JPH10334418A

JPH10334418A - 磁気ヘッドおよびその製法ならびに該磁気ヘッドを用いた磁気記録装置

Info

Publication number: JPH10334418A
Application number: JP14546197A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kobayashi; 浩小林; Atsushi Fujita; 藤田　　淳; Yuji Kawano; 裕司川野
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1997-06-03
Filing date: 1997-06-03
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】磁界検出素子をヘッドの内部に配置し、ノイ
ズが小さく高感度でかつ耐磨耗性にすぐれたヘッドを提
供すること。【解決手段】軟磁気特性を有する磁束案内膜と、該磁
束案内膜の上下に非磁性層を介して設けられる磁気シー
ルドと、磁界検出素子とを具備し、前記磁束案内膜およ
び磁気シールドの端部が磁気ヘッドとしての摺動面の一
部をなしており、該磁界検出素子は該摺動面から離れた
位置にある磁界により磁化の方向が変化する強磁性層を
含んでおり、該磁束案内膜が記録信号に対応した磁束を
該磁界検出素子に導く磁気ヘッドであって、（１）該強
磁性層が該磁束案内膜の一部分上に積層されて該強磁性
層の磁化が該磁束案内膜の磁化を磁気的に結合されてお
り、かつ、（２）該磁束案内膜はヘッド高さ方向に対し
て該磁界検出素子よりも高い位置まで連続している磁気
ヘッドを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は磁気ヘッドおよびそ
の製法ならびに該磁気ヘッドを用いた磁気記録装置に関
する。さらに詳しくは、高い線記録密度を有し、磁気ヘ
ッドの磨耗が生じうる近接記録または接触記録を行う磁
気ヘッドおよびその製法ならびに該磁気ヘッドを用いた
磁気記録装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ハードディスク装置を中心に記録
密度の著しい向上がみられ、その一因としてパーマロイ
などの磁気抵抗効果素子を用いた、いわゆるシールド型
ＭＲ（magnetoresistive）ヘッドの採用があげられる。
また、たとえば日経エレクトロニクス、Ｎｏ．９７１
（平成８年９月２３日）８４〜９３頁に記載されている
ように、一般にスピンバルブと言われる巨大磁気抵抗効
果の一方式を用いたいわゆるＧＭＲ（giant-magnetores
istive）ヘッドの採用が始まろうとしている。

【０００３】しかしながら、この巨大磁気抵抗効果素子
の端面が磁気記録媒体近接面に露出している構造の一般
的なＧＭＲヘッドは、磁気ヘッドの磨耗を前提としない
浮上方式の記録装置に用いられているものである。一
方、磁気ヘッド（以下、単に「ヘッド」ともいう）が、
磁気記録媒体（以下、単に「媒体」ともいう）との接触
が無視できない構造とされている方式の記録装置におい
ては、ヘッドと媒体との接触摺動が起こる。あるいは浮
上方式であっても浮上距離が媒体の表面粗さと同程度で
あるならば、ヘッドと媒体との接触が一定の頻度で想定
されることとなる。このようにヘッドと媒体との接触が
生じうる構造の記録装置では、磨耗によるＧＭＲ素子の
損傷などが起こるので、現在はＧＭＲ素子は用いられて
いない。このような記録装置においては、磁界検出素
子、たとえばＭＲ素子またはＧＭＲ素子をヘッドの内部
に配置する必要がある。この方法としては、たとえば特
開平８−２５５３１２号公報に開示されるような磁束案
内膜すなわちフラックスガイドを用いるのが一般的であ
る。図３１に従来のフラックスガイド型ＭＲヘッドをそ
の側面からみた断面説明図を、図３２に上面から見た断
面説明図をそれぞれ示す。図３１および図３２におい
て、１はヘッド摺動面（以下、単に「摺動面」ともい
う）であり、２ａおよび２ｂはフラックスガイドであ
り、３ａはＭＲ素子であり、５ａおよび５ｂはフラック
スガイドとＭＲ素子との磁気ギャップであり、７は磁気
記録媒体（媒体）であり、８ａおよび８ｂは電極であ
り、９はトラック幅であり、１１は下磁気シールドであ
り、１２は上磁気シールドであり、Ｉｓはセンス電流で
ある。本明細書の以下の説明において、ヘッドからみて
摺動面側を前といい、摺動面と反対側を後ろという。

【０００４】このヘッドの構成は、下磁気シールド１１
と上磁気シールド１２とのあいだにＭＲ素子３ａが配置
されているとともに、ＭＲ素子３ａの前後にそれぞれＭ
Ｒ素子３ａとは電気的に絶縁されてフラックスガイド２
ａおよび２ｂがある。磁気記録媒体７と対面する磁気ヘ
ッドの先端面、すなわち、摺動面上に前方のフラックス
ガイド（以下、前フラックスガイドという）２ａの先端
部が露出しているとともにその後端部が磁気ギャップ５
ａを介してＭＲ素子３ａの前端部と重なり合っている。
また、同様にＭＲ素子３ａの後端部は磁気ギャップ５ｂ
を介して後方のフラックスガイド（以下、後ろフラック
スガイドという）２ｂの先端部と重なり合っている。ま
た９はトラック幅に相当する。

【０００５】以下に、このヘッドの動作について説明す
る。磁気記録媒体から発生する信号磁界は、前フラック
スガイド２ａ、ＭＲ素子３ａ、後ろフラックスガイド２
ｂの順に通過し、下磁気シールド１１および上磁気シー
ルド１２あるいは、磁気ヘッド後端の空間（図３１に向
かって右方）に流れていく。ＭＲ素子３ａ中を通過する
信号磁束によりＭＲ素子３ａの電気抵抗が変化するの
で、ＭＲ素子３ａのトラック幅方向の両端に設けられる
電極８ａおよび８ｂよりＭＲ素子３ａにセンス電流Ｉｓ
を流すことにより電極８ａと電極８ｂとのあいだの電圧
変化として信号磁界を再生することができる。ＭＲ素子
は前方および後方のフラックスガイド２ａおよび２ｂと
は絶縁されているので、センス電流ＩｓはＭＲ素子のみ
に流れる。この基本的な動作はＭＲ素子３がスピンバル
ブなどのＧＭＲ素子であっても同様である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】前記フラックスガイド
型ＭＲ素子を用いたヘッド（以下、フラックスガイド型
ＭＲヘッドという）の問題の一つは、通常のシールド型
ＭＲ素子を用いたヘッド（以下、シールド型ＭＲヘッド
という）よりも媒体から発生する信号磁界をセンス電流
の電圧変化として変換する効率がかなり劣ることであ
る。その理由を説明する。

【０００７】シールド型ＭＲヘッドにおいては、信号磁
界はＭＲ素子を通過し、下磁気シールド１１および上磁
気シールド１２あるいは、磁気ヘッド後端の空間に流れ
ていく。すなわち、シールド型ＭＲヘッドのＭＲ素子に
は、媒体から発生する信号磁界が直接入る。

【０００８】一方、フラックスガイド型ＭＲヘッドにお
いては、ＭＲ素子に、前フラックスガイド２ａの磁気抵
抗、前フラックスガイド２ａとＭＲ素子３とのあいだの
磁気ギャップ５ａの磁気抵抗をそれぞれ通過したのちの
磁束が入るため、ＭＲ素子に入る前に大半の信号磁束は
上下の磁気シールドに吸収されてしまう。このように、
フラックスガイド型ＭＲヘッドは、信号磁束が磁気シー
ルドに吸収されるので、信号磁界を変換する効率が低
い。また、フラックスガイド型ＭＲヘッドでは前フラッ
クスガイド２ａとＭＲ素子３ａとのあいだの磁気ギャッ
プ５ａの磁気抵抗が著しく大きい。信号磁界を変換する
効率が低く、磁気ギャップの磁気抵抗が大きいという問
題点はフラックスガイド型ＭＲヘッドの構造に起因して
いる。

【０００９】また、ＧＭＲ素子をヘッドの内部に配置す
る手段として、たとえば特開平８−２８７４１６号公報
に、フラックスガイドを用いずにＧＭＲ素子膜と、ＧＭ
Ｒ素子膜よりも摺動面側に配置されたＭＲ素子膜の感磁
部を共通とすることにより、フラックスガイドによる出
力低下を防ぐ構造が記載されている。

【００１０】さらに、特開平８−２８７４１６号公報に
は、高出力がえられるのは、ＭＲ高さがヘッドの浮上量
よりも小さい範囲であり、たとえば浮上量が２０ｎｍの
ばあいはＭＲ素子膜の幅が１０〜２０ｎｍの範囲で高出
力がえられることが記載されている。しかしながら、浮
上量が２０ｎｍあるいは、接触記録方式においてＭＲ素
子膜の幅が２０ｎｍ程度であるならば、ヘッドと媒体と
の接触によるヘッド摺動面における磨耗傷の深さが２０
ｎｍを超えることが充分ありうるので、ＧＭＲ素子の摺
動面側の層構造を乱す可能性がある。また、ヘッドの磨
耗に対しても、最大２０ｎｍ程度しか裕度がない。とく
に磁気記録媒体として、磁性層を塗布したフレキシブル
媒体を用いることができ、フレキシブル媒体は安価な可
換媒体であるが、ヘッドの磨耗はさらに大きくなり、摺
動面側の層構造を乱す可能性があるという問題はより顕
著になる。

【００１１】また、たとえば特開平７−２３０６１０号
公報には従来のフラックスガイド型ＭＲヘッドの一例が
開示されている。図３３は従来のフラックスガイド型Ｍ
Ｒヘッドの上面からみた断面説明図である。図３３にお
いて、１４は下ギャップであり、その他の符号は図３１
および図３２と共通である。図３３に示すように、前フ
ラックスガイド２ａ、ＭＲ素子３ａ、後ろフラックスガ
イド２ｂが接して配置され、前フラックスガイド２ａの
膜厚、および前フラックスガイドの比抵抗とＭＲ素子３
ａの比抵抗の比を所定の範囲に設定するヘッドが記載さ
れている。しかしながら、前フラックスガイド２ａの膜
厚は０．０２μｍ、望ましくは０．０５μｍ以上でない
と、高い再生出力をうることができないため、高い線記
録密度に対応できないという問題点がある。

【００１２】また、この構造では前フラックスガイドと
ＭＲ素子３ａの界面で磁化回転に対するピン止めが発生
しやすい。このピン止めにより、磁化の回転が不連続と
なり再生信号が歪むバルクハウゼンノイズが発生しやす
いという問題点がある。

【００１３】本発明は前述のような問題を解決するため
になされたものであり、本発明の目的は磁界検出素子を
ヘッドの内部に配置し、高感度でかつ耐磨耗性にすぐれ
たヘッドを提供することにある。

【００１４】また、本発明の他の目的は磁界検出素子を
ヘッドの内部に配置し、高感度でかつ耐磨耗性にすぐれ
たヘッドを安価に製造する方法を提供することにある。

【００１５】また、本発明のさらに他の目的は磁界検出
素子をヘッドの内部に配置し、高感度でかつ耐磨耗性に
すぐれたヘッドと磁性層を塗布したフレキシブル媒体と
を用いた記録装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１にかか
わる磁気ヘッドは軟磁気特性を有する磁束案内膜（フラ
ックスガイド）と、該磁束案内膜の上下に非磁性層を介
してそれぞれ設けられる２つの磁気シールドと、該磁束
案内膜の一方の主面に接する所定の位置に設けられる磁
界検出素子とを具備し、該磁束案内膜および該２つの磁
気シールドの端部が同一平面上となるように配設されて
磁気ヘッドとしての摺動面の一部をなしており、前記磁
界検出素子は該摺動面から離れた位置にある外部磁界に
より磁化の方向が変化する強磁性層を含んでおり、前記
磁束案内膜が、外部磁界によって規定される記録信号に
対応した磁束を前記磁界検出素子に導く磁気ヘッドであ
って、（１）該磁界検出素子に含まれる前記強磁性層が
前記磁束案内膜に直接接するように前記所定の位置上に
積層されて前記強磁性層の磁化が該磁束案内膜の磁化と
磁気的に結合されており、かつ、（２）前記磁束案内膜
はヘッド高さ方向に対して前記磁界検出素子よりも高い
位置まで連続している磁気ヘッドである。

