JPH0896328A - 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法Info
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- JPH0896328A JPH0896328A JP6228501A JP22850194A JPH0896328A JP H0896328 A JPH0896328 A JP H0896328A JP 6228501 A JP6228501 A JP 6228501A JP 22850194 A JP22850194 A JP 22850194A JP H0896328 A JPH0896328 A JP H0896328A
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- magnetoresistive
- magnetoresistive effect
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 Ｓ／Ｎの向上及び電気的ショートの低減が可
能な磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を
提供すること。 【構成】 下部電磁気的絶縁膜４の上にソフトバイアス
膜５（0.02μm)，非磁性分離膜６（0.01μm)及びＭＲ膜
７（0.02μm)を含むＭＲ３層膜１３が積層され、その両
側に、強磁性膜８，８（0.05μm)が形成されている。Ｍ
Ｒ３層膜１３の両端部はテーパ状になしてあり、ＭＲ３
層膜１３と接する強磁性膜８，８の端部は逆テーパ状に
なしてある。ＭＲ３層膜１３の中央部を除き、強磁性膜
８，８を覆う態様で電極９，９が形成されており、その
上に上部電磁気的絶縁膜１０を介して上部シールド膜１
１が形成されている。
能な磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を
提供すること。 【構成】 下部電磁気的絶縁膜４の上にソフトバイアス
膜５（0.02μm)，非磁性分離膜６（0.01μm)及びＭＲ膜
７（0.02μm)を含むＭＲ３層膜１３が積層され、その両
側に、強磁性膜８，８（0.05μm)が形成されている。Ｍ
Ｒ３層膜１３の両端部はテーパ状になしてあり、ＭＲ３
層膜１３と接する強磁性膜８，８の端部は逆テーパ状に
なしてある。ＭＲ３層膜１３の中央部を除き、強磁性膜
８，８を覆う態様で電極９，９が形成されており、その
上に上部電磁気的絶縁膜１０を介して上部シールド膜１
１が形成されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスクドライ
ブに使用される磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに関し、
詳しくは磁気抵抗効果膜（以下ＭＲ膜という）及び縦バ
イアス磁場用の強磁性膜の構造に関する。
ブに使用される磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに関し、
詳しくは磁気抵抗効果膜（以下ＭＲ膜という）及び縦バ
イアス磁場用の強磁性膜の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】コンピュータの補助記憶装置であるハー
ドディスクの小型化に伴い、磁気誘導起電力を用いる磁
気ヘッドに変わって、磁気抵抗効果を使用する磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの検討が盛んに行われている。磁
気誘導起電力を用いる場合は、磁場の時間当たりの変化
を電圧として検出するのに対し、磁気抵抗効果は磁場強
度で電気抵抗が変化する現象を利用するものであり、静
磁場でも検出が可能である。従って磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドを使用すれば、磁気ディスクの小型化に伴っ
て磁気ヘッドと磁気ディスクとの相対速度が低下しても
対応することができる。例えば特開平２−220213号公報
には、磁気抵抗導体層及び縦方向バイアス発生手段を備
える磁気抵抗読取トランスデューサが開示されており、
永続性があるバイアスを実現することができる。
ドディスクの小型化に伴い、磁気誘導起電力を用いる磁
気ヘッドに変わって、磁気抵抗効果を使用する磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドの検討が盛んに行われている。磁
気誘導起電力を用いる場合は、磁場の時間当たりの変化
を電圧として検出するのに対し、磁気抵抗効果は磁場強
度で電気抵抗が変化する現象を利用するものであり、静
磁場でも検出が可能である。従って磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドを使用すれば、磁気ディスクの小型化に伴っ
て磁気ヘッドと磁気ディスクとの相対速度が低下しても
対応することができる。例えば特開平２−220213号公報
には、磁気抵抗導体層及び縦方向バイアス発生手段を備
える磁気抵抗読取トランスデューサが開示されており、
永続性があるバイアスを実現することができる。
【０００３】図６，７は、ソフトバイアス法を使用した
場合の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを示す構造断面図
である。図６では、基板４１上に、ソフトバイアス膜
５，非磁性分離膜６及びＭＲ膜７からなるＭＲ３層膜１
３がこの順に積層され、その上にＣｕ，Ａｕ，Ｗ，Ｔａ
等の単層膜又はこれらの多層膜からなる電極９，９が所
定領域に形成されている。図７では逆に、基板４１上
に、間に電磁気的絶縁膜１４を挟む態様で電極９，９が
形成されており、その上にＭＲ膜７，非磁性分離膜６及
びソフトバイアス膜５がこの順に積層されている。図７
に示す磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは電磁気的絶縁膜
１４を使用した平坦化が必要であるため、図６に示す構
造の方が一般的である。
