JP3085367B2 - 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果型ヘ
ッドの製造方法に係り、特にコンピュータ等の磁気記録
装置やＨＤＤ（ハードディスク駆動装置）に用いられる
磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法に関するものである。
（より具体的には情報の書き込みを行う記録素子の磁極
層の製造方法に関する）

【０００２】

【従来の技術】図５に従来例を示す。この図５に示す従
来例は、一般的な磁気抵抗効果型ヘッドの構造を磁気デ
ィスク側からみた場合の一部省略した概略断面構造であ
る。

【０００３】この図５において、スライダの一部を構成
するアルチック等のセラミック基板１０１上に、下シー
ルド１０２，第１の磁気分離層１０３，磁気抵抗効果素
子１０４，第２の磁気分離層１０５，上シールド兼下部
磁極１１２が順次積層されている。この内、磁気抵抗効
果素子１０４の図１における左右両側には、当該磁気抵
抗効果素子１０４とほぼ同一厚さの電極部１０４Ａ，１
０４Ｂがそれぞれ積層され同一層を構成している。上シ
ールド兼下部磁極１１２の図１における上側には、磁気
ギャップ１１６を介して当該上シールド兼下部磁極１１
２と平行に上部磁極１２０が積層されている。

【０００４】この上シールド兼下部磁極１１２，上部磁
極１２０の磁気ディスク媒体への対向面の奥には、絶縁
体で挟まれたコイル（図示せず）が配置され、このコイ
ルからの発生磁界によって磁化された下部磁極１１２と
上部磁極１２０の間の磁気ギャップ１１６から漏れる磁
束によって、所定の情報の記録が行われるようになって
いる。

【０００５】この場合、昨今にあっては、１平方センチ
メートルあたり３〔Ｇｂ〕以上という高密度記録が要求
される。このため、従来の飽和磁化が１０〔ｋＧ〕程度
のメッキＮｉＦｅ膜のみから形成される記録磁極では、
十分な記録性能が得られないというのが現状である。

【０００６】一方、高記録密度領域で十分な記録性能を
得るためには、磁極として飽和磁化の大きな材料の採用
が不可欠となっている。ここに、磁極の一部（特に磁気
ギャップに近い側の一部）に高飽和磁化膜を設けた磁極
の積層構造の必要性は存在することとなる。ここで、こ
の高飽和磁化膜を設けた磁極の積層構造（特に図４にお
ける上シールド兼下部磁極より下方部分）について、そ
の製造工程を図５に基づいて説明する。

【０００７】図６において、まず、基板１０１上に（前
述した図５に示すように）、下シールド１０２，第１の
磁気分離層１０３，磁気抵抗効果素子１０４，第２の磁
気分離層１０５，上シールド兼下部磁極１１２が順次積
層されている。ここで、磁気抵抗効果素子１０４の図１
における左右両側には、当該磁気抵抗効果素子１０４と
ほぼ同一厚さの電極部１０４Ａ，１０４Ｂがそれぞれ積
層され同一層を構成している。次に、下地導体膜１１０
（図５では省略）をスパッタで形成し、その上にフォト
リソグラフィー技術によって所定パターンから成るレジ
スト層１１１を、比較的厚く形成する（図６の工程
（Ａ）参照）。

【０００８】続いて、電解メッキ法によってレジスト層
１１１が除去され露出した状態の下地導体膜１１０上
に、メッキＮｉＦｅ等の磁性膜１１２Ａを前述したレジ
スト層（レジストパターン層）１１１よりも薄く形成す
る。その後、この磁性膜１１２Ａおよび前述したレジス
ト層１１１の全体に、高飽和磁化材なら成る飽和磁化の
大きな磁性膜１１２Ｂを積層成膜する（図６（Ｂ）参
照）。

