JPH076328A - 磁気抵抗再生ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗再生ヘッド及びその製造方法Info
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- JPH076328A JPH076328A JP6078259A JP7825994A JPH076328A JP H076328 A JPH076328 A JP H076328A JP 6078259 A JP6078259 A JP 6078259A JP 7825994 A JP7825994 A JP 7825994A JP H076328 A JPH076328 A JP H076328A
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- NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N Titanium nitride Chemical compound [Ti]#N NRTOMJZYCJJWKI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure 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
- G11B5/3903—Structure 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
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3945—Heads comprising more than one sensitive element
- G11B5/3948—Heads comprising more than one sensitive element the sensitive elements being active read-out elements
- G11B5/3951—Heads comprising more than one sensitive element the sensitive elements being active read-out elements the active elements being arranged on several parallel planes
- G11B5/3954—Heads comprising more than one sensitive element the sensitive elements being active read-out elements the active elements being arranged on several parallel planes the active elements transducing on a single track
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電流シャントによる信号のロスを低減した短
絡ＤＭＲ再生ヘッドおよびその生成方法。 【構成】 信号のロスを低減した短絡ＤＭＲ再生ヘッド
は、２つのほぼ同一のＭＲ要素と、これら１間に位置す
る抵抗値１０００μΩ−cmの窒化チタンの薄膜とを含
む。このように窒化チタンの薄膜をスペーサとして用い
ることによって、電流のシャントによって短絡ＤＭＲヘ
ッドに生じる信号のロスは著しく低減される。
絡ＤＭＲ再生ヘッドおよびその生成方法。 【構成】 信号のロスを低減した短絡ＤＭＲ再生ヘッド
は、２つのほぼ同一のＭＲ要素と、これら１間に位置す
る抵抗値１０００μΩ−cmの窒化チタンの薄膜とを含
む。このように窒化チタンの薄膜をスペーサとして用い
ることによって、電流のシャントによって短絡ＤＭＲヘ
ッドに生じる信号のロスは著しく低減される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気抵抗再生ヘッドに関
し、特に短絡デュアルエレメント磁気抵抗（ＤＭＲ：Du
al Element Magnetoresistive ）ヘッドに関する。
し、特に短絡デュアルエレメント磁気抵抗（ＤＭＲ：Du
al Element Magnetoresistive ）ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録媒体に記録された信号を再生す
