JP2000339631A - 磁気ヘッド及びその製造方法及びそれを用いた磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気ヘッド及びその製造方法及びそれを用いた磁気記録再生装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気抵抗効果素子のトンネルバリア層の絶縁
破壊の発生が抑制され、磁気記録媒体に狭トラック幅の
高密度記録が可能な複合磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気ギャップを含む閉磁路を形成する磁
気ヨーク膜２に磁気ヨーク膜２と磁気的に結合せる第１
の磁性層３が積層され、更に磁気分離層４、第２の磁性
層５及び反強磁性層６が積層されており、これらにより
形成される積層体を挟むように１対の電極１，７が形成
されている。第１の磁性層３へのバイアス磁界印加のた
めの永久磁石膜８が配置されている。磁気分離層４は絶
縁体からなり、電極１，７の間に磁気分離層４を介して
トンネル電流を流し、第１の磁性層３と第２の磁性層５
との磁化方向の差の変化に対応してトンネル電流が変化
する強磁性トンネル磁気抵抗効果を利用して、磁気ヨー
ク膜２内の磁気信号を検出する。
破壊の発生が抑制され、磁気記録媒体に狭トラック幅の
高密度記録が可能な複合磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気ギャップを含む閉磁路を形成する磁
気ヨーク膜２に磁気ヨーク膜２と磁気的に結合せる第１
の磁性層３が積層され、更に磁気分離層４、第２の磁性
層５及び反強磁性層６が積層されており、これらにより
形成される積層体を挟むように１対の電極１，７が形成
されている。第１の磁性層３へのバイアス磁界印加のた
めの永久磁石膜８が配置されている。磁気分離層４は絶
縁体からなり、電極１，７の間に磁気分離層４を介して
トンネル電流を流し、第１の磁性層３と第２の磁性層５
との磁化方向の差の変化に対応してトンネル電流が変化
する強磁性トンネル磁気抵抗効果を利用して、磁気ヨー
ク膜２内の磁気信号を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気的情報記録再
生の技術分野に属するものであり、特に磁気ヘッド及び
磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に対する情報の記録再
生を行う磁気記録再生装置に関するものであり、なかで
も強磁性トンネル接合による磁気抵抗効果を利用した磁
気ヘッド及びその製造方法並びに該磁気ヘッドを用いた
磁気記録再生装置に関するものである。
生の技術分野に属するものであり、特に磁気ヘッド及び
磁気ヘッドを用いて磁気記録媒体に対する情報の記録再
生を行う磁気記録再生装置に関するものであり、なかで
も強磁性トンネル接合による磁気抵抗効果を利用した磁
気ヘッド及びその製造方法並びに該磁気ヘッドを用いた
磁気記録再生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録再生装置の小型化、大容量化に
ともなって、再生出力が大きい磁気抵抗効果型ヘッド
（以下、ＭＲヘッドと記す）が実用化されている。この
ＭＲヘッドについては、例えば「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ．ｏｎ Ｍａｇｎ．，ＭＡＧ７（１９７１）１５０」
において「Ａ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ
Ｒｅａｄｏｕｔ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」と題する論
文中にて論じられている。磁気抵抗効果材料としてはＮ
ｉＦｅ膜が一般的であり、これを用いた磁気抵抗効果型
素子（以下、ＭＲ素子と記す）の場合にはヘッドの再生
出力に対応する磁気抵抗変化率は２〜３％程度である。
ともなって、再生出力が大きい磁気抵抗効果型ヘッド
（以下、ＭＲヘッドと記す）が実用化されている。この
ＭＲヘッドについては、例えば「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎ
ｓ．ｏｎ Ｍａｇｎ．，ＭＡＧ７（１９７１）１５０」
において「Ａ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｉｔｙ
Ｒｅａｄｏｕｔ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」と題する論
文中にて論じられている。磁気抵抗効果材料としてはＮ
ｉＦｅ膜が一般的であり、これを用いた磁気抵抗効果型
素子（以下、ＭＲ素子と記す）の場合にはヘッドの再生
出力に対応する磁気抵抗変化率は２〜３％程度である。
【０００３】図１４にＭＲ素子による再生ヘッドとイン
ダクティブ素子（誘導型素子）による記録ヘッドとを備
えた複合磁気ヘッド（以下、単に複合ヘッドと記す）の
断面図を、図１５に磁気記録媒体対向面（一般にエアベ
アリングサーフェイス［ＡＢＳ］と称す）から見た複合
ヘッドの構造を、それぞれ示す。スライダとなる基体３
１上に磁気シールド２１が形成され、電気的な絶縁を行
うための絶縁層を介してＭＲ素子が形成されている。Ｍ
Ｒ素子は、媒体からの磁界を感磁する中央領域２２、お
よび、該中央領域にバイアス磁界を印加するための強磁
性層と電流を供給するための導電層とからなる端部領域
２３、を備えている。さらに絶縁層を介して磁気シール
ド２４が形成されている。以上が再生素子部である。
ダクティブ素子（誘導型素子）による記録ヘッドとを備
えた複合磁気ヘッド（以下、単に複合ヘッドと記す）の
断面図を、図１５に磁気記録媒体対向面（一般にエアベ
アリングサーフェイス［ＡＢＳ］と称す）から見た複合
ヘッドの構造を、それぞれ示す。スライダとなる基体３
１上に磁気シールド２１が形成され、電気的な絶縁を行
うための絶縁層を介してＭＲ素子が形成されている。Ｍ
Ｒ素子は、媒体からの磁界を感磁する中央領域２２、お
よび、該中央領域にバイアス磁界を印加するための強磁
性層と電流を供給するための導電層とからなる端部領域
２３、を備えている。さらに絶縁層を介して磁気シール
ド２４が形成されている。以上が再生素子部である。
【０００４】磁気シールド２４は、記録磁極の一方をも
兼ねており、記録ギャップ２５を介して形成された他方
の記録磁極２６と対をなしている。一方の記録磁極を兼
ねる磁気シールド２４と他方の記録磁極２６との間に
は、ＡＢＳからやや奥まった位置に、フォトレジストな
どの絶縁体２８，２９によって絶縁されたコイル３０が
設けられており、このコイルに電流を流した際に発生す
る磁界によって、前記記録磁極が励磁される。以上が記
録素子部である。
兼ねており、記録ギャップ２５を介して形成された他方
の記録磁極２６と対をなしている。一方の記録磁極を兼
ねる磁気シールド２４と他方の記録磁極２６との間に
は、ＡＢＳからやや奥まった位置に、フォトレジストな
どの絶縁体２８，２９によって絶縁されたコイル３０が
設けられており、このコイルに電流を流した際に発生す
る磁界によって、前記記録磁極が励磁される。以上が記
録素子部である。
【０００５】近年、前記ＭＲヘッドの中央領域に巨大磁
気抵抗効果膜（ＧＭＲ膜）を用いることによって、より
一層の高出力化による記録密度の向上を目指したＧＭＲ
ヘッドが注目されている。このＧＭＲ膜に於いて、特
に、抵抗の変化が２枚の隣接する磁性層の磁化方向間の
余弦と対応する、一般にスピンバルブ効果と呼ばれる磁
気抵抗効果は、小さな動作磁界で大きな抵抗変化が得ら
れることから、次世代のＭＲヘッドへの実用化が始まっ
ている。このスピンバルブ効果を用いたＭＲヘッドにつ
いては、例えば「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｍａｇ
ｎ．，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．６（１９９４）３８０１」
において「Ｄｅｓｉｇｎ，Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ＆
Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｓｐｉｎ−Ｖａｌｖｅ Ｒｅ
ａｄ Ｈｅａｄｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ
Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ」と題する論文中にて論じられて
いる。スピンバルブを用いたＧＭＲ膜の抵抗変化率は、
最大十数％程度であり、磁気ヘッド（以下、単にヘッド
と記す）のノイズを加味しての実用的な値は７％程度で
ある。
気抵抗効果膜（ＧＭＲ膜）を用いることによって、より
一層の高出力化による記録密度の向上を目指したＧＭＲ
ヘッドが注目されている。このＧＭＲ膜に於いて、特
に、抵抗の変化が２枚の隣接する磁性層の磁化方向間の
余弦と対応する、一般にスピンバルブ効果と呼ばれる磁
気抵抗効果は、小さな動作磁界で大きな抵抗変化が得ら
れることから、次世代のＭＲヘッドへの実用化が始まっ
ている。このスピンバルブ効果を用いたＭＲヘッドにつ
いては、例えば「ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｍａｇ
ｎ．，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．６（１９９４）３８０１」
において「Ｄｅｓｉｇｎ，Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ＆
Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｓｐｉｎ−Ｖａｌｖｅ Ｒｅ
ａｄ Ｈｅａｄｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ
Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ」と題する論文中にて論じられて
いる。スピンバルブを用いたＧＭＲ膜の抵抗変化率は、
最大十数％程度であり、磁気ヘッド（以下、単にヘッド
と記す）のノイズを加味しての実用的な値は７％程度で
ある。
【０００６】ところで、強磁性トンネル接合素子は二つ
の強磁性層の間にナノメータオーダーの極めて薄い絶縁
体からなるトンネルバリア層を挟んだ構造を持つ。この
素子では、前記トンネルバリア層を両側から挟んだ強磁
性層間に一定の電流を流した状態で強磁性層面内に外部
磁界を印加した場合、両磁性層の磁化方向どうしのなす
相対角度に応じた磁気抵抗効果が現れる（以下、この現
象をＴＭＲと呼ぶ）。
の強磁性層の間にナノメータオーダーの極めて薄い絶縁