【０００９】次に、前述したレジスト層１１１をその上
方部分に付された磁性膜１１２Ｂとともに除去し、更に
当該除去したレジスト層１１１の下に位置していた部分
の下地導体膜１１０をも、イオンミリングにより除去す
る（図６（Ｃ）参照）。そして、先に形成した磁性膜１
１２Ａ，１１２Ｂの全域の内の下部磁極層１１２となる
領域部分をレジスト１１５で被覆する（図６（Ｄ）参
照）。

【００１０】その後、エッチングにより、露出している
不要となった磁性膜１１２Ａ，１１２Ｂ，及びその下方
に位置する下地導体膜１１０を除去したのち、残ったレ
ジスト層１１５を除去することで所定パターンを有する
積層化した上シールド兼下部磁極層１２０を形成する。
そして、その後は、前述した図５に合わせて、磁気ギャ
ップ１１６および上部磁極１２０が積層される。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この飽
和磁化の異なる二種類以上の磁性膜１１２Ａ，１１２Ｂ
から成る磁極層を形成する際に、前述した積層する磁性
膜１１２Ａ，１１２Ｂがメッキ膜とスパッタ膜の積層か
ら成る場合、特に、メッキ膜がＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏのうち
少なくとも一つを主成分とし、スパッタ膜がＣｏ−Ｍ，
Ｆｅ−Ｍ，Ｎｉ−Ｍ（ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｙ，Ｚｒ，
Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗの内から選択される少なく
とも一種類の元素）を主成分とするスパッタ膜である場
合に、上記従来の製造方法で製造すると、時には、積層
した磁性膜が部分的に腐食してしまい、良好かつ安定な
磁気ヘッドの製造ができなくなる場合が生じていた。

【００１２】これは、電解メッキ法によりメッキ磁性膜
を形成する際、メッキ浴中の酸性物質がメッキ磁性膜お
よび当該メッキ磁性膜をパターン化するために先に形成
されているレジスト層中或いはその表面に残留し、その
後に形成するスパッタ膜がこの残留物によって部分的に
腐食を起こすためと思考される。

【００１３】

【発明の目的】本発明は、上記した背景に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、高密度記録を意図
して開発された異なる磁性膜の積層から成る磁極層を安
定かつ良好に形成し、これによって磁気抵抗効果型ヘッ
ドの耐久性増大を図った磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法を提供することを、その目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る磁気抵抗効果型ヘッドでは、例えば
下部磁極層（上シールド兼下部磁極層）は、以下に示す
方法によって製造される。

【００１５】まず、基板上に磁気抵抗効果を利用した読
み出し部を構成する所定の積層体を形成し、次に、例え
ば図３に示すように、下地導体膜１０を形成し、その上
にフォトリソグラフィー技術によって所定パターンから
成るレジスト層１１を形成する（図３の工程（Ａ）参
照）。

【００１６】次いで、電解メッキ法によりレジストが除
去されて露出した下地導体膜１０上にメッキＮｉＦｅ等
の磁性膜１２Ａを形成する（図３の工程（Ｂ）参照）。
次に、レジスト層１１を一度除去した後（図３の工程
（Ｃ）参照）、再度所定パターンのレジスト層１３を形
成し、その後、前述した磁性膜１２Ａとは異なる飽和磁
化を有する磁性膜１２Ｂを形成し（図３の工程（Ｃ）参
照）、しかる後、レジスト層１３をその上に位置する磁
性膜１２Ｂと共に除去し、更に、除去したレジスト層１
３の下に位置していた下地導体膜１０をイオンミリング
により除去する。

【００１７】続いて、先に形成した磁性膜１２Ａ及１２
Ｂ部分の内、下部磁極層１２となる部分をレジスト層１
５で被覆する（図３の工程（Ｃ）参照）。そして、その
後、エッチングによって、露出している不要となった磁
性膜及びその下方に位置する下地導体膜１７を除去した
のち、残ったレジスト２２を除去する。これにより、所
定パターンを有する積層化した下部磁極層１２が形成さ
れる。

