JPH0744824A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法

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JPH0744824A
JPH0744824A JP18788293A JP18788293A JPH0744824A JP H0744824 A JPH0744824 A JP H0744824A JP 18788293 A JP18788293 A JP 18788293A JP 18788293 A JP18788293 A JP 18788293A JP H0744824 A JPH0744824 A JP H0744824A
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JP
Japan
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layer
head
bias
vacuum
niobium oxide
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Withdrawn
Application number
JP18788293A
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Inventor
Masahiro Nakada
正宏 中田
Tatsufumi Oyama
達史 大山
Shinji Kobayashi
伸二 小林
Kazuhiko Takeda
和彦 武田
Isao Yasuda
伊佐雄 安田
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 一対のシールド層1、4間に、MR素子層、
非磁性物質層、及びバイアス磁界を印加するための非晶
質軟磁性層からなる3層構造のMR複合層2を形成した
MRヘッドにおいて、MR素子層と非晶質軟磁性層の間
には、非磁性物質層として酸化ニオブ層を形成する。該
酸化ニオブ層の形成は、8×10-7Torr以上の低真空中
にてニオブを真空蒸着することによって行なう。 【効果】 センス電流の分流による再生出力の低下を抑
えることができ、然も、MRヘッド製造工程中の熱処理
工程によるMR素子や非晶質軟磁性体層の磁気特性の劣
化を抑えることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置等の
磁気記録再生装置、特に小型で、高信号密度の磁気記録
装置に使用される磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、MR
ヘッドという)は、高い再生感度を有し、再生出力が記
録媒体−ヘッド間の相対速度に依存しないので、磁気記
録装置の小型化、高信号密度化に好適である。MRヘッ
ドにおいては、通常、再生時の分解能を高めるために、
磁気抵抗効果素子(以下、MR素子)を一対のシールド層
間に挟み込んだシールド構造が採用される。
【0003】一般にMRヘッドは、MR素子に磁気的な
バイアスを印加して、線形特性を有する再生専用ヘッド
として使用される。例えば特公昭53−37205号公
報に提案されているMRヘッドは、図7に示す如く基板
(7)上に、記録媒体(8)の移動方向に沿って下部シール
ド層(6)及び上部シールド層(65)を配置し、これらのシ
ールド層間に、絶縁層(61)、MR素子層(62)、絶縁層(6
4)及びバイアス層(63)を順次形成したものであって、バ
イアス層(63)によってMR素子層(62)に対して磁気的バ
イアスが印加される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、MR素子層
(62)とバイアス層(63)の間に介在する絶縁層(64)は、そ
の絶縁特性の点から充分な抵抗値を有することが要求さ
れる。そこで、上記特公昭53−37205号公報に提
案されているMRヘッドにおいては、絶縁材として厚さ
2000オングストロームの二酸化シリコンが採用され
る。しかしながら、この様な大きな厚さでは、バイアス
層(63)からのバイアス磁界が充分にMR素子層(62)へ作
用せず、磁気的な効率に問題が生じる。
【0005】一方、特公昭56−40406号公報で
は、絶縁材の替わりにTi等の比較的高抵抗率の非磁性
物質が用いられているが、該MRヘッドにおいては、非
磁性物質の層にセンス電流が分流するため、MR素子の
再生出力が低下する問題がある。
【0006】又、該MRヘッドにおいて、バイアス層の
導電性磁性物質として非晶質軟磁性材料を用いた場合、
該非晶質軟磁性材料の磁気特性を改善し、MR素子と同
一の磁化容易軸方向を付与するためには、300〜35
0℃の熱処理工程が必要となる。しかし、この熱処理工
程によってTi等の非磁性物質がMR素子や非晶質軟磁
性材料中に拡散し、これらの軟磁気特性が劣化して、M
Rヘッドの再生出力が低下する問題がある。
【0007】本発明の目的は、MR素子層とバイアス層
の間に、高抵抗を有すると共に熱処理工程を経ても拡散
の生じない非磁性物質を介在させたMRヘッド及び、そ
の簡易な製造方法を提供し、上記問題点を一挙に解決す
ることである。
【0008】
【課題を解決する為の手段】本発明に係るMRヘッド
は、MR素子層とバイアス層の間に介在させるべき非磁
性物質として、これまでに例のない酸化ニオブを採用し
たものである。
【0009】又、本発明に係るMRヘッドの製造方法
は、MR素子層とバイアス層の間に酸化ニオブ層を形成
