JPS62291713A - 複合型薄膜磁気ヘツド - Google Patents

複合型薄膜磁気ヘツド

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JPS62291713A
JPS62291713A JP13532086A JP13532086A JPS62291713A JP S62291713 A JPS62291713 A JP S62291713A JP 13532086 A JP13532086 A JP 13532086A JP 13532086 A JP13532086 A JP 13532086A JP S62291713 A JPS62291713 A JP S62291713A
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JP
Japan
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yoke
medium
film
magnetic head
thin film
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JP13532086A
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English (en)
Inventor
Takao Maruyama
丸山 隆男
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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    • GPHYSICS
    • 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
    • G11B5/3967Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • GPHYSICS
    • 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
    • G11B5/1278Structure or manufacture of heads, e.g. inductive specially adapted for magnetisations perpendicular to the surface of the record carrier

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

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】 発明の詳細な説明 (産業上の利用分野) この発明は、高効率で作製プロセスが容易な薄膜インダ
クティブヘッドと磁気抵抗効果型ヘッドの複合型薄膜磁
気ヘッドに関するものである。
(従来の技術) 磁気ファイル装置の高密度化、小形化のため、磁気抵抗
効果ヘッド(以下MRヘッドと呼ぶ)が脚光を浴びてい
る。MRヘッドは電流の方向と磁化のなす角度によって
抵抗値が変化する磁気抵抗効果素子(以下MR素子と呼
ぶ)を用い、信号磁界の変化を抵抗変化として検出する
ヘッドである。そのため、MRヘッドの大きな特徴とし
て、センス電流と抵抗変化の積となる再生出力電圧が媒
体ヘッドの相対速度に依存せず、またバイアスレベルを
適切に設定すれば、センス電流に比例した大きな再生出
力電圧を得ることができる。MRヘッドは再生専用ヘッ
ドであるため、記録用としてインダクティブ型薄膜ヘッ
ドを用い、記録・再生ヘッドを一体化した複合薄膜磁気
ヘッドの検討が行なわれている。
(発明が解決しようとする問題点) 複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、作製プロセスを簡略
化し、製造コストを下げるために、記録・再生部で共通
化できるものは極力共通化子ることが望ましい。しかし
ながら、共通化により、記録・再生の機能が低下するよ
うな構造では、複合化の意味がなくなってしまう。
第4図は、従来の複合型薄膜磁気ヘッドの断面図であり
、記録・再生部の共通化により機能が低下した例を示し
ている。第4図において、1は基板、2は下部ヨーク、
3は上部ヨーク、4はコイル、5はMR素子、6はギャ
ップである。第4図に示した複合型薄膜磁気ヘッドでは
下部ヨーク2を分断し、その間にMR素子5を挿入する
ことにより、記録時にコイル4を流れる電流によって磁
化され、ギャップ6で工己録磁界を発生するヨークと、
再生時に媒体からの信号磁束をMR素子5に導くための
ヨークを共通化している。しかしながら、記録時にはヨ
ーク2がMR素子5を挾んで分かれているため、この部
分での磁化レベルが小さくなり、十分な記録磁界を発生
させることができない。また、再生時には、MR素子5
はヨーク2および3を通る磁束量そのものを検出するた
め、その微分値を検出するリング型インダクティブヘッ
ドや、媒体からの垂直磁界を検出するシールド型MRヘ
ッドに比較して、再生感度の波長依存性が劣ることにな
る。
このように複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、単に記録
・再生部を共通化するだけでなく、共通化によりその機
能が劣化しない様な構成にすることが重要である。本発
明の目的は、記録・再生部が共通化され作製プロセスが
簡略化されており、かつ記録・再生の機能が劣化するこ