【００１８】

【作用】異なる磁性膜の積層体からなる磁極層を形成す
る際、特にメッキ膜の磁性膜を形成する際には、パター
ン化するために先に形成されているレジスト層中、或い
はその表面にメッキ浴中に含まれる酸性物質が残存す
る。

【００１９】このため、次に形成する膜，特にスパッタ
膜では、この酸性物質に対する耐腐食性が悪い場合があ
り、腐食され、良好かつ安定な磁気ヘッドの製造ができ
なくなる恐れがあった。

【００２０】しかしながら、ここで先に形成されている
レジスト層を除去し、新たにレジスト層を形成する（図
３の工程（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ））工程を加えることに
より、従来の製造方法では安定且つ良好に形成できなか
った（不可能であった）磁性膜の積層体から成る磁極層
を、形成することが可能となった。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を、図
１乃至図３に基づいて説明する。ここで、図１は、磁気
ディスク媒体と対向する面（エアベアリング面）から観
察したときの本実施形態における磁気抵抗効果型ヘッド
の概略構成図である。図２（旧第４図）は図１における
二つの下地導体（後述する符号１０，１８に相当する）
を省略した場合を示す。更に、図３乃至図４は、図１に
示す磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法を示す。

【００２２】まず、図１において、スライダの一部を構
成するアルチック等のセラミック基板１上には、下シー
ルド２，第１の磁気分離層３，磁気抵抗効果素子４，第
２の磁気分離層５が順次積層されている。ここで、磁気
抵抗効果素子４の図１における左右両側には、当該磁気
抵抗効果素子４とほぼ同一厚さの電極部４Ａ，４Ｂがそ
れぞれ積層され同一層を構成している。

【００２３】又、第２の磁気分離層５の図１における上
面側には、下部下地導体１０を介して、二層構造の下部
磁極（上シールド兼下部磁極）１２，磁気ギャップ１
６，上部第１磁性膜１７，上部下地導体１８および，上
部第２磁性膜１９が順次積層されている。そして、この
上部第１磁性膜１７および上部第２磁性膜１９によって
上部磁極２０が構成されている。

【００２４】ここで、前述した二層構造の下部磁極（上
シールド兼下部磁極）１２は、磁気ギャップ１６側に配
設された高飽和磁化材から成る一方の磁性膜１２Ａと、
これに積層された他方の磁性膜１２Ａとにより構成され
ている。また、前述した上部第２磁性膜２０の内、磁気
ギャップ１６に近い側の上部第１磁性膜１７が高飽和磁
化材から成る飽和磁化によって形成されている。

【００２５】更に、前述した二層構造の下部磁極（上シ
ールド兼下部磁極）１２，上部磁極２０の磁気ディスク
媒体への対向面の奥には、絶縁体で挟まれたコイル（図
示せず）が配置され、このコイルからの発生磁界によっ
て磁化された下部磁極１２と上部磁極２０の間の磁気ギ
ャップ１６から生じる漏れる磁束によって、所定の情報
の記録が行われるようになっている。

【００２６】次に、上記実施形態における磁気抵抗効果
型ヘッドの製造工程を図３乃至図４に基づいて説明す
る。

【００２７】まず、図３において、上述したように、セ
ラミック基板１上には、下シールド２，第１の磁気分離
層３，磁気抵抗効果素子４，第２の磁気分離層５が順次
積層される。ここで、磁気抵抗効果素子４の図１におけ
る左右両側には、当該磁気抵抗効果素子４とほぼ同一厚
さの電極部４Ａ，４Ｂがそれぞれ積層され同一層を構成
している。かかる構成については、従来例における公知
の手法によって各層の積層構造が形成される。

【００２８】次に、第２の磁気分離層５の図３における
上面に、下地導体膜１０としてＮｉＦｅスパッタ膜を１
００〔ｎｍ〕成膜し、その面上にフォトリソグラフィー
技術によって所定パターンから成る３〔μｍ〕厚のレジ
スト層１１を形成する（図３の工程（Ａ）参照）。

