首页 / 专利库 / 电磁学 / 巨磁电阻 / Compound thin-film magnetic head and its manufacture

Compound thin-film magnetic head and its manufacture

阅读:84发布:2020-12-04

专利汇可以提供Compound thin-film magnetic head and its manufacture专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound thin-film magnetic head which can obtain effective magnetic shield effect although the magnetic shield layer and shield gap layer of an MR(magneto-resistance effect) element are made thin and has its conductive layer suppressed in defect in insulation.
SOLUTION: A 1st magnetic shield layer 33 is formed on the entire surface of a base body insulating layer 32, a 2nd thick magnetic shield layer 34 is formed selectively at the part corresponding to the MR element, and a insulating layer 35 is formed in level with the surface of the 2nd magnetic shield layer. In level with them, a 1st thin shield gap layer 36 is formed and on it, a GMR (giant magneto-resistance effect) magnet-resistance layer 37 and hard magnetic layers 38 and 39 are formed; after conductive layers 40 and 41 connected to the magneto-resistance layer are formed, a 2nd thin shield gap layer 42 is formed. On the 2nd shield gap layer 42, a 2nd insulating layer 43 is formed and then an induction type thin-film magnetic head which has a 1st magnetic layer 44 serving as a 3rd magnetic shield layer, a write gap layer 45, a thin-film coil 47, and a 2nd magnetic layer 48 is formed thereupon.
COPYRIGHT: (C)1999,JPO,下面是Compound thin-film magnetic head and its manufacture专利的具体信息内容。

【特許請求の範囲】
  • 【請求項1】 基体と、この基体によって支持されるように積層して形成された書き込み用の薄膜磁気ヘッドおよび読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを具えた複合型薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドが、 第1の膜厚を有する第1の磁気シールド層と、 この第1の磁気シールド層の表面の一部分に、前記第1
    の膜厚よりも厚い第2の膜厚を有するように設けられた第2の磁気シールド層と、 前記第1の磁気シールド層の表面の、前記第2の磁気シールド層が存在していない部分に設けられた絶縁層と、 前記第2磁気シールド層および絶縁層の表面に設けられた第1のシールドギャップ層と、 この第1のシールドギャップ層の表面に、前記第2の磁気シールド層と重なるように配設された磁気抵抗素子と、 この磁気抵抗素子と接続されるように前記第1のシールドギャップ層の表面に設けられた導電層と、 前記第1のシールドギャップ層、磁気抵抗素子および導電層を覆うように配設された第2のシールドギャップ層と、 この第2のシールドギャップ層を覆うように配設された第3の磁気シールド層と、を具えることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
  • 【請求項2】 前記第2の磁気シールド層の表面と、前記絶縁層の表面とを同一平面としたことを特徴とする請求項1に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
  • 【請求項3】 前記第1の磁気シールド層を基体表面に設け、前記第2のシールドギャップ層の上に絶縁層を介して誘導型薄膜磁気ヘッドの一方の磁極を構成するとともに磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの前記第3の磁気シールド層を構成する磁性層を配設したことを特徴とする請求項1および2の何れかに記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
  • 【請求項4】 前記第2のシールドギャップ層と前記第3の磁気シールド層との間の、前記磁気抵抗素子が形成されていない部分に第2の絶縁層を配設したことを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
  • 【請求項5】 前記第1および第2のシールドギャップ層の膜厚を50〜70nmとしたことを特徴とする請求項4に記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
  • 【請求項6】 基体の上に磁気抵抗効果型の読取用薄膜磁気ヘッドと、書込用薄膜磁気ヘッドとを順次に積層した複合型薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、 基体表面に第1の磁気シールド層を所定のパターンにしたがって形成する工程と、 この第1の磁気シールド層の表面の、少なくとも後に磁気抵抗素子を形成すべき部分を含む一部分に、前記第1
    の磁気シールド層よりも厚い第2磁気シールド層を選択的に形成する工程と、 前記第1の磁気シールド層の表面に前記第2の磁気シールド層の膜厚にほぼ等しい膜厚の第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の磁気シールド層および第1の絶縁層の表面に第1のシールドギャップ層を形成する工程と、 この第1のシールドギャップ層の表面の、前記第2の磁気シールド層と重なる部分に磁気抵抗層を選択的に形成する工程と、 前記第1のシールドギャップ層の表面に、前記磁気抵抗層と接続された導電層を形成する工程と、 前記第1のシールドギャップ層の露出表面、磁気抵抗層および導電層の表面に第2のシールドギャップ層を形成する工程と、 この第2のシールドギャップ層の、前記磁気抵抗層を除く部分に、第2のシールドギャップ層の膜厚よりも厚い第2の絶縁層を形成する工程と、 前記第2のシールドギャップ層の露出表面および前記第2の絶縁層の表面に前記書き込み用の薄膜磁気ヘッドを形成する工程と、を具えることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  • 【請求項7】 前記第1の磁気シールド層の表面に第1
    の絶縁層を形成する工程が、前記第2の磁気シールド層の膜厚よりも厚い絶縁層を、第1の磁気シールド層および第2の磁気シールド層を覆うように形成する工程と、
    この絶縁層を、前記第2の磁気シールド層の表面が露出するまで研磨する工程とを具えることを特徴とする請求項6に記載の複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  • 【請求項8】 前記絶縁層の研磨を化学─機械的研磨で行なうことを特徴とする請求項7に記載の複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  • 【請求項9】 前記第1の磁気シールド層を全面スパッタ法により形成し、前記第2の磁気シールド層を選択的メッキ法により形成することを特徴とする請求項6〜8
    の何れかに記載の複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  • 【請求項10】 前記第1および第2のシールドギャップ層を、50〜70nmの膜厚に形成することを特徴とする請求項6〜9の何れかに記載の複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】

