JPS5960726A - 磁気抵抗効果型磁気ヘツド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （ａ）発明の技術分野 本発明は、磁気記録装置に係り、とくに磁気テープ装置
あるいは磁気ディスク装置におりる再生専用のけ気ヘッ
ドに関する。

（ｂ）技術の背景 磁気記録装置における高密度記録にともなって、薄膜型
の磁気ヘッドが用いられるようになりつつあるが、その
うちで磁気抵抗効果を利用した磁気へ・ノドはその構造
が比較的簡単であり、また比較的大きな出力信号が得ら
れることから、再生専用のヘット゛として実用化が期待
されている。

（ｃ）従来技術と問題点 磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、一定方向に磁化容易軸を
揃えて形成された強磁性膜の抵抗値が、該強磁性膜に近
接して移動する磁気記録媒体上の磁気信号によって変化
する現象を利用するものである。

上記磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、一般に第１図に示す
ように、強磁性体から成る２つのシール］一層、すなわ
ち下部シール１；層１と」二部シールド層２、間に、例
えば１１ｉＦｅ等の強磁性体から成る俳気抵抗効果胎了
３と該磁気１１℃抗効果素子３と接して設けられている
、例えばチタンのような、非磁性体から成るバイアス層
４を配置した構造をなしている。

同図において、５は、例えばガラス等の絶縁性基板、６
および７は、例えば５ｉ０２のような、絶縁層である。

−に記のような磁気抵抗効果型磁気ヘッドに対し、第２
図に示すように磁気記録媒体上に記録されている磁気信
号（磁極ＮおよびＳで表わされている孤立磁化反転）が
矢印Ｘの方向に走行すると、磁気抵抗々）Ｊ果素了３の
抵抗が変化し、この際に該磁気抵抗効果素子３を流れる
電流Ｊの変化が再生信屑として検出される。

磁気抵抗効果素子３は、その磁化力向と前記電流、Ｉの
方向とのなす角が４５度近傍においζ最も大きな抵抗変
化を示すのであるが、一般に製造上の容易さの点から硼
化容易軸が前記電流Ｊと同方向に向くよ゛）に成膜され
ている。そごで、１１；Ｊ記電流、Ｊとバイアス層４に
流れる電流とによって生ずる磁界との相互作用を利用し
て、動作時におりる磁化力向を１−記のように４５度近
傍に設定することが行われる。

ところで、上記構成の磁気抵抗効果型磁気ヘソ１を高記
録密度領域で使用可能とするためには、前記２つのシー
ルド層間の距離ｇをできるだけ小さくすることが望まし
い。しかしながら、該距Ａｆｔ　ｇを小さくするために
、前記絶縁層６および７の層厚を小さくするとつぎのよ
うな支障を生ずる。

その第１は、前記シールド層と磁気抵抗効果素子３との
電気的短絡が生じ易くなり、磁気ヘットの検出能力が低
下し、場合によっては動作不能となること、その第２は
、前記上部シールド層２を成型するためのエツチングに
おいて、絶縁層７も同時にエツチングされ、パターン配
置上からちょうどこの部分に存在する磁気抵抗効果素子
３の端子部が露出し、該端子部（厚さ約５００人）もエ
ツチングされ断線を生ずることである。

前者はピンポール等の存在に関係する問題であり、この
ような障害を防くためには、通常、絶縁層７の厚さは約
０．５１’ｍ程度あればよいのに対して、後者はエツチ
ング技術に関係する問題であって、絶１ｌｔＦ４７とし
ては通電１μｍ程度の厚さが必要とされる。

１足来は絶縁ＪＦｔ７の厚さを前記磁気抵わ°しすＪ果
素子３の信号検出部と端子部とで同一とじていたために
、絶縁層７のｊ７さは１μｍ以」ことなり、結局、前記
距九ｉｆ　ｇは１．５ＩＪｍ以下にＪ−ることができ一
４゛、これが磁気ヘッドの周波数特性の向上を阻害し、
再生可能な記録密度の限界を決めてしまう要因となって
いた。

（ｄ）発明の目的 本発明は、上記従来の問題を闘犬し、高密度記録情報の
再生に適した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。

（ｅ）発明の構成 本発明は、シールド層間ス ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子と」二部シールド層
との間に存在する絶縁層の厚さが該磁気抵抗効果素子の
信号検出部と端子部とで異なるようにして形成されたこ
とを特徴とし、その具体的実施方法として、磁気抵抗効
果素子と上部シールドＮとの間に設りる絶縁層の厚さを
該磁気抵抗効果素子の（Ｂ号検出部においては選択的に
薄くすること、および磁気抵抗効果素子と」二部シール
ド層との間に設りる絶縁層の厚さを該磁気抵抗リノ果素
子の端子部においては選択的に厚く形成することのいず
れによっても製造可能な磁気ヘッドを開示するものであ
る。

