JPH0916916A - 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 - Google Patents

薄膜磁気ヘッド及びその製造方法

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JPH0916916A
JPH0916916A JP7164142A JP16414295A JPH0916916A JP H0916916 A JPH0916916 A JP H0916916A JP 7164142 A JP7164142 A JP 7164142A JP 16414295 A JP16414295 A JP 16414295A JP H0916916 A JPH0916916 A JP H0916916A
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magnetoresistive effect
magnetoresistive
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Takuji Shibata
拓二 柴田
Yoshihiro Kanno
佳弘 管野
Tadayuki Honda
忠行 本田
Akio Takada
昭夫 高田
Yukio Kondo
由喜雄 今藤
Tadao Suzuki
忠男 鈴木
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 磁気抵抗効果膜の磁気的安定性に優れてお
り、且つ高い再生出力を得ることができる磁気抵抗効果
型の薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供する。 【構成】 本発明の薄膜磁気ヘッドは、非磁性絶縁膜３
４を介して、第１の磁気抵抗効果膜３３と、上記第１の
磁気抵抗効果膜３３と略同一幅の第２の磁気抵抗効果膜
３７とが積層された２層型磁気抵抗効果素子３を備える
とともに、上記２層型磁気抵抗効果素子３の側面に配さ
れた非磁性絶縁層４と、上記２層型磁気抵抗効果素子３
の上面の両端部において第２の磁気抵抗効果膜３７と接
続された一対の電極とを備える。そして、上記第２の磁
気抵抗効果膜３７の磁気抵抗効果によって再生信号を検
出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハードディスク装置等
に好適な、磁気抵抗効果によって再生信号を検出する磁
気抵抗効果型の薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク装置等のような磁気記録
装置においては、大容量化を図るために、更なる高密度
記録が求められている。そこで、近年、高密度記録を進
めるために、挟トラック化に適した磁気ヘッドである磁
気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド（以下、「ＭＲヘッド」と
いう。）が採用されるようになってきている。
【０００３】このＭＲヘッドは、基本的には、図２２に
示すように、磁界の大きさによって抵抗率が変化する磁
気抵抗効果膜（以下、「ＭＲ膜」という。）１０１の両
端に電極１０２が取り付けられて構成される。そして、
このＭＲ膜１０１に対して両端の電極１０２からセンス
電流を供給することにより、磁気記録媒体からの信号磁
界によるＭＲ膜１０１の抵抗変化を検出し、この抵抗変
化に基づいて再生出力を得る。このようなＭＲヘッド
は、再生出力が媒体速度に依存せず、媒体速度が遅くて
も高再生出力が得られるという特徴を有している。
【０００４】ところで、通常、ＭＲ膜は磁気的に不安定
であり、外部磁界によってＭＲ膜内の磁壁が移動してし
まう。したがって、ＭＲヘッドでは、ＭＲ膜の磁壁の移
動に起因して、バルクハウゼンノイズが生じてしまうと
いう問題がある。そこで、ＭＲヘッドでは、ＭＲ膜の磁
気的安定性を確保して、バルクハウゼンノイズを低減す
ることが大きな課題となっている。
【０００５】そこで、ＭＲ膜の磁気的安定性を確保する
ために、ＭＲ膜を２層構造にした、いわゆる２層型ＭＲ
ヘッドが開発されている。この２層型ＭＲヘッドは、例
えば、図２２のＢ−Ｂ線における断面図である図２３に
示すように、第１のＭＲ膜１０３と、非磁性絶縁膜１０
４と、第２のＭＲ膜１０５とを積層して２層型ＭＲ素子
１０６を構成し、この２層型ＭＲ素子１０６の両端を覆
うように電極１０２を取り付けて構成される。このよう
にＭＲ膜が２層構造とされた２層型ＭＲヘッドでは、第
１のＭＲ膜１０３と第２のＭＲ膜１０５との静磁結合作
用によって第１のＭＲ膜１０３及び第２のＭＲ膜１０５
が磁気的に安定なものとなり、バルクハウゼンノイズが
低減される。
【０００６】ところで、高密度記録を図るには、線記録
密度を向上させるために挟ギャップ化を進める必要があ
るが、ＭＲヘッドの挟ギャップ化を進めると再生出力が
低下してしまう。また、線記録密度を向上させるため
に、近年、保磁力Ｈｃが大きく、残留磁束密度Ｂｒが小
さい磁気記録媒体が採用されつつあるが、残留磁束密度
Ｂｒが小さい磁気記録媒体では、磁気記録媒体からの信
号磁界が小さなものとなってしまう。
【０００７】かかる状況から、ＭＲヘッドにはより高い
再生出力が求められている。そして、ＭＲヘッドの再生
出力を高めるには、ＭＲ膜の膜厚をより薄くすればよ
い。すなわち、ＭＲ膜の膜厚を薄くすることにより、Ｍ
Ｒ膜に流れるセンス電流の電流密度が上がり、ＭＲヘッ
ドの再生出力が向上する。