場合の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを示す構造断面図
である。図６では、基板４１上に、ソフトバイアス膜
５，非磁性分離膜６及びＭＲ膜７からなるＭＲ３層膜１
３がこの順に積層され、その上にＣｕ，Ａｕ，Ｗ，Ｔａ
等の単層膜又はこれらの多層膜からなる電極９，９が所
定領域に形成されている。図７では逆に、基板４１上
に、間に電磁気的絶縁膜１４を挟む態様で電極９，９が
形成されており、その上にＭＲ膜７，非磁性分離膜６及
びソフトバイアス膜５がこの順に積層されている。図７
に示す磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは電磁気的絶縁膜
１４を使用した平坦化が必要であるため、図６に示す構
造の方が一般的である。
【０００４】ＭＲ３層膜１３を構成するソフトバイアス
膜５，非磁性分離膜６及びＭＲ膜７は、膜厚は夫々異な
るが、形状は同じ（矩形）である。ＭＲ膜７は、ディス
クからの磁場強度に応じて電気抵抗が変化する膜であ
り、その変化が大きいほど磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドの再生出力電圧は大きい。ＭＲ膜７に使用される材料
としてはＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）が代表的であ
る。また巨大ＭＲ効果を示す人工格子多層膜も使用可能
である。
膜５，非磁性分離膜６及びＭＲ膜７は、膜厚は夫々異な
るが、形状は同じ（矩形）である。ＭＲ膜７は、ディス
クからの磁場強度に応じて電気抵抗が変化する膜であ
り、その変化が大きいほど磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ドの再生出力電圧は大きい。ＭＲ膜７に使用される材料
としてはＮｉ−Ｆｅ合金（パーマロイ）が代表的であ
る。また巨大ＭＲ効果を示す人工格子多層膜も使用可能
である。
【０００５】非磁性分離膜６には金属膜が使用される場
合と、絶縁膜が使用される場合とがある。前記金属膜と
してはＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ等が挙げられ、電気抵抗がＭＲ
膜７よりも大きいものが望ましい。また前記絶縁膜とし
てはＳｉＯ2 ，Ａｉ2 Ｏ3 等が挙げられる。ソフトバイ
アス膜５には軟磁性の金属膜が使用される場合が多く、
ＭＲ膜７よりも電気抵抗が大きいものが望ましい。具体
的にはＮｉ−Ｆｅ系又はＣｏ−Ｚｒ系のアモルファス等
が挙げられる。
合と、絶縁膜が使用される場合とがある。前記金属膜と
してはＴｉ，Ｔａ，Ｎｂ等が挙げられ、電気抵抗がＭＲ
膜７よりも大きいものが望ましい。また前記絶縁膜とし
てはＳｉＯ2 ，Ａｉ2 Ｏ3 等が挙げられる。ソフトバイ
アス膜５には軟磁性の金属膜が使用される場合が多く、
ＭＲ膜７よりも電気抵抗が大きいものが望ましい。具体
的にはＮｉ−Ｆｅ系又はＣｏ−Ｚｒ系のアモルファス等
が挙げられる。
【０００６】ＭＲ膜７とソフトバイアス膜５とには形状
磁気異方性が生じ、矩形のアスペクト比（素子長と素子
高さとの比、通常長い方を短い方で割った値）を大きく
することにより、無磁場中では素子長方向に磁化が向
く。磁場中においては、この磁化方向は磁場の方向へ回
転する。実際にはアスペクト比を１０以上とすることが
多い。
磁気異方性が生じ、矩形のアスペクト比（素子長と素子
高さとの比、通常長い方を短い方で割った値）を大きく
することにより、無磁場中では素子長方向に磁化が向
く。磁場中においては、この磁化方向は磁場の方向へ回
転する。実際にはアスペクト比を１０以上とすることが
多い。
【０００７】図８は、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの
動作原理を説明するための図であり、ＭＲ３層膜１３及
び電極９，９のみを電極９，９側から示す斜視図であ
る。図８に破線矢符で示す方向にセンス電流３１を流す
と、電気抵抗が最も小さいＭＲ膜７に大部分の電流が流
れる。ＭＲ膜７に電流が流れると、ＭＲ膜７の周囲に磁
場が形成される。これは直線状の銅線に電流を流すと導
線の周囲を回転する方向に磁場が発生することに似てい
る。この磁場は、ソフトバイアス膜５内に入り、ソフト
バイアス膜５の磁化の向きを素子長方向から素子高さ方
向へ回転させる。図中３２（白抜き矢符）は、このとき
のソフトバイアス膜５の磁化方向を示す。
動作原理を説明するための図であり、ＭＲ３層膜１３及
び電極９，９のみを電極９，９側から示す斜視図であ
る。図８に破線矢符で示す方向にセンス電流３１を流す
と、電気抵抗が最も小さいＭＲ膜７に大部分の電流が流
れる。ＭＲ膜７に電流が流れると、ＭＲ膜７の周囲に磁
場が形成される。これは直線状の銅線に電流を流すと導
線の周囲を回転する方向に磁場が発生することに似てい
る。この磁場は、ソフトバイアス膜５内に入り、ソフト
バイアス膜５の磁化の向きを素子長方向から素子高さ方
向へ回転させる。図中３２（白抜き矢符）は、このとき
のソフトバイアス膜５の磁化方向を示す。
【０００８】このようにソフトバイアス膜５の磁化方向
が回転すると、ソフトバイアス膜５の素子高さ方向の端
部に磁極（Ｎ極，Ｓ極）が生じ、ソフトバイアス膜５の
周囲にＮ極から出てＳ極に入る磁場１５が発生する。磁
場１５はＭＲ膜７に入り、ＭＲ膜７の磁化方向３３を素
子長方向から素子高さ方向へ回転させる。この磁場１５
はバイアス磁場と呼ばれ、ＭＲ膜７の磁化方向３３が素
子長方向に対して４５°の方向であればバイアス磁場は
適正であるといえる。このようにＭＲ膜７の磁化方向３
３はソフトバイアス膜５の磁化方向３２に依存するた
め、センス電流の大きさを変化させることによりバイア
ス磁場の大きさを制御することができる。
が回転すると、ソフトバイアス膜５の素子高さ方向の端
部に磁極（Ｎ極，Ｓ極）が生じ、ソフトバイアス膜５の
周囲にＮ極から出てＳ極に入る磁場１５が発生する。磁
場１５はＭＲ膜７に入り、ＭＲ膜７の磁化方向３３を素
子長方向から素子高さ方向へ回転させる。この磁場１５
はバイアス磁場と呼ばれ、ＭＲ膜７の磁化方向３３が素
子長方向に対して４５°の方向であればバイアス磁場は
適正であるといえる。このようにＭＲ膜７の磁化方向３
３はソフトバイアス膜５の磁化方向３２に依存するた
