JPH09293211A

JPH09293211A - 磁気抵抗効果ヘッド及び磁気記録装置

Info

Publication number: JPH09293211A
Application number: JP8106933A
Authority: JP
Inventors: Yoshinori Otsuka; 善徳大塚; Yoshio Koshikawa; 誉生越川; Yoshibumi Mizoshita; 義文溝下; Yuji Uehara; 裕二上原; Hidekazu Kanda; 英一神田; Kenichi Aoshima; 賢一青島; Hitoshi Kanai; 均金井; Jiyunichi Kane; 淳一兼
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1996-04-26
Filing date: 1996-04-26
Publication date: 1997-11-11
Also published as: US5771141A

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気ディスク装置、磁気テープ装置等の磁気記
録装置に用いられる磁気抵抗効果ヘッドに関し、高感度
が得られ、また端子の数を増やすことなく再生出力のベ
ースラインの変動を抑制すること。【解決手段】磁気記録媒体対向面に平行な方向を磁化容
易軸とした磁気抵抗効果層６を有する磁気抵抗効果素子
６，７，８と、前記磁気抵抗効果層６のうちセンス領域
の磁気記録媒体対向面側に形成され、且つ前記磁気記録
媒体対向面に対して斜めの縁部を有する第一の電極１０
と、前記第一の電極１０の前記斜めの縁部に対して略平
行な縁部を有し、かつ前記第一の電極１０から間隔をお
いて前記磁気抵抗効果層６上に形成された第二の電極１
１とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果ヘッ
ド及び磁気記録装置に関し、より詳しくは、磁気ディス
ク装置、磁気テープ装置等の磁気記録装置とその磁気記
録装置に用いられる磁気抵抗効果ヘッドに関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気ディスク装置の小型化、大容量化が
進むに伴って、磁気ヘッドの高性能化が要求されてい
る。この要求を満足する再生専用の磁気ヘッドとして、
磁気ディスクの回転速度に依存せず小型ディスクに対し
ても利用でき、しかも高い出力が得られる磁気抵抗効果
ヘッド（以下、ＭＲヘッドという）が注目されている。

【０００３】ＭＲヘッドとしては、磁気バイアス導体層
を用いるＡＭＲヘッド、スピンバルブＭＲヘッド、ジャ
イアントＭＲヘッドなどがある。磁化バイアス導体層を
用いるＡＭＲヘッドは、一般に、ＭＲ層及びリード端子
の一部が磁気記録媒体対向側に露出する構造のものが採
用されている。このような構造のＭＲヘッドが浮上型ス
ライダに取り付けられ場合に、浮上型スライダの浮上高
さが低くなると、ＭＲヘッドが磁気記録媒体に電気的に
ショートしたり、磁気記録媒体との間で放電が起きやす
くなり、この結果、磁気ヘッドが損傷するおそれがあ
る。

【０００４】このような不都合を解消できる構造の磁気
ヘッドとして、センス電流を信号磁界と同方向に流すよ
うにＭＲ層を配置するとともに、接地用のリード端子の
みを磁気記録媒体面側に露出させる構造のものが例えば
特開昭63-23217号号公報において記載されている。この
構造のＭＲヘッドを以下に縦型ＡＭＲヘッドという。ま
た、別の例として、図３１に示すようにＭＲ層101 に３
端子102 〜104 を接続したＭＲ層ヘッドが米国特許5420
736 号に提案され、そのうちの１つの端子102 は接地電
圧になって磁気記録媒体対向面（ＡＢＳ）に露出してい
る。また、このＡＭＲヘッド101 では、接地端子102 に
三角形状の張出部102aを形成し、他の２つの端子103 ，
104 をその張出部102aの斜めの辺縁に間隔をおいて対向
するようにを配置し、さらに、ＭＲ層101 の磁化容易軸
Ｍを硬磁性層105 によって磁気記録媒体面と平行になる
方向に制御している。

【０００５】これら２つのＡＭＲヘッドは、磁気記録媒
体面とのコンタクト領域で特に有効である。また、３端
子構造を有するＡＭＲヘッドは、接地端子102 以外の２
つの端子103,104 を差動増幅器106 に接続することによ
ってサーマルアスペリティを抑制する効果がある。サー
マルアスペリティは、磁気記録媒体表面の突起や異物に
ＭＲ素子が衝突した場合に、衝突エネルギーの発熱によ
り素子抵抗が増加して再生信号のベースライン変動を引
き起こして再生出力を変動させる現象である。サーマル
アスペリティについては、例えば次の文献に記載されて
いる。 Magneto-Resistive Head Thermal Asperity Dig
ital Compensation, R. L. Galbraith, G. J.Kerwin,
J. M. Poss, IEEE Trans. on Mag., Vol. 28, No.5, 19
92

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、縦型ＡＭＲヘ
ッドはセンス電流を流す端子とバイアス磁界を発生させ
る端子を別々に設けることになるので、構造が複雑にな
る。また、３端子構造を有するＡＭＲヘッドは、バイア
ス磁界を発生させる導体層が不要になるので層の数が少
なくて済むが、接地端子の抵抗値分布がほぼ一定である
ので、接地端子に流れる電流はほぼ均一に放射状に拡が
るので高感度が得られ難い。

【０００７】また、３端子構造によれば実質的に２つの
ＭＲ素子を用いているので、配線の引出本数が増えて回
路が複雑になる。本発明はこのような問題に鑑みてなさ
れたものであって、高感度が得られ、また端子の数を増
やすことなく再生出力のベースラインの変動を抑制でき
る磁気抵抗効果ヘッド及び磁気記録装置を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

（手段）上記した課題は、図２に例示するように、磁気
記録媒体対向面に平行な方向を磁化容易軸とした磁気抵
抗効果層６を有する磁気抵抗効果素子６，７，８と、前
記磁気抵抗効果層６のうちセンス領域の磁気記録媒体対
向面側に形成され、且つ前記磁気記録媒体対向面に対し
て斜めの縁部を有する第一の電極１０と、前記第一の電
極１０の前記斜めの縁部に対して略平行な縁部を有し、
かつ前記第一の電極１０から間隔をおいて前記磁気抵抗
効果層６上に形成された第二の電極１１とを有すること
を特徴とする磁気抵抗効果ヘッドにより解決する。

【０００９】上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記第
一の電極１０の前記斜めの縁部は、前記磁化容易軸に対
して４５度の角度を有することを特徴とする。上記磁気
抵抗効果ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果素子６，
７，８、前記第一の電極１０、前記第二の電極１１は、
絶縁膜５，１２を介して第一及び第二のシールド層４，
１３に挟まれていることを特徴とする。

【００１０】上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、図４，
図５に例示するように、前記第一の電極１０は、少なく
とも前記第一のシールド層４又は前記第二のシールド層
１３のいずれかに導通していることを特徴とする。上記
磁気抵抗効果ヘッドにおいて、図５に例示するように、
前記第一の電極１０は、前記絶縁膜１２を貫通して前記
第二のシールド１３に接する厚さを有することを特徴と
する。

【００１１】上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、図４に
例示するように、前記第一の電極１０の前記磁気記録媒
体対向面から少なくとも前記第一のシールド層４又は前
記第二のシールド層１３のいずれかの前記磁気記録媒体
対向面に至る領域には導電膜１４が形成されていること
を特徴とする。上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記
磁気抵抗効果層６は、軟質磁性材からなる単層構造から
なることを特徴とする。

【００１２】上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記磁
気抵抗効果層６はスピンバルブ磁気抵抗効果膜からなる
ことを特徴とする。上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、
図３、図７に例示するように、前記磁気抵抗効果層６の
前記第一の電極１０と第二の電極１１の間の領域に存在
する磁化容易軸は、硬質磁性膜７，８又は反強磁性膜１
５，１６のいずれかによって磁区制御されていることを
特徴とする。

【００１３】上記磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記硬
質磁性膜同士の間の領域又は前記反強磁性膜同士の間の
領域に配置された前記第二の電極は、該領域よりも幅が
狭いことを特徴とする。上記した課題は、図１４に例示
するように、第一の磁気シールド層５６と、前記第一の
磁気シールド層５６上に第一のギャップを介して形成さ
れた磁気抵抗効果素子５８と、前記磁気抵抗効果素子５
８の上に第二のギャップを介して形成された第二の磁気
シールド層６２と、前記第一の磁気シールド層５６と前
記第二の磁気シールド層６２の間にあって且つ前記磁気
抵抗効果素子５８の近傍に形成された負の抵抗温度係数
を有する素子Ｒsmとを有することを特徴とする磁気抵抗
効果ヘッドによって解決する。

