JPH04167214A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関わる。

［発明の概要］ 本発明は少くとも一方が磁気抵抗効果を有する第１及び
第２の強磁性金属薄膜が非磁性絶縁中間層を介して積層
された積層型構成をとる感磁部よりなる磁気抵抗効果型
磁気ヘッドにおいて、この感磁部上にその両端部を除く
両側端面上を含んで拡散防止層を形成し、この感磁部の
両端においてそれぞれ電極を感磁部のその第１及び第２
の強磁性金属薄膜の端面から感磁部上面の一部に跨って
連接するようにして電極と強磁性金属薄膜との接触によ
る磁気的特性の劣化を回避して安定して優れた磁気的特
性を有し信転性に優れた磁気抵抗効果型磁気ヘッドを構
成する。

〔従来の技術〕

磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下ＭＲ型磁気という）に
おいて、その磁気抵抗効果を有する感磁部（以下ＭＲ感
磁部という）が非磁性絶縁中間層を介して積層された磁
気抵抗効果（以下ＭＲ効果という）を有する２枚の強磁
性薄膜或いは一方がＭＲ効果を有する２枚の強磁性薄膜
の積層体によって構成し、両画膜に同一方向のセンス電
流を通するようにしたＭＲ型磁気ヘッドが例えば特開昭
６１−１８２６２０号公報及び特開昭６２−５２７１１
号公報に開示されている。このような構成によるＭＲ型
磁気ヘッドにおいては、その感磁部が、非磁性中間層の
介在によって静磁的に結合された磁気抵抗薄膜の積層に
よって、各磁性薄膜において同一方向のセンス電流によ
って互いに反平行の磁化が発生するようになされて、全
体として単磁区構成となり、磁壁の発生が回避されてバ
ルクハウゼンノイズの発生が抑制されるようになされて
いる。

このようなＭＲ型磁気ヘッドは、例えば第６図にその断
面図を示すように、基板（１）上にＭＲ感磁部（２）が
形成され、その両端に電極金属層（３）及び（４）が被
着されて画電極金属層（３）及び（４）間にセンス電流
ｉが通ずるようになされる。この場合、ＭＲ惑感磁（２
）の表面には、Ｓｉｎｇ、　ＳｉＮ等の表面絶縁層（１
４）が被着され、これに電極金属層（３）及び（４）を
ＭＲ感磁部（２）に被着するに供する電極コンタクト窓
（１４ａ）及び（１４ｂ）が穿設され、この絶縁層（１
４）を介してＭＲ感磁部（２）上を横切って、これに所
要のバイアス磁界を与えるバイアス導体（５）が形成さ
れる。ＭＲ感磁部（２）上には、少くともＭＲ感磁部（
２）上を含んで絶縁層（６）を介して例えば上部シール
ド磁性体（７）が被着される。（８）は磁気記録媒体と
の対接ないしは対向面で（浮上型磁気ヘッドにおいては
、スライダのＡＢＳ　（エア・ベアリング・サーフエー
ス））で、感磁部（２）の前方端面がこの面（８）に臨
むようになされ、この面（８）側から磁気記録媒体上の
記録情報によって与えられる信号磁界とセンス電流ｉの
通電方向が平行関係にあるように選定され、バイアス導
体（５）にはバイアス電流がセンス電流ｉと直交する方
向に与えられてＭＲ惑感磁（２）に所要のバイアス磁界
が与えられてＭＲ感磁部（２）がその抵抗変化の直線性
及び感度に優れた部分において動作するようになされる
。

ＭＲ感磁部（２）は、ＭＲ効果を有する例えばパーマロ
イ（ＮｉＦｅ合金）等の第１及び第２の強磁性金属薄膜
（１１）及び（１２）が非磁性絶縁中間層（１３）を介
して積層されてなり、電極金属層（３）及び（４）は例
えばモリブデンＭｏ、タングステンＷ等の金属層によっ
て構成され、これが表面絶縁層（１４）に形成された電
極コンタクト窓（１４ａ）及び（１４ｂ）を通じてＭＲ
惑感磁（２）の両端において、両弾磁性金属薄膜（１１
）及び（１２）の双方に電気的に接続されるようにこれ
らの端面に連接するように被着される。