体からなるトンネルバリア層を挟んだ構造を持つ。この
素子では、前記トンネルバリア層を両側から挟んだ強磁
性層間に一定の電流を流した状態で強磁性層面内に外部
磁界を印加した場合、両磁性層の磁化方向どうしのなす
相対角度に応じた磁気抵抗効果が現れる（以下、この現
象をＴＭＲと呼ぶ）。
【０００７】近年、トンネルバリア層にＡｌの表面酸化
膜を用いることによって、２０％を超える磁気抵抗変化
率を示す磁気抵抗素子が得られるとの報告がなされてい
る。こうした大きな磁気抵抗変化率を報告している例と
して、「1996年4 月、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス、79巻、4724〜4729頁（Journal of Appli
ed Physics, vol.79, 4724〜4729, 1996）」がある。こ
の記載内容によれば、蒸着マスクを用いてガラス基板上
にＣｏＦｅからなる第１の強磁性層を真空蒸着し、引き
続きマスクを交換して１．２〜２．０ｎｍ厚のＡｌ層を
蒸着する。このＡｌ層表面を酸素に曝すことによってア
ルミナからなるトンネルバリア層を形成する。最後に、
このトンネルバリア層を介して第１の強磁性層と重なる
ようにＣｏからなる第２の強磁性層を成膜して十字電極
型の強磁性トンネル接合素子を完成させる。この方法で
は、理論的には５０％程度の磁気抵抗変化率が得られる
ことが期待されている。
膜を用いることによって、２０％を超える磁気抵抗変化
率を示す磁気抵抗素子が得られるとの報告がなされてい
る。こうした大きな磁気抵抗変化率を報告している例と
して、「1996年4 月、ジャーナル・オブ・アプライド・
フィジックス、79巻、4724〜4729頁（Journal of Appli
ed Physics, vol.79, 4724〜4729, 1996）」がある。こ
の記載内容によれば、蒸着マスクを用いてガラス基板上
にＣｏＦｅからなる第１の強磁性層を真空蒸着し、引き
続きマスクを交換して１．２〜２．０ｎｍ厚のＡｌ層を
蒸着する。このＡｌ層表面を酸素に曝すことによってア
ルミナからなるトンネルバリア層を形成する。最後に、
このトンネルバリア層を介して第１の強磁性層と重なる
ようにＣｏからなる第２の強磁性層を成膜して十字電極
型の強磁性トンネル接合素子を完成させる。この方法で
は、理論的には５０％程度の磁気抵抗変化率が得られる
ことが期待されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】以上のようなＴＭＲを
用いた素子を再生ヘッドに適用することによって、ＧＭ
Ｒを上回る高出力な磁気ヘッドが実現できる。しかしな
がら、上述したようにＴＭＲでは、２ｎｍ以下という極
めて薄い絶縁層を挟む２枚の磁性層間に電圧を印加する
ため、絶縁破壊を引き起こす可能性が極めて高い。特
に、図１４、１５に示す構造を適用したヘッドでは、媒
体対向面にＴＭＲの積層膜端面を露出させるため、トン
ネルバリア層の静電破壊の危険性が高い。
用いた素子を再生ヘッドに適用することによって、ＧＭ
Ｒを上回る高出力な磁気ヘッドが実現できる。しかしな
がら、上述したようにＴＭＲでは、２ｎｍ以下という極
めて薄い絶縁層を挟む２枚の磁性層間に電圧を印加する
ため、絶縁破壊を引き起こす可能性が極めて高い。特
に、図１４、１５に示す構造を適用したヘッドでは、媒
体対向面にＴＭＲの積層膜端面を露出させるため、トン
ネルバリア層の静電破壊の危険性が高い。
【０００９】そこで、本発明は、従来のＧＭＲを上回る
磁気抵抗変化が得られるＴＭＲを用い、トンネルバリア
層の絶縁破壊の発生が抑制された磁気ヘッドを提供する
ことを目的とするものである。
磁気抵抗変化が得られるＴＭＲを用い、トンネルバリア
層の絶縁破壊の発生が抑制された磁気ヘッドを提供する
ことを目的とするものである。
【００１０】更に、本発明は、磁気記録媒体との間隔が
小さくとも低ノイズの再生が可能な、ＴＭＲ再生磁気ヘ
ッドとインダクティブ記録磁気ヘッドとを有する複合磁
気ヘッドを提供することを目的とするものである。
小さくとも低ノイズの再生が可能な、ＴＭＲ再生磁気ヘ
ッドとインダクティブ記録磁気ヘッドとを有する複合磁
気ヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１１】更に、本発明は、磁気記録媒体に対して狭
トラック幅の高密度記録が可能な、インダクティブ記録
磁気ヘッドとＴＭＲ再生磁気ヘッドとを有する複合磁気
ヘッドを提供することを目的とするものである。
トラック幅の高密度記録が可能な、インダクティブ記録
磁気ヘッドとＴＭＲ再生磁気ヘッドとを有する複合磁気
ヘッドを提供することを目的とするものである。
【００１２】また、本発明は、以上のような磁気ヘッド
の製造方法を提供することを目的とするものである。
の製造方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】また、本発明は、以上のような磁気ヘッド
を用いた磁気記録再生装置を提供することを目的とする
ものである。
を用いた磁気記録再生装置を提供することを目的とする
ものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】（１）本発明によれば、
上記の目的のいくつかを達成するものとして、磁気ギャ
ップを含む閉磁路を形成する磁気ヨーク膜（磁気ヨー
ク）に該磁気ヨーク膜と磁気的に結合せる第１の磁性層
が積層され、更に該第１の磁性層に磁気分離層を介して
第２の磁性層が積層されており、前記磁気ヨーク膜、第
１の磁性層、磁気分離層及び第２の磁性層からなる積層
体を挟むように１対の電極が形成されており、前記第１
の磁性層の磁化方向と前記第２の磁性層の磁化方向との
差に基づく磁気抵抗効果を利用して前記磁気ヨーク膜内
の磁気信号を検出することを特徴とする磁気ヘッド、が
提供される。
上記の目的のいくつかを達成するものとして、磁気ギャ
ップを含む閉磁路を形成する磁気ヨーク膜（磁気ヨー
ク）に該磁気ヨーク膜と磁気的に結合せる第１の磁性層
が積層され、更に該第１の磁性層に磁気分離層を介して
第２の磁性層が積層されており、前記磁気ヨーク膜、第
１の磁性層、磁気分離層及び第２の磁性層からなる積層
体を挟むように１対の電極が形成されており、前記第１
の磁性層の磁化方向と前記第２の磁性層の磁化方向との
差に基づく磁気抵抗効果を利用して前記磁気ヨーク膜内
の磁気信号を検出することを特徴とする磁気ヘッド、が
提供される。
【００１５】本発明の一態様においては、前記第２の磁
性層の磁化方向の固定がなされる。本発明の一態様にお
いては、前記第２の磁性層の磁化方向の固定は該第２の
磁性層に反強磁性層を積層することで得られる交換結合
磁界によりなされる。本発明の一態様においては、前記
第１の磁性層へのバイアス磁界の印加がなされる。本発
明の一態様においては、前記バイアス磁界の印加は前記
第１の磁性層に膜面方向に隣接して配置された永久磁石
膜により前記第１の磁性層を単磁区化することでなされ
る。本発明の一態様においては、前記磁気分離層は絶縁
体からなり、前記１対の電極の間に前記磁気分離層を介
してトンネル電流を流し、前記第１の磁性層の磁化方向
と前記第２の磁性層の磁化方向との差の変化に対応して
前記トンネル電流が変化する強磁性トンネル磁気抵抗効
果を利用する。本発明の一態様においては、前記磁気ヨ
ーク膜にコイルが巻かれている。
性層の磁化方向の固定がなされる。本発明の一態様にお
いては、前記第２の磁性層の磁化方向の固定は該第２の
磁性層に反強磁性層を積層することで得られる交換結合
磁界によりなされる。本発明の一態様においては、前記
第１の磁性層へのバイアス磁界の印加がなされる。本発
明の一態様においては、前記バイアス磁界の印加は前記
第１の磁性層に膜面方向に隣接して配置された永久磁石
膜により前記第１の磁性層を単磁区化することでなされ
る。本発明の一態様においては、前記磁気分離層は絶縁
体からなり、前記１対の電極の間に前記磁気分離層を介
してトンネル電流を流し、前記第１の磁性層の磁化方向
と前記第２の磁性層の磁化方向との差の変化に対応して
前記トンネル電流が変化する強磁性トンネル磁気抵抗効
果を利用する。本発明の一態様においては、前記磁気ヨ
ーク膜にコイルが巻かれている。
【００１６】（２）本発明によれば、上記の目的のいく
つかを達成するものとして、上記（１）に記載の磁気ヘ
ッドを製造する方法であって、基体上にコイル下側部分
を形成し、その上に前記コイル下側部分を覆うように下
側絶縁膜を形成する工程と、前記下側絶縁膜上に前記１
対の電極のうちの下側電極を形成する工程と、前記下側
電極上に前記磁気ヨーク膜を形成する工程と、前記磁気
ヨーク膜上に前記第１の磁性層、前記磁気分離層、前記
第２の磁性層、及び該第２の磁性層の磁化方向の固定の
ための反強磁性層を積層形成する工程と、前記第１の磁
性層にバイアス磁界を印加するための永久磁石膜を前記
第１の磁性層の膜面方向に該第１の磁性層に隣接して形
成する工程と、前記第２の磁性層と接続するように前記
１対の電極のうちの上側電極を形成し、前記コイル下側
部分と接続して前記磁気ヨーク膜に巻かれたコイルを形
成するようにコイル上側部分を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法、が提供され
る。
つかを達成するものとして、上記（１）に記載の磁気ヘ
ッドを製造する方法であって、基体上にコイル下側部分
を形成し、その上に前記コイル下側部分を覆うように下
側絶縁膜を形成する工程と、前記下側絶縁膜上に前記１
対の電極のうちの下側電極を形成する工程と、前記下側
電極上に前記磁気ヨーク膜を形成する工程と、前記磁気
ヨーク膜上に前記第１の磁性層、前記磁気分離層、前記
第２の磁性層、及び該第２の磁性層の磁化方向の固定の
ための反強磁性層を積層形成する工程と、前記第１の磁
性層にバイアス磁界を印加するための永久磁石膜を前記
第１の磁性層の膜面方向に該第１の磁性層に隣接して形
成する工程と、前記第２の磁性層と接続するように前記
１対の電極のうちの上側電極を形成し、前記コイル下側
部分と接続して前記磁気ヨーク膜に巻かれたコイルを形
成するようにコイル上側部分を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする磁気ヘッドの製造方法、が提供され
る。
【００１７】本発明の一態様においては、前記磁気ヨー
ク膜の磁気ギャップの形成をフォーカスイオンビームに
よるエッチングにより行う。本発明の一態様において
は、前記上側電極を形成し前記コイル上側部分を形成す
る工程では、全面に上側絶縁膜を形成した後に、該上側
絶縁膜の前記反強磁性層に対応する部分及び前記コイル
下側部分の前記コイル上側部分との接続部分に対応する
部分に開口を形成し、しかる後に導電膜を形成し、該導
電膜をパターニングする。
ク膜の磁気ギャップの形成をフォーカスイオンビームに
よるエッチングにより行う。本発明の一態様において
は、前記上側電極を形成し前記コイル上側部分を形成す