【００１４】上記した課題は、図１、図２に示すよう
に、上記した磁気抵抗効果ヘッドと、前記磁気抵抗効果
ヘッドが取り付けられたスライダ３と、前記スライダを
支持するサスペンション２と、前記磁気抵抗効果ヘッド
に一部が対向して配置される磁気記録媒体１とを有する
ことを特徴とする磁気記録装置により解決する。この磁
気記録装置において、前記磁気抵抗効果ヘッドの前記第
一の電極１０は、前記磁気記録媒体１の表面と同電位に
なされていることを特徴とする。

【００１５】（作用）次に、本発明の作用について説明
する。本発明の磁気ヘッドによれば、磁気抵抗効果層上
のセンス領域において第二の電極に間隔をおいて平行に
形成される第一の電極は、さらに磁気記録媒体寄りに配
置され、しかも磁気記録媒体対向面に対して傾斜する１
つの縁部を有しているので、センス領域の一側方の幅は
広く、他側方では幅が狭くなる。

【００１６】これにより、第一の電極では、幅の狭い領
域よりも幅の広い領域に電流が流れ易くなるので、第一
の電極と第二の電極の間に流れる電流の放射状の拡がり
が抑制される。第一の電極と第二の電極の間に流れるセ
ンス電流の方向を、例えば磁気抵抗効果層の磁化容易軸
方向と信号磁界流入方向のそれぞれに対して４５度の角
度にすると、信号磁界による抵抗の変化が線形になり且
つ抵抗変化率を大きくすることができる。磁化容易軸方
向の制御は、センス領域の両側に硬質磁性層又は反強磁
性層を形成することによってなされる。

【００１７】第一の電極を、例えば磁気記録媒体と同電
位に保持すると、磁気記録媒体との電位差による放電や
短絡が回避され、磁気ヘッドの損傷が防止される。ま
た、磁気ヘッドのシールド層は一般に磁気記録媒体とほ
ぼ同電位に設定されるので、第一の電極をシールド層に
接続することにより、第一の電極と磁気記録媒体とを同
電位にすることができる。第一の電極とシールド層を導
通させる構造として、磁気記録媒体対向面に露出する第
一の電極とシールド層を覆う非磁性導電膜を磁気記録媒
体対向面に形成する構造や、或いは、第一の電極の膜厚
を厚くしてシールド層に導通させる構造がある。

【００１８】一方、第二の電極を広くすると、第二電極
から第一電極に流れる電流が放射状になるおそれがある
ので、磁気抵抗効果層のセンス領域よりも広げないよう
にすることが好ましい。また、読み出し専用の磁気ヘッ
ドのサーマルアスペリティを抑制するために、磁気ヘッ
ドの近傍に負の抵抗温度係数を有する抵抗変化抑制素子
を形成するようにしたので、磁気ヘッドと磁気記録媒体
との接触による温度変化に対して磁気ヘッドの出力を安
定にすることができる。

【００１９】そのような磁気ヘッドは、例えば磁気ディ
スク装置、磁気テープ装置に使用される。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に述べる本発明の磁気ヘッド
は、例えば図１に示すような磁気ディスク装置又は図示
しない磁気テープ装置に適用される。図１において、磁
気記録媒体層（不図示）を有する磁気ディスク１と、磁
気ディスク１の上を移動するサスペンション２と、サス
ペンション２の先端に取り付けられたスライダ３とを有
している。そのスライダ３には、後述する読出及び書込
み用の磁気ヘッドが取り付けられている。

【００２１】そこで以下に、本発明の磁気ヘッドを構成
する磁気ヘッドの実施形態を以下に説明する。（第１実施形態）図２(a) 〜(c) は、本発明の第１実施
形態の磁気抵抗効果（ＭＲ）ヘッドを示している。

【００２２】図２(a),(b) において、NiFe、FeAlSiなど
よりなる第一の磁気シールド層４の上にはAl₂O₃などか
らなる絶縁性の第一のギャップ層５が形成され、その第
一のギャップ層５の上には矩形状のＭＲ層６が形成され
ている。そのＭＲ層６は、例えばNiFe、NiFeCo又はCoFe
などの単層の軟質磁性材層から形成されている。ＭＲ層
６の両側部には、ＭＲ層６の磁区制御のためにCoCrPt、
CoCrTaなどの第一及び第二の硬質磁性層７，８が形成さ
れている。

【００２３】第一及び第二の硬質磁性層７，８の磁化Ｍ
₀の方向は磁気ディスクに平行な同一方向であり、これ
によりＭＲ層４の磁化容易軸は磁気ディスク１に平行な
方向に制御されている。また、硬質７，８磁性層のそれ
ぞれの上にはAl₂O₃などの絶縁部層９が形成されてい
る。ＭＲ層６上には、金、タングステンなどの非磁性導
電材よりなる第一の電極１０と第二の電極１１が間隔を
おいて形成されている。第一の電極１０は、磁気ディス
ク１との対向面（以下、磁気記録媒体対向面という）寄
りに形成され、しかもＭＲ層６の両側方の絶縁部層９，
１０上を通って外部に引き出されている。その第一の電
極１０の磁気記録媒体対向面に垂直な方向の幅は、第一
の硬質磁性層７上では０．５〜１μｍ程度と広く、第二
の硬質磁性層１０上では０．１〜０．５μｍ程度と狭く
なっている。また、第二の電極１１は、第一及び第二の
硬質磁性層７，８の間にのみ存在し、さらにＭＲ６層か
ら第一のギャップ層５上に引き出されている。その第二
の電極１１は、第一及び第二の硬磁性層７，８の間隔よ
りも狭く形成されている。

【００２４】第一の電極１０と第二の電極１１のそれぞ
れが対向する縁部は、ＭＲ層６上で互いにほぼ平行であ
り、しかも第一及び第二の硬質磁性層７，８の磁化Ｍ₀
の方向に対して斜めになるように形成されている。それ
らの縁部は、例えばＭＲ層６の磁化容易軸方向と信号磁
界Ｈsig の流入方向のそれぞれに対して４５度の角度を
なすように形成されている。

【００２５】このようなＭＲ層６、第一及び第二の硬質
磁性層７，８、第一及び第二の電極１０，１１は、図２
(c) に示すように、Al₂O₃などからなる第二のギャップ
層１２に覆われ、その第二のギャップ層１２の上には、
FeAlSi、NiFeなどよりなる第二の磁気シールド層１３が
形成されている。上述したＭＲヘッドにおいては、第一
及び第二の電極１０，１１に挟まれたＭＲ層６のセンス
領域の磁化Ｍ₁の方向が、磁気ディスク１からの信号磁
界Ｈsigによって磁化容易軸から傾斜すると、ＭＲ層６
では、磁気記録媒体対向面に対して斜めに流れる電流Ｉ
に対する電気抵抗が変化することになる。

【００２６】この場合、ＭＲ層６上における第一の電極
１０が、磁気記録媒体対向面に対して傾斜する縁部を１
つだけ有している。従って、ＭＲ層６のセンス領域にお
けるセンス電流Ｉは、第一の電極１０のうち幅が広くて
電気抵抗が小さい方向に集中し易くなるので、放射状に
拡がり難くなって感度が良くなる。この場合、センス電
流Ｉが流れる方向は、例えばＭＲ層６の磁化容易軸方向
と信号磁界流入方向のそれぞれに対して４５度の角度を
なすように流れる。４５度としたのは、信号磁界Ｈsig
の変化に対する抵抗変化を線形にするためには４５度に
限る必要はないが、抵抗変化率を大きくするために好ま
しい角度だからである。

【００２７】このような第一の電極１０を、例えば磁気
ディスク１と同電位に保持すると、磁気ディスク１との
電位差による放電や短絡が回避され、磁気ヘッドの損傷
が防止される。ところで、上記した第一の電極は、図３
(a),(b) に示すように一側方だけに引き出されるような
形状にしてもよい。このような構造を採用することによ
って第二の電極１１から第一の電極１０ａに流れる電流
が放射状になることがさらに抑制されるので、電流方向
性が良くなって感度が高くなる。しかも、第二の電極１
１の磁気記録媒体対向面方向の長さを第一の硬質磁性層
７と第二の硬質磁性層８の間に目一杯に長くしてもセン
ス電流Ｉが放射状に拡がり難くなるので、第二の電極１
１の抵抗値も低くなる。

【００２８】第一の電極１０，１０ａの電位の設定は、
例えば次の構造によって成される。まず、図４に示すよ
うに、第一及び第二の磁気シールド層４，１３とそれら
の間に存在する各層のうちの磁気記録媒体対向面をタン
グステン、タンタルのような非磁性導電層１４によって
覆うと、第一の電極１０，１０ａと第一及び第二の磁気
シールド層１１とが同電位になる。第一及び第二の磁気
シールド層４，１３は、一般に、磁気ディスク１と同電
位になるように電圧調整されるので第一の電極１０，１
０ａの内部配線が不要になる。その電位として、接地電
位を選んでもよい。なお、磁気記録媒体対向面は、空気
ベアリング面（ＡＢＳ）と呼ばれることもある。