【０００８】しかしながら、上述したような２層型ＭＲ
ヘッドでは、ＭＲ膜が２層となるため、再生出力に寄与
するＭＲ膜の合計の膜厚が、ＭＲ膜が１層のときに比べ
て、約２倍になってしまう。したがって、従来の２層型
ＭＲヘッドでは、高い再生出力を得ることが困難になっ
ている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、単層の
ＭＲ膜から構成された単層ＭＲヘッドでは、ＭＲ膜の膜
厚を薄くできるので、高い再生出力を得ることが可能で
あるが、上述したように、ＭＲ膜の磁気的安定性が悪い
ためノイズが生じやすいという問題があり、一方、ＭＲ
膜を２層構造とした２層型ＭＲヘッドでは、ＭＲ膜の磁
気的安定性が良いのでノイズが低減されるが、再生出力
に寄与するＭＲ膜の合計の膜厚が厚くなってしまうた
め、高い再生出力が得られないという問題がある。すな
わち、従来のＭＲヘッドでは、ＭＲ膜の磁気的安定性の
向上と、高再生出力とを両立させることが困難であっ
た。
【００１０】そこで本発明は、このような従来の実情に
鑑みて提案されたものであり、ＭＲ膜の磁気的安定性に
優れており、且つ高い再生出力を得ることができる薄膜
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。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに完成された本発明に係る薄膜磁気ヘッドは、非磁性
絶縁膜を介して、第１のＭＲ膜と、上記第１のＭＲ膜と
略同一幅の第２のＭＲ膜とが積層された２層型ＭＲ素子
を備えると共に、上記２層型ＭＲ素子の側面に配された
非磁性絶縁層と、上記２層型ＭＲ素子の上面の両端部に
おいて、それぞれ第２のＭＲ膜と接続された一対の電極
とを備えており、上記第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果によ
って再生信号を検出することを特徴としている。
【００１２】一方、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造
方法は、非磁性絶縁膜を介して第１のＭＲ膜と第２のＭ
Ｒ膜が積層された２層型ＭＲ素子を備え、上記第２のＭ
Ｒ膜の磁気抵抗効果によって再生信号を検出する薄膜磁
気ヘッドの製造方法であって、先ず、第１のＭＲ膜、非
磁性絶縁膜及び第２のＭＲ膜をこの順に積層して２層型
ＭＲ膜を形成するとともに、上記２層型ＭＲ膜上に保護
層を形成し、次に、上記保護層上に所定の形状のレジス
トを形成した上で、上記保護層及び２層型ＭＲ膜をエッ
チングして、上面に保護層が形成された所定の形状の２
層型ＭＲ素子を形成し、次に、上記レジスト、保護層及
び２層型ＭＲ素子を覆うように非磁性絶縁層を形成し、
次に、上記レジストをレジスト上に形成された非磁性絶
縁層と共に剥離して除去し、次に、上記２層型ＭＲ素子
の両端部上の保護層をエッチングによって除去して、上
記第２のＭＲ膜を露出させ、次に、上記２層型ＭＲ素子
の両端部上において上記第２のＭＲ膜と接続する一対の
電極を形成することを特徴とするものである。
【００１３】また、本発明に係る他の薄膜磁気ヘッドの
製造方法は、非磁性絶縁膜を介して第１のＭＲ膜と第２
のＭＲ膜が積層された２層型ＭＲ素子を備え、上記第２
のＭＲ膜の磁気抵抗効果によって再生信号を検出する薄
膜磁気ヘッドの製造方法であって、先ず、第１のＭＲ
膜、非磁性絶縁膜及び第２のＭＲ膜をこの順に積層して
２層型ＭＲ膜を形成するとともに、上記２層型ＭＲ膜上
に保護層を形成し、次に、上記２層型ＭＲ膜及び保護層
を所定の形状にエッチングして、上面に保護層が形成さ
れた所定の形状の２層型ＭＲ素子を形成し、次に、上記
保護層及び２層型ＭＲ素子を覆うように非磁性絶縁層を
形成し、次に、上記非磁性絶縁層上にレジストを塗布し
た上で全面にエッチバックを施して、上記非磁性絶縁層
表面の段差を少なくし、次に、上記２層型ＭＲ素子の両
端部上の保護層をエッチングによって除去して、上記第
２のＭＲ膜を露出させ、次に、上記２層型ＭＲ素子の両
端部上において上記第２のＭＲ膜と接続する一対の電極
を形成することを特徴とするものである。
【００１４】また、本発明に係る他の薄膜磁気ヘッドの
製造方法は、非磁性絶縁膜を介して第１のＭＲ膜と第２
のＭＲ膜が積層された２層型ＭＲ素子を備え、上記第２
のＭＲ膜の磁気抵抗効果によって再生信号を検出する薄
膜磁気ヘッドの製造方法であって、先ず、第１のＭＲ
膜、非磁性絶縁膜及び第２のＭＲ膜をこの順に積層して
２層型ＭＲ膜を形成するとともに、上記２層型ＭＲ膜上
に保護層を形成し、次に、上記２層型ＭＲ膜及び保護層
を所定の形状にエッチングして、上面に保護層が形成さ
れた所定の形状の２層型ＭＲ素子を形成し、次に、上記
保護層及び２層型ＭＲ素子を覆うように非磁性絶縁層を
形成し、次に、上記非磁性絶縁層表面に研磨を施して、
上記非磁性絶縁層表面の段差を少なくし、次に、上記２
層型ＭＲ素子の両端部上の保護層をエッチングによって
除去して、上記第２のＭＲ膜を露出させ、次に、上記２
層型ＭＲ素子の両端部上において上記第２のＭＲ膜と接
続する一対の電極を形成することを特徴とするものであ
る。
【００１５】
【作用】本発明の薄膜磁気ヘッドでは、第１のＭＲ膜と
第２のＭＲ膜との静磁結合作用により、第１のＭＲ膜及
び第２のＭＲ膜の磁気的安定性が高まる。しかも、この
薄膜磁気ヘッドでは、第２のＭＲ膜にだけ電極が接続さ
れており、この第２のＭＲ膜だけがＭＲヘッドの感磁部
として作用するので、再生出力に寄与するＭＲ膜の膜厚
