JPH11232616A

JPH11232616A - 磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法

Info

Publication number: JPH11232616A
Application number: JP2681798A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Yoshida; 伸雄芳田; Matahiro Komuro; 又洋小室; Moriaki Fuyama; 盛明府山; Hiroshi Fukui; 宏福井
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1998-02-09
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】狭トラック、狭ギャップが達成可能で、特性の
良好な磁気抵抗効果型ヘッドを提供する。【解決手段】下部ギャップ膜を感磁部領域の第１下部ギ
ャップ膜と感磁部外領域の第２下部ギャップ膜とに分割
し、下部シールド膜は感磁部領域に凸形状の上部平坦面
を設け、上部平坦面に配置した第１下部ギャップ膜の端
部に第２下部ギャップ膜及び電極を配置する。磁気抵抗
効果膜の端部に配置した第１上部ギャップ膜を、磁気抵
抗効果膜と第１上部ギャップ膜の上に第２上部ギャップ
膜を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記憶媒体からの情
報を磁気的に再生する磁気抵抗効果型ヘッドに関するも
のである。より詳細には、巨大磁気抵抗効果を利用した
磁気抵抗効果型ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の小型化に伴い、ディ
スクとヘッドの相対速度に依存せずに高い再生出力電圧
が得られる磁気抵抗効果型ヘッドが用いられてきてい
る。磁気抵抗効果型ヘッドは感受する磁束によって抵抗
が変化することを利用した磁気センサであり、磁気媒体
から情報を再生することはできるが、媒体に情報を記録
することはできない。そのため、記録ヘッドに従来の磁
気誘導型ヘッド、再生ヘッドに磁気抵抗効果型ヘッドを
用い記録再生分離型磁気ヘッドとして使用している。現
在、更なる高記録密度化のための磁気ヘッド開発が行わ
れている。

【０００３】磁気抵抗効果型ヘッドとして異方性磁気抵
抗効果（ＡＭＲ：Anisotropic Magnetoresistive）を利
用したＡＭＲヘッドから用いられたが、高記録密度化に
伴いＡＭＲヘッドよりもさらに高感度化が必要となった
ため、例えば、特開平４−３５８３１０号公報には巨大
磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magnetoresistive）を利
用したスピンバルブヘッドが提案された。

【０００４】このスピンバルブヘッドは、磁気抵抗効果
膜として、磁気記録媒体からの磁界により磁化方向が変
化する第１強磁性膜と、磁化方向が固定された第２強磁
性膜と、第１および第２強磁性膜の間に挿入された非磁
性導電性膜と、第２強磁性膜の磁化方向を固定するため
の反強磁性膜もしくは永久磁石膜から構成されている。
また、スピンバルブヘッドの高感度化のために、特開平
５−３４７０１３号公報にはデュアルタイプのスピンバ
ルブヘッドが提案されている。

【０００５】高記録密度化には磁気ヘッドの高感度化が
必要であり、上記のように感磁部に用いる磁気抵抗効果
膜の高感度化を行う。また、これと同時に再生トラック
及び再生ギャップをいかに小さくするかということも重
要である。例として、特開平３−１２５３１１号公報に
記載されているようなハードバイアスと呼ばれる方法が
ある。この方法はリフトオフパターンをマスクとして用
い、磁気抵抗効果膜の両端部分をイオンミリング等で切
り落として感磁部のみに磁気抵抗効果膜を残し、切り落
とした両端部分に永久磁石や電極を配置して、オフトラ
ック特性等を向上するものである。

【０００６】特開平５−１８２１５１号公報には下部シ
ールドの凹部に絶縁層及び電極を埋没することにより、
電極段差による上部シールドの特性劣化を防ぐものであ
る。特開平８−１８５６１号公報には電極にテーパーを
付けてその上に磁気抵抗効果膜を形成するもので、テー
パー上の磁気抵抗効果膜は出力が低いので狭トラックに
おいてもオフトラック特性の劣化を防止するものであ
る。

【０００７】特開平９−７１２２号公報にはレジストパ
ターン上に絶縁膜や電極膜等を形成し、レジストパター
ン壁面の電極膜をエッチング後リフトオフするもので、
微小な突起等でトラック幅が規定されるものである。特
開平９−１０６５１３号公報には第一および第二絶縁層
で磁気シールド層と磁気抵抗層、電極を隔離することが
記載されている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】狭ギャップ及び狭トラ
ックを達成し安定に製造できる磁気ヘッドを提供するの
は非常に困難である。なぜなら、狭ギャップ化において
上部及び下部シールド間の耐圧を確保し、狭トラック化
において精度良く電極を形成する時の問題はリンクする
部分が多いからである。

【０００９】電極形成において、例えば下部ギャップ上
の電極をイオンミリングプロセスにて電極を加工する場
合、電極と下部ギャップとの選択比が余り大きくないた
めに、下部ギャップにダメージを与えて耐圧低下が生じ
ると思われる。また、イオンミリングプロセスよりも電
極と下部ギャップとの選択比を大きくすることが可能と
思われるＲＩＥプロセスを用いた場合、耐圧低下はイオ
ンミリングプロセスよりも防止できると思われるが、磁
気抵抗効果膜の特性劣化を生じる程度の凹凸を下部ギャ
ップに与えると思われる。

【００１０】一方、下部ギャップにダメージを与えない
リフトオフプロセスを用いた場合、良好にリフトオフす
るためにリフトオフパターン形状は、例えば特開平３−
１２５３１１号公報にあるようにアンダーカットを有す
るひさし形状としたり、逆台形とすることが知られてい
る。このようなパターン形状とすることにより、その後
に形成する膜がパターン壁面に付着せず、レジスト剥離
液に浸漬したときにそこからリフトオフされる。