    【0001】

    【発明の属する技術分野】本発明は、書込用の薄膜磁気ヘッドと、磁気抵抗効果型の読取用薄膜磁気ヘッドとを基体上に積層した複合型薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものであり、特に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドと読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドとを積層した複合型薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関するものである。

    【0002】

    【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴い、薄膜磁気ヘッドについてもその性能向上が求められている。 薄膜磁気ヘッドは、書き込みを目的とする記録ヘッドと読み出しを目的とする再生ヘッドを積層した構造になっているが、再生ヘッドの性能向上に関しては、磁気抵抗素子が広く用いられている。 このような磁気抵抗素子としては、通常の異方性磁気抵抗(A
    MR:Anisotropic Magneto Resistive)効果を用いたものが従来一般に使用されてきたが、これよりも抵抗変化率が数倍も大きな巨大磁気抵抗(GMR:Giant Magnet
    o Resistive)効果を用いたものも開発されている。 本明細書では、これらAMR素子およびGMR素子を総称して磁気抵抗再生素子またはMR再生素子と称することにする。

    【0003】AMR素子を使用することにより、数ギガビット/インチ2の面記録密度を実現することができ、
    またGMR素子を使用することにより、さらに面記録密度を上げることができる。 このように面記録密度を高くすることによって、10Gバイト以上の大容量のハードディスク装置の実現が可能となってきている。 このような磁気抵抗再生素子よりなる再生ヘッドの性能を決定する要因の一つとして、磁気抵抗再生素子の高さ( MR Hei
    ght :MRハイト) がある。 このMRハイトは、端面がエアベアリング面に露出する磁気抵抗再生素子の、エアベアリング面から測った距離であり、薄膜磁気ヘッドの製造過程においては、エアベアリング面を研磨して形成する際の研磨量を制御することによって所望のMRハイトを得るようにしている。

    【0004】一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、記録ヘッドの性能向上も求められている。 面記録密度を上げるには、磁気記録媒体におけるトラック密度を上げる必要がある。 このためには、エアベアリング面におけるライトギャップ(write gap)の幅を数ミクロンからサブミクロンオーダーまで狭くする必要があり、これを達成するために半導体加工技術が利用されている。

    【0005】書込用薄膜磁気ヘッドの性能を決定する要因の一つとして、スロートハイト(Throat Height : T
    H) がある。 このスロートハイトは、エアベアリング面から薄膜コイルを電気的に分離する絶縁層のエッジまでの磁極部分の距離であり、この距離をできるだけ短くすることが望まれている。 このスロートハイトの縮小化もまた、エアベアリング面からの研磨量で決定される。 したがって、薄膜磁気記録・再生複合ヘッドの性能を向上させるためには、記録ヘッドの特性のみを改善したり、
    再生ヘッドの特性のみを改善するよりも、これら記録ヘッドおよび再生ヘッドの特性をバランスさせることがきわめて重要である。