この構成においてＭＲ惑感磁（２）における磁気記録媒
体からの信号磁界による抵抗変化をセンス電流の通電に
よる電圧変化としてとり出して磁気記録媒体上の記録を
読み出すようになされている。

上述したＭＲ型磁気ヘッドによれば、バルクハウゼンノ
イズの改善が効果的に図られるものであるが、特にその
感磁部（２）を構成する磁性薄膜としてパーマロイ等の
金属薄膜が用いられる場合、二〇感磁部（２）の形成後
におけるアニルール工程、あるいは磁気ヘッドの完成後
においての使用時における磁気ヘッドを具備する磁気ヘ
ッド装置の磁気媒体との対接等に基づく温度上昇等によ
って特性劣化を招来するという経時変化及び信軌性に問
題がある。このような特性劣化ないしは信頬性の低下は
、特にＭＲ感磁部（２）の強磁性金属薄膜と電極金属層
（３）及び（４）の金属の相互拡散に基づいて生ずる。

この特性劣化は、特に感度向上のために、ＭＲ感磁部（
２）の幅を小さくする場合において著しくなり、問題と
なる。

このような問題の解決をはかるものとして、本出願人に
よる特開平１−１１６９１５号公開公報に開示のＭＲヘ
ッドの提案がなされている。これは、第７図にその拡大
平面図を示し、第８図、第９図及び第１０図にそれぞれ
そのＡ−Ａ線上、Ｂ−Ｂ線上及びＣ−Ｃ線上の拡大断面
図を示すように、基板（１）上に少くとも一方が磁気抵
抗効果を有する第１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）
及び（１２）が非磁性絶縁中間層を介して積層されたＭ
Ｒ感磁部（２）が設けられた構成をとるものであるが、
このＭＲ惑感磁（２）にｉ対の電極金属層（３）及び（
４）が感磁部（２）の特にその端面で限定的に電気的に
連結されるようＧこなされる。すなわち、感磁部（２）
の上層の第２の強磁性金属薄膜（１２）上に第１及び第
２の強磁性金属薄膜（１１）及び（１２）と同パターン
をもって例えば数召人の厚さを有するＡＩｔｏ、ｓ　薄
膜による拡散防止膜（１５）が被着されてなり、これの
上にＳｉｎｇ、　ＳｉＮ等の表面絶縁層（１４）が被着
されて、これのＭＲ感磁部（２）の前方及び後方両端に
電極コンタクト用窓（１４ａ）及び（１４ｂ）が穿設さ
れて電極金属層（３）及び（４）がＭＲ感磁部（２）の
第１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）及び（１２）の
端面すなわちこれら薄膜（１１）及び（１２）の厚さ方
向の側端縁においてのみ直接的に連接するようになされ
て電気的に連結するようになされる。つまりこの構成で
はＭＲ感磁部（２）上にＡｌ’　ｚ　０３拡散防止膜（
１５）を形成するが、このＡｔ！、０゜は加工性が低く
エツチングしにくいことから数召人程度に薄く形成し、
ＭＲ感磁部（２）を形成するに際してこのパターンエツ
チングと同時に、すなわち例えば全面的に形成したＭＨ
Ｉ膜の積層体上にＡ７！、Ｏ３薄膜を全面的に形成して
これを含んで各薄膜（１５）　−（１２）　−（１３）
　−（１１）にわたって全体的に目的とするパターンと
して拡散防止膜（１５）が上面に形成されたＭＲ感磁部
（２）を形成するものである。