め、センス電流の大きさを変化させることによりバイア
ス磁場の大きさを制御することができる。
【０００９】非磁性分離膜６の役割は、ＭＲ膜７とソフ
トバイアス膜５との間を磁気的に分離することであり、
非磁性分離膜６が存在することによってＭＲ膜７とソフ
トバイアス膜５とは素子高さ方向の端部においてのみ磁
束が作用し合うことになる。
トバイアス膜５との間を磁気的に分離することであり、
非磁性分離膜６が存在することによってＭＲ膜７とソフ
トバイアス膜５とは素子高さ方向の端部においてのみ磁
束が作用し合うことになる。
【００１０】図９は図８に示されている構造を下側から
見た図に相当し、強磁性膜を併せて示す。ＭＲ３層膜１
３の素子長方向の両端部には、縦バイアス磁場用の強磁
性膜８，８が接続されている。２つの強磁性膜８，８の
磁化は素子長方向を向いており、一の強磁性膜８のＮ極
がＭＲ３層膜１３に接続しており、他の強磁性膜８はＳ
極がＭＲ３層膜１３に接続している。そして一の強磁性
膜８のＮ極から出た磁場３４は、ＭＲ膜７内を通り、他
の強磁性膜８のＳ極に入いる。このように強磁性膜８か
らＭＲ膜７に作用する磁場３４を縦バイアス磁場と呼ん
でいる。縦バイアス磁場３４の役割はＭＲ膜７を単磁区
化することにある。単磁区には磁壁がないため、バルク
ハウゼンノイズが発生せずＳ／Ｎが高い。縦バイアス磁
場３４がない場合、ＭＲ膜７は多磁区になりやすく、バ
ルクハウゼンノイズが再生信号に乗ってＳ／Ｎが低下す
る。
見た図に相当し、強磁性膜を併せて示す。ＭＲ３層膜１
３の素子長方向の両端部には、縦バイアス磁場用の強磁
性膜８，８が接続されている。２つの強磁性膜８，８の
磁化は素子長方向を向いており、一の強磁性膜８のＮ極
がＭＲ３層膜１３に接続しており、他の強磁性膜８はＳ
極がＭＲ３層膜１３に接続している。そして一の強磁性
膜８のＮ極から出た磁場３４は、ＭＲ膜７内を通り、他
の強磁性膜８のＳ極に入いる。このように強磁性膜８か
らＭＲ膜７に作用する磁場３４を縦バイアス磁場と呼ん
でいる。縦バイアス磁場３４の役割はＭＲ膜７を単磁区
化することにある。単磁区には磁壁がないため、バルク
ハウゼンノイズが発生せずＳ／Ｎが高い。縦バイアス磁
場３４がない場合、ＭＲ膜７は多磁区になりやすく、バ
ルクハウゼンノイズが再生信号に乗ってＳ／Ｎが低下す
る。
【００１１】ＭＲ３層膜１３を含むＭＲ素子部は、一般
に真空蒸着装置又はスパッタリング装置で成膜される。
このとき積層界面の密着性を向上させるために、３元以
上の真空蒸着装置又はスパッタリング装置（３種類以上
の材料がセットされており、交換なしで連続成膜が可能
である。）を使用し、チャンバを大気開放せずにＭＲ３
層膜１３を連続で成膜することがある。成膜されたＭＲ
３層膜１３はイオンミリング装置で矩形に加工され、Ｍ
Ｒ３層膜１３の両端にリフトオフで強磁性膜を成膜し、
さらにリフトオフで電極９，９を形成する。
に真空蒸着装置又はスパッタリング装置で成膜される。
このとき積層界面の密着性を向上させるために、３元以
上の真空蒸着装置又はスパッタリング装置（３種類以上
の材料がセットされており、交換なしで連続成膜が可能
である。）を使用し、チャンバを大気開放せずにＭＲ３
層膜１３を連続で成膜することがある。成膜されたＭＲ
３層膜１３はイオンミリング装置で矩形に加工され、Ｍ
Ｒ３層膜１３の両端にリフトオフで強磁性膜を成膜し、
さらにリフトオフで電極９，９を形成する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】ＭＲ３層膜１３と強磁
性膜８，８との接続部分は、図９に示す如く端部が一致
している状態が適正である。しかしながら露光時のアラ
イメントがずれると、図１０に示す如く、ＭＲ３層膜１
３と強磁性膜８とが離れたり、強磁性膜８がＭＲ３層膜
１３にかぶさったりする。このアライメントのずれはサ
ブミクロンオーダーであるが、大なり小なり存在する。
この場合はＭＲ膜７に作用する縦バイアス磁場３４が小
さくなり、バルクハウゼンノイズの抑制効果が減少し、
Ｓ／Ｎの低下に繋がる。また接続部分が離れていたり重
なっていたりすると、その上に形成される電極９，９に
凹凸が発生し、電極９，９上に絶縁膜を介して形成され
る上部シールドと電極９，９との電気的ショートの可能
性が高くなる。これらＳ／Ｎの低下，電気的ショートは
歩留りを低下させるという問題がある。
性膜８，８との接続部分は、図９に示す如く端部が一致
している状態が適正である。しかしながら露光時のアラ
イメントがずれると、図１０に示す如く、ＭＲ３層膜１
３と強磁性膜８とが離れたり、強磁性膜８がＭＲ３層膜
１３にかぶさったりする。このアライメントのずれはサ
ブミクロンオーダーであるが、大なり小なり存在する。
この場合はＭＲ膜７に作用する縦バイアス磁場３４が小
さくなり、バルクハウゼンノイズの抑制効果が減少し、
Ｓ／Ｎの低下に繋がる。また接続部分が離れていたり重
なっていたりすると、その上に形成される電極９，９に
凹凸が発生し、電極９，９上に絶縁膜を介して形成され
る上部シールドと電極９，９との電気的ショートの可能
性が高くなる。これらＳ／Ｎの低下，電気的ショートは
歩留りを低下させるという問題がある。
【００１３】本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたも
のであり、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜との接続部分
をテーパ形状とすることにより、Ｓ／Ｎの向上及び電気
的ショートの低減が可能な磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ド及びその製造方法を提供することを目的とする。
のであり、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜との接続部分
をテーパ形状とすることにより、Ｓ／Ｎの向上及び電気
的ショートの低減が可能な磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッ
ド及びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】第１発明に係る磁気抵抗
効果型薄膜磁気ヘッドは、基板上に、磁気抵抗効果膜，