    【0006】図1〜12は従来の標準的な薄膜磁気ヘッドの製造方法における順次の工程および完成した従来の薄膜磁気ヘッドを示すものであり、この薄膜磁気ヘッドは誘導型の書込用薄膜磁気ヘッドおよび読取用のMR再生素子とを積層した複合型のものである。 先ず、図1に示すように、例えばアルティック(AlTiC) より成る基板11
    上にアルミナ絶縁層12を約5〜10μm の厚さに堆積する。 次に、図2に示すように、読取用ヘッドのMR素子を外部磁界の影響から保護する磁気シールドを構成する下部シールド磁性層13を3μm の膜厚で形成した後、図3に示すようにアルミナを100〜150nmの膜厚にスパッタ堆積させて絶縁層14を形成する。

    【0007】図3に示すように、この絶縁層14の上に
    MR再生素子を構成するための磁気抵抗効果を有する材料より成る磁気抵抗層15を数十nmの膜厚に形成し、高精度のマスクアライメントで所望の形状とする。 次に、図4に示すように、アルミナ絶縁膜14と同様のアルミナ絶縁層16を100〜150nmの膜厚で形成し、さらにその上にパーマロイより成る磁性層17を3〜4μm
    の膜厚に形成した様子を図5に示す。 この磁性層17は上述した下部シールド磁性層13とともにMR再生素子を磁気遮蔽する上部シールド磁性層の機能を有するとともに書込用薄膜磁気ヘッドの下部磁性層としての機能をも有するものである。 ここでは説明の便宜上この磁性層1
    7を書込用磁気ヘッドを構成する一方の磁性層であることに注目して第1の磁性層と称することにする。 次に、
    図6に示すように、第1の磁性層17の上に非磁性材料、例えばアルミナより成るギャップ層18を150〜
    300nmの膜厚に形成し、さらにこのギャップ層の上に電気絶縁性のフォトレジスト層19を高精度のマスクアライメントで所定のパターンに形成し、さらにこのフォトレジスト層の上に、例えば銅より成る第1層目の薄膜コイル20を形成する。

    【0008】次に、図7に示すように、第1層目の薄膜コイル20の上に、高精度のマスクアライメントを行って絶縁性のフォトレジスト層21を形成した後、その上面を平坦とするために、例えば250°Cでベークする。 さらに、このフォトレジスト層21の平坦とした表面の上に第2層目の薄膜コイル22を形成し、この第2
    層目の薄膜コイルの上に高精度マスクアライメントでフォトレジスト層23を形成した後、再度薄膜コイル22
    の上の表面を平坦とするために、例えば250°Cでベークした状態を図8に示す。 上述したように、フォトレジスト層19,21および23を高精度のマスクアライメントで形成する理由は、後述するようにフォトレジスト層のエッジを位置の基準としてスロートハイトTHや
    MRハイトを規定しているためである。

    【0009】次に、図9に示すように、ギャップ層18
    およびフォトレジスト層19, 21および23の上に、
    例えばパーマロイより成る第2の磁性層24を3〜4μ
    m の膜厚で所望のパターンにしたがって選択的に形成する。 この第2の磁性層24は磁気抵抗層15を形成した側から離れた位置において第1の磁性層17と接触し、
    第1および第2の磁性層によって構成される閉磁路を薄膜コイル20, 22が通り抜けるようにしている。 この第2の磁性層24はトラック幅を規定する所望の形状およびサイズの磁極部分を有している。 さらに、第2の磁性層24およびギャップ層18の露出表面の上にアルミナより成るオーバーコート層25を堆積する。

    【0010】最後に、磁気抵抗層15を形成した側面2
    6を研磨して磁気記録媒体と対向するエアベアリング面
    (Air Bearing Surface:ABS) 27を形成した様子を図1
    0に示す。 このエアベアリング面27の形成過程において磁気抵抗層15も研磨され、MR再生素子28が得られる。 このようにして上述したスロートハイトTHおよびMRハイトが決定される。

    【0011】図10、11および12は、上述したようにして製造された従来の複合型薄膜磁気ヘッドを、オーバーコート層25を省いて示すそれぞれ断面図、正面図および平面図である。 なお、図11においては、MR再生素子28に対する電気的な接続を行なうための導電層29,30がアルミナ絶縁層14および16の間に介挿されている。 また、図12に示す平面図においては、図面を簡単とするために薄膜コイル22を同心状に示した。 図10に明瞭に示すように、薄膜コイル20, 22
    を絶縁分離するフォトレジスト層19, 21, 23の側面の部を結ぶ線分Sと第2の磁性層24の上面との成す角度(Apex Angle:アペックスアングル)θも上述したスロートハイトTHおよびMRハイトとともに薄膜磁気ヘッドの性能を決定する重要なファクタとなっている。
    また、図12の平面図に示すように、第2の磁性層24
    の磁極部分24aの幅Wは狭くなっており、この幅によって磁気記録媒体に記録されるトラックの幅が規定されるので、高い面記録密度を実現するためには、この幅W
    をできるだけ狭くする必要がある。