は第２のＭＲ膜の膜厚だけとなる。したがって、この薄
膜磁気ヘッドでは、再生出力に寄与するＭＲ膜の膜厚
を、単層のＭＲ膜から構成された単層ＭＲヘッドと同様
に、薄くすることが可能である。
【００１６】また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法
によって製造される薄膜磁気ヘッドにおいても同様に、
第１のＭＲ膜と第２のＭＲ膜との静磁結合作用により、
第１のＭＲ膜及び第２のＭＲ膜の磁気的安定性が高ま
る。そして、この薄膜磁気ヘッドでも、第２のＭＲ膜に
だけ電極が接続されており、この第２のＭＲ膜だけがＭ
Ｒヘッドの感磁部として作用するので、再生出力に寄与
するＭＲ膜の膜厚は第２のＭＲ膜の膜厚だけとなる。し
たがって、この薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、再
生出力に寄与するＭＲ膜の膜厚を、単層のＭＲ膜から構
成された単層ＭＲヘッドと同様に、薄くすることが可能
である。
【００１７】さらに、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方
法では、２層型ＭＲ膜及び保護層を形成した後、これら
を所定の形状にエッチングして、上面に保護層が形成さ
れた所定の形状の２層型ＭＲ素子を形成しているので、
第２のＭＲ膜と第１のＭＲ素子との相対的な位置を一致
させることが容易に可能である。すなわち、本発明の薄
膜磁気ヘッドの製造方法では、第２のＭＲ膜の真下に、
非磁性絶縁層を介して、第２のＭＲ素子と略同一形状の
第１のＭＲ膜が配されてなる２層型ＭＲ素子を容易に形
成することができる。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発
明は以下の実施例に限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲で、形状、材質等を任意に変更す
ることが可能であることは言うまでもない。
【００１９】本実施例の薄膜磁気ヘッドは、２層型ＭＲ
素子を備えた２層型ＭＲヘッドであり、図１に示すよう
に、下層シールド１と、下層シールド１上に形成された
下部ギャップ層２と、下部ギャップ層２上に形成された
２層型ＭＲ素子３及び非磁性絶縁層４と、２層型ＭＲ素
子３上の先端部３ａ及び後端部３ｂ以外の部分に形成さ
れた保護層５と、２層型ＭＲ素子３と後端部３ｂにおい
て接続するように、２層型ＭＲ素子３の後端部３ｂ上か
ら非磁性絶縁層４上にわたって形成されたセンス電流用
導体層６と、２層型ＭＲ素子３及びセンス電流用導体層
６上に形成された非磁性絶縁層７と、２層型ＭＲ素子３
の上部を横切るように非磁性絶縁層７内に形成されたバ
イアス電流用導体層８と、２層型ＭＲ素子３と先端部３
ａにおいて接続するように、２層型ＭＲ素子３の先端部
３ａ上から非磁性絶縁層７上にわたって形成された上部
ギャップ層９と、上部ギャップ層９上に形成された上層
シールド１０とから構成される。
【００２０】上記２層型ＭＲヘッドにおいて、下層シー
ルド１と上層シールド１０は磁性材料からなり、下部ギ
ャップ層２は非磁性絶縁材料からなり、上部ギャップ層
９は電気的に良導体である非磁性材料からなる。そし
て、下層シールド１、上層シールド１０、下部ギャップ
層２及び上部ギャップ層９は、磁気記録媒体からの信号
磁界のうち、再生対象外の磁界が２層型ＭＲ素子３に引
き込まれないように機能する。すなわち、下層シールド
１及び上層シールド１０が、２層型ＭＲ素子３の上下に
下部ギャップ層２及び上部ギャップ層９を介して配され
ているため、磁気記録媒体からの信号磁界のうち、再生
対象以外の磁界は下層シールド１及び上層シールド１０
に導かれ、再生対象の磁界だけが２層型ＭＲ素子３に引
き込まれる。
【００２１】一方、センス電流用導体層６及び上部ギャ
ップ層９は、２層型ＭＲ素子３の両端にそれぞれ接続さ
れた一対の電極であり、２層型ＭＲ素子３にセンス電流
を供給するように機能する。すなわち、２層型ＭＲ素子
３は、後端部３ｂにおいてセンス電流用導体層６と電気
的に接続されており、先端部３ａにおいて上部ギャップ
層９と電気的に接続されている。そして、磁気記録媒体
から信号磁界を検出する際に、これらを介して２層型Ｍ
Ｒ素子３にセンス電流が供給される。ここで、２層型Ｍ
Ｒ素子３は、後述するように第１のＭＲ膜及び第２のＭ
Ｒ膜を備えており、センス電流は、上層側のＭＲ膜であ
る第２のＭＲ膜にだけ供給される。
【００２２】また、２層型ＭＲ素子３上を横切るように
非磁性絶縁層７内に形成されたバイアス電流用導体層８
は、２層型ＭＲ素子３にバイアス磁界を印加するためも
のである。すなわち、磁気記録媒体から信号磁界を検出
する際に、このバイアス電流用導体層８に電流を流すこ
とにより、より高い磁気抵抗効果が得られるように、２
層型ＭＲ素子３にバイアス磁界が印加される。
【００２３】このような２層型ＭＲヘッドを図１中矢印
Ａで示すように媒体摺動面側から見た図を図２に示す。
この図２に示すように、２層型ＭＲ素子３は、Ｔａから
なる下地膜３１上に組成がＮｉ８０／Ｆｅ２０のＮｉＦ
ｅ膜３２が成膜されてなる第１のＭＲ膜３３と、Ａｌ2
Ｏ3からなる非磁性絶縁膜３４と、Ｔａからなる下地膜
３５上に組成がＮｉ８０／Ｆｅ２０のＮｉＦｅ膜３６が
成膜されてなる第２のＭＲ膜３７とが積層されてなる。
このような２層型ＭＲ素子３では、第１のＭＲ膜３３と
第２のＭＲ膜３７が同じ材料からなるため、第１のＭＲ
膜３３と第２のＭＲ膜３７の両方の磁気的特性を同等に
制御することができる。そして、このような２層型ＭＲ