する工程を、8×10-7Torr以上の低真空中、望ましく
7×10-6Torr程度の低真空中にて、ニオブを真空蒸着
することによって行なうものである。
【0010】
【作用】酸化ニオブは、5×103〜15×103μΩcm
程度の高い比抵抗を有しており、然も熱処理工程を経て
も殆ど拡散の生じないことが実験的に確認された。又、
ニオブを8×10-7Torr以上の低真空中にて真空蒸着す
る方法によれば、蒸着雰囲気中の酸素の作用によってニ
オブが酸化され、酸化ニオブ層が形成される。
【0011】
【発明の効果】本発明に係るMRヘッドによれば、MR
素子層とバイアス層の間の酸化ニオブ層が高抵抗を有し
ているから、該酸化ニオブ層にセンス電流が分流するこ
とはなく、高い再生出力が得られる。又、熱処理によっ
てバイアス層の磁気特性を改善する際、酸化ニオブ層は
熱処理によって拡散を生じないから、磁気特性が劣化す
る虞れはない。
【0012】又、本発明に係るMRヘッドの製造方法に
よれば、ニオブを真空蒸着する際の真空度を下げるだけ
で、高抵抗の酸化ニオブ層を形成することが出来るか
ら、その製造工程は簡易である。
【0013】
【実施例】以下、本発明の一実施例につき、図面に沿っ
て詳述する。本発明に係るMRヘッドは、図1に示す如
く下部シールド層(1)上に、下部絶縁層(図示省略)を介
して後述のMR複合層(2)を形成し、該MR複合層(2)
の表面に一対の電極層(3)(3)を形成し、更に上部絶縁
層(図示省略)を介して、上部シールド層(4)を配置した
ものである。
【0014】MR複合層(2)は図2に示す如く、MR素
子層(21)、酸化ニオブ層(22)及び非晶質軟磁性層(23)か
らなる3層構造を有している。MR素子層(21)はパーマ
ロイ、非晶質軟磁性層(23)はCo系アモルファスから形
成される。又、酸化ニオブ層(22)は、7×10-6Torr程
度の低真空中にてニオブを真空蒸着することによって形
成したものである。
【0015】図3は、ニオブを真空蒸着して酸化ニオブ
層を形成する際の蒸着中真空度と酸化ニオブ層の比抵抗
の関係を実験的に調べて、グラフ化したものである。こ
こで、酸化ニオブ層を形成すべき基板には、結晶化ガラ
スを用い、基板温度は200℃とした。蒸着源として
は、純度99.9%の金属ニオブを用いた。蒸着時に酸
素ガスは導入しない。このときの蒸着速度は3〜5オン
グストローム/秒であり、膜厚は300オングストロー
ムとした。図示の如く、1×10-6Torr以上の低真空度
で、5×103μΩcmを越える高い比抵抗が得られてい
る。
【0016】又、酸化ニオブ層の熱処理に伴う拡散性を
調べるために、MR素子層となる膜厚400オングスト
ロームのパーマロイ層(81重量%Ni−19重量%F
e)と、膜厚300オングストロームの酸化ニオブ層を
真空蒸着法で連続成膜し、これによって得られた積層膜
に、真空中(真空度2×10-6Torr)にて熱処理(350
℃、2時間)を施した。そして、熱処理後の積層膜につ
いて、オージェ電子分光分析法を用いて、深さ方向の成
分分析を行なった。その結果を図4に示す。
【0017】図4において、横軸のスパッタリング時間
は分析の深さを表わし、縦軸の濃度は、相対的な成分比
率を表わしている。図示の如く、スパッタリング時間が
7〜8分後の狭い領域で、NbとOがNiとFeに入れ
替わっており、このことから、非晶質軟磁性材料の熱処
理工程を経ても酸化ニオブは拡散しないことが判明し
た。
【0018】図5及び図6は、本発明に係るMRヘッド
の製造方法を表わしている。先ず図5(a)において、厚
さ略2.6mmのAl23−TiC基板(5)上に、Al2
3をスパッタリングして厚さ10〜15μmの絶縁層
(図示省略)を形成する。その後、該絶縁層上に、パーマ
ロイ(80重量%Ni−20重量%Fe)をバイアススパ
ッタ法により厚さ1μmに成膜して、下部シールド層
(1)を形成する。ここで、バイアスを印加するのは、良
好な軟磁気特性を得るためであって、−100Vを基板
に印加しながら、スパッタリングを行なう。
【0019】又、このとき、基板の面内方向に磁場を印
加することによって、パーマロイ膜に一軸異方性を付与
する。磁場印加の方法としては、真空槽内に永久磁石や
電磁石を設置する。本実施例では、基板ホルダーに永久
磁石を設置して、100Oeの磁場を印加する。
【0020】そして、上記パーマロイ膜を、イオンミリ
ング法等の周知のフォトリソグラフィー技術を用いて所
定形状に整形する。この際、磁化容易軸の方向に配慮し
てエッチングを行なう。その後、下部シールド層(1)の
表面を覆って、Al23を厚さ1000オングストロー
ムにスパッタリングし、下部絶縁層(図示省略)を形成す
る。
【0021】次に図5(b)の工程においては、先ず前記
MR素子層(21)となる厚さ400オングストロームのパ
ーマロイ膜(81重量%Ni−19重量%Fe)を磁場中
蒸着法にて形成する。本実施例では、MR素子層の磁化
容易軸を揃えるために、70Oeの磁場を印加しながら
基板温度200℃で蒸着を行なう。その後、蒸着装置の
メインバルブを絞って排気コンダクタンスを増加させて
真空度を下げ、この雰囲気でニオブを蒸着することによ
り、厚さ300オングストロームの酸化ニオブ層(22)を
形成する。本実施例では、真空度を7×10-6Torrとす
る。
【0022】更に、非晶質軟磁性層(23)となる厚さ50
0オングストロームのCoZrMo膜をスパッタリング
により形成する。そして、上記3層からなる積層膜を、
イオンミリング法等の周知のフォトリソグラフィ技術を