該磁気抵抗効果膜にバイアス磁場を印加するためのソフ
トバイアス膜，及び前記磁気抵抗効果膜，ソフトバイア
ス膜間を磁気的に遮断するための非磁性分離膜を有する
磁気抵抗効果３層膜と、前記磁気抵抗効果膜に接続され
た電極と、前記磁気抵抗効果膜の両端に接続されてお
り、磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁場を印加するための
強磁性膜とを備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにお
いて、前記磁気抵抗効果膜の両端がテーパ形状をなして
おり、その両端に接続される強磁性膜の端部が逆テーパ
形状となしてあることを特徴とする。
効果型薄膜磁気ヘッドは、基板上に、磁気抵抗効果膜，
該磁気抵抗効果膜にバイアス磁場を印加するためのソフ
トバイアス膜，及び前記磁気抵抗効果膜，ソフトバイア
ス膜間を磁気的に遮断するための非磁性分離膜を有する
磁気抵抗効果３層膜と、前記磁気抵抗効果膜に接続され
た電極と、前記磁気抵抗効果膜の両端に接続されてお
り、磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁場を印加するための
強磁性膜とを備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにお
いて、前記磁気抵抗効果膜の両端がテーパ形状をなして
おり、その両端に接続される強磁性膜の端部が逆テーパ
形状となしてあることを特徴とする。
【００１５】第２発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドは、第１発明において、前記強磁性膜の膜厚は、前
記磁気抵抗効果３層膜の合計膜厚と略等しいことを特徴
とする。
ッドは、第１発明において、前記強磁性膜の膜厚は、前
記磁気抵抗効果３層膜の合計膜厚と略等しいことを特徴
とする。
【００１６】第３発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法は、基板上に、磁気抵抗効果膜，該磁気
抵抗効果膜にバイアス磁場を印加するためのソフトバイ
アス膜，及び前記磁気抵抗効果膜，ソフトバイアス膜間
を磁気的に遮断するための非磁性分離膜を有する磁気抵
抗効果３層膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端に接続され
ており、磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁場を印加するた
めの強磁性膜とを備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
を製造する方法において、前記磁気抵抗効果３層膜の上
にレジストを形成する工程と、このレジストが形成され
た前記磁気抵抗効果３層膜を回転させながら、所定角度
傾斜させたイオンビームを照射する工程と、前記磁気抵
抗効果３層膜を回転させながら、所定角度傾斜させたイ
オンビームのスパッタリングにて強磁性膜を成膜する工
程と、前記レジストを除去する工程とを含むことを特徴
とする。
ッドの製造方法は、基板上に、磁気抵抗効果膜，該磁気
抵抗効果膜にバイアス磁場を印加するためのソフトバイ
アス膜，及び前記磁気抵抗効果膜，ソフトバイアス膜間
を磁気的に遮断するための非磁性分離膜を有する磁気抵
抗効果３層膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端に接続され
ており、磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁場を印加するた
めの強磁性膜とを備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド
を製造する方法において、前記磁気抵抗効果３層膜の上
にレジストを形成する工程と、このレジストが形成され
た前記磁気抵抗効果３層膜を回転させながら、所定角度
傾斜させたイオンビームを照射する工程と、前記磁気抵
抗効果３層膜を回転させながら、所定角度傾斜させたイ
オンビームのスパッタリングにて強磁性膜を成膜する工
程と、前記レジストを除去する工程とを含むことを特徴
とする。
【００１７】
【作用】第１発明にあっては、磁気抵抗効果３層膜と強
磁性膜との接続部分を、例えばアライメントのずれより
大きいテーパ形状となしてあるので、通常のアライメン
トのずれが生じても、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜と
が離れることはなく、また重なり過ぎによる盛り上がり
も削減される。従って充分な縦バイアス磁場が形成され
るので、バルクハウゼンノイズが低減せしめられ高いＳ
／Ｎが得られる。また電極の表面も平坦となる。
磁性膜との接続部分を、例えばアライメントのずれより
大きいテーパ形状となしてあるので、通常のアライメン
トのずれが生じても、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜と
が離れることはなく、また重なり過ぎによる盛り上がり
も削減される。従って充分な縦バイアス磁場が形成され
るので、バルクハウゼンノイズが低減せしめられ高いＳ
／Ｎが得られる。また電極の表面も平坦となる。
【００１８】第２発明にあっては、磁気抵抗効果３層膜
と強磁性膜との膜厚を略同等となしてあるので、この部
分にほとんど段差が生じない。これによりその上に形成
される電極の表面をさらに平坦とすることができる。
と強磁性膜との膜厚を略同等となしてあるので、この部
分にほとんど段差が生じない。これによりその上に形成
される電極の表面をさらに平坦とすることができる。
【００１９】第３発明にあっては、所定角度傾斜させた
イオンビームを照射すると、レジストの影になる部分の
磁気抵抗効果３層膜は除去されにくく残るので、磁気抵
抗効果３層膜の端部をテーパ形状とすることができる。
さらに所定角度傾斜させたイオンビームのスパッタリン
グにて強磁性膜を成膜すると、レジストの影になるテー
パ部分の膜厚は他の部分より薄くなり、磁気抵抗効果３
層膜のテーパ形状に適合する逆テーパ形状となるので、
強磁性膜の表面高さは略均等となる。
