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発明の名称 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平9−7116
公開日 平成9年(1997)1月10日
出願番号 特願平7−156185
出願日 平成7年(1995)6月22日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】小池 晃 (外2名)
発明者 成沢 浩亮
要約 目的
磁気記録媒体からの信号磁界の引き込み効果に優れ、高い再生出力が得られる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供する。

構成
磁性材料からなる下層シールド1上に下部ギャップ層2を介して磁気抵抗効果素子3及びフラックスガイド4が形成されるとともに、上記磁気抵抗効果素子3及びフラックスガイド4上に絶縁層5,8a,8b及び上部ギャップ層9を介して磁性材料からなる上層シールド10が形成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、フラックスガイド4と上層シールド10との間の最短距離tと、フラックスガイド4上に最初に成膜された絶縁層5の膜厚とを略同一とする。
特許請求の範囲
【請求項1】 磁性材料からなる下層シールド上に、下部ギャップ層を介して磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドが形成されるとともに、上記磁気抵抗効果素子及びフラックスガイド上に、絶縁層及び上部ギャップ層からなる磁気ギャップ層を介して、磁性材料からなる上層シールドが形成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、上記フラックスガイド上における上記磁気ギャップ層の少なくとも一部の厚さが、上記磁気抵抗効果素子上における上記磁気ギャップ層の厚さよりも薄いことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項2】 前記フラックスガイドと前記上層シールドとの間の最短距離と、上記フラックスガイド上に最初に成膜された絶縁層の膜厚とが略同一であることを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項3】 上記上層シールド上に、磁気記録用の薄膜磁気ヘッドが積層されていることを特徴とする請求項1記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項4】 磁性材料からなる下層シールド上に下部ギャップ層を形成し、上記下部ギャップ層上に磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドを形成し、上記磁気抵抗効果素子及びフラックスガイド上に絶縁層及び上部ギャップ層を形成し、上記フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去し、上記上部ギャップ層上に磁性材料からなる上層シールドを形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項5】 フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去する際に、上記フラックスガイドと前記上層シールドとの間の最短距離と、上記フラックスガイド上に最初に成膜された絶縁層の膜厚とが略同一となるように、絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去することを特徴とする請求項4記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項6】 前記上層シールド上に磁気記録用の薄膜磁気ヘッドを積層することを特徴とする請求項4記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。詳しくは、磁気記録媒体からの信号磁界を効率良く磁気抵抗効果素子に引き込むためのフラックスガイドを有する薄膜磁気ヘッドの出力の向上を図るものである。
【0002】
【従来の技術】磁気記録媒体からの信号磁界によって抵抗が変化する磁気抵抗効果素子(以下、MR素子と称する。)の抵抗変化を再生出力として検出する磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド(以下、MRヘッドと称する。)は、その再生出力が媒体速度に依存せず、媒体速度が遅くても高再生出力が得られるという特徴を有しており、例えばハードディスク装置の小型大容量化を実現する磁気ヘッドとして注目されている。