【００１７】本発明の請求項２にかかわるヘッドにおい
ては、前記磁界検出素子が巨大磁気効果素子であり、該
巨大磁気効果素子が第１の強磁性層、非磁性層および第
２の強磁性層からなり、該第１の強磁性層が前記磁束案
内膜の一部分上に積層されて該第１の強磁性層の磁化が
該磁束案内膜の磁化と磁気的に結合されており、かつ、
前記磁束案内膜はヘッド高さ方向に対して前記巨大磁気
効果素子よりも高い位置まで連続していることが、フラ
ックスガイドに流入する信号磁界に対応した磁束を効率
よくヘッド内部に導入でき、かつフラックスガイドの、
信号磁界に応じた磁化の回転と磁界検出素子の感磁部の
磁化の回転を直接的に結合できるため、高効率のヘッド
をうることができるので好ましい。

【００１８】本発明の請求項３にかかわるヘッドにおい
ては、前記摺動面と、前記磁界検出素子の、該摺動面に
近い側の端面との距離が０．１μｍ以上であり、かつ、
前記磁界検出素子と、該磁界検出素子に最も近接してい
る磁気シールドとの距離の３０倍を超えないことが、フ
ラックスガイドに流入する信号磁界に対応した磁束を効
率よくヘッド内部に導入できるため、高効率のヘッドを
うることができるので好ましい。

【００１９】本発明の請求項４にかかわるヘッドにおい
ては、前記磁束案内膜の前記摺動面とは反対側の端面
と、前記磁界検出素子の前記摺動面から遠い側の端面と
の距離が、前記磁界検出素子のヘッド高さ方向の両端の
距離の１／２以上１０倍以下であることが、フラックス
ガイドの磁界検出素子に交換結合により磁気的に結合し
ている部分まで、効率よく信号磁界に対応した磁束を導
くことができるため、高効率のヘッドをうることができ
るので好ましい。

【００２０】本発明の請求項５にかかわるヘッドにおい
ては、前記磁束案内膜の飽和磁化をＭｆ、膜厚をＴｆと
し、前記磁界検出素子の感磁部の飽和磁化をＭ１、膜厚
をＴ１としたとき、０．２≦（Ｍ１・Ｔ１）／（Ｍｆ・
Ｔｆ）≦０．７であることが、フラックスガイドの磁区
の制御が容易であり、再生感度が高く、ノイズが小さい
ヘッドをうることができるので好ましい。

【００２１】本発明の請求項６にかかわるヘッドにおい
ては、前記磁束案内膜の膜厚Ｔｆが０．５ｎｍ≦Ｔｆ≦
２０ｎｍであることが、高効率なヘッドをうることがで
きるので好ましい。

【００２２】本発明の請求項７にかかわる磁気記録装置
は磁気ヘッドと磁気記録媒体とを有し、該磁気ヘッド
が、軟磁気特性を有する磁束案内膜と、該磁束案内膜の
上下に非磁性層を介してそれぞれ設けられる２つの磁気
シールドと、該磁束案内膜の一方の主面に接する所定の
位置に設けられる磁界検出素子とを具備し、該磁束案内
膜および該２つの磁気シールドの端部が同一平面上とな
るように配設されて磁気ヘッドとしての摺動面の一部を
なしており、前記磁界検出素子は該摺動面より離れた位
置にある外部磁界により磁化の方向が変化する強磁性層
を含んでおり、前記磁束案内膜が、該外部磁界によって
規定される記録信号に対応した磁束を前記磁界検出素子
に導き、前記磁気記録媒体がフレキシブル媒体であり、
該磁気記録媒体に含まれる磁性粒子と該磁性粒子を保持
するバインダを含んでなる磁気記録装置であって、
（１）前記磁界検出素子に含まれる前記強磁性層が前記
磁束案内膜に直接接するように前記所定の位置上に積層
されて前記強磁性層の磁化が該磁束案内膜の磁化と磁気
的に結合されており、かつ、（２）前記磁束案内膜はヘ
ッド高さ方向に対して前記磁界検出素子よりも高い位置
まで連続している磁気記録装置である。

【００２３】本発明の請求項８にかかわる磁気記録装置
においては、前記磁界検出素子が巨大磁気効果素子であ
り、該巨大磁気効果素子が第１の強磁性層、非磁性層お
よび第２の強磁性層からなり、該第１の強磁性層が前記
磁束案内膜の一部分上に積層されて該第１の強磁性層の
磁化が該磁束案内膜の磁化と磁気的に結合されており、
かつ、前記磁束案内膜はヘッド高さ方向に対して前記巨
大磁気効果素子よりも高い位置まで連続していること
が、磁束案内膜に流入する信号磁界に対応した磁束を効
率よくヘッド内部に導入でき、かつ磁束案内膜の、信号
磁界に応じた磁化の回転と磁界検出素子の感磁部の磁化
の回転を直接的に結合できるため、高効率のヘッドをう
ることができるので好ましい。

【００２４】本発明の請求項９にかかわる磁気記録装置
においては、前記摺動面と、前記磁界検出素子の、該摺
動面に近い側の端面との距離が０．１μｍ以上であり、
かつ、前記磁界検出素子と、該磁界検出素子に最も近接
している磁気シールドとの距離の３０倍を超えないこと
が、フラックスガイドに流入する信号磁界に対応した磁
束を効率よくヘッド内部に導入できるため、高効率のヘ
ッドをうることができるので好ましい。

【００２５】本発明の請求項１０にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁束案内膜の前記摺動面とは反対側
の端面と、前記磁界検出素子の前記摺動面から遠い側の
端面との距離が、前記磁界検出素子のヘッド高さ方向の
両端の距離の１／２以上１０倍以下であることが、フラ
ックスガイドの磁界検出素子に交換結合により磁気的に
結合している部分まで、効率よく信号磁界に対応した磁
束を導くことができるため、高効率のヘッドをうること
ができるので好ましい。

【００２６】本発明の請求項１１にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁束案内膜の飽和磁化をＭｆ、膜厚
をＴｆとし、前記磁界検出素子の感磁部の飽和磁化をＭ
１、膜厚をＴ１としたとき、０．２≦（Ｍ１・Ｔ１）／
（Ｍｆ・Ｔｆ）≦０．７であることが、フラックスガイ
ドの磁区の制御が容易であり、再生感度が高く、ノイズ
が小さいヘッドをうることができるので好ましい。

【００２７】本発明の請求項１２にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁束案内膜の膜厚Ｔｆが０．５ｎｍ
≦Ｔｆ≦２０ｎｍであることが、高効率なヘッドをうる
ことができるので好ましい。

【００２８】本発明の請求項１３にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁気記録媒体の平均表面粗さが０．
１ｎｍ以上１０ｎｍ以下であることが、安価な磁気記録
装置をうることができるので好ましい。

【００２９】本発明の請求項１４にかかわる磁気ヘッド
の製法は、(a-1)第１の磁気シールドを形成する工程、
(a-2)第１の絶縁層を形成する工程、(a-3)磁界検出素子
を順次積層する工程、(a-4)磁界検出素子高さを規制す
る工程、(a-5)磁界検出素子高さの規制に用いたレジス
トを残したまま第２の絶縁膜を形成し、そののちにリフ
トオフする工程、(a-6)磁束案内膜を形成する工程、(a-
7)配線材料膜をリフトオフ法で形成する工程、(a-8)磁
束案内膜高さを規制する工程、(a-9)第３の絶縁層を形
成する工程、および、(a-10)第２の磁気シールドを形成
する工程、を含んでいる。

【００３０】また、本発明の請求項１５にかかわる磁気
ヘッドの製法は、(b-1)第１の磁気シールドを形成する
工程、(b-2)第１の絶縁層を形成する工程、(b-3)第１の
磁束案内膜を形成する工程、(b-4)磁界検出素子を順次
積層する工程、(b-5)磁界検出素子高さを規制する工
程、(b-6)磁界検出素子高さの規制に用いたレジストを
残したまま第２磁束案内膜を形成し、そののちにリフト
オフする工程、(b-7)配線材料膜をリフトオフ法で形成
する工程、(b-8)磁束案内膜高さを規制する工程、(b-9)
第２の絶縁層を形成する工程、および、(b-10)第２の磁
気シールドを形成する工程、を含んでいる。

【００３１】ＭＲやＧＭＲなどを用いる磁界検出素子は
感磁部の磁化の向きの変化、すなわち磁化回転角の変化
により信号が変化するものである。従来のフラックスガ
イド型のヘッドは信号磁界に対応する磁束をフラックス
ガイド内部に導入し、それにより磁界検出素子に磁界を
印加し、その結果として感磁部の磁化の向きを変化させ
ている。このため、信号磁界と磁界検出素子とのあいだ
には、磁束に変換し、磁界に変換し、さらに磁化回転角
に変換するという３段階の変換があり、磁化の変化を検
出するためには非効率である。

【００３２】本発明によれば、交換結合によりフラック
スガイド内部での磁化回転（以下、単に「フラックスガ
イドの磁化回転」という）を直接的に磁界検出素子の感
磁部内部での磁化回転（以下、単に「感磁部の磁化回転
という」）とするため、信号磁界と磁界検出素子とのあ
いだの変換効率が極めてよく、またフラックスガイドは
磁界検出素子よりもさらにヘッド内部まで連続している
ので、フラックスガイドの摺動面と反対側の端部に現れ
る磁極による反磁界の影響が少なく、媒体から発生した
信号磁界に対応する磁束をフラックスガイド中に高効率
でヘッド内部まで導くことができる。さらに、フラック
スガイドが連続しているため、バルクハウゼンノイズ発
生の起因となる、磁化回転をピン留めする部分が発生し
にくい。

【００３３】以上のため、ヘッドと媒体とが接触すると
きに発生する摩擦熱により生じる信号の乱れを一般にサ
ーマルアスペリティーというが、このサーマルアスペリ
ティーやヘッド磨耗などに対して裕度をもたせるように
磁界検出素子をヘッドの内部に配置したが、従来のヘッ
ドに比べてなお高い再生感度と安定性とを有しうる。

【００３４】さらに、磁界検出素子の端部とヘッド摺動
面との距離が０．１μｍ以上あることにより、ヘッドの
耐磨耗特性を向上させることができる。また、前記距離
が、上下いずれかの磁気シールドのうち、もっとも近接
している部分の距離の３０倍以下であることにより、媒
体から発生した信号磁界に対応し、フラックスガイドに
引き込まれた磁束が磁界検出素子の端部に到達するまで
に磁気シールドに吸収されることにより減衰するのを小
さくすることができる。

