JPH0916906A - 複合型薄膜磁気ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 記録磁界を大幅に増大させるとともに、周波
数特性の向上を図ることを可能とする複合型薄膜磁気ヘ
ッドを提供する。 【構成】 仮想直線Ｌと磁気記録媒体走行面ａとが直交
するように、すなわち、仮想直線Ｌと磁気記録媒体走行
面ａと直交する水平面Ｓとのなす傾斜角θが０゜となる
ように上部磁性層３を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子をも
つ磁気抵抗効果型磁気ヘッド部上に薄膜よりなる導体コ
イルをもつ誘導型磁気ヘッド部が積層形成されてなる複
合型薄膜磁気ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、薄膜磁気ヘッドとしては、磁性
層、絶縁層等の薄膜が多重積層され、さらに導体コイル
やリード線等が形成されてなるものがある。この薄膜磁
気ヘッドは真空薄膜形成技術により形成されるため、狭
トラック化や狭ギャップ化等の微細寸法化が容易で高分
解能記録が可能であるという特徴を有しており、高密度
記録化に対応した磁気ヘッドとして注目されている。

【０００３】例えば、磁気記録媒体に対向して情報信号
の記録・再生を行うタイプの薄膜磁気ヘッドとしては、
磁気抵抗効果素子が上部磁性層及び下部磁性層に狭持さ
れてなる再生用の磁気抵抗効果型磁気ヘッド部と、下部
磁気コアを兼ねた前記上部磁性層上に平坦化層を介して
スパイラル状の導体コイルが形成され上部磁気コアが積
層されてなる記録用の誘導型磁気ヘッド部とが真空薄膜
形成技術によって順次積層形成されてなる、いわゆる複
合型薄膜磁気ヘッドがある。

【０００４】具体的に、複合型薄膜磁気ヘッドは、図１
２に示すように、磁気抵抗効果型磁気ヘッド部（ＭＲヘ
ッド部）Ａ上に誘導型磁気ヘッド部（インダクティブヘ
ッド部）Ｂが積層されて構成されている。

【０００５】ＭＲヘッド部Ａにおいては、Ａｌ₂ Ｏ₃ −
ＴｉＣ等を材料とする非磁性基板１０４上に下部磁性層
１０２となる軟磁性膜及びＡｌ₂ Ｏ₃ 或はＳｉＯ₂ を材
料とする絶縁層１０５が順次積層され、この絶縁層１０
５上に、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）１０１が、その
長手方向が磁気記録媒体との対向面（磁気記録媒体走行
面）ａと垂直になるように配され、且つその一方の端面
が磁気記録媒体走行面ａに露出するかたちに形成されて
いる。さらに、ＭＲ素子１０１の両端部上に、このＭＲ
素子１０１にセンス電流を提供するための前端電極１０
６ａ及び後端電極１０６ｂが設けられ、ＭＲ素子１０１
上にＡｌ₂ Ｏ₃ 或はＳｉＯ₂ を材料とする絶縁層１０７
が形成されている。この絶縁層１０７は前端電極１０６
ａ及び後端電極１０６ｂにより狭持されたかたちとされ
ている。絶縁層１０７上にはＭＲ素子１０１と対向して
当該ＭＲ素子１０１にバイアス磁界を印加するためのバ
イアス導体１０８が配されて、さらにこの上に絶縁層１
０９が形成され、当該絶縁層１０９上に上部磁性層１０
３となる軟磁性膜が積層されて上記ＭＲヘッド部Ａが構
成されている。

【０００６】インダクティブヘッド部Ｂは、下部磁気コ
アを兼ねた上部磁性層１０３上に磁気ギャップを形成す
るためのギャップ膜１１１が成膜され、さらにこのギャ
ップ膜１１１上に表面を平坦化して導体コイル１１３の
成膜を容易にするための第１の平坦化層１１２が成膜さ
れて、さらにその表面上に導体コイル１１３がスパイラ
ル状に形成されている。そして、表面の平坦化を図るた
めのレジスト等の高分子材料からなる第２の平坦化層１
１４が成膜され、この第２の平坦化層１１４上に軟磁性
体層である上部磁気コア１１５が形成されて上記インダ
クティブヘッド部Ｂが構成されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
複合型薄膜磁気ヘッドにおいては、下部にＭＲヘッド部
が存するためにその上部のインダクティブヘッド部の先
端近傍に傾斜が生じる。特に、上記複合型薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、ＭＲ素子１の上方にバイアス導体１０７
が設けられているために、インダクティブヘッド部Ｂの
ギャップデプス部分に傾斜が形成されている。

