JPH11328629A

JPH11328629A - 磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法、およびそれを用いた磁気記憶装置

Info

Publication number: JPH11328629A
Application number: JP10135210A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Ishiwata; 延行石綿
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1998-05-18
Filing date: 1998-05-18
Publication date: 1999-11-30

Abstract

(57)【要約】【課題】磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドにおい
て、磁気ヨークによるノイズを抑制することにより、高
面密度な磁気記憶装置を実現する。【解決手段】基体１０上に下面磁気コアとなる磁性体
パタンが配置され、励磁用のコイル１６を挟んで対向す
る側面磁気コアとなる磁性体パタンが配置され、下面磁
気コアと側面磁気コアに対して電気的に絶縁された励磁
用コイルが配置され、磁気抵抗効果素子が配置され、磁
気ギャップ１５を介した一対の磁気ヨーク１２，１３が
配置された磁気抵抗効果型ヘッドであって、磁気記録媒
体近傍に配置された磁気ヨーク１２，１３が磁性薄膜か
らなり、媒体磁束がこの磁気ヨーク１２，１３を通過し
て磁気抵抗効果素子に達する際に、その磁気抵抗効果素
子に達する磁束の磁気ヨーク１２，１３を構成する磁性
薄膜の膜面に対する垂直方向成分が、面内成分よりも大
きくなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果を利
用した記録再生ヘッド、およびその製造方法、およびこ
れを用いた磁気記憶装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録媒体の小型化，大容量化に伴
い、これに好適な磁気ヘッドとして磁気抵抗効果型ヘッ
ド（以下、ＭＲヘッドと記す）が実用化されている。こ
のＭＲヘッドの技術的な内容に関しては、例えば、「IE
EE Trans.on Magn,.MAG7(1970)150」において、「A Mag
netoresistivity Readout Transducer」として論じられ
ている。

【０００３】近年、このＭＲヘッドに対して、さらに大
幅な高出力化を実現できる巨大磁気抵抗効果（以下、Ｇ
ＭＲと記す）を用いたＧＭＲヘッドが注目されている。
このＧＭＲヘッドでは、特に、電気抵抗の変化が２つの
隣接する磁性層の磁化方向間の余弦に比例する、一般に
スピンバルブ効果と呼ばれる磁気抵抗効果は小さな動作
磁界で大きな抵抗変化を生じることから、次世代のＭＲ
ヘッドとして期待されている。このスピンバルブ効果を
用いたＭＲヘッドに関しては、例えば、「IEEETrans.on
Magn,.Vol.30,No.6 (1994) 3801」において、「Desig
n, Fabrication& Testing of Spin-Valve Read Heads f
or High Density Recording」として論じられている。

【０００４】この中で、スピンバルブ効果を発生させる
２つの磁性層内の、一方の磁性層の磁化は、この磁性層
に反強磁性膜を積層することによって生じる交換結合に
より、磁気ヘッドの感磁部に進入する媒体磁界の方向に
実質的に磁化方向を揃えるようにして固定された磁化固
定層となっている。そして、この磁化固定層とＣｕ等の
導電層を介して隣接するもう一方の磁性層は、磁気記録
媒体からの磁界に対して自由に磁化方向を変えることが
できる磁化自由層となっている。

【０００５】以上のＭＲヘッドもしくはＧＭＲヘッド
は、図９に示す複合型磁気ヘッドとして使用される。図
９は、複合型磁気ヘッドの構造を磁気記録媒体と対向す
る面から見た概略図である。

【０００６】図９を参照すると、スライダとなるセラミ
ック９１上に順に積層された二つの対向する一対の磁気
シールド９２，磁気シールド９８の間に、絶縁体からな
る磁気分離層９３，磁気分離層９７を介し、中央領域９
６として磁気抵抗効果を発生させる積層構造体を配置
し、この中央領域９６の両端に、これに電流とバイアス
磁界とを供給するための端部領域９４，端部領域９５を
形成する。以上のＭＲ素子（再生ヘッド）によって磁気
記録媒体上に記録された磁気情報の再生を行う。