る工程では、全面に上側絶縁膜を形成した後に、該上側
絶縁膜の前記反強磁性層に対応する部分及び前記コイル
下側部分の前記コイル上側部分との接続部分に対応する
部分に開口を形成し、しかる後に導電膜を形成し、該導
電膜をパターニングする。
【００１８】（３）本発明によれば、上記の目的のいく
つかを達成するものとして、磁気ギャップを含む閉磁路
を形成する磁気ヨーク膜（磁気ヨーク）は第１の磁性層
でもあり、該第１の磁性層に磁気分離層を介して第２の
磁性層が積層されており、前記第１の磁性層、磁気分離
層及び第２の磁性層からなる積層体を挟むように１対の
電極が形成されており、前記第１の磁性層の磁化方向と
前記第２の磁性層の磁化方向との差に基づく磁気抵抗効
果を利用して前記磁気ヨーク膜内の磁気信号を検出する
ことを特徴とする磁気ヘッド、が提供される。
つかを達成するものとして、磁気ギャップを含む閉磁路
を形成する磁気ヨーク膜（磁気ヨーク）は第１の磁性層
でもあり、該第１の磁性層に磁気分離層を介して第２の
磁性層が積層されており、前記第１の磁性層、磁気分離
層及び第２の磁性層からなる積層体を挟むように１対の
電極が形成されており、前記第１の磁性層の磁化方向と
前記第２の磁性層の磁化方向との差に基づく磁気抵抗効
果を利用して前記磁気ヨーク膜内の磁気信号を検出する
ことを特徴とする磁気ヘッド、が提供される。
【００１９】本発明の一態様においては、前記第２の磁
性層の磁化方向の固定がなされる。本発明の一態様にお
いては、前記第２の磁性層の磁化方向の固定は該第２の
磁性層に反強磁性層を積層することで得られる交換結合
磁界によりなされる。本発明の一態様においては、前記
第１の磁性層へのバイアス磁界の印加がなされる。本発
明の一態様においては、前記バイアス磁界の印加は前記
第１の磁性層に膜面方向に隣接して配置された永久磁石
膜により前記第１の磁性層を単磁区化することでなされ
る。本発明の一態様においては、前記磁気分離層は絶縁
体からなり、前記１対の電極の間に前記磁気分離層を介
してトンネル電流を流し、前記第１の磁性層の磁化方向
と前記第２の磁性層の磁化方向との差の変化に対応して
前記トンネル電流が変化する強磁性トンネル磁気抵抗効
果を利用する。本発明の一態様においては、前記磁気ヨ
ーク膜にコイルが巻かれている。
性層の磁化方向の固定がなされる。本発明の一態様にお
いては、前記第２の磁性層の磁化方向の固定は該第２の
磁性層に反強磁性層を積層することで得られる交換結合
磁界によりなされる。本発明の一態様においては、前記
第１の磁性層へのバイアス磁界の印加がなされる。本発
明の一態様においては、前記バイアス磁界の印加は前記
第１の磁性層に膜面方向に隣接して配置された永久磁石
膜により前記第１の磁性層を単磁区化することでなされ
る。本発明の一態様においては、前記磁気分離層は絶縁
体からなり、前記１対の電極の間に前記磁気分離層を介
してトンネル電流を流し、前記第１の磁性層の磁化方向
と前記第２の磁性層の磁化方向との差の変化に対応して
前記トンネル電流が変化する強磁性トンネル磁気抵抗効
果を利用する。本発明の一態様においては、前記磁気ヨ
ーク膜にコイルが巻かれている。
【００２０】（４）本発明によれば、上記の目的のいく
つかを達成するものとして、上記（３）に記載の磁気ヘ
ッドを製造する方法であって、基体上にコイル下側部分
を形成し、その上に前記コイル下側部分を覆うように下
側絶縁膜を形成する工程と、前記下側絶縁膜上に前記１
対の電極のうちの下側電極を形成する工程と、前記下側
電極上に、前記第１の磁性層でもある磁気ヨーク膜を形
成し、更に前記前記磁気分離層、前記第２の磁性層、及
び該第２の磁性層の磁化方向の固定のための反強磁性層
を積層形成する工程と、前記第１の磁性層にバイアス磁
界を印加するための永久磁石膜を前記第１の磁性層の膜
面方向に該第１の磁性層に隣接して形成する工程と、前
記第２の磁性層と接続するように前記１対の電極のうち
の上側電極を形成し、前記コイル下側部分と接続して前
記磁気ヨーク膜に巻かれたコイルを形成するようにコイ
ル上側部分を形成する工程と、を有することを特徴とす
る磁気ヘッドの製造方法、が提供される。
つかを達成するものとして、上記（３）に記載の磁気ヘ
ッドを製造する方法であって、基体上にコイル下側部分
を形成し、その上に前記コイル下側部分を覆うように下
側絶縁膜を形成する工程と、前記下側絶縁膜上に前記１
対の電極のうちの下側電極を形成する工程と、前記下側
電極上に、前記第１の磁性層でもある磁気ヨーク膜を形
成し、更に前記前記磁気分離層、前記第２の磁性層、及
び該第２の磁性層の磁化方向の固定のための反強磁性層
を積層形成する工程と、前記第１の磁性層にバイアス磁
界を印加するための永久磁石膜を前記第１の磁性層の膜
面方向に該第１の磁性層に隣接して形成する工程と、前
記第２の磁性層と接続するように前記１対の電極のうち
の上側電極を形成し、前記コイル下側部分と接続して前
記磁気ヨーク膜に巻かれたコイルを形成するようにコイ
ル上側部分を形成する工程と、を有することを特徴とす
る磁気ヘッドの製造方法、が提供される。
【００２１】本発明の一態様においては、前記磁気ヨー
ク膜の磁気ギャップの形成をフォーカスイオンビームに
よるエッチングにより行う。本発明の一態様において
は、前記上側電極を形成し前記コイル上側部分を形成す
る工程では、全面に上側絶縁膜を形成した後に、該上側
絶縁膜の前記反強磁性層に対応する部分及び前記コイル
下側部分の前記コイル上側部分との接続部分に対応する
部分に開口を形成し、しかる後に導電膜を形成し、該導
電膜をパターニングする。
ク膜の磁気ギャップの形成をフォーカスイオンビームに
よるエッチングにより行う。本発明の一態様において
は、前記上側電極を形成し前記コイル上側部分を形成す
る工程では、全面に上側絶縁膜を形成した後に、該上側
絶縁膜の前記反強磁性層に対応する部分及び前記コイル
下側部分の前記コイル上側部分との接続部分に対応する
部分に開口を形成し、しかる後に導電膜を形成し、該導
電膜をパターニングする。
【００２２】（５）本発明によれば、上記の目的のいく
つかを達成するものとして、磁気記録媒体に対して磁気
ヘッドを介して情報の記録再生を行う磁気記録再生装置
において、前記磁気ヘッドは上記（１）及び（３）のい
ずれかに記載の磁気ヘッドであり、前記磁気ヘッドを前
記磁気記録媒体に対して前記磁気ヨークの膜面に沿った
方向に相対移動させるようにしてなることを特徴とする
磁気記録再生装置、が提供される。
つかを達成するものとして、磁気記録媒体に対して磁気
ヘッドを介して情報の記録再生を行う磁気記録再生装置
において、前記磁気ヘッドは上記（１）及び（３）のい
ずれかに記載の磁気ヘッドであり、前記磁気ヘッドを前
記磁気記録媒体に対して前記磁気ヨークの膜面に沿った
方向に相対移動させるようにしてなることを特徴とする
磁気記録再生装置、が提供される。
【００２３】本発明の一態様においては、前記磁気記録
媒体と前記磁気ヘッドとの間隙を４０ｎｍ以下に維持し
て情報の記録再生を行うようにしてなる。本発明の一態
様においては、前記磁気記録媒体はポリエチレンテレフ
タレートなどからなる柔軟な基体上に磁気記録層を形成
してなる柔軟なテープ状または円盤状のものである。本
発明の一態様においては、前記磁気記録媒体はガラスや
アルミニウムなどの剛体の基体上に磁気記録層を形成し
てなるものである。本発明の一態様においては、前記磁
気記録層はスパッタ法などの物理的気相成長法により形
成された磁性薄膜である。
媒体と前記磁気ヘッドとの間隙を４０ｎｍ以下に維持し
て情報の記録再生を行うようにしてなる。本発明の一態
様においては、前記磁気記録媒体はポリエチレンテレフ
タレートなどからなる柔軟な基体上に磁気記録層を形成
してなる柔軟なテープ状または円盤状のものである。本
発明の一態様においては、前記磁気記録媒体はガラスや
アルミニウムなどの剛体の基体上に磁気記録層を形成し
てなるものである。本発明の一態様においては、前記磁
気記録層はスパッタ法などの物理的気相成長法により形
成された磁性薄膜である。
【００２４】
【作用】本発明では、従来のＧＭＲを上回る磁気抵抗変
化が得られるＴＭＲを用い、トンネルバリア層の静電破
壊が生じにくい磁気ヘッドを提供できるのみならず、磁
気ヨークの膜厚に相当する記録トラック幅が得られるた
めに、極めて小さなトラック幅の磁気ヘッドが容易に実
現できる。また、記録用素子の磁気ヨークと再生用素子
の磁気ヨークとが兼用されているために、製造工程が短
く、低コスト化が容易となる。
化が得られるＴＭＲを用い、トンネルバリア層の静電破
壊が生じにくい磁気ヘッドを提供できるのみならず、磁
気ヨークの膜厚に相当する記録トラック幅が得られるた
めに、極めて小さなトラック幅の磁気ヘッドが容易に実
現できる。また、記録用素子の磁気ヨークと再生用素子
の磁気ヨークとが兼用されているために、製造工程が短
く、低コスト化が容易となる。
【００２５】さらにまた、ＴＭＲの場合には絶縁体であ
るトンネルバリア層を介しての抵抗値となるために素子
の抵抗値が高くなりやすいのであるが、本発明によれ
ば、ＴＭＲ膜の面積を比較的大きくすることが可能であ
ることから、素子の抵抗値を十分に低くすることが容易
である。
るトンネルバリア層を介しての抵抗値となるために素子
の抵抗値が高くなりやすいのであるが、本発明によれ
ば、ＴＭＲ膜の面積を比較的大きくすることが可能であ
ることから、素子の抵抗値を十分に低くすることが容易
である。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら、本発
明の具体的な実施の形態を説明する。
明の具体的な実施の形態を説明する。
【００２７】［実施形態１］図１に本発明による磁気ヘ
ッドの第１実施形態を示す。図１の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
ッドの第１実施形態を示す。図１の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
【００２８】磁気ギャップを含む閉磁路を形成する磁気
ヨーク２にコイル９が巻回されている。このコイル９に
通電することにより、磁気ヨーク２が励磁され、磁気ギ
ャップからの漏れ磁束により磁気記録媒体への磁気信号
の記録がなされる。
ヨーク２にコイル９が巻回されている。このコイル９に
通電することにより、磁気ヨーク２が励磁され、磁気ギ
ャップからの漏れ磁束により磁気記録媒体への磁気信号
の記録がなされる。
【００２９】一方、ＴＭＲ膜は、磁気ヨーク２上に形成
され磁気ヨーク２に磁気的に結合し該磁気ヨークの磁化
と連動して磁化が動く第１の磁性層３、該第１の磁性層
３上に形成されたアルミナからなる磁気分離層４、該磁
気分離層４上に形成された第２の磁性層５、及び該第２
の磁性層５上に形成された反強磁性層６からなる。第２
の磁性層５の磁化は、反強磁性層６により図１中で下向
き（↓方向）に固定されている。図１の平面図に示され
ているように、第１の磁性層３は両側から永久磁石膜８