【００２９】また、第一の電極１０を第二の磁気シール
ド層１１と同じ電位に保持する構造として、図５に示す
ように、第一の電極１０ｂの膜厚を第二の電極１１の膜
厚よりも厚く形成し、しかも、第一の電極１０ｂの膜厚
を、第二のギャップ層１２を貫通して第二の磁気シール
ド層１３に接するような厚さにしてもよい。これによれ
ば、図６に示すように第一の電極１０ｂを引き出す領域
を省略してもよい。

【００３０】ところで、上記した説明では、ＭＲ層６の
磁化容易軸を制御するために第一及び第二の硬質磁性層
７，８を用いるているが、それらの代わりにFeMn、NiM
n、NiO などの反強磁性膜を用いてもよい。反強磁性膜
を使用する場合には、図７に示すように、ＭＲ層６ａを
磁気ディスク対向面に沿って広く形成してその両端寄り
の領域に反強磁性層１５，１６を形成することになる。
なお、反強磁性層１５，１６をNiO のような絶縁部材を
から形成する場合には、反強磁性層１５，１６と第一の
電極１０の間の絶縁部膜９を省略してもよい。

【００３１】なお、上記した磁気ヘッドとしてＡＭＲヘ
ッドを適用する場合に説明したが、ＭＲ層としてスピン
バルブ膜を使用する場合もある。スピンバルブ膜として
は、FeMn、NiFe、Cu、NiFeを順に積層した構造のものが
ある。（第２実施形態）本実施形態では、第１実施形態のＭＲ
ヘッドや従来のＭＲヘッドを磁気シールドする構造につ
いて説明する。

【００３２】図１に示したスライダ３の後端には、第１
実施形態で説明したような読出専用のＭＲヘッドのみな
らず、書込み用の誘導型ヘッドが取り付けられるのが一
般的である。それらの磁気ヘッドは、図８に示すよう
に、磁気シールド層、絶縁層などを介してＭＲヘッド２
２と誘導型ヘッド２３をスライダ３の上に順に配置する
構造が採用されている。そして、データは磁気ディスク
１のトラック１ｔに書き込まれる。

【００３３】ＭＲヘッド２２と誘導型ヘッド２３の双方
を有する記録再生ヘッドは、ＭＲヘッド２２の磁気シー
ルドと誘導型ヘッド２３の磁極の構造の違いによって、
共有型と分離型に分けられる。共有型の記録再生ヘッド
は、図９(a) に示したように、ＭＲヘッド２２を挟む磁
気シールド層２４の一方を、誘導型ヘッド２３の磁極２
３ｂ，２３ｃの一部と共有させた構造を有している。ま
た、分離型の記録再生ヘッドは、図９(b) に示すよう
に、ＭＲヘッド２２を挟む磁気シールド層２４ａ，２４
ｂと、誘導型ヘッド２３の磁極２３ｂ，２３ｃを絶縁性
ギャップ層２５を介して隣設させた構造となっている。

【００３４】いずれの構造を採用するにしても、ＭＲヘ
ッド２２の磁気シールド２４，２３ｂの再生ギャップと
誘導型ヘッド２３の磁極２３ｂ，２３ｃの記録ギャップ
のそれぞれの位置が異なってしまう。再生ギャップと記
録ギャップの位置が異なると、記録再生ヘッドが磁気デ
ィスク１の内側に存在する場合と外側に存在する場合と
では記録位置と再生位置の相対的な位置関係が変わるこ
とになる。このように記録位置と再生位置の位置の差
は、ヨー（ＹＡＷ）角ロスと呼ばれ、記録、再生の両ヘ
ッドを備えた磁気ディスク装置では、そのヨー角ロスを
小さくすることが重要になる。

【００３５】共有型の記録再生ヘッドはヨー角ロスが小
さいが、シールド層との共有部分である磁極２３ｂが記
録磁界Ｈ₂の影響を大きく受ける。即ち、記録動作を繰
り返すたびに磁極２３ｂの磁化状態が変化するために、
その磁化の変化がＭＲヘッド２２の読出出力に影響を与
える。これに対して、分離型の記録再生ヘッドは、ＭＲ
ヘッド２２の磁気シールド層２４ａ，２４ｂと誘導型ヘ
ッド２３の磁極２３ｂ，２３ｃが別々に配置されている
ために、記録磁界Ｈ₂による磁気シールド層２４ｂへの
影響が少ないと考えられる。しかし、ヨー角ロスを小さ
くするために、ＭＲヘッド２２の磁気シールド層２４ａ
と誘導型ヘッド２３の磁極２３ｂとそれらを分離するギ
ャップ層２５のそれらの膜厚を薄くしてゆくと、磁気シ
ールド層２４ｂへの書込み磁界の影響が大きくなって、
ＭＲヘッド２２の読出出力に影響を与えるようになる。

【００３６】そこで、記録磁界Ｈ₂の影響を少なくする
ために、本実施形態では図１０に示すような構造を採用
した。図１０において、非磁性絶縁基板２６の上には、
第一の磁気シールド層２７が形成され、その上にはAl₂O
₃などの非磁性の第一の絶縁層２８を介して第二の磁気
シールド層２９が形成されている。また、第一の磁気シ
ールド層２７と第二の磁気シールド層２９の間の第一の
絶縁層２８内には磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）３０が
形成され、そのＭＲ素子３０は、絶縁膜２８内に形成さ
れた一対の電極（不図示）に接続されている。ＭＲ素子
３０は再生専用の電磁変換素子である。

【００３７】第一の磁気シールド層２７、第二の磁気シ
ールド層２９及びＭＲ素子３０のそれぞれの一端は、磁
気ディスク１の記録面に対向している。また、第一の磁
気シールド層２７と第二の磁気シールド層２９のそれぞ
れの磁気ディスク対向面（ＡＢＳ）からの長さは、第二
の磁気シールド層２９の方が第一の磁気シールド層２７
よりも短くなるように形成されている。第二の磁気シー
ルド層２９のその長さは、少なくともＭＲ素子３０より
も大きな値、例えば５〜５０μｍの範囲内となってい
る。

【００３８】第二の磁気シールド層２９は、軟質磁性膜
をパターニングして形成されているので、第二の磁気シ
ールド層２９と第一の絶縁層２８の境界には段差が生じ
る。この段差は、後述する誘導型ヘッド３７の磁極にう
ねりが生じる原因になる。そこで、第一の絶縁層２８の
うち第二の磁気シールド２９が重ならない領域に、レジ
ストなどの有機絶縁材、Al₂O₃、SiO₂などの無機絶縁材
又は非磁性金属材よりなる中間層３１を形成する。中間
層３１は、第二の磁気シールド層２９とほぼ同じ厚さ、
例えば０．５μｍの厚さに形成する。

【００３９】また、第二の磁気シールド層２９及び中間
層３１の上には非磁性材よりなる第二の絶縁層３２が形
成され、第二の磁気シールド層２９上での第二の絶縁層
３２の膜厚は３μｍ以下に形成されていてヨー角ロスを
小さくするようになっている。誘導型ヘッド３７は、第
二の絶縁層３２の上に形成されていて、第一の磁極３
３、第三の絶縁層３４、導電性のコイル３５及び第二の
磁極３６を有している。

【００４０】第一の磁極３３は第二の絶縁層３２上に約
１μｍの厚さに形成され、しかも磁気ディスク対向面か
らの長さは、第二の磁気シールド層２９の長さよりも長
くなっている。第一の磁極３３上には第三の絶縁層３４
及び第二の磁極３６が形成されている。第三の絶縁層３
４の中には導電性のコイル３５の一部が埋め込まれてい
る。

【００４１】第一の磁極３３と第二の磁極３６は、磁気
ディスク対向面では互いに０．１〜０．６μｍ程度のギ
ャップで離れる一方、第二の磁気シールド層２９に重な
らない領域で互いに接触している。第一の磁極３３と第
二の磁極３６の磁気ディスク対向面から接続部分の端部
までの長さ、即ちヨーク（yoke）長は同じ方向の第二の
磁気シールド層２９の長さＬ₁よりも長くなっている。

【００４２】したがって、第一の磁極３３と第二の磁極
３６の接続領域の近傍には、第二の磁気シールド層２９
は存在しないことになる。なお、第一及び第二の磁気シ
ールド層２７，２９、第一及び第二の磁極３３，３６
は、NiFeなどの磁性材から形成されている。本実施形態
でも、第一及び第二の磁極３３，３６の接続部分では第
二の磁極３６が湾曲しているので、コイル３５から発生
した記録磁界Ｈ₂がその接続部分でＭＲ素子３０側に漏
れる。しかし、その接続部分の下には第二のシールド層
２９が存在しないので、その漏れ磁界によって第二のシ
ールド層２９の磁区構造は殆ど変化しない。この結果、
磁気ディスク１からの信号磁界が第一及び第二のシール
ド層２７，２９に漏れる量が変化しないので、ＭＲ素子
３０に入力する信号磁界の大きさは誘導型ヘッド３７の
書込みの度に変動せず、ＭＲ素子３０では安定した出力
が得られる。