【００３５】さらに、フラックスガイドの磁気ヘッド摺
動面の反対側の端面と、磁界検出素子の磁気ヘッド摺動
面から遠い側の端面との距離が、磁界検出素子のヘッド
高さ方向の両端の距離である磁界検出素子高さの１／２
以上あることにより、磁界検出素子の磁気ヘッド摺動面
から遠い側の端面の位置においてもフラックスガイドを
通過する磁束の減衰を小さくすることができる。

【００３６】さらに、磁束案内膜の飽和磁化をＭｆ、膜
厚をＴｆとし、磁界検出素子の感磁部の飽和磁化をＭ
１、膜厚をＴ１とあらわし、磁束案内膜または磁界検出
素子の感磁部が多層膜で構成されていたばあい、Ｍｆ・
ＴｆおよびＭ１・Ｔ１は各層の飽和磁化と膜厚との積を
加算した数値であらわすものとしたとき、式（１）：Ｒ＝（Ｍ１・Ｔ１）／（Ｍｆ・Ｔｆ）（１）によってえられる比Ｒの値を、０．２以上かつ０．７以
下としたことにより、磁界検出素子の感磁部の機能を失
わない範囲で磁界検出素子の感磁部の磁気特性がフラッ
クスガイドの磁化回転動作に与える影響を少なくするこ
とができる。

【００３７】さらに、フラックスガイドの膜厚が５ｎｍ
以上であることにより、媒体から発生した信号磁界に対
応してフラックスガイド中に引き込まれる磁束を大きく
するとともに、フラックスガイド中で磁界検出素子の感
磁部において交換結合により磁気的に結合された部分の
磁気特性が感磁部の磁気特性の影響を受けにくくするこ
とができる。また、フラックスガイドの膜厚が２０ｎｍ
以下であることにより、長手方向の感度を向上させ、磁
気シールドとの絶縁を容易にすることができる。

【００３８】また、反強磁性層、第２の強磁性層、非磁
性層、第１の強磁性層膜が順次積層されている磁界検出
素子において、２つの工程すなわち、(a-4)磁界検出素
子高さを規制する工程と、(a-5)磁界検出素子高さの規
制に用いたレジストを残したまま第２の絶縁膜を形成
し、そののちにリフトオフする工程と、をもちいること
により、フラックスガイドがＧＭＲ素子に含まれる反強
磁性層、第２の強磁性層などに接触するので磁気特性が
乱れることを防止することができる。また、フラックス
ガイドの成膜面を平坦にすることによりフラックスガイ
ドの磁気特性の安定性をうることができる。

【００３９】また、第１の強磁性層、非磁性層、第２の
強磁性層、反強磁性層が順次積層されている磁界検出素
子において、２つの工程すなわち、(b-3)第１のフラッ
クスガイド膜を形成する工程と、(b-4)第１の強磁性
層、非磁性層、第２の強磁性層、反強磁性層を順次積層
する工程とを行い、さらに、(b-5)磁界検出素子高さを
規制する工程と、(b-6)磁界検出素子高さの規制に用い
たレジストを残したまま第２フラックスガイドを形成
し、そののちにリフトオフする工程とを用いることによ
り、磁界検出素子高さを規制する工程をリフトオフ法を
用いずに製造することができるので、磁界検出素子の特
性の安定化がえられる。

【００４０】また、安価ではあるが表面粗さがスパッタ
ハードディスク媒体に比較して劣るフレキシブル媒体に
対しても、本発明にかかわるヘッドは一定量の磨耗を許
容できるので、信頼性の高いヘッドメディアインターフ
ェイスをうる。また、同様にサーマルアスペリティーに
対しても、磁界検出素子を摺動面から充分に離すことが
できるので、ヘッドの摩耗の問題を回避できる。さら
に、フレキシブル媒体の平均表面粗さＲａを１０ｎｍ以
下にすることによって、前述した問題の許容度を増すこ
とができるとともに、接触記録方式や低浮上記録方式の
ばあいの実効的な空隙損失を媒体の表面粗さとほぼ無関
係にすることができる。

【００４１】

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ、本
発明の実施の形態について詳細に説明する。

【００４２】実施の形態１．図１および図２はそれぞれ
本発明の一実施の形態にかかわる磁気ヘッド（ヘッド）
の主要部を側面から見た断面説明図および下部から見た
断面説明図である。図１において１はヘッド摺動面（摺
動面）であり、２は磁束案内膜であるフラックスガイド
であり、たとえば組成Ｃｏ_91.6Ｚｒ_2.5Ｎｂ_5.9（ａｔ
％）の膜がスパッタ法で成膜され、厚さ約１０ｎｍのト
ラック幅方向に一軸異方性を有しており、つぎに述べる
磁界検出素子３よりもヘッド高さ方向（摺動面の法線方
向、以下、単にヘッド高さ方向という）に対して高い位
置まで連続するよう形成されている。また、３は磁界検
出素子であり、１１は下磁気シールドであり、１２は上
磁気シールドであり、４ａは磁気シールド１１の上面と
フラックスガイド２の下面との距離に相当する下ギャッ
プ長であり、４ｂは上磁気シールド１１の下面とフラッ
クスガイド２の上面との距離に相当する上ギャップ長で
ある。１７は非磁性層であり、２０はフラックスガイド
の全長であるフラックスガイド高さであり、２１は摺動
面１と、磁界検出素子３の摺動面１に近い側の端面との
距離に相当する引き込み高さであり、２２は磁界検出素
子３の幅に相当する磁界検出素子高さであり、２３は磁
界検出素子３の摺動面１から遠い側の端面とフラックス
ガイド２の摺動面１と反対側の端面との距離に相当する
流出高さである。図１に示されたヘッドの主要部のう
ち、フラックスガイド、磁界検出素子ならびに上磁気シ
ールドおよび下磁気シールド以外の部分は非磁性層１７
である。また、図２において、８ａおよび８ｂは電極で
あり、９は再生トラック幅に相当する。図１および図２
に示されたように、本発明にかかわるヘッドは、フラッ
クスガイドと、フラックスガイドの上下に非磁性層１７
を介してそれぞれ設けられる上磁気シールドおよび下磁
気シールドと、フラックスガイドの一方の主面（図１に
おいて符号Ｓで示される）に接する所定の位置に設けら
れる磁界検出素子とが、非磁性層１７に埋め込まれるよ
うにして、かつフラックスガイドの端部ならびに上磁気
シールドおよび下磁気シールドの端部が同一平面上とな
るように配設されてこの平面がヘッドとしての摺動面の
一部をなすようにされている。フラックスガイド２は、
媒体による記録信号に対応した磁束を磁界検出素子に導
くものであり、軟磁気特性を有する材料によって形成さ
れ、材料の例としてＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂをあげることがで
きる。上下の磁気シールドは軟磁気特性を有する材料が
用いられ、例としてＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂなどをあげること
ができる。また、これらの構成要素は、たとえばＡｌ₂
Ｏ₃などからなる非磁性層１７中に埋め込むようにして
配設されている。

【００４３】磁界検出素子の一例として図３にスピンバ
ルブ構造のＧＭＲ素子の断面拡大説明図を示す。図３に
おいて、３１は３１ａおよび３１ｂの２層からなる第１
の強磁性層であり、第１の強磁性層は磁界検出素子の感
磁部に相当しており、たとえば３１ａは厚さ４ｎｍのパ
ーマロイ膜、３１ｂは厚さ１ｎｍのＣｏ膜が、フラック
スガイド２の所定の一部分上すなわち図１の符号Ｓで表
される主面上でかつ、たとえば引き込み高さ２１が０．
３μｍ、磁界検出素子高さ２２が０．５μｍ、流出高さ
２３が０．３μｍになる位置に積層されている。３２は
第１の強磁性層と第２の強磁性層との交換結合を切り離
すための非磁性層よりなるスペーサであり、たとえば厚
さ２．３ｎｍのＣｕ膜である。３３は３３ａおよび３３
ｂの２層からなる第２の強磁性層であり、たとえば３３
ａは厚さ４ｎｍのパーマロイ膜であり、３３ｂは厚さ１
ｎｍのＣｏ膜である。また、３４はたとえば厚さ５０ｎ
ｍのＮｉＯよりなる反強磁性層である。

【００４４】磁界検出素子としては、ＧＭＲ素子のほか
にはＭＲ素子やトンネルＭＲ素子（以下、ＴＭＲ素子と
いう）を用いることができる。ＴＭＲ素子は、第１の強
磁性層と第２の強磁性層の相対的な磁化の向きの差によ
り、第１の強磁性層と第２の強磁性層とのあいだに流れ
るトンネル電流が変化する効果を利用するものである。
ＭＲ素子を用いるばあいには、磁界検出素子としては第
１の強磁性層すなわち磁界検出素子の感磁部のみでよ
い。また、磁界検出素子の感磁部の磁化の向きを、磁化
容易軸方向であるトラック幅方向からヘッド高さ方向に
４５度程度傾けるためのバイアス磁界（以下、横バイア
ス磁界という）を必要とする。その磁界印加方法として
はたとえば、磁界検出素子の上に絶縁層を介して電流線
を配置し、その電流線に流れる電流により発生する磁界
を用いることができる。ＴＭＲ素子を用いるばあいに
は、スペーサはアルミニウムの自然酸化膜のような、ピ
ンホールや歪みのない極薄の絶縁膜である。また電極８
ａ、８ｂをそれぞれ第１の強磁性層と第２の強磁性層あ
るいはその逆に接続する。いずれのばあいも、感磁部で
ある強磁性層はフラックスガイドの所定の一部分上に積
層されて強磁性層の磁化がフラックスガイドの磁化と磁
気的に結合されており、かつ、フラックスガイドはヘッ
ド高さ方向に対して磁界検出素子高さよりも高い位置ま
で連続している構成は同じである。前記強磁性層は磁界
検出素子の感磁部とされるため、Ｎｉ₇₉−Ｆｅ₂₁などの
軟磁気特性を有する材料が用いられる。また磁界検出素
子がＧＭＲのばあい、スペーサーは第１の強磁性層と第
２の強磁性層の交換結合を切り離すために非磁性であ
り、第１の強磁性層および第２の強磁性層との界面で電
子の散乱の小さい材料が適しており、例として銅をあげ
ることができる。第２の強磁性層は反強磁性層によって
磁化の向きが固定されるものであり、例として第１の強
磁性体と同じくＮｉ−Ｆｅがあげられる。さらに、反強
磁性層は、交換結合磁界が大きく、交換結合磁界がなく
なる温度であるブロッキング温度が高く、実用的な耐食
性を有する材料が用いられ、例としてＩｒ−Ｍｎなどを
あげることができる。