そしてその後に比較的加工性に優れたＳｉＯ□、　Ｓｉ
Ｎ等の表面絶縁層（１４）を比較的厚く形成し、窓（１
４ａ）及び（１４ｂ）を穿設するエンチングを行う。

第７図〜第１０図において第６図と対応する部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。

この構成によれば、電極金属層（３）及び（４）がｔｖ
ｌＲ惑磁部感磁）の第１及び第２の強磁性金属薄膜（１
１）及び（１２）に対して、これと同パターンに拡散防
止膜（１５）が形成されていてＭＲ感磁部（２）の端縁
の端面においてのみ相互に連接するようにしたことによ
って、感磁部（２）における主たるセンス電流１の通電
領域の大部分においては拡散防止膜（１５）が形成され
ていることによって磁気的特性の劣化が回避されるので
感磁部としての特性の劣化が効果的に回避されるように
なされている。

ところが、このような構成による場合、拡散防止膜（１
５）が、ＭＲ惑感磁（２）と同パターンに形成されてい
ることから、ＭＲ感磁部（２）の長手方向（センス電流
ｉの通電方向に沿う両側端面には拡散防止膜（１５）が
全く被覆されずにＳｉｎｇ、　ＳｉＮ等の表面絶縁層（
１４）のみによって被覆されていて、これら５ｉ０２．
　ＳｉＮ等は２５０°Ｃ以上のアニールでは金属の拡散
防止が不充分となることからこれら両側端面（２ａ）及
び（２ｂ）からまわり込む拡散が特性劣化を来す。

〔発明が解決しようとする課題］ 本発明は、上述のＭＲ型磁気ヘッドにおいて、特性の、
安定化をはかる。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、第１図にその一例の路線的拡大平面を示し、
第２図、第３図及び第４図にそれぞれ第１図のＡ−Ａ線
上、Ｂ−Ｂ線上及びＣ−Ｃ線上の断面図を示すように、
基板（１）上に、少くとも一方がＭＲ効果を有する第１
及び第２の強磁性金属薄膜（１１）及び（１２）が非磁
性絶縁中間層（１３）を介して積層されたＭＲ感磁部（
２）が設けられて成るＭＲ型磁気ヘッドにおいて、ＭＲ
感磁部（２）上にその両端部を除く両側端面（２ａ）及
び（２ｂ）を含んですなわち各強磁性金属薄膜（１１）
及び（１２）の両側端面に接して拡散防止膜（１５）が
形成され、感磁部の両端においてそれぞれ電極金属層（
３）及び（４）が、それぞれ第１及び第２の強磁性金属
薄膜（１１）及び（１２）の端面と上層の強磁性金属薄
膜（１２）の上に跨って直接的に電気的に連結された構
成とする。

〔作用〕

上述の構成では、ＭＲ感磁部（２）に対する電極金属層
（３）及び（４）の被着を、ＭＲ惑感磁（２）の両端の
上面にも差し渡って形成したことから機械的に安定した
、したがって電気的に安定した接続を行うことができる
。

また、ＭＲ惑感磁（２）の両側端面（２ａ）及び（２ｂ
）、すなわち第１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）及
び（１２）の両側端面を含んで、つまり両薄膜（１１）
及び（１２）のゼンス電流の通電路の、実際に特性に大
きく影響する殆どの領域が拡散防止膜によって完全に被
覆されていることから、アニール処理等の加熱によって
、各強磁性薄膜（１１）及び（１２）に特性劣化を生じ
させるような金属の拡散を防止することができる。

［実施例］ 本発明の一実施例を第１図〜第４図を参照して説明する
が、更にその理解を容易にするために、第５図Ａ−Ｅに
各工程における一部を断面とした斜視図を参照してその
製造方法の一例と共に説明する。

基板（１）は例えばＭｎ−Ｚｎ系フェライトあるいはＮ
ｉ−Ｚｎ系フェライト等の磁性基板より構成し得、必要
に応じてこれの上に絶縁層（図示せず）を介してＭＲ感
磁部（２）が形成される。この感磁部（２）の形成は、
第５図Ａに示すように、基板（１）上に例えば順次全面
的にＮｉＦｅ系合金よりなる第１の強磁性金属薄膜（１
１）、これの上にこの金属薄膜（１１）に対して高温処
理によっても拡散の生じない例えばＡｉｌ’　ｚ　０３
よりなる非磁性絶縁中間層（１３）、さらにこれの上に
第２の例えば同様にＮｉＦｅ系合金よりなる強磁性金属
薄膜（１２）を被着形成する。

