JPS63129512A - 磁気抵抗型磁気ヘツドの製造方法 - Google Patents

磁気抵抗型磁気ヘツドの製造方法

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JPS63129512A
JPS63129512A JP27516486A JP27516486A JPS63129512A JP S63129512 A JPS63129512 A JP S63129512A JP 27516486 A JP27516486 A JP 27516486A JP 27516486 A JP27516486 A JP 27516486A JP S63129512 A JPS63129512 A JP S63129512A
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裕二 永田
Toshio Fukazawa
深沢 利雄
Takahisa Aoi
青井 孝久
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、薄膜形成技術およびフォトリソグラフィを用
いて作製される磁気抵抗型磁気ヘッドの製造方法に関す
るものである。
(従来の技術) 最近、磁気記録装置において、トラック密度の向上に伴
うトラック幅の縮小と磁気テープ走行速度の低速化など
から再生ヘッドとして磁気抵抗素子(以後MREと呼ぶ
)を使った磁気抵抗型磁気ヘッド(以後MRヘッドと呼
ぶ)が広(使用されつつある。その基本的かつ代表的構
造を第4図に示す。
(例えばマグネトレジスタンスリードアウトトランスジ
ューサーIEEE、 Trans、 Mag7150頁
)第4図において、非磁性基板101上にM RE 1
02としてパーマロイ(Ni−Fe)、N1−Go金合
金ような強磁性薄膜を短冊状に形成する。この時、MR
Eは磁界中蒸着などによってトラック幅方向を磁化容易
軸とするように一軸磁気異方性が誘起される。
REM102は、磁気記録媒体103に近接して配置さ
れる。磁気記録媒体103の磁界によりM RE 10
2の磁化が変化し、磁気抵抗効果によってMREの抵抗
が変化する。この抵抗変化を検出するために、MREの
両端に設けられた電極104a、104bからMRE 
102へ検知電流が流される。電極104a、104b
を介して接続された検出回路がMREの抵抗変化を検出
することにより、磁気記録媒体に記憶されている情報の
読み出しが行われる。
また、M RE 102を磁気記録媒体から離して配置
し、磁気記録媒体からの信号磁界をMREに導くための
導磁性材料で構成された第5図に示すようなヨーク10
5.106を有するMREヘッドも広く知られている。
(例えば、マグネトレジステイブヘッド IEIEE 
Trans、Mag172884頁)一般に、MREの
抵抗変化ΔRは、検知電流の向きと、MREの磁化の向
きとがなす角度をθ、最大抵抗変化をΔRmaxとした
時 ΔR=ΔRmax cos2fl?       (1
)また、MRE内の信号磁束密度をBs1g、 MRE
の飽和磁束密度をBsとした時、近似的にBs が成立し、(1) 、 (2)式より が導かれる。即ち、理論的にはMREは磁界変化に対し
て第6図のような抵抗変化を示す。そしてMREの抵抗
変化による出力を高感度化および直線応答化する目的で
、磁気平衡点を第6図Bの位置にするためのバイアス磁
界がMREの困難軸方向に印加される。第5図における
107は、このバイアス磁界印加用導体で、M RE 
102の下層に、絶縁層を中間層として形成され、この
導体107に、適当な直流電流が流され、これによって
誘導される磁界により、M RE 102は最適バイア
スに設定される。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、記録の高密度化に従って、MREが微小パター
ン化されると、変則的な磁壁移動に起因するバルクハウ
ゼンノイズがヘッド出力中に生ずるという問題があった
即ち、消磁状態のMREは多数の磁区を有しており、第
7図は、その長手方向に磁化容易軸を有する短冊状のM