【０００８】この傾斜の度合を、ギャップデプス０の位
置から磁気記録媒体走行面ａ側に上部磁性層３に沿って
延長された仮想直線Ｌと磁気記録媒体走行面ａと直交す
る水平面Ｓとのなす傾斜角θで表すと、現状の複合型薄
膜磁気ヘッドでは傾斜角θが２５゜程度となっている。
このように傾斜角が大きいと、磁気記録媒体への記録時
にギャップデプス近傍の下部磁気コア（上部磁性層３）
と上部磁気コア１１５に磁気飽和が生じて記録磁界の低
下及び記録磁界分布の鈍化が発生する。

【０００９】傾斜角θが２５゜の場合、実用的な記録電
流値である３０ｍＡでは記録磁界が４１０８Ｇとなり、
この複合型薄膜磁気ヘッドにおけるオーバーライト出力
は、保持力Ｈｃ＝２１００Ｏｅ，Ｂｒδ＝９５Ｇμｍの
磁気記録媒体で−３５ｄＢ程度となる。したがって、こ
れより高い保持力Ｈｃをもつ磁気記録媒体への書き込み
は困難となってくる。また、上部磁気コア１１５には磁
気飽和が生じるため、記録磁界の鈍化を引き起こす原因
となっている。この記録磁界の鈍化は周波数特性の劣化
につながる。

【００１０】そこで本発明は、上述の課題に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、記録磁界を
大幅に増大させるとともに、周波数特性の向上を図るこ
とを可能とする複合型薄膜磁気ヘッドを提供することに
ある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の対象となるもの
は、ＭＲ素子が上部磁性層及び下部磁性層に狭持されて
なるＭＲヘッド部と、下部磁気コアを兼ねた前記上部磁
性層上に平坦化層を介してスパイラル状の導体コイルが
形成され上部磁気コアが積層されてなるインダクティブ
ヘッド部とが順次積層形成されてなる複合型薄膜磁気ヘ
ッドである。

【００１２】本発明の複合型薄膜磁気ヘッドは、インダ
クティブヘッド部が、そのギャップデプス方向が磁気記
録媒体走行面と略々直交するように形成され構成されて
いることを特徴とするものである。すなわち、ギャップ
デプス０の位置から磁気記録媒体走行面側に前記上部磁
性層に沿って延長された仮想直線と磁気記録媒体走行面
とが略々直交することになる。

【００１３】ここで具体的には、上記上部磁性層の上面
を平坦化することによりギャップデプス方向が磁気記録
媒体走行面と略々直交するように誘導型磁気ヘッド部を
構成することが好適である。

【００１４】この場合、上記ＭＲヘッド部としては、Ｍ
Ｒ素子上に当該ＭＲ素子にバイアス磁界を印加するため
のバイアス導体を有するものを主に想定している。

【００１５】

【作用】本発明に係る複合型薄膜磁気ヘッドにおいて
は、その誘導型磁気ヘッド部が、ギャップデプスが磁気
記録媒体走行面と直交するように形成され構成されてい
る。

【００１６】したがって、記録時に誘導型磁気ヘッド部
の上部磁気コアにおける磁気飽和の発生が抑止されて記
録磁界が増加するとともに、磁気記録媒体上における磁
気記録媒体走行面に対応した記録磁界分布が急峻になっ
て周波数特性が向上することになる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明を、記録用の薄膜磁気ヘッドと
して好適なインダクティブヘッド上に再生用のＭＲヘッ
ドが積層形成されてなる複合型薄膜磁気ヘッドに適用し
た実施例を図面を参照しながら詳細に説明する。

【００１８】この複合型薄膜磁気ヘッドは、図１に示す
ように、磁気抵抗効果を奏するＭＲ素子１がそれぞれ軟
磁性体層である下部シルードコア２と後述の下部磁気コ
アを兼ねた上部磁性層３とにより狭持されてなるＭＲヘ
ッドＡと、導体コイル２１が上部磁性層３と上部磁気コ
ア２２とにより狭持されてなるインダクティブヘッド部
Ｂとが順次積層されて構成されている。