素子３では、再生出力に寄与するＭＲ膜である第２のＭ
Ｒ膜３７について、抵抗率ρ＝約２５μΩｃｍ、抵抗変
化率Δρ／ρ＝約２．５％が達成できる。
【００２４】ここで、第１のＭＲ膜３３の膜厚と第２の
ＭＲ膜３７の膜厚の関係は、後述するように、第１のＭ
Ｒ膜３３の膜厚が第２のＭＲ膜３７に比べて厚い方が、
第２のＭＲ膜３７の磁気的安定性が向上するので好まし
い。ただし、これに限定されるものではなく、第１のＭ
Ｒ膜３３と第２のＭＲ膜３７とが同じ膜厚であっても、
また、第１のＭＲ膜３３の膜厚が第２のＭＲ膜３７に比
べて薄くなっていてもよい。
【００２５】この２層型ＭＲ素子３において、Ｔａから
なる下地膜３１，３５は表面粗度を良好なものとするた
めのものであり、このような下地膜３１，３５を設ける
ことにより、ＮｉＦｅ膜３２，３６を成膜する前に表面
粗度を良好なものとして、ＮｉＦｅ膜３２，３６の磁気
的特性を向上させることができる。
【００２６】この２層型ＭＲ素子３において、上層側の
ＭＲ膜である第２のＭＲ膜３７は、磁気ヘッドの感磁部
として機能するものであり、後述するようにセンス電流
が供給される。一方、下層側のＭＲ膜である第１のＭＲ
膜３３は、第２のＭＲ膜３７と静磁結合して、感磁部と
して機能する第２のＭＲ膜３７の磁気的安定性の向上に
寄与する。
【００２７】なお、上記２層型ＭＲ素子３の第１のＭＲ
膜３３及び第２のＭＲ膜３７は、磁気抵抗効果を有する
磁性材料からなるものであればよく、ＮｉＦｅ以外の材
料を用いてもよく、更には複数の薄膜を積層してなるも
のであってもよい。
【００２８】また、第１のＭＲ膜３３と第２のＭＲ膜３
７の間に配される非磁性絶縁膜３４は、電気的に絶縁性
を有する非磁性材料からなるものであればよく、Ａｌ2
Ｏ3以外の材料を用いてもよいことは言うまでもない。
なお、この非磁性絶縁膜３４の膜厚は、挟ギャップ化を
図るためにはより薄い方が好ましいが、第１のＭＲ膜３
３と第２のＭＲ膜３７との絶縁を保つ必要があるため、
例えば、Ａｌ2Ｏ3を用いるときには約１０ｎｍ以上の膜
厚とする必要がある。
【００２９】このような２層型ＭＲ素子３は、図２に示
したように、両側面に非磁性絶縁層４が配されており、
２層型ＭＲ素子３は、この非磁性絶縁層４に埋め込まれ
たような状態となっている。ここで、非磁性絶縁層４
は、媒体摺動面に露出するため、摺動特性に優れた材料
からなることが好ましく、例えば、Ａｌ2Ｏ3、Ｓｉ
Ｏ2、ＳｉＮx （Ｓｉ3Ｎ4等）のような材料が好適であ
る。
【００３０】そして、この２層型ＭＲ素子３の上面の両
端部において、第２のＭＲ膜３７と導体とが接続されて
いる。すなわち、図１及び図２に示すように、２層型Ｍ
Ｒ素子３の先端部３ａにおいて、第２のＭＲ膜３７の上
面と上部ギャップ層９とが電気的に接続されるととも
に、図１に示すように、２層型ＭＲ素子３の後端部３ｂ
において、第２のＭＲ膜３７の上面とセンス電流用導体
層６とが電気的に接続されている。ここで、第１のＭＲ
膜３３は、側面が非磁性絶縁層４によって絶縁され、上
面が非磁性絶縁膜３４によって絶縁されているので、第
１のＭＲ膜３３にセンス電流が流れるようなことはな
い。
【００３１】このような２層型ＭＲ素子３を用いた２層
型ＭＲヘッドでは、第１のＭＲ膜３３と第２のＭＲ膜３
７との間に静磁結合作用が生じるので、第１のＭＲ膜３
３及び第２のＭＲ膜３７の磁気的安定性が高まり、バル
クハウゼンノイズが低減される。
【００３２】しかも、この２層型ＭＲヘッドでは、第２
のＭＲ膜３７にだけセンス電流が供給され、この第２の
ＭＲ膜３７だけが感磁部として作用する。したがって、
この２層型ＭＲヘッドにおいて、再生出力に寄与するＭ
Ｒ膜の膜厚は、第２のＭＲ膜３７の膜厚だけとなる。そ
のため、この２層型ＭＲヘッドでは、再生出力に寄与す
るＭＲ膜３７の膜厚を、単層のＭＲ膜から構成された単
層ＭＲヘッドと同レベルにまで薄くすることが可能とな
る。そして、再生出力に寄与するＭＲ膜の膜厚を薄くす
ることにより、センス電流の電流密度を向上することが
できるので、この２層型ＭＲヘッドは高い再生出力を得
ることが可能である。
【００３３】つぎに、以上のような２層型ＭＲヘッドの
製造方法の実施例について詳細に説明する。
【００３４】上記２層型ＭＲヘッドを製造する際は、先
ず、図３に示すように、下層シールド４１上に、Ａｌ2
Ｏ3等のような非磁性絶縁体からなる下部ギャップ層４
２を形成する。ここで、下部ギャップ層４２は、後工程
で形成する２層型ＭＲ素子の下部を電気的に絶縁すると
ともに、２層型ＭＲ素子の下部に磁気的ギャップを形成
するものである。
【００３５】次に、図４に示すように、下部ギャップ層
４２上に２層型ＭＲ膜４３を形成し、この２層型ＭＲ膜
４３上にＡｌ2Ｏ3等からなる保護層４４を形成する。こ
こで、２層型ＭＲ膜４３は、後工程でエッチングされて
２層型ＭＲ素子となるものであり、上述したように、Ｔ
ａからなる下地膜及びＮｉＦｅ膜からなる第１のＭＲ膜
４３ａと、Ａｌ2Ｏ3からなる非磁性絶縁膜４３ｂと、Ｔ
ａからなる下地膜及びＮｉＦｅ膜からなる第２のＭＲ膜
４３ｃとが積層されてなる。
【００３６】次に、２層型ＭＲ膜４３を所定の形状の２
層型ＭＲ素子とするために、図５に示すように、保護層
４４上に所定の形状にパターニングされたフォトレジス
ト４５を形成した後、図６に示すように、保護層４４及
び２層型ＭＲ膜４３をエッチングして、上面に保護層４
４が形成された所定の形状の２層型ＭＲ素子４３Ｓを形
成する。
【００３７】このように、予め２層型ＭＲ膜４３を形成
しておき、後からエッチングして所定の形状の２層型Ｍ