用いて同時にパターニングする。この際、MR素子層の
長手方向が磁化容易軸となる様にパターニングする。本
実施例では、長手方向が100μm、これと直交する方
向が5μmの矩形に整形する。
【0023】次に、非晶質軟磁性層(23)の軟磁気特性を
改善し、一軸異方性を付与するために、450Oeの磁
界をMR素子層(21)の長手方向に印加しながら、真空中
で330℃、2時間の熱処理を行なって、複合層(2)を
完成する。
【0024】図6(a)においては、MR素子層にセンス
電流を供給するための電極層を形成するべく、TiとC
uの積層膜(31)を形成する。ここで、TiとCuの膜厚
は夫々200オングストローム、1200オングストロ
ームとする。
【0025】更に図6(b)においては、周知のフォトリ
ソグラフィ技術を用いて前記積層膜(31)を一対の電極層
(3)(3)に整形する。ここでは、一対の電極層(3)(3)
の間隔は5μmに設定して、トラック幅を規定する。
【0026】その後、上部絶縁層となる厚さ1800オ
ングストロームのSiO2膜をスパッタリング法によっ
て形成する。更に、上部シールド層となる厚さ1μmの
パーマロイ膜(80重量%Ni−20重量%Fe)を下部
シールド層と同様に形成し、イオンミリング法等の周知
のフォトリソグラフィ技術を用いて、所定形状の上部シ
ールド層(4)にエッチング整形する。
【0027】更にその後、上部絶縁層に対し、周知のフ
ォトリソグラフィ技術を用いて、ターミナル部のスルー
ホール加工を行ない、ターミナル部の構成材料であるC
uとAuの積層膜をスパッタリング法によって厚さ2μ
mに形成し、これを所定形状にエッチング整形する。そ
して最後に、保護層となる厚さ3μmのAl23膜をリ
フトオフ法を用いて形成することによって、ターミナル
部のスルーホール加工を同時に行なう。これによって本
発明のMRヘッドが完成する。
【0028】上記のごとく、本発明によれば、拡散性が
低く且つ高抵抗の酸化ニオブを用いて非磁性導体層を形
成することによって、センス電流の分流による再生出力
の低下を抑えることが出来、然も、MRヘッド製造工程
中の熱処理工程によるMR素子や非晶質軟磁性体層の磁
気特性の劣化を抑えることが出来、この結果、高い再生
能力を有するMRヘッドを得ることが出来る。
【0029】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能であることは
勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るMRヘッドの構造を表わす斜視図
である。
【図2】MR複合層の積層構造を表わす斜視図である。
【図3】ニオブ真空蒸着工程における真空度と酸化ニオ
ブの比抵抗の関係を示すグラフである。
【図4】オージェ電子分光分析法による成分分析の結果
を示すグラフである。
【図5】本発明に係るMRヘッドの製造方法の前半を表
わす工程図である。
【図6】同上の後半を表わす工程図である。
【図7】従来のMRヘッドの構造を表わす断面図であ
る。
【符号の説明】
(1) 下部シールド層 (2) MR複合層 (21) MR素子層 (22) 酸化ニオブ層 (23) 非晶質軟磁性層 (4) 上部シールド層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 和彦 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内 (72)発明者 安田 伊佐雄 大阪府守口市京阪本通2丁目18番地 三洋 電機株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対のシールド層間に、磁気抵抗効果素
    子層と該磁気抵抗効果素子層にバイアス磁界を印加する
    ためのバイアス層とを形成した磁気抵抗効果型磁気ヘッ
    ドにおいて、前記磁気抵抗効果素子層とバイアス層の間
    には、酸化ニオブ層が介在していることを特徴とする磁
    気抵抗効果型磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 一対のシールド層の間に、磁気抵抗効果
    素子層と該磁気抵抗効果素子層にバイアス磁界を印加す
    るためのバイアス層とを形成した磁気抵抗効果型磁気ヘ
    ッドの製造方法において、磁気抵抗効果素子層とバイア
    ス層の間に酸化ニオブ層を形成し、該酸化ニオブ層の形
    成は、8×10-7Torr以上の低真空中にてニオブを真空
    蒸着することによって行なう磁気抵抗効果型磁気ヘッド
    の製造方法。
JP18788293A 1993-07-29 1993-07-29 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びその製造方法 Withdrawn JPH0744824A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002107433A (ja) * 2000-09-28 2002-04-10 Hitachi Metals Ltd 磁気式センサーとその製造方法、およびエンコーダー
US6971571B2 (en) 2000-12-21 2005-12-06 Fujitsu Limited Reflow soldering apparatus and reflow soldering method

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Effective date: 20001003