により挟まれており、該永久磁石膜８の磁化を図１の平
面図中で右向き（→方向）に固定することにより、第１
の磁性層３の磁化は図１の平面図中で右向き（→方向）
に固定されている。磁気ヨーク２およびＴＭＲ膜を裏と
表から挟むように対をなす電極１および電極７が設けら
れており、これら電極間に電圧を印加することでＴＭＲ
の膜面に垂直の方向に電流を流すことができる。これに
より、磁気ヨーク２の磁気ギャップから磁気ヨーク中へ
導入された磁気記録媒体からの磁気信号に対応して、Ｔ
ＭＲ膜の第１の磁性層３の磁化が回転し、該第１の磁性
層３の磁化と第２の磁性層５の磁化との相対角度が変化
し、これに対応した抵抗変化を検出できる。
され磁気ヨーク２に磁気的に結合し該磁気ヨークの磁化
と連動して磁化が動く第１の磁性層３、該第１の磁性層
３上に形成されたアルミナからなる磁気分離層４、該磁
気分離層４上に形成された第２の磁性層５、及び該第２
の磁性層５上に形成された反強磁性層６からなる。第２
の磁性層５の磁化は、反強磁性層６により図１中で下向
き（↓方向）に固定されている。図１の平面図に示され
ているように、第１の磁性層３は両側から永久磁石膜８
により挟まれており、該永久磁石膜８の磁化を図１の平
面図中で右向き（→方向）に固定することにより、第１
の磁性層３の磁化は図１の平面図中で右向き（→方向）
に固定されている。磁気ヨーク２およびＴＭＲ膜を裏と
表から挟むように対をなす電極１および電極７が設けら
れており、これら電極間に電圧を印加することでＴＭＲ
の膜面に垂直の方向に電流を流すことができる。これに
より、磁気ヨーク２の磁気ギャップから磁気ヨーク中へ
導入された磁気記録媒体からの磁気信号に対応して、Ｔ
ＭＲ膜の第１の磁性層３の磁化が回転し、該第１の磁性
層３の磁化と第２の磁性層５の磁化との相対角度が変化
し、これに対応した抵抗変化を検出できる。
【００３０】磁気ヨーク２はパーマロイ（ＮｉＦｅ合
金）により形成することができる。コイル９および電極
１，７はＣｕにより形成することができる。ＴＭＲ膜
は、第１の磁性層３がパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）、磁
気分離層４がアルミナ、第２の磁性層５がＣｏ、反強磁
性層６がＰｔＭｎ合金からなるものとすることができ
る。
金）により形成することができる。コイル９および電極
１，７はＣｕにより形成することができる。ＴＭＲ膜
は、第１の磁性層３がパーマロイ（ＮｉＦｅ合金）、磁
気分離層４がアルミナ、第２の磁性層５がＣｏ、反強磁
性層６がＰｔＭｎ合金からなるものとすることができ
る。
【００３１】磁気ヨーク２の厚さは、磁気記録媒体への
磁気情報記録密度に対応して、適宜選択出来、例えば0.
01μm から５μm の範囲が適当である。ＴＭＲ膜におい
て、第１の磁性層３は例えば２ｎｍから２０ｎｍの範
囲、磁気分離層４は例えば０．４ｎｍから２ｎｍの範
囲、第２の磁性層５は例えば２ｎｍから２０ｎｍの範
囲、反強磁性層６は例えば２ｎｍから５０ｎｍの範囲が
適当である。
磁気情報記録密度に対応して、適宜選択出来、例えば0.
01μm から５μm の範囲が適当である。ＴＭＲ膜におい
て、第１の磁性層３は例えば２ｎｍから２０ｎｍの範
囲、磁気分離層４は例えば０．４ｎｍから２ｎｍの範
囲、第２の磁性層５は例えば２ｎｍから２０ｎｍの範
囲、反強磁性層６は例えば２ｎｍから５０ｎｍの範囲が
適当である。
【００３２】磁気ヨーク２は、また、ＦｅＳｉＡｌ合金
を主成分とするセンダスト膜、ＦｅＴａＮ合金などのＦ
ｅを主成分とする微結晶膜、あるいはＣｏＴａＺｒ合金
などのＣｏを主成分とするアモルファス膜からなるもの
であっても良い。
を主成分とするセンダスト膜、ＦｅＴａＮ合金などのＦ
ｅを主成分とする微結晶膜、あるいはＣｏＴａＺｒ合金
などのＣｏを主成分とするアモルファス膜からなるもの
であっても良い。
【００３３】ＴＭＲ膜の第１の磁性層３は、磁気分離層
４に近い側からＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金との積層構
造をなすものであっても良い。第２の磁性層５はＣｏＦ
ｅ合金からなるものであっても良い。これらの組み合わ
せにより、例えば、第１の磁性層３をＣｏＦｅ合金とＮ
ｉＦｅ合金との積層構造とし、第２の磁性層５をＣｏＦ
ｅ合金からなるものとすると、抵抗変化率５０％ものＴ
ＭＲ膜が得られる。
４に近い側からＣｏＦｅ合金とＮｉＦｅ合金との積層構
造をなすものであっても良い。第２の磁性層５はＣｏＦ
ｅ合金からなるものであっても良い。これらの組み合わ
せにより、例えば、第１の磁性層３をＣｏＦｅ合金とＮ
ｉＦｅ合金との積層構造とし、第２の磁性層５をＣｏＦ
ｅ合金からなるものとすると、抵抗変化率５０％ものＴ
ＭＲ膜が得られる。
【００３４】反強磁性層６は、Ｍｎ- Ｍ合金（ＭはＣ
ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ
から選択される少なくとも１種類の元素）や、Ｎｉ酸化
物や、Ｆｅ酸化物からなるものであっても良い。
ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ
から選択される少なくとも１種類の元素）や、Ｎｉ酸化
物や、Ｆｅ酸化物からなるものであっても良い。
【００３５】本実施形態のヘッドは、磁気記録媒体に対
し、図１の平面図における左右方向に相対移動する。従
って、磁気記録のトラック幅は、磁気ヨーク２の膜厚に
対応することになり、１μm 以下の極めてトラック幅の
小さい高記録密度が可能である。
し、図１の平面図における左右方向に相対移動する。従
って、磁気記録のトラック幅は、磁気ヨーク２の膜厚に
対応することになり、１μm 以下の極めてトラック幅の
小さい高記録密度が可能である。
【００３６】また、ＴＭＲ膜は、媒体対向面に露出しな
いため、トンネルバリア層の静電破壊は発生しにくい。
いため、トンネルバリア層の静電破壊は発生しにくい。
【００３７】［実施形態２］図２に本発明による磁気ヘ
ッドの第２実施形態を示す。図２の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
ッドの第２実施形態を示す。図２の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
【００３８】この第２実施形態は、第１実施形態と基本
的な層構成は同一である。但し、第２実施形態では、Ｔ
ＭＲを、磁気ヨーク上であって磁気ギャップ近傍へ意図
的に集中させた構造としている。このように、磁気ヨー
クにおいて磁化の回転角度の大きい磁気ギャップ近傍に
ＴＭＲを設けることで、再生出力を大きくすることが出
来る。
的な層構成は同一である。但し、第２実施形態では、Ｔ
ＭＲを、磁気ヨーク上であって磁気ギャップ近傍へ意図
的に集中させた構造としている。このように、磁気ヨー
クにおいて磁化の回転角度の大きい磁気ギャップ近傍に
ＴＭＲを設けることで、再生出力を大きくすることが出
来る。
【００３９】［実施形態３］図３に本発明による磁気ヘ
ッドの第３実施形態を示す。図３の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
ッドの第３実施形態を示す。図３の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
【００４０】磁気ギャップを含む閉磁路を形成する磁気
ヨーク２にコイル９が巻回されている。このコイル９に
通電することにより、磁気ヨーク９が励磁され、磁気ギ
ャップからの漏れ磁束により磁気記録媒体への磁気信号
の記録がなされる。
ヨーク２にコイル９が巻回されている。このコイル９に
通電することにより、磁気ヨーク９が励磁され、磁気ギ
ャップからの漏れ磁束により磁気記録媒体への磁気信号
の記録がなされる。
【００４１】一方、ＴＭＲ膜は、磁気ヨーク２で兼用さ
れる第１の磁性層３、該第１の磁性層３上に形成された
アルミナからなる磁気分離層４、該磁気分離層４上に形
成された第２の磁性層５、及び該第２の磁性層５上に形
成された反強磁性層６からなる。第２の磁性層５の磁化
は、反強磁性層６により図３中で下向き（↓方向）に固
定されている。図３の平面図に示されているように、電
流の流れる領域の第１の磁性層となる磁気ヨーク部は、
両側から永久磁石膜８により挟まれており、該永久磁石
膜８の磁化を図３の平面図中で右向き（→方向）に固定
することにより、第１の磁性層となる磁気ヨーク部の磁
化は図３の平面図中で右向き（→方向）に固定されてい
る。磁気ヨーク２およびこれを含むＴＭＲ膜を裏と表か
ら挟むように対をなす電極１および電極７が設けられて
おり、これら電極間に電圧を印加することでＴＭＲの膜
面に垂直の方向に電流を流すことができる。これによ
り、磁気ヨーク２の磁気ギャップから磁気ヨーク中へ導
入された磁気記録媒体からの磁気信号に対応して、磁気
ヨーク（第１の磁性層３）の磁化が回転し、該磁気ヨー
クの磁化と第２の磁性層５の磁化との相対角度が変化
し、これに対応した抵抗変化を検出できる。
れる第１の磁性層３、該第１の磁性層３上に形成された
アルミナからなる磁気分離層４、該磁気分離層４上に形
成された第２の磁性層５、及び該第２の磁性層５上に形
成された反強磁性層６からなる。第２の磁性層５の磁化
は、反強磁性層６により図３中で下向き（↓方向）に固
定されている。図３の平面図に示されているように、電
流の流れる領域の第１の磁性層となる磁気ヨーク部は、
両側から永久磁石膜８により挟まれており、該永久磁石
膜８の磁化を図３の平面図中で右向き（→方向）に固定
することにより、第１の磁性層となる磁気ヨーク部の磁
化は図３の平面図中で右向き（→方向）に固定されてい
る。磁気ヨーク２およびこれを含むＴＭＲ膜を裏と表か
ら挟むように対をなす電極１および電極７が設けられて
おり、これら電極間に電圧を印加することでＴＭＲの膜
面に垂直の方向に電流を流すことができる。これによ
り、磁気ヨーク２の磁気ギャップから磁気ヨーク中へ導
入された磁気記録媒体からの磁気信号に対応して、磁気
ヨーク（第１の磁性層３）の磁化が回転し、該磁気ヨー
クの磁化と第２の磁性層５の磁化との相対角度が変化
し、これに対応した抵抗変化を検出できる。
【００４２】磁気ヨーク２はパーマロイ（ＮｉＦｅ合
金）により形成することができる。コイル９および電極
１，７はＣｕにより形成することができる。ＴＭＲ膜
は、第１の磁性層３は磁気ヨーク２で兼用され、磁気分
離層４がアルミナ、第２の磁性層５がＣｏ、反強磁性層
６がＰｔＭｎ合金からなるものとすることができる。
金）により形成することができる。コイル９および電極
１，７はＣｕにより形成することができる。ＴＭＲ膜
は、第１の磁性層３は磁気ヨーク２で兼用され、磁気分
離層４がアルミナ、第２の磁性層５がＣｏ、反強磁性層
６がＰｔＭｎ合金からなるものとすることができる。
【００４３】磁気ヨーク２の厚さは、磁気記録媒体への
磁気情報記録密度に対応して、適宜選択出来、例えば0.