    【0012】

    【発明が解決しようとする課題】上述した複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、きわめて高い面記録密度を実現するために上述したMR膜15としてスピンバルブGMR
    膜、超格子GMR膜或いはグラニュラGMR膜を用いることが提案されている。 また、その再生感度を向上するために、MRハイトを小さくするようにしている。 一方、再生ヘッドの性能向上に伴って、再生時の自己発熱による再生特性の劣化であるサーマルアスピリティが問題となってくる。 このサーマルアスピリティの問題を解決する方法として、従来は冷却効率の高い材料で下部シールド磁性層13やシールドギャップ層14,16を形成することが提案されている。 このために、下部シールド磁性層13としてパーマロイやセンダストなどの磁性材料が用いられ、シールドギャップ層14,16としてはアルミナ絶縁層が用いられている。 このシールドギャップ層14,16は、一般にアルミナを100〜150
    nmの膜厚でスパッタリングして形成している。

    【0013】しかしながら、上述したようにサーマルアスピリティの問題を克服するためには、シールドギャップ層14,16の膜厚を、例えば50〜100nm程度ときわめて薄くする必要がある。 このようにシールドギャップ層14,16を薄くすると、ピンホールやパーティクルなどの微小な欠陥によってMR素子28と下部シールド層13および上部シールド層17との間の電気的絶縁特性や磁気的遮蔽特性が劣化するとともに、導電層29,30と下部シールド層13および上部シールド層17との間に電気的な絶縁不良が発生する欠点がある。

    【0014】一方、特開平6−334237号公報には、MR素子に接続された導電層と、シールド層との間の絶縁不良を解消するために、下部シールド層上に形成されたシールドギャップ層のMR素子を形成した部分以外の部分の膜厚を薄くし、この膜厚を薄くした部分にバックフィル絶縁層を埋設し、このバックフィル絶縁層の上にMR素子に接続された導電層を形成したものが開示されている。 このような構造によれば、導電層と下部シールド層との間の絶縁不良を解消することができる。 しかしながら、このような構造では、MR素子直下のシールドギャップ層の膜厚は非常に厚くなり、上述したサーマルアスピリティの問題が生じ、再生特性の劣化が生じる欠点がある。

    【0015】また、特開平9−91632号公報には、
    複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドから読み取り用のMRヘッドの下部シールド層への磁束の漏れを防止するために、MR素子直下にのみ下部シールド層を形成し、それ以外の部分を絶縁層で埋めた構造が開示されている。 このような構造によれば、MR素子に接続された導電層と下部シールド層との間には絶縁層が介在するので、下部シールドギャップ層の膜厚を薄くしても導電層と下部シールド層との間に絶縁不良が発生する恐れはない。 しかしながら、下部シールド層がMR素子の直下にしか存在していないので、磁気的遮蔽効果が悪く、外部磁界によってMR素子が大きく影響され、再生特性の劣化が生じる欠点がある。 また、この文献には、シールドギャップ層を薄くするという発想もない。

    【0016】本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去し、サーマルアスピリティの問題を解決するために、
    シールドギャップ層の膜厚を薄くすることができるにも拘らず、MR素子とシールド層との間の電気的絶縁特性および磁気的遮蔽特性を良好とすることができる複合型薄膜磁気ヘッドを提供しようとするものである。

    【0017】さらに、本発明は上述した複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法にも関するもので、上述したように、
    シールドギャップ層の膜厚を薄くするにも拘らず、MR
    素子とシールド層との間の電気的絶縁特性および磁気的遮蔽特性を良好とすることができる複合型薄膜磁気ヘッドを容易かつ正確に形成することができる方法を提供しようとするものである。

    【0018】

    【課題を解決するための手段】本発明は、基体と、この基体によって支持されるように積層形成された書き込み用の薄膜磁気ヘッドおよび読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを具えた複合型薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドが、第1の膜厚を有する第1の磁気シールド層と、この第1の磁気シールド層の表面の一部分に、前記第1の膜厚よりも厚い第2の膜厚を有するように設けられた第2の磁気シールド層と、前記第1の磁気シールド層の表面の、前記第2の磁気シールド層が存在していない部分に設けられた絶縁層と、前記第2磁気シールド層および絶縁層の表面に設けられた第1のシールドギャップ層と、この第1のシールドギャップ層の表面に、前記第2の磁気シールド層と重なるように配設された磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素子と接続されるように前記第1のシールドギャップ層の表面に設けられた導電層と、前記第1のシールドギャップ層、磁気抵抗素子および導電層を覆うように配設された第2のシールドギャップ層と、この第2のシールドギャップ層を覆うように配設された第3の磁気シールド層と、を具えることを特徴とするものである。