【００４３】これに対して、図９(a) に示すように、第
一の磁極２３ｂにシールド層の機能を付与する場合に
は、記録磁界Ｈ₂によって第一の磁極２３ｂの磁区構造
が変化するので、書込みのたびにシールド層の磁区が乱
れることに等しい。したがって、読み出しの際に磁気デ
ィスク１からシールド層２４と第一の磁極２３ｂに漏れ
る信号磁界が変動する。この結果、ＭＲ素子２２に入力
する信号磁界の大きさは、誘導型ヘッド２３による書込
みの度に大きく変動するので、出力値を乱す原因にな
る。

【００４４】また、図９(b) に示すように、第二のシー
ルド層２４ｂと第一の磁極２３ｂを同じ領域に形成する
場合には、記録磁界Ｈ₂の漏れによって第二のシールド
層２４ｂの磁区構造が変化するので、書込みのたびにそ
の磁区が乱れ、読出の際に磁気ディスク１から第一及び
第二のシールド層２４ａ，２４ｂに漏れる信号磁界が変
動する。この結果、ＭＲ素子２２に入力する信号磁界の
大きさが変動するので、出力値を乱す原因になる。この
結果、ＭＲ素子２２に入力する信号磁界の大きさが書込
みの度に変動するので、出力値を乱す原因になる。

【００４５】ここで、図１０に示す本実施形態の記録再
生ヘッドの第二の磁気シールド層２９と、図９(a) に示
す従来の記録再生ヘッドの第一の磁極（シールド層）
と、図９(b) に示す従来の記録再生ヘッドの第二の磁気
シールド層２４ｂのそれぞれについて、コイル２３ａ，
３５に許容値の電流を流して磁気ディスク対向面からの
位置（高さ）と飽和磁束密度との関係を調べたところ図
１１に示すような結果が得られた。

【００４６】図１１によれば、本発明を用いた第二の磁
気シールド層２９は、第一及び第二の磁極３３，３６か
ら漏れた磁界の影響を殆ど受けずに飽和磁束密度がほぼ
零と一定になった。これに対して、図９(a) に示す共有
型の記録再生ヘッドでは、書込み用の誘導型ヘッドの第
一の磁極２３ｂをＭＲヘッド２２のシールド層と共有し
ているので、そのシールド層（２３ｂ）には書き込みの
際に大きな磁界がかかり、特に磁気ディスク対向面近傍
では最も大きな磁界がかかることになる。したがって、
ＭＲ層２２の出力が変動し易くなる。

【００４７】また、図９(b) に示す分離型の記録再生ヘ
ッドでは、コイル２３ａ直下ではかなり大きなの磁界が
かかり、しかも第一の磁極２３ｂと第二の磁極２３ｃの
接続部分に近づくほど飽和磁束密度が大きくなってい
る。したがって、共有型の記録再生ヘッドと分離型の記
録再生ヘッドの双方ともシールド層の磁区構造は、書き
込みの度に乱れて読み出し出力の変動を招きやすくな
る。

【００４８】ところで、本実施形態において、第一の磁
気シールド層２７の長さを第二の磁気シールド２９と同
じように短くすることも考えられるが、第一の磁気シー
ルド層２７は誘導型ヘッド３７から遠いので漏れ磁界に
よる影響が少ない。しかも、第一の磁気シールド層２７
を短くすると、その縁部に段差が発生するので、ＭＲ素
子３０に接続される図８のような薄い引出用端子２２ａ
にも段差が生じて断線のおそれがあり、さらに、誘導型
ヘッド３７に生じる段差を大きくするので好ましくな
い。

【００４９】したがって、図１０に示す構造を採用する
ことは、ＭＲ素子３０に接続される引出用端子の断線が
防止され、誘導型ヘッド３７の第一及び第二の磁極３
３，３６にうねりが生じるおそれもなくなる。（第３実施形態）記録再生ヘッドにおいて、記録磁界に
よって磁気シールド層の磁区が変動することについては
既に説明した。その磁区の変動は、ＭＲ素子のデータ読
み出しに悪影響を及ぼし、再生出力が変動するなどの不
都合がある。

【００５０】その磁区の変動を抑制するために、第２実
施形態で示した構造の他に、図１２(a),(b) 、図１３
(a) に示すような構造を採用してもよい。図１２(a),
(b) に示す読み出し専用の磁気ヘッド４０において、磁
気抵抗効果素子（ＭＲ素子）４１の両側には一対の引出
電極４２ａ，４２ｂが接続され、これらは非磁性の絶縁
層４３を介して第一の磁気シールド層４４及び第二の磁
気シールド層４５に挟まれている。また、第一の磁気シ
ールド層４４及び第二の磁気シールド層４５のうち、Ｍ
Ｒ素子４１から遠い方の面にはそれぞれ加圧素子として
圧電素子４６，４７が取付けられている。

【００５１】圧電素子４６，４７には電圧を印加するた
めの一対の電極４６ａ，４６ｂ，４７ａ，４６ｂが形成
されているが、そのうちの接地用の電極４６ｂ，４７ｂ
は、非磁性導電材よりなる第一及び第二の磁気シールド
層４４，４５に接続されている。圧電素子４６，４７の
圧電材料としては、例えばチタン酸バリウム（BaTi
O₃）、ジルコン酸鉛（PbZiO₃）、チタン酸鉛（PbTiO₃）
がある。

【００５２】このような読み出し専用の磁気ヘッド４０
には、図８に示すような書き込み用の誘導型ヘッド２３
が重ねて配置される。次に、圧電素子及び磁気ヘッドに
接続される信号回路について、図１３(a) のブロック図
に基づいて説明する。ＭＲ素子４１の引出電極４２ａ，
４２ｂは、増幅回路（アンプ）４８を介して復調回路４
９に接続されている。復調回路４９は、ＭＲ素子４１に
よって検出されたアナログの再生信号をディジタルに変
換してＥＣＣ（誤り検出・訂正）回路５０に出力するよ
うに構成されている。ＥＣＣ回路５０は、再生信号の波
形、タイミング等に基づいて再生信号のエラーを検出
し、エラーが存在しない場合には再生信号をそのまま出
力し、また、エラーが発生した時点でエラー検出信号を
圧電素子用電圧源５１に出力する。エラー検出信号を入
力した圧電素子用電圧源５１は、所定の電圧を圧電素子
４６，４７に出力する。

【００５３】圧電素子用電圧源５１から圧電素子４６，
４７に印加する電圧の波形は、例えば図１３(b) に示す
ような連続パルス、図１３(c) に示すような交流パル
ス、図１３(d) に示すような減衰パルス、或いは図１３
(e) に示すような減衰する正弦波パルスのようなものが
ある。そのような圧力が加えられた圧電素子４６，４７
は、電圧を圧力に変換して第一及び第二の磁気シールド
層４４，４５に圧力を加える。

【００５４】圧電素子４６，４７による加える圧力は、
圧縮方向、伸長方向のいずれかであってもよいし、両方
向に交互に加えてもよく、さらに加圧方向は、第一及び
第二の磁気シールド層４４，４５との対向面に沿った方
向であってもよいし、その対向面に垂直な方向であって
もよい。一方、記録系統では、ライトゲート５２及び記
録回路５３を介して誘導型ヘッド２３に記録磁界が印加
される。

【００５５】次に、圧電素子４６，４７からの圧力が第
一及び第二の磁気シールド層４４，４５にどのように作
用するかを説明する。第一及び第二の磁気シールド層４
４，４５内では、誘導型ヘッド２３の記録磁界によって
磁区の磁化方向や範囲が変化し、その磁区の状態が元に
戻らずに内部に応力が生じることがある。そのような不
安定な磁区を有する第一及び第二の磁気シールド層４
４，４５は、ＭＲ素子４１の読み出しに影響を及ぼす磁
界を発生する。

【００５６】この状態で圧電素子４６，４７から第一及
び第二の磁気シールド層４４，４５に上記したような圧
力を加わると、第一及び第二の磁気シールド層４４，４
５内の応力が緩和されて磁区が元の安定した状態に戻
り、外部に発生する磁界を小さくする。ＭＲ素子４１に
は一定のセンス電流が流れており、図１に示す磁気ディ
スク１から信号磁界がＭＲ素子４１に入力すると、ＭＲ
素子４１の抵抗値が変化し、その抵抗値の変化は電圧の
変化として現れ、その電圧の変化はアンプ４８、復調回
路４９及びＥＣＣ回路５０を介して取り出される。

