JPS62132211A - 薄膜磁気ヘツド - Google Patents

薄膜磁気ヘツド

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JPS62132211A
JPS62132211A JP27275785A JP27275785A JPS62132211A JP S62132211 A JPS62132211 A JP S62132211A JP 27275785 A JP27275785 A JP 27275785A JP 27275785 A JP27275785 A JP 27275785A JP S62132211 A JPS62132211 A JP S62132211A
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光司 大塚
Toru Kira
吉良 徹
Ryoji Namikata
量二 南方
Kazuyoshi Imae
一義 今江
Mitsuhiko Yoshikawa
吉川 光彦
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    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3916Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
    • G11B5/3919Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
    • G11B5/3922Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
    • G11B5/3925Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films

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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】 く技術分野〉 本発明は一軸磁気異方性を有する磁性薄膜に信号磁界を
印加し、それを磁化容易軸方向の電気抵抗変化として検
出する磁気抵抗効果素子(以下、MR素子という)を具
備して磁気記録媒体に記録される信号の検出を行なう薄
膜磁気ヘッド(以下、薄膜MRヘッドという)に関する
〈従来技術〉 従来、薄膜MRヘンノド巻線型の磁気ヘッドと比較して
多くの利点があることが知られている。
この薄膜MRヘッドは、磁気テープ等の磁気記録媒体に
書き込まれた信号磁界を受けることにより、M’R素子
内部の磁化方向が変化し、この磁化方向の変化に応じた
MR素子の内部抵抗の変化を外部出力として取り出すも
のである。従って、薄[MRヘッドは磁束応答型のヘッ
ドであり、磁気記録媒体の移送速度に依存せずに信号磁
界を再生できる〇又、この薄膜MRヘッドは半導体の微
細加工技術を適用することにより高集積化及び多素子化
が容易であるので、高密度記録が行なわれる固定ヘッド
弐PCM録音機の再生用磁気ヘッドとして有望視されて
いる。
この様なMR素子は外部磁界に対して2乗変化を示す感
応特性をもつことから、MR素子を再生ヘッドとして構
成する場合には、素子形状をストライプ状にするととも
に、線型応答特性を得るために所定のバイアス磁界を印
加する構成を備えることが必要である。このバイアス磁
界を印加する方法には、導体に直流電流を流すことによ
りバイアス磁界を誘起する方法及びCo−P層等の高抗
磁力薄膜を用いてバイアス磁界を印加する方法等が知ら
れている。実際の使用に際しては、薄膜MRヘッドでは
、上記導体または高抗磁力薄膜の上に絶縁層を介してM
R素子が形成される。
一方、MR素子単体で構成した薄膜MRヘッドよりも、
MR素子をヘッド先端から離して磁気記録媒体に発生し
た磁束をM R素子まで導く磁束導入路(以下、ヨーク
という)を配置した第3図のような構造の通常ヨークタ
イプMRヘッド(以下、YMRヘッドという)と呼ばれ
る薄膜磁気ヘッドの方が信号の分解能の向上やMR素子
の耐久性の向上に有効であることが知られている。尚、
第3図は従来のYMRヘッドのトラック幅方向に垂直な
方向の断面構造を示し、第4図はこのYMRヘッドの平
面構成を示す。但し、第3図は第4図のYMRヘッドの
A−B断面の構造を示す。
同図で上部ヨーク!2は、通常膜厚が0.5〜1.0μ
m8にのパーマロイ(Ni−Fe合金)膜で作製され、
磁気記録媒体2で発生した磁界をMR素子7に導くため