イオンビームを照射すると、レジストの影になる部分の
磁気抵抗効果３層膜は除去されにくく残るので、磁気抵
抗効果３層膜の端部をテーパ形状とすることができる。
さらに所定角度傾斜させたイオンビームのスパッタリン
グにて強磁性膜を成膜すると、レジストの影になるテー
パ部分の膜厚は他の部分より薄くなり、磁気抵抗効果３
層膜のテーパ形状に適合する逆テーパ形状となるので、
強磁性膜の表面高さは略均等となる。
【００２０】
【実施例】以下、本発明をその実施例を示す図面に基づ
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドを浮上面側から示す断面構造図であ
る。図中１は、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ基板であり、この上
に下部保護膜２（Ａｌ2 Ｏ3 ，３μm)が形成されてい
る。下部保護膜２上の所定領域には下部シールド膜３
（Ｎｉ−Ｆｅ,1.5μm)が形成されており、下部電磁気的
絶縁膜４（Ａｌ2 Ｏ3 , 0.17μm)にて覆われている。
き具体的に説明する。図１は、本発明に係る磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドを浮上面側から示す断面構造図であ
る。図中１は、Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ基板であり、この上
に下部保護膜２（Ａｌ2 Ｏ3 ，３μm)が形成されてい
る。下部保護膜２上の所定領域には下部シールド膜３
（Ｎｉ−Ｆｅ,1.5μm)が形成されており、下部電磁気的
絶縁膜４（Ａｌ2 Ｏ3 , 0.17μm)にて覆われている。
【００２１】この上にＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏからなるソフト
バイアス膜５（0.02μm)，Ｔｉからなる非磁性分離膜６
（0.01μm)及びＮｉ−ＦｅからなるＭＲ膜７（0.02μm)
を含むＭＲ３層膜１３が積層され、その両側に、Ｃｒ下
地上にＣｏ−Ｃｒ−Ｔａを成膜してなる強磁性膜８，８
（0.05μm)が形成されている。ＭＲ３層膜１３の両端部
はテーパ状になしてあり、ＭＲ３層膜１３と接する強磁
性膜８，８の端部は逆テーパ状になしてある。ＭＲ３層
膜１３の中央部を除き、強磁性膜８，８を覆う態様でＣ
ｒ−Ｃｕ−Ｃｒを積層した電極９，９（0.15μm)が形成
されており、その上に上部電磁気的絶縁膜１０（Ａｌ2
Ｏ3 ,0.2μm)及び上部シールド膜１１（Ｎｉ−Ｆｅ,1.5
μm)が形成されている。そして全表面は上部保護膜１２
（Ａｌ2Ｏ3 , 20μm)にて覆われている。
バイアス膜５（0.02μm)，Ｔｉからなる非磁性分離膜６
（0.01μm)及びＮｉ−ＦｅからなるＭＲ膜７（0.02μm)
を含むＭＲ３層膜１３が積層され、その両側に、Ｃｒ下
地上にＣｏ−Ｃｒ−Ｔａを成膜してなる強磁性膜８，８
（0.05μm)が形成されている。ＭＲ３層膜１３の両端部
はテーパ状になしてあり、ＭＲ３層膜１３と接する強磁
性膜８，８の端部は逆テーパ状になしてある。ＭＲ３層
膜１３の中央部を除き、強磁性膜８，８を覆う態様でＣ
ｒ−Ｃｕ−Ｃｒを積層した電極９，９（0.15μm)が形成
されており、その上に上部電磁気的絶縁膜１０（Ａｌ2
Ｏ3 ,0.2μm)及び上部シールド膜１１（Ｎｉ−Ｆｅ,1.5
μm)が形成されている。そして全表面は上部保護膜１２
（Ａｌ2Ｏ3 , 20μm)にて覆われている。
【００２２】ＭＲ３層膜１３及び強磁性膜８の素子高さ
は 2.5μm ，電極９，９の間隔は４μm である。ＭＲ３
層膜１３と強磁性膜８との平坦化を図るために、強磁性
膜８はＭＲ３層膜１３の合計膜厚と一致させてある。
は 2.5μm ，電極９，９の間隔は４μm である。ＭＲ３
層膜１３と強磁性膜８との平坦化を図るために、強磁性
膜８はＭＲ３層膜１３の合計膜厚と一致させてある。
【００２３】以上の如き構成の磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドの製造方法について説明する。Ａｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ基板１上に、スパッタ法で下部保護膜２を形成し、め
っきで下部シールド膜３を形成し、スパッタ法で下部電
磁気的絶縁膜４を形成する。次いでソフトバイアス膜
５，非磁性分離膜６及びＭＲ膜７を連続してスパッタ法
で形成し、イオンミリングで加工する。図２はイオンミ
リングを行っている状態を示す説明図であり、図２(a)
は側面図、図２(b) は上方から見た斜視図である。イオ
ンミリングは、ＭＲ３層膜１３上にレジスト２１を形成
しておき、試料Ｓを回転させながら、試料Ｓ表面に対し
て１５°傾斜させたイオンビームを照射する。そうする
と図２に示す如く、レジスト２１の影になる部分に３μ
m 程度のテーパ形状が得られる。
ヘッドの製造方法について説明する。Ａｌ2 Ｏ3 −Ｔｉ
Ｃ基板１上に、スパッタ法で下部保護膜２を形成し、め
っきで下部シールド膜３を形成し、スパッタ法で下部電
磁気的絶縁膜４を形成する。次いでソフトバイアス膜
５，非磁性分離膜６及びＭＲ膜７を連続してスパッタ法
で形成し、イオンミリングで加工する。図２はイオンミ
リングを行っている状態を示す説明図であり、図２(a)
は側面図、図２(b) は上方から見た斜視図である。イオ
ンミリングは、ＭＲ３層膜１３上にレジスト２１を形成
しておき、試料Ｓを回転させながら、試料Ｓ表面に対し
て１５°傾斜させたイオンビームを照射する。そうする
と図２に示す如く、レジスト２１の影になる部分に３μ
m 程度のテーパ形状が得られる。
【００２４】次に図３(a) に示す如く、この状態の試料
Ｓを回転させながら、試料Ｓ表面に対し３０°傾斜させ
たイオンビームスパッタリングにて強磁性膜８を成膜す
る。レジスト２１の影になるテーパ部分の膜厚は他の部
分より薄くなるので、強磁性膜８の表面高さは略均等と
なる。平坦な試料Ｓ表面にレジスト２１を形成して、上
述の如き３０°傾斜させたイオンビームスパッタリング
を行った場合を図３(b) に示す。この場合もレジスト２
１の影になるテーパ部分の膜厚は他の部分より薄くなる