【００５７】従って、第一及び第二の磁気シールド層４
４，４５に圧力を加えることによって、ＭＲ素子４１に
入力する信号磁界の乱れが防止され、再生出力の変動が
少なくなる。なお、圧電素子４６，４７からの圧力によ
って第一及び第二の磁気シールド層４４，４５に新たに
不安定な磁区が発生しないようにするためには、図１３
(d),(e) のような減衰波形の電圧を印加するのが好まし
い。

【００５８】圧電素子４６，４７による圧力印加のタイ
ミングは、読み出しの直前、書き込みと読み出しの間の
時間、又は書き込み終了直後のいずれかに設定してもよ
い。書き込みの後に圧電素子４６，４７を駆動するため
には、図１３(a) の破線で示すような経路でライトゲー
ト５２から圧電素子用電圧源５１に記録指示信号を入力
し、記録指示信号がなくなった時点で圧力素子用電圧源
５１から圧電素子４６，４７に電圧を印加する。（第４実施形態）ＭＲヘッドにおけるサーマルアスペリ
ティを抑制する手段としては、例えば従来技術の欄で説
明したように、実質的に２つのＭＲ素子と作動増幅器を
用いたものがある。本実施形態では、それ以外の構造と
して、抵抗の温度変化を抑制する素子をＭＲ素子に接続
してサーマルアスペリティを抑制する構造について説明
する。

【００５９】図１４(a) 〜(c) は、本発明の第４実施形
態を示す平面図及び断面図である。図１４(a) 〜(c) に
おいて、絶縁性の非磁性基板５５上にはFeAlSi、FeNiな
どよりなる第一の磁気シールド層５６が形成され、さら
にその上には、負の抵抗温度係数を有する材料よりなる
第一のギャップ層５７が形成されている。負の抵抗温度
係数を有する材料としては炭化シリコン（SiＣ）、酸化
鉄、酸化ニッケル、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸
化銅等がある。

【００６０】第一のギャップ層５７上には磁気抵抗効果
素子（ＭＲ素子）５８が形成され、ＭＲ素子５８の一端
は磁気記録媒体対向面（ＡＢＳ）から露出している。Ｍ
Ｒ素子５８は、図１４(b) に示すように、NiFeCrよりな
るＳＡＬ（soft sdjacent layer ）膜５８ａと、銅より
なる非磁性層５８ｂと、NiFeよりなる磁気抵抗効果（Ｍ
Ｒ）層５８ｃの三層構造を有し、三層構造の両側のそれ
ぞれには磁気記録媒体面に平行方向に磁化されたCoCrP
t、CoCrTaなどの導電性の硬質磁性層５９ａ，５９ｂが
接続されている。

【００６１】硬質磁性層５９ａ，５９ｂは、信号磁界が
ない状態でのＭＲ素子５８の自由磁化の方向を制御する
もので、その硬質磁性層５９ａ，５９ｂの上面からは
金、タングステンなどよりなる一対の端子６０ａ，６０
ｂが引き出されている。さらに、端子６０ａ，６０ｂ及
びＭＲ素子５８は、第二のギャップ層６１によって覆わ
れ、第二のギャップ層６１の上には、第二の磁気シール
ド層６２が形成されている。第二のギャップ層６１は、
第一のギャップ層５７と同じように、負の抵抗温度係数
を有する材料から形成され、また、第二の磁気シールド
層６２は、第一の磁気シールド層５６と同じ材料から形
成されている。

【００６２】以上のことから、ＭＲヘッドにおいては、
実質的に、一対の端子６０ａ，６０ｂと第一の磁気シー
ルド層５６の間と、一対の端子６０ａ，６０ｂと第二の
磁気シールド層６２の間には、それぞれ負の抵抗温度係
数を有するＮＴＣ（negativetemparature coefficien
t）サーミスタを接続したことに等しくなる。したがっ
て、そのＮＴＣサーミスタの抵抗値ＲsmとＭＲ素子６８
の抵抗値Ｒは図１５のように並列に接続された状態にな
る。

【００６３】次に、ＭＲ素子５８とＮＴＣサーミスタを
並列に接続したことにより、温度変化による端子６０
ａ，６０ｂ間の抵抗変化率の抑制効果の一例を図１６に
示す。図１６では、その抵抗変化率の抑制効果を分かり
やすくするために、ＳＡＬ膜５８ａと非磁性層５８ｂの
温度変化を無視した場合の関係を示している。図１６で
は、磁気抵抗効果層５８ｃの抵抗値Ｒを１０Ω、抵抗温
度係数を０．１５％／℃とし、また、第一及び第二のギ
ャップ層５７，６１として、スパッタで形成された５０
〜３００Ωの抵抗値を有するSiC を用い、その抵抗値Ｒ
smの温度係数を−０．９％／℃とした。

【００６４】図１７から明らかなように、ＭＲ層５８ｃ
だけを考慮した場合には、温度上昇によって抵抗値Ｒが
上昇してゆくのに対して、ＮＴＣサーミスタとなる第一
及び第二のギャップ層５７，６１をＭＲ層５８ｃに並列
接続することによって、端子６０ａ，６０ｂ間の抵抗の
温度変化が抑制されることがわかる。図１６では、１０
０ΩのＮＴＣサーミスタを使用する場合に温度変化によ
って端子６０ａ，６０ｂ間の抵抗が殆ど変化せず、最も
好ましい結果が得られた。

【００６５】ＮＴＣサーミスタとなる第一及び第二のギ
ャップ層５７，６１の抵抗値Ｒsmは、第一及び第二のギ
ャップ層５７，６１の厚さや、第一及び第二のギャップ
層５７，６１に接触する端子６０ａ，６０ｂ又は硬質磁
性層５９ａ，５９ｂの面積、或いは、第一及び第二のギ
ャップ層５７，６１の単位体積当たりの抵抗率によって
決まる。

【００６６】第一及び第二のギャップ層５７，６１をSi
Ｃから形成する場合には、その中にホウ素、燐又は砒素
のような不純物を導入することによってその抵抗値を制
御してもよい。そのような不純物は、イオン注入法によ
って端子６０ａ，６０ｂと第一及び第二の磁気シールド
層５６，６２の間にのみ導入してもよい。図１４(a) 〜
(c) の磁気ヘッドでは、ＭＲ素子５８の上下の第一及び
第二のギャップ層５７，６１を負の抵抗温度係数を有す
る材料により形成したが、いずれか一方だけをその材料
により形成し、他方を高抵抗のAl₂O₃などから形成して
もよい。

【００６７】また、サーマルアスペリティによるＭＲ素
子５８の抵抗は、離れた領域の温度上昇による影響を殆
ど受けない。従って、図１７に示すように、第一のギャ
ップ層５７、第二のギャップ６１の少なくとも一方のう
ち、ＭＲ素子５８の下の部分のみを負の抵抗温度係数の
材料層５７ａとし、それ以外の領域の第一及び第二のギ
ャップ層５７，６１をAl₂O₃によって形成すれば、端子
６０ａ，６０ｂ間の抵抗値の温度変化を抑制することが
できる。

【００６８】また、図１４の磁気ヘッドでは、第一及び
第二のギャップ層５７，６１を負の抵抗温度係数を有す
る材料から形成しているために、端子６０，６０ｂが広
い面積でＮＴＣサーミスタに接続したに等しい状態とな
っている。しかし、サーマルアスペリティは、ＭＲ素子
５８近傍での磁気記録媒体との接触熱によって発生する
ので、それ以外の領域のＮＴＣサーミスタを端子６０
ａ，６０ｂに接続することは、温度補償の精度を低下さ
せ易い。

【００６９】そこで、図１８(a),(b) に示すように、第
一のギャップ層５７のうち磁気記録媒体対向面の近傍だ
けを硬質磁性層５９ａ，５９ｂに接続させ、それ以外の
領域の第一のギャップ層５７上にAl₂O₃などの高抵抗の
絶縁層６３を形成してもよい。これにより、ＭＲ素子５
８の近傍にだけＮＴＣサーミスタを接続したに等しくな
る。なお第二のギャップ層６１側も同じような構造を採
用してもよい。

【００７０】ところで、負の抵抗温度係数を有する素子
をＭＲ素子５８に並列に接続する他の構造として、図１
９に示すように、負の抵抗温度係数の材料膜６４をＭＲ
素子５８の磁気記録媒体対向面に形成する構造がある。
この場合、その材料膜６４を、ＭＲ素子５８、第一の磁
気シールド層５６及び第二の磁気シールド層６２を含む
範囲に形成する構造を採用してもよいし、或いは、ＭＲ
素子５８及び一対の端子６０ａ，６０ｂに接する範囲で
形成する構造を採用してもよい。そのような構造によっ
ても図１５の等価回路が得られる。