【００４５】つぎに本実施の形態にかかわる磁気ヘッド
の動作について説明する。図４に本発明の一実施の形態
であるヘッドと、媒体７の磁化遷移領域４１がヘッドの
フラックスガイド２の直下に来たばあいの側面から見た
断面説明図を示す。また、磁化遷移領域４１が長手方向
に順次相対的に移動したばあいの側面から見た断面図を
図５および図６に示す。図４、図５および図６におい
て、７は磁気記録媒体（媒体）であり、４１は磁化遷移
領域であり、４２は磁束の流れ（以下、単に「磁束」と
もいう）であり、その他の符号は図１と共通である。ま
た、磁束の流れを示すためにフラックスガイドなどはハ
ッチングを省略して示した。ここで、媒体の磁化方向
は、磁化遷移領域４１をはさんでＮ極とＮ極とが対向す
るように設定されており、したがって磁束４２も磁化遷
移領域をはさんで矢印が対向するように図示されてい
る。図４に示したように、磁束４２は媒体７からフラッ
クスガイド２に流入して、大部分はフラックスガイド２
の摺動面１から遠い側の端面近くまで達し、下磁気シー
ルド１１、および上磁気シールド１２に抜け、一部はフ
ラックスガイド２の途中から下磁気シールド１１、およ
び上磁気シールド１２に抜ける。ただし磁束４２は矢印
の方向と長さで磁束の流れる方向と数の大きさを概念的
に示している。フラックスガイド２の各部分は流れる磁
束に応じて一定の磁化回転が行われている。磁界検出素
子３として用いたＧＭＲ素子の感磁部に相当する第１の
強磁性層３１の磁化はフラックスガイド２の磁化と交換
結合により結合させているので、感磁部である第１の強
磁性層３１ではフラックスガイド２の磁化回転と同程度
の磁化回転が起こる。詳しくは後述するが、式（１）：Ｒ＝（Ｍ１・Ｔ１）／（Ｍｆ・Ｔｆ）（１）によってえられる比Ｒを０．６程度にしたのでフラック
スガイドの磁化回転に対する第１の強磁性層３１の磁化
の影響は小さく、これはフラックスガイド２のみを考慮
したばあいと同程度となる。第１の強磁性層３１の磁化
回転角すなわちフラックスガイドの磁化回転角と反強磁
性層３４に固定された第２の強磁性層３３のお互いの磁
化の相対角度に相当した抵抗の変化がえられる。この抵
抗変化を利用して、たとえば図２において、一定値のセ
ンス電流を電極８ａから電極８ｂへ流すことにより磁界
検出素子３の抵抗変化に対応して電極８ａと８ｂとのあ
いだの電圧変化として信号をうることができる。

【００４６】つぎに、図５に示したように、磁化遷移領
域４１が長手方向に順次相対的に移動したばあいは、磁
化遷移領域４１近傍からでた磁束はフラックスガイド２
に流入するよりも、一方の磁気シールド（ここでは上磁
気シールド１２）に直接流入するようになるため、磁界
検出素子３における第１の強磁性層３１の磁化回転角は
小さくなる。すなわち、下ギャップ長４ａ、上ギャップ
長４ｂが狭いほど磁気ヘッドの長手方向の空間分解能は
向上する。一方、いったんフラックスガイドに流入した
磁束が磁界検出素子３まで届かず、磁気シールドに抜け
出す割合は、下ギャップ長４ａ、上ギャップ長４ｂが狭
いほど大きくなる。

【００４７】つぎに本発明の実施の形態１．をより詳細
に説明する。図７は、保磁力３４０ｋＡ／ｍ、残留磁化
０．４２Ｔ、媒体厚０．２μｍの媒体を用いたばあいの
フラックスガイド内の磁束密度の分布を示すグラフであ
る。横軸は（摺動面からの距離）／（ギャップ長）を示
しており、縦軸はギャップ長を示している。また、図７
の（ｂ）は、図７の（ａ）のうち、（摺動面からの距
離）／（ギャップ長）の０から１０までと、磁束密度
（Ｔ）の０．８から１までとの範囲を拡大して示してい
る。図７においてフラックスガイド高さおよび摺動面か
らの距離は、いずれもギャップ長で規格化して、フラッ
クスガイド内の磁束密度が示されている。すなわち、フ
ラックスガイド高さをギャップ長で除した値Ｑをパラメ
ータとし、値Ｑが１０、２０、３０、４０または１００
となるようにフラックスガイド高さを設定したそれぞれ
のヘッドにおいて、同様にギャップ長で規格化した、摺
動面からの距離を変化させたときフラックスガイド内の
磁束密度がどのように変化するかが示されている。ただ
し、ヘッドと媒体との配置関係は図４に示した配置と同
様であり、フラックスガイド２の飽和磁束密度は１Ｔ、
フラックスガイドの膜厚は１０ｎｍである。前述のよう
に摺動面からの距離をギャップ長で除して規格化したの
は、後述する図１５に示すように、フラックスガイド内
の磁束密度を一定とすると摺動面からの距離とギャップ
長とは比例の関係にあるためである。図７に示されるよ
うに、フラックスガイド中の磁束密度は、規格化した摺
動面からの距離１〜４で最大である。そのため、磁界検
出素子３の配置は、規格化した引き込み高さ２１を１、
規格化した磁界検出素子高さ２２を３以下にするともっ
とも磁束密度が高くなり、したがって再生感度が高くな
ることがわかる。しかしながら、試作したヘッドの実施
の形態では製造精度の都合や要求される信頼性を考慮し
て、上ギャップ長および下ギャップ長をいずれも０．１
μｍとし、引き込み高さ２１は０．３μｍ、磁界検出素
子高さ２２は０．５μｍ程度とした。引き込み高さは摺
動面と、磁界検出素子の、摺動面に近い側の端面との距
離をあらわしているが、引き込み高さは０．１μｍ以上
で、かつ、磁界検出素子と最も近接している磁気シール
ドとの距離の３０倍を超えない範囲で定める。

【００４８】ここで、０．１μｍと限定する理由は、耐
摩耗性の観点以外にも、ヘッドが媒体表面の凹凸中の突
起と接触するときに発生する摩擦熱から生じるフラッシ
ュ温度の電磁変換特性に与える影響（以下、サーマルア
スペリティという）が事実上無視できるからである。本
実施の形態において試作する磁気ヘッドでは、引き込み
高さが０．０５μｍでは、サーマルアスペリティによる
再生出力の変動が２０〜５０％程度発生するのに対し、
引き込み高さが０．１μｍでは１０％以下となってい
る。また、前記３０倍を超えないと限定する理由は、図
７から明らかなように、フラックスガイド高さによら
ず、３０倍以上ではフラックスガイド中を磁束がほぼ通
過しないためである。また、規格化したフラックスガイ
ド高さが３０のものと、４０〜１００のものを比較する
と、規格化した摺動面からの距離が３０以下において、
同程度の磁束密度分布である。本発明にかかわるヘッド
では、電極８ａと８ｂとのあいだを流れるセンス電流は
フラックスガイドにも分流し、全体としての磁気抵抗変
化率を低下させるので、この観点からはフラックスガイ
ド高さ２０は小さい方が望ましい。このため、試作ヘッ
ドのもとでは、フラックスガイド高さ２０は３μｍが最
適である。

【００４９】実施の形態２．つぎに本発明のヘッドの製
法を、試作したヘッドの一例をもとに以下に図を用いて
説明する。図８、９、１０、１１、１２、１３および１
４は、本実施の形態にかかわるヘッドの製造工程を示す
説明図であり、これらの図において、３ｂはＧＭＲ素子
であり、１３は基板であり、１４は下ギャップであり、
１５は絶縁膜であり、６１はレジスト（フォトレジス
ト）であり、その他の符号は、図１〜図７までに示した
符号と同一である。なお、以下の図は上面図とその下お
よびその右にそれぞれ、摺動面からみた断面説明図、側
面から見た断面説明図を同時に示している。

【００５０】まず、基板１３として絶縁膜に被われたア
ルミナ・チタン・カーバイド基板（以下、アルチック基
板という）に第１の磁気シールドである下磁気シールド
１１となるＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂ膜を１μｍ、スパッタリン
グ法により成膜し、所定の形状に写真製版技術を用いて
エッチングを行い（工程(a-1)）、そののち、下ギャッ
プ１４となるアルミナ絶縁膜を０．１μｍ成膜し（工程
(a-2)）、磁界検出素子としてＧＭＲ素子３ｂをスパッ
タリング法で成膜したところを図８に示す。ＧＭＲ素子
３ｂを形成するため反強磁性層としてＮｉＯを５０ｎ
ｍ、第２の強磁性層３３としてパーマロイを３ｎｍおよ
びＣｏを１ｎｍ、非磁性層としてＣｕを２．３ｎｍ、２
層からなる第１の強磁性層としてＣｏを０．５ｎｍおよ
びパーマロイを４ｎｍを順次積層して形成した（工程(a
-3)）。またＧＭＲ素子３ｂの上下には保護膜および下
地膜（図示せず）を設けた。つぎに、図９に示すごとく
磁界検出素子高さ２２を形成するためにレジスト６１を
形成した（工程(a-4)）。つぎに、図１０に示すごと
く、余剰のＧＭＲ素子３ｂのエッチングを行い、磁界検
出素子高さ２２を形成した。つぎに、図１１に示すごと
く、たとえばアルミナからなる絶縁膜１５を磁界検出素
子の厚さに相当する５２ｎｍ程度成膜して磁界検出素子
高さを規制した（工程(a-5)）。

【００５１】つぎに図１２に示すごとくリフトオフ法に
よりレジスト６１を除去し、逆スパッタ法などでＧＭＲ
素子３ｂの感磁部である第１の強磁性層と交換結合する
ように表面を清浄にしたのち、フラックスガイド２とし
てＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂを１０ｎｍ成膜した（工程(a-
6)）。つぎに、図１３に示すごとくトラック幅に相当す
る幅のレジスト６２を形成し、電極８ａおよび８ｂ用に
Ｃｕの膜を厚さ１５０ｎｍ成膜したのち、リフトオフ法
でレジストを除去した（工程(a-7)）。つぎに、図１４
に示すごとく流出高さ２３に対応するフラックスガイド
の後端を決めるために、レジスト形成、エッチング、レ
ジスト除去を行った（工程(a-8)）。ここでは、流出高
さが０．３μｍとなるようにした。そののちは、上ギャ
ップ１６（図示せず）の形成（工程(a-9)）、第２の磁
気シールド膜である上磁気シールド１２（図示せず）の
形成（工程(a-10)）、記録ヘッドの形成、保護膜の形
成、電極引き出し部の形成など（いずれも図示せず）を
行い、引き込み高さ２１を決めるスライダー加工を行っ
て、試作ヘッドをえた。ここでは引き込み高さ２１は
０．３μｍとした。

【００５２】また、アニールに関してはたとえば工程(a
-1)後、下磁気シールド膜の軟磁気特性の向上を図るた
めに、トラック幅方向に直流磁界１０，０００Ａ／ｍ程
度を印加して３５０度で行うアニールや、工程(a-8)
後、第２の強磁性層の磁化容易軸をヘッド高さ方向にし
第１の強磁性層およびフラックスガイドの磁化容易軸を
トラック幅方向にするために、アニール炉中で２５０℃
に昇温しヘッド高さ方向に直流磁界８０，０００Ａ／ｍ
程度を印加して１時間程度保持したのち、１７０℃にし
トラック幅ヘッド高さ方向に直流磁界１０，０００Ａ／
ｍ程度を印加して１時間程度保持するアニールを適宜行
った。磁化の方向については、フラックスガイド２およ
び第１の強磁性層３１の磁化容易方向はほぼトラック幅
方向であり、第２の強磁性層３３の磁化容易方向はほぼ
フラックスガイド高さ方向に設定した、また、磁気シー
ルドに関しても磁化容易方向はほぼトラック幅方向とし
た。

【００５３】この試作したヘッドと、保磁力３４０ｋＡ
／ｍ、残留磁化０．４２Ｔ、媒体厚０．２μｍ、表面の
平均粗さＲａが８ｎｍのメタル塗布のフレキシブル媒体
とを用いて記録再生特性を測定したところ、サーマルア
スペリティーやバルクハウゼンノイズのない安定した出
力波形がえられた。