    【0019】本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの好適な実施例においては、前記第2の磁気シールド層の表面と、前記絶縁層の表面とを同一平面とする。 このように第2の磁気シールド層と絶縁層の表面とを同一平面とすると、その上に配設される第1のシールドギャップ層も平坦なものとなり、したがってピンホールなどの欠陥が発生する可能性が小さくなり、サーマルアスピリティの問題を解決するために第1のシールドギャップ層の膜厚を薄くしても、電気的な絶縁不良が発生する可能性が小さくなる。 さらに、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの他の好適な実施例においては、前記第1の磁気シールド層を基体表面に設け、前記第2のシールドギャップ層の上に絶縁層を介して誘導型薄膜磁気ヘッドの一方の磁極を構成するとともに磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの前記第3の磁気シールド層を構成する磁性層を配設する。 このように構成することによって、基体の上に読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを設け、さらにその上に書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを積層したノーマルタイプの複合型薄膜磁気ヘッドを得ることができる。

    【0020】さらに、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの好適な実施例においては、前記第2のシールドギャップ層と前記第3の磁気シールド層との間の、前記磁気抵抗素子が形成されていない部分に第2の絶縁層を配設する。 このような第2の絶縁層を設けることによって、
    導電層と第3の磁気シールド層との間の絶縁不良を有効に抑止することができる。 合型薄膜磁気ヘッド。 また、
    本発明による複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、前記第1および第2のシールドギャップ層の膜厚を50〜70
    nmとするのが好適である。 これらのシールドギャップ層の膜厚は薄ければ薄い程、サーマルアスピリティの点では有利であるが、現在シールドギャップ層として一般に使用されているアルミナの特性を考慮すると、膜厚を50nmよりも薄くすると、ピンホールが多くなり、たとえ絶縁層を設けても良好な電気絶縁特性が得られにくくなるためである。 また、70nmよりも厚くすると、
    放熱特性の改善効果が小さく、サーマルアスピリティの問題を解決する上で余り有効ではない。 さらに、前記第1の磁気シールド層の第1の膜厚は70〜150nm、
    前記第2の磁気シールド層の第2の膜厚は2〜3μm とするのが好適である。 このような範囲を膜厚を選択することによって、放熱特性が向上し、サーマルアスピリティの問題を有効に解決することができるとともにMR素子に対する十分な磁気遮蔽効果が得られ、しかも導電層と第1および第2の磁気シールド層との間の電気的な絶縁不良を良好に抑止することができる。

    【0021】本発明はさらに、基体の上に磁気抵抗効果型の読取用薄膜磁気ヘッドと、書込用薄膜磁気ヘッドとを順次に積層した複合型薄膜磁気ヘッドを製造する方法であって、基体表面に第1の磁気シールド層を所定のパターンにしたがって形成する工程と、この第1の磁気シールド層の表面の、少なくとも後に磁気抵抗素子を形成すべき部分を含む一部分に、前記第1の磁気シールド層よりも厚い第2磁気シールド層を選択的に形成する工程と、前記第1の磁気シールド層の表面に前記第2の磁気シールド層の膜厚にほぼ等しい膜厚の第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第2の磁気シールド層および第1の絶縁層の表面に第1のシールドギャップ層を形成する工程と、この第1のシールドギャップ層の表面の、前記第2の磁気シールド層と重なる部分に磁気抵抗層を選択的に形成する工程と、前記第1のシールドギャップ層の表面に、前記磁気抵抗層と接続された導電層を形成する工程と、前記第1のシールドギャップ層の露出表面、磁気抵抗層および導電層の表面に第2のシールドギャップ層を形成する工程と、この第2のシールドギャップ層の、
    前記磁気抵抗層を除く部分に、第2のシールドギャップ層の膜厚よりも厚い第2の絶縁層を形成する工程と、前記第2のシールドギャップ層の露出表面および前記第2
    の絶縁層の表面に前記書き込み用の薄膜磁気ヘッドを形成する工程と、を具えることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法。 ものである。