【００７１】また、第一及び第二のギャップ層５７，６
１以外の部分に負の抵抗温度係数の素子を設ける構造と
しては、図２０に示すように、ＭＲ素子５８の下に負の
抵抗温度係数のサーミスタ６５を重ねて形成してもよ
い。この場合にも、一対の端子６０ａ，６０ｂにはＭＲ
素子５８とサーミスタ６５は並列に接続される。ところ
で、上記したＭＲ素子５８は、ＳＡＬ膜５８ａ、非磁性
層５８ｂ、ＭＲ層５８ｃの三層構造のＡＭＲ素子構造に
しているが、図２１に示すように、FeMnよりなる反強磁
性層５８ｄ、NiFeよりなる固定軟質磁性層５８ｅ、Cuよ
りなる非磁性導電層５８ｆ及び、NiFeよりなる自由軟質
磁性層５８ｇを順に積層したスピンバルブＭＲ素子構造
を採用してもよい。（第５実施形態）第４実施形態ではスピンバルブ型のＭ
Ｒ素子として、図２１に示すように、反強磁性体層５８
ｄ、固定軟磁性体層５８ｅ、非磁性導電体層５８ｆ及び
自由軟磁性体層５８ｇを順に形成した第１の構造を示し
た。その他の構造としては、下地層、自由軟磁性体層、
非磁性導電体層、固定軟磁性体層及び反強磁性体層を順
に積層した第２の構造がある。

【００７２】反強磁性体層の材料として、例えばFeNi、
NiMn,NiO等が使用されている。NiMn、NiO は成膜したま
まの状態で反強磁性となるが、これらは磁気的な相関を
保つ最低温度ネール点が低いので、NiMn膜、NiO 膜を成
長した後に高温加熱の工程があると、反強磁性を保てな
くなる。一方、NiMnは、特開平６ー７６２４７号公報に
記載されているように、磁気特性が下地に大きく依存す
る。例えば、下地としてZr膜を用いると、NiMnは異方性
磁界の大きな反強磁性を示したZr膜が耐食性に劣ってい
る。また、NiMnはネール温度が６００℃程度でありFeMn
の２００℃に比べて３倍大きく、しかもFeMnよりもかな
り耐食性が良い。

【００７３】次に、図２２に示すように、下地層６６と
してTi、Al₂O₃、Ta、Zrのいずれかを用い、その上にNi
Mn膜６７とNiFe膜６８を順に形成した。そして、図２３
に示すようなNiFe膜６７の保磁力（Ｈc)と異方性磁界
（Ｈua) の大きさと磁化固定力（Ｈua−Ｈc)の大きさと
を実験により調査したところ、表１に示すような結果が
得られた。但し、実験の際には、下地層６６の厚さを２
０nm、NiMn膜６７の厚さを３０nm、NiFe膜６８の厚さを
２０nmとした。

【００７４】

【表１】

【００７５】表１から、Al₂O₃又はTaが下地層６６の場
合には、NiMn膜６７による異方性磁化Ｈuaが小さくてNi
Fe膜６８の磁化の固定力（Ｈua−Ｈc)が小さくなり、し
かもNiFe膜６８の磁化の安定性に欠けることがわかっ
た。また、下地層６６としてZr膜を用いると、NiMn膜６
７によってNiFe膜６８は異方性磁界Ｈuaが大きくて反強
磁性を示すが、同時に保磁力Ｈc も大きいことがわか
り、NiFe膜６８の磁化の固定力（Ｈua−Ｈc)が小さいこ
とがわかった。

【００７６】したがって、Tiを下地層６６の材料として
用い、しかも反強磁性膜としてネール温度が高いNiMn膜
を用いることが良いとわかった。但し、ネール温度が高
いので反強磁性を付与する加熱工程は、スピンバルブ型
ＭＲ素子を構成する自由軟磁性体層、非磁性導電層のス
ピンバルブ効果を劣化させて出力を低下させてしまうの
で、それらの層を形成する前に行うのが好ましい。

【００７７】次に、Ti、NiMnを材料として選択し、また
最適な加熱工程を取り入れたスピンバブ型ＭＲヘッドの
製造方法を以下に説明する。まず、図２４(a) に示すよ
うに、Al₂O₃TiCのような非磁性絶縁性の基板６９上に、
メッキによってNiFeよりなる第一の磁気シールド層７０
を約２μｍの厚さに形成する。その後に、第一の磁気シ
ールド層７０をフォトリソグラフィーによりパターニン
グしてＭＲ素子形成領域とその周辺を覆う２００×２０
０μｍ²の大きさに整形する。

【００７８】その後に、第一の磁気シールド層７０の両
側に窓７１ａを有する第一のレジスト膜７１を形成す
る。第一のレジスト膜７１は、スピンコーティングによ
り塗布された後に、ベーク、露光、現像などを経て窓７
１ａが形成されている。続いて、図２４(b) に示すよう
に、膜厚２０nmのCrと膜厚２μｍのCoCrPtを順にスパッ
タにより形成して二層構造の硬質磁性層７１とする。そ
の二層構造の硬質磁性層７１は、第一のレジスト膜７１
を剥離するリフトオフ法によって第一の磁気シールド層
７０の両側にのみ配置する。磁気シールド層の両側の硬
質磁性層は、磁気シールド層が書き込み用の磁界によっ
て磁区の変動が大きくならないように磁化を安定させる
ために形成される。

【００７９】次に、図２４(c) に示すように、全体に第
一のギャップ層７３としてAl₂O₃を０．１μｍの厚さに
形成した後に、第一の磁気シールド層７０の上方にスピ
ンバルブＭＲ素子７４を構成する層７４ａ〜７４ｈを形
成する。その成膜工程とパターニグ工程を次に説明す
る。ＭＲ素子７４を形成するために、まず、図２５(a)
に示すように、第一のギャップ層７３上にスパッタによ
って、Tiよりなる下地膜７４ａを２０nm、NiMnよりなる
反強磁性膜７４ｂを３０nm、CoFeよりなる第一の軟磁性
膜７４ｃを５nm、Ta膜７４ｄを５nmの厚さに順に形成す
る。

【００８０】この後に、図２５(a) に示すように、２．
５kOe の磁界Ｈu を印加しながら２８０℃の温度で３時
間アニールを行う。その磁界Ｈu の方向は、磁気ヘッド
の磁気記録媒体対向面に垂直な方向である。第一の軟磁
性層７４ｃを形成するのは、NiMn反強磁性層７４ｂの交
換結合による磁化方向を決めるためであり、また、Ta層
７４ｄはアニールの際にCoFe層７４ｃの酸化を防止する
ためである。したがって、アニールの後には、図２５
(b) に示すように、イオンミリングによってTa層７４ｄ
を除去するとともに、膜厚が２nmとなるまで第一の軟磁
性層７４ｃを薄層化する。

【００８１】この後に、図２５(c) に示すように、第一
の軟磁性層７４ｃの上にCoFe又はNiFeの第二の軟磁性層
７４ｅを１nmの厚さに成長する。これらの第一の軟磁性
層７４ｃと第二の軟磁性層７４ｅによって固定軟磁性層
７４ｆが構成される。さらに、固定軟磁性層７４ｆの上
にCuよりなる非磁性導電層７４ｇを２．８nm、自由軟磁
性層７４ｈを７．５nmの厚さに形成する。自由軟磁性層
７４ｈは、膜厚０．５nmのCoFeと膜厚７nmのNiFeを非磁
性導電層７４ｇ上に順に形成した二層構造となってい
る。

【００８２】ところで、図２５(a) に示す状態で反強磁
性層７４ｂのアニールを終えた後には、図２６(a) に示
すように、第一の軟磁性層７４ｃを完全に除去し、さら
にNiMn反強磁性層７４ｂを５nm程度エッチングしてもよ
い。これは、NiMn反強磁性層７４ｂを厚く形成している
のでエッチング終点を厳しく制限する必要がないからで
ある。この場合には、図２６(b) に示すように、NiMn反
強磁性層７４ｂ上にCoFe又はNiFeの第二の軟磁性層７４
ｅを１nmの厚さに形成し、これを固定軟磁性層とする。
さらに、固定軟磁性層７４ｅ上に、Cuよりなる非磁性導
電層７４ｇを２．８nm、CoFeとNiFeよりなる二層構造の
自由軟磁性層７４ｈを７．５nmの厚さに形成する。

【００８３】ところで、図２６(a) のように、第一の軟
磁性層７４ｃを完全に除去すると、反強磁性層７４ｂ上
に形成される第二の軟磁性層７４ｅの異方性磁界が小さ
くなる傾向にあるので図２５(a) 〜(c) に示す工程を採
用する方が好ましい。なお、第一の軟磁性層７４ｃの材
料としてNiFeを採用してもよい。これにより、スピンバ
ルブＭＲ素子７４を構成する下地層７４ａ、反強磁性層
７４ｂ、固定軟磁性層７４ｆ、非磁性導電層７４ｇ及び
自由軟磁性層７４ｈの成長工程は終了し、図２７(a) 〜
(d) に示すようなパターニング工程に移る。