【0003】このようなMRヘッドは、図13に示すように、軟磁性材料からなる下層シールド31と、下層シールド31上に形成された非磁性材料からなる下部ギャップ層32と、下部ギャップ層32上に形成されたMR素子33と、MR素子33上に形成された第1の絶縁層34と、MR素子33の後端部33aに一部が重なるように形成されたセンス電流用導体層35と、MR素子33の上を横切るように第1の絶縁層34上に形成されたバイアス電流用導体層36と、バイアス電流用導体層36とセンス電流用導体層35を覆うように形成された第2の絶縁層37と、MR素子33と先端部33bにおいて接続するように形成された非磁性材料からなる上部ギャップ層38と、上部ギャップ層38上に形成された軟磁性材料からなる上層シールド39とから構成される。
【0004】このようなMRヘッドで磁気記録媒体から信号を再生する際には、バイアス電流用導体層36を流れる電流によってMR素子33にバイアス磁界が印加されるとともに、センス電流用導体層35及び上層シールド38を介して、MR素子33にセンス電流が供給される。そして、磁気記録媒体からMR素子33に引き込まれる信号磁界の大きさに依存するMR素子33の抵抗変化に基づいて、磁気記録媒体からの信号が再生される。
【0005】ところで、MRヘッドにおいて、MR素子の抵抗変化は磁気記録媒体からの信号磁界によるため、再生信号出力を向上させるためには、上記信号磁界が効率良くMR素子に導かれることが望ましい。そこで、信号磁界を効率良くMR素子に導くために、MR素子の後端部に接するように、磁性材料からなるフラックスガイドを配することが検討されている。
【0006】このようなフラックスガイドを有するMRヘッドは、例えば、図14に示すように、下層シールド41と、下層シールド41上に形成された下部ギャップ層42と、下部ギャップ層42上に形成されたMR素子43と、MR素子43の後端部43aに一部が重なるように形成されたフラックスガイド44と、MR素子43及びフラックスガイド44上に形成された第1の絶縁層45と、フラックスガイド44の後端部44aに重なるように形成されたセンス電流用導体層46と、MR素子43の上を横切るように第1の絶縁層45上に形成されたバイアス電流用導体層47と、バイアス電流用導体層47とセンス電流用導体層46を覆うように形成された第2の絶縁層48と、MR素子43と先端部43bにおいて接続するように形成された上部ギャップ層49と、上部ギャップ層49上に形成された上層シールド50とから構成される。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなMRヘッドでは、フラックスガイドによって信号磁界が比較的に効率良くMR素子に導かれるために、比較的に高い再生出力が得られる。しかしながら、より高記録密度化を図るために挟ギャップ化を進めていった場合には、更に信号磁界の引き込み効果を高める必要がある。
【0008】そこで、本発明は、従来のこのような実情に鑑みて提案されたものであり、磁気記録媒体からの信号磁界の引き込み効果に優れ、今まで以上に高い再生出力が得られる薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するために完成された本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、磁性材料からなる下層シールド上に、下部ギャップ層を介して磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドが形成されるとともに、上記磁気抵抗効果素子及びフラックスガイド上に、絶縁層及び上部ギャップ層からなる磁気ギャップ層を介して、磁性材料からなる上層シールドが形成されてなる薄膜磁気ヘッドであって、上記フラックスガイド上における上記磁気ギャップ層の少なくとも一部の厚さが、上記磁気抵抗効果素子上における上記磁気ギャップ層の厚さよりも薄いことを特徴とするものである。ここで、フラックスガイドと上層シールドとの間の最短距離と、上記フラックスガイド上に最初に成膜された絶縁層の膜厚とは、略同一であることが好ましい。
【0010】一方、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁性材料からなる下層シールド上に下部ギャップ層を形成し、上記下部ギャップ層上に磁気抵抗効果素子及びフラックスガイドを形成し、上記磁気抵抗効果素子及びフラックスガイド上に絶縁層及び上部ギャップ層を形成し、上記フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去し、上記上部ギャップ層上に磁性材料からなる上層シールドを形成することを特徴とするものである。なお、フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去する際には、上記フラックスガイドと前記上層シールドとの間の最短距離と、上記フラックスガイド上に最初に成膜された絶縁層の膜厚とが略同一となるように、絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去することが好ましい。
【0011】
【作用】本発明の薄膜磁気ヘッドでは、フラックスガイドと上層シールドとの間の距離が短いため、フラックスガイドだけでなく、上層シールドも磁気記録媒体からの信号磁界を効率良くMR素子に導くように機能する。したがって、この薄膜磁気ヘッドでは、非常に効率良く信号磁界がMR素子に導かれる。