【００５４】実施の形態３．つぎに上ギャップ１４およ
び下ギャップ１６と引き込み高さ２１の関係について説
明する。図１５は磁気シールドとフラックスガイドとの
あいだの距離すなわち上ギャップ１４および下ギャップ
１６に対してフラックスガイド内部の磁束密度が０．２
Ｔおよび０．０５Ｔになる摺動面からの距離の関係を示
したグラフである。図中、「片側磁気シールド」は磁気
シールドが上下いずれか一方のみにあるばあいを示し、
「両側磁気シールド」は上下の磁気シールドがフラック
スガイドに対して同一の距離にあるばあいをいう。ま
た、フラックスガイド高さ２０は１０μｍ、その厚さは
１０ｎｍとした。同図より、磁気シールドとフラックス
ガイドとのあいだの距離と、磁束が到達する距離はほぼ
比例することがわかる。また、磁気シールドを片側だけ
にしても、両側に等距離に存在するばあいと顕著な違い
はないことがわかる。また、抵抗変化率の２０％以上を
使えるのは、摺動面からの距離が磁気シールドとフラッ
クスガイドとのあいだの距離の２０倍程度までであり、
抵抗変化率の５％以上を使えるのは３０倍程度までであ
るから、引き込み高さは磁気シールドとフラックスガイ
ドとのあいだの距離の３０倍以下、望ましくは２０倍以
下とする必要がある。なお、この関係はフラックスガイ
ドの膜厚が５ｎｍから２０ｎｍまでの範囲では、ほとん
ど変化しない。また、フラックスガイドの透磁率は１０
０程度以上あれば、これらの関係が成立する。

【００５５】また、図１６は、本実施の形態にかかわる
磁気ヘッドの側面から見た断面説明図である。図に示し
た符号は図１に示した符号と共通である。図１６に示す
ように上ギャップおよび下ギャップの両方もしくは片方
を摺動面上では狭くし、ヘッド内部では広くすると、高
い線記録密度をうるとともに、フラックスガイド２の中
の磁束が到達する距離が伸びるので電磁変換特性上は望
ましい。

【００５６】実施の形態４．つぎにフラックスガイドの
流出高さ２３について説明する。図１７は、引き込み高
さ２１が０．３μｍで、フレキシブル媒体を用いて記録
再生特性を測定したばあいの、流出高さ２３と再生出力
の関係を示したグラフである。横軸は磁界検出素子高さ
（ＧＭＲ高さ）に対する流出高さの比を示しており、縦
軸は流出高さがないばあいの再生出力に対する再生出力
の比（相対再生出力）を示している。この図１７に示し
た結果によれば、磁界検出素子高さに対する流出高さの
比が０．５までは急激に再生出力が向上し、それ以上で
はあまり変化しないことがわかる。このことより、流出
高さは磁界検出素子高さの２分の１以上あることが望ま
しいことがわかる。逆に流出高さは磁界検出素子高さの
１０倍を超えると、センス電流のうちフラックスガイド
の流出高さを構成する部分に分流する電流が磁界検出素
子に流れる電流より大きくなり、ヘッド全体でみたとき
の磁気抵抗変化率が著しく低下するので、１０倍までの
範囲と限定する。なお、同図は引き込み高さ２１が０．
３μｍのばあいを示しているが、引き込み高さが異なっ
た値でも同様の依存性を示し、また、異なった媒体、異
なったフラックスガイド膜厚、異なったフラックスガイ
ド透磁率、上下で異なったギャップ長でも同様の依存性
を示す。

【００５７】実施の形態５．つぎにフラックスガイドと
感磁部とについて説明する。本発明のヘッドでは、フラ
ックスガイドの磁化と磁界検出素子の感磁部の磁化は交
換結合により結合されているので、磁界検出素子の感磁
部直下のフラックスガイドの磁化回転に必要なトルク
は、磁界検出素子の感磁部が直下にない部分のフラック
スガイドの磁化回転に必要なトルクより大きくなる。す
なわち磁界に対する磁化回転の感度は低下する。ただ
し、この感度低下自体は実用上あまり問題ではなく、む
しろ、感磁部の磁気特性がフラックスガイドの磁気特性
に影響を与えるので、フラックスガイドの一軸異方性お
よび磁化回転の安定性が損なわれることの方が重要な問
題である。この問題点に対しては、感磁部の磁化と膜厚
は小さければ小さいほどよい。しかしながら、感磁部が
小さくなると、磁気抵抗変化率も小さくなる。

【００５８】スパッタ法で成膜した飽和磁化１．１Ｔの
Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂ膜を直流磁界中で１７０℃でアニール
することによって、異方性磁界が１５エルステッド、磁
化困難軸方向の保磁力が０．１エルステッド以下の一軸
異方性膜がえられたので、これをフラックスガイド２に
採用することにより、引き込み高さ２１が０．３μｍ、
磁界検出素子高さ２２が０．５μｍ、流出高さ２３が
０．３μｍのヘッドを試作した。結果を表１に示す。た
だし、磁界検出素子３の構成は、感磁部以外は実施の形
態２．と同様である。（Ｍ１・Ｔ１）／（Ｍｆ・Ｔｆ）
の値が、０．２以上０．７以下で良好なヘッド特性をえ
た。

【００５９】

【表１】

【００６０】実施の形態６．つぎにフラックスガイド膜
厚について説明する。図１８は、記録ビット長０．１７
μｍにおけるフラックスガイドの膜厚とヘッドの再生出
力との関係を示したグラフである。ただし、ヘッド構成
は引き込み高さ２１が０．３μｍ、磁界検出素子高さ２
２が０．５μｍ、流出高さ２３が０．３μｍ、シールド
間距離２１０ｎｍ、磁界検出素子３は反強磁性層３４と
してＮｉＯを５０ｎｍ、第２の強磁性層３３としてパー
マロイを３ｎｍおよびＣｏを１ｎｍ、非磁性層３２とし
てＣｕを２．３ｎｍ、第１の強磁性層３１としてＣｏを
０．５ｎｍおよびパーマロイを４ｎｍ順次積層して形成
したものであり、そのシート抵抗値は９Ω程度であり、
フラックスガイドは組成Ｃｏ_91.6Ｚｒ_2.5Ｎｂ_5.9（ａｔ
％）の膜で構成されている。なお、薄膜の抵抗値Ｒは、
以下の式Ｒ＝（抵抗率）×（長さ）／（断面）で表わされ、また断面は、以下の式（断面）＝（幅）×（厚さ）で表されるので、薄膜の形状が正方形（長さと幅が等し
い）であるとすると、（幅）＝（長さ）であるから、結
局ＲはＲ＝（抵抗率）／（厚さ）となる。このＲで表わ
される抵抗値を、いわゆるシート抵抗値という。

【００６１】図１８に示したフラックスガイドの膜厚
と、ヘッドの再生出力との関係より、フラックスガイド
の膜厚が２０ｎｍを超えると、急激に再生出力は低下す
る。この理由は、長手方向の分解能の低下だけでなく、
フラックスガイド２に分流するセンス電流が増加する効
果、およびフラックスガイド２に入った磁束の中で、磁
界検出素子３を通過する前に、下磁気シールド１１、お
よび上磁気シールド１２に流れる磁束が多くなる効果の
ためである。また、フラックスガイドの膜厚が５ｎｍ未
満になると、再生出力が低下するだけでなく、フラック
スガイド２の体積と第１の強磁性層３１の体積の比率の
関係で、フラックスガイド２の磁気特性に第１の強磁性
層３１の磁気特性の影響が現れ始めるため、バルクハウ
ゼンジャンプが現れるなど、再生出力が不安定になる。
したがって、フラックスガイド２の膜厚Ｔｆの好ましい
範囲は０．５ｎｍ≦Ｔｆ≦２０ｎｍである。

【００６２】本実施の形態は、特定のヘッドの寸法、特
定の材質について述べたが、引き込み高さ、磁界検出素
子高さ、流出高さなどは、請求項３、４、５に記載した
条件を満たす範囲であればよい。本実施の形態のばあ
い、磁界検出素子の材質は、ＮｉＯ／Ｎｉ−Ｆｅ／Ｃｏ
／Ｃｕ／Ｃｏ／Ｎｉ−Ｆｅという、この順に６層に積層
された積層膜となっているが、各々色々な組み合わせが
考えられる。たとえば、ＩｒＭｎ／Ｃｏ−Ｆｅ／Ｃｕ／
Ｃｏ−Ｆｅ／Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｂという、５層の積層膜な
どがある。また、フラックスガイドの材質もたとえばパ
ーマロイやＣｏ系アモルファス（いずれも軟磁性膜）が
考えられる。

【００６３】実施の形態７．つぎに本発明にかかわる磁
気ヘッドの製法の他の実施の形態について説明する。実
施の形態２において、ＮｉＯを５０ｎｍ、第２の強磁性
層３３としてパーマロイを３ｎｍおよびＣｏを１ｎｍ、
非磁性層３２としてＣｕを２．３ｎｍ、第１の強磁性層
３１としてＣｏを０．５ｎｍおよびパーマロイを４ｎｍ
を順次積層したものについて既にのべた。この構成の磁
気抵抗変化率は７％程度である。また、シート抵抗値は
９Ω程度である。このＧＭＲ素子３ｂとＣｏ−Ｚｒ−Ｎ
ｂによるフラックスガイドとの組み合わせにより、良好
なヘッド特性をえたことについても既に述べた。しかし
ながら、反強磁性層３４をＮｉＯで構成したばあい、ヘ
ッド形成時に２５０度を超える高いプロセス温度を用い
ると、酸素の拡散などの原因により特性劣化が生じるば
あいがあることがわかった。そこで、反強磁性層３４に
Ｍｎ系のものを用いるばあいについても検討した。

【００６４】本発明のヘッドの製法の他の実施の形態
を、試作したヘッドの一例をもとに以下に図を用いて説
明する。図１９、２０、２１、２２および２３は、実施
の形態７にかかわる磁気ヘッドの製造工程を示す説明図
である。図１９〜２３に示した符号は、図１〜１８に示
した符号と共通である。なお、以下の図は上面図とその
下およびその右にそれぞれ、摺動面からみた断面説明
図、側面から見た断面説明図を同時に示している。

【００６５】まず、基板１３として、絶縁膜に被われた
Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ基板上に第１の磁気シールド膜である下
磁気シールド１１となるＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂを１μｍ、ス
パッタリング法により成膜し、所定の形状に写真製版技
術を用いてエッチングを行い（工程(b-1)）、そのの
ち、下ギャップ１４となるアルミナ絶縁膜を０．１μｍ
成膜し（工程(b-2)）、第１のフラックスガイド２ｃと
してＣｏ−Ｚｒ−Ｎｂを１０ｎｍを成膜（工程(b-
3)）、磁界検出素子としてＧＭＲ素子３ｂを形成するた
め第１の強磁性層３１としてパーマロイを４ｎｍおよび
Ｃｏを０．５ｎｍ、非磁性層としてＣｕを２．３ｎｍ、
第２の強磁性層としてＣｏを１ｎｍおよびパーマロイを
３ｎｍ、反強磁性層としてＩｒ−Ｍｎを１０ｎｍを順次
積層した（工程(b-4)）ところを図１９に示す。またＧ
ＭＲ素子３ｂの上下には保護膜と下地膜も設けた（図示
せず）。つぎに、図２０に示すごとく磁界検出素子高さ
２２を形成するためにレジスト６３を形成して磁界検出
素子高さを規制した（工程(b-5)）。