【０００７】さらに、記録ヘッドとしては、磁気シール
ド９８を一方の磁極膜として共用し、この磁極膜のＭＲ
素子が接する面と反対側の面に、磁気ギャップ９９を介
して、もう一方の磁極９１０を磁気シールド９８に平行
に積層する。この磁気シールド９８，磁極９１０の少し
奥には、絶縁体で挟まれたコイル（図示せず）を配置
し、これらの積層膜を保護するためのアルミナ層９１１
で覆う。そして、このコイルからの発生磁界によって磁
化された磁気シールド９８、すなわち、磁極膜と磁極膜
９１０間の磁気ギャップ９９から漏れる磁束により、近
傍に配置された磁気記録媒体上に磁気情報の記録を行
う。

【０００８】以上の再生ヘッドと記録ヘッドとが積層さ
れた構造が、主に従来使用されてきた磁気抵抗効果型複
合ヘッドである。

【０００９】図８は、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの一
例を示す外観図であり、図９は、図８に示す磁気抵抗効
果型ヘッドのヘッド素子を磁気記録媒体対向面（ＡＢＳ
面）から見た図である。図８では図中上側が磁気記録媒
体と対向する面である。

【００１０】図８，図９を参照すると、スライダ８２の
側面に複合ヘッド素子８１が形成され、電極８３によっ
て複合ヘッド素子８１の記録磁界発生用のコイル、およ
び再生用ＭＲ素子への電流供給が行われる。複合ヘッド
素子８１を図８の上側から見ると、図９に示すようにな
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、記録
密度の向上に伴って磁気記録媒体とヘッド素子との距離
が極めて近接する状況にあり、近い将来には磁気記録媒
体とヘッド素子とが接触し、摺動しながら記録再生動作
を行うことが求められている。この接触記録再生の環境
にあっては、磁気抵抗効果型ヘッドの場合、摺動摩擦に
よる温度上昇により、ヘッド素子の電気抵抗が変化して
誤った再生信号を生じる、サーマルアスペリティと呼ば
れる現象が発生し大きな問題となる。この現象により、
事実上、図８，図９に示すような従来の磁気抵抗効果型
複合ヘッドは、磁気記録媒体と接触摺動する環境では使
用できない。

【００１２】ここで、ＭＲヘッドもしくはＧＭＲヘッド
を、磁気記録媒体と接触摺動する状態で使用するには、
これらの素子部が摺動摩擦による温度上昇による影響を
受けない程度に、磁気記録媒体との接触部から後退して
いることが必要であり、そのためには、後退したＭＲ素
子部もしくはＧＭＲ素子部に磁気記録媒体からの磁束を
導くための磁気ヨーク（磁気回路）が必要となる。

【００１３】この磁気ヨークを用いた例としては、例え
ば、特開平０８−０１７０１９号公報や特開平１０−０
０３６１８号公報などに開示されている。これらは各々
特徴ある構造であるが、おおむね図１０に示す構造を採
用している。すなわち、ＭＲ素子１０１に磁気記録媒体
１０５からの磁束１０６を導く磁気ヨーク１０２，１０
３，１０４は磁性体薄膜であって、磁気記録媒体１０５
からの磁束は、この磁性体薄膜の膜面内方向に通過す
る。

【００１４】このとき磁性体薄膜は磁区構造を持つこと
から、磁束１０６がこれら磁気ヨーク１０２，１０３，
１０４（磁性体薄膜）の膜面内方向に通過する際に、磁
区に起因するバルクハウゼンノイズが発生する。特に、
高密度記録に対応するために磁気ヨークの幅を狭める
と、磁区の乱れが顕著となって、バルクハウゼンノイズ
が増大するため、従来、高密度記録に対応するための磁
気ヨークを用いたＭＲヘッドを実現することは不可能で
あった。