【００１１】リフトオフの可否を左右するのは、リフト
オフパターンのアンダーカット量や形成する膜の成長方
向、膜厚等である。例えば、リフトオフでスパッタ膜に
て得られるパターン形状は端部でテーパー状であるた
め、形成する膜が成長するほどスパッタエッチング効果
により横方向に膜が成長して、パターン壁面に膜が付着
してしまいリフトオフ不可能となる。

【００１２】ギャップ膜形成においては、狭ギャップに
なるほど上下のギャップ膜は薄くなり、耐圧が低下す
る。例えば上部ギャップの場合は、電極上の上部ギャッ
プのステップカバレジ不良による耐圧不良が発生したり
する。

【００１３】先に公開された上記特許において、素子作
製にあたり問題が起きる恐れがある。特開平３−１２５
３１１号公報においては磁気抵抗効果膜の両端部分をイ
オンミリング等で切り落とした際に下部ギャップ膜にダ
メージを与える恐れがある。さらに、後に形成する電極
等の膜厚とリフトオフパターン形状の関係から電極膜を
形成した際に、リフトオフパターン形状の内側まで電極
膜が入り込んでしまい、リフトオフ不良を発生する恐れ
がある。これは素子抵抗を下げるため電極膜厚を厚くす
るほど顕著になると思われる。

【００１４】特開平８−１８５６１号公報においては電
極等と下部ギャップ膜とのエッチング選択比が十分に大
きく取れない場合は、下部ギャップ膜にダメージを与え
る恐れがある。また、磁気抵抗効果膜を形成する部分の
下部ギャップ膜にエッチングダメージを与えることは、
磁気抵抗効果膜の特性劣化を及ぼす恐れがある。特開平
５−１８２１５１号公報は埋没された電極と下部ギャッ
プ膜のアライメントが狭トラックになるほど困難になる
恐れがある。

【００１５】特開平９−７１２２号公報にはレジストパ
ターンを付けたまま膜を形成しているが、膜を形成した
際にレジストパターン壁面が熱によって膨張して形状不
良やリフトオフ不良を発生する恐れがある。また、この
構造で電極と絶縁膜をレジストパターン上に連続形成し
た場合、絶縁膜の膜厚分だけトラック幅が広がってしま
う。特開平９−１０６５１３号公報には第１および第２
絶縁層で磁気シールド層と磁気抵抗層、電極を隔離して
いるものであるが、磁気抵抗層をエッチングしたときに
絶縁層はダメージをうけ、磁気抵抗層と接している部分
での絶縁層の耐圧低下の恐れがある。

【００１６】以上、上述したように狭ギャップ化におい
て上部及び下部シールド間の耐圧を確保し、狭トラック
化においても精度良く電極を形成し、さらにリンクする
問題部分を解決し、安定に製造するのは困難である。

【００１７】また、高出力化に伴い磁気抵抗効果膜の電
流密度は増加する。これによりジュール熱が増大して磁
気抵抗効果膜の抵抗上昇による出力低下を発生し、最悪
の場合はマイグレーション等により断線素子破壊という
結果をもたらす。

【００１８】本発明の目的は、狭ギャップにおいても上
部及び下部シールド間の耐圧を確保し、狭トラック幅に
おいても精度良く電極を形成し、安定に製造可能、特性
の良好な磁気抵抗効果型ヘッド及びその製造方法を提供
するものである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】狭ギャップ、狭トラッ
ク、安定に製造可能な本発明の手段を以下に述べる。

【００２０】磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする下
部シールド膜と、電気的絶縁及び磁気的ギャップを得る
下部ギャップ膜と、磁気抵抗効果を用いて磁気的信号を
電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜と、バルクハウゼ
ンノイズを抑止する前記磁気抵抗効果膜に磁界を引加す
る磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を
流す電極と、下部ギャップ膜と同様に電気的絶縁及び磁
気的ギャップを得る上部ギャップ膜と、上部シールドと
同様に磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする上部シー
ルド膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記
下部ギャップ膜は感磁部領域の第１下部ギャップ膜と感
磁部領域以外の第２下部ギャップ膜とを有し、前記第１
下部ギャップ膜の前記磁気抵抗効果膜側の幅と前記第２
下部ギャップ膜の間隔とトラック幅を規定する前記電極
の間隔が略同一であり、もしくは前記第１下部ギャップ
膜の前記磁気抵抗効果膜側の幅と前記第２下部ギャップ
膜の間隔と前記磁区制御膜の間隔と前記電極の間隔が略
同一であり、前記下部シールド膜は少なくとも感磁部領
域が凸形状の上部平坦面を有する構造とする。

【００２１】また、前記下部ギャップ膜の感磁部領域の
第１下部ギャップ膜厚をｔ1、感磁部領域以外の第２下
部ギャップ膜厚をｔ2、前記下部シールド膜の感磁部領
域での凸形状高さをｈとすると、ｈ＋ｔ1＞ｔ2 かつ
ｔ1≦ｔ2なる関係を有することを特徴とする。

【００２２】また、前記第１下部ギャップ膜の膜組成と
前記第２下部ギャップ膜の膜組成が異なっていることを
特徴とする。

【００２３】また、感磁部領域の第１下部ギャップ膜上
にのみ前記磁気抵抗効果膜の配向制御膜を有することを
特徴とする。

【００２４】上記の製造方法として、前記下部シールド
膜を形成後、第１下部ギャップ膜を成膜する工程、もし
くは前記下部シールド膜と第１下部ギャップ膜の成膜後
さらに前記第１下部ギャップ膜上に前記磁気抵抗効果膜
の配向制御膜を成膜する工程と、これらの上にリフトオ
フパターンを形成する工程と、前記リフトオフパターン
をマスクとして前記下部シールド膜及び第１下部ギャッ
プ膜をエッチングする工程と、もしくは前記配向制御膜
と前記下部シールド膜及び第１下部ギャップ膜をエッチ
ングする工程と、第２下部ギャップ膜及びトラック幅を
規定する電極層を成膜する工程、もしくは第２下部ギャ
ップ膜及びトラック幅を規定する電極層の成膜後さらに
前記電極上に前記磁区制御膜を成膜する工程と、前記リ
フトオフパターンを除去する工程と、を有することを特
徴とする。