るための短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、例えば、1993年 3月
9日発行の米国特許第5,193,038 号（発明者：Smith ）
に開示されている。この短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、非磁
性の導電スペーサを間に挟む一対の同一の磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）ストライプを含み、導電スペーサの素材としてスパ
ッタリングされたチタンが使用される。
るための短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、例えば、1993年 3月
9日発行の米国特許第5,193,038 号（発明者：Smith ）
に開示されている。この短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、非磁
性の導電スペーサを間に挟む一対の同一の磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）ストライプを含み、導電スペーサの素材としてスパ
ッタリングされたチタンが使用される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の短絡ＤＭＲ再生
ヘッドにおいて、スパッタリングされたチタンから構成
される導電スペーサの抵抗は、約１００μΩ−cmであ
る。従って、出来上がった短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、ヘ
ッド内で電気的短絡（電流シャントｓｈｕｎｔｉｎｇ）
をおこし、これによりおよそ４０％の信号がロスしてし
まう。
ヘッドにおいて、スパッタリングされたチタンから構成
される導電スペーサの抵抗は、約１００μΩ−cmであ
る。従って、出来上がった短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、ヘ
ッド内で電気的短絡（電流シャントｓｈｕｎｔｉｎｇ）
をおこし、これによりおよそ４０％の信号がロスしてし
まう。
【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであり、信号ロスを低減した短絡ＤＭＲ再生
ヘッドを提供することを目的とする。
されたものであり、信号ロスを低減した短絡ＤＭＲ再生
ヘッドを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の磁気抵抗再生ヘッドは以下を特徴とす
る。
めに、本発明の磁気抵抗再生ヘッドは以下を特徴とす
る。
【０００６】短絡デュアル磁気抵抗型の磁気抵抗再生ヘ
ッドにおいて、一対の磁気抵抗ストライプと、前記一対
の磁気抵抗ストライプの間にあり、２００μΩ−cm〜２
０００μΩ−cmの抵抗値を有するチタン窒化物のスペー
サと、を有することを特徴とする。
ッドにおいて、一対の磁気抵抗ストライプと、前記一対
の磁気抵抗ストライプの間にあり、２００μΩ−cm〜２
０００μΩ−cmの抵抗値を有するチタン窒化物のスペー
サと、を有することを特徴とする。
【０００７】また、上記短絡デュアル磁気抵抗型の磁気
抵抗再生ヘッドを製造方法において、第１の磁気抵抗ス
トライプを形成する工程と、前記第１の磁気抵抗ストラ
イプ上に、反応性スパッタリングによってチタン窒化物
の薄膜を形成する工程と、前記チタン窒化物の薄膜上に
第２の磁気抵抗ストライプを形成する工程と、を有する
ことを特徴とする。
抵抗再生ヘッドを製造方法において、第１の磁気抵抗ス
トライプを形成する工程と、前記第１の磁気抵抗ストラ
イプ上に、反応性スパッタリングによってチタン窒化物
の薄膜を形成する工程と、前記チタン窒化物の薄膜上に
第２の磁気抵抗ストライプを形成する工程と、を有する
ことを特徴とする。
【０００８】前記第２の磁気抵抗ストライプを形成する
前に、更に、前記チタン窒化物の表面をスパッタエッチ
ングもしくはイオンミリングする工程を有することを特
徴とする。
前に、更に、前記チタン窒化物の表面をスパッタエッチ
ングもしくはイオンミリングする工程を有することを特
徴とする。
【０００９】
【作用】本発明の短絡ＤＭＲ再生ヘッドにおいて、一対
の磁気抵抗ストライプの間に設けられるスペーサは、２
００μΩ−cm〜２０００μΩ−cmの抵抗値の窒化チタン
層から構成されている。この窒化チタン層は高融点の金
属化合物であって、高い熱伝導性と導電性を有し、その
