その欠陥密度Ｄ（εox ）は、次の式で求
められる。Ｐ＝１−ｅ−Ａ・Ｄ（εox ）・・・・・・・・・・（１）式（１）において、Ｐは絶縁破壊確率、Ａは第２電極１
２５の面積である。そして、この場合は第２電極１２５
の面積を変更することで歩留りを向上させることができ
る。

【００１９】このように、面積が異なる数種類の第２電
極１２５、１２５、１２５、１２５を測定用テストパタ
ーン１２０、１２１に配置し、絶縁特性を計測すると、
ギャップ膜１２３等についての絶縁特性をウエハ１００
単位で把握することができるだけでなく、磁気抵抗効果
ヘッド１１０等の製造時の周囲環境をも管理することが
できる。また、複数のウエハ１００等の測定用テストパ
ターン１２０、１２１に面積が同一の第２電極１２５等
を配置して、その絶縁特性を計測すれば、各ウエハ１０
０等の品質の善し悪しを比較することができる。かくし
て、本実施の形態によれば、ウエハ１００上で、磁気抵
抗効果ヘッド１１０の絶縁特性及び品質を管理すること
ができる。

【００２０】

【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば、
基板上で、磁気抵抗効果ヘッドの磁気抵抗効果ヘッドの
絶縁特性及び品質を管理することができる磁気抵抗効果
ヘッド用基板及びこれを用いた磁気抵抗効果ヘッドの試
験方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる磁気抵抗効果ヘッ
ド用基板であるウエハ示す図である。

【図２】図１における測定用テストパターンを示す図で
ある。

【図３】図２におけるＭＲ膜の構造を示す図である。

【図４】図１に示す測定用テストパターン１２０、１２
１を用いて、耐圧を測定した結果を示す図である。

【図５】磁気抵抗効果ヘッドの製造工程において、磁気
抵抗効果素子であるＭＲ膜をパターニングした状態の断
面図である。

【符号の説明】

１００・・・ウエハ、１１０・・・磁気抵抗効果ヘッ
ド、１２０、１２１・・・測定用テストパターン、１２
２・・・下層シールド、１２３・・・ギャップ膜、１２
４・・・第１電極、１２５・・・第２電極、１２６・・
・端子。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】シールド部及び素子部の間に絶縁のため
の絶縁部を有する磁気抵抗効果ヘッドが複数形成される
磁気抵抗効果ヘッド用基板において、上記基板に上記磁気抵抗効果ヘッドが形成されると共
に、この磁気抵抗効果ヘッドの上記絶縁部についての絶
縁特性を測定するための測定部も形成されることを特徴
とする磁気抵抗効果ヘッド用基板。
【請求項２】上記測定部が磁気抵抗効果ヘッドのシー
ルド部、絶縁部及び素子部を含んで構成されている測定
用のテストパターンであることを特徴とする請求項１に
記載の磁気抵抗効果ヘッド用基板。
【請求項３】上記絶縁部が電圧印加可能な下層ギャッ
プ部であり、素子部には、磁気抵抗効果膜からなる複数
の電極部が設けられていることを特徴とする請求項２に
記載の磁気抵抗効果ヘッド用基板。
【請求項４】上記電極部が、シールド部と接続された
１つの第１電極と、この第１電極の周辺に配置され、上
記下層ギャップ部に設けられた第２の電極とを有するこ
とを特徴とする請求項３に記載の磁気抵抗効果ヘッド用
基板。
【請求項５】上記第２電極が大きさの異なる複数の電
極であることを特徴とする請求項４に記載の磁気抵抗効
果ヘッド用基板。
【請求項６】シールド部及び素子部の間に絶縁のため
の絶縁部を有する磁気抵抗効果ヘッドが複数形成される
磁気抵抗効果ヘッド用基板において、この基板に上記磁気抵抗効果ヘッドを形成し、さらに、同一の基板に、この磁気抵抗効果ヘッドの上記
絶縁部についての絶縁特性を測定するための測定部をも
形成することにより、この磁気抵抗効果ヘッドの絶縁部の絶縁特性を測定する
磁気抵抗効果ヘッドの試験方法。