【００２９】次いで、レジスト層１１が除去されて露出
した部分（レジスト層１１のパターンから外れた部分）
に電解メッキ法により２〔μｍ〕厚のメッキＮｉＦｅを
形成し、これを磁性膜１２Ａとした（図３の工程（Ｂ）
参照）。

【００３０】次に、上述したレジスト層１１を一度除去
して（図３の（Ｃ）参照）、再びレジスト層１３を形成
する（図３の（Ｄ）参照）。そして、その後に膜厚０．
５〔μｍ〕のＣｏＺｒＴａ膜をスパッタで形成し、磁性
膜１２Ｂとした（図３の（Ｅ）参照）。この磁性膜１２
Ｂは、レジスト層１３および先に積層した磁性膜１２Ａ
を含む全面に積層される。

【００３１】この場合、磁性膜１２Ａを形成するＮｉＦ
ｅ膜の飽和磁化は１０〔ｋＧ〕、磁性膜１２Ｂを形成す
るＣｏＺｒＴａ膜の飽和磁化は１５〔ｋＧ〕とし、磁性
膜１２Ｂを高飽和磁化材で構成した。

【００３２】次に、所定パターンのレジスト層１３をそ
の上方に付した部分の磁性膜１２Ｂと共に除去し、更に
除去したレジスト層１３の下に位置していたスパッタＮ
ｉＦｅ膜（下地導体膜１０）部分をイオンミリングによ
り除去する。その後、先に形成したメッキＮｉＦｅ膜
（磁性膜１２Ａ）とＣｏＺｒＴａ膜（磁性膜１２Ｂ）の
二層構造の積層体において下部磁極（上シールド兼下部
磁極）１２となる部分をレジスト層１５で被覆する（図
３の工程（Ｆ）参照）。

【００３３】続いて、エッチングにより、露出している
部分で不要となった磁性膜１２Ａ，１２Ｂ及びその下方
に位置する下地導体膜１０を除去したのち、残ったレジ
スト層１５を除去し、これによって、磁性膜１２Ａ，１
２Ｂから成る下部磁極（上シールド兼下部磁極）１２が
形成される（図３の工程（Ｇ）参照）。

【００３４】次いで、磁気ギャップ１６となる膜厚０．
３５〔μｍ〕のアルミナ膜をスパッタで形成し、その上
に磁界発生用のコイル（図３の背面側、図中には示して
いない）を形成する。この磁界発生用のコイルは、所定
の条件でハードキュアしたフォトレジストによって上下
を挟まれて絶縁されている（図の奥側、図中には示して
いない）。

【００３５】次に、図１における磁気ギャップ１６の面
上に、上部磁極層２０を形成する工程を、図４に基づい
て説明する。

【００３６】まず、図３の工程（Ｇ）において成膜済の
第２の磁気分離層５上および下部磁極１２の磁性膜１２
Ｂ上の全面にわたって、磁性膜２０Ｂとして０．５〔μ
ｍ〕厚のＣｏＺｒＴａ膜をスパッタで形成し、更に、下
地導体層１８として膜厚１００〔ｎｍ〕のＮｉＦｅスパ
ッタ膜を形成する。その後、この下地導体層１８の上
に、磁性膜２０Ａを形成するために、フォトリソグラフ
ィの技術によって所定パターンから成る４〔μｍ〕厚の
フレームレジスト層１９を形成する（図４の工程（Ｈ）
参照）。

【００３７】次に、レジスト層１９が既に除去されて露
出した部分に、磁性膜２０Ａ用として、メッキＮｉＦｅ
を形成する（図４の工程（Ｉ）参照）。続いて、前述し
たフレームレジスト層１９を除去すると共に当該除去し
たフレームレジスト層の下部分に位置していた下地導体
膜１８，ＣｏＺｒＴａ膜（磁性膜２０Ｂ），およびアル
ミナ膜（磁気ギャップ１６）を、イオンミリングにより
除去する（図４の工程（Ｊ）参照）。更に、上部磁極層
２０となる部分をレジスト層２１で被覆する（図４の工
程（Ｋ）参照）。