が、下地が平坦であるので徐々に盛り上がった態様で成
膜が行われる。
Ｓを回転させながら、試料Ｓ表面に対し３０°傾斜させ
たイオンビームスパッタリングにて強磁性膜８を成膜す
る。レジスト２１の影になるテーパ部分の膜厚は他の部
分より薄くなるので、強磁性膜８の表面高さは略均等と
なる。平坦な試料Ｓ表面にレジスト２１を形成して、上
述の如き３０°傾斜させたイオンビームスパッタリング
を行った場合を図３(b) に示す。この場合もレジスト２
１の影になるテーパ部分の膜厚は他の部分より薄くなる
が、下地が平坦であるので徐々に盛り上がった態様で成
膜が行われる。
【００２５】このときＭＲ３層膜１３の端部及び強磁性
膜８の端部をテーパ形状とすることにより、２つの膜の
接触面積を増大することができる。ただ単に接触面積を
増大させるのであればＭＲ３層膜１３上全体に強磁性膜
８を積層すればよいが、その場合はＭＲ膜７と強磁性膜
８とが交換結合してしまいＭＲ膜７の軟磁気特性が損な
われる。従って本実施例の如く端部のみで接続させる必
要がある。このときのテーパ形状はアライメントのずれ
以上の大きさであればよい。
膜８の端部をテーパ形状とすることにより、２つの膜の
接触面積を増大することができる。ただ単に接触面積を
増大させるのであればＭＲ３層膜１３上全体に強磁性膜
８を積層すればよいが、その場合はＭＲ膜７と強磁性膜
８とが交換結合してしまいＭＲ膜７の軟磁気特性が損な
われる。従って本実施例の如く端部のみで接続させる必
要がある。このときのテーパ形状はアライメントのずれ
以上の大きさであればよい。
【００２６】またこのとき、例えば図４に示す如くＭＲ
３層膜１３が強磁性膜８より厚いと、その上に形成され
る電極９，９に段差が発生する。これは前述したよう
に、電極９，９の上に上部電磁気的絶縁膜１０を介して
形成される上部シールド膜１１との電気的ショートを招
来するので好ましくない。従ってレジストの形状及びビ
ーム強度を制御してＭＲ３層膜１３と強磁性膜８とのテ
ーパ形状及び膜厚を揃えることにより、図５に示す如く
ＭＲ３層膜１３と強磁性膜８とを平坦化すれば、平坦な
電極９，９を作製することができる。そしてレジスト２
１を除去した後、電極９，９及び上部電磁気的絶縁膜１
０をスパッタ法で、上部シールド膜１１をめっき法で、
さらに上部保護膜１２をスパッタ法で夫々形成する。
３層膜１３が強磁性膜８より厚いと、その上に形成され
る電極９，９に段差が発生する。これは前述したよう
に、電極９，９の上に上部電磁気的絶縁膜１０を介して
形成される上部シールド膜１１との電気的ショートを招
来するので好ましくない。従ってレジストの形状及びビ
ーム強度を制御してＭＲ３層膜１３と強磁性膜８とのテ
ーパ形状及び膜厚を揃えることにより、図５に示す如く
ＭＲ３層膜１３と強磁性膜８とを平坦化すれば、平坦な
電極９，９を作製することができる。そしてレジスト２
１を除去した後、電極９，９及び上部電磁気的絶縁膜１
０をスパッタ法で、上部シールド膜１１をめっき法で、
さらに上部保護膜１２をスパッタ法で夫々形成する。
【００２７】このようにして得られた磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッドの再生特性を検討した結果について述べ
る。使用した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、 2.5イ
ンチ，保磁力1800Ｏｅ，最低浮上量0.08μm である。但
しインダクティブヘッドを有さないので記録は４２ター
ンの別の薄膜磁気ヘッドを使用した。
膜磁気ヘッドの再生特性を検討した結果について述べ
る。使用した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、 2.5イ
ンチ，保磁力1800Ｏｅ，最低浮上量0.08μm である。但
しインダクティブヘッドを有さないので記録は４２ター
ンの別の薄膜磁気ヘッドを使用した。
【００２８】図１に示す如きテーパ形状のＭＲ３層膜１
３及び強磁性膜８を有さない従来の磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドは、Ｓ／Ｎの平均が３５ｄＢであり、標準偏
差σが２９〜４１ｄＢの広い範囲に分布していた。一方
テーパ形状を有する本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッドは、Ｓ／Ｎの平均が４３ｄＢと高く、標準偏差
σも４０〜４５ｄＢの比較的狭い範囲に分布していた。
これはテーパ形状を形成することにより、アライメント
がずれていても切れ目及び重なり過ぎがない接続が可能
になったためであると考えられる。
３及び強磁性膜８を有さない従来の磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘッドは、Ｓ／Ｎの平均が３５ｄＢであり、標準偏
差σが２９〜４１ｄＢの広い範囲に分布していた。一方
テーパ形状を有する本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁
気ヘッドは、Ｓ／Ｎの平均が４３ｄＢと高く、標準偏差
σも４０〜４５ｄＢの比較的狭い範囲に分布していた。
これはテーパ形状を形成することにより、アライメント
がずれていても切れ目及び重なり過ぎがない接続が可能
になったためであると考えられる。
【００２９】また前述した如くレジストの形状及びビー
ム強度を制御することにより、ＭＲ３層膜１３と強磁性
膜８とを平坦化することができるので、その上に形成さ
れる電極９，９に凹凸が発生することもない。従って電
極９，９上に上部電磁気的絶縁膜１０を介して形成され
ている上部シールド膜１１と電極９，９との電気的ショ
ートを大幅に低減することができる。
ム強度を制御することにより、ＭＲ３層膜１３と強磁性
膜８とを平坦化することができるので、その上に形成さ
れる電極９，９に凹凸が発生することもない。従って電
極９，９上に上部電磁気的絶縁膜１０を介して形成され
ている上部シールド膜１１と電極９，９との電気的ショ
ートを大幅に低減することができる。
【００３０】
【発明の効果】以上のように本発明に係る磁気抵抗効果
型薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜と