（ｆ）発明の実施例 以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。

以下の図面において既掲の図におりると同じものには同
一符号を付しである。

第３図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘソ１−の断
面図であり、磁気抵抗効果素子３と」二部シールド層２
との間の絶縁層７の厚さは信号検出部３１と端子部３２
とでは異っており、端子部３２における厚さが図示の双
方向矢印αの分だけ大きい。

このような構造とすることによって、前記距Ｍｌｔ　ｇ
は１μｍないし、絶縁層６および７の絶縁性が保証され
る限り、これより小さくすることができ、これによって
、端子部３２におりる絶縁Ｍ７の厚さに制約されること
なく磁気ヘッドの周波数特性の改善を試みることができ
るのである。

なお、第３図において１０は、絶縁層を貫通するスルー
ボールを通して前記端子ｒ＋＋＋３２に接続される端子
取出層、９は保護用絶縁層である。

第４図から第８図までは、第３図に示すような構造の磁
気抵抗効果型磁気ヘットを青るための１実施例を示し、
この場合には、磁気抵抗効果素子の信号検出部におりる
絶縁層は、エツチングにより選択的に薄くされる。

これらの図において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は（八）
」二の一点鎖線における断面図である。

まず、第４図に示すように、絶縁性基板５上の全面に下
部シールドＮ１、下部絶縁層６、バイアス層４、磁気抵
抗効果素子層３および上部絶縁層７を、蒸着あるいはス
パッタリングのいずれか、あるいはこれらの双方を用い
て順次成膜する。この場合、各層の成膜−に稈間におい
て試ネｌを空気中に取り出すことなく連続して成膜を行
うことも可能である。

−・般に、下部シー刃用・層１および磁気抵抗効果素子
Ｉｔｓ　３としてはパーマロイ股をそれぞれ３μｍおよ
Ｕ’　（１，０５７７ｍ程度の厚さに、またバイアス層
４としてはチタン膜を約０．３１ｚｍの厚さに、さらに
絶縁層６および７としては５ｉ０２、ＳｔＯ、Ｓｉ３Ｎ
４のいずれかを０．５μｍ程度の厚さに成膜する。

このようにして得られた膜について、後の工程において
磁気抵抗効果素子の信号検出部が形成される位置に該当
する部分の磁気抵ｆｊ’ｃすＪ果素子層３を露出させる
ために、同図に示すように、この領賎よりもやや大きめ
に上部絶縁Ｍ７が除去される。この際の除去方法として
は、化学的エツチングあるいはプラズマエツチング（被
エツチング物質と反応性を有するガスを用いる乾式エツ
チング方法）等の選択的エツチング方法を用いて行う。

つぎに、第５図に示すように、磁気抵抗効果素子層３お
よびバイアス層４をコの字形に残して除去する。この場
合の除去方法としては、イオンエツチング（アルゴン等
の不活性ガス中を放電させ、生成したガスイオンに電界
を与えて被エツチング物質に衝突させ、これを飛散させ
る乾式エツチング方法）を用いる。この際のエツチング
は、前記のようにして形成されている約０．５μｍの上
部絶縁層７および磁気抵抗効果素子層３　（厚さ約０．
０５μｍ）およびバイアスＪＦｉ４（厚さ約０．３μｍ
）を除去するのに必要充分な程度に行われるために、エ
ッヂフグ後の状態は第４図において」一部絶縁屓７が既
に除去されている部分（ｆｔＴ　’Ｔ　３　）について
は、下部シールド層１がぢに−）と露出され、その他の
部分（符号７）については、ｒ：　ｔＩ＋＋絶縁屓絶縁
ｂようど露出されるごとになる。

」−１記の」−稈後、全面に追加絶縁層８　（第３図に
おりるα部分に該当する絶縁＠）および」−６部シール
（ＳｒＦｉ２を成膜する。追加絶縁層８としては５ｉ０
２．５ｉＯ１Ｓｉ３Ｎ４等のいずれを用いＣもよ（、こ
れを０．５ないし−１ｔｌｍの厚さに、また上部シール
ＩＪＦ７２としてはＩｚ部シールＩ一層重と同様、通電
パーマ１コイ膜を約３ＩｔｍＯ））￥さに成膜する。こ
れらの成膜方法としては、前記と同様に蒸着あるいはス
パッタリングのいずれでもよく、また同様に工程を連続
して行うことも可能である。

つぎに、第７図に示すように、コの字形に成型されてい
る磁気抵抗効果素子層３のｆｉｌ；）子１１１♂３２の
上にある上Ｆｅ１ｔシール１屓２を除去する。この場合
の除去は、イオンエツチングによって行われる。本発明
の構成においては、この部分の絶縁層の厚さは、」二部
絶縁層７および追加絶縁層８の合計、すなわち１ないし
１．５μｍ程度に形成されているために、３μＩｌ’ｌ
の厚さを有する上部シールド層２のイオンエツチング」
二部において、前記端子部３２が露出してしまうような
オーハーエソチングが防止され、その結果、端子部３２
の断線の発生、あるいはイオンエツチングによりスパッ
ターされたパーマロイが絶縁層の端部壁面に再付着して
生ずる磁気抵抗効果素子層３と上部シールド層２との絶
縁不良の発生等がなくなる。