結晶粒界の存在は少なく、容積拡散率は低い。
の磁気抵抗ストライプの間に設けられるスペーサは、２
００μΩ−cm〜２０００μΩ−cmの抵抗値の窒化チタン
層から構成されている。この窒化チタン層は高融点の金
属化合物であって、高い熱伝導性と導電性を有し、その
結晶粒界の存在は少なく、容積拡散率は低い。
【００１０】一般に正規組成の窒化チタン膜の抵抗は、
純粋なチタン膜の抵抗より低いとされている。しかしな
がら本発明では、堆積（デポジット）される窒化チタン
膜はその堆積条件（形成条件）によって広範囲の抵抗値
を有することが発見された。特に反応性スパッタリング
で窒化チタン膜を形成する場合、通常の大気中の酸素量
の下で窒素ガスの流量を増加させるか、もしくはスパッ
タリングパワーを落として堆積の速度を減じることによ
って、高抵抗の窒化チタン膜が得られる。
純粋なチタン膜の抵抗より低いとされている。しかしな
がら本発明では、堆積（デポジット）される窒化チタン
膜はその堆積条件（形成条件）によって広範囲の抵抗値
を有することが発見された。特に反応性スパッタリング
で窒化チタン膜を形成する場合、通常の大気中の酸素量
の下で窒素ガスの流量を増加させるか、もしくはスパッ
タリングパワーを落として堆積の速度を減じることによ
って、高抵抗の窒化チタン膜が得られる。
【００１１】このように本発明では、窒化チタン膜の堆
積条件を制御して、抵抗値が２００μΩ−cm〜２０００
μΩ−cm、好ましくは１０００μΩ−cmの膜を形成する
ことによって、製造された短絡ＤＭＲ再生ヘッド内の電
流シャントの発生による信号のロスを５％未満にまで減
じることができる。
積条件を制御して、抵抗値が２００μΩ−cm〜２０００
μΩ−cm、好ましくは１０００μΩ−cmの膜を形成する
ことによって、製造された短絡ＤＭＲ再生ヘッド内の電
流シャントの発生による信号のロスを５％未満にまで減
じることができる。
【００１２】また、この窒化チタン層は形成が容易で、
また磁気抵抗要素と同じスパッタリングチャンバ内で連
続して形成することができるため窒化チタン層の清浄性
が低下しない。
また磁気抵抗要素と同じスパッタリングチャンバ内で連
続して形成することができるため窒化チタン層の清浄性
が低下しない。
【００１３】
【実施例】図１には本発明の短絡ＤＭＲ再生ヘッドが示
されている。
されている。
【００１４】この短絡ＤＭＲ再生ヘッドは、一対の検出
部であって、相互にバイアスをかける磁気抵抗（ＭＲ）
要素１２、１４を含む。これら２つのＭＲ要素は磁気抵
抗特性、電気抵抗、幾何学的な形状およびサイズがまっ
たく同じである。
部であって、相互にバイアスをかける磁気抵抗（ＭＲ）
要素１２、１４を含む。これら２つのＭＲ要素は磁気抵
抗特性、電気抵抗、幾何学的な形状およびサイズがまっ
たく同じである。
【００１５】ＭＲ要素１２、１４は、窒化チタンからな
る導電性の非磁性層１６を間にはさんで分離されてお
り、この窒化チタンは２００μΩ−cm〜２０００μΩ−
cmの抵抗値を有している。電流２２は検出電流であり、
かつＭＲ要素１２、１４にバイアスするための励起電流
であって、短絡ＤＭＲヘッドに接続されている２本のリ
ード１８、２０に流れ込む。
る導電性の非磁性層１６を間にはさんで分離されてお
り、この窒化チタンは２００μΩ−cm〜２０００μΩ−
cmの抵抗値を有している。電流２２は検出電流であり、
かつＭＲ要素１２、１４にバイアスするための励起電流
であって、短絡ＤＭＲヘッドに接続されている２本のリ
ード１８、２０に流れ込む。
【００１６】ＭＲ要素１２、１４は、その全長で窒化チ
タン層１６と電気的に接触している。従って、ＭＲ要素
１２、１４は、このＭＲ要素１２、１４と窒化チタン層
１６との相対的な抵抗によって決定されるＤＭＲヘッド
中のいかなる電流も分け合う。これは、ＭＲ要素１２、
１４が同一の電気特性および磁気特性を有し、ＤＭＲヘ
ッドがシンメトリックな構成を有しているので、電流は
２４、２６、２９の３つの成分に分流するためである。
そして、ＭＲ要素１２、１４を同一方向に流れる電流成
分２４、２６の大きさは等しく、残りの成分２９はスペ
ーサを流れる。
タン層１６と電気的に接触している。従って、ＭＲ要素
１２、１４は、このＭＲ要素１２、１４と窒化チタン層
１６との相対的な抵抗によって決定されるＤＭＲヘッド
中のいかなる電流も分け合う。これは、ＭＲ要素１２、
１４が同一の電気特性および磁気特性を有し、ＤＭＲヘ
ッドがシンメトリックな構成を有しているので、電流は
２４、２６、２９の３つの成分に分流するためである。