【００２５】前記上部ギャップ膜は磁気抵抗効果膜の端
部に配置してある第１上部ギャップ膜と磁気抵抗効果膜
と第１上部ギャップ膜上に配置してある第２下部ギャッ
プ膜とを有し、前記第１上部ギャップ膜の間隔と前記磁
気抵抗効果膜の上部シールド側の幅が略同一であること
を特徴とする。

【００２６】また、前記第１上部ギャップ膜の膜組成と
前記第２上部ギャップ膜の膜組成が異なっていることを
特徴とする。

【００２７】上記の製造方法として、前記磁気抵抗効果
膜を成膜する工程と、この上にリフトオフパターンを形
成する工程と、前記リフトオフパターンをマスクとして
前記磁気抵抗効果膜をエッチングする工程と、前記リフ
トオフパターンがある状態で、少なくとも第１上部ギャ
ップ膜を成膜する工程と、前記リフトオフパターンを除
去する工程と、この上に第２上部ギャップ膜を形成する
工程と、と有することを特徴とする。

【００２８】さらに、他の製造方法として、前記下部シ
ールド膜を形成後、第１下部ギャップ膜を成膜する工程
と、前記磁気抵抗効果膜を成膜する工程と、これらの上
にリフトオフパターンを形成する工程と、前記リフトオ
フパターンをマスクとして前記磁気抵抗効果膜、第１下
部ギャップ膜及び前記下部シールド膜をエッチングする
工程と、第２下部ギャップ膜と前記磁区制御膜とトラッ
ク幅を規定する電極層を成膜する工程、もしくは第２下
部ギャップ膜と前記磁区制御膜とトラック幅を規定する
電極と第１上部ギャップ膜を成膜する工程と、前記リフ
トオフパターンを除去する工程と、を有することを特徴
とする。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の１実施形態を図面
に基づいて説明する。

【００３０】図１は、本発明を用いた１実施形態である
磁気抵抗効果型磁気ヘッドの先端部を媒体からの磁界導
入方向から見た断面図である。下部シールド膜１、第１
下部ギャップ膜２、第２下部ギャップ膜３、電極４、磁
気抵抗効果膜５、磁区制御膜６、上部ギャップ膜７、上
部シールド膜８で構成されている。第１下部ギャップ膜
２の磁気抵抗効果膜側の幅Ｗ２と第２下部ギャップ膜３
の左右の間隔Ｗ３とトラック幅を規定する前記電極４の
間隔Ｗ４とが略同一であり、下部シールド膜１の凸形状
の突出先端部は平坦面を有し、感磁部領域Ａ内にある。

【００３１】第１下部ギャップ膜２の感磁部領域Ａの膜
厚をｔ1、第２下部ギャップ膜３の感磁部外領域Ｂでの
平坦部膜厚をｔ₂、下部シールド膜１の感磁部領域Ａで
の凸形状高さをｈとすると、ｈ＋ｔ₁＞ｔ₂、かつ
ｔ₁≦ｔ₂ なる関係を有する。ｔ₁≦ｔ₂の関係より、電
極４と下部ギャップ膜１との間の絶縁距離ｌ（又はデル
タ△）がｔ₁≦ｔ₂の関係に無い場合に比べて、絶縁距離
が増し、電極４と下部ギャップ膜１との間での電気的短
絡が生じないばかりか、絶縁距離が増した分だけ、磁気
抵抗効果膜５の幅Ｗ５を狭く（狭トラック）でき、磁気
抵抗効果型磁気ヘッドの再生分解能を増すことができ
る。また感磁部外領域Ｂの耐電圧又は絶縁耐圧の増加を
確保することが可能となった。

【００３２】更に絶縁距離ｌについては、磁気抵抗効果
膜５の付近の電極４と第１下部ギャップ膜２との間に囲
まれ第２下部ギャップ膜３に三角形或いはデルタ△を形
成しているとも云える。デルタ△は磁気抵抗効果膜５に
近ずくに従い順次面積が減少して行く形状をしている。

【００３３】図２は、図１に示した磁気抵抗効果型磁気
ヘッドの作製プロセスである。

【００３４】同図（a）は下部シールド膜１としてＮiＦ
e、第１下部ギャップ膜２としてＡｌ₂Ｏ₃を形成した
後、フォトリソグラフィにてリフトオフパターン１０を
形成する。リフトオフパターン１０は上側から下側に順
次幅を狭くした傾斜面１０Ａつまりアンダーカットをし
ている。

【００３５】同図（a）の状態でリフトオフパターン１
０をマスクとしてイオンミリング等で第１下部ギャップ
膜２と下部シールド膜１をエッチングして、同図（b）
のように下部シールド膜１は凸形状にパターン化された
上部平坦面とこの平坦面上に形成した第１下部ギャップ
膜２とが残される。また下部シールド膜１は中間まで掘
り下げた溝１Ａを形成している。

【００３６】同図（b）のリフトオフパターン１０があ
る状態で、溝１Ａにアルミナ等の絶縁膜である第２下部
ギャップ膜３上に電極４としてＴa-Ｗを成膜し、同図
（ｃ）にする。同図（ｃ）では溝１Ａ及び傾斜面１０Ａ
により、パターン壁面に膜が付着せず、電極４等の破損
を防止できる。