    【0022】このような本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法においては、前記第1の磁気シールド層の表面に絶縁膜を、第2のシールドギャップ層の膜厚よりも厚い絶縁層を、第1の磁気シールド層および第2の磁気シールド層を覆うように形成する工程と、この絶縁層を、前記第2の磁気シールド層の表面が露出するまで研磨する工程とを経て形成するのが好適である。 また、
    この場合、絶縁層の研磨は化学─機械的研磨で行なうのが特に好適である。 このように、絶縁層を第2の磁気シールド層の表面が露出するまで研磨することによって絶縁層と第2の磁気シールド層の表面とを同一平面とすることができる。 したがって、このような平坦な表面に第1のシールドギャップ層を形成することができるので、
    膜厚が薄いにも拘らず良好な電気的および磁気的特性を有するものを容易に形成することができる。

    【0023】さらに、前記第1および第2の磁気シールド層は種々の方法で形成することができるが、第1の磁気シールド層を全面スパッタ法により形成した後、前記第2の磁気シールド層を、その上に選択的メッキ法により形成のが好適である。 また、前記第1および第2のシールドギャップ層を、50〜70nmの膜厚に形成するのが好適である。 この場合、前記第1の磁気シールド層を70〜150nmの膜厚に形成し、前記第2の磁気シールド層を2〜3μm の膜厚に形成するのが好適である。 このような膜厚を選択することにより、サーマルアスピリティの問題を有効に解決することができるとともに電気的絶縁特性および磁気的遮蔽特性の良好な複合型薄膜磁気ヘッドを形成することができる。

    【0024】

    【発明の実施の形態】図13〜21は、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの一実施例を製造する順次の工程を示すものである。 本実施例においては、基体側から読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドおよび書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドをこの順序に積層したノーマルタイプの複合型薄膜磁気ヘッドとする。 なお、これらの図面において、左側は縦断面を示し、右側はエアベアリング面近傍の横断面を示すものである。 先ず、図13
    に示すように、アルティック(AlTiC) より成る基板31
    上にアルミナ絶縁層32を約5〜10μm の厚さに堆積する。 次に、図14に示すように、読取用ヘッドのMR
    素子を外部磁界の影響から保護する下部磁気シールドを構成する第1の磁気シールド層33および第2の磁気シールド層34とを形成する。 第1の磁気シールド層33
    としては、パーマロイを約70〜150nm、本例では約100nmの膜厚に全面スパッタ法によって形成する。 その後、第2の磁気シールド層34を、第1の磁気シールド層の、後にMR素子が形成される部分の上にパーマロイを約2〜3μm 、本例では約3μm の膜厚に電気メッキ法により選択的に堆積して形成する。 本発明においては、このように膜厚の薄い第1の磁気シールド層33を全面に形成し、この第1の磁気シールド層よりも膜厚の厚い第2の磁気シールド層34を、少なくとも後にMR素子に対する導電層が形成される部分を除いた部分に形成するが、本例ではMR素子が形成される部分にのみ形成する。

    【0025】次に、図15に示すように、第2の磁気シールド層34の膜厚よりも厚い約3〜4μm 、本例では約4μm の膜厚を有するアルミナ絶縁層35をスパッタ堆積させる。 次に、化学−機械的研磨(CMP)によって第2の磁気シールド層34の表面が露出するまで研磨した状態を図16に示す。 このような研磨を行なうことにより、第2の磁気シールド層34と絶縁層35とを同一平面とすることができる。

    【0026】次に、図17に示すように、上述したように同一平面とした第2の磁気シールド層34および絶縁層35の表面にアルミナより成る第1のシールドギャップ層36を、約50〜70nmの膜厚、本例では約60
    nmの膜厚に形成し、この第1のシールドギャップ層3
    6の上にGMR再生素子を形成する。 図18は、このG
    MR素子の詳細な構造を示すものであり、第1のシールドギャップ層36の上に、GMR素子を構成するための磁気抵抗効果を有する材料より成るGMR層37を数十
    nmの膜厚に形成し、高精度のマスクアライメントで所望の形状とした後、第1のシールドギャップ層36の上にGMR層37と接するように硬質磁性膜38,39を形成し、さらにその上にGMR素子に対する電気的接続を行なうための導電層40および41を所定のパターンにしたがって形成し、さらにその上にアルミナより成る第2のシールドギャップ層42を、約50〜70nmの膜厚、本例では約60nmの膜厚に形成し、さらにこの第2のシールドギャップ層42の上の、GMR層37が形成されていない部分に、0.3〜0.5μm の膜厚のアルミナ絶縁層43を形成する。 図17では、図面を明瞭とするために、硬質磁性層38,39、導電層40,4
    1、アルミナ絶縁層43は省略してある。