【0012】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、フラックスガイド上に形成された絶縁層及び上部ギャップ層の一部を除去した上で、上部ギャップ層上に上層シールドを形成するため、フラックスガイドと上層シールドとの間の距離が短くなる。したがって、このように製造された薄膜磁気ヘッドでは、フラックスガイドだけでなく、上層シールドも磁気記録媒体からの信号磁界を効率良くMR素子に導くように機能する。したがって、このように製造された薄膜磁気ヘッドでは、非常に効率良く信号磁界がMR素子に導かれる。
【0013】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【0014】本実施例のMRヘッドは、図1に示すように、下層シールド1と、下層シールド1上に形成された下部ギャップ層2と、下部ギャップ層2上に形成されたMR素子3と、MR素子3の後端部3aに一部が重なるように形成されたフラックスガイド4と、MR素子3及びフラックスガイド4上に形成された絶縁層5と、フラックスガイド4の後端部4aに重なるように形成されたセンス電流用導体層6と、MR素子3の上を横切るように絶縁層5上に形成されたバイアス電流用導体層7と、バイアス電流用導体層7を覆うように形成された絶縁層8aと、センス電流用導体層6を覆うように形成された絶縁層8bと、MR素子3と先端部3bにおいて接続するように形成された上部ギャップ層9と、これらの上に形成された上層シールド10とから構成される。
【0015】ここで、上層シールド10とフラックスガイド4との間の最短距離tと、フラックスガイド4上に形成された絶縁層5の膜厚とは、ほぼ同じである。すなわち、フラックスガイド4の少なくとも一部においては、絶縁層5だけを介してフラックスガイド4上に上層シールド10が形成されている。
【0016】上記MRヘッドにおいて、下層シールド1と上層シールド10は磁性材料からなり、下部ギャップ層2は電気的に非導体である非磁性材料からなり、上部ギャップ層9は電気的に良導体である非磁性材料からなり、フラックスガイド4は電気的に良導体である磁性材料からなる。
【0017】ここで、下層シールド1、上層シールド10、下部ギャップ層2及び上部ギャップ層9は、磁気記録媒体からの信号磁界のうち、再生対象外の磁界がMR素子3に引き込まれないように機能する。すなわち、下層シールド1及び上層シールド10が、MR素子3の上下に下部ギャップ層2及び上部ギャップ層9を介して配されているため、磁気記録媒体からの信号磁界のうち、再生対象以外の磁界は下層シールド1及び上層シールド10に導かれ、再生対象の磁界だけがMR素子3に引き込まれる。
【0018】一方、フラックスガイド4及びセンス電流用導体層6と、上部ギャップ層9とは、MR素子3にセンス電流を供給するための電極として機能する。すなわち、MR素子3は、後端部3aにおいてフラックスガイド4を介してセンス電流用導体層6と電気的に接続されており、先端部3bにおいて上部ギャップ層9と電気的に接続されている。そして、磁気記録媒体から信号磁界を検出する際に、これらを介してMR素子3にセンス電流が供給される。
【0019】また、フラックスガイド4及び上層シールド10は、信号磁界を効率良くMR素子に導くようにも機能する。すなわち、MR素子3の後端部3aに接続されたフラックスガイド4によって、磁気記録媒体からの信号磁界が効率良くMR素子3に導かれるとともに、フラックスガイド4の上に絶縁層5を介して配されている上層シールド10によっても、磁気記録媒体からの信号磁界が効率良くMR素子3に導かれる。したがって、このMRヘッドでは、非常に効率良く信号磁界がMR素子3に導かれる。
【0020】また、MR素子3の上を横切るように絶縁層5上に形成されたバイアス電流用導体層7は、MR素子3にバイアス磁界を印加するためものである。すなわち、磁気記録媒体から信号磁界を検出する際に、このバイアス電流用導体層7に電流を流すことにより、より高い磁気抵抗効果が得られるように、MR素子3にバイアス磁界が印加される。
【0021】以上のようなMRヘッドを作製する際は、先ず、図2に示すような軟磁性材料からなる下層シールド1上に、図3に示すように、下部ギャップ層2を形成し、この下部ギャップ層2上にMR素子3を形成する。ここで、下部ギャップ層2は、Al23等のような電気的に非導体である非磁性材料からなり、MR素子3の下部を電気的に絶縁するとともに、MR素子3の下部に磁気的ギャップを形成する。一方、MR素子3は、MRヘッドの感磁部となるものであり、磁気抵抗効果を有する材料からなる。
【0022】次に、図4に示すように、MR素子3の後方に露出している下部ギャップ層2上、及びMR素子3の後端部3a上に、MR素子3の後端部3aにおいてMR素子3と電気的及び磁気的に接続するように、フラックスガイド4を形成する。このフラックスガイド4は、MR素子3に信号磁界を効率良く引き込むとともに、MR素子3にセンス電流を提供するためのものである。そして、このフラックスガイド4は、電気的に良導体である磁性材料からなり、例えば、単層のパーマロイ薄膜、Ta薄膜とパーマロイ薄膜の積層膜、パーマロイ薄膜とTi薄膜の積層膜等からなる。