そして、ＭＲ要素１２、１４を同一方向に流れる電流成
分２４、２６の大きさは等しく、残りの成分２９はスペ
ーサを流れる。
【００１７】図２には、本発明の短絡ＤＭＲ再生ヘッド
生成のプロセスを示す。以下にこれを説明する。
生成のプロセスを示す。以下にこれを説明する。
【００１８】まず、ステップ３０においては、例えば２
５０オングストローム（２５ｎｍ）のパーマロイ（ニッ
ケル鉄合金）を周知の条件下でスパッタリングすること
により第１のＭＲ要素１２を形成する。
５０オングストローム（２５ｎｍ）のパーマロイ（ニッ
ケル鉄合金）を周知の条件下でスパッタリングすること
により第１のＭＲ要素１２を形成する。
【００１９】次に、ステップ３２で、この第１のＭＲ要
素１２の上に窒化チタンの薄膜１６を形成（デポジショ
ン）する。
素１２の上に窒化チタンの薄膜１６を形成（デポジショ
ン）する。
【００２０】図３および図４は、実験データに基づくグ
ラフである。図３は窒素の分圧と形成される窒化チタン
薄膜の抵抗との関係を示し、図４はスパッタリングパワ
ーと形成される薄膜の抵抗との関係を示している。
ラフである。図３は窒素の分圧と形成される窒化チタン
薄膜の抵抗との関係を示し、図４はスパッタリングパワ
ーと形成される薄膜の抵抗との関係を示している。
【００２１】本実施例においては、１２０℃において純
粋なチタンターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素の
割合６０：４０で、スパッタリング圧力が４ｍＴｏｒｒ
の条件において、窒化チタンをスパッタリングした。
粋なチタンターゲットを使用し、アルゴンガスと窒素の
割合６０：４０で、スパッタリング圧力が４ｍＴｏｒｒ
の条件において、窒化チタンをスパッタリングした。
【００２２】スパッタリングチャンバから通常の大気は
まったく除去されない。よってチャンバー内には十分な
酸素が残っており、形成された窒化チタン層にも多少の
原子含有率で酸素が含まれる。この窒化チタン層は、
０．６オングストローム（０．０６ｎｍ）／秒の割合で
形成され、７００Ｗの直流電流を膜厚が１０００オング
ストローム（１００ｎｍ）になるまで供給した。形成さ
れた窒化チタン膜の抵抗の測定値は１０００μΩ−cmで
あった。このような高い膜抵抗が達成されるのは、膜形
成速度を低くすることによって十分な量の酸素を中に含
むミクロ構造を実現したためである。
まったく除去されない。よってチャンバー内には十分な
酸素が残っており、形成された窒化チタン層にも多少の
原子含有率で酸素が含まれる。この窒化チタン層は、
０．６オングストローム（０．０６ｎｍ）／秒の割合で
形成され、７００Ｗの直流電流を膜厚が１０００オング
ストローム（１００ｎｍ）になるまで供給した。形成さ
れた窒化チタン膜の抵抗の測定値は１０００μΩ−cmで
あった。このような高い膜抵抗が達成されるのは、膜形
成速度を低くすることによって十分な量の酸素を中に含
むミクロ構造を実現したためである。
【００２３】図５は最終的なＤＭＲヘッド構成のオージ
ュ分析のグラフである。窒化チタン層内には約７％の酸
素が捕獲されて含まれている。
ュ分析のグラフである。窒化チタン層内には約７％の酸
素が捕獲されて含まれている。
【００２４】窒化チタン層１６が形成された後、ステッ
プ３４においてこの層の表面処理が行われ、窒化チタン
層表面の柱状構造（カラムナストラクチャー）を除去す
る。このような突起が処理されずに残ると、この後に形
成される第２のＭＲ要素１４の特性に悪影響が及ぶから
である。窒化チタン膜１６の表面処理方法としては、こ
の層をスパッタエッチングあるいはイオンミリングして
その表面部分を約２００オングストローム（２０ｎｍ）
除去するのが好ましい。
プ３４においてこの層の表面処理が行われ、窒化チタン
層表面の柱状構造（カラムナストラクチャー）を除去す
る。このような突起が処理されずに残ると、この後に形
成される第２のＭＲ要素１４の特性に悪影響が及ぶから
である。窒化チタン膜１６の表面処理方法としては、こ
の層をスパッタエッチングあるいはイオンミリングして
その表面部分を約２００オングストローム（２０ｎｍ）
除去するのが好ましい。
【００２５】最後にステップ３６で、窒化チタン膜上に
第２のＭＲ要素１４が形成される。この時の形成条件は
第１のＭＲ要素１２の形成時と同様である。
第２のＭＲ要素１４が形成される。この時の形成条件は
第１のＭＲ要素１２の形成時と同様である。
【００２６】このようにして作られた短絡ＤＭＲ再生ヘ
ッドのデュアル磁気抵抗特性の測定値は以下の通りであ
る。