Ｒ素子４３Ｓを形成することにより、第１のＭＲ膜４３
ａと第２のＭＲ膜４３ｃとの相対的な位置が正確に一致
する。したがって、このような２層型ＭＲ素子４３Ｓで
は、第１のＭＲ膜４３ａと第２のＭＲ膜４３ｂとの間に
理想的な静磁結合が生じる。
【００３８】次に、図７に示すように、フォトレジスト
４５を残したまま、フォトレジスト４５、保護層４４及
び２層ＭＲ素子４３Ｓを覆うように非磁性絶縁層４６を
形成し、その後、フォトレジスト４５をフォトレジスト
４５上に形成された非磁性絶縁層４６と共に剥離して除
去する。そして、フォトレジスト４５をフォトレジスト
４５上に形成された非磁性絶縁層４６と共に剥離して除
去した後、非磁性絶縁層４６及び保護層４４の表面を研
磨して平坦化する。これにより、図８、及び図８のＡ−
Ａ線における断面図である図９に示すように、２層型Ｍ
Ｒ素子４３Ｓ及び保護層４４が非磁性絶縁層４６に埋め
込まれたような状態となる。
【００３９】このようにフォトレジスト４５をフォトレ
ジスト４５上に形成された非磁性絶縁層４６と共に剥離
して除去する、いわゆるリフトオフ法によれば、非常に
容易に、２層型ＭＲ素子４３Ｓ及び保護層４４を非磁性
絶縁層４６に埋め込まれたような状態とすることができ
る。ただし、このようなリフトオフ法では、フォトレジ
ストを剥離したときにエッジの部分にバリ等が生じて表
面粗度が悪くなり、２層型ＭＲ素子４３Ｓの磁気特性や
絶縁性等に悪影響を及ぼしたり、後工程で形成される上
部ギャップ層や上層シールド等の形状を悪化させること
がある。そこで、本実施例では、フォトレジスト４５を
剥離した後、非磁性絶縁層４６及び保護層４４の表面を
研磨して表面性を向上させている。
【００４０】ここで、本実施例のように、フォトレジス
ト４５を剥離した後、非磁性絶縁層４６及び保護層４４
の表面を研磨する場合には、本工程での研磨量を考慮し
て、予め保護層４４の膜厚を厚くしておく必要がある。
具体的には、例えば、保護層４４としてＡｌ2Ｏ3を使用
する場合、保護層４４の最終的な膜厚は２０ｎｍ程度が
好適であり、また、本工程での研磨によって表面が充分
に平坦となるためには５０ｎｍ程度の研磨が必要であ
る。したがって、本実施例のようにフォトレジスト４５
を剥離した後、非磁性絶縁層４６及び保護層４４の表面
を研磨する場合には、例えば、Ａｌ2Ｏ3からなる保護層
４４を、７０ｎｍ程度の膜厚で予め成膜しておき、本工
程において５０ｎｍ程度研磨して表面を平坦化して、保
護層４４の最終的な膜厚が２０ｎｍ程度となるようにす
ればよい。
【００４１】そして、このように非磁性絶縁層４６及び
保護層４４の表面を研磨することにより、２層型ＭＲ素
子４３Ｓの磁気特性や絶縁性等が向上するとともに、後
工程で形成される上層シールド等の形状が理想的なもの
となり、２層型ＭＲヘッドの周波数特性等が向上する。
【００４２】次に、図１０に示すように、保護層４４及
び非磁性絶縁層４６上に新たな非磁性絶縁層４７を形成
した上で、２層型ＭＲ素子４３Ｓの後端部４３Ａ上の非
磁性絶縁層４７及び保護層４４をエッチングして、２層
型ＭＲ素子４３Ｓの後端部４３Ａが露出するように開口
部４８を設ける。
【００４３】次に、図１１に示すように、２層型ＭＲ素
子４３Ｓの後端部４３Ａ及び非磁性絶縁層４７上に、前
工程で形成した開口部４８を通じて２層型ＭＲ素子４３
Ｓの上面と接続するように、センス電流用導体層４９を
形成するととともに、２層型ＭＲ素子４３Ｓの上部を横
切るように非磁性絶縁層４７上にバイアス電流用導体層
５０を形成する。そして、これらの上に更に非磁性絶縁
層５１を形成する。
【００４４】次に、図１２に示すように、２層型ＭＲ素
子４３Ｓの先端部４３Ｂ上の非磁性絶縁層５１、非磁性
絶縁層４７及び保護層４４をエッチングして、２層型Ｍ
Ｒ素子４３Ｓの先端部４３Ｂが露出するように開口部５
２を設けた上で、２層型ＭＲ素子４３Ｓの先端部４３Ｂ
及び非磁性絶縁層５１上に、開口部５２を通じて２層型
ＭＲ素子４３Ｓの上面と接続するように、上部ギャップ
層５３を形成し、更にその上に上層シールド５４を形成
する。
【００４５】以上の工程の後、所定の形状に切り出すこ
とによって、２層型ＭＲヘッドが完成する。なお、この
２層型ＭＲヘッドは再生専用磁気ヘッドであるため、記
録再生用磁気ヘッドとするために、この２層型ＭＲヘッ
ド上に記録用のインダクティブヘッドを積層してもよ
い。
【００４６】ところで、上述の２層型ＭＲヘッドの製造
方法では、図８及び図９に示したように、２層型ＭＲ素
子４３Ｓ及び保護層４４が非磁性絶縁層４６に埋め込ま
れたような状態となるように、フォトレジスト４５を残
したまま非磁性絶縁層４６を形成し、その後、フォトレ
ジスト４５をフォトレジスト４５上の非磁性絶縁膜４６
と共に除去しているが、２層型ＭＲ素子４３Ｓ及び保護
層４４が非磁性絶縁層４６に埋め込まれたような状態と
するのは、このような手法に限られるものではない。
【００４７】具体的には、例えば、２層型ＭＲ素子４３
Ｓ及び保護層４４が非磁性絶縁層に埋め込まれたような
状態とするために、下部ギャップ層４２、２層型ＭＲ素
子４３Ｓ及び保護層４４上に非磁性絶縁層を形成した
後、この非磁性絶縁層をエッチバックするようにしても
よい。
【００４８】すなわち、図６に示したように２層型ＭＲ
素子４３Ｓ及び保護層４４を形成した後、フォトレジス
ト４５を除去した上で、媒体摺動面側から見た図である
図１３に示すように、下部ギャップ層４２、２層型ＭＲ
素子４３Ｓ及び保護層４４を覆うように非磁性絶縁層６
１を形成する。その後、図１４に示すように、非磁性絶
縁層６１上にフォトレジスト６２を塗布する。ここで、