【００１５】本発明は、かかる問題を解決し、再生効率
の高いＭＲヘッド、もしくはＧＭＲヘッドを磁気記録媒
体と接触摺動する状態で、高密度な記録領域で使用する
ことを可能とする磁気ヘッド、およびその製造方法を提
供するとともに、この磁気ヘッドを搭載し、かつ磁性薄
膜媒体を用いることにより、１平方インチ当たり１０ギ
ガビット以上の記録を行う磁気記憶装置、さらに、磁性
粉の塗膜媒体を用いて１平方インチ当たり０．５ギガビ
ット以上の記録を行う磁気記憶装置を提供するものであ
る。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明は、磁性体パタン
からなる下面磁気コアと、励磁用コイルを挟んで対向す
る磁性体パタンからなる側面磁気コアと、前記下面磁気
コアおよび前記側面磁気コアに対して電気的に絶縁され
た励磁用コイルと、磁気記録媒体に記録された磁気信号
を読み取る磁気抵抗効果素子と、前記磁気記録媒体の近
傍に配置され磁気ギャップを介して前記磁気抵抗効果素
子に磁束を導く一対の磁気ヨークとを基体上に順次形成
してなる磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記一対の磁
気ヨークが磁性薄膜からなり、かつ前記磁気記録媒体か
らの磁束が前記一対の磁気ヨークを通過して前記磁気抵
抗効果素子に達する際に、その磁気抵抗効果素子に達す
る磁束の、前記一対の磁気ヨークを構成する前記磁性薄
膜の膜面に対する垂直方向成分が、面内方向成分よりも
大きいことを特徴とする。また、前記磁気ギャップが、
磁気情報の書き込み（記録）と読み取り（再生）とを兼
ねることを特徴とする。

【００１７】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、
磁気ヨークが飽和磁化１０ｋＧ以上の磁性薄膜からなる
ことを特徴とし、磁気ヨークがＮｉＦｅ膜，Ｃｏ−Ｆｅ
−Ｎｉ膜，Ｃｏを主成分とする非晶質膜、Ｆｅもしくは
Ｃｏを主成分とする微結晶膜などからなることを特徴と
する。

【００１８】また、磁気抵抗効果素子が、ＮｉＦｅ膜等
の異方性磁気抵抗効果を用いたことを特徴とする。さら
に、磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果が、２つの隣接す
る磁性層の内の、一方の磁性層の磁化が固定されて磁化
固定層となり、もう一方の磁性層が媒体磁界に対して自
由に磁化回転を行える磁化自由層となることによって、
前記の２つの隣接する磁性層の磁化方向間の余弦に対応
するスピンバルブ効果であることを特徴とする。

【００１９】また、磁気ギャップを介した一対の磁気ヨ
ークの、磁気ギャップに接した記録トラック幅を規定す
る少なくとも一方の幅が１μｍ以下であることを特徴と
する。また、前記の磁気ギャップを介した一対の磁気ヨ
ークに対して、前記下面磁気コアとなる磁性体パタン、
および、前記側面磁気コアとなる磁性体パタンとが、磁
気的に分離していることを特徴とする。また、前記の磁
気抵抗効果型ヘッドが形成されている同一の基体上に、
記録再生用の増幅器が形成されていることを特徴とす
る。

【００２０】次に、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、基体となるセラミック・ウエハ上に、下面磁
気コアとなる磁性体パタンを形成する工程と、励磁用コ
イルを挟んで対向する側面磁気コアとなる磁性体パタン
を形成する工程と、前記下面磁気コアと前記側面磁気コ
アに対して電気的に絶縁された励磁用コイルを形成する
工程と、磁気抵抗効果素子を形成する工程と、前記磁気
抵抗効果素子に記録媒体からの磁束を導入するととも
に、前記励磁用コイルによって励磁された前記下面磁気
コアと前記側面磁気コアからの磁束を記録磁界として記
録媒体に供給するための磁気ギャップを介した一対の磁
気ヨークを形成する工程を含むことを特徴とする。

【００２１】また、前記磁気抵抗効果素子を形成する工
程が、磁気抵抗効果体を成膜する工程と、フォトマスク
により前記磁気抵抗効果体をパタン化する工程と、前記
フォトマスクを用いて、前記磁気抵抗効果体パタンにバ
イアス磁界およびセンス電流を供給するバイアス膜およ
び電極膜とをリフトオフによって形成する工程とを含む
ことを特徴とする、磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法で
ある。

