JPH0447890B2 - - Google Patents

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JPH0447890B2
JPH0447890B2 JP60272757A JP27275785A JPH0447890B2 JP H0447890 B2 JPH0447890 B2 JP H0447890B2 JP 60272757 A JP60272757 A JP 60272757A JP 27275785 A JP27275785 A JP 27275785A JP H0447890 B2 JPH0447890 B2 JP H0447890B2
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film
thin film
sio
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magnetic
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JP60272757A
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JPS62132211A (ja
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Koji Ootsuka
Tooru Kira
Ryoji Namikata
Kazuyoshi Imae
Mitsuhiko Yoshikawa
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Sharp Corp
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Sharp Corp
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3916Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
    • G11B5/3919Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
    • G11B5/3922Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
    • G11B5/3925Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
<技術分野> 本発明は一軸磁気異方性を有する磁性薄膜に信
号磁界を印加し、それを磁化容易軸方向の電気抵
抗変化として検出する磁気抵抗効果素子(以下、
MR素子という)を具備して磁気記録媒体に記録
される信号の検出を行なう薄膜磁気ヘツド(以
下、薄膜MRヘツドといる)に関する。 <従来技術> 従来、薄膜MRヘツドは巻線型の磁気ヘツドと
比較して多くの利点があることが知られている。
この薄膜MRヘツドは、磁気テープ等の磁気記録
媒体に書き込まれた信号磁界を受けることによ
り、MR素子内部の磁化方向が変化し、この磁化
方向の変化に応じたMR素子の内部抵抗の変化を
外部出力として取り出すものである。従つて、薄
膜MRヘツドは磁束応答型のヘツドであり、磁気
記録媒体の移送速度に依存せずに信号磁界を再生
できる。又、この薄膜MRヘツドは半導体の微細
加工技術を適用することにより高集積化及び多素
子化が容易であるので、高密度記録が行なわれる
固定ヘツド式PCM録音機の再生用磁気ヘツドと
して有望視されている。 この様なMR素子は外部磁界に対して2乗変化
を示す感応特性をもつことから、MR素子を再生
ヘツドとして構成する場合には、素子形状をスト
ライプ状にするとともに、線型応答特性を得るた
めに所定のバイアス磁界を印加する構成を備える
ことが必要である。このバイアス磁界を印加する
方法には、導体に直流電流を流すことによりバイ
アス磁界を誘起する方法及びCo−P層等の高抗
磁力薄膜を用いてバイアス磁界を印加する方法等
が知られている。実際の使用に際しては、薄膜
MRヘツドでは、上記導体または高抗磁力薄膜の
上に絶縁層を介してMR素子が形成される。 一方、MR素子単体で構成した薄膜MRヘツド
よりも、MR素子をヘツド先端から離して磁気記
録媒体に発生した磁束をMR素子まで導く磁束導
入路(以下、ヨークという)を配置した第3図の
ような構造の通常ヨークタイプMRヘツド(以
下、YMRヘツドという)と呼ばれる薄膜磁気ヘ
ツドの方が信号の分解能の向上やMR素子の耐久
性の向上に有効であることが知られている。尚、
第3図は従来のYMRヘツドのトラツク幅方向に
垂直な方向の断面構造を示し、第4図はこの
YMRヘツドの平面構成を示す。但し、第3図は
第4図のYMRヘツドのA−B断面の構造を示