REの磁区構造の一例を示している。この例においては
、磁化容易軸方向に平行で逆方向の磁化を有する2つの
主磁区151,152と還流磁区とよばれる2つの磁区
153,154を有し、MRE全体としての磁化を一有
しない構造となっている。
そして、磁気記録媒体からの信号磁界がMREに作用し
、上記の磁区が変則的な移動を行った時に、第8図に示
すようなバルクハウゼンノイズN1〜N4を発生するこ
とになる。その結果、良好な信号再生を実現できない問
題を有していた。
一般に、MREの磁区構造は、その形状に大きく依存し
、特にMREのアスペクト比(MREの長さ/MREの
幅)が大きくなり、長さ方向の反磁界が小さくなると、
MREの磁区構造は第9図のようにその中央部で磁壁を
有しない、単磁区にすることができ、バルクハウゼンノ
イズ発生を制御できることが知られている。
また、MREの長さは、トラック幅の制限をうけ、特に
高密度記録用として狭トラツク化、マルチトラック化さ
れた磁気ヘッドにおいて、MREの長さを長くすること
は不可能であり、この場合には、第10図に示すような
、微小な間隙を有する閉磁路構造の磁気抵抗素子が提案
されている。この場合には、同図に示すような磁区構造
を示し、MREの有効部分160を単磁区化してバルク
ハウゼンノイズの発生を抑制することができるものであ
る。しかし、これを第5図に示すようなヨークタイプM
Rヘッドに適用した場合、下層に形成されるバイアス磁
界印加用導体による凹凸形状が、磁気抵抗素子に影響を
与え、第1O図に示すような磁区構造にはならず、バル
クハウゼンノイズの発生を抑制できない欠点があった。
本発明は、上記問題点に鑑み、磁気記録媒体に記憶され
た情報を損うことなしに、トラック幅、トラックピッチ
などにより長さ制限されたMREの有効部分を単磁区構
造にして、バルクハウゼンノイズを発生しない磁気抵抗
型磁気ヘッドの製造方法を提供するものである。
(問題点を解決するための手段) この目的を達成するために、本発明による磁気抵抗型磁
気ヘッドの製造方法は、少なくとも1箇所に間隙を有す
る閉磁路構造のMREが形成され、下地の絶縁薄膜にお
けるバイアス磁界印加用導体に起因する凹凸を平坦にす
るような平坦化処理を施すことを特徴としている。
(作 用) 本発明における作用は、MREの両端に発生する反磁界
の影響をおさえ、MREの中央有効部分を単磁区化する
ことである。
微小な間隙を有する閉磁路構造のMREにおいては5反
磁界の影響を最小限に抑えるため、二つの作用がある。
今1間隙内の磁場Hg、MRE内の反磁界)1d、間隙
をδ、MREの磁路長をeとし、Hg・δ=Hd(#−
δ)(4) が成立する。またMREが一様に磁化Pmを持っている
とすると、 Pa” p o(og−on)         (5
)が成立する(μ。は真空透磁率)、 (4)式と(5
)式より)Igを消去して(6)式が導かれる。
1(D= (P、/μ。)(δ#)       (6
)まず、第1の作用は、本発明のiREにおいて、素子
を折り畳むことにより磁路長を長くすることによる。即
ち、(6)式でP□δを一定とし1gを大きくすること
に対応する。その結果、(6)式に従って、MRE内の
反磁界がおさえられる。
第2の作用は1本発明のMREが間隙を有していること
による。即ち、これは、(6)式でδを小さくすること
に対応し、従ってMRE内の反磁界がおさえられる。こ
の作用はδを小さくするほど大きい。
以上2つの作用によってMRE内の反磁界は最少となり
、第10図に示すMRE中央有効部160は単磁区化さ
れる。
こうした作用を円滑に行わせるためには、MREを形成
する下地が凹凸のない平面であることが必要である。凹
凸ある下地にMREを形成すると、その段差部で磁荷を
発生し、これによる反磁界によって磁区構造が乱される
ためである。
以上のように、本発明の磁気抵抗型磁気ヘッドの製造方
法においては、MREの下地絶縁薄膜の凹凸を無くする
ことによって、上記2つの作用を円滑に行わせ、バルク
ハウゼンノイズの発生を抑制するものである。
(実施例) 第1図は、本発明の一実施例の磁気抵抗型磁気ヘッドの
製造方法を示したものである。また、第2図には、実施