【００８４】そのパターニングは、まず、図２７(a) に
示すように、スピンバルブＭＲ素子７４の引出端子を形
成する領域に窓７７ａを有する第二のレジスト膜７７を
自由軟磁性層７４ｈ上に形成する。そして、窓７７ａか
ら露出した自由軟磁性層７４ｈからその下の下地層７４
ａまでをイオンミリングによって除去すると、その窓７
７ａからは第一のギャップ層７３が露出する。

【００８５】続いて、図２７(b) に示すように、全体に
膜厚１２nmのCoCrPtよりなる磁化制御用の硬質磁性層７
５と、膜厚７０nmのAuよりなる端子形成用の非磁性導電
膜７６を順に形成した後に、第二のレジスト膜７７を溶
剤により剥離すると、窓７７ａの領域を除いて硬質磁性
層７５と非磁性導電膜７６が剥離される。これにより非
磁性導電膜７６より一対の引出電極７６ａ，７６ｂが形
成され、その下には、自由軟磁性層７４ｈの磁化の向き
を磁気記録媒体対向面に平行な方向に向かせるための一
対の硬質磁性層７５ａ，７５ｂが存在することになる。
硬質磁性層７５ａ，７５ｂの磁化は、層成長の際に磁界
を印加して行う。

【００８６】その後に、図２７(c) に示すように、引出
電極７６ａ，７６ｂの上とその先端を覆うＵ字状の第三
のレジスト７８を形成する。そして、第三のレジスト７
８に覆われない自由軟磁性層７４ｈからその下方の下地
層７４ａまでをエッチングすると、図２７(d) に示すよ
うに、自由軟磁性層７４ｈから下地層７４ａまでの各層
は、一対の引出電極７６ａ，７６ｂの先端の間にのみ残
ることになり、これらの層によるＭＲ素子７４のパター
ンが構成される。

【００８７】このような工程により、スピンバルブＭＲ
素子７４と引出電極７６ａ，７６ｂと磁化制御用の硬磁
性層７５ａ，７５ｂのパターニングが終了する。その断
面図は図２４(d) 、斜視図は図２８のようになる。な
お、スピンバルブＭＲ素子７４の平面形状は、２×２μ
ｍ²の大きさである。この後に、図２９に示すように、
Al₂O₃などの非磁性絶縁材よりなる第二のギャップ層７
９を０．１μｍ、NiFeよりなる第二の磁気シールド層８
０を２μｍの厚さに形成し、その第二の磁気シールド層
８０を１５０×１５０μｍ²の形状にパターニングす
る。その後に、第一の磁気シールド層８０と同じよう
に、第二のシールド層８０の両側にCrとCoCrPtの二層構
造の硬質磁性層７２ａを形成する。

【００８８】以上により基板６９上には、スピンバルブ
ＭＲ素子６４を有する読み出し専用の磁気ヘッドが形成
されることになり、その上には、図２９に示すように、
膜厚０．５μｍのAl₂O₃によって磁気的に分離される書
き込み用の誘導型磁気ヘッドが形成される。誘導型磁気
ヘッドは、図３０(a) に示すように、下側の磁極８１上
には、書き込み用のギャップｇｐを確保するために膜厚
０．５μｍのAl₂O₃からなる書き込み用ギャップ層８２
が形成され、その上には非磁性の絶縁層８６内に覆われ
た銅製のコイル８５が形成され、その絶縁層８６上には
膜厚２μｍの上側の磁極８４が形成されている。上側の
磁極８４はコイル８５の中央領域で下側の磁極８２に接
続される。

【００８９】コイル８５の形成は、図３０(b) に示すよ
うに、書き込み用ギャップ層８３の上にメッキにより成
膜された膜厚２μｍの銅膜をフォトリソグラフィーによ
りコイル状にパターニングして行われる。また、コイル
８５を覆う絶縁層８６は、レジストやポリイミド等の有
機材から形成される。その絶縁層８６の周辺は、絶縁層
８６をパターニングした後に加熱して図３０(c) のよう
になだらかにされる。その加熱は、スピンバルブＭＲ素
子７４のスピンバルブ効果を劣化させない温度で行う。

【００９０】しかし、その加熱によって第一及び第二の
磁気シールド層７０，８０の結晶異方性が減少して再生
波形の安定性に欠けるといった不都合が生じる。そこ
で、その加熱の際には、第一及び第二の磁気シールド層
７０，８０の両側の硬質磁性層７２，７２ａに外部磁場
Ｈ₃を印加して着磁させると、この硬質磁性層７２，７
２ａから外部に発生する磁界によってNiFeよりなる第一
及び第二の磁気シールド７０，８０の磁気異方性あ大き
くなって再生波形の安定性が増す。

【００９１】その外部磁場Ｈ₃は、磁気記録媒体対向面
ＡＢＳに対して垂直方向に印加する。なお、本実施形態
の図面は、理解を容易にするために磁気記録媒体面を形
成した状態を示している。しかし、実際には、全ての膜
の形成が終わった後に基板６９を切断する際に形成され
る。

【００９２】

【発明の効果】以上述べたように本発明の磁気ヘッドに
よれば、磁気抵抗効果層上で磁気記録媒体寄りに形成さ
れる第一の電極は、さらに第二の電極に間隔をおいて平
行に形成され、しかも磁気記録媒体対向面に対して傾斜
する１つの縁部を有しているので、第一の電極の一方が
狭くなって抵抗が高くなり、そこには電流が流れ込みに
くくなり、第二の電極の間に流れる電流の放射状の拡が
りを抑制できる。

【００９３】また、センス電流の流れる方向を、磁気抵
抗効果層の磁化容易軸方向と信号磁界流入方向のそれぞ
れに対して４５度の角度にすると、信号磁界による抵抗
の変化が線形になり且つ抵抗変化率を大きくすることが
できる。磁化容易軸方向は、センス領域の両側に硬質磁
性層又は反強磁性層を形成することによって制御でき
る。

【００９４】第一の電極を、例えば磁気記録媒体と同電
位に保持すると、磁気記録媒体との電位差による放電や
短絡が回避され、磁気ヘッドの損傷を防止できる。ま
た、磁気ヘッドのシールド層は一般に磁気記録媒体とほ
ぼ同電位に設定されるので、第一の電極をシールド層に
接続することにより、第一の電極と磁気記録媒体とを同
電位にすることができる。

【００９５】また、第二の電極の面積を磁気抵抗効果層
のセンス領域よりも広げないようにしたので、第二電極
と第一電極の間に流れる電流が放射状になることを抑制
できる。また、読み出し専用の磁気ヘッドのサーマルア
スペリティを抑制するために、磁気ヘッドの近傍に負の
抵抗温度係数を有する抵抗変化抑制素子を形成するよう
にしたので、磁気ヘッドと磁気記録媒体との接触による
温度変化に対して磁気ヘッドの出力を安定にすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の実施形態の磁気ディスク装置
の内部を示す平面図である。

【図２】図２(a) は、本発明の第１実施形態に係るＭＲ
ヘッドの平面図、図２(b) は、そのＭＲヘッドのＩ−Ｉ
線断面図、図２(c) は、そのＭＲヘッドのII−II線断面
図である。

【図３】図３(a),(b) は、本発明の第１実施形態に係る
ＭＲヘッドに使用される電極の変形例を示す平面図及び
III-III 線断面図である。

【図４】図４は、本発明の第１実施形態に係るＭＲヘッ
ドの第一の電極と磁気シールド層の第１の接続例を示す
断面図である。

【図５】図５は、本発明の第１実施形態に係るＭＲヘッ
ドの第一の電極と磁気シールド層の第２の接続例を示す
断面図である。

【図６】図６は、本発明の第１実施形態に係るＭＲヘッ
ドの第一の電極の別の変形例を示す平面図である。

【図７】図７は、本発明の第１実施形態に係るＭＲヘッ
ドのセンス領域の磁区制御に反強磁性層を用いる場合の
構造を示す断面図である。

【図８】図８は、読み出し用磁気ヘッドと書き込み用磁
気ヘッドの一般的な配置を示す斜視図である。

【図９】図９(a) は、従来の共有型磁気ヘッドを示す断
面図、図９(b) は、従来の分離型磁気ヘッドを示す断面
図である。

【図１０】図１０は、本発明の第２実施形態に係る磁気
ヘッドを示す断面図である。

【図１１】図１１は、本発明の第２実施形態に係る磁気
ヘッドと従来の磁気ヘッドのシールド層のそれぞれの飽
和磁束密度分布図である。

【図１２】図１２(a),(b) は、本発明の第３実施形態に
係る再生用の磁気ヘッドと加圧素子を示す断面図及び斜
視図である。

【図１３】図１３(a) は、本発明の第３実施形態に係る
記録再生回路と加圧素子制御回路のブロック図、図１３
(b) 〜図１３(e) は、加圧素子に印加される電圧の波形
図である。