【００２２】また、前記基体となるウエハ上に記録再生
用増幅器を形成する工程を含むことを特徴とする。

【００２３】さらに、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを
用いた磁気記憶装置は、前記磁気抵抗効果型ヘッドを磁
気記録媒体と接触させて記録再生することを特徴とする
磁気記憶装置であり、前記磁気抵抗効果型ヘッドによっ
て、磁気記録媒体上の実効的な記録幅が実効的な再生幅
よりも大きいことを特徴とする。

【００２４】また、前記磁気記憶装置において、前記磁
気記録媒体が磁性体薄膜であり、前記磁性体薄膜の保磁
力が２５００エルステッド以上であり、前記磁気記録媒
体上での記録密度が１平方インチ当たり１０ギガビット
以上であることを特徴とする。

【００２５】また、前記磁気記憶装置において、前記磁
気記録媒体が磁性粉とバインダからなる塗膜であり、前
記磁性塗膜の保磁力が１５００エルステッド以上であ
り、前記磁気記録媒体上での記録密度が１平方インチ当
たり０．５５ギガビット以上であることを特徴とする。

【００２６】

【発明の実施の形態】次に、本発明について図面を参照
して説明する。図１は、本発明の一実施の形態を示す磁
気抵抗効果型ヘッドの断面図である。

【００２７】図１を参照すると、スライダとなる基体１
０は、Ａｌ₂Ｏ₃とＴｉＣとからなる複合セラミックで
あり、磁気コア１１は、めっき法により形成されたＮｉ
Ｆｅ膜からなる。記録された磁気信号を感磁するために
磁気記録媒体対向面（ＡＢＳ面）１９に配置され、磁気
ギャップ１５を介した一対の磁気ヨーク１２，磁気ヨー
ク１３はめっき法により形成されたＮｉＦｅ膜からな
る。ＮｉＦｅ膜の膜厚は１μｍから５μｍ、ギャップ長
は０．０５μｍから０．４μｍである。磁気抵抗効果素
子であるスピンバルブ素子１４上には、磁気ギャップ１
５から磁気ヨーク１２，１３に流れ込んだ磁束が、スピ
ンバルブ素子に効率よく流れ込むために非磁性パタン１
７が形成されている。

【００２８】次に、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドのス
ピンバルブ素子１４を説明するために、図２を参照す
る。図２は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを磁気記録
媒体対向面（ＡＢＳ面）から見た図である。図１に併せ
て図２を参照すると、スピンバルブ膜パタン１１０は、
これにバイアスを印加するための永久磁石膜（図示せ
ず）と電流を供給するための電極膜（図示せず）との積
層膜パタン１１１に挟まれており、磁気ヨーク１２，磁
気ヨーク１３とは電気的に絶縁されている。

【００２９】スピンバルブ膜パタン１１０は、Ｔａ／Ｎ
ｉＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅ／ＮｉＭｎの積層膜からなって
いる。磁気ヨーク１２，磁気ヨーク１３は、記録と再生
とを兼用する磁気ギャップ１５近傍で、トラック幅を規
定する幅に制御されており、その幅は１μｍ以下であ
る。コイル１６は、磁気コア１１や磁気ヨーク１２，磁
気ヨーク１３およびスピンバルブ素子１４から絶縁され
ている。そして、磁気ヨーク１２，１３はアルミナ膜１
８で埋め込まれ、磁気記録媒体対向面（ＡＢＳ面）１９
は平坦化されている。

【００３０】このような構成で作製された本発明の磁気
抵抗効果型ヘッドについて、記録再生特性を評価したと
ころ、バルクハウゼンノイズに起因する再生波形の歪み
（ウイグル）は１％前後と、十分に小さい水準であっ
た。これは図３に示すように、磁気記録媒体１１２から
磁気ヨーク１２，１３に流れ込む磁束１１３は、主に磁
気ヨークの膜厚方向に沿って流れるため、膜面内方向に
形成される磁区の影響が実効的に小さくなることに起因
すると考えられる。

【００３１】すなわち、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
は、磁気記録媒体からの磁束が磁気ヨークを通過して磁
気抵抗効果素子に達する際に、その磁気抵抗効果素子に
達する磁束の、磁気ヨークを構成する磁性薄膜の膜面に
対する垂直方向成分を、面内方向成分よりも大きくなる
ように設定したことにより、磁気記録媒体からの磁束が
磁性体薄膜の膜面内方向に通過するモードを用いた従来
のヨーク型磁気抵抗効果型ヘッドに比べて、バルクハウ
ゼンノイズを大幅に抑制することができた。