その後、第２の強磁性金属薄膜（１２）−非磁性絶縁中
間層（１３）−第１の強磁性金属薄膜（１１）を例えば
フォトリソグラフィによるエツチングによって第５図Ｂ
に示すように所要のパターンのＭＲｉ１部（２）を形成
する。

次に、第５図Ｃに示すように、このＭＲ感磁部（２）を
覆って全面的に例えばＵ、Ｏ，よりなる同様に高温処理
によって金属薄膜（１２）に対しての拡散を防止するこ
とができる拡散防止膜（１５）を５００Å以下、望まし
くは２００〜４００人の、これに対しエツチング加工で
きる程度の薄い厚さをもって形成し、同様に全面的に表
面絶縁層例えばＳｉ３Ｎ４等の絶縁層（１４）を必要充
分な大なる厚さに被着しないが所要のマスクを形成する
。

次に、第５図りに示すように、フォトリソグラフィによ
るエツチング、例えばプラズマエツチング等によってＭ
Ｒ感磁部（２）の両端上に選択的に電極コンタクト窓（
１４ａ）及び（１４ｂ）を穿設する。

第５図Ｅに示すように、これら電極コンタクト窓（１４
ａ）及び（１４ｂ）を通じて電極金属層（３）及び（４
）を被着形成感磁部（２）の窓（１４ａ）及び（１４ｂ
）内の特に拡散防止膜（１５）が被着されていない金属
薄膜（１１）及び（１２）の端縁の端面に連接させて形
成すると共に、さらにＭＲ感磁部（２）上を横切って、
表面絶縁層（１４）上バイアス導体（５）を形成する。

これら電極金属層（３）及び（４）とバイアス導体（５
）はそれぞれ金属を全面的に蒸着し、これをフォトリソ
グラフィによるエツチングによってパターニングして同
時に形成し得る。尚、前方の電極金属層（３）は例えば
感磁部（２）の長手方向と直交する方向に延在するよう
に形成され更にこれより後方に屈曲導出するようになさ
れる。

感磁部（２）の第１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）
及び（１２）の厚さは数百λ程度に、非磁性絶縁中間層
（１３）の厚さは両薄膜（１１）及び（１２）間に交換
相互作用に比し静磁的結合が支配的に生ずる厚さで数百
Å以下とする。

そして、第１図〜第４図で示すように、少くともＭＲ惑
感磁（２）を有する部分上にＳｉＯ□等の絶縁層（６）
を介して上層のシールド磁性体（７）を被着する。

そして、この感磁部（２）の前方端が臨むように基板（
１）から上部シールド磁性体（７）に跨って磁気記録媒
体との対接ないしは対向面（８）を研磨する。

このような構成において電極金属層（３）及び（４）間
において両弾磁性金属薄膜（１１）及び（１２）に同方
向のセンス電流を通ずるものであるが、この場合感磁部
（２）の名筆１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）及び
（１２）の磁化困難軸方向はセンス電流の通電方向に選
定され、すなわち磁気記録媒体からの信号磁界の印加方
向に形成される。そして、このような構成において電極
金属層（３）及び（４）間にセンス電流ｉを通電し、一
方バイアス導体（５）にバイアス電流を通ずることによ
って所要のバイアス磁界をＭＲ感磁部（２）に与える。

このようにすれば磁気記録媒体との対接ないしは対向面
に対接ないしは対向する磁気記録媒体からの記録に基づ
く信号磁界がＭＲ感磁部（２）にその磁化困難軸方向及
びセンス電流ｉの通電方向に与えられ、これによって電
極金属Ｎ（３）及び（４）間の抵抗変化に基づく例えば
電圧変化として電気的出力として導出される。

尚、上述した例においては第１及び第２の強磁性金属薄
膜（１１）及び（１２）がそれぞれＮｉＦｅより構成さ
れた場合であるが、他の磁気抵抗効果を有する例えばＮ
ｉＦｅＣｏ系合金あるいはＮｉＣｏ系合金等によって構
成することができる。