01μm から５μm の範囲が適当である。ＴＭＲ膜におい
て、磁気分離層４は例えば０．４ｎｍから２ｎｍの範
囲、第２の磁性層５は例えば２ｎｍから２０ｎｍの範
囲、反強磁性層６は例えば２ｎｍから５０ｎｍの範囲が
適当である。
磁気情報記録密度に対応して、適宜選択出来、例えば0.
01μm から５μm の範囲が適当である。ＴＭＲ膜におい
て、磁気分離層４は例えば０．４ｎｍから２ｎｍの範
囲、第２の磁性層５は例えば２ｎｍから２０ｎｍの範
囲、反強磁性層６は例えば２ｎｍから５０ｎｍの範囲が
適当である。
【００４４】磁気ヨーク２は、また、ＦｅＳｉＡｌ合金
を主成分とするセンダスト膜、ＦｅＴａＮ合金などのＦ
ｅを主成分とする微結晶膜、あるいはＣｏＴａＺｒ合金
などのＣｏを主成分とするアモルファス膜からなるもの
であっても良い。
を主成分とするセンダスト膜、ＦｅＴａＮ合金などのＦ
ｅを主成分とする微結晶膜、あるいはＣｏＴａＺｒ合金
などのＣｏを主成分とするアモルファス膜からなるもの
であっても良い。
【００４５】ＴＭＲ膜の第１の磁性層３を兼ねる磁気ヨ
ーク２は、磁気分離層４に近い側にＣｏＦｅ合金からな
る層を形成したものであっても良い。第２の磁性層５は
ＣｏＦｅ合金からなるものであっても良い。これらの組
み合わせにより、例えば、磁気ヨークをＣｏＦｅ合金と
ＮｉＦｅ合金との積層構造とし、第２の磁性層５をＣｏ
Ｆｅ合金からなるものとすると、抵抗変化率５０％もの
ＴＭＲ膜が得られる。
ーク２は、磁気分離層４に近い側にＣｏＦｅ合金からな
る層を形成したものであっても良い。第２の磁性層５は
ＣｏＦｅ合金からなるものであっても良い。これらの組
み合わせにより、例えば、磁気ヨークをＣｏＦｅ合金と
ＮｉＦｅ合金との積層構造とし、第２の磁性層５をＣｏ
Ｆｅ合金からなるものとすると、抵抗変化率５０％もの
ＴＭＲ膜が得られる。
【００４６】反強磁性層６は、Ｍｎ- Ｍ合金（ＭはＣ
ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ
から選択される少なくとも１種類の元素）や、Ｎｉ酸化
物や、Ｆｅ酸化物からなるものであっても良い。
ｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｐｔ
から選択される少なくとも１種類の元素）や、Ｎｉ酸化
物や、Ｆｅ酸化物からなるものであっても良い。
【００４７】本実施形態のヘッドは、磁気記録媒体に対
し、図３の平面図における左右方向に相対移動する。従
って、磁気記録のトラック幅は、磁気ヨーク２の膜厚に
対応することになり、１μm 以下の極めてトラック幅の
小さい高記録密度が可能である。
し、図３の平面図における左右方向に相対移動する。従
って、磁気記録のトラック幅は、磁気ヨーク２の膜厚に
対応することになり、１μm 以下の極めてトラック幅の
小さい高記録密度が可能である。
【００４８】また、ＴＭＲ膜は、媒体対向面に露出しな
いため、トンネルバリア層の静電破壊は発生しにくい。
いため、トンネルバリア層の静電破壊は発生しにくい。
【００４９】［実施形態４］図４に本発明による磁気ヘ
ッドの第４実施形態を示す。図４の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
ッドの第４実施形態を示す。図４の中央には正面図が示
されており、その左右にはそれぞれ正面図のＡ−Ａ’断
面図及びＢ−Ｂ’断面図が示されている。
【００５０】この第４実施形態は、第３実施形態と基本
的な層構成は同一である。但し、第４実施形態では、Ｔ
ＭＲを、磁気ヨーク上であって磁気ギャップ近傍へ意図
的に集中させた構造としている。このように、磁気ヨー
クにおいて磁化の回転角度の大きい磁気ギャップ近傍に
ＴＭＲを設けることで、再生出力を大きくすることが出
来る。
的な層構成は同一である。但し、第４実施形態では、Ｔ
ＭＲを、磁気ヨーク上であって磁気ギャップ近傍へ意図
的に集中させた構造としている。このように、磁気ヨー
クにおいて磁化の回転角度の大きい磁気ギャップ近傍に
ＴＭＲを設けることで、再生出力を大きくすることが出
来る。
【００５１】［実施形態５］図５に本発明による図１の
磁気ヘッドの製造方法の実施形態を示す。
磁気ヘッドの製造方法の実施形態を示す。
【００５２】図５（１）に示されているように、スライ
ダとなるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの複合セラミック部材上
にアルミナ膜を形成した基体上に、磁気ヨークに巻かれ
るコイルの下側部分９ａを形成する（基体は、図５にお
いてコイル下側部分９ａの背後に存在する）。このコイ
ル下側部分９ａは、前記アルミナ膜に所望パターン形状
の溝を設け、これにＣｕシード層をスパッタ成膜し、電
解めっきによりＣｕを堆積させ、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）によりコイルパターン以外の部分のＣｕを研磨除去
して平坦化することによって形成することができる。そ
の後、この上に形成される磁気ヨークとコイル下側部分
９ａとを絶縁するためのアルミナ膜を全面に成膜する。
ダとなるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの複合セラミック部材上
にアルミナ膜を形成した基体上に、磁気ヨークに巻かれ
るコイルの下側部分９ａを形成する（基体は、図５にお
いてコイル下側部分９ａの背後に存在する）。このコイ
ル下側部分９ａは、前記アルミナ膜に所望パターン形状
の溝を設け、これにＣｕシード層をスパッタ成膜し、電
解めっきによりＣｕを堆積させ、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）によりコイルパターン以外の部分のＣｕを研磨除去
して平坦化することによって形成することができる。そ
の後、この上に形成される磁気ヨークとコイル下側部分
９ａとを絶縁するためのアルミナ膜を全面に成膜する。
【００５３】次に、図５（２）に示されているように、
ＴＭＲおよび磁気ヨークを挟む１対の電極のうちの下側
電極となるＣｕ膜１’を形成し、その上に磁気ヨークと
なるＮｉＦｅ膜を成膜し、該ＮｉＦｅ膜を所望の形状に
パタニングして磁気ヨーク２を形成する。この際に、磁
気ギャップは０．０３μｍから０．５μｍと小さいの
で、その形成にはフォーカスイオンビームを用いるのが
好ましい。
ＴＭＲおよび磁気ヨークを挟む１対の電極のうちの下側
電極となるＣｕ膜１’を形成し、その上に磁気ヨークと
なるＮｉＦｅ膜を成膜し、該ＮｉＦｅ膜を所望の形状に
パタニングして磁気ヨーク２を形成する。この際に、磁
気ギャップは０．０３μｍから０．５μｍと小さいの
で、その形成にはフォーカスイオンビームを用いるのが
好ましい。
【００５４】次に、図５（３）に示されているように、
Ｃｕ膜１’を所望形状にパタニングして下側電極１を形
成する。
Ｃｕ膜１’を所望形状にパタニングして下側電極１を形
成する。
【００５５】次に、図５（４）に示されているように、
ＮｉＦｅからなる第１の磁性層３、アルミナからなる磁
気分離層４、Ｃｏからなる第２の磁性層５及びＰｔＭｎ
からなる反強磁性層６からなるＴＭＲパタンと、ＴＭＲ
の第１の磁性層３にバイアス磁界を印加するためのＣｏ
Ｐｔからなる永久磁石膜８とを形成する。
ＮｉＦｅからなる第１の磁性層３、アルミナからなる磁
気分離層４、Ｃｏからなる第２の磁性層５及びＰｔＭｎ
からなる反強磁性層６からなるＴＭＲパタンと、ＴＭＲ
の第１の磁性層３にバイアス磁界を印加するためのＣｏ
Ｐｔからなる永久磁石膜８とを形成する。
【００５６】次に、図５（５）に示されているように、
全体をアルミナ絶縁膜で覆った後に、後に形成されるコ
イル上側部分と接続されるコイル下側部分の部分やコイ
ル電極端部、下側電極の端部およびＴＭＲパタンの上の
アルミナ絶縁膜を除去してそれぞれ開口を形成する。
全体をアルミナ絶縁膜で覆った後に、後に形成されるコ
イル上側部分と接続されるコイル下側部分の部分やコイ
ル電極端部、下側電極の端部およびＴＭＲパタンの上の
アルミナ絶縁膜を除去してそれぞれ開口を形成する。
【００５７】次に、図５（６）に示されているように、
図５（５）の工程で形成された開口を埋めるように全面
にＣｕ膜を形成し、このＣｕ膜を所望形状にパターニン
グすることで、ＴＭＲの上側電極７を形成するととも
に、コイル上側部分を形成しコイル下側部分と接続して
コイル９を形成し、図１に示される磁気ヘッドを得る。
図５（５）の工程で形成された開口を埋めるように全面
にＣｕ膜を形成し、このＣｕ膜を所望形状にパターニン
グすることで、ＴＭＲの上側電極７を形成するととも
に、コイル上側部分を形成しコイル下側部分と接続して
コイル９を形成し、図１に示される磁気ヘッドを得る。
【００５８】上記図５（４）の工程でのＴＭＲと永久磁
石膜との連続したパターンの形成について、図６を参照
して詳細に説明する（図６において、太い矢印により工
程の順序が示されている）。先ず、ＴＭＲ膜（３〜６）
をスパッタ成膜する。次に、ＴＭＲ膜の上に、残したい
ＴＭＲのパターン形状にフォトレジスト膜を形成する。
次に、このフォトレジスト膜をマスクとしてイオンビー
ムエッチングにより不要な部分のＴＭＲ膜を除去する。
次に、このマスクを残したまま永久磁石膜８をスパッタ
成膜する。次に、リフトオフによりマスク及びその上の
永久磁石膜を除去する。最後に、不要な部分の永久磁石
膜を露出させたフォトレジストマスクを形成し、イオン
ビームエッチングにより不要な部分の永久磁石膜を除去
し、フォトレジストマスクを除去する。
石膜との連続したパターンの形成について、図６を参照
して詳細に説明する（図６において、太い矢印により工
程の順序が示されている）。先ず、ＴＭＲ膜（３〜６）
をスパッタ成膜する。次に、ＴＭＲ膜の上に、残したい
ＴＭＲのパターン形状にフォトレジスト膜を形成する。
次に、このフォトレジスト膜をマスクとしてイオンビー
ムエッチングにより不要な部分のＴＭＲ膜を除去する。
次に、このマスクを残したまま永久磁石膜８をスパッタ
成膜する。次に、リフトオフによりマスク及びその上の
永久磁石膜を除去する。最後に、不要な部分の永久磁石
膜を露出させたフォトレジストマスクを形成し、イオン
ビームエッチングにより不要な部分の永久磁石膜を除去
し、フォトレジストマスクを除去する。
【００５９】本実施形態のヘッド製造方法では、ＴＭＲ
膜の形成に際して磁気記録のトラック幅に対応するよう
な微細パターンの加工が不要であるため、製造は容易で
ある。