フォトレジスト６２は、２層型ＭＲ素子４３Ｓの上部以
外の部分では、２層型ＭＲ素子４３Ｓの膜厚とほぼ同じ
又は若干薄い程度となるように塗布する。これにより、
フォトレジスト６２の膜厚は、図１４に示したように、
２層型ＭＲ素子４３Ｓの上部以外の部分では厚くなり、
２層型ＭＲ素子４３Ｓの上部では薄くなる。
【００４９】そして、このように全面がフォトレジスト
６２に覆われた状態で、全面をエッチングしてエッチバ
ックする。このとき、フォトレジスト６２と非磁性絶縁
層６１とのエッチングレートを適切に選択しておき、２
層型ＭＲ素子４３Ｓ及び保護層４４上の非磁性絶縁層６
１ａを選択的にエッチングして、表面の段差を少なくし
て平坦化する。
【００５０】この結果、図１５に示すように、表面がほ
ぼ平坦化されるとともに、２層型ＭＲ素子４３Ｓ及び保
護層４４が非磁性絶縁層６１に埋め込まれたような状態
となる。そして、この後は、上述の２層型ＭＲヘッドと
同様の工程を施せばよい。
【００５１】なお、このようにエッチバックするときに
は、表面がほぼ平坦化されればよく、図１５に示したよ
うに保護層４４上に非磁性絶縁層６１が残っていてもよ
い。そして、図１５に示したように保護層４４上に非磁
性絶縁層６１が残っているときには、後工程において、
センス電流用導体層４９と２層型ＭＲ素子４３Ｓとを接
続するための開口部４８や、上部ギャップ層５３と２層
型ＭＲ素子４３Ｓとを接続するための開口部５２を形成
する際に、これらの開口部４８，５２の部分の非磁性絶
縁層６１を保護層４４等と共に除去して開口部４８，５
２を形成すればよい。
【００５２】あるいは、例えば、２層型ＭＲ素子４３Ｓ
及び保護層４４が非磁性絶縁層に埋め込まれたような状
態とするために、下部ギャップ層４２、２層型ＭＲ素子
４３Ｓ及び保護層４４上に非磁性絶縁層を形成した後、
この非磁性絶縁層を研磨するようにしてもよい。
【００５３】すなわち、図６に示したように２層型ＭＲ
素子４３Ｓ及び保護層４４を形成した後、フォトレジス
ト４５を除去した上で、媒体摺動面側から見た図である
図１６に示すように、下部ギャップ層４２、２層型ＭＲ
素子４３Ｓ及び保護層４４を覆うように非磁性絶縁層７
１を形成する。その後、図１７に示すように、全面を研
磨して、表面の段差が少なくなるように平坦化する。こ
れにより、表面がほぼ平坦化されるとともに、２層型Ｍ
Ｒ素子４３Ｓ及び保護層４４が非磁性絶縁層６１に埋め
込まれたような状態となる。そして、この後は、上述の
２層型ＭＲヘッドと同様の工程を施せばよい。
【００５４】なお、このように非磁性絶縁層７１を研磨
するときには、表面がほぼ平坦化されればよく、図１７
に示したように保護層４４上に非磁性絶縁層７１が残っ
ていてもよい。そして、図１７に示したように保護層４
４上に非磁性絶縁層７１が残っているときには、後工程
で、センス電流用導体層４９と２層型ＭＲ素子４３Ｓと
を接続するための開口部４８や、上部ギャップ層５３と
２層型ＭＲ素子４３Ｓとを接続するための開口部５２を
形成する際に、これらの開口部４８，５２の部分の非磁
性絶縁層７１を保護層４４等と共に除去して開口部４
８，５２を形成すればよい。
【００５５】ところで、以上のような２層型ＭＲヘッド
では、第１のＭＲ膜と第２のＭＲ膜とが静磁結合して、
磁気ヘッドの感磁部となる第２のＭＲ膜が磁気的に安定
することが望ましい。しかしながら、第１のＭＲ膜と第
２のＭＲ膜との静磁結合が弱いと第２のＭＲ膜は磁気的
に十分に安定なものとならない。そして、このような静
磁結合の強さは、第１のＭＲ膜の膜厚と第２のＭＲ膜の
膜厚との比に依存している。そこで、実際に、第１のＭ
Ｒ膜と第２のＭＲ膜の膜厚の比と、第２のＭＲ膜の磁気
抵抗効果の関係を調べた。結果を図１８〜図２１に示
す。
【００５６】ここで、図１８は、第２のＭＲ膜の膜厚：
第１のＭＲ膜の膜厚＝１：０．５０としたときの第２の
ＭＲ膜の磁気抵抗効果を示し、図１９は、第２のＭＲ膜
の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝１：０．７５としたとき
の第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果を示し、図２０は、第２
のＭＲ膜の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝１：１としたと
きの第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果を示し、図２１は、第
２のＭＲ膜の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝１：１．２５
としたときの第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果を示してい
る。また、図１８〜図２１において、横軸は外部磁界の
強さＨを示し、縦軸は磁気抵抗効果による第２のＭＲ膜
の抵抗変化率Δρ／ρを示している。
【００５７】これらの図１８〜図２１から明らかなよう
に、第１のＭＲ膜の膜厚がより厚い方が第２のＭＲ膜の
磁気抵抗効果が安定している。すなわち、第１のＭＲ膜
の膜厚がより厚い方が、第２のＭＲ膜の磁気的安定が高
まり、ノイズが低減されることが分かる。
【００５８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る薄膜磁気ヘッドでは、第１のＭＲ膜と第２のＭＲ
膜との間に静磁結合作用が生じるので、第１のＭＲ膜及
び第２のＭＲ膜の磁気的状態が安定なものとなる。しか