【００３７】同図（ｃ）のリフトオフパターン１０を剥
離することにより、リフトオフパターン１０上の第２下
部ギャップ膜３と電極４はリフトオフされる。第１下部
ギャップ膜２、第２下部ギャップ膜３、電極４は同一の
リフトオフパターン１０を用いて加工形成するために、
第１下部ギャップ膜２の幅Ｗ２と第２下部ギャップ膜３
の間隔Ｗ３とトラック幅を規定する電極４の間隔Ｗ４が
略同一となり、一種類のリフトオフパターン１０を用意
すればよいから作業が容易にできる。その後、磁気抵抗
効果膜５としてＮiＦe/Ｃu/ＮiＦe/ＦeＭｎを成膜し、
その上にフォトリソグラフィにてリフトオフパターン１
１を形成し、同図（ｄ）にする。

【００３８】同図（ｄ）のリフトオフパターン１１をマ
スクとしてイオンミリング等で磁気抵抗効果膜５をエッ
チングして同図（e）のようにパターン化された磁気抵
抗効果膜５を形成する。その後、リフトオフパターン１
１がある状態で磁区制御膜６として用いるＣoＣrＰtを
成膜にする。

【００３９】同図（e）のリフトオフパターン１１を剥
離することにより、リフトオフパターン１１上の磁区制
御膜６はリフトオフパターン１１と共にリフトオフされ
る。その後、上部ギャップ膜７としてＡｌ₂Ｏ₃及び上部
シールド膜８としてＮiＦeを形成し、同図（f）にす
る。

【００４０】上記第１下部ギャップ膜２及び第２下部ギ
ャップ膜３としてＡｌ₂Ｏ₃を用いたが、他にＡｌＮ，Ｓ
ｉ₃Ｎ₄，ＳｉＯ₂も採用できる。また、これらの積層膜
や混合させたものも採用できる。また、第１下部ギャッ
プ膜２としてＡｌＮ、第２下部ギャップ膜３としてＡｌ
₂Ｏ₃というように第１下部ギャップ膜２と第２下部ギャ
ップ膜３の組成を変えることも可能である。

【００４１】上記第１下部ギャップ膜２と下部シールド
膜１のエッチングにイオンミリング装置を用いたが、Ｒ
ＩＥ装置を採用することもできる。そのＲＩＥ装置とし
ては平行平板型エッチング装置、他にＩＣＰ型ＥＣＲ型
やヘリコン型エッチング装置を用いることも可能であ
る。

【００４２】上記下部シールド膜１と第１下部ギャップ
膜２を形成した後にリフトオフパターン１０を形成、エ
ッチングを行ったが、下部シールド膜１と第１下部ギャ
ップ膜２を成膜した後に磁気抵抗効果膜５の配向制御膜
を成膜してからリフトオフパターン１０を形成、エッチ
ングを行うことも可能である。

【００４３】上記磁気抵抗効果膜５として用いた構成
は、強磁性膜／非磁性導電性膜／強磁性膜／反強磁性膜
というスピンバルブ構成であるが、他にも、反強磁性膜
／強磁性膜／非磁性導電性膜／強磁性膜という積層順を
逆にした構成や反強磁性膜／強磁性膜／非磁性導電性膜
／強磁性膜／非磁性導電性膜／強磁性膜／反強磁性膜と
いう構成も採用できる。

【００４４】上記磁区制御膜６として永久磁石膜である
ＣoＣrＰtを用いているが、他にＣoＣrＴaやＣoＰtも採
用できる。また、これらの配向制御膜としてＣrを下地
膜として用いることもできる。また、反強磁性膜と強磁
性膜を積層して磁区制御膜６として用いることも可能で
ある。

【００４５】上記の電極４としてＴa-Ｗを用いたが、他
にも単層もしくは積層させてＡl，Ａl-Ｃu，Ｃu，Ａu，
Ｃr，Ｔi-Ｗ，Ｗ，Ｔa，Ｎb等も採用できる。

【００４６】図３は、図１の構造よりも素子抵抗を小さ
くするために、電極４の膜厚を厚くし、且つ曲面形状に
して、磁気抵抗効果膜５との接触面積を広し、また曲面
形状により電界集中も緩和することが出来る。

【００４７】図４は、磁気抵抗効果膜５がほぼ水平にな
るように形成したものであり、感磁部外領域Ｂで磁区制
御膜６と面接触しているため、感磁部領域Ａの磁気抵抗
効果膜５は安定に磁区が制御される。更に、第１上部ギ
ャップ膜２２を二分割に形成して、第１上部ギャップ膜
２２としてＡｌ₂Ｏ₃を磁気抵抗効果膜５の端部に配置し
て、第１上部ギャップ膜２２と磁気抵抗効果膜５の上に
第２上部ギャップ膜２３としてＡｌ₂Ｏ₃を形成する。第
１上部ギャップ膜２２の間隔Ｗ２２と磁気抵抗効果膜５
の上部シールド側の幅Ｗ５´は略同一である。

【００４８】これによって上部シールド膜８と磁区制御
膜６との間は第１及び第２上部ギャップ膜２２，２３に
より絶縁距離が増し、絶縁耐圧または耐電圧が向上し
た。第１上部ギャップ膜２２及び第２上部ギャップ膜２
３としてＡｌ₂Ｏ₃を用いたが、上部シールド膜８と磁区
制御膜６との間で短絡が生じにくくなった。Ａｌ₂Ｏ₃の
他にＡｌＮ，Ｓｉ₃Ｎ₄，ＳｉＯ₂も採用できる。また、
これらの積層膜や混合させたものも採用できる。また、
第１上部ギャップ膜２２としてＡｌ₂Ｏ₃、第２上部ギャ
ップ膜２３としてＡｌＮというように第１上部ギャップ
膜２２と第２上部ギャップ膜２３の組成を変えることも
可能である。