【００３２】これは、磁気ヨークの膜面内方向を磁束が
通過する従来方式に対して、膜面垂直方向に磁束が通過
することにより、磁壁の移動を伴う必要が減少したこと
によるものである。

【００３３】なお、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドで
は、磁気ヨーク１２，磁気ヨーク１３にＣｏＦｅＮｉ
膜、ＣｏＴａＺｒ膜などのＣｏを主成分とする非晶質
膜、ＦｅＴａＮ膜、ＣｏＴａＮ膜などのＦｅもしくはＣ
ｏを主成分とする微結晶膜を用いても同様の結果が得ら
れる。また、スピンバルブ膜が、通常の異方性磁気抵抗
効果膜であるＮｉＦｅ膜等を用いた場合でも同様の効果
が得られる。

【００３４】次に、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法について図４を参照して説明する。図４（ａ）〜
同図（ｈ）は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド素子の製
造工程を示す図である。

【００３５】図４（ａ）は、スライダとなる基体１０を
加工する工程である。この加工は所望のパタン形状のフ
ォトレジストをマスクとしてイオンビームエッチングを
行う。

【００３６】図４（ｂ）は、磁気コア１１を形成する工
程である。フレームメッキ法を用いてＮｉＦｅ膜のパタ
ンを形成する。その後、フォトレジストをマスクとして
イオンビームエッチングを行い、凹形状をなすように形
成する。

【００３７】図４（ｃ）は、絶縁体により被覆された記
録磁界を発生するためのコイル１６を形成する工程であ
る。この工程は、フォトレジストを塗布してパタン化
する工程、フレームメッキ法によりＣｕのコイル１６
を形成する工程、フォトレジストを塗布してコイル１
６を被覆する工程とからなっている。

【００３８】図４（ｄ）は、スピンバルブ素子１４を形
成する工程である。この工程は、スピンバルブ膜を成
膜する工程と、フォトマスクによりスピンバルブ膜を
パタン化する工程と、前記のフォトマスクを用いてス
ピンバルブ膜パタンにバイアス磁界およびセンス電流を
供給するバイアス膜および電極膜をリフトオフによって
形成する工程とからなる。スピンバルブ素子１４は磁気
コア１１や、後述する磁気ヨーク１２，１３からは絶縁
されている。

【００３９】図４（ｅ）は、磁気ギャップから磁気ヨー
クに流れ込んだ磁束が、スピンバルブ素子１４に効率よ
く流れ込むためにスピンバルブ素子上に非磁性パタン１
７を形成する工程である。非磁性パタンはフォトレジス
トをパタン化し、熱処理することによって円弧状をなす
ようにする。

【００４０】図４（ｆ）は、スピンバルブ素子１４に磁
界を導入する磁気ヨーク１２，１３を形成する工程であ
る。ＮｉＦｅやＣｏＦｅＮｉ等のめっき法による磁極材
料を用いる場合の工程は、フレームめっき法で磁気ヨ
ーク１２を形成する工程、磁気ギャップ１５を形成す
る非磁性層をアルミナなどのスパッタ法により形成する
工程、フレームめっき法で磁気ヨーク１３を形成する
工程である。このとき、ギャップ近傍の磁気ヨーク幅を
１μｍ以下と小さくするためには、最終工程などで磁気
記録媒体対向面からイオンビームエッチングを行って、
所望のトラック幅を実現することができる。

【００４１】図４（ｇ）は、アルミナ膜などの非磁性絶
縁膜により、スピンバルブ素子を保護するためのアルミ
ナ膜１８を形成する工程である。これは基板に所望のバ
イアスを印加したスパッタ法で成膜する。

【００４２】図４（ｈ）は、磁気記録媒体対向面（ＡＢ
Ｓ面）１９を研磨して磁気ギャップ１５の深さを決定す
るとともに、媒体対向面を平坦化する工程である。磁気
ギャップ１５の深さを決めるためには、図４（ｇ）の工
程でアルミナ膜１８をスパッタ成膜する際に、狙いの磁
気ギャップ深さに相当するアルミナ膜を成膜し、その時
点で成膜を中止し、フォトレジスト等のパタンを形成し
た後に、さらにアルミナ膜を成膜する。