とのない複合型薄膜磁気ヘッドを提供することにある。
(問題点を解決するたの手段) 本発明によれば、MR素子とこのMR素子に対して媒体
対向面の反対側で磁気的に結合し、MR素子の上方およ
び下方を通して媒体対向面に磁束を導く2本のリターン
パスとなるヨーク部と、このヨーク部の間にスパイラル
状に巻かれたコイルを有する薄膜磁気ヘッドを得ること
ができる。
(作用) 第3図は本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの動作原理
を示す模式図であり、6はギャップ、7はMR素子に磁
束を導くヨークである。第3図において、記録時にはコ
イル4を流れる電流により、上部ヨーク2および下部ヨ
ーク3が磁化される。またMR素子5およびヨーク7も
磁化されるが、MR素子5の膜厚が小さいことおよびヨ
ーク7が分かれていることにより、実質的には第3図に
示した複合型薄膜磁気ヘッドは記録時には、上部ヨーク
2および下部ヨーク3を磁気回路とするリング型ヘッド
のごとく動作する。
また、再生時には、ヨーク7によって導かれる媒体から
の信号磁束はMR素子5を通過した後、上部ヨーク2お
よび下部ヨーク3を通って媒体に戻る。
すなわち、上部ヨーク2および下部ヨーク3は、MR素
子5のシールド兼信号磁界のリターンパスとして動作す
る。従って、MR素子5は媒体からの垂直磁界を検出す
るので高分解能であり、リターンパスを有しているので
、高効率となる。また、コイル4に小さな電流を供給す
ることによりMR素子5にバイアス磁界を与えることが
できる。
(実施例) 第1図は本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第1の実
施例を示す断面図である。第1図を参照してその作製方
法を簡単に示すと、まず、非磁性基板上にフォトリソグ
ラフィー技術およびイオンエツチング技術により、深さ
511mの溝8を作製した。この溝8の形状は、イオン
エツチング時に基板を回転させながら、イオンビーム入
射角を基板に対して垂直に選ぶことにより、溝8の両側
の傾斜部の角度は略45°になった。次に下部ヨーク2
となるCoZrNbアモルファス薄膜をスパッタ法によ
り厚さ3pm成膜し、フォトリソグラフィー技術とイオ
ンエツチング技術により所定の形状に加工した。その上
に溝8の深さと同じ薄膜のSiO2膜をスパッタ法によ
り成膜し、フォトレジストと斜め入射イオンエツチング
技術を用いた平坦化処理により、溝8以外の部分の5i
02膜を除去し、溝8を5i02膜により平坦化した。
次に、ギャップ層6となる5i02膜をスパッタ法によ
り厚さ0.2pm成膜し、MR素子5となるパーマロイ
膜を真空蒸着法により厚さ0.0Qmで成膜した後、フ
ォトリソグラフィー技術とイオンエツチング技術を用い
て所定の形状に加工した。
さらにギャップ層6となる5i02膜をスパッタ法によ
り厚さ0.2pm成膜し、MR素子5の近傍を除き下部
ヨークが露出するよう、5i02膜を化学エツチングに
より除去した後、ヨーク7となるパーマロイ膜をスパッ
タ法により厚さlpm成膜した。次に、ヨーク7とMR
素子5の重なりが3pmとなる様フォトリソグラフィー
技術とイオンエツチング技術を用いて加工した。次に、
下部ヨーク2およびヨーク7の段差を平坦化するために
フォトレジストを塗布し焼成した後、レジストフレーム
を用いた電気めっき法によりコイル4となる銅薄膜を3
pm成膜した。電気めっきに用いたレジストフレームお
よび下地層を除去後、再びフォトレジストの塗布、焼成
による段差の平坦化を用ない、上部ヨーク3となるCo
NbZrアモルファス薄膜を厚さ311m成膜した。次
にフォトリソグラフィー技術とイオンエツチング技術を
用いて所定の形状にエツチングした。最後に保護層とな
る5i02膜をスパッタ法により20pm成膜し、機械
加工を用いて磁気へラドスライダとした。
第1図に示した実施例1の複合型薄膜磁気ヘッドを用い
て、記録・再生特性の評価を行なったところ、記録時に
は、コイルに0.5ATの電流を供給することにより、
磁気記録媒体に飽和記録を行なうことができ、MR素子
5がギャップ内にあることによる悪影響は検知されなか
った。また、再生時には、上部ヨーク3と下部ヨーク2
をシールドとするシールド型MRヘッドとして、高分解
能を有することを確認した。さらに、ヨーク7の効果に
より、同一ギャップ長を有する従来型のシールド型MR
ヘッドと比較し、高い再生出力を得ることができた。
この時、MR素子5に対するバイアスはコイルに0.0
5ATの電流を供給し、ヨーク7およびMR素子5を磁
化させることにより与えた。
尚、第1図に示した第1の実施例の複合型薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、下部ヨーク2、上部ヨーク3、ヨーク7の
材料として、他にCoTaZrをはじめとするCo系ア
モルファス軟磁性材料、センダスト合金、パーマロイ合
金などを用いることができ、ギャップ6の材料として、
他にAl2O3膜を用いることができる。また、MR素
子5の材料として、他にNiCo膜を用いることができ
、保護層9の材料として他にAl2O3膜を用いること
ができる。
第2図は、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第2の
実施例を示す1折面図である。第2図を参照してその作
製方法を簡単に示すと、まず、NiZn軟磁性フェライ
トよりなる基板1上にフォトリソグラフィー技術および
イオンエツチング技術により、深さ5pmの溝8を作製
した。この溝8の形状は第1図に示した第1の実施例と