【００４９】図５は磁区制御膜６を第１上部ギャップ膜
２よりも上側に曲面形状に配置することにより、磁区制
御膜６と磁気抵抗効果膜５との接触面積が広がり、磁気
エネルギーを強くし、感磁部領域Ａが効果的に働くよう
にしたものである。

【００５０】図６は磁区制御膜６と第１上部ギャップ膜
２２を磁気抵抗効果膜５の端部に配置したものである。
第１上部ギャップ膜２２及び磁気抵抗効果膜５に第２上
部ギャップ膜２３に形成して、磁区制御膜６と上部シー
ルド膜８との間の絶縁距離を増加して絶縁耐力を増して
いる。

【００５１】図７は、磁気抵抗効果膜５は感磁部領域Ａ
と略同じ幅に形成している。磁気抵抗効果膜５の両端に
磁区制御膜６を形成している。磁区制御膜６は感磁部外
領域Ｂに配置されている。磁気抵抗効果膜５の上側に第
１上部ギャップ膜２２と第２上部ギャップ膜２３とを積
層し、第２上部ギャップ膜２３上側に上部シールド膜８
を形成している。この結果、磁気抵抗効果膜５の下側の
電極４と下部シールド膜１との間に配置された第２下部
ギャップ膜３は図１に比べて膜厚ｔ₂を厚くとれるの
で、電極４と下部シールド膜１との間の絶縁距離ｌが図
１に比べて増して短絡事故を生じにくくなった。

【００５２】また第２下部ギャップ膜３の間隔Ｗ３、磁
気抵抗効果膜５の幅Ｗ５、磁区制御膜６の間隔Ｗ６、電
極４の間隔Ｗ４、第１上部ギャップ膜２２の間隔Ｗ２２
を略同一としたものである次に、磁気抵抗効果型ヘッドは再生専用であるため、記
録用の誘導型磁気ヘッドと一体型の複合型磁気ヘッドと
して用いる。その複合型磁気ヘッドの一例を図８に示
す。

【００５３】誘導型磁気ヘッド５１は、電気信号を流す
導体コイル４２と、電気的絶縁を得るための絶縁膜４３
と、導体コイル４２に与えられた電気信号により誘導さ
れた磁束を集束するための上部磁気コア４４及び上部シ
ールド兼用下部磁気コア４０と、集束された磁束を外部
に漏洩させるための磁気ギャップとして記録ギャップ膜
４１を有し、本発明手段を用いて作製された磁気抵抗効
果型ヘッド５０と組み合わせて、複合型ヘッド１００を
構成する。

【００５４】この場合でも、本発明の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの特徴は活かされるため、狭トラック、狭ギャップ
においても良好な再生出力が得られる複合型磁気ヘッド
が提供できる。

【００５５】また、本実施例の複合型磁気ヘッドを磁気
記録再生装置に用いることも可能である。図９に磁気記
録再生装置の概略を示す。磁気記録再生装置は、情報を
磁気的に記録するための磁気記録媒体６０と、これを回
転させるためのスピンドル６１と、磁気記録媒体６０に
信号を記録及び再生するための複合型ヘッド６２と、こ
れを支持するためのサスペンション６３と、複合型ヘッ
ド１００の位置制御を行うアクチュエータ６４と、記録
再生信号を処理する回路６５と、これと複合型ヘッド６
２を接続するリード線６６を有する。

【００５６】狭トラック幅かつ狭ギャップ幅においても
良好な再生出力が得られる複合型磁気ヘッドを用いるこ
とにより、従来より高記録密度化が可能な磁気記録再生
装置を提供できる。

【００５７】このように前述の実施例によれば、次の効
果を達成することが出来る。即ち、１）本発明では、下部シールド膜１の突出部に第１下部
ギャップ膜２を設け、これらの左右に第２下部ギャップ
膜３及び電極４を形成し、第１下部ギャップ膜２は感磁
部領域Ａに配置され、それ以外の第２下部ギャップ膜３
及び電極４とは感磁部外領域Ｂに配置されている。第１
下部ギャップ膜２の幅Ｗ２と第２下部ギャップ膜３及び
再生トラック幅を規定する電極４の間隔Ｗ３及びＷ４と
を略同一にすることにより、感磁部領域Ａである再生ト
ラック部の第１下部ギャップ膜２とそれ以外の部分であ
る感磁部外領域Ｂの第２下部ギャップ膜３の膜厚を変え
ることが可能となり、感磁部領域Ａの第１下部ギャップ
膜２の厚ｔ₁、感磁部外領域Ｂの第２下部ギャップ膜３
の厚ｔ₂となり、ｔ₁≦ｔ₂の関係より、電極４と下部ギ
ャップ膜１との間の絶縁距離ｌ（デルタ△）がｔ₁≦ｔ₂
の関係に無い場合に比べて、絶縁距離ｌが増し、電極４
と下部ギャップ膜１との間での電気的短絡が生じないば
かりか、絶縁距離ｌが増した分だけ、磁気抵抗効果膜５
の幅Ｗ５を狭く（狭トラック）でき、磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの再生分解能を増すことができる。また感磁部
外領域Ｂの耐電圧又は絶縁耐圧の増加を確保することが
可能となった。

【００５８】２）また、図４よれば、第１下部ギャップ
膜２の磁気抵抗効果膜５側の幅Ｗ２と第２下部ギャップ
膜３の間隔Ｗ３と磁区制御膜６の間隔Ｗ６と電極４の間
隔幅Ｗ４とを略同一とすることにより、感磁部領域Ａに
おいてより安定な磁区制御を磁気抵抗効果膜５に行うこ
とができる。即ち、磁気抵抗効果膜５と磁区制御膜６と
の接触面積が広くなり、磁区制御膜６からの磁気エネル
ギーが強くなり、バルクハウゼンノイズ低減効果が大き
くなる。