ッドのデュアル磁気抵抗特性の測定値は以下の通りであ
る。
【００２７】Ｈｋ＝４．０３ Oe （Ｈｋ：異
方性磁場） Ｈｃｈ＝０．５６５ Oe （Ｈｃｈ：磁化困難軸の
保磁力） Ｈｃｅ＝０．４８１ Oe （Ｈｃｅ：磁化容易軸の
保磁力） Ｒｓ＝５．０９４ Ω／□（シート） （Ｒｓ：シ
ート抵抗） δρ／ρ＝２．１０％ （δρ／ρ：磁気抵抗係
数） 出来上がった短絡ＤＭＲ再生ヘッドにおいて、電流シャ
ントによる信号のロスは５％未満であった。窒化チタン
のスペーサの安定性を確保するために、ＤＭＲヘッドを
大気中で２０時間、２７５℃でアニールした。このアニ
ールによって窒化チタン薄膜の特性に起こる変化は微細
なものであり、最終的な短絡ＤＭＲヘッドの機能に悪影
響を及ぼすことはまったくなかった。
方性磁場） Ｈｃｈ＝０．５６５ Oe （Ｈｃｈ：磁化困難軸の
保磁力） Ｈｃｅ＝０．４８１ Oe （Ｈｃｅ：磁化容易軸の
保磁力） Ｒｓ＝５．０９４ Ω／□（シート） （Ｒｓ：シ
ート抵抗） δρ／ρ＝２．１０％ （δρ／ρ：磁気抵抗係
数） 出来上がった短絡ＤＭＲ再生ヘッドにおいて、電流シャ
ントによる信号のロスは５％未満であった。窒化チタン
のスペーサの安定性を確保するために、ＤＭＲヘッドを
大気中で２０時間、２７５℃でアニールした。このアニ
ールによって窒化チタン薄膜の特性に起こる変化は微細
なものであり、最終的な短絡ＤＭＲヘッドの機能に悪影
響を及ぼすことはまったくなかった。
【００２８】本発明は上記実施例に限定されるものでは
なく、当業者にとって本発明の原理と範囲からはずれず
に多様な変化が可能である。
なく、当業者にとって本発明の原理と範囲からはずれず
に多様な変化が可能である。
【００２９】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電流シ
ャントによる信号のロスを著しく低減した短絡ＤＭＲ再
生ヘッドを実現できる。また、この短絡ＤＭＲヘッドを
構成する磁気抵抗要素とスペーサは、同一スパッタリン
グチャンバ内で連続形成できるので形成が容易であり、
また膜質の清浄性も向上する。
ャントによる信号のロスを著しく低減した短絡ＤＭＲ再
生ヘッドを実現できる。また、この短絡ＤＭＲヘッドを
構成する磁気抵抗要素とスペーサは、同一スパッタリン
グチャンバ内で連続形成できるので形成が容易であり、
また膜質の清浄性も向上する。
【図１】本発明の実施例にかかる短絡ＤＭＲ再生ヘッド
の斜視図である。
の斜視図である。
【図２】本発明の短絡ＤＭＲ再生ヘッド生成のプロセス
を示す図である。
を示す図である。
【図３】スパッタリング時の窒素の分圧と、形成された
窒化チタン薄膜の抵抗との関係を示す図である。
窒化チタン薄膜の抵抗との関係を示す図である。
【図４】スパッタリング装置の直流電力と、形成された
窒化チタン薄膜の抵抗との関係を示す図である。
窒化チタン薄膜の抵抗との関係を示す図である。
【図５】本発明にしたがって生成された窒化チタン薄膜
層のオージュ分析の結果を示す図である。
層のオージュ分析の結果を示す図である。
１０ 短絡ＤＭＲ再生ヘッド １２ 第１のＭＲ（磁気抵抗）要素 １４ 第２のＭＲ（磁気抵抗）要素 １６ 窒化チタンのスペーサ １８ リード ２０ リード ２４、２６、２８ 電流
Claims (3)
- 【請求項１】 短絡デュアル磁気抵抗型の磁気抵抗再生
ヘッドにおいて、 一対の磁気抵抗ストライプと、 前記一対の磁気抵抗ストライプの間にあり、２００μΩ
−cm〜２０００μΩ−cmの抵抗値を有するチタン窒化物
のスペーサと、 を有することを特徴とする磁気抵抗再生ヘッド。 - 【請求項２】 短絡デュアル磁気抵抗型の磁気抵抗再生
ヘッドの製造方法において、 第１の磁気抵抗ストライプを形成する工程と、 前記第１の磁気抵抗ストライプ上に、反応性スパッタリ
ングによってチタン窒化物の薄膜を形成する工程と、 前記チタン窒化物の薄膜上に第２の磁気抵抗ストライプ
を形成する工程と、 を有することを特徴とする磁気抵抗再生ヘッドの製造方
法。 - 【請求項３】 請求項２記載の磁気抵抗再生ヘッドの製
造方法において、 前記第２の磁気抵抗ストライプを形成する前に、前記チ
タン窒化物の表面をスパッタエッチングもしくはイオン
ミリングする工程を有することを特徴とする磁気抵抗再
生ヘッドの製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US052447 | 1993-04-23 | ||
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