【0023】次に、図5に示すように、MR素子3及びフラックスガイド4上に絶縁層5を成膜し、その後に、図6に示すように、絶縁層5にフラックスガイド4の後端部4aへ通じる接続孔を形成する。
【0024】次に、図7に示すように、フラックスガイド4の後端部4a上に、フラックスガイド4の後端部4aにおいてフラックスガイド4と電気的に接続するように、センス電流用導体層6を形成するとともに、MR素子3の上を横切るように絶縁層5上にバイアス電流用導体層7を形成する。ここで、センス電流用導体層6は、MR素子3にフラックスガイド4を介して、センス電流を供給するためのものであり、バイアス電流用導体層7は、MR素子3にバイアス磁界を印加するためのものである。
【0025】次に、図8に示すように、センス電流用導体層6、バイアス電流用導体層7及び絶縁層5上に、絶縁層8を形成し、その後、MR素子3の先端部3bが露出するように、絶縁層5及び絶縁層8に、MR素子3の先端部3bに通じる接続孔を形成する。
【0026】次に、図9に示すように、MR素子3の先端部3b及び絶縁層8上に、MR素子3の先端部3bにおいてMR素子3と電気的に接続するように、上部ギャップ層9を形成する。この上部ギャップ層9は、MR素子3にセンス電流を供給するとともに、MR素子3の上部に磁気的ギャップを形成するためのものであり、電気的に良導体である非磁性材料からなる。
【0027】なお、以上の工程で形成された絶縁層5、絶縁層8及び上部ギャップ層9は、MR素子3及びフラックスガイド4と、後工程で形成される上層シールド10との間に磁気的ギャップを形成する磁気ギャップ層となる。
【0028】次に、図10に示すように、フラックスガイド4の上部の上部ギャップ層9及び絶縁層8の一部、すなわち磁気ギャップ層の一部を除去した上で、図11に示すように、軟磁性材料からなる上部シルード10を積層する。このように、上部ギャップ層9及び絶縁層8の一部を除去した上で上部シルード10を積層することにより、フラックスガイド4と上層シールド10との間の最短距離tと、絶縁層5の膜厚とがほぼ同一となる。したがって、このMRヘッドでは、フラックスガイド4と上層シールド10との間の距離が短く、フラックスガイド4だけでなく、上層シールド10も磁気記録媒体からの信号磁界をMR素子に導くように機能する。そのため、このMRヘッドでは、非常に効率良く信号磁界がMR素子3に導かれ、高い再生出力が得られる。
【0029】以上の工程の後、所定の形状に切り出すことによってMRヘッドが完成するが、MRヘッドは再生専用磁気ヘッドであるため、記録再生用磁気ヘッドとするために、このMRヘッド上に記録用磁気ヘッドを積層してもよい。そこで、記録用磁気ヘッドとして、図12に示すような、上記MRヘッドの上層シールド10を記録用磁気コアとして使用するインダクティブヘッドを、上記MRヘッド上に形成する方法について、以下に説明する。
【0030】図12に示すようなインダクティブヘッドを形成する際は、先ず、一方の記録用磁気コアとして機能する上層シールド10上に、Al23等の非磁性材料からなる磁気ギャップ膜21を形成する。
【0031】次に、磁気ギャップ膜21の一部を除去して、一方の記録用磁気コアとして機能する上層シールド10と、後工程で形成する他方の記録用磁気コアとの磁気的結合を図るためのコンタクトホール22を形成する。
【0032】次に、上層シールド10と、後工程で形成する記録用コイルとの絶縁を図るとともに、平坦なコイル形成面を得るために、有機材料等からなる平坦化層23を磁気ギャップ膜21上に形成する。
【0033】次に、Cu等の良導体金属をパターンメッキして、平坦化層23上に記録用コイル24をスパイラル状に形成する。
【0034】次に、上記記録用コイル24上に、記録用コイル24と、後工程で形成する記録用磁気コアとの絶縁を図るとともに、平坦な磁気コア形成面を得るために、有機材料等からなる平坦化層25を、平坦化層23及び記録用コイル24上に形成する。
【0035】次に、平坦化層25上に、軟磁性材料からなる記録用磁気コア26を形成し、その後、外部回路と記録用コイル24とを接続するための端子(図示せず)を形成する。
【0036】次に、記録用磁気コア26上に、Al23等からなる保護膜27を形成し、その後、前工程で形成した端子が露出するように保護膜27の一部を研磨し、露出した端子上に外部回路と接続するためのボンディングパッド(図示せず)を形成する。
【0037】以上の工程により、記録用磁気コアとして機能する上層シールド10と、記録用磁気コア26との間に磁気ギャップgが形成されたインダクティブヘッドがMRヘッド上に形成され、再生用のMRヘッドと、記録用のインダクティブヘッドとを備えた記録再生用の複合型薄膜磁気ヘッドが完成する。
【0038】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発明によれば、上層シールドが磁気記録媒体からの信号磁界をMR素子に導くように機能し、磁気記録媒体からの信号磁界の引き込み効果に優れた、高い再生出力が得られる薄膜磁気ヘッドを提供することができる。




 

 


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