膜の形成に際して磁気記録のトラック幅に対応するよう
な微細パターンの加工が不要であるため、製造は容易で
ある。
【００６０】［実施形態６］図７に本発明による図３の
磁気ヘッドの製造方法の実施形態を示す。
磁気ヘッドの製造方法の実施形態を示す。
【００６１】図７（１）に示されているように、スライ
ダとなるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの複合セラミック部材上
にアルミナ膜を形成した基体上に、磁気ヨークに巻かれ
るコイルの下側部分９ａを形成する（基体は、図７にお
いてコイル下側部分９ａの背後に存在する）。このコイ
ル下側部分９ａは、前記アルミナ膜に所望パターン形状
の溝を設け、これにＣｕシード層をスパッタ成膜し、電
解めっきによりＣｕを堆積させ、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）によりコイルパターン以外の部分のＣｕを研磨除去
して平坦化することによって形成することができる。そ
の後、この上に形成される磁気ヨークとコイル下側部分
９ａとを絶縁するためのアルミナ膜を全面に成膜する。
ダとなるＡｌ2 Ｏ3 とＴｉＣとの複合セラミック部材上
にアルミナ膜を形成した基体上に、磁気ヨークに巻かれ
るコイルの下側部分９ａを形成する（基体は、図７にお
いてコイル下側部分９ａの背後に存在する）。このコイ
ル下側部分９ａは、前記アルミナ膜に所望パターン形状
の溝を設け、これにＣｕシード層をスパッタ成膜し、電
解めっきによりＣｕを堆積させ、化学機械研磨（ＣＭ
Ｐ）によりコイルパターン以外の部分のＣｕを研磨除去
して平坦化することによって形成することができる。そ
の後、この上に形成される磁気ヨークとコイル下側部分
９ａとを絶縁するためのアルミナ膜を全面に成膜する。
【００６２】次に、図７（２）に示されているように、
ＴＭＲおよび磁気ヨークを挟む１対の電極のうちの下側
電極となるＣｕ膜１’を形成し、その上に磁気ヨーク兼
ＴＭＲの第１の磁性層となるＮｉＦｅ膜、磁気分離層と
なるアルミナ膜、第２の磁性層となるＣｏ膜及び反強磁
性層となるＰｔＭｎ膜を順次成膜し、これらを下側電極
兼用磁気ヨーク２の形状にパターニングする。この際
に、磁気ギャップは０．０３μｍから０．５μｍと小さ
いので、その形成にはフォーカスイオンビームを用いる
のが好ましい。
ＴＭＲおよび磁気ヨークを挟む１対の電極のうちの下側
電極となるＣｕ膜１’を形成し、その上に磁気ヨーク兼
ＴＭＲの第１の磁性層となるＮｉＦｅ膜、磁気分離層と
なるアルミナ膜、第２の磁性層となるＣｏ膜及び反強磁
性層となるＰｔＭｎ膜を順次成膜し、これらを下側電極
兼用磁気ヨーク２の形状にパターニングする。この際
に、磁気ギャップは０．０３μｍから０．５μｍと小さ
いので、その形成にはフォーカスイオンビームを用いる
のが好ましい。
【００６３】次に、図７（３）に示されているように、
Ｃｕ膜１’を所望形状にパタニングして下側電極１を形
成する。
Ｃｕ膜１’を所望形状にパタニングして下側電極１を形
成する。
【００６４】次に、図７（４）に示されているように、
ＴＭＲの第１の磁性層３にバイアス磁界を印加するため
のＣｏＰｔからなる永久磁石膜８を形成し、更に磁気分
離層４となるアルミナ膜、第２の磁性層５となるＣｏ膜
及び反強磁性層６となるＰｔＭｎ膜を所望形状にパター
ニングする。
ＴＭＲの第１の磁性層３にバイアス磁界を印加するため
のＣｏＰｔからなる永久磁石膜８を形成し、更に磁気分
離層４となるアルミナ膜、第２の磁性層５となるＣｏ膜
及び反強磁性層６となるＰｔＭｎ膜を所望形状にパター
ニングする。
【００６５】次に、図７（５）に示されているように、
全体をアルミナ絶縁膜で覆った後に、後に形成されるコ
イル上側部分と接続されるコイル下側部分の部分やコイ
ル電極端部、下側電極の端部およびＴＭＲパタンの上の
アルミナ絶縁膜を除去してそれぞれ開口を形成する。
全体をアルミナ絶縁膜で覆った後に、後に形成されるコ
イル上側部分と接続されるコイル下側部分の部分やコイ
ル電極端部、下側電極の端部およびＴＭＲパタンの上の
アルミナ絶縁膜を除去してそれぞれ開口を形成する。
【００６６】次に、図７（６）に示されているように、
図７（５）の工程で形成された開口を埋めるように全面
にＣｕ膜を形成し、このＣｕ膜を所望形状にパターニン
グすることで、ＴＭＲの上側電極７を形成するととも
に、コイル上側部分を形成しコイル下側部分と接続して
コイル９を形成し、図３に示される磁気ヘッドを得る。
図７（５）の工程で形成された開口を埋めるように全面
にＣｕ膜を形成し、このＣｕ膜を所望形状にパターニン
グすることで、ＴＭＲの上側電極７を形成するととも
に、コイル上側部分を形成しコイル下側部分と接続して
コイル９を形成し、図３に示される磁気ヘッドを得る。
【００６７】本実施形態では、磁気ヨークをＴＭＲの第
１の磁性層と兼用しているため、製造工程が簡単にな
る。
１の磁性層と兼用しているため、製造工程が簡単にな
る。
【００６８】［実施形態７］図８に、本発明による磁気
ヘッドを用いた磁気記録再生装置の実施形態の構成を示
す。図８において、駆動用のモータ４１により回転せし
められる磁気記録媒体４２の磁気記録面に対向して、本
発明のヘッド４３が配置されている。ヘッド４３は、サ
スペンション４４及びアーム４５を含む支持手段により
支持されており、ヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）４６
によりトラッキングされる。記録再生動作は、ヘッド４
３への記録再生チャネル４７からの信号により行われ
る。記録再生チャネル４７、ヘッドの位置決めを行うＶ
ＣＭ４６および媒体を回転させる駆動モータ４１は、制
御ユニット４８により動作が制御される。
ヘッドを用いた磁気記録再生装置の実施形態の構成を示
す。図８において、駆動用のモータ４１により回転せし
められる磁気記録媒体４２の磁気記録面に対向して、本
発明のヘッド４３が配置されている。ヘッド４３は、サ
スペンション４４及びアーム４５を含む支持手段により
支持されており、ヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）４６
によりトラッキングされる。記録再生動作は、ヘッド４
３への記録再生チャネル４７からの信号により行われ
る。記録再生チャネル４７、ヘッドの位置決めを行うＶ
ＣＭ４６および媒体を回転させる駆動モータ４１は、制
御ユニット４８により動作が制御される。
【００６９】本装置に使用される磁気ヘッドの斜視図を
図９に示す。図９においては、Ａｌ 2 Ｏ3 とＴｉＣとの
複合セラミック上にアルミナ膜を形成したスライダ１２
の側面に、前記の実施形態１，２，３，４のいずれかの
磁気ヘッド素子１０が形成され、コイル９の電極及びＴ
ＭＲの電極１，７にそれぞれ接続された４つの端子１１
が、前記記録再生チャネル４７に接続される。この磁気
ヘッドは、磁気記録媒体に対して矢印Ｘの方向に相対移
動せしめられる。
図９に示す。図９においては、Ａｌ 2 Ｏ3 とＴｉＣとの
複合セラミック上にアルミナ膜を形成したスライダ１２
の側面に、前記の実施形態１，２，３，４のいずれかの
磁気ヘッド素子１０が形成され、コイル９の電極及びＴ
ＭＲの電極１，７にそれぞれ接続された４つの端子１１
が、前記記録再生チャネル４７に接続される。この磁気
ヘッドは、磁気記録媒体に対して矢印Ｘの方向に相対移
動せしめられる。
【００７０】以上の基本構成を持つ磁気記録再生装置に
おいて使用される磁気記録媒体４２としては、例えば、
ガラスやアルミニウムなどの高硬度な基体上に磁気記録
層が形成され、該磁気記録層がスパッタ法などによる物
理的気相成長法により形成された磁性薄膜である円盤形
状のものが例示される。
おいて使用される磁気記録媒体４２としては、例えば、
ガラスやアルミニウムなどの高硬度な基体上に磁気記録
層が形成され、該磁気記録層がスパッタ法などによる物
理的気相成長法により形成された磁性薄膜である円盤形
状のものが例示される。
【００７１】図９で示した磁気ヘッドを用いることによ
って、媒体４２とヘッド４３との間隙が４０ｎｍ以下の
領域でも、サーマルアスペリティのない安定した記録再
生系をもつ記録再生装置を実現することができる。これ
に対し、図１３に示すような従来の磁気ヘッドを用いた
場合には、媒体とヘッドとの間隙が４０ｎｍ以下の領域
では、サーマルアスペリティの発生が頻繁となる。尚、
図１３のヘッドは、図１４〜１５に関し説明したような
複合磁気ヘッドであり、図１４〜１５に示されている記
録再生素子３２と、電極端子３３とスライダ３１とを有
しており、磁気記録媒体に対して矢印Ｘの方向に相対移
動せしめられる。
って、媒体４２とヘッド４３との間隙が４０ｎｍ以下の
領域でも、サーマルアスペリティのない安定した記録再
生系をもつ記録再生装置を実現することができる。これ
に対し、図１３に示すような従来の磁気ヘッドを用いた
場合には、媒体とヘッドとの間隙が４０ｎｍ以下の領域
では、サーマルアスペリティの発生が頻繁となる。尚、
図１３のヘッドは、図１４〜１５に関し説明したような
複合磁気ヘッドであり、図１４〜１５に示されている記
録再生素子３２と、電極端子３３とスライダ３１とを有
しており、磁気記録媒体に対して矢印Ｘの方向に相対移
動せしめられる。
【００７２】［実施形態８］図８の基本構成を持つ磁気
記録再生装置において使用される磁気記録媒体４２とし
て、ポリエチレンテレフタレートなどの基体上に磁気記
録層を形成した柔軟な磁気記録媒体を挙げることもでき
る。そのような場合に好適な装置を図１０に示す。図１
０において、磁気記録媒体７１は磁気ヘッドを組み込ん
だアセンブリ７０により記録再生され、装置７２に対し
て、着脱可能である（図１０では、装置７２に取り付け
られた状態の磁気記録媒体が符号７１で指示されてお
り、装置７２から取り外された状態の磁気記録媒体が符
号７３で指示されている）。図９で示した磁気ヘッドを
用いることによって、媒体とヘッドとの間隙が４０ｎｍ
以下の領域でも、サーマルアスペリティのない安定な記
録再生系をもつ記録再生装置を実現することができる。
記録再生装置において使用される磁気記録媒体４２とし
て、ポリエチレンテレフタレートなどの基体上に磁気記
録層を形成した柔軟な磁気記録媒体を挙げることもでき
る。そのような場合に好適な装置を図１０に示す。図１
０において、磁気記録媒体７１は磁気ヘッドを組み込ん
だアセンブリ７０により記録再生され、装置７２に対し
て、着脱可能である（図１０では、装置７２に取り付け