の磁路となる。バイアス磁界を印加するためにkl、C
uまたはAt−Cu合金等の膜からなる導体4が配設さ
れる。ヘッドギャップ部13ば実際に使用される記録波
長が0.5μm程度であるので、02〜0.3μm程度
に設定される。下部ヨークを形成する基板!は高透磁率
磁性体からなり、Ni−Znフェライト又はMn、−Z
nフェライトが用いられる。MR素子7はパーマロイ(
Ni−Fe合金)蒸着膜で作製され、トラック幅は多ト
ランク構成となるため50〜200μm程度に設定され
る。上述の導体4.MR素子7及び上部ヨーク12は基
板1上に絶縁層3,5.10を介して形成される。
ところで、薄膜MR素子として使用される金属強磁性薄
膜の膜厚は200〜500^と非常に薄く、従って、こ
の金属強磁性薄膜と両側の絶縁層との間にわずかの拡散
等が生じても薄膜MR素子の特性に著しく大きな影響を
与えることになる。この拡散等による薄膜MR素子の特
性劣化について知る為に、膜厚320λのパーマロイ膜
を真空中で200〜250℃、2時間アニールした時の
パーマロイ膜の磁気特性の変化を調べた結果を第1表に
示す。同表でHcfiパーマロイ膜の磁化容易軸方向の
保磁力、Hchはパーマロイ膜の磁化困難軸方向の保磁
力、Hkfi異方性磁界、λSは磁歪定数を示す。
ここで300℃、2時間以上のアニールでは著しく特性
が劣化し、特に飽和磁化も減少していることからこの特
性劣化はパーマロイ膜と下地の5i02との間の相互拡
散によるものと考えられる。
一方アニール温度を200℃に下げても特性の劣化が生
じることから薄膜磁気ヘッドの加工プロセス中の昇温に
よって、薄膜MR素子の特注劣化が生じる可能性があり
、さらに、製品そのものの耐熱性も悪いという問題があ
る。
〈発明の目的〉 本発明は薄膜磁気ヘッドに使用される薄膜M R素子の
耐熱性を向上させることにより、加工プロセス中の昇温
あるいは高温雰囲気下での使用等の熱的要因による薄膜
MR素子の特性劣化を防止することを目的とする。
〈実施例〉 以下、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの一実施例について
、図面を参照して詳細に説明する。
第1図はYMRヘッドの磁気記録媒体のトラック幅方向
に垂直な方向の断面構造を示す。
同図で上部ヨーク12は膜厚が0.5〜1.0μm程度
のパーマロイ(Ni−Fe合金)等の高透磁率磁性膜か
らなり、この上部ヨーク12iji気記録媒体2で発生
した磁界をMR素子7へ導くための磁路となる。M R
素子7はパーマロイ蒸着膜からなリ、その膜厚は200
〜500Aであり、トラック幅は多トラツク構成となる
ため50〜200μm程度に設定される。M R素子7
は絶縁層5上に形成された絶縁層SiO膜6の上に形成
される。又、バイアス磁界をMR素子7に印加するため
の導体層4はMo 、 Cu 、 AJa又はAA−C
u合金等の膜からなる。
下部ヨークを形成する基板1はNi−Znフェライト又
はMn−Znフェライトから成る。この基板1上に絶縁
層3を介して導体層4が形成され、該導線層10を介し
て上部ヨーク12が形成される。
以上のヘッドの製作手順としては、先ず基板Iの上に5
i02.Si3N4.At203等からなる絶縁層3が
RFスパッタ法又はP−CVD法等により形成される。
次にこの絶縁層3の上にMo、Cu。
Al、Al−Cu合金等からなる導体層4が抵抗加熱法
、RFスパッタ法又は電子ビーム蒸着法等により形成さ
れる。この導体層4を目的の形状に加工するために、ケ
ミカルエツチング法、スパッタエツチング法又はイオン
ミーリング法が用いられる。
具体例を上げて説明すると、ケミカルエンチング法の場
合、Cu膜は硝酸(HNO3)十過硫酸アンモニウム(
(NH3)25208 )生水(N20)、At−Cu
膜は水酸化カリウム(KOH)十過硫酸アンモニウム(
(NH3)2S208)生水(N20)又はリン酸(H
3PO4)+硝酸(HNOa)十酢酸(CH3COOH
)生水(N20)なるエツチング液を用いれば良い。ス
パッタエツチング法又はイオンミーリング法の場合には
M o +Cu、At−Cu等の膜1dArガスを導入
すれば公知の手法によって加工することができる。
上述のようにして形成された導体層4上にP−CVD法
又はRFスパッタ法により5i02,5i3N4Az2
o3等からなる絶縁層5が形成される。次にSiO膜6
が絶縁層5の上に形成される。このSiO膜6は抵抗加
熱法又は電子ビーム蒸着法により形成される。該SiO
膜6はSiO2層と同様に表面平滑性、膜質が優れてい
るので、MR素子7を形成するパーマロイ(Ni−Fe
合金)蒸着膜は第2表に示すように良好な磁気特性をも