す。 同図で上部ヨーク12は、通常膜厚が0.5〜
1.0μm程度のパーマロイ(Ni−Fe合金)膜で作
製され、磁気記録媒体2で発生した磁界をMR素
子7に導くための磁路となる。バイアス磁界を印
加するためにAl、CuまたはAl−Cu合金等の膜か
らなる導体4が配設される。ヘツドギヤツプ部1
3は実際に使用される記録波長が0.5μm程度であ
るので、0.2〜0.3μm程度に設定される。下部ヨー
クを形成する基板1は高透磁率磁性体からなり、
Ni−Znフエライト又はMn−Znフエライトが用
いられる。MR素子7はパーマロイ(Ni−Fe合
金)蒸着膜で作製され、トラツク幅は多トラツク
構成となるため50〜200μm程度に設定される。上
述の導体4、MR素子7及び上部ヨーク12は基
板1上に絶縁層3,5,10を介して形成され
る。 ところで、薄膜MR素子として使用される金属
強磁性薄膜の膜厚は200〜500〓と非常に薄く、従
つて、この金属強磁性薄膜と両側の絶縁層との間
にわずかの拡散等が生じても薄膜MR素子の特性
に著しく多きな影響を与えることになる。この拡
散等による薄膜MR素子の特性劣化について知る
為に、膜厚320〓のパーマロイ膜を真空中で200〜
250℃、2時間アニールした時のパーマロイ膜の
磁気特性の変化を調べた結果を第1表に示す。同
表でHcはパーマロイ膜の磁化容易軸方向の保磁
力、Hchはパーマロイ膜の磁化困難軸方向の保磁
力、Hkは異方性磁界、λsは磁歪定数を示す。
【表】 ここで300℃、2時間以上のアニールでは著し
く特性が劣化し、特に飽和磁化も減少しているこ
とからこの特性劣化はパーマロイ膜と下地の
SiO2との間の相互拡散によるものと考えられる。
一方アニール温度を200℃に下げても特性の劣化
が生じることから薄膜磁気ヘツドの加工プロセス
中の昇温によつて、薄膜MR素子の特性劣化が生
じる可能性があり、さらに、製品そのものの耐熱
性も悪いという問題がある。 <発明の目的> 本発明は薄膜磁気ヘツドに使用される薄膜MR
素子の耐熱性を向上させることにより、加工プロ
セス中の昇温あるいは高温雰囲気下での使用等の
熱的要因による薄膜MR素子の特性劣化を防止す
ることを目的とする。 <実施例> 以下、本発明に係る薄膜磁気ヘツドの一実施例
について、図面を参照して詳細に説明する。 第1図はYMRヘツドの磁気記録媒体のトラツ
ク幅方向に垂直な方向の断面構造を示す。 同図で上部ヨーク12は膜厚が0.5〜1.0μm程度
のパーマロイ(Ni−Fe合金)等の高透磁率磁性
膜からなり、この上部ヨーク12は磁気記録媒体
2で発生した磁界をMR素子7へ導くための磁路
となる。MR素子7はパーマロイ蒸着膜からな
り、その膜厚は200〜500Åであり、トラツク幅は
多トラツク構成となるため50〜200μm程度に設定
される。MR素子7は絶縁層5上に形成された絶
縁層SiO膜6の上に形成される。又、バイアス磁
界をMR素子7に印加するための導体層4はMo、
Cu、Al又はAl−Cu合金等の膜からなる。下部ヨ
ークを形成する基板1はNi−Znフエライト又は
Mn−Znフエライトから成る。この基板1上に絶
縁層3を介して導体層4が形成され、該導体層4
の上に絶縁層5とSiO膜6を介してMR素子7が
形成され、該MR素子7の上にSiO膜9と絶縁層
10を介して上部ヨーク12が形成される。 以上のヘツドの製作手順としては、先ず基板1
の上にSiO2、Si3N4、Al2O3等からなる絶縁層3
がRFスパツタ法又はP−CVD法等により形成さ
れる。次にこの絶縁層3の上にMo、Cu、Al、
Al−Cu合金等からなる導体層4が抵抗加熱法、
RFスパツタ法又は電子ビーム蒸着法等により形
成される。この導体層4を目的の形状に加工する
ために、ケミカルエツチング法、スパツタエツチ
ング法又はイオンミーリング法が用いられる。具
体例を上げて説明すると、ケミカルエツチング法
の場合、Cu膜は硝酸(HNO3)+過硫酸アンモニ
ウム((NH32S2O8)+水(H2O)、Al−Cu膜は
水酸化カリウム(KOH)+過硫酸アンモニウム
((NH32S2O8)+水(H2O)又はリン酸
(H3PO4)+硝酸(HNO3)+酢酸(CH3COOH)+
水(H2O)なるエツチング液を用いれば良い。
スパツタエツチング法又はイオンミーリング法の
場合にはMo、Cu、Al−Cu等の膜はArガスを導
入すれば公知の手法によつて加工することができ
る。 上述のようにして形成された導体層4上にP−
CVD法又はRFスパツタ法によりSiO2
Si3N4Al2O3等からなる絶縁層5が形成される。
次にSiO膜6が絶縁層5の上に形成される。この
SiO膜6は抵抗加熱法又は電子ビーム蒸着法によ
り形成される。該SiO膜6はSiO2層と同様に表面
平滑性、膜質が優れているので、MR素子7を形
成するパーマロイ(Ni−Fe合金)蒸着膜は第2
表に示すように良好な磁気特性をもつようにな
る。