の接続部分をアライメントのずれより大きいテーパ形状
となしてあるので、通常のアライメントのずれが生じて
も、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜とが離れることはな
く、また重なり過ぎによる盛り上がりも少ない。従って
充分な縦バイアス磁場が形成され、高いＳ／Ｎが得られ
る。また電極の表面も平坦となるので、電極の上に電磁
気的絶縁膜を介して形成されているシールド膜と電極と
の電気的ショートを防止することができる。また磁気抵
抗効果３層膜と強磁性膜との膜厚を略同等とすれば、こ
の部分にほとんど段差が生じない。これによりさらに電
極の表面を平坦とすることができる。
型薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜と
の接続部分をアライメントのずれより大きいテーパ形状
となしてあるので、通常のアライメントのずれが生じて
も、磁気抵抗効果３層膜と強磁性膜とが離れることはな
く、また重なり過ぎによる盛り上がりも少ない。従って
充分な縦バイアス磁場が形成され、高いＳ／Ｎが得られ
る。また電極の表面も平坦となるので、電極の上に電磁
気的絶縁膜を介して形成されているシールド膜と電極と
の電気的ショートを防止することができる。また磁気抵
抗効果３層膜と強磁性膜との膜厚を略同等とすれば、こ
の部分にほとんど段差が生じない。これによりさらに電
極の表面を平坦とすることができる。
【００３１】また本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッドの製造方法は、所定角度傾斜させたイオンビーム
を照射するので、レジストの影になる部分の磁気抵抗効
果３層膜は除去されにくく残り、テーパ形状が得られ
る。さらに所定角度傾斜させたイオンビームのスパッタ
リングにて強磁性膜を成膜するので、レジストの影にな
るテーパ部分の膜厚は他の部分より薄くなり、磁気抵抗
効果３層膜のテーパ形状に適合する逆テーパ形状となっ
て、強磁性膜の表面高さを略均等とすることができる
等、本発明は優れた効果を奏する。
ヘッドの製造方法は、所定角度傾斜させたイオンビーム
を照射するので、レジストの影になる部分の磁気抵抗効
果３層膜は除去されにくく残り、テーパ形状が得られ
る。さらに所定角度傾斜させたイオンビームのスパッタ
リングにて強磁性膜を成膜するので、レジストの影にな
るテーパ部分の膜厚は他の部分より薄くなり、磁気抵抗
効果３層膜のテーパ形状に適合する逆テーパ形状となっ
て、強磁性膜の表面高さを略均等とすることができる
等、本発明は優れた効果を奏する。
【図１】本発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを
浮上面側から示す断面構造図である。
浮上面側から示す断面構造図である。
【図２】イオンミリングを行っている状態を示す説明図
である。
である。
【図３】本実施例におけるイオンビームスパッタリング
を説明するための図である。
を説明するための図である。
【図４】ＭＲ３層膜が強磁性膜より厚い場合を示す構造
断面図である。
断面図である。
【図５】ＭＲ３層膜及び強磁性膜の厚さ同等である場合
を示す構造断面図である。
を示す構造断面図である。
【図６】ソフトバイアス法を使用した場合の磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドを示す構造断面図である。
果型薄膜磁気ヘッドを示す構造断面図である。
【図７】ソフトバイアス法を使用した場合の磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘッドを示す構造断面図である。
果型薄膜磁気ヘッドを示す構造断面図である。
【図８】磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの動作原理を説
明するための図である。
明するための図である。
【図９】ＭＲ３層膜と強磁性膜との接続部分を示す図で
ある。
ある。
【図１０】アライメントのずれを説明するための図であ
る。
る。
１ Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ基板 ２ 下部保護膜 ３ 下部シールド膜 ４ 下部電磁気的絶縁膜 ５ ソフトバイアス膜 ６ 非磁性分離膜 ７ ＭＲ膜 ８ 強磁性膜 ９ 電極 １０ 上部電磁気的絶縁膜 １１ 上部シールド膜 １２ 上部保護膜 １３ ＭＲ３層膜
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に、磁気抵抗効果膜，該磁気抵抗
効果膜にバイアス磁場を印加するためのソフトバイアス
膜，及び前記磁気抵抗効果膜，ソフトバイアス膜間を磁
気的に遮断するための非磁性分離膜を有する磁気抵抗効
果３層膜と、前記磁気抵抗効果膜に接続された電極と、
前記磁気抵抗効果膜の両端に接続されており、磁気抵抗
効果膜に縦バイアス磁場を印加するための強磁性膜とを
備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記磁
気抵抗効果膜の両端がテーパ形状をなしており、その両
端に接続される強磁性膜の端部が逆テーパ形状となして
あることを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 前記強磁性膜の膜厚は、前記磁気抵抗効
果３層膜の合計膜厚と略等しいことを特徴とする請求項
１記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】 基板上に、磁気抵抗効果膜，該磁気抵抗
効果膜にバイアス磁場を印加するためのソフトバイアス
膜，及び前記磁気抵抗効果膜，ソフトバイアス膜間を磁
気的に遮断するための非磁性分離膜を有する磁気抵抗効
果３層膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端に接続されてお
り、磁気抵抗効果膜に縦バイアス磁場を印加するための
強磁性膜とを備える磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを製
造する方法において、前記磁気抵抗効果３層膜の上にレ