【００６６】つぎに、図２１に示すごとく、余剰の第１
のフラックスガイド２ｃとＧＭＲ素子３ｂのエッチング
を行い、磁界検出素子高さ２２を形成した。つぎに、図
２２に示すごとく、レジスト６３を除去せず、第１のフ
ラックスガイド２ａと交換結合により磁気的に結合する
ように第２のフラックスガイド２ｄを成膜した。このと
き、フラックスガイド２ｃと２ｄとは、ほぼ同一の組成
および膜厚であることがフラックスガイド内の磁化回転
運動におけるピン止め点をつくらないという観点から必
要であり、このばあいは連続した膜として機能する。

【００６７】つぎに図２３に示すごとくリフトオフ法に
よりレジスト６３を除去した（工程(b-6)）。以下は実
施の形態２の図１３以下と同様に、配線膜をリフトオフ
法で形成する工程（工程(b-7)）、フラックスガイド高
さを規制する工程（工程(b-8)）、第２の絶縁層を形成
する工程（工程(b-9)）、第２の磁気シールドである上
磁気シールドを形成する工程（工程(b-10)）を行なって
ヘッドを作製する。

【００６８】また、アニールに関してはたとえば工程(b
-1)後、下磁気シールド膜の軟磁気特性の向上を図るた
めに、トラック幅方向に直流磁界１０，０００Ａ／ｍ程
度を印加して３５０℃で行うアニールや、工程(b-8)
後、第２の強磁性層の磁化容易軸をヘッド高さ方向にし
第１の強磁性層およびフラックスガイドの磁化容易軸を
トラック幅方向にするために、アニール炉中で２５０℃
に昇温しヘッド高さ方向に直流磁界８０，０００Ａ／ｍ
程度を印加して１時間程度保持したのち、１７０℃にし
トラック幅ヘッド高さ方向に直流磁界１０，０００Ａ／
ｍ程度を印加して１時間程度保持するアニールを適宜行
う。

【００６９】この試作したヘッドと、保磁力３４０ｋＡ
／ｍ、残留磁化０．４２Ｔ、媒体厚０．２μｍ、平均表
面粗さＲａ８ｎｍのメタル塗布のフレキシブル媒体を用
いて記録再生特性を測定したところ、サーマルアスペリ
ティーやバルクハウゼンノイズのない安定した出力波形
がえられた。

【００７０】実施の形態８．なお、実施の形態７におい
て、フラックスガイドはトラック幅方向に広がっている
が、図２４に示すように、フラックスガイドの幅を概ね
トラック幅９に一致させ、クロストーク特性を向上させ
てもよい。図２４は、本実施の形態８にかかわる磁気ヘ
ッドの下部からみた断面説明図である。図２４に示した
符号は、本明細書の他の図と共通である。このばあい、
電極８ａおよび８ｂもＧＭＲ素子３と同様に摺動面から
後退させた位置に設けると、摺動面に露出する材料の数
が減るので耐摩耗性の観点からヘッドの信頼性が高ま
る。また、図２４では、電極８ａおよび８ｂがフラック
スガイドに接触しているが、電極８ａおよび８ｂの間隔
をトラック幅９より大きくすることにより、磁界検出素
子３のみに接触させると、センス電流の中で磁界検出素
子３に流れない無効な電流を減らすことができる。な
お、フラックスガイドに図２５に示すような中間に非磁
性の中間層５１を挟んだ軟磁性層の２層５２ａおよび５
２ｂを積層した構造を採用すると、膜端面での静磁界エ
ネルギーが下がるので、磁区構造が安定する。図２５
は、本実施の形態８にかかわる磁気ヘッドの摺動面から
みた断面説明図である。このばあい、２層の全厚がフラ
ックスガイドとしての厚さとなる。

【００７１】実施の形態９．また、図２６に示すよう
に、フラックスガイド安定層５５として、電極８ａおよ
び８ｂの下にＦｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｐｂ−Ｍｎ、Ｃ
ｒ−Ｍｎなどの反強磁性層あるいはＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ、
Ｃｏ−Ｃｒ−Ｔａなど、外部磁界によって磁化の向きが
容易に変化しないハード磁性材からなるハード磁性層５
５ａおよび５５ｂを設け、フラックスガイドの磁区の安
定を図ってもよい。また、実施の形態８との組み合わせ
であってもよい。

【００７２】実施の形態１０．実施の形態７でえた磁気
ヘッドを用いて、表面粗さの異なるメタル塗布のフレキ
シブル媒体に対して記録再生実験を行った。表面粗さ
は、媒体の両面を各々５回、接触式表面粗さ計により測
定距離５ｍｍで測定した値の平均値を用いて評価し、こ
こでは測定値とＲａ（中心線平均粗さ）によって表わし
ている。図２７は媒体の表面粗さと、摺動痕深さおよび
再生出力が孤立波の半分になる波長λ₅₀との関係を示
す。実験条件はヘッドと媒体との相対速度５ｍ／ｓ、ヘ
ッドサスペンションの荷重は５ｇｆ程度とした。この図
より、平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以下においては、ほ
ぼ一定のλ₅₀となること、最大摺動痕深さが５ｎｍ程度
になることがわかる。最大摺動痕深さが１０ｎｍ程度で
あると、数万時間の使用でもヘッド磨耗は１００ｎｍ程
度に収まる。高密度記録を実現し、かつ信頼性を確保す
るには媒体の平均表面粗さＲａは１０ｎｍ以下であるこ
とがよい。また、この条件はヘッド表面にダイヤモンド
ライクカーボンなどの保護膜を形成すると、媒体の平均
表面粗さＲａが１０ｎｍ以下では、より長寿命となる
が、媒体の平均表面粗さＲａが１０ｎｍより大きいと直
ちに剥離が起きるため効果がないばかりか、媒体を傷つ
けるばあいがある。また、逆に媒体の平均表面粗さＲａ
が０．１ｎｍ以上でないとヘッドと媒体の吸着が非常に
発生しやすくなり、何らかの要因で媒体の回転数の変
動、もしくは停止などの障害が起きたばあい、ヘッドと
媒体が離れず、サスペンションが変形するなど致命的な
損傷が発生するばあいがある。以上によって、媒体の平
均表面粗さＲａの好ましい範囲は０．１ｎｍ以上１０ｎ
ｍ以下である。

【００７３】また、相対速度、サスペンションの荷重に
ついては異なる値を用いても、ほぼ同様の依存性を示
す。ただし、ヘッドと媒体とのあいだを１００ｎｍ以上
にかなり大きくとると、平均表面粗さＲａが１０ｎｍ以
上でもヘッド磨耗は小さくなる。ただし、このばあいス
ペーシングが大きいので、線記録密度が大きくならな
い。また、完全に接触状態にすると、同一の媒体の平均
表面粗さＲａでは、最大摺動痕深さが２〜５倍となりヘ
ッドの磨耗深さも同様である。

【００７４】実施の形態１１．なお、以上の実施の形態
において、磁気ヘッドは再生に関わる部分のみについて
示しているが、上磁気シールド１２上に記録ヘッドを設
けるのが通常である。図２８は、本実施の形態にかかわ
る磁気ヘッドの側面からみた断面説明図であり、図２９
および図３０は、本実施の形態にかかわるそれぞれさら
に他の磁気ヘッドの側面からみた断面説明図である。図
２８、図２９および図３０において、７１は記録ヘッド
の下コアであり、７２は上コアであり、７３は記録ヘッ
ドの磁気ギャップであり、７４は再生ヘッドと記録ヘッ
ドとを分離する非磁性の分離層であり、７５は記録ヘッ
ドのコイルであり、その他の符号は図１と共通である。
記録ヘッドは、図２８に示すように、上磁気シールド１
２が記録ヘッドの下コアを兼ねるマージ型ヘッドであっ
てもよいし、図２９に示すように、記録ヘッドと再生ヘ
ッドの磁気的な干渉を避けるために上磁気シールド１２
上に非磁性層７４を介して記録ヘッド用の上コア７２お
よび下コア７１を形成してもよい。また、図３０に示す
ように、記録ヘッドが再生ヘッドの下にあり、プロセス
上で先に形成するものであってもよい。このばあい、磁
界検出素子の耐熱性を考慮することなく記録ヘッドのプ
ロセスを組むことができる。記録ヘッドに関しては、い
かなる材質、形状であってもよいが、上下コアともＣｏ
系アモルファスで形成すると、周辺のアルミナなどでな
る非磁性層とのあいだに偏磨耗段差がほとんど生じない
ので、実効スペーシングの増加による記録特性の低下が
なく、良好な結果をえた。

【００７５】実施の形態１２．また、以上の実施の形態
において、特定の材質、特定の寸法、たとえばフラック
スガイドとＧＭＲ素子の上下関係などの特定の形状につ
いてのみ示しているものもあるが、フラックスガイドは
Ｃｏ−Ｚｒ−Ｎｉ−ＭｏなどＣｏ系アモルファスであ
り、膜厚も５〜２０ｎｍの範囲であればよく、またそれ
以外のＮｉ−Ｆｅ−Ｒｈなどの結晶質の軟磁性材料や膜
厚であっても、それぞれ実施の形態５、６以外において
は制限されるものではない。また、以上の実施の形態で
はＧＭＲ素子３ｂとしては、その仕事関数が非磁性層３
２のＣｕの仕事関数に近く、仕事関数の違いで界面散乱
が起きるのを低減し、また拡散が起きにくくできるた
め、Ｃｕの前後をＣｏとしているが、Ｆｅ−Ｃｏ系やＦ
ｅ−Ｎｉ系、Ｃｏ−Ｎｉ系など他の強磁性体であっても
よい。また、第２の強磁性層３３はＣｏ単層であっても
よく、また異なる強磁性体であってもよい。また、反強
磁性層に関しては、Ｆｅ−Ｍｎ、Ｎｉ−Ｍｎ、Ｐｂ−Ｍ
ｎ、Ｃｒ−ＭｎなどＭｎ系や、α−酸化鉄などであって
もよく、また第２の強磁性層の磁化が信号により回転す
ることがなければ、反強磁性層を用いなくてもよい。

【００７６】また、磁気シールドや基板、絶縁膜など所
定の特性がえられれば、材料に制限はない。たとえば、
下磁気シールド１１に関しては、高温プロセスを用いる
ことができるため、センダストやＦｅ−Ｔａ−Ｎ、Ｆｅ
−Ｚｒ−Ｎ、Ｆｅ−Ｎなど磁気特性をえるために高温の
アニールが必要なものについても、適用が容易である。
また、磁気シールド１１または１２では各種のメッキ膜
を用いてもよい。また、絶縁膜に関しては、二酸化珪素
や窒化珪素などを用いてもよい。また、基板に関して
は、磁気ヘッドを形成するときに、成膜された磁性膜や
絶縁膜の膜応力で基板が反らないようにヤング率が大き
いものが好ましく、その材料の例としてはチタン酸カル
シウム、チタン酸バリウム、チタン酸カリウム、フォル
ステライトなどであってもよく、またセラミック以外で
も、単結晶シリコンなどの単結晶基板他の材料であって
もよい。

【００７７】さらに、用いた媒体の磁気特性や媒体厚は
他の値のものでもよく、磁性層はメタル塗布以外にも、
酸化鉄、コバルト−酸化鉄、バリウム−フェライトなど
他の材質であってもよい。

【００７８】また、以上の実施の形態においては、磁界
検出素子はスピンバルブ構造のＧＭＲ素子であったが、
たとえば感磁部がパーマロイで構成されるＭＲ素子であ
ってもよい。ＭＲ素子のばあい、横バイアスが必要であ
るが、横バイアスの印加方法は、たとえば近接部に軟磁
性膜を配置するＳＡＬバイアス、シャントバイアス、別
途バイアス線を設ける電流バイアスなどいずれであって
もよい。また感磁部がフラックスガイドと交換結合によ
り磁気的に結合できる磁界検出素子であれば、たとえば
極薄の絶縁膜を介して２つの強磁性膜があり、その２つ
の強磁性膜の各々の磁化の方向の相対角度によりトンネ
ル電流量が変化するため、抵抗変化率を２０％以上にす
ることができるＴＭＲ素子などのいずれの磁界検出素子
であってもよい。