【００３８】そして、その後、エッチングによって、露
出している不要となった部分を除去した後及びレジスト
層２１を除去する（図４の工程（Ｋ）参照）。これによ
り、磁気的に安定で且つ性能が良好な所定パターンを有
する飽和磁化の異なる磁性膜の積層から成る磁極（上部
磁極層２０）が形成される。

【００３９】（比較例）従来例を示す図６で開示したよ
うに、下部磁極１１２の層を形成する際に、メッキ工程
とスパッタ工程とを連続して行い（図６の工程（Ｂ）参
照）、それ以外は図３ないし図４における実施形態の場
合と同様の工程を経て磁気抵抗効果型ヘッドを作製し
た。

【００４０】つまり、下部磁極１１２をパターン化する
ためのレジスト層を形成した後、厚さ２〔μｍ〕のメッ
キＮｉＦｅ膜を電解メッキ法により形成し、更に、厚さ
０．５〔μｍ〕のＣｏＺｒＴａ膜を積層し、次いで前述
したレジスト層を除去することで所定の形状にパターン
化した磁性膜１１２Ａと磁性膜１１２Ｂの積層体から成
る下部磁極層１１２を形成した。

【００４１】しかしながら、この際、ＣｏＺｒＴａ膜に
直径で約５〔μｍ〕前後又はそれ以下の円上の腐食が多
数発生した。これは、先に形成したメッキＮｉＦｅを形
成する際のメッキ浴中の酸性物質が、磁極層１２をパタ
ーン化するために形成したレジスト層中およびその上面
に残留し、これが次に形成したＣｏＺｒＴａ膜を腐食す
るためである。

【００４２】このように、従来技術による製造工程で
は、飽和磁化の異なる磁性膜の積層体から成る下部磁極
１１２を安定かつ良好に形成することができないという
場合が生じる。

【００４３】（上記実施形態との比較）最初に、上述し
た実施形態の製造工程により形成した磁気抵抗効果型ヘ
ッドをウエハから切り出し、磁気ディスク用のスライダ
形状に加工し、記録再生評価を行った。

【００４４】その結果、再生波形の孤立波半値幅の小さ
い，且つノン−リニア・トランジッションシフト（ＮＬ
ＴＳ）の小さい良好な記録再生特性を得ることができ
た。これは上記図３乃至図４に示した製造工程によっ
て、異なる飽和磁化を有する磁性膜の積層から成る磁極
層１２が安定かつ良好に製造できたことによる。

【００４５】一方、比較例の製造工程によって作製した
磁気抵抗効果型ヘッドでは、再生波形の対象性は悪く、
バルクハウゼンノイズの発生も顕著に見られ、更に、ノ
ン−リニア−トランジッション−シフト（ＮＬＴＳ）の
改善も見られなかった。これは上記したように、ＣｏＺ
ｒＴａ膜に直径で約５〔μｍ〕程度以下の円状の腐食が
多数発生したため、安定かつ良好な製造ができなかった
こと、および磁性膜自体の磁気特性が劣化したことによ
ると考えられる。

【００４６】又、上述した実施形態では、磁極層１２が
メッキＮｉＦｅ膜とスパッタＣｏＺｒＴａ膜で形成され
る場合について述べたが、これ以外に、前述したメッキ
膜がＮｉ，Ｆｅ，Ｃｏの少なくとも１つを主成分とする
磁性膜で形成された場合にも同様の効果が得られる。