られた状態の磁気記録媒体が符号７１で指示されてお
り、装置７２から取り外された状態の磁気記録媒体が符
号７３で指示されている）。図９で示した磁気ヘッドを
用いることによって、媒体とヘッドとの間隙が４０ｎｍ
以下の領域でも、サーマルアスペリティのない安定な記
録再生系をもつ記録再生装置を実現することができる。
【００７３】また、前記磁気記録媒体７１の磁気記録層
は磁性粒子を塗布した磁気記録層であってもよいし、ス
パッタ法などによる物理的気相成長法により形成された
磁性薄膜であってもよい。
は磁性粒子を塗布した磁気記録層であってもよいし、ス
パッタ法などによる物理的気相成長法により形成された
磁性薄膜であってもよい。
【００７４】［実施形態９］図１１に、磁気記録媒体と
してポリエチレンテレフタレートなどの基体上に磁気記
録層を形成した柔軟でテープ状のものを用いる場合に好
適な磁気記録再生装置の構成を示す。磁気記録層は、磁
性粒子を塗布した磁気記録層であってもよいし、スパッ
タ法などによる物理的気相成長法により形成された磁性
薄膜であってもよい。本装置では、テープ供給リール５
４から供給されたテープ状の磁気記録媒体５３は、ロー
ラ５５、ローラ５６、ローラ５７、ローラ５８、および
キャプスタンモータ６０により回転数を制御されたキャ
プスタン５９等で走行を制御されて、磁気ヘッド５２の
装着された回転ドラム５１の側面に対して安定に接触
し、最終的に巻き取りリール６１に巻き取られる。
してポリエチレンテレフタレートなどの基体上に磁気記
録層を形成した柔軟でテープ状のものを用いる場合に好
適な磁気記録再生装置の構成を示す。磁気記録層は、磁
性粒子を塗布した磁気記録層であってもよいし、スパッ
タ法などによる物理的気相成長法により形成された磁性
薄膜であってもよい。本装置では、テープ供給リール５
４から供給されたテープ状の磁気記録媒体５３は、ロー
ラ５５、ローラ５６、ローラ５７、ローラ５８、および
キャプスタンモータ６０により回転数を制御されたキャ
プスタン５９等で走行を制御されて、磁気ヘッド５２の
装着された回転ドラム５１の側面に対して安定に接触
し、最終的に巻き取りリール６１に巻き取られる。
【００７５】本装置に適用される磁気ヘッドの構成を図
１２に示す。記録再生を行う素子８３は、実施形態１，
２，３，４のいずれかの構成をもち、スライダとなる基
体８１上に形成され、アルミナからなる保護膜８２で保
護されている。また、記録電流、再生電流を流すための
端子８４が形成されている。図１２における上部の曲面
部がテープ状の磁気記録媒体と滑らかに接触するが、ヘ
ッドと媒体との相対速度により、これらの間に薄い空気
層が形成される。本装置では、この空気層厚を４０ｎｍ
以下としても、サーマルアスペリティのない安定した記
録再生系が実現される。
１２に示す。記録再生を行う素子８３は、実施形態１，
２，３，４のいずれかの構成をもち、スライダとなる基
体８１上に形成され、アルミナからなる保護膜８２で保
護されている。また、記録電流、再生電流を流すための
端子８４が形成されている。図１２における上部の曲面
部がテープ状の磁気記録媒体と滑らかに接触するが、ヘ
ッドと媒体との相対速度により、これらの間に薄い空気
層が形成される。本装置では、この空気層厚を４０ｎｍ
以下としても、サーマルアスペリティのない安定した記
録再生系が実現される。
【００７６】
【発明の効果】以上のように、本発明により、従来のＧ
ＭＲを上回る大きな磁気抵抗変化が得られるＴＭＲを用
い、記録と再生の磁気ヨークを共用した、製造工程が簡
単で安価で、狭トラック化が容易で、さらには、磁気記
録媒体とヘッドとの間隙が４０ｎｍを下回る高密度な磁
気記録再生領域でもサーマルアスペリティといった従来
のＭＲヘッドに付随していたノイズのない磁気ヘッドお
よびそれを用いた磁気記録再生装置が実現される。ま
た、本発明の磁気ヘッドでは、ＴＭＲ膜は媒体対向面に
露出しないため、トンネルバリア層の静電破壊は発生し
にくい。
ＭＲを上回る大きな磁気抵抗変化が得られるＴＭＲを用
い、記録と再生の磁気ヨークを共用した、製造工程が簡
単で安価で、狭トラック化が容易で、さらには、磁気記
録媒体とヘッドとの間隙が４０ｎｍを下回る高密度な磁
気記録再生領域でもサーマルアスペリティといった従来
のＭＲヘッドに付随していたノイズのない磁気ヘッドお
よびそれを用いた磁気記録再生装置が実現される。ま
た、本発明の磁気ヘッドでは、ＴＭＲ膜は媒体対向面に
露出しないため、トンネルバリア層の静電破壊は発生し
にくい。
【図１】本発明による磁気ヘッドの第１実施形態を示す
図である。
図である。
【図２】本発明による磁気ヘッドの第２実施形態を示す
図である。
図である。
【図３】本発明による磁気ヘッドの第３実施形態を示す
図である。
図である。
【図４】本発明による磁気ヘッドの第４実施形態を示す
図である。
図である。
【図５】本発明による図１の磁気ヘッドの製造方法の実
施形態を示す工程図である。
施形態を示す工程図である。
【図６】図５の工程におけるＴＭＲと永久磁石膜とのパ
ターン形成を示す図である。
ターン形成を示す図である。
【図７】本発明による図３の磁気ヘッドの製造方法の実
施形態を示す工程図である。
施形態を示す工程図である。
【図８】本発明による磁気ヘッドを用いた磁気記録再生
装置の実施形態の構成図である。
装置の実施形態の構成図である。
【図９】図８の装置に使用される磁気ヘッドの斜視図で
ある。
ある。
【図１０】柔軟な磁気記録媒体を用いる場合に好適な本
発明による磁気記録再生装置の実施形態の構成図であ
る。
発明による磁気記録再生装置の実施形態の構成図であ
る。
【図１１】磁気記録媒体としてテープ状のものを用いる
場合に好適な磁気記録再生装置の実施形態の構成図であ
る。
場合に好適な磁気記録再生装置の実施形態の構成図であ
る。
【図１２】図１１の装置に使用される磁気ヘッドの構成
図である。
図である。
【図１３】従来のＭＲヘッドの一形態を示す図である。
【図１４】従来のＭＲヘッドの断面図である。
【図１５】従来のＭＲヘッドの正面図である。
１ 下側電極 ２ 磁気ヨーク ３ 第１の磁性層 ４ 磁気分離層 ５ 第２の磁性層 ６ 反強磁性層 ７ 上側電極 ８ 永久磁石膜 ９ コイル ９ａ コイル下側部分 １０ 磁気ヘッド素子 １１ 端子 ４１ 駆動用モータ ４２ 磁気記録媒体 ４３ 磁気ヘッド ４４ サスペンション ４５ アーム ４６ ヴォイスコイルモータ ４７ 記録再生チャネル ４８ 制御ユニット ５１ 回転ドラム ５２ 磁気ヘッド ５３ テープ状磁気記録媒体 ５４ テープ供給リール ５５，５６，５７，５８ ローラ ５９ キャプスタン ６０ キャプスタンモータ ６１ 巻き取りリール ７０ アセンブリ ７１ 磁気記録媒体 ７２ 磁気記録再生装置 ７３ 磁気記録媒体 ８１ スライダ（基体） ８２ 保護膜 ８３ 記録再生素子 ８４ 端子
Claims (26)
- 【請求項１】 磁気ギャップを含む閉磁路を形成する磁
気ヨーク膜に該磁気ヨーク膜と磁気的に結合せる第１の
磁性層が積層され、更に該第１の磁性層に磁気分離層を
介して第２の磁性層が積層されており、前記磁気ヨーク
膜、第１の磁性層、磁気分離層及び第２の磁性層からな
る積層体を挟むように１対の電極が形成されており、前
記第１の磁性層の磁化方向と前記第２の磁性層の磁化方
向との差に基づく磁気抵抗効果を利用して前記磁気ヨー
ク膜内の磁気信号を検出することを特徴とする磁気ヘッ
ド。 - 【請求項２】 前記第２の磁性層の磁化方向の固定がな
されることを特徴とする、請求項１に記載の磁気ヘッ
ド。 - 【請求項３】 前記第２の磁性層の磁化方向の固定は該
第２の磁性層に反強磁性層を積層することによりなされ
ることを特徴とする、請求項２に記載の磁気ヘッド。 - 【請求項４】 前記第１の磁性層へのバイアス磁界の印
加がなされることを特徴とする、請求項１〜３のいずれ
か記載の磁気ヘッド。 - 【請求項５】 前記バイアス磁界の印加は前記第１の磁
性層に膜面方向に隣接して配置された永久磁石膜により
なされることを特徴とする、請求項４に記載の磁気ヘッ
ド。 - 【請求項６】 前記磁気分離層は絶縁体からなり、前記
１対の電極の間に前記磁気分離層を介してトンネル電流
を流し、前記第１の磁性層の磁化方向と前記第２の磁性
層の磁化方向との差の変化に対応して前記トンネル電流
が変化する強磁性トンネル磁気抵抗効果を利用すること
を特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の磁気ヘ
ッド。 - 【請求項７】 前記磁気ヨーク膜にコイルが巻かれてい
ることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の
磁気ヘッド。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載の磁気ヘ
ッドを製造する方法であって、 基体上にコイル下側部分を形成し、その上に前記コイル
下側部分を覆うように下側絶縁膜を形成する工程と、 前記下側絶縁膜上に前記１対の電極のうちの下側電極を
形成する工程と、 前記下側電極上に前記磁気ヨーク膜を形成する工程と、 前記磁気ヨーク膜上に前記第１の磁性層、前記磁気分離
層、前記第２の磁性層、及び該第２の磁性層の磁化方向
の固定のための反強磁性層を積層形成する工程と、 前記第１の磁性層にバイアス磁界を印加するための永久
磁石膜を前記第１の磁性層の膜面方向に該第１の磁性層
に隣接して形成する工程と、 前記第２の磁性層と接続するように前記１対の電極のう
ちの上側電極を形成し、前記コイル下側部分と接続して
前記磁気ヨーク膜に巻かれたコイルを形成するようにコ
イル上側部分を形成する工程と、を有することを特徴と
する磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項９】 前記磁気ヨーク膜の磁気ギャップの形成
をフォーカスイオンビームによるエッチングにより行う
ことを特徴とする、請求項８に記載の磁気ヘッドの製造
方法。 - 【請求項１０】 前記上側電極を形成し前記コイル上側
部分を形成する工程では、全面に上側絶縁膜を形成した
後に、該上側絶縁膜の前記反強磁性層に対応する部分及
び前記コイル下側部分の前記コイル上側部分との接続部
分に対応する部分に開口を形成し、しかる後に導電膜を
形成し、該導電膜をパターニングすることを特徴とす
る、請求項８〜９のいずれかに記載の磁気ヘッドの製造
方法。 - 【請求項１１】 磁気ギャップを含む閉磁路を形成する
磁気ヨーク膜は第１の磁性層でもあり、該第１の磁性層