【００４３】これにより、図４（ｈ）の工程で研磨を行
うと、図４（ｇ）の工程で形成したフォトレジスト等の
パタンの消滅をもって、所望の磁気ギャップ１５の深さ
が得られる。さらに、図４（ｈ）の工程では、基体１０
に貫通穴を形成し、記録磁界発生用コイルおよびスピン
バルブ素子と電気的に接続するための電極２０をＣｕめ
っきにより形成する。

【００４４】なお、スライダとなる基体１０は、Ａｌ₂
Ｏ₃とＴｉＣとからなる複合セラミック以外のセラミッ
クでもよく、Ｓｉでもよい。また、本発明による磁気抵
抗効果素子は、スピンバルブ膜を用いたもの以外でもよ
く、さらに、ＮｉＦｅ膜などの異方性磁気抵抗効果膜を
用いたものでもよい。

【００４５】また、図５に示すように、本磁気ヘッドの
磁気ギャップを介した一対の磁気ヨーク１２，１３に対
して、磁気コア１１が磁気的に分離していることによっ
て、磁気抵抗効果素子へ流入する磁束を増加できるた
め、高出力化に有利となる。

【００４６】図６は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの
一例を示す外観図である。図６を参照すると、記録再生
素子６１は基体６２上のレール面６３に平坦化されてい
る。本磁気抵抗効果型ヘッドにより、高トラック密度化
に対応して磁気ヨークを狭めても、バルクハウゼンノイ
ズに起因する再生波形の歪み（ウイグル）は１％前後と
十分に小さい水準が得られるとともに、再生効率の高い
ＭＲ素子もしくはＧＭＲ素子を使い、磁気記録媒体と接
触した状態であっても、接触発熱による誤った信号を発
生せず、しかも多少の摩耗に対して影響を受けない磁気
ヘッドが実現する。

【００４７】さらに、図７は、本発明の磁気抵抗効果型
ヘッドの別の例を示す外観図であって、図７の場合は、
基体６２上に記録再生用の増幅器６４を形成した例であ
り、増幅器６４は、基体６２がＳｉであれば容易に形成
することができるが、基体６２がセラミックであって
も、ポリシリコンを表面に形成することによって形成可
能である。そして、この例のように、増幅器６４が記録
再生素子の近傍に配置されることにより、高周波特性が
向上し、データ転送速度の速い磁気抵抗効果型ヘッドを
実現することができる。

【００４８】図１１は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッド
を搭載した磁気記憶装置を示す構成図である。図１１を
参照すると、駆動モータ１１０１で回転する磁気記録媒
体１１０２の、磁気記録面に対向して本発明の磁気ヘッ
ド１１０３が、サスペンション１１０４，アーム１１０
５により取り付けられ、ヴォイスコイルモータ（ＶＣ
Ｍ）１１０６で位置決めされる。

【００４９】記録再生動作は、磁気ヘッドへの記録再生
チャネル１１０７からの信号により行われ、この記録再
生チャネル１１０７、磁気ヘッド１１０３の位置決めを
行うヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）１１０６、および
磁気記録媒体１１０２を回転させる駆動モータ１１０１
は、制御ユニット１１０８に制御されて動作する。

【００５０】ここで、上記磁気記憶装置において、磁気
記録媒体の記録層が磁性体薄膜であり（薄膜型媒体）、
その保磁力が２５００エルステッド以上であることによ
り、磁気記録媒体上での記録密度が１平方インチ当たり
１０ギガビット以上の磁気記憶装置が実現する。このと
き記録トラック幅は、磁気ヨークからの漏れ磁束によ
り、磁気ギャップ近傍の磁極の幅よりもわずかに大きく
なる。また、再生幅は磁極の幅であるから、実効的には
幅広な記録、幅狭な再生が実現する。