【００４７】更に、スパッタ膜がＣｏ−Ｍ、Ｆｅ−Ｍ，
Ｎｉ−Ｍ（ここで、ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎ
ｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗから選択される少なくとも一
種類の元素）を主成分とする磁性層１２の場合でも同様
の効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明によると、特に、
高密度記録を意図して飽和磁化の異なる磁性膜の積層か
ら成る磁極を形成する際、当該磁極を、積層する磁性膜
の耐食性に関係なく安定かつ良好に製造することが可能
となり、このため、磁気抵抗効果型ヘッドの耐久性を著
しく向上させることができるという従来にない優れた磁
気抵抗効果型ヘッド製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を実施することによって完
成した磁気抵抗効果型ヘッドの積層構造を示す説明図で
ある。

【図２】本発明の一実施形態を実施することによって完
成した磁気抵抗効果型ヘッドの一部省略した積層構造を
示す説明図である。

【図３】図１内に開示した下部磁極層の製造工程を示す
説明図であり、（Ａ）〜（Ｇ）の順に進行する。

【図４】図１内に開示した上部磁極層の製造工程を示す
説明図であり、（Ｈ）〜（Ｌ）の順に進行する。

【図５】従来例における磁気抵抗効果型ヘッドの構造を
示す説明図である。

【図６】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの一部省略した下
部磁極層の製造工程を示す説明図であり、（Ａ）〜
（Ｅ）の順に進行する。

【符号の説明】

１ セラミック基板 ２ 下シールド ３，５ 磁気分離層 ４ 磁気抵抗効果素子 ４Ａ，４Ｂ 電極部 １０，１８ 下地導体層 １２ 下部磁極（上シールド兼下部磁極） １２Ａ，１２Ｂ 磁性膜 ２０ 上部磁極 ２０Ａ，２０Ｂ 磁性膜 １６ 磁気ギャップ １１，１３，１５，１９，２１ レジスト層

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気抵抗効果を利用して情報の読み出し
   を行う再生素子を有すると共に，下部磁極層，上部磁極
   層および励磁用のコイル層を有し、前記下部磁極層と上
   部磁極層との間に設けられたギャップに発生する磁界に
   より情報の書き込みを行う記録素子を備え、前記下部磁
   極層と上部磁極層の内の少なくとも一方の磁極層が飽和
   磁化の異なる二種類以上の磁性膜の積層体により構成さ
   れて成る磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、 前記一方の磁極層の飽和磁化の形成に際し、フォトリソ
   グラフィー技術によって所定パターンのレジスト層を形
   成すると共に、前記二種類以上の磁性膜の内の一の磁性
   膜を先ず形成し、その後に前記レジスト層を除去した
   後、新たに所定パターンのレジスト層を形成し、次に、
   前記一の磁性膜と異なる飽和磁化を有する磁性膜を成膜
   し、続いて新たに形成したレジスト層を除去すると共に
   不要箇所の成膜を除去することを特徴とした磁気抵抗効
   果型ヘッドの製造方法。
2. 【請求項２】 前記飽和磁化の異なる二種類以上の磁性
   膜の積層体から成る磁極層を、一の磁性膜はメッキの手
   法をもって成膜すると共に他の一の磁性膜ははスパッタ
   の手法をもって成膜することを特徴とした請求項１記載
   の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
3. 【請求項３】 前記メッキ膜の形成に際しては、当該メ
   ッキ膜の素材として、Ｎｉ，Ｆｅ，Ｃｏの少なくとも１
   つを主成分とすることを特徴とした請求項２記載の磁気
   抵抗効果型ヘッドの製造方法。
4. 【請求項４】 前記スパッタ膜の形成に際しては、当該
   メッキ膜の素材として、Ｃｏ−Ｍ，Ｆｅ−Ｍ，Ｎｉ−Ｍ
   （ＭはＴｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｙ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ｈｆ，
   Ｔａ，Ｗ等から選択される少なくとも一種類の元素）を
   主成分とするスパッタ膜であることを特徴とした請求項
   ２記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。