【００７９】このようにして作製した媒体と、実施の形
態１から１１にかかわるヘッドとを用いて磁気記録装置
を作製することができる。磁気記録装置としては、ディ
スク装置、テープ装置などで磁気記録装置ごとに構成が
異なるが、ディスク装置のばあい、本発明のもののほか
に従来と同様に機構系としては、媒体を回転させるため
に、スピンドルモーターおよびその軸受け、媒体を固定
するクランプなどを用い、ヘッドの位置決め、固定を行
うために、アクチュエータ、アーム、サスペンションな
どを用い、また電気系としては、機構系の制御回路、記
録信号を変調し記録電流を発生させ、またヘッドからの
信号を増幅、復調する電磁変換系回路、たとえばコンピ
ューターと信号をやりとりするための入出力回路、それ
らに電気を供給する電源回路などを用い、さらにケー
ス、ばあいによっては、ケース内を空冷するためのファ
ンなどを用いて、組立、実装することによって作製す
る。テープ装置のばあいは、前述した構成とほぼ同様で
あるが、機構系が異なり、テープ送り系やヘッド回転系
などで構成され、また電気系としてもロータリートラン
スなどを有している。

【００８０】本実施の形態にかかわる磁気記録装置にお
いては、磁気シールドを有し、フラックスガイドがヘッ
ド高さ方向に磁界検出素子よりも高い位置まで連続し、
磁界検出素子の感磁部がフラックスガイドに交換結合で
磁気的に結合したヘッド構成により、さらに望ましく
は、フラックスガイドの引き込み高さが０．１μｍ以
上、磁界検出素子と磁気シールドのあいだの距離の３０
倍以下というヘッドの構成により、媒体としてその平均
表面粗さＲａが０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下のものを好
適に使用することができ、耐摩耗性が良好で信頼性が高
いので長寿命となるという効果を奏する。

【００８１】

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に示すような効果を奏する。

【００８２】本発明の請求項１にかかわる磁気ヘッドに
おいては、（１）前記強磁性層が前記磁束案内膜の一部
分上に積層されて前記強磁性層の磁化が該磁束案内膜の
磁化を磁気的に結合されており、かつ、（２）前記磁束
案内膜はヘッド高さ方向に対して前記磁界検出素子より
も高い位置まで連続しているのでフラックスガイドに流
入する信号磁界に対応した磁束を効率よくヘッド内部に
導入でき、かつフラックスガイドの、信号磁界に応じた
磁化の回転と磁界検出素子の感磁部の磁化の回転を直接
的に結合できるため、高感度で高効率かつ、耐摩耗性に
すぐれたヘッドをうることができる効果を奏する。

【００８３】本発明の請求項２にかかわるヘッドは、前
記磁界検出素子が巨大磁気効果素子であり、該巨大磁気
効果素子が第１の強磁性層、非磁性層および第２の強磁
性層からなり、該第１の強磁性層が前記磁束案内膜の一
部分上に積層されて該第１の強磁性層の磁化が該磁束案
内膜の磁化と磁気的に結合されており、かつ、前記磁束
案内膜はヘッド高さ方向に対して前記巨大磁気効果素子
よりも高い位置まで連続しているので、感磁部に相当す
る強磁性体層にフラックスガイドを直接的に結合できる
ため、高出力のヘッドをうることができる効果を奏す
る。また、磁界検出素子をＴＭＲ素子としたばあいで
も、磁界検出素子やフラックスガイドについて、同じ特
徴や効果がえられるとともにＧＭＲ素子よりも大きな抵
抗率がえられるのでさらに高出力のヘッドがえられる。

【００８４】本発明の請求項３にかかわるヘッドは、磁
界検出素子の端部とヘッド摺動面の距離が０．１μｍ以
上あることにより、耐磨耗特性に優れたヘッドがえられ
るとともに、該距離が上下の磁気シールドのもっとも近
接している部分との距離の３０倍を超えないことによ
り、フラックスガイドに流入する信号磁界に対応した磁
束を効率よくヘッド内部に導入できるため、高効率で高
感度のヘッドをうることができる効果を奏する。

【００８５】本発明の請求項４にかかわるヘッドは、フ
ラックスガイドの磁気ヘッド摺動面の反対側の端面と磁
界検出素子の磁気ヘッド摺動面から遠い側の端面との距
離が、磁界検出素子のヘッド高さ方向の両端の距離であ
る磁界検出素子高さの１／２以上１０倍以下であること
により、フラックスガイドの磁界検出素子に交換結合に
より磁気的に結合している部分まで、効率よく信号磁界
に対応した磁束を導くことができるため、高効率で高感
度のヘッドをうることができる効果を奏する。

【００８６】本発明の請求項５にかかわるヘッドは、
（Ｍ１・Ｔ１）／（Ｍｆ・Ｔｆ）が、０．２以上かつ
０．７以下にしたことにより、フラックスガイドの磁区
の制御が容易であり、再生感度が高く、ノイズが小さい
ヘッドをうることができる効果を奏する。

【００８７】本発明の請求項６にかかわるヘッドは、フ
ラックスガイドの膜厚が０．５ｎｍ以上であることによ
り、フラックスガイドの磁気抵抗を減少させるとともに
軟磁気特性の安定化ができ、フラックスガイドの膜厚が
２０ｎｍ以下であることにより、フラックスガイドのシ
ート抵抗を増大させることができるので、フラックスガ
イドに分流するセンス電流を減少させ、高効率で高感度
のヘッドをうることができる効果を奏する。

【００８８】また、本発明の請求項７にかかわる磁気記
録装置においては、磁気記録媒体がフレキシブル媒体で
あり、前記磁気記録媒体の磁性層は磁性粒子とそれを保
持するバインダーを具備しており、前記磁気記録媒体の
平均面粗さが０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である磁気記
録媒体と、軟磁気特性を有したフラックスガイドと前記
フラックスガイドの上下に非磁性層を介してそれぞれ上
磁気シールドおよび下磁気シールドを具備し、前記フラ
ックスガイド、上磁気シールドおよび下磁気シールドの
端部が磁気ヘッドの摺動面の一部を成し、前記フラック
スガイド膜が記録信号に対応した磁束をヘッド摺動面よ
り離れた位置にある磁界検出素子に導く磁気ヘッドにお
いて、磁界検出素子の感磁部が前記フラックスガイドの
一部分に積層され交換結合により磁気的に結合し、かつ
前記フラックスガイドはヘッド摺動面の法線方向と一致
するヘッド高さ方向に対し、磁界検出素子より高い位置
まで連続させたヘッドを用いることにより、ヘッドと媒
体との接触、摺動による機械的、熱的損傷を防ぎ、また
高感度ヘッドと媒体との磁気的空隙が小さくできるの
で、高い記録密度密度を有する磁気記録装置をえ、かつ
製造の容易な磁性層を塗布したフレキシブル媒体を用い
ているので、安価な磁気記録装置をうることができる。

【００８９】本発明の請求項８にかかわる磁気記録装置
においては、前記磁界検出素子が巨大磁気効果素子であ
り、該巨大磁気効果素子が第１の強磁性層、非磁性層お
よび第２の強磁性層からなり、該第１の強磁性層が前記
磁束案内膜の一部分上に積層されて該第１の強磁性層の
磁化が該磁束案内膜の磁化と磁気的に結合されており、
かつ、前記磁束案内膜はヘッド高さ方向に対して前記巨
大磁気効果素子よりも高い位置まで連続しているので、
フラックスガイドに流入する信号磁界に対応した磁束を
効率よくヘッド内部に導入でき、かつフラックスガイド
の、信号磁界に応じた磁化の回転と磁界検出素子の感磁
部の磁化の回転を直接的に結合できるため、高効率のヘ
ッドをうることができフラックスガイドに流入する信号
磁界に対応した磁束を効率よくヘッド内部に導入できる
ため、安価な磁気記録装置において高効率のヘッドをう
ることができる効果を奏する。

【００９０】本発明の請求項９にかかわる磁気記録装置
においては、前記摺動面と、前記磁界検出素子の、該摺
動面に近い側の端面との距離が０．１μｍ以上であり、
かつ、前記磁界検出素子と、該磁界検出素子に最も近接
している磁気シールドとの距離の３０倍を超えないの
で、フラックスガイドに流入する信号磁界に対応した磁
束を効率よくヘッド内部に導入できるため、安価な磁気
記録装置において高効率のヘッドをうることができる効
果を奏する。

【００９１】本発明の請求項１０にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁束案内膜の前記摺動面とは反対側
の端面と、前記磁界検出素子の前記摺動面から遠い側の
端面との距離が、前記磁界検出素子のヘッド高さ方向の
両端の距離の１／２以上１０倍以下であるので、安価な
磁気記録装置において高効率のヘッドをうることができ
る効果を奏する。

【００９２】本発明の請求項１１にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁束案内膜の飽和磁化をＭｆ、膜厚
をＴｆとし、前記磁界検出素子の感磁部の飽和磁化をＭ
１、膜厚をＴ１としたとき、０．２≦（Ｍ１・Ｔ１）／
（Ｍｆ・Ｔｆ）≦０．７であるので、フラックスガイド
の磁区の制御が容易であり、安価な磁気記録装置におい
て再生感度が高く、ノイズが小さいヘッドをうることが
できる効果を奏する。

【００９３】本発明の請求項１２にかかわる磁気記録装
置においては、前記磁束案内膜の膜厚Ｔｆが０．５ｎｍ
≦Ｔｆ≦２０ｎｍであるので、フラックスガイドの磁気
抵抗を減少させるとともに軟磁気特性の安定化ができ、
フラックスガイドの膜厚が２０ｎｍ以下であることによ
り、フラックスガイドのシート抵抗を増大させることが
できるので、フラックスガイドに分流するセンス電流を
減少させ、安価な磁気記録装置において高効率なヘッド
をうることができる効果を奏する。

【００９４】本発明の請求項１３にかかわる磁気記録装
置においては、磁気記録媒体の平均表面粗さが０．１ｎ
ｍ以上１０ｎｍ以下であるので、安価な磁気記録装置を
うることができるという効果を奏する。

【００９５】また、本発明の請求項１４にかかわる磁気
ヘッドの製法は、磁界検出素子高さを規制する工程、磁
界検出素子高さの規制に用いたレジストを残したまま第
２の絶縁膜を形成し、そののちにリフトオフする工程を
施したのちに、フラックスガイドを形成する工程、配線
材料膜をリフトオフ法で形成する工程、フラックスガイ
ド高さを規制する工程を行うことにより、磁界検出素子
の感磁部が前記フラックスガイドの一部分に積層され交
換結合により磁気的に結合し、かつ前記フラックスガイ
ドはヘッド摺動面の法線方向と一致するヘッド高さ方向
に対し、磁界検出素子より高い位置まで磁気的に連続し
たヘッドを容易に製造することができる。