に磁気分離層を介して第２の磁性層が積層されており、
前記第１の磁性層、磁気分離層及び第２の磁性層からな
る積層体を挟むように１対の電極が形成されており、前
記第１の磁性層の磁化方向と前記第２の磁性層の磁化方
向との差に基づく磁気抵抗効果を利用して前記磁気ヨー
ク膜内の磁気信号を検出することを特徴とする磁気ヘッ
ド。 - 【請求項１２】 前記第２の磁性層の磁化方向の固定が
なされることを特徴とする、請求項１１に記載の磁気ヘ
ッド。 - 【請求項１３】 前記第２の磁性層の磁化方向の固定は
該第２の磁性層に反強磁性層を積層することによりなさ
れることを特徴とする、請求項１２に記載の磁気ヘッ
ド。 - 【請求項１４】 前記第１の磁性層へのバイアス磁界の
印加がなされることを特徴とする、請求項１１〜１３の
いずれか記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１５】 前記バイアス磁界の印加は前記第１の
磁性層に膜面方向に隣接して配置された永久磁石膜によ
りなされることを特徴とする、請求項１４に記載の磁気
ヘッド。 - 【請求項１６】 前記磁気分離層は絶縁体からなり、前
記１対の電極の間に前記磁気分離層を介してトンネル電
流を流し、前記第１の磁性層の磁化方向と前記第２の磁
性層の磁化方向との差の変化に対応して前記トンネル電
流が変化する強磁性トンネル磁気抵抗効果を利用するこ
とを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれかに記載の
磁気ヘッド。 - 【請求項１７】 前記磁気ヨーク膜にコイルが巻かれて
いることを特徴とする、請求項１１〜１６のいずれかに
記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１８】 請求項１１〜１７のいずれかに記載の
磁気ヘッドを製造する方法であって、 基体上にコイル下側部分を形成し、その上に前記コイル
下側部分を覆うように下側絶縁膜を形成する工程と、 前記下側絶縁膜上に前記１対の電極のうちの下側電極を
形成する工程と、 前記下側電極上に、前記第１の磁性層でもある磁気ヨー
ク膜を形成し、更に前記前記磁気分離層、前記第２の磁
性層、及び該第２の磁性層の磁化方向の固定のための反
強磁性層を積層形成する工程と、 前記第１の磁性層にバイアス磁界を印加するための永久
磁石膜を前記第１の磁性層の膜面方向に該第１の磁性層
に隣接して形成する工程と、 前記第２の磁性層と接続するように前記１対の電極のう
ちの上側電極を形成し、前記コイル下側部分と接続して
前記磁気ヨーク膜に巻かれたコイルを形成するようにコ
イル上側部分を形成する工程と、を有することを特徴と
する磁気ヘッドの製造方法。 - 【請求項１９】 前記磁気ヨーク膜の磁気ギャップの形
成をフォーカスイオンビームによるエッチングにより行
うことを特徴とする、請求項１８に記載の磁気ヘッドの
製造方法。 - 【請求項２０】 前記上側電極を形成し前記コイル上側
部分を形成する工程では、全面に上側絶縁膜を形成した
後に、該上側絶縁膜の前記反強磁性層に対応する部分及
び前記コイル下側部分の前記コイル上側部分との接続部
分に対応する部分に開口を形成し、しかる後に導電膜を
形成し、該導電膜をパターニングすることを特徴とす
る、請求項１８〜１９のいずれかに記載の磁気ヘッドの
製造方法。 - 【請求項２１】 磁気記録媒体に対して磁気ヘッドを介
して情報の記録再生を行う磁気記録再生装置において、 前記磁気ヘッドは前記請求項１〜７，１１〜１７のいず
れかに記載の磁気ヘッドであり、前記磁気ヘッドを前記
磁気記録媒体に対して前記磁気ヨークの膜面に沿った方
向に相対移動させるようにしてなることを特徴とする磁
気記録再生装置。 - 【請求項２２】 前記磁気記録媒体と前記磁気ヘッドと
の間隙を４０ｎｍ以下に維持して情報の記録再生を行う
ようにしてなることを特徴とする、請求項２１に記載の
磁気記録再生装置。 - 【請求項２３】 前記磁気記録媒体は柔軟な基体上に磁
気記録層を形成してなる柔軟なテープ状のものであるこ
とを特徴とする、請求項２１〜２２のいずれかに記載の
磁気記録再生装置。 - 【請求項２４】 前記磁気記録媒体は柔軟な基体上に磁
気記録層を形成してなる柔軟な円盤状のものであること
を特徴とする、請求項２１〜２２のいずれかに記載の磁
気記録再生装置。 - 【請求項２５】 前記磁気記録媒体は剛体からなる基体
上に磁気記録層を形成してなるものであることを特徴と
する、請求項２１〜２２のいずれかに記載の磁気記録再
生装置。 - 【請求項２６】 前記磁気記録層は物理的気相成長法に
より形成された磁性薄膜であることを特徴とする、請求
項２３〜２５のいずれかに記載の磁気記録再生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145312A JP2000339631A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 磁気ヘッド及びその製造方法及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
| US09/576,775 US6671140B1 (en) | 1999-05-25 | 2000-05-23 | Magnetic head using a magnetoresistance effect based on ferromagnetic junction, and magnetic recording/reproducing apparatus using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11145312A JP2000339631A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 磁気ヘッド及びその製造方法及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000339631A true JP2000339631A (ja) | 2000-12-08 |
Family
ID=15382254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11145312A Pending JP2000339631A (ja) | 1999-05-25 | 1999-05-25 | 磁気ヘッド及びその製造方法及びそれを用いた磁気記録再生装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6671140B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000339631A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004334945A (ja) * | 2003-05-02 | 2004-11-25 | Fuji Photo Film Co Ltd | 複合型磁気ヘッド及びその製造方法 |
| US7626856B2 (en) | 2006-03-20 | 2009-12-01 | Fuji Electric Device Technology Co., Ltd. | Magnetic recording element |
| US9355678B2 (en) * | 2014-03-05 | 2016-05-31 | International Business Machines Corporation | Magnetic storage device with multiple read element arrays to determine quality of recorded data |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100225179B1 (ko) * | 1992-11-30 | 1999-10-15 | 니시무로 타이죠 | 박막 자기 헤드 및 자기 저항 효과형 헤드 |
| JP2674532B2 (ja) | 1994-11-28 | 1997-11-12 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
| US5759681A (en) * | 1995-02-03 | 1998-06-02 | Hitachi, Ltd. | Magnetic recording medium and magnetic recording system using the same |
| JPH09251622A (ja) | 1996-03-18 | 1997-09-22 | Toshiba Corp | 磁気ヘッド |
| US5729410A (en) | 1996-11-27 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction device with longitudinal biasing |
| JPH10320721A (ja) | 1997-03-18 | 1998-12-04 | Toshiba Corp | 磁気抵抗効果ヘッド |
| JPH1125425A (ja) | 1997-06-27 | 1999-01-29 | Sony Corp | 磁気ヘッド |
| JPH1196505A (ja) * | 1997-09-18 | 1999-04-09 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気記録再生方法および磁気記録再生装置 |
| US5898547A (en) * | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as flux guide |
-
1999
- 1999-05-25 JP JP11145312A patent/JP2000339631A/ja active Pending
-
2000
- 2000-05-23 US US09/576,775 patent/US6671140B1/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6671140B1 (en) | 2003-12-30 |
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