【００５９】３）下部シールド膜１は少なくとも感磁部
領域Ａが凸形状の上部平坦面を有することにより、電極
４や磁区制御膜６、第２下部ギャップ膜３を形成した際
に生じる段差が低減可能となる。これによってリフトオ
フでスパッタ膜などで得られるパターン端部のテーパー
からのスパッタエッチング効果による横方向の膜成長を
低減されるため、パターン壁面に膜が付着せずリフトオ
フ可能となる。

【００６０】更に前述３）を図２の（ａ）〜（ｃ）によ
り詳細に説明する。即ち、図２の（ａ）では下部シール
ド膜１に積層した第１下部ギャップ膜２上の中央にリフ
トオフパターン１０を配置し、リフトオフパターン１０
は上側から下側に順次幅を狭くした傾斜面１０Ａつまり
アンダーカットをしている。

【００６１】この状態で下部シールド膜１及び第１下部
ギャップ膜２を切削して、図２の（ｂ）にする。同図
（ｂ）は下部シールド膜１の中間まで掘り下げた溝１Ａ
を形成後、スパッターなぞによりＡｌ₂Ｏ₃，Ｔａ−Ｗを
溝１Ａに積層して、図（ｃ）のように第２下部ギャップ
膜３及び電極４を形成する。この時、溝１Ａとリフトオ
フパターン１０との間は傾斜面１０Ａ及び溝１Ａによ
り、Ａｌ₂Ｏ₃，Ｔａ−Ｗがリフトオフパターン１０のパ
ターン壁面に膜が付着せずリフトオフ可能となる。また
第１下部ギャップ膜２の幅Ｗ２と第２下部ギャップ膜３
及び電極４の間隔Ｗ３及びＷ４とを略同一にしたので、
リフトオフパターン１０は一種類あればよいから、作業
員が安心して作業することが出来る利点がある。

【００６２】４）また、第１下部ギャップ膜２の膜組成
と第２下部ギャップ膜３の膜組成を変えることが可能で
ある。例えば第１下部ギャップ膜２に第２下部ギャップ
膜３よりも熱伝導性の良い絶縁膜を用いれば、磁気抵抗
効果膜５に生じたジュール熱を下部シールド１等に速や
かに逃がすことが可能となり、安定した磁気特性を得る
ことが可能となる。また、第２下部ギャップ膜３に第１
下部ギャップ膜２よりも耐圧の高い絶縁膜を用いれば、
第１下部ギャップ膜２と第２下部ギャップ膜３が同じ膜
厚でも耐電圧つまり絶縁耐圧を向上することが可能とな
る。

【００６３】５）また、感磁部領域Ａの第１下部ギャッ
プ膜２上にのみ磁気抵抗効果膜５の配向制御膜（膜質向
上）を有することにより、感磁部のみに特性の良好な磁
気抵抗効果膜５を得ることができ、オフトラック特性等
の向上が可能となる。

【００６４】６）製造方法として、下部シールド膜１を
形成後、第１下部ギャップ膜２を成膜する工程、もしく
は下部シールド膜１と第１下部ギャップ膜２の成膜後さ
らに前記第１下部ギャップ膜上に前記磁気抵抗効果膜５
の配向制御膜を成膜する工程と、これらの上にリフトオ
フパターンを形成する工程と、リフトオフパターンをマ
スクとして前記下部シールド膜１及び第１下部ギャップ
膜２をエッチングする工程、もしくは前記配向制御膜と
下部シールド膜１及び第１下部ギャップ膜２をエッチン
グする工程と、第２下部ギャップ膜３及びトラック幅を
規定する電極４を成膜する工程、もしくは第２下部ギャ
ップ膜３及びトラック幅を規定する電極４の上に前記磁
区制御膜６を成膜する工程と、リフトオフパターンを除
去する工程と、を有することにより上記の構造は安定に
作製可能となる。

【００６５】７）更に、図４の第２上部ギャップ膜２３
は磁気抵抗効果膜５の端部に配置した第１上部ギャップ
膜２２上に第２上部ギャップ膜２３を配置し、上部シー
ルド膜８と磁区制御膜６との間の絶縁耐圧を増加を向上
することが可能となる。

【００６６】８）また、第１上部ギャップ膜２２の膜組
成と第２上部ギャップ膜２３の膜組成を変えることが可
能であり、例えば第２上部ギャップ膜２３に第１上部ギ
ャップ膜２２よりも熱伝導性の良い絶縁膜を用いれば、
磁気抵抗効果膜５に生じたジュール熱を上部シールド８
等に速やかに逃がすことが可能となり、安定した磁気特
性を得ることが可能となる。更に、第１上部ギャップ膜
２２に第２上部ギャップ膜２３よりも、耐圧の高い絶縁
膜を用いれば、更に耐絶縁圧を向上することが可能とな
る。

【００６７】９）製造方法として、磁気抵抗効果膜５を
成膜する工程と、この上にリフトオフパターン１０を形
成する工程と、リフトオフパターン１０をマスクとして
磁気抵抗効果膜５をエッチングする工程と、リフトオフ
パターン１０がある状態で、少なくとも第１上部ギャッ
プ膜２２を成膜する工程と、リフトオフパターン１０を
除去する工程と、この上に第２上部ギャップ膜２３を形
成する工程と、を有することにより、上記構造は安定に
作製可能となる。