【００９６】また、本発明の請求項１５にかかわる磁気
ヘッドの製法は、第１のフラックスガイドを形成する工
程、磁界検出素子を積層する工程を行い、磁界検出素子
高さを規制する工程、磁界検出素子高さの規制に用いた
レジストを残したまま第２のフラックスガイドを形成
し、そののちにリフトオフする工程、配線材料膜をリフ
トオフ法で形成する工程、磁束案内膜高さを規制する工
程を行うことにより、磁界検出素子の感磁部が前記フラ
ックスガイドの一部分に積層され交換結合により磁気的
に結合され、かつ前記第１および第２のフラックスガイ
ドはヘッド摺動面の法線方向と一致するヘッド高さ方向
に対し、磁界検出素子より高い位置まで連続したヘッド
を容易に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１にかかわる磁気ヘッド
の側面から見た断面説明図である。

【図２】本発明の実施の形態１にかかわる磁気ヘッド
の下部から見た断面説明図である。

【図３】本発明の実施の形態１にかかわるスピンバル
ブ構造のＧＭＲ素子の断面説明図である。

【図４】本発明の実施の形態１にかかわる磁気ヘッド
と媒体の磁束の流れである。

【図５】本発明の実施の形態１にかかわる磁気ヘッド
と媒体の磁束の流れである。

【図６】本発明の実施の形態１にかかわる磁気ヘッド
と媒体の磁束の流れである。

【図７】本発明の実施の形態１にかかわるフラックス
ガイド中の磁束密度分布である。

【図８】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程を
示す説明図である。

【図９】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程を
示す説明図である。

【図１０】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図１２】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図１３】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図１４】本発明の実施の形態２にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図１５】本発明の実施の形態３にかかわるフラック
スガイド中の磁束密度がある値の時の上下のギャップ長
と摺動面からの距離の関係を示す図である。

【図１６】本発明の実施の形態３にかかわる磁気ヘッ
ドの側面から見た断面説明図である。

【図１７】本発明の実施の形態４にかかわるフラック
スガイドの流出高さと再生出力の関係を示す図である。

【図１８】本発明の実施の形態６にかかわるフラック
スガイドの膜厚と再生出力の関係を示す図である。

【図１９】本発明の実施の形態７にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図２０】本発明の実施の形態７にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図２１】本発明の実施の形態７にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図２２】本発明の実施の形態７にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図２３】本発明の実施の形態７にかかわる製造工程
を示す説明図である。

【図２４】本発明の実施の形態８を示す磁気ヘッドの
下部から見た断面説明図である。

【図２５】本発明の実施の形態９を示す磁気ヘッドの
摺動面から見た断面説明図である。

【図２６】本発明の実施の形態９にかかわるフラック
スガイドの断面説明図である。

【図２７】本発明の実施の形態１０にかかわる媒体の
面粗さと摺動痕深さおよび再生出力が孤立波の半分にな
る波長λ₅₀の関係を示す図である。

【図２８】本発明の実施の形態１１を示す磁気ヘッド
の側面から見た断面説明図である。

【図２９】本発明の実施の形態１１を示す磁気ヘッド
の側面から見た断面説明図である。

【図３０】本発明の実施の形態１１を示す磁気ヘッド
の側面から見た断面説明図である。

【図３１】従来のフラックスガイド型ＭＲヘッドの側
面からみた断面説明図である。

【図３２】従来のフラックスガイド型ＭＲヘッドの上
面からみた断面説明図である。

【図３３】従来のフラックスガイド型ＭＲヘッドの上
面からみた断面説明図である。

【符号の説明】

１ヘッド摺動面、２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄフラ
ックスガイド、３磁界検出素子、３ａＭＲ素子、３
ｂＧＭＲ素子、４ａ，４ｂフラックスガイドと磁気
シールドとの距離、５ａ，５ｂフラックスガイドとＭ
Ｒ素子３との磁気ギャップ、７磁気記録媒体、８ａ，
８ｂ電極、９トラック幅、１１下磁気シールド、
１２上磁気シールド、１３基板、１４下ギャッ
プ、１６上ギャップ、１７非磁性層、２０フラッ
クスガイド高さ、２１引き込み高さ、２２磁界検出
素子高さ、２３流出高さ、３１，３１ａ，３１ｂ第
１の強磁性層、３２スペーサ、３３，３３ａ，３３ｂ
第２の強磁性層、３４反強磁性層、４１磁化遷移
領域、４２磁束の流れ、Ｓ主面。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軟磁気特性を有する磁束案内膜と、該磁
束案内膜の上下に非磁性層を介してそれぞれ設けられる
２つの磁気シールドと、該磁束案内膜の一方の主面に接
する所定の位置に設けられる磁界検出素子とを具備し、
該磁束案内膜および該２つの磁気シールドの端部が同一
平面上となるように配設されて磁気ヘッドとしての摺動
面の一部をなしており、前記磁界検出素子は該摺動面か
ら離れた位置にある外部磁界により磁化の方向が変化す
る強磁性層を含んでおり、前記磁束案内膜が、該外部磁
界によって規定される記録信号に対応した磁束を前記磁
界検出素子に導く磁気ヘッドであって、（１）該磁界検
出素子に含まれる前記強磁性層が前記磁束案内膜に直接
接するように前記所定の位置上に積層されて前記強磁性
層の磁化が該磁束案内膜の磁化と磁気的に結合されてお
り、かつ、（２）前記磁束案内膜はヘッド高さ方向に対
して前記磁界検出素子よりも高い位置まで連続している
磁気ヘッド。
【請求項２】前記磁界検出素子が巨大磁気効果素子で
あり、該巨大磁気効果素子が第１の強磁性層、非磁性層
および第２の強磁性層からなり、該第１の強磁性層が前
記磁束案内膜に直接接するように前記所定の位置上に積
層されて該第１の強磁性層の磁化が該磁束案内膜の磁化
と磁気的に結合されており、かつ、前記磁束案内膜はヘ
ッド高さ方向に対して前記巨大磁気効果素子よりも高い
位置まで連続している請求項１記載の磁気ヘッド。
【請求項３】前記摺動面と、前記磁界検出素子の、該
摺動面に近い側の端面との距離が０．１μｍ以上であ
り、かつ、前記磁界検出素子と、該磁界検出素子に最も
近接している磁気シールドとの距離の３０倍を超えない
請求項１または２記載の磁気ヘッド。
【請求項４】前記磁束案内膜の前記摺動面とは反対側
の端面と、前記磁界検出素子の前記摺動面から遠い側の
端面との距離が、前記磁界検出素子のヘッド高さ方向の
両端の距離の１／２以上１０倍以下である請求項１また
は２記載の磁気ヘッド。
【請求項５】前記磁束案内膜の飽和磁化をＭｆ、膜厚
をＴｆとし、前記磁界検出素子の感磁部の飽和磁化をＭ
１、膜厚をＴ１としたとき、０．２≦（Ｍ１・Ｔ１）／
（Ｍｆ・Ｔｆ）≦０．７である請求項１または２記載の
磁気ヘッド。
【請求項６】前記磁束案内膜の膜厚Ｔｆが０．５ｎｍ
≦Ｔｆ≦２０ｎｍである請求項１または２記載の磁気ヘ
ッド。
【請求項７】磁気ヘッドと磁気記録媒体とを有してな
り、該磁気ヘッドが、軟磁気特性を有する磁束案内膜
と、該磁束案内膜の上下に非磁性層を介してそれぞれ設
けられる２つの磁気シールドと、該磁束案内膜の一方の
主面に接する所定の位置に設けられる磁界検出素子とを
具備し、該磁束案内膜および該２つの磁気シールドの端
部が同一平面上となるように配設されて磁気ヘッドとし
ての摺動面の一部をなしており、前記磁界検出素子は該
摺動面より離れた位置にある外部磁界により磁化の方向
が変化する強磁性層を含んでおり、前記磁束案内膜が、
該外部磁界によって規定される記録信号に対応した磁束
を前記磁界検出素子に導き、前記磁気記録媒体がフレキ
シブル媒体であり、該磁気記録媒体に含まれる磁性粒子
と該磁性粒子を保持するバインダを含んでなる磁気記録
装置であって、（１）前記磁界検出素子に含まれる前記
強磁性層が前記磁束案内膜に直接接するように前記所定
の位置上に積層されて前記強磁性層の磁化が該磁束案内
膜の磁化と磁気的に結合されており、かつ、（２）前記
磁束案内膜はヘッド高さ方向に対して前記磁界検出素子
よりも高い位置まで連続している磁気記録装置。
【請求項８】前記磁界検出素子が巨大磁気効果素子で
あり、該巨大磁気効果素子が第１の強磁性層、非磁性層
および第２の強磁性層からなり、該第１の強磁性層が前
記磁束案内膜の一部分上に積層されて該第１の強磁性層
の磁化が該磁束案内膜の磁化と磁気的に結合されてお
り、かつ、前記磁束案内膜はヘッド高さ方向に対して前
記巨大磁気効果素子よりも高い位置まで連続している請
求項７記載の磁気記録装置。
【請求項９】前記摺動面と、前記磁界検出素子の、該
摺動面に近い側の端面との距離が０．１μｍ以上であ
り、かつ、前記磁界検出素子と、該磁界検出素子に最も
近接している磁気シールドとの距離の３０倍を超えない
請求項７または８記載の磁気記録装置。
【請求項１０】前記磁束案内膜の前記摺動面とは反対
側の端面と、前記磁界検出素子の前記摺動面から遠い側
の端面との距離が、前記磁界検出素子のヘッド高さ方向
の両端の距離の１／２以上１０倍以下である請求項７ま
たは８記載の磁気記録装置。
【請求項１１】前記磁束案内膜の飽和磁化をＭｆ、膜
厚をＴｆとし、前記磁界検出素子の感磁部の飽和磁化を
Ｍ１、膜厚をＴ１としたとき、０．２≦（Ｍ１・Ｔ１）
／（Ｍｆ・Ｔｆ）≦０．７である請求項７または８記載
の磁気記録装置。
【請求項１２】前記磁束案内膜の膜厚Ｔｆが０．５ｎ
ｍ≦Ｔｆ≦２０ｎｍである請求項７または８記載の磁気
記録装置。
【請求項１３】前記磁気記録媒体の平均表面粗さが
０．１ｎｍ以上１０ｎｍ以下である請求項７または８記
載の磁気記録装置。
【請求項１４】 (a-1)第１の磁気シールド膜を形成す
る工程、(a-2)第１の絶縁層を形成する工程、(a-3)磁界
検出素子を順次積層する工程、(a-4)磁界検出素子高さ
を規制する工程、(a-5)磁界検出素子高さの規制に用い
たレジストを残したまま第２の絶縁膜を形成し、そのの
ちにリフトオフする工程、(a-6)磁束案内膜を形成する
工程、(a-7)配線材料膜をリフトオフ法で形成する工
程、(a-8)磁束案内膜高さを規制する工程、(a-9)第３の
絶縁層を形成する工程、および、(a-10)第２の磁気シー
ルド膜を形成する工程、を含む磁気ヘッドの製法。
【請求項１５】 (b-1)第１の磁気シールド膜を形成す
る工程、(b-2)第１の絶縁層を形成する工程、(b-3)第１
の磁束案内膜を形成する工程、(b-4)磁界検出素子を順
次積層する工程、(b-5)磁界検出素子高さを規制する工
程、(b-6)磁界検出素子高さの規制に用いたレジストを
残したまま第２磁束案内膜を形成し、そののちにリフト
オフする工程、(b-7)配線材料膜をリフトオフ法で形成
する工程、(b-8)磁束案内膜高さを規制する工程、(b-9)
第２の絶縁層を形成する工程、および、(b-10)第２の磁
気シールド膜を形成する工程、を含むことを特徴とする
磁気ヘッドの製法。