【００１９】ＭＲヘッド部Ａは、ＭＲ素子１にセンス電
流がトラック幅方向と直交する方向に流れる、いわゆる
縦型のＭＲヘッドである。具体的には、例えばＡｌ₂ Ｏ
₃ −ＴｉＣを材料とする非磁性基板１１上に軟磁性材料
よりなる下部磁性層２が形成され、この下部磁性層２上
に磁気ギャップを形成するＡｌ₂ Ｏ₃ 等よりなる絶縁層
１２が積層されている。そして、この絶縁層１１上にＭ
Ｒ素子１がその長手方向が磁気記録媒体との対向面（磁
気記録媒体走行面ａ）と垂直になるように配され、且つ
その一方の端面が磁気記録媒体走行面ａに露出するかた
ちに形成されている。さらに、ＭＲ素子１の後端部上
に、このＭＲ素子１にセンス電流を提供するための後端
電極１３ｂが設けられ、絶縁層１４を介して当該ＭＲ素
子１にバイアス磁界を印加するためのバイアス導体１５
が設けられている。

【００２０】さらに、後端電極１３ｂ及びバイアス導体
１５上に絶縁層１６が積層され、この絶縁層１６上にＭ
Ｒ素子１にセンス電流を提供するための前端電極１３ａ
が設けられている。ここで、前端，後端電極１３ａ，１
３ｂにより狭持されたＭＲ素子１の領域が磁気抵抗効果
を示す有効感磁部となる。

【００２１】そして、前端電極１３ａ上に後述の下部磁
気コアと兼用される上部磁性層３が形成されて、ＭＲヘ
ッド部Ａが構成されている。

【００２２】一方、インダクティブヘッドＢは、軟磁性
体層である上部磁性層３（下部磁気コア）上に磁気ギャ
ップを形成するギャップ膜２１が成膜され、さらにこの
ギャップ膜２１上に表面を平坦化して導体コイルの成膜
を容易にするための第１の平坦化層２２が成膜されて、
さらにその表面上に導体コイル２３がスパイラル状に形
成されている。そして、表面の平坦化を図るためのレジ
スト等の高分子材料からなる第２の平坦化層２４が成膜
され、この第２の平坦化層２４上に軟磁性体層である上
部磁気コア２５が形成されて上記インダクティブヘッド
部Ｂが構成されている。

【００２３】ここで、インダクティブヘッド部Ｂは、そ
の磁気記録媒体走行面ａの近傍において、ギャップデプ
スが磁気記録媒体走行面と直交するように、すなわち、
ギャップ膜２１の縦断面形状における長手方向が磁気記
録媒体走行面ａの近傍で磁気記録媒体走行面ａと直交す
るように形成され構成されている。

【００２４】換言すれば、図２に示す従来の複合型薄膜
磁気ヘッドを一例として、そのギャップデプス０の位置
から磁気記録媒体走行面ａ側に上部磁性層１０３に沿っ
て延長された仮想直線Ｌと磁気記録媒体走行面ａと直交
する水平面Ｓとのなす角を傾斜角θとすると、本実施例
の複合型薄膜磁気ヘッドは、仮想直線Ｌと磁気記録媒体
走行面ａとが直交するように、すなわち、仮想直線Ｌと
磁気記録媒体走行面ａと直交する水平面Ｓとのなす傾斜
角θが０゜となるように上部磁性層３が形成されている
ことになる。

【００２５】ここで、１つの実験例について説明する。
この実験は、傾斜角θが当該複合型薄膜磁気ヘッドの記
録磁界に与える影響についてシミュレーションにより調
べたものである。

【００２６】先ず、実験１について説明する。ここで
は、傾斜角θと磁気記録媒体上における記録磁界との関
係に関して、記録電流値（図中、Ｉｗと記す）をゼロ・
トゥ・ピーク値で３０ｍＡと１００ｍＡの２通りについ
て調べた。

【００２７】その結果、図３に示すように、傾斜角θが
小さくなるにつれて記録磁界が大きくなることが分か
る。例えば、従来の複合型薄膜磁気ヘッドでは傾斜角θ
は２５゜程度であり、傾斜角θが２５゜の場合における
記録磁界は３０ｍＡの記録電流値で４１０８Ｇとなっ
た。それに対して、本実施例の複合型薄膜磁気ヘッドの
傾斜角θが０゜の場合における記録磁界は３０ｍＡの記
録電流値で５１６９Ｇとなり、従来に比して記録磁界が
２５．８％増加することになる。

【００２８】次いで、実験２として、傾斜角θが０゜で
ある本実施例の複合型薄膜磁気ヘッド（サンプルＡ）に
おいて、記録電流をゼロ・トゥ・ピーク値で１〜１００
ｍＡの範囲内で変化させた際に磁気記録媒体走行面ａか
ら０．１μｍ離間した位置における記録磁界分布の変化
について、傾斜角θが２５゜である従来の複合型薄膜磁
気ヘッド（サンプルＢ）との比較に基づいて調べた。な
お、記録磁界分布の位置座標は、インダクティブヘッド
部Ｂの磁気記録媒体走行面ａに臨む下部磁気コア（上部
磁性層３）の上面部の位置をｘ＝０μｍとし、磁気記録
媒体走行面ａの全体に亘るものである。