【００６８】１０）他の製造方法として、下部シールド
膜１を形成後、第１下部ギャップ膜２を成膜する工程
と、磁気抵抗効果膜５を成膜する工程と、これらの上に
リフトオフパターンを形成する工程と、リフトオフパタ
ーン１０をマスクとして磁気抵抗効果膜５、下部シール
ド膜１及び第１下部ギャップ膜２をエッチングする工程
と、第２下部ギャップ膜３と磁区制御膜６とトラック幅
を規定する電極４を成膜する工程、もしくは第２下部ギ
ャップ膜３と磁区制御膜６とトラック幅を規定する電極
４と第１上部ギャップ膜２２を成膜する工程と、リフト
オフパターンを除去する工程と、を有することによって
も安定に作製可能である。

【００６９】

【発明の効果】本発明によれば、磁気抵抗効果膜は感磁
部領域Ａに狭トラック及び狭ギャップを有し、磁気特性
の良好な磁気抵抗効果型ヘッドを得ることができる。こ
れにより高記録密度の磁気記録再生装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である磁気抵抗効果型磁気
ヘッドの構成を示す側断面図である。

【図２】図１の磁気抵抗効果型磁気ヘッドを作製する工
程の一例を示す側断面図である。

【図３】本発明の第２の実施形態を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの構成を示す側断面図である。

【図４】本発明の第３の実施形態を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの構成を示す側断面図である。

【図５】本発明の第４の実施形態を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの構成を示す側断面図である。

【図６】本発明の第５の実施形態を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの構成を示す側断面図である。

【図７】本発明の第６の実施形態を示す磁気抵抗効果型
磁気ヘッドの構成を示す側断面図である。

【図８】本発明の第７の実施形態を示す複合型磁気ヘッ
ドの斜視図である。

【図９】図８を使用した磁気記録再生装置の概略側断面
図である。

【符号の説明】

１…下部シールド膜、２…第１下部ギャップ膜、３…第
２下部ギャップ膜、４…電極、５…磁気抵抗効果膜、６
…磁区制御膜、７…上部ギャップ膜、８…上部シールド
膜、１０，１１…リフトオフパターン、２２…第１上部
ギャップ膜、２３…第２上部ギャップ膜、４０…上部シ
ールド兼用下部磁気コア、４１…記録ギャップ膜、４２
…導体コイル、４３…絶縁膜、４４…上部磁気コア、５
０…磁気抵抗効果型ヘッド（再生ヘッド）、５１…誘導
型磁気ヘッド（記録ヘッド）、６０…磁気記録媒体、６
１…スピンドル、６３…サスペンション、６４…アクチ
ュエータ、６５…信号処理回路、６６…リード線、１０
０…複合型ヘッド、Ａ…感磁部領域、Ｂ…感磁部外領
域、ｔ１…第１下部ギャップ膜の膜厚、ｔ２…第２下部
ギャップ膜の膜厚、ｈ…下部シールドの凸形状の高さ、
Ｗ２…第１下部ギャップ膜の幅、Ｗ３…第２下部ギャッ
プ膜の間隔、Ｗ４…電極の間隔、Ｗ５…磁気抵抗効果膜
の幅、Ｗ６…磁区制御膜の幅、Ｗ２２…第１上部ギャッ
プ膜の間隔。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１２月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