【００５１】さらに、前記の磁気記憶装置において、磁
気記録媒体の記録層が磁性粉とバインダからなる塗膜で
あり（塗布型媒体）、その保磁力が１５００エルステッ
ド以上であることにより、磁気記録媒体上での記録密度
が１平方インチ当たり０．５５ギガビット以上である磁
気記憶装置が実現する。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、高
トラック密度化に対応して磁気ヨークを狭めても、バル
クハウゼンノイズに起因する再生波形の歪み（ウイグ
ル）が十分に小さく、再生効率の高いＭＲ素子もしくは
ＧＭＲ素子を使用して磁気記録媒体と接触した状態であ
っても、接触発熱による誤った信号を発生させない、ま
た、多少の摩耗にも影響を受けない磁気抵抗効果型ヘッ
ドを提供できる。また、この磁気ヘッドを用いた磁気記
憶装置により、磁気記録媒体上での記録密度が１平方イ
ンチ当たり１０ギガビット以上の磁気記憶装置が実現で
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの一実施の形態
を示す側面図である。

【図２】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを媒体磁気記録
媒体対向面から見た図である。

【図３】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの再生時におけ
る磁束の流れる様子を示す図である。

【図４】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製造工程を示
す図である。

【図５】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを示す側面図で
ある。

【図６】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを示す外観図で
ある。

【図７】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを示す外観図で
ある。

【図８】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの一例を示す外観
図である。

【図９】図８に示す磁気抵抗効果型ヘッドを磁気記録媒
体対向面（ＡＢＳ面）から見た図である。

【図１０】従来の磁気ヨークを用いた磁気抵抗効果型ヘ
ッドの再生時における磁束の流れる様子を示す図であ
る。

【図１１】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを搭載した磁
気記憶装置を示す構成図である。

【符号の説明】

１０基体１１磁気コア１２，１３磁気ヨーク１４スピンバルブ素子１５磁気ギャップ１６コイル１７非磁性パタン１８アルミナ膜１９磁気記録媒体対向面（ＡＢＳ面）２０電極６１記録再生素子６２基体６３レール面６４増幅器８１複合ヘッド素子８２スライダ８３電極９１セラミック９２，９８磁気シールド９３，９７磁気分離層９４，９５端部領域９６中央領域９９磁気ギャップ９１０磁極膜９１１アルミナ層１０１ＭＲ素子１０２，１０３，１０４磁気ヨーク１０５，１１２磁気記録媒体１０６，１１３磁束１１０スピンバルブ膜パタン１１１積層膜パタン１１０１駆動モータ１１０２磁気記録媒体１１０３磁気ヘッド１１０４サスペンション１１０５アーム１１０６ヴォイスコイルモータ（ＶＣＭ）１１０７記録再生チャネル１１０８制御ユニット