例に従って作製された磁気抵抗型磁気ヘッドの外観、を
示している。なお、第1図は、第2図における磁気テー
プ摺動面に垂直なA−A′断面の各製造段階を示してい
る。
第1図(a)に示したように、磁性基板lO上に、ます
A60.絶縁層11を形成する。この時の膜厚は丁度ギ
ャップ長になるように形成される。次いで。
第1図(b)に示すように、Cr下地のAuあるいはA
11などの導体膜厚が形成され、フォトリソグラフィ技
術によって所定の形状にされ、バイアス磁界印加用導体
12が形成される0次に、第1図(c)のように、バイ
アス磁界印加用導体12上に絶縁層としてSiO□絶縁
薄膜13が形成される。この時、SiO□絶縁薄膜13
には、バイアス磁界印加用導体12に起因する段差14
a 、 14bが発生している。この段差14a。
14bをなくするために、第1図(C)に示すように環
化ゴム−ビスアジド系のフォトレジスト15がスピンコ
ードされ、熱硬化される。熱硬化後のフォトレジスト1
5は下地層の凹凸を吸収し、フォトレジスト15はほぼ
均一な表面となる。フォトレジスト15はその粘度が小
さい程、均一な表面となる傾向があった。
次に、フォトレジスト15と、5IO2絶縁薄膜13と
を同じエツチングレートでエツチングすることにより、
第1図(d)のように、Sun、絶縁薄膜13を平坦化
する。エツチング法としては、イオン化されたArイオ
ンなどを加速して基板にぶつけ、エツチングを行うイオ
ンミリング法を用いた。イオンミリング法は、加速され
たArイオンの基板に対する入射角によって、エツチン
グレートが異なり、イオン入射角度を適当に選ぶことに
よって異種材料を等エツチングレートでエツチングでき
る。第3図は、 Arイオン入射角度に対するSin、
絶縁薄膜(A)と、環化ゴム−ビスアジド系フォトレジ
スト(B)のエツチングレートを示しており、この場合
の等エツチングレートの入射角は75度である。
この後、平坦化されたSin、絶縁薄膜13上に微小な
間隙を有する閉磁路構造のM RE 16を形成し。
次に、MREの中央有効部の抵抗変化のみを検出するよ
うに電極23a 、 23bが形成される(第1図では
図示せず)。次いで、磁気記録媒体からの信号磁界をM
 RE 16に導くためのフロントヨーク18、バック
ヨーク19とM RE 16とを電気的かつ磁気的にア
イソレートするための5in2絶縁薄膜17を形成し、
70ントギャップ部20.パックギャップ部21の余分
なSin、絶縁薄膜17をエツチングにより取り除き、
この上にフロントヨーク18.およびバックヨーク19
を形成する。最後に保護層(図示せず)を形成し、保護
基板(図示せず)に接着されてテープ摺動面22が研摩
加工され、第1図に示すような磁気抵抗型薄膜磁気ヘッ
ドが完成される。
本実施例においては、5in2絶縁薄膜13の平坦化に
イオンミリング法を用いたが、この他Arガスのプラズ
マ中にサンプルを設置してエツチングを行うプラズマエ
ツチング法、あるいは反応性ガスのプラズマ中にサンプ
ルを設置してエツチングを行う反応性プラズマエツチン
グ法などを用いることができる。
なお、本実施例において作製した1幅し工を10戸、間
隙L2を5戸、長さり、を100戸、電極間距離即ちM
R有効率の長さL4を701X@、鉛直部長さり、を1
0/7mとするMREを平坦化したSin、絶縁薄膜上
に形成してなる磁気抵抗型磁気ヘッドの再生波形中のバ
ルクハウゼンノイズに起因する高調波成分をスペクトロ
アナライザーで分析した結果、幅10−1長さ100戸
、電極間距離70戸の短冊状MREによる高調波成分と
比較して、本実施例のものは常に高調波成分が15〜3
0dB少なかった。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、微小な間隙を有
する閉磁路構造のMREの下地層として形成される絶縁
薄膜において、バイアス磁界印加用導体に起因する段差
を平坦化処理により解消することで、段差部に生じる磁
化による反磁化を無くシ、前記の微小な間隙を有する閉
磁路構造MREの中央有効部の単磁区構造を安定して現
出させることができ、その結果として、変則的な磁壁移