ジストを形成する工程と、このレジストが形成された前
記磁気抵抗効果３層膜を回転させながら、所定角度傾斜
させたイオンビームを照射する工程と、前記磁気抵抗効
果３層膜を回転させながら、所定角度傾斜させたイオン
ビームのスパッタリングにて強磁性膜を成膜する工程
と、前記レジストを除去する工程とを含むことを特徴と
する磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228501A JPH0896328A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6228501A JPH0896328A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0896328A true JPH0896328A (ja) | 1996-04-12 |
Family
ID=16877444
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6228501A Pending JPH0896328A (ja) | 1994-09-22 | 1994-09-22 | 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0896328A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001203406A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-07-27 | Quantum Corp | 薄膜装置およびフォトレジストリフトオフ構造 |
| US6281538B1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-08-28 | Motorola, Inc. | Multi-layer tunneling device with a graded stoichiometry insulating layer |
| US6956763B2 (en) | 2003-06-27 | 2005-10-18 | Freescale Semiconductor, Inc. | MRAM element and methods for writing the MRAM element |
| US6967366B2 (en) | 2003-08-25 | 2005-11-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation |
| US7129098B2 (en) | 2004-11-24 | 2006-10-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Reduced power magnetoresistive random access memory elements |
| US7184300B2 (en) | 2001-10-16 | 2007-02-27 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magneto resistance random access memory element |
| US7465589B2 (en) | 2002-07-17 | 2008-12-16 | Everspin Technologies, Inc. | Multi-state magnetoresistance random access cell with improved memory storage density |
-
1994
- 1994-09-22 JP JP6228501A patent/JPH0896328A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001203406A (ja) * | 1999-10-28 | 2001-07-27 | Quantum Corp | 薄膜装置およびフォトレジストリフトオフ構造 |
| US6281538B1 (en) * | 2000-03-22 | 2001-08-28 | Motorola, Inc. | Multi-layer tunneling device with a graded stoichiometry insulating layer |
| US7184300B2 (en) | 2001-10-16 | 2007-02-27 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magneto resistance random access memory element |
| US7465589B2 (en) | 2002-07-17 | 2008-12-16 | Everspin Technologies, Inc. | Multi-state magnetoresistance random access cell with improved memory storage density |
| US6956763B2 (en) | 2003-06-27 | 2005-10-18 | Freescale Semiconductor, Inc. | MRAM element and methods for writing the MRAM element |
| US6967366B2 (en) | 2003-08-25 | 2005-11-22 | Freescale Semiconductor, Inc. | Magnetoresistive random access memory with reduced switching field variation |
| US7129098B2 (en) | 2004-11-24 | 2006-10-31 | Freescale Semiconductor, Inc. | Reduced power magnetoresistive random access memory elements |
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