【表】 上記MR素子7は、その膜厚が200〜500Åであ
り、ケミカルエツチング又はスパツタエツチング
法等により(5〜20)×(50〜100)μmのストライ
プ状に加工される。その後、リード部8が第4図
と同じ位置に抵抗加熱法、電子ビーム蒸着法ある
いはRFスパツタ法により形成される。次に、
MR素子7及びリード部8の上に抵抗加熱法又は
電子ビーム蒸着法によりSiO膜9を形成後、P−
CVD法又はRFスパツタ法により絶縁層SiO2膜1
0が蒸着され、最後に高透磁率磁性膜からなる上
部ヨーク12が形成される。 ここでパーマロイ蒸着膜の下地層及び上側保護
層としてSiO層を用いた場合のパーマロイ蒸着膜
の特性について以下に述べる。 ガラス基板上に厚さ約400ÅのSiO層を抵抗加
熱法で形成した後厚さ約320ÅのNi−Fe(パーマ
ロイ)合金膜を磁場中にて抵抗加熱法で形成し、
該Ni−Fe合金膜上に厚さ約400ÅのSiOを形成し
た試料を磁場中で200℃、2時間真空中でアニー
ルした時の磁気特性の変化を第3表に示す。尚、
比較のため、Ni−Fe合金膜上に直接、SiO2層を
RFスパツタ法で形成した試料のアニールによる
磁気特性の変化も同表に示している。この表中の
磁歪定数Xsは外部から応力によるNi−Fe合金膜
の一軸異方性磁界の変化から容易に測定でき、し
かもNi−Fe合金膜の組成に著しく敏感であるこ
とからNi−Fe合金膜と下地との拡散による組成
変化を検出するのに適している。
【表】 第3表からわかるように、Ni−Fe合金膜上に
直接絶縁層となるSiO2層を形成した場合にはア
ニールによつて磁歪定数は正から負に変化してお
り、このことはNi−Fe合金膜とSiO2層との拡散
によりNi−Fe合金膜中のFe成分が減少したこと
を示している。一方Ni−Fe合金膜上にSiO層を
形成した場合には磁歪定数の変化は非常に小さく
なつている。このことは薄膜MR素子となる
NiFe合金膜の両側にSiO層を設けることにより、
NiFe合金膜との拡散を防止することができるこ
とを示している。 上記の実験例で示したように、薄膜MR素子と
なるNi−Fe合金膜の両側に拡散防止層となる
SiO層を介在せしめ、絶縁層をSiO2とSiOの2層
構造とすることによりSiO2絶縁層とNi−Fe合金
膜との間の拡散を防止することができ、その結果
加工プロセス中の昇温あるいは製品使用時の温度
履歴等の熱的要因による薄膜MR素子の特性の劣
化を防止することができる。 第2図は他の実施例におけるYMRヘツドの磁
気記録媒体のトラツク幅方向に垂直な方向の断面
構成を示す。同図に示す様にMR素子7の上側保
護層9がGaP部を構成する絶縁層を兼用した構造
になつている。 以上の実施例ではMR素子としてNi−Fe合金
膜を使用した場合について示しているが、MR素
子としてはNi−Fe−Co、Ni−Co等の他の金属
強磁性膜を使用した場合にも同様な効果が得られ
る。 <発明の効果> 以上述べた本発明によれば、薄膜MR素子の耐
熱性を向上でき、加工プロセス中の昇温による特
性劣化の防止を図ることができる。また、本発明
における拡散防止層であるSiOは絶縁物なので、
導電層と異なり、電流の分流によるMR素子の感
度低下がないので、良好な特性(例えば抵効変化
率の特性)が得られる。また、本発明によれば、
絶縁層の少なくとも一方を2層構造としたので、
Ni−Fe合金膜との拡散を防止するためのSiO膜
(SiO2等に比較すると加工性の点で劣る)を薄く
構成することが可能となり加工性に優れた薄膜磁
気ヘツドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係る一実施例の断面図、第2
図は本発明に係る他の実施例の断面図、第3図は
従来の薄膜MRヘツドの断面図、第4図はその平
面図である。 図中、1……基板、2……磁気記録媒体、3,
5,10……絶縁層SiO2、4……導電層、6,
9……拡散防止層SiO、7……MR素子、8……
リード層、11……バツクヨーク部、12……上
部ヨーク、13……フロント・ギヤツプ部。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 印加される信号磁界の変化を、第1と第2の
    絶縁層間に挟まれて形成された一軸磁気異方性を
    有する強磁性薄膜の電気抵抗変化として検出する
    磁気抵抗効果型の薄膜磁気ヘツドにおいて、 前記強磁性薄膜を挟む第1と第2の絶縁層の少
    なくとも一方が2層構造をなし、かつ、前記第1
    と第2の絶縁層の前記強磁性薄膜に接する層が共
    にSiOから成ることを特徴とする薄膜磁気ヘツ
    ド。
JP27275785A 1985-12-03 1985-12-03 薄膜磁気ヘツド Granted JPS62132211A (ja)

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