またＭＲ感磁部（２）は、両弾磁性金属薄膜（１１）（
１２）に対してＭＲ効果を有するものによって構成する
場合に限らず一方についてはＭＲ効果がほとんどないか
全くない金属薄膜によって構成することもできる。しか
しながらいずれの場合においても両弾磁性金属薄膜（１
１）及び（１２）が非磁性絶縁中間層によって静磁的に
結合された状態でその飽和磁束密度、厚さ等の選定によ
って両薄膜（１１）及び（１２）の磁束量が一致するよ
うにしてその磁束が両薄膜（１１）及び（１２）に対し
て全体的に閉じるようにして単磁区構造として磁壁の発
生が生じないようにする。

尚、上述した例は、磁性基板（１）と、上部シールド磁
性体（７）との間にＭＲ感磁部（２）が配置されたシー
ルド型ＭＲ磁気ヘッド構成とした場合であるが、この構
成に限られるものではなく、またＭＲ型磁気ヘッドの単
独の再生磁気ヘッドに限らず、例えば上下の磁性シール
ド体を磁気コアとするインダクティブ型記録ヘッドとの
複合型構成を採る場合など種々の構成によるＭＲ型磁気
ヘッドに本発明を適用することができる。

〔発明の効果〕

上述したように、本発明の構成では、ＭＲ感磁部（２）
に対する電極金属層（３）及び（４）の被着を、ＭＲ感
磁部（２）の両端の上面にも差し渡って形成したことか
ら機械的に安定した、したがって電気的に安定した接続
を行うことができる。

また、ＭＲ感磁部（２）の両側端面（２ａ）及び（２ｂ
）、すなわち第１及び第２の強磁性金属薄膜（１１）及
び（１２）の両側端面を含んで、つまり両薄膜（１１）
及び（１２）のセンス電流の通電路の、実際に特性に大
きく影響する殆どの領域が拡散防止膜によって完全に被
着されていることから、磁気特性の向上の為の２５０°
Ｃを越えるアニールを行っても、このアニール処理等の
加熱によって各強磁性薄膜（１１）及び（１２）に逆に
特性劣化を生じさせるような金属の拡散を防止すること
ができる。

したがって本発明によれば、経時変化が小さく、安定性
、信顛性の高いＭＲ型磁気ヘッドを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による磁気ヘッドの一例の路線的拡大平
面図、第２図、第３図及び第４図は第１のＡ−Ａ線、Ｂ
−Ｂ線及びＣ−Ｃ！ｉ上の拡大断面図、第５図Ａ−Ｅは
本発明による磁気ヘッドの感磁部の製造工程図、第６図
は従来構造の磁気ヘッドの断面図、第７図は従来の磁気
ヘッドの平面図、第８図、第９図及び第１０図はそれぞ
れ第７図のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線上の断面図
である。 （１）は基板、（２）はＭＲ感磁部、（３）及び（４）
は電極金属層、（１１）及び（１２）は第１及び第２の
強磁性金属薄膜、（１３）は非磁性絶縁中間層、（１４
）は表面絶縁層、（１５）は拡散防止膜である。 １２俤２の強苺釦碕謄傅賦 １４ａ、１４ｂ　　鬼由艷りンタク鴫 ５　バイアス眞ルト ７ンールド〃孔ｌ−封か ８　　属、Ｉ依（銀山れと、７１交丁お参なべ（コ吹ゴ
臼Ｙ鎖第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　基板上に、少くとも一方が磁気抵抗効果を有する第１
   及び第２の強磁性金属薄膜が非磁性絶縁中間層を介して
   積層された感磁部が設けられて成る磁気抵抗効果型磁気
   ヘッドにおいて、 上記感磁部上にその両端部を除く両側端面上を含んで拡
   散防止膜が形成され、上記感磁部の両端においてそれぞ
   れ電極金属層が、それぞれ上記第１及び第２の強磁性金
   属薄膜の端面と上層の強磁性金属薄膜上に跨って直接的
   に電気的に連結されてなることを特徴とする磁気抵抗効
   果型磁気ヘッド。