同一の方法により、傾斜部の角度として略45°が得ら
れた。次に溝8の深さと同じ膜厚の5i02膜をスパッ
タ法により成膜し、フォトレジストと斜め入射イオンエ
ツチング技術を用いた平坦化処理により、溝8以外の部
分の5i02膜を除去し、溝8の部分を5i02膜によ
り平坦化した。次にMR素子5となるパーマロイ膜を真
空蒸着法により厚さ0.04μm成膜し、溝8の上にパ
ターンが形成される様、フォトリソグツイー技術とイオ
ンエツチング技術を用いて加工した。その上にギャップ
6となる5i02膜をスパッタ法により厚さ 0.2p
m成膜した後、ヨーク7となるパーマロイ膜7をスパッ
タ法により厚さ0.5pm成j漠した。次に、ギャップ
6がらMR素子5までの部分とMR素子5がら基板1ま
でのそれぞれの部分のヨーク7を、MR素子5との重な
りが3μmずつとなる様にフォトリソグラフィー技術と
イオンエチング技術により加工した。次にギヤ71層6
をスパッタ法により厚さ0.2μm成膜した後、焼成フ
ォトレジストによる段差平坦化層、銅薄)瑛によるコイ
ルチ、CoNbZrアモルファス薄膜による上部ヨーク
3を、第1の実施例と同様の方法により成膜、加工し、
最後に保護層9として5i02薄1漢を厚さ30pmス
パッタ法により成膜した。その後、機械加工により基板
1を切断し、磁気へラドスライダに成形した。
第2図に示した本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第
2の実施例では下部ヨークを基板1が兼ねているため、
下部ヨークの成膜・加工に要する工数を削減できた。こ
の複合型薄膜磁気ヘッドを用いて、記録、再生特性の評
価を行なったところ、記録時には第1の実施例の複合型
薄膜磁気ヘッドと同様、コイルに0.5ATの電流を供
給することにより磁気記録媒体に飽和記録を行なうこと
ができ、ヨーク7がギャップ内にあることによる悪影響
は検知されなかった。また、再生時には、上部ヨーク3
と基板1をシールドとしてヨーク7より媒体からの信号
磁束をMR素子5に導くので、再生応答はシールド型M
Rヘッドと同様に媒体からの磁界の垂直成分に対応した
形となった。従って、高分解能を得ることができ、また
、上部ヨーク3および基板1がリターンバスとして動作
するため高効率を得ることができた。ここでMR素子5
にバイアス磁界を与えるため、コイル4に0.03AT
の電流を供給した。
尚、第2図に示した第2の実施例の複合型薄膜磁気ヘッ
ドにおいて、基板1の材料として他にMnZnフェライ
トを用いることができ、上部ヨーク3およびヨーク7の
材料として、他に、CoTaZrをはじめとするco系
軟磁性材料、センダスト合金、パーマロイなどを用いる
ことができ、ギャップ6の材料として、他にAl2O3
膜を用いることができる。
また、MR素子5の材料として、他にNiCo膜を用い
ることができ、保護層9の材料として、他にAl2O3
膜を用いることができる。
(発明の効果) このように、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドにおい
ては、従来個別に作製していた薄膜インダクティブ型ヘ
ッドおよびシールド型MRヘッドの機能を低下させるこ
となく、両者の一部を共通化し、一体化したものであり
、特に、再生時において、リターンパスの効果により従
来のシールド型MRヘッドに比較して、高い効率を有す
るという大きな特徴を有している。この複合型薄膜磁気
ヘッドを用いることにより、記録時には薄膜インダクテ
ィプヘッドの鋭い記録磁界分布、再生時にはリターンパ
ス付シールド型MRヘッドの高分解能、高出力が得られ
、かつ、一体化により製造プロセスの大幅な簡略化が可
能であるので、小型、高性能で安価な磁気ディスク装置
あるいはフロッピーディスク装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は本発明による複合型薄膜磁気ヘッ
ドの実施例を示す断面図、第3図は本発明による複合型
薄膜磁気ヘッドの作用を示す模式図、第4図は従来の複
合型薄膜磁気ヘッドの例を示す断面図であり、1・・・
基板、2・・・下部ヨーク、3・・・上部ヨーク、4・
・・コイル、5・・・MR素子、6・・・ギャップ、7
・・・オ 1 口 5MR素子     1基板 オ 2 図 ;73図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)、媒体対向面またはその近傍に形成される磁気抵
    抗効果素子と、該磁気抵抗効果素子の両側に所定の間隔
    をおいて形成され媒体対向面から所定の距離をおいた位
    置で磁気的に結合したヨークであって、かつその一部が
    前記磁気抵抗効果素子と磁気的に結合するように形成さ
    れ該磁気抵抗効果素子を通じて磁束を媒体対向面に導く
    2本のリターンパスとなるヨークと、該ヨークの間にス
    パイラル状に巻かれたコイルを有することを特徴とする
    複合型薄膜磁気ヘッド。
  2. (2)、前記磁気抵抗効果素子が媒体対向面からリセス
    しており、磁気抵抗効果素子と媒体対向面の間に軟磁性
    体からなるヨークが配置されている特許請求の範囲第1
    項に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
  3. (3)、ヨークの少なくとも一部が軟磁性フェライト基
    板である特許請求の範囲第1項または第2項に記載の複
    合型薄膜磁気ヘッド。
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