も、本発明に係る薄膜磁気ヘッドでは、再生出力に寄与
するＭＲ膜の膜厚を、単層のＭＲ膜から構成された単層
ＭＲヘッドと同様に薄くすることが可能であり、高い再
生出力を得ることができる。
【００５９】したがって、本発明によれば、ＭＲ膜の磁
気的安定性の向上と、再生出力の向上とが両立された、
低ノイズ、高再生出力の薄膜磁気ヘッドを提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した２層型ＭＲヘッドの一例を示
す要部横断面図である。
【図２】図１に示す２層型ＭＲヘッドを媒体摺動面側か
ら見た要部正面図である。
【図３】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、下部ギャップ層の形成工程を示す要部
横断面図である。
【図４】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、２層型ＭＲ膜及び保護層の形成工程を
示す要部横断面図である。
【図５】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、所定の形状のフォトレジストの形成工
程を示す要部断面斜視図である。
【図６】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、保護層及び２層型ＭＲ膜をエッチング
した状態を示す要部断面斜視図である。
【図７】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、非磁性絶縁層の形成工程を示す要部断
面斜視図である。
【図８】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、フォトレジスト及びフォトレジスト上
の非磁性絶縁層を除去した状態を示す要部断面斜視図で
ある。
【図９】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順次
示すものであり、フォトレジスト及びフォトレジスト上
の非磁性絶縁層を除去した状態を示す要部横断面図であ
る。
【図１０】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順
次示すものであり、非磁性絶縁層及び開口部の形成工程
を示す要部横断面図である。
【図１１】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順
次示すものであり、センス電流用導体層、バイアス電流
用導体層及び非磁性絶縁層の形成工程を示す要部横断面
図である。
【図１２】図１に示す２層型ＭＲヘッドの製造工程を順
次示すものであり、上部ギャップ層及び上層シールドの
形成工程を示す要部横断面図である。
【図１３】図１に示す２層型ＭＲヘッドの他の製造工程
を示すものであり、下部ギャップ層、２層型ＭＲ素子及
び保護層上に非磁性絶縁層を形成した状態を示す要部正
面図である。
【図１４】図１３に示す工程の次の工程を示すものであ
り、非磁性絶縁層上にフォトレジストを形成した状態を
示す要部正面図である。
【図１５】図１３に示す工程の次の工程を示すものであ
り、エッチバックを施して表面を平坦化した状態を示す
要部正面図である。
【図１６】図１に示す２層型ＭＲヘッドの他の製造工程
を示すものであり、下部ギャップ層、２層型ＭＲ素子及
び保護層上に非磁性絶縁層を形成した状態を示す要部正
面図である。
【図１７】図１６に示す工程の次の工程を示すものであ
り、表面研磨を施して表面を平坦化した状態を示す要部
正面図である。
【図１８】第２のＭＲ膜の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝
１：０．５０としたときの第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果
の測定結果を示す図である。
【図１９】第２のＭＲ膜の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝
１：０．７５としたときの第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果
の測定結果を示す図である。
【図２０】第２のＭＲ膜の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝
１：１としたときの第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果の測定
結果を示す図である。
【図２１】第２のＭＲ膜の膜厚：第１のＭＲ膜の膜厚＝
１：１．２５としたときの第２のＭＲ膜の磁気抵抗効果
の測定結果を示す図である。
【図２２】ＭＲヘッドの基本的な構成を示す模式図であ
る。
【図２３】従来の２層型ＭＲヘッドのＭＲ膜の構成を示
す断面図である。
【符号の説明】
１ 下層シールド ２ 下部ギャップ層 ３ ２層型ＭＲ素子 ４ 非磁性絶縁層 ５ 保護層 ６ センス電流用導体層 ７ 非磁性絶縁層 ８ バイアス電流用導体層 ９ 上部ギャップ層 １０ 上層シールド ３１，３５ 下地膜 ３２，３６ ＮｉＦｅ膜 ３３ 第１のＭＲ膜 ３４ 非磁性絶縁膜 ３７ 第２のＭＲ膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 昭夫 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 今藤 由喜雄 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 鈴木 忠男 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 非磁性絶縁膜を介して、第１の磁気抵抗