フロントページの続き (72)発明者福井宏東京都国分寺市東恋ヶ窪一丁目280番地株式会社日立製作所中央研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする
下部シールド膜と、電気的絶縁及び磁気的ギャップを得
る下部ギャップ膜と、磁気抵抗効果を用いて磁気的信号
を電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜と、バルクハウ
ゼンノイズを抑止する前記磁気抵抗効果膜に磁界を引加
する磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流
を流す電極と、下部ギャップ膜と同様に電気的絶縁及び
磁気的ギャップを得る上部ギャップ膜と、上部シールド
と同様に磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする上部シ
ールド膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記下部ギャップ膜は感磁部領域の第１下部ギャップ膜
と感磁部外領域の第２下部ギャップ膜とを有し、前記第
１下部ギャップ膜の前記磁気抵抗効果膜側の幅と前記第
２下部ギャップ膜の間隔と前記電極の間隔が略同一であ
り、もしくは前記第１下部ギャップ膜の前記磁気抵抗効
果膜側の幅と前記第２下部ギャップ膜の間隔と前記磁区
制御膜の間隔と前記電極の間隔が略同一であり、前記下
部シールド膜は少なくとも感磁部領域で凸形状の上部平
坦面を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項２】前記下部ギャップ膜の感磁部領域の第１
下部ギャップ膜厚をｔ1、感磁部外領域での平坦部の第
２下部ギャップ膜厚をｔ2、前記下部シールド膜の感磁
部領域での凸形状高さをｈとすると、ｈ＋ｔ1＞ｔ2 かつｔ1≦ｔ2 なる関係を有することを特徴とする請求項１記載の磁気
抵抗効果型ヘッド。
【請求項３】前記下部ギャップ膜は感磁部領域の第１
下部ギャップ膜と感磁部外領域の第２下部ギャップ膜と
を有し、前記第１下部ギャップ膜の膜組成と前記第２下
部ギャップ膜の膜組成が異なっていることを特徴とする
請求項１，２のいずれか１記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ド。
【請求項４】感磁部領域の下部ギャップ膜上に前記磁
気抵抗効果膜の配向制御膜を有することを特徴とする請
求項１，２，３のいずれか１記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ド。
【請求項５】磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする
下部シールド膜と、電気的絶縁及び磁気的ギャップを得
る下部ギャップ膜と、磁気抵抗効果を用いて磁気的信号
を電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜と、バルクハウ
ゼンノイズを抑止する前記磁気抵抗効果膜に磁界を引加
する磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流
を流す電極と、下部ギャップ膜と同様に電気的絶縁及び
磁気的ギャップを得る上部ギャップ膜と、上部シールド
と同様に磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする上部シ
ールド膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法に
おいて、前記下部シールド膜を形成後、第１下部ギャップ膜を成
膜する工程、もしくは前記下部シールド膜と第１下部ギ
ャップ膜の成膜後さらに前記第１下部ギャップ膜上に前
記磁気抵抗効果膜の配向制御膜を成膜する工程と、これ
らの上にリフトオフパターンを形成する工程と、前記リフトオフパターンをマスクとして前記下部シール
ド膜及び第１下部ギャップ膜をエッチングする工程と、
もしくは前記配向制御膜と前記下部シールド膜及び第１
下部ギャップ膜をエッチングする工程と、第２下部ギャップ膜及びトラック幅を規定する電極を成
膜する工程、もしくは第２下部ギャップ膜及びトラック
幅を規定する電極の成膜後さらに前記電極上に前記磁区
制御膜を成膜する工程と、前記リフトオフパターンを除
去する工程と、を有することを特徴とする磁気抵抗効果
型ヘッドの製造方法。
【請求項６】磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする
下部シールド膜と、電気的絶縁及び磁気的ギャップを得
る下部ギャップ膜と、磁気抵抗効果を用いて磁気的信号
を電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜と、バルクハウ
ゼンノイズを抑止する前記磁気抵抗効果膜に磁界を引加
する磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流
を流す電極と、下部ギャップ膜と同様に電気的絶縁及び
磁気的ギャップを得る上部ギャップ膜と、上部シールド
と同様に磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする上部シ
ールド膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記上部ギャップ膜は磁気抵抗効果膜の端部に配置して
ある第１上部ギャップ膜と磁気抵抗効果膜と第１上部ギ
ャップ膜上に配置してある第２下部ギャップ膜とを有
し、前記第１上部ギャップ膜の間隔と前記磁気抵抗効果
膜の上部シールド側の幅が略同一であることを特徴とす
る磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項７】前記上部ギャップ膜は磁気抵抗効果膜の
端部に配置した第１上部ギャップ膜と磁気抵抗効果膜と
第１上部ギャップ膜上に配置した第２上部ギャップ膜と
を有し、前記第１上部ギャップ膜の膜組成と前記第２上
部ギャップ膜の膜組成が異なっていることを特徴とする
請求項６記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項８】磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする
下部シールド膜と、電気的絶縁及び磁気的ギャップを得
る下部ギャップ膜と、磁気抵抗効果を用いて磁気的信号
を電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜と、バルクハウ
ゼンノイズを抑止する前記磁気抵抗効果膜に磁界を引加
する磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流
を流す電極と、下部ギャップ膜と同様に電気的絶縁及び
磁気的ギャップを得る上部ギャップ膜と、上部シールド
と同様に磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする上部シ
ールド膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法に
おいて、前記磁気抵抗効果膜を成膜する工程と、この上にリフト
オフパターンを形成する工程と、前記リフトオフパター
ンをマスクとして前記磁気抵抗効果膜をエッチングする
工程と、前記リフトオフパターンがある状態で、少なく
とも第１上部ギャップ膜を成膜する工程と、前記リフト
オフパターンを除去する工程と、この上に第２上部ギャ
ップ膜を形成する工程と、を有することを特徴とする磁
気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
【請求項９】磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする
下部シールド膜と、電気的絶縁及び磁気的ギャップを得
る下部ギャップ膜と、磁気抵抗効果を用いて磁気的信号
を電気的信号に変換する磁気抵抗効果膜と、バルクハウ
ゼンノイズを抑止する前記磁気抵抗効果膜に磁界を引加
する磁区制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流
を流す電極と、下部ギャップ膜と同様に電気的絶縁及び
磁気的ギャップを得る上部ギャップ膜と、上部シールド
と同様に磁気抵抗効果膜を磁気的にシールドする上部シ
ールド膜とを有する磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法に
おいて、前記下部シールド膜を形成後、第１下部ギャップ膜を成
膜する工程と、前記磁気抵抗効果膜を成膜する工程と、
これらの上にリフトオフパターンを形成する工程と、前
記リフトオフパターンをマスクとして前記磁気抵抗効果
膜、前記下部シールド膜及び第１下部ギャップ膜をエッ
チングする工程と、第２下部ギャップ膜と前記磁区制御
膜とトラック幅を規定する電極層を成膜する工程、もし
くは第２下部ギャップ膜と前記磁区制御膜とトラック幅
を規定する電極層と第１上部ギャップ膜を成膜する工程
と、前記リフトオフパターンを除去する工程と、を有す
ることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
【請求項１０】磁気抵抗効果膜５の両端に設けた磁区
制御膜６と、磁気抵抗効果膜５及び磁区制御膜６の一方
側に順次積層した上部ギャップ膜７及び上部シールド膜
８とより成り、磁気抵抗効果膜５及び磁区制御膜６の他
方側に両端で平行で中央で両端より高く突出した突出部
を備えた下部シールド膜１と、突出部に積層した第１下
部ギャップ膜２と、第１下部ギャップ膜２に積層して第
１下部ギャップ膜２より左右に延びる磁気抵抗効果膜５
と、第１下部ギャップ膜２を介して左右の磁区制御膜６
及び磁気抵抗効果膜５と下部シールド膜１の間に順次積
層した電極４及び第２下部ギャップ膜３とを備えた磁気
抵抗効果型ヘッドであって、第１下部ギャップ膜２の幅
Ｗ２と磁気抵抗効果膜５の感磁部領域Ａに対応する幅Ｗ
５と、第２下部ギャップ膜３の間隔Ｗ３と前記磁区制御
膜６の間隔Ｗ６と前記電極４の間隔Ｗ４を略同一にする
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。