    【0027】以後は、図5〜9に示した従来の工程と同様の工程を行って図19に示すように、第2のシールドギャップ層42およびアルミナ絶縁層43の上に第1の磁性層44を所定のパターンにしたがって形成する。 この場合、第1の磁性層44の表面には、GMR層37に対応する部分に凹部が形成されるが、表面を研磨して平坦とする。 この平坦な第1の磁性層44の上にライトギャップ層45を形成し、その上に絶縁層46によって絶縁分離された状態で薄膜コイル47を形成し、さらにその上に第2の磁性層48を形成し、最後にオーバーコート層49を形成して書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドを製造する。 実際の製造においては、ウエファを切断して得られるバーの側面を研磨してエアベアリング面を形成するが、ここでは省略する。 また、誘導型薄膜磁気ヘッドを製造する工程、各部の材質および寸法は従来のものと同様であるので、詳細な説明は省略する。 また、第1の磁性層44の表面にはトリム構造が形成されているが、これは、第2の磁性層48を形成した後、それをマスクとして第1の磁性層44の表面をエッチングすることによって形成することができる。 このエッチングは、
    イオンビームエッチングやリアクティブイオンエッチングで行なうことができる。

    【0028】図20は、上述した複合型薄膜磁気ヘッドの構造をオーバーコート層49を除去して示す線図的な平面図であり、図21は一部分を切り欠いて示す斜視図である。 なお、図20において、一点鎖線は薄膜コイル47を支持する絶縁層46の輪郭を示すものである。 また、図21には、硬質磁性層38,39の段差を埋めるように第1のシールドギャップ層36の上に形成された絶縁層50も示してある。 GMR層37の抵抗変化を高感度で検出するためには、これを検出回路に接続するための導電層40,41の電気抵抗は低いほど良いため配線パターンを広くして大きな面積を有するように形成されている。 これら大面積の導電層40,41と第1の磁気シールド層33との間には、膜厚の厚い絶縁層35が存在しているので、第1のシールドギャップ層36の膜厚を薄くしてもこれらの導電層と第1の磁気シールド層との間で絶縁不良が起こる恐れはない。 さらに、導電層40,41と、第1の磁性層44との間には膜厚の薄い第2のシールドギャップ層42の他に膜厚の厚いアルミナ絶縁層43が介在しているので、これらの間でも絶縁不良が起こる恐れはない。 また、このように第1および第2のシールドギャップ層36および42の膜厚を薄くすることができるので、サーマルアスピリティの問題を有効に解決することができる。 さらに、MR素子の直下には膜厚の厚い第2の磁気シールド層34が存在しているとともにそれ以外の部分にも膜厚は薄いが高飽和磁束密度の磁性材料より成る第1の磁気シールド層33が存在しているので、MR素子に対する磁気シールドは十分良好に行われ、外部磁界による影響を有効に抑止することができる。

    【0029】図22および23は本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第2の実施例を示す断面図および線図的平面図である。 上述した第1の実施例においては、第2
    の磁気シールド層34をMR素子の直下にのみ形成したが、本例ではいさらに広い範囲に亘って配設したものである。 すなわち、図23に示すように、GMR層37と重なる部分を越えて延在しているが、導電層40,41
    と重なる部分の面積はできるだけ小さくなるような形状としている。 なお、本例において、前例と同じ部分には前例と同じ符号を付けて示し、その説明は省略する。

    【0030】本発明は上述した実施例にのみ限定されるものではなく、幾多の変更や変形が可能である。 例えば、上述した実施例では、第1および第2のシールドギャップ層33および34をパーマロイとしてNiFe (Ni:8
    0%, Fe:20%) のものを用いたが、NiFe (Ni:50%, Fe:50
    %) のパーマロイ、窒化鉄(FeN) 、Fe-Co-Zrのアモルファスなどの高い飽和磁束密度を有する磁性材料で形成することもできる。 また、これらの磁性材料層を複数積層したり、その間にアルミナなどの非磁性層を介在させたものとすることもできる。

    【0031】上述した実施例では、MR素子をGMR素子としたが、AMR素子とすることもできる。 また、上述した実施例では、第1の磁気シールド層33と第1のシールドギャップ層36との間の絶縁層35や第2のシールドギャップ層42の上に形成した絶縁層43やGM
    R層37の両側に形成した絶縁層50をアルミナを以て形成したが、酸化シリコンや窒化シリコンなどの他の絶縁材料で形成することもできる。