つようになる。
第2表 上記MR素子7は、その膜厚が200〜500Aであり
、ケミカルエツチング又はスパッタエンチング法等によ
り(5〜20)X(50〜100)μmのストライプ状
に加工される。その後、リード部8が第4図と同じ位置
に抵抗加熱法、電子ビーム蒸着法あるいはRFスパッタ
法により形成される。次に、MR素子7及びリード部8
の上に抵抗加熱法又は電子ビーム蒸着法によりSiO膜
9を形成後、P−CVD法又はRFスパッタ法により絶
縁層S i02膜10が蒸着され、最後に高透磁率磁性
膜からなる上部ヨーク12が形成される。
ここでパーマロイ蒸着膜の下地層及び上側保護層として
Si0層を用いた場合のパーマロイ蒸着膜の特性につい
て以下に述べる。
ガラス基板上に厚さ約400λのSi0層を抵抗加熱法
で形成した後厚さ約320λのN1−Fe(パーマロイ
)合金膜を磁場中にて抵抗加熱法で形成し、該Ni−F
e合金膜上に厚さ約400λのSiOを形成した試料を
磁場中で200℃、2時間真空中でアニールした時の磁
気特性の変化を第3表に示す。尚、比較のため、Ni−
Fe合金膜上に直接、SiO2層をRFスパッタ法で形
成した試料のアニールによる磁気特性の変化も同表に示
している。
この表中の磁歪定数Xsは外部から応力によるNi−F
e合金膜の一軸異方性磁界の変化から容易に測定でき、
しかもNi−Fe合金膜の組成に著しく敏感であること
がらNi−Fe合金膜と下地との拡散による組成変化を
検出するのに適している。
(以下余白) 第3表 第3表かられかるように、Ni−Fe合金膜上に直接絶
縁層となるSiO2層を形成した場合にはアニールによ
って磁歪定数は正から負に変化しており、このこ七はN
 i−F e合金膜とSiO2層との拡散によりNi−
Fe合金膜中のFe成分が減少したことを示している。
一方Ni−Fe合金膜上にSi0層を形成した場合には
磁歪定数の変化は非常に小さくなっている。このことは
薄膜MR素子となるNiFe合金膜の両側にSi0層を
設けることにより、NiFe合金膜との拡散を防止する
ことができることを示している。
上記の実験例で示したように、薄膜MR素子となるNi
−Fe合金膜の両側に拡散防止層となるSi0層を介在
せしめ、絶縁層を5i02とSiOの2層構造とするこ
とによりSiO2絶縁層とNi−Fe合金膜との間の拡
散を防止することができ、その結果加工プロセス中の昇
温あるいは製品使用時の温度履歴等の熱的要因による薄
膜MR素子の特性の劣化を防止することができる。
第2図は他の実施例におけるYMRヘッドの磁気記録媒
体のトラック幅方向に垂直な方向の断面構成を示す。同
図に示す様にMR素子7の上側保護層9がGaP部を構
成する絶縁層を兼用した構造になっている。
以上の実施例ではMR素子としてNi−Fe合金膜を使
用した場合について示しているが、MR素子としてはN
i−Fe−Co、Ni−Co等の他の金属強磁性膜を使
用した場合にも同様な効果が得られる。
〈発明の効果〉 以上述べた本発明によれば、薄膜MR素子の耐熱性を向
上でき、加工プロセス中の昇温による特性劣化の防止を
図ることができる0また、本発明における拡散防止層で
あるSiOは絶縁物なので、導電層と異なり、電流の分
流によるMR素子の感度低下がないので、良好な特性(
例えば低動変化率の特性)が得られる。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明に係る一実施例の断面図、第2図は本発
明に係る他の実施例の断面図、第3図は従来の薄膜MR
ヘッドの断面図、第4図はその平面図である。 図中、1:基板 2:磁気記録媒体 3,5,10:絶
縁層5i02 4:・□導電層 6.9:拡散防止層S
iO7:MR素子 8:リード層 11:バックヨーク
部 12:上部ヨーク 13:フロント・ギャップ部 代理人 弁理士 福 士 愛 彦(他2名)宵!図 第2図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、印加される信号磁界の変化を一軸磁気異方性を有す
    る強磁性薄膜の電気抵抗変化として検出する磁気抵抗効
    果型の薄膜磁気ヘッドにおいて、2層のSiO膜間に上
    記強磁性薄膜を形成 してなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
JP27275785A 1985-12-03 1985-12-03 薄膜磁気ヘツド Granted JPS62132211A (ja)

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