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】磁性体パタンからなる下面磁気コアと、
励磁用コイルを挟んで対向する磁性体パタンからなる側
面磁気コアと、前記下面磁気コアおよび前記側面磁気コ
アに対して電気的に絶縁された励磁用コイルと、磁気記
録媒体に記録された磁気信号を読み取る磁気抵抗効果素
子と、前記磁気記録媒体の近傍に配置され磁気ギャップ
を介して前記磁気抵抗効果素子に磁束を導く一対の磁気
ヨークとを基体上に順次形成してなる磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおいて、前記一対の磁気ヨークが磁性薄膜からな
り、かつ前記磁気記録媒体からの磁束が前記一対の磁気
ヨークを通過して前記磁気抵抗効果素子に達する際に、
その磁気抵抗効果素子に達する磁束の、前記一対の磁気
ヨークを構成する前記磁性薄膜の膜面に対する垂直方向
成分が、面内方向成分よりも大きいことを特徴とする磁
気抵抗効果型ヘッド。
【請求項２】前記磁気ギャップが、前記磁気記録媒体
に対する磁気情報の書き込み（記録）と読み取り（再
生）とを兼ねることを特徴とする請求項１記載の磁気抵
抗効果型ヘッド。
【請求項３】前記一対の磁気ヨークが、飽和磁化１０
ｋＧ以上の磁性薄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型ヘッド。
【請求項４】前記一対の磁気ヨークが、ＮｉＦｅ膜も
しくはＣｏ−Ｆｅ−Ｎｉ膜からなることを特徴とする請
求項３記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項５】前記一対の磁気ヨークが、Ｃｏを主成分
とする非晶質膜からなることを特徴とする請求項３記載
の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項６】前記一対の磁気ヨークが、Ｆｅもしくは
Ｃｏを主成分とする微結晶膜からなることを特徴とする
請求項３記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項７】前記一対の磁気ヨークの磁気ギャップに
接した記録トラック幅を規定する少なくとも一方の幅
が、１μｍ以下であることを特徴とする請求項１から６
のいずれか１項記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項８】前記一対の磁気ヨークに対して、前記下
面磁気コアとなる磁性体パタンと、前記側面磁気コアと
なる磁性体パタンとが、磁気的に分離していることを特
徴とする請求項１から７のいずれか１項記載の磁気抵抗
効果型ヘッド。
【請求項９】前記磁気抵抗効果素子が、異方性磁気
抵抗効果を用いたことを特徴とする請求項１から８のい
ずれか１項記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１０】前記異方性磁気抵抗効果を生じる材料
が、ＮｉＦｅ膜であることを特徴とする請求項９記載の
磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１１】前記磁気抵抗効果素子の磁気抵抗効果
が、２つの隣接する磁性層の内、一方は磁化が固定され
て磁化固定層となり、他方は媒体磁界に対して自由に磁
化回転を行える磁化自由層となるスピンバルブ効果であ
ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項記
載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１２】請求項１から１１に記載の磁気抵抗効
果型ヘッドにおいて、この磁気抵抗効果型ヘッドが形成
されている同一基体上に、記録再生用の増幅器が形成さ
れていることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１３】基体となるウエハ上に以下の工程によ
り順次形成してなる磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法で
あって、下面磁気コアとなる磁性体パタンを形成する工
程と、励磁用コイルを挟んで対向する側面磁気コアとな
る磁性体パタンを形成する工程と、前記下面磁気コアと
前記側面磁気コアに対して電気的に絶縁された励磁用コ
イルを形成する工程と、磁気抵抗効果素子を形成する工
程と、前記磁気抵抗効果素子に記録媒体からの磁束を導
入するとともに前記励磁用コイルによって励磁された前
記下面磁気コアと前記側面磁気コアからの磁束を供給す
るための磁気ギャップを介した一対の磁気ヨークを形成
する工程とを含むことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
ドの製造方法。
【請求項１４】前記磁気抵抗効果素子を形成する工程
が、磁気抵抗効果体を成膜する工程と、フォトマスクに
より前記磁気抵抗効果体をパタン化する工程と、前記フ
ォトマスクを用いて、前記磁気抵抗効果体パタンにバイ
アス磁界およびセンス電流を供給するバイアス膜および
電極膜とをリフトオフによって形成する工程とを含むこ
とを特徴とする請求項１３記載の磁気抵抗効果型ヘッド
の製造方法。
【請求項１５】前記基体となるウエハ上に記録再生用
の増幅器を形成する工程を含むことを特徴とする請求項
１３記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
【請求項１６】請求項１〜１２のいずれか１項記載の
磁気抵抗効果型ヘッドを搭載し、この磁気抵抗効果型ヘ
ッドと磁気記録媒体とを接触摺動させながら記録再生す
ることを特徴とする磁気記憶装置。
【請求項１７】請求項１〜１２のいずれか１項記載の
磁気抵抗効果型ヘッドを搭載し、磁気記録媒体上の実効
的な記録幅が実効的な再生幅よりも大きいことを特徴と
する磁気記憶装置。
【請求項１８】前記磁気記録媒体が磁性体薄膜からな
り、かつこの磁性体薄膜の保磁力が２５００エルステッ
ド以上であり、前記磁気記録媒体上での記録密度が１平
方インチ当たり１０ギガビット以上であることを特徴と
する請求項１６または１７記載の磁気記憶装置。
【請求項１９】前記磁気記録媒体が磁性粉とバインダ
からなる磁性塗膜であり、かつこの磁性塗膜の保磁力が
１５００エルステッド以上であり、前記磁気記録媒体上
での記録密度が１平方インチ当たり０．５ギガビット以
上であることを特徴とする請求項１６または１７記載の
磁気記憶装置。