つぎに、第８図に示すように、前記各絶縁層についてと
同様の方法により、全面に保護絶縁層９を成膜した後、
化学エツチングあるいはプラズマエツチングにより前記
端子部３２にスルーボール１１を形成し、端子部３２に
、例えばアルミニウムからなる端子取出層１０を接続す
る。

最終工程として、磁気抵抗効果素子層３の信号検出部３
１を、所定素子幅になるように第８図」二のＸ−Ｘ断面
に沿って切断し、研摩仕上げを行って磁気抵抗効果型磁
気ヘッドが完成される。

第９図から第１１図までは、第３図に示すような構造の
磁気抵抗効果型磁気ヘッドを１ｑるための他の実施例を
示し、この場合には、磁気抵抗効果素子の端子部に４９
ける上部絶縁１補７は選択的に厚く形成される。

まず、第９図において、前記と同様に絶縁性基板５上全
面に下部シールド層１、下部絶縁層６、バイアス層４、
磁気抵抗効果素子層３を成膜する。これらの成膜方法お
よび厚さは前記各図における同符号のものと同様である
。さらに同図に示ずよに、磁気抵抗効果素子層３４３よ
びバイアス層４をコの字形部分を残すようＵこして、イ
オンエツチングにより除去する。この場合、両層の厚さ
は薄く、かつエソヂング速度が比較的速いために、下部
絶縁層６がエツチングされるおそれはない。

つぎに、第１０図に示すように、全面に上部絶縁層７を
成膜し、引続き磁気抵抗効果素子層３の信号検出部３１
をマスクした状態で追加絶縁層８を成膜する。

この場合の成膜方法および各層の厚さは、前記各図にお
ける同符号のものと同様である。また、マスクの位置は
、前記信号検出部３１が充分覆われていればよく、その
精度は比較釣線やかでよい。したがって、この両層の成
膜も連続して行うことは容易である。

つぎに、第１１図に示′」−ように、−上部シールド層
２を成膜した後、端子部３２」ニの部分を、イオンエツ
チングにより除去する。この場合の成膜方法および厚さ
についても、前記と各図におりる同符号のものと同様で
ある。

第１１図においても、前記端子部３２上の絶縁層の厚さ
は１ないし１．５μｍに形成されており、上部シールド
層２のイオンエツチング時における前記端子部３２の断
線不良等の発生を防止することができる。

以後、前記第８図等の説明と同様にして、保護絶縁層お
よび端子取出層が形成され、かつ信号検出部の切断およ
び研摩が行われ、磁気抵抗効果型磁気ヘノ１−が完成さ
れる。

（ｇ）発明の効果 本発明によれば、シールド層が設りられている磁気抵抗
効果型磁気ヘッドにおいて、２つのンールド屓間の距離
を小さくすることが可能となり、高密度記録情報の再生
に適した周波数特性を有し、かつ信頼性のすぐれノコ磁
気抵抗効果型磁気へノＩ：を提供できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は磁気抵抗効果型磁気ヘノ１：の−・般的構造を
示す模式図、第２図は磁気抵抗効果型磁気ヘノｌｓの動
作を説明するための図、第３図は本発明の磁気抵抗効果
型磁気−・ソｌ：の構造を示す模式図、第４し１から第
１１図までは本発明に係る磁気抵抗効果型磁気ヘノｌ’
　（７）　’ＪＪ　造上４１の概要を説明するだめの図
である。 図に１３いて、■は下部シールＩ一層、２は」二部シー
ル１層、３は磁気抵抗効果素子層、４はバイアス層、５
は絶縁性基板、６は下部絶縁層、７ば下部絶縁層、８は
追加絶縁層、９は保護絶縁層、１ｏは端子取出層、１１
はスルーボールである。 −１３５− 第９図 （Ａ）　　　　　　　　　　　とβｐ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シールド層を設りた磁気抵抗効果型磁気へ７１に
   おいて、磁気抵抗効果素子と上部シールド層との間に存
   在する絶縁層の厚さが該磁気抵抗効果素子の信号検出部
   と端子部とで異なるようにして形成されたことを特徴と
   する磁気抵抗効果型磁気−・ノド（２）磁気抵抗効果素
   子と上部シールド層との間に設ける絶縁層の厚さを、該
   磁気抵抗効果素子の信号検出部においては選択的に薄く
   したごとを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の磁気
   抵抗効果型磁気ヘット。 （３）磁気抵抗効果素子と上部シール１°゛層との間に
   設りる絶縁層の厚さを、該磁気抵抗効果素子の端子部に
   おいては選択的に厚く形成することを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の磁気抵抗効果型磁気ヘソＩＳ