【図１４】図１４(a) は、本発明の第４実施形態の磁気
ヘッドの磁気抵抗効果素子を示す平面図、図１４(b)
は、図１４(a) のIV−IV線断面図、図１４(c) は、図１
４(a) のＶ−Ｖ線断面図である。

【図１５】図１５は、本発明の第４実施形態の磁気ヘッ
ドの抵抗の等価回路図である。

【図１６】図１６は、本発明の第４実施形態の磁気ヘッ
ドにおいて、負の抵抗温度係数を有するギャップ層の抵
抗値を変えた場合の温度と端子間抵抗値変化率の関係を
示す図である。

【図１７】図１７は、本発明の第４実施形態の磁気ヘッ
ドにおいて、ギャップ層のうちＭＲ素子の下の領域だけ
を負の抵抗温度係数を有する材料により形成した例を示
す断面図である。

【図１８】図１８(a),(b) は、本発明の第４実施形態の
磁気ヘッドにおいて、負の抵抗温度係数を有するギャッ
プ層と硬質磁性層（端子）との接触を磁気記録媒体対向
面近傍だけに限定した構造を示す平面図及び断面図であ
る。

【図１９】図１９は、本発明の第４実施形態の磁気ヘッ
ドにおいて、負の抵抗温度係数を有する膜を磁気記録媒
体対向面に形成した例を示す断面図である。

【図２０】図２０は、本発明の第４実施形態の磁気ヘッ
ドにおいて、ギャップ層とＭＲ素子の間に負の抵抗温度
係数を有する膜を形成した例を示す断面図である。

【図２１】図２１は、本発明の第４実施形態の磁気ヘッ
ドにスピンバルブ型のＭＲ素子を適用する場合の層構造
を示す断面図である。

【図２２】図２２は、本発明の第５実施形態のスピンバ
ルブ磁気ヘッドに使用する下地の最適条件を調べるため
の実験に用いた層構造を示す断面図である。

【図２３】図２３は、反強磁性層の上に形成される軟磁
性層の磁界─磁束密度特性曲線を示す図である。

【図２４】図２４(a) 〜(d) は、本発明の第５実施形態
のスピンバルブＭＲ素子を形成するまでの工程を示す断
面図である。

【図２５】図２５(a) 〜(c) は、本発明の第５実施形態
のスピンバルブＭＲ素子の層の第１の形成工程を示す断
面図である。

【図２６】図２６(a) ，(b) は、本発明の第５実施形態
のスピンバルブＭＲ素子の層の第２の形成工程を示す断
面図である。

【図２７】図２７(a) 〜(d) は、本発明の第５実施形態
のスピンバルブＭＲ素子と引出端子のパターニング工程
を示す平面図である。

【図２８】図２８は、本発明の第５実施形態のスピンバ
ルブＭＲ素子と引出端子を示す斜視図である。

【図２９】図２９は、本発明の第５実施形態の磁気ヘッ
ドの磁気記録媒体対向面を示す側面図である。

【図３０】図３０(a) は、本発明の第５実施形態の磁気
ヘッドの断面図、図３０(b) は、誘導型ヘッドのコイル
の形成を示す断面図、図３０(b) は、誘導型ヘッドのコ
イルを覆う絶縁層を示す断面図である。

【図３１】図３１は、従来のＭＲ素子の一例を示す平面
図である。

【符号の説明】

１磁気ディスク２サスペンション３スライダ４、１３磁気シールド層５、１２ギャップ層６ＭＲ層７、８硬質磁性層９絶縁部層１０第一の電極１１第二の電極１４非磁性導電層１５、１６反強磁性層２７第一の磁気シールド層２８第一の絶縁層２９第二の磁気シールド層３０ＭＲ素子３１中間層３２第二の絶縁層３３第一の磁極３４第三の絶縁層３５コイル３６第二の磁極３６３７誘導型ヘッド４１ＭＲ素子４２ａ、４２ｂ引出電極４３絶縁層４４、４５磁気シールド層４６、４７圧電素子４８アンプ４９復調回路５０ＥＣＣ回路５１圧電素子用電圧源５２記録回路５３ライトゲート５５非磁性基板５６第一の磁気シールド層５７第一のギャップ層５８ＭＲ素子５９ａ、５９ｂ硬質磁性層６０ａ、６０ｂ端子６１第二のギャップ層６２第二の磁気シールド層６３絶縁層６４負の温度係数の材料膜６５サーミスタ７３第一のギャップ層７４スピンバルブＭＲ素子７４ａ下地膜７４ｂ反強磁性膜７４ｃ第一の軟磁性膜７４ｄ Ta膜７４ｅ第二の軟磁性層７４ｆ固定軟磁性層７４ｇ非磁性導電層７４ｈ自由軟磁性層７５ａ，７５ｂ硬質磁性層７６ａ，７６ｂ引出電極

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年７月２４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３０】図３０(a) は、本発明の第５実施形態の磁気
ヘッドの断面図、図３０(b) は、誘導型ヘッドのコイル
の形成を示す断面図、図３０(c) は、誘導型ヘッドのコ
イルを覆う絶縁層を示す断面図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者溝下義文神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者上原裕二神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者神田英一神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者青島賢一神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者金井均神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内 (72)発明者兼淳一神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番１号富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁気記録媒体対向面に平行な方向を磁化容
易軸とした磁気抵抗効果層を有する磁気抵抗効果素子
と、前記磁気抵抗効果層上のうちセンス領域の磁気記録媒体
対向面側に形成され、且つ前記磁気記録媒体対向面に対
して斜めの縁部を１つ有する第一の電極と、前記第一の電極の前記斜めの縁部に対して略平行な縁部
を有し、かつ前記第一の電極から間隔をおいて前記磁気
抵抗効果層上に形成された第二の電極とを有することを
特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項２】前記第一の電極の前記斜めの縁部は、前記
磁化容易軸に対して４５度の角度を有することを特徴と
する請求項１記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項３】前記磁気抵抗効果素子、前記第一の電極、
前記第二の電極は、絶縁膜を介して第一及び第二のシー
ルド層に挟まれていることを特徴とする請求項１記載の
磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項４】前記第一の電極は、少なくとも前記第一の
シールド層又は前記第二のシールド層のいずれかに導通
していることを特徴とする請求項３記載の磁気抵抗効果
ヘッド。
【請求項５】前記第一の電極は、前記絶縁膜を貫通して
前記第二のシールドに接する厚さを有することを特徴と
する請求項３記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項６】前記第一の電極の前記磁気記録媒体対向面
から、少なくとも前記第一のシールド層又は前記第二の
シールド層のいずれかの前記磁気記録媒体対向面に至る
領域には導電膜が形成されていることを特徴とする請求
項３記載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項７】前記磁気抵抗効果層は、軟質磁性材からな
る単層構造であることを特徴とする請求項１記載の磁気
抵抗効果ヘッド。
【請求項８】前記磁気抵抗効果層は、スピンバルブ磁気
抵抗効果膜からなることを特徴とする請求項１記載の磁
気抵抗効果ヘッド。
【請求項９】前記磁気抵抗効果素子の前記第一の電極と
前記第二の電極の間の領域に存在する磁化容易軸は、硬
質磁性膜又は反強磁性膜のいずれかによって磁区制御さ
れていることを特徴とする請求項１〜８記載の磁気抵抗
効果ヘッド。
【請求項１０】前記硬質磁性膜同士の間の領域又は前記
反強磁性膜同士の間の領域に配置された前記第二の電極
は、該領域よりも幅が狭いことを特徴とする請求項９記
載の磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項１１】第一の磁気シールド層と、前記第一の磁気シールド層上に第一のギャップを介して
形成された磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上に第二のギャップを介して形
成された第二の磁気シールド層と、前記第一の磁気シールド層と前記第二の磁気シールド層
の間にあって且つ前記磁気抵抗効果素子の近傍に形成さ
れた負の抵抗温度係数を有する素子とを有することを特
徴とする磁気抵抗効果ヘッド。
【請求項１２】請求項１〜１１のいずれかに記載の磁気
抵抗効果ヘッドと、前記磁気抵抗効果ヘッドが取り付けられたスライダと、前記スライダを支持するサスペンションと、前記磁気抵抗効果ヘッドに一部が対向して配置される磁
気記録媒体とを有することを特徴とする磁気記録装置。
【請求項１３】前記磁気抵抗効果ヘッドの前記第一の電
極は、前記磁気記録媒体の表面と同電位になされている
ことを特徴とする磁気記録装置。