    効果膜と、上記第１の磁気抵抗効果膜と略同一幅の第２
    の磁気抵抗効果膜とが積層された２層型磁気抵抗効果素
    子と、 上記２層型磁気抵抗効果素子の側面に配された非磁性絶
    縁層と、 上記２層型磁気抵抗効果素子の上面の両端部において、
    それぞれ第２の磁気抵抗効果膜と接続された一対の電極
    とを備え、 上記第２の磁気抵抗効果膜の磁気抵抗効果によって再生
    信号を検出することを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記第１の磁気抵抗効果膜の膜厚が、前
    記第２の磁気抵抗効果膜の膜厚よりも厚いことを特徴と
    する請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
  3. 【請求項３】 非磁性絶縁膜を介して第１の磁気抵抗効
    果膜と第２の磁気抵抗効果膜が積層された２層型磁気抵
    抗効果素子を備え、上記第２の磁気抵抗効果膜の磁気抵
    抗効果によって再生信号を検出する薄膜磁気ヘッドの製
    造方法であって、 第１の磁気抵抗効果膜、非磁性絶縁膜及び第２の磁気抵
    抗効果膜をこの順に積層して２層型磁気抵抗効果膜を形
    成するとともに、上記２層型磁気抵抗効果膜上に保護層
    を形成し、 上記保護層上に所定の形状のレジストを形成した上で、
    上記保護層及び２層型磁気抵抗効果膜をエッチングし
    て、上面に保護層が形成された所定の形状の２層型磁気
    抵抗効果素子を形成し、 上記レジスト、保護層及び２層型磁気抵抗効果素子を覆
    うように非磁性絶縁層を形成し、 上記レジストをレジスト上に形成された非磁性絶縁層と
    共に剥離して除去し、 上記２層型磁気抵抗効果素子の両端部上の保護層をエッ
    チングによって除去して、上記第２の磁気抵抗効果膜を
    露出させ、 上記２層型磁気抵抗効果素子の両端部上において上記第
    ２の磁気抵抗効果膜と接続する一対の電極を形成するこ
    とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  4. 【請求項４】 前記レジストをレジスト上に形成された
    非磁性絶縁層と共に剥離して除去した後、前記非磁性絶
    縁層及び保護層の表面を研磨して平坦化することを特徴
    とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  5. 【請求項５】 非磁性絶縁膜を介して第１の磁気抵抗効
    果膜と第２の磁気抵抗効果膜が積層された２層型磁気抵
    抗効果素子を備え、上記第２の磁気抵抗効果膜の磁気抵
    抗効果によって再生信号を検出する薄膜磁気ヘッドの製
    造方法であって、 第１の磁気抵抗効果膜、非磁性絶縁膜及び第２の磁気抵
    抗効果膜をこの順に積層して２層型磁気抵抗効果膜を形
    成するとともに、上記２層型磁気抵抗効果膜上に保護層
    を形成し、 上記２層型磁気抵抗効果膜及び保護層を所定の形状にエ
    ッチングして、上面に保護層が形成された所定の形状の
    ２層型磁気抵抗効果素子を形成し、 上記保護層及び２層型磁気抵抗効果素子を覆うように非
    磁性絶縁層を形成し、 上記非磁性絶縁層上にレジストを塗布した上で全面にエ
    ッチバックを施して、上記非磁性絶縁層表面の段差を少
    なくし、 上記２層型磁気抵抗効果素子の両端部上の保護層をエッ
    チングによって除去して、上記第２の磁気抵抗効果膜を
    露出させ、 上記２層型磁気抵抗効果素子の両端部上において上記第
    ２の磁気抵抗効果膜と接続する一対の電極を形成するこ
    とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項６】 非磁性絶縁膜を介して第１の磁気抵抗効
    果膜と第２の磁気抵抗効果膜が積層された２層型磁気抵
    抗効果素子を備え、上記第２の磁気抵抗効果膜の磁気抵
    抗効果によって再生信号を検出する薄膜磁気ヘッドの製
    造方法であって、 第１の磁気抵抗効果膜、非磁性絶縁膜及び第２の磁気抵
    抗効果膜をこの順に積層して２層型磁気抵抗効果膜を形
    成するとともに、上記２層型磁気抵抗効果膜上に保護層
    を形成し、 上記２層型磁気抵抗効果膜及び保護層を所定の形状にエ
    ッチングして、上面に保護層が形成された所定の形状の
    ２層型磁気抵抗効果素子を形成し、 上記保護層及び２層型磁気抵抗効果素子を覆うように非
    磁性絶縁層を形成し、 上記非磁性絶縁層表面に研磨を施して、上記非磁性絶縁
    層表面の段差を少なくし、 上記２層型磁気抵抗効果素子の両端部上の保護層をエッ
    チングによって除去して、上記第２の磁気抵抗効果膜を
    露出させ、 上記２層型磁気抵抗効果素子の両端部上において上記第
    ２の磁気抵抗効果膜と接続する一対の電極を形成するこ
    とを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
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