JPS62245511A - 磁気抵抗効果形磁気ヘツド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 アス型磁気抵抗効果ヘッドに関する。

〔従来の技術〕

従来のシャントバイアス型ＭＲヘッドの構造は特開昭４
９−７４５２２号公報及び特開昭４９−７４５２３号公
報に開示されている。この構造を、第７図に示す。従来
技術によれば、シールドとなる７エライ。

ト基板ｉ上に第１ギヤツプとなる例えばアルミナから成
る絶縁膜２を介し、所望形状にしたパーマロイ薄膜等か
ら成る磁気抵抗効果形薄膜（Ｍｌｌ膜。

）５及びチタン材やモリブデン材等から戒るシャ、−ン
ト膜４が積層され、これら素子の後部には、リード線で
ヘッド外部につなげるためのボンディングパット１５が
配置されている。さらにこのフェライト基板１に、第２
ギヤツプとなる例えばアルミナ等の絶縁膜６が形成され
た、シールドとなるフエライト板７を貼り合わせた構造
となっている。

上記構造のＭＲヘッドは、記録媒体からの漏減磁束の不
要部分ＥＭＲ素子に感知させない様に、充分なシールド
効果な持たせ、貼り合せ面積を大きくして接着強度を強
くして、接着信頼性を向上させ口 るために、フェライト板７の高さＬをできるだけ高くす
る必要がある。従って素子先端からボンディングパット
１５までの距＠１が長くなる。このため、引き出し部の
抵抗値が大きくなり、素子全体の直流抵抗値が大きくな
る。よって、上記素子に、検：１− 出電流を流すことにより、素子の抵抗が大きくな。

った分だけ発熱量も多くなり、さらに、発熱量が。

多くなれば、熱ノイズが増加し、ＳＺＮ比が低下す。

るという問題があった。

上記問題を解決する手段として、低抵抗率の導、＝体を
ＭＲ素子先端まで持ってくる構造が考えられ。

る。特開昭５２−６２４１７は、それを案示している。

。 この案示により考えられている構造を第８図α及。

びｂに示す。第８図ａは、上記構造の斜視図を示。

し、第８図すは、第８図ａの矢印Ａから見た図を１．。

示す。第８図αに示すようしこ、低抵抗率の引き出し導
体６をボンディングバラ）　Ｗ＋１から、素子先端部ま
で形成することにより、引き出し部の抵抗は、はとんど
無視できる値となり、上記問題を解決できる。しかし、
第８図すに示される様に、引き出し１゛ 導体６を形成することにより、フェライト板７を貼り合
せた際、素子先端部に、引き出し導体６の膜厚外のすき
間Ｂが、シャント膜４と絶縁膜６の間に発生する。

シールド形ＭＲヘッドの第２ギヤツプの長さは″　５　
。

ＭＲＲｂ２フェライト板７との間隔であるから、。

第２ギヤツプの長さは、この様な構造ではシャン。

ト膜４とすき間Ｂに相当する引き出し導