【００２９】その結果、図４に示すサンプルＢの場合と
比較して、図５に示すサンプルＡの場合では、磁界分布
が急峻であり、しかもサンプルＢの場合のように上部磁
気コアに磁気飽和が生じることがない。

【００３０】このように、本実施例に係る複合型薄膜磁
気ヘッドにおいては、そのインダクティブヘッド部Ｂ
が、磁気記録媒体走行面ａの近傍において、ギャップデ
プスが磁気記録媒体走行面ａと直交するように形成され
構成されており、したがって、記録時にインダクティブ
ヘッド部Ｂの上部磁気コア３における磁気飽和の発生が
抑止されて記録磁界が増加するとともに、磁気記録媒体
上における磁気記録媒体走行面ａに対応した記録磁界分
布が急峻になって周波数特性が向上することになる。

【００３１】次いで、上記複合型薄膜磁気ヘッドの製造
方法について説明する。初めに、ＭＲヘッド部Ａを作製
するには、先ず、非磁性基板１１上に軟磁性材料よりな
る下部磁性層２を形成し、この下部磁性層２上に磁気ギ
ャップを形成するＡｌ₂ Ｏ₃等よりなる絶縁層１２を積
層して、この絶縁層１２上にＭＲ素子１をその長手方向
が磁気記録媒体走行面ａと垂直になるように形成する。

【００３２】次いで、ＭＲ素子１上に絶縁層１４を成膜
した後に、絶縁層１４にＭＲ素子１の後端部へ通じる接
続孔を形成して、この後端部上にこのＭＲ素子１にセン
ス電流を提供するための後端電極１３ｂを形成する。

【００３３】その後、上記絶縁層１４を介して当該ＭＲ
素子１にバイアス磁界を印加するためのバイアス導体１
５を形成し、後端電極１３ｂ及びバイアス導体１５上に
絶縁層１６を積層する。

【００３４】そして、絶縁層１６にＭＲ素子１の前端部
へ通じる接続孔を形成した後、この前端部上にこのＭＲ
素子１にセンス電流を提供するための前端電極１３ａを
形成し、この前端電極１３ａ上に下部磁気コアと兼用さ
れる上部磁性層３を形成して、図６及び図７に示すＭＲ
ヘッド部Ａが完成する。

【００３５】次いで、インダクティブヘッドＢを作製す
るに際して、図８及び図９に示すように、上部磁性層３
上にＡｌ₂ Ｏ₃ を材料とする平坦化膜３１をスパッタ成
膜した後、図１０及び図１１に示すように、平坦化膜３
１にラッピングを施して上部磁性層３の上面３ａを平坦
化する。

【００３６】次いで、この平坦化された上面３ａ上にギ
ャップ膜２１を成膜し、このギャップ膜２１上に表面の
平坦化を図って導体コイル２３を正確に形成するための
レジスト等の有機高分子材料よりなる第１の平坦化層２
３を成膜する。ここで、上部磁性層３の上面３ａが平坦
化されているために、ギャップ膜２１もまた平坦に成膜
されることになる。

【００３７】次に、第１の平坦化層２５上にＣｒ／Ｃｕ
を材料として順次成膜を施して２層構造の図示しない第
１のメッキ下地層を形成する。その後、この第１のメッ
キ下地層上に導電コイル２３を成膜する。すなわち、フ
ォトリソグラフィー技術により、第１のメッキ下地層上
にレジスト剤を塗布し、所定形状のレジストパターンを
形成し、当該レジストパターンに基づいてＣｕを材料と
してスパイラル状の導電コイル２３をメッキ成膜する。

【００３８】そして、所定の有機溶剤を用いて上記レジ
ストパターンを溶解除去した後に、イオンミーリング法
によりエッチングを施して導体コイル２３の非成膜領域
に存する第１のメッキ下地層を除去する。

【００３９】さらに、導電コイル２３を形成するために
成膜したメッキ膜のうち、不要なメッキ膜をウェットエ
ッチングにより除去するためのカバーレジストを形成す
る。その後、硝酸を主成分とするエッチャントを用いて
不要なメッキ膜を除去し、有機溶剤を用いてカバーレジ
ストを溶解除去する。