動に起因するバルクハウゼンノイズを除去することが可
能になる。特に、本発明はトラック幅、トラックピッチ
などに制限があり、MREの長さを大きくできない時の
製造方法として特に有効である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の一実施例における磁気抵抗型磁気ヘ
ッドの製造方法を示す断面図、第2図は、同実施例に従
って作製された磁気抵抗型磁気ヘッドの外観図、第3図
は、イオンミリング法によるSin、絶縁薄膜と環化ゴ
ム−ビスアジド系レジストのエツチングレートとArイ
オン入射角度の関係を示す特性図、第4図は、従来の磁
気抵抗型磁気ヘッドの基本的構成図、第5図は、磁気記
録媒体からの信号磁界をMREに導くためのヨークを有
する磁気抵抗型磁気ヘッドの外観図、第6図は、磁界強
度とMREの抵抗変化を示す理論特性図、第7図は、短
冊状MREの消磁状態おける磁区構造を示す図、第8図
は、バルクハウゼンノイズを発生する微小パターンMR
Eの磁界強度による抵抗変化を示す特性図、第9図は、
アスペクト比が非常に大きいMREの消磁時における単
磁区状態を示す図、第10図は、微小な間隙を有する閉
磁路構造のMREの消磁状態の磁区構造を示す図である
。 10・・・基板、11,13,17・・・絶縁薄膜、1
2・・・バイアス磁界印加用導体、14a。 14b・・・段差、15・・・フォトレジスト、16・
・・微小な間隙を有する閉磁路構造のMRE、  18
・・・ フロントヨーク、 19・・・バックヨーク、
20・・・ フロントギャップ、21・・・パックギャ
ップ、22・・・テープ摺動面、23a、23b・・・
電極。 特許出願人 松下電器産業株式会社 +0.−基板 11j3.+7−絶縁薄状 12.−バ
イア人植界hpIJa用尋体 +4aj4b −Jim  +5−フォトp7人ト+6
−、イ枚小心間屏、!有すう閉i乃購逼のMER18−
、フロ)トヨーク 19.−パ、、クヨーク200.フ
ロ゛ノロ〜、7プ 21.、−バ1.クギA”/プ第2
図 22−、、テーブオ習vJ面 23a、23b −一電梗 第3図 Ar+入射内(屋) 第4図 第5図 第6図 MREl”JP7IO′tヶ磁界の強ご第7図 第8図 M RE Is即加T勺磁界の強S 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 磁気抵抗素子にバイアス磁界を印加るための導体上に、
    絶縁薄膜を介して、微小な間隙を有する閉磁路構造の磁
    気抵抗素子を形成するに際し、前記導体に起因する絶縁
    薄膜の凹凸を除去するための平坦化処理を施すことを特
    徴とする磁気抵抗型磁気ヘッドの製造方法。
JP27516486A 1986-11-20 1986-11-20 磁気抵抗型磁気ヘツドの製造方法 Expired - Lifetime JPH0719343B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0685839A1 (en) * 1994-05-31 1995-12-06 International Business Machines Corporation Magnetoresistive head with asymmetric leads
JP2002000343A (ja) * 2000-06-22 2002-01-08 Yoshida Industry Co Ltd 気密容器
JP2006174867A (ja) * 2004-12-20 2006-07-06 Key Tranding Co Ltd 気密容器
US7481229B2 (en) 2002-11-06 2009-01-27 L'oreal Case with a sealing element

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JP2006174867A (ja) * 2004-12-20 2006-07-06 Key Tranding Co Ltd 気密容器

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