    【0032】また、上述した実施例では、第1の磁気シールド層33を全面スパッタ法で形成し、第2の磁気シールド層34を選択的な電気メッキ法で形成したが、全体に膜厚の厚い磁性材料層をスパッタ法で形成した後、
    選択的エッチングによって第2の磁気シールド層を構成する部分以外を部分的に除去して第1および第2の磁気シールド層を形成することもできる。

    【0033】さらに、上述した実施例では、書き込み用の薄膜磁気ヘッドを誘導型薄膜磁気ヘッドとしたが、他の型式の薄膜磁気ヘッドとすることもできる。 また、基体の上に読み取り用の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドと書き込み用の誘導型薄膜磁気ヘッドとを順次に積層した、いわゆるノーマル型の複合型薄膜磁気ヘッドとしたが、これらのヘッドの積層順序を逆としたリバース型の複合型薄膜磁気ヘッドとすることもできる。 勿論、この場合には図18に示す構造の上下を反転した構造とする。

    【0034】

    【発明の効果】上述した本発明による複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、サーマルアスピリティの問題を解決するために、第1の磁気シールド層33の膜厚を、例えば70〜150nmときわめて薄くするとともに、第1および第2のシールドギャップ層36および42の膜厚を、例えば約50〜70nmときわめて薄く形成しているが、大きな面積を有する導電層40,41と第1の磁気シールド層33との間には、膜厚が、例えば2〜3μ
    m の厚い絶縁層35が存在しているので、これらの導電層と第1の磁気シールド層との間で絶縁不良が起こる恐れはないとともに導電層40,41と第1の磁性層44
    との間にも膜厚が、例えば0.3〜0.5μm の厚い絶縁層43が介在しているので、これらの間で絶縁不良が起こる恐れもない。

    【0035】さらに、MR素子の直下或いはその近傍には膜厚が、例えば2〜3μm と厚い第2の磁気シールド層34が存在しているとともにそれ以外の部分にも第2
    の磁気シールド層ほど膜厚が厚くないが第1の磁気シールド層33が存在しているので、MR素子は外部磁界に対して良好に磁気シールドされ、MR素子の再生特性を良好とすることができる。

    【0036】また、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、上述したように優れた特性を有する複合型薄膜磁気ヘッドを容易かつ正確に形成することができる。 特に、第2の磁気シールド層34を形成した後、第1の磁気シールド層33および第2の磁気シールド層34を覆うように絶縁層35を形成し、この絶縁層を研磨して第2の磁気シールド層34の表面を露出させることにより、第2の磁気シールド層34および絶縁層35の表面を同一平面とすることができ、この平面の上に第1のシールドギャップ層36を形成するようにしたので、第1のシールドギャップ層36の膜厚を、例えば50〜70nmときわめて薄くしても良好な膜質を有する第1のシールドギャップ層を容易に形成することができる。

    【図面の簡単な説明】

    【図1】図1は、従来の複合型薄膜磁気ヘッドの製造方法の最初の工程を示す断面図である。

    【図2】図2は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図3】図3は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図4】図4は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図5】図5は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図6】図6は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図7】図7は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図8】図8は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図9】図9は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図10】図10は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図11】図11は、同じくその正面図である。

    【図12】図12は、同じくその平面図である。

    【図13】図13は、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法の最初の工程を示す断面図である。

    【図14】図14は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図15】図15は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図16】図16は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図17】図17は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図18】図18はそのときの磁極部分の構造を詳細に示す断面図である。

    【図19】図19は、同じくその次の工程を示す断面図である。

    【図20】図20は、同じくその平面図である。

    【図21】図21は、同じくその一部を切り欠いて示す斜視図である。

    【図22】図22は、本発明による複合型薄膜磁気ヘッドの第2の実施例の構成を示す断面図である。

    【図23】図23は、同じくその線図的な平面図である。

    【符号の説明】

    31 基板、 32 アルミナ絶縁層、 33 第1の磁気シールド層、 34第2の磁気シールド層、 35
    絶縁層、 36 第1のシールドギャップ層、 37
    磁気抵抗層、 38,39 硬質磁性層、 40,4
    1 導電層、42 第2のシールドギャップ層、 43
    絶縁層、 44 第1の磁性層、45 ギャップ層、
    46 絶縁層、 47 薄膜コイル、 48 第2の磁性層、 49 オーバーコート層、 50 絶縁層

    高效检索全球专利

    专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

    我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

    申请试用

    分析报告

    专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

    申请试用

    QQ群二维码
    意见反馈