【００４０】次いで、真空キュア炉にてキュアリングを
施すことにより、導体コイル２３上に第２の平坦化層２
４を形成する。

【００４１】そして、当該第２の平坦化層２４上にＣｒ
／Ｔｉ／Ｎｉ−Ｆｅを材料として順次成膜を施して３層
構造の図示しない第２のメッキ下地層を形成する。

【００４２】その後、導体コイル２３を形成した場合と
同様に、第２のメッキ下地層上に上部磁気コア２５をメ
ッキ成膜する。すなわち、フォトリソグラフィー技術に
より、第２のメッキ下地層上にレジスト剤を塗布し、所
定形状のレジストパターンを形成し、当該レジストパタ
ーンに基づいてＮｉ−Ｆｅを材料として上部磁気コア２
５をそれぞれメッキ成膜する。

【００４３】そして、所定の有機溶剤を用いて上記レジ
ストパターンを溶解除去した後に、イオンミーリング法
によりエッチングを施して上部磁気コア２５の非成膜領
域に存する第２のメッキ下地層を除去する。以上の工程
を経ることにより、インダクティブヘッド部Ｂが形成さ
れ、当該複合型薄膜磁気ヘッドが完成する。

【００４４】

【発明の効果】本発明に係る複合型薄膜磁気ヘッドにお
いては、その誘導型磁気ヘッド部が、ギャップデプスが
磁気記録媒体走行面と直交するように形成され構成され
ており、したがって、記録時に誘導型磁気ヘッド部の上
部磁気コアにおける磁気飽和の発生が抑止されて記録磁
界が大幅に増加するとともに、磁気記録媒体上における
磁気記録媒体走行面に対応した記録磁界分布が急峻にな
って周波数特性が向上することになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係る複合型薄膜磁気ヘッドを模式的
に示す縦断面図である。

【図２】一般的な複合型薄膜磁気ヘッドの磁気記録媒体
走行面近傍を模式的に示す縦断面図である。

【図３】傾斜角と記録磁界との関係を示す特性図であ
る。

【図４】傾斜角が２５゜である場合の磁気記録媒体走行
面上の位置と記録磁界との関係を示す特性図である。

【図５】傾斜角が０゜である場合の磁気記録媒体走行面
上の位置と記録磁界との関係を示す特性図である。

【図６】ＭＲヘッド部が作製された様子を模式的に示す
縦断面図である。

【図７】ＭＲヘッド部が作製された様子を模式的に示す
横断面図である。

【図８】ＭＲヘッド部の上部磁性層上に平坦化膜が成膜
された様子を模式的に示す縦断面図である。

【図９】ＭＲヘッド部の上部磁性層上に平坦化膜が成膜
された様子を模式的に示す横断面図である。

【図１０】ＭＲヘッド部の上部磁性層の上面が平坦化さ
れた様子を模式的に示す縦断面図である。

【図１１】ＭＲヘッド部の上部磁性層の上面が平坦化さ
れた様子を模式的に示す横断面図である。

【図１２】従来の複合型薄膜磁気ヘッドを模式的に示す
縦断面図である。

【符号の説明】

Ａ ＭＲヘッド部 Ｂ インダクティブヘッド部 １ ＭＲ素子 ２ 下部磁性層 ３ 上部磁性層 １３ａ 前端電極 １３ｂ 後端電極 ２１ ギャップ膜 ２２ 第１の平坦化層 ２３ 導体コイル ２４ 第２の平坦化層 ２５ 上部磁気コア

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 磁気抵抗効果素子が上部磁性層及び下部
   磁性層に狭持されてなる磁気抵抗効果型磁気ヘッド部
   と、下部磁気コアを兼ねた前記上部磁性層上に平坦化層
   を介してスパイラル状の導体コイルが形成され上部磁気
   コアが積層されてなる誘導型磁気ヘッド部とが順次積層
   形成されてなる複合型薄膜磁気ヘッドにおいて、 前記誘導型磁気ヘッド部は、そのギャップデプス方向が
   磁気記録媒体走行面と略々直交するように形成され構成
   されていることを特徴とする複合型薄膜磁気ヘッド。
2. 【請求項２】 上部磁性層の上面が平坦化されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の複合型薄膜磁気ヘッド。
3. 【請求項３】 磁気抵抗効果型磁気ヘッド部は、その磁
   気抵抗効果素子上に当該磁気抵抗効果素子にバイアス磁
   界を印加するためのバイアス導体を有することを特徴と
   する請求項１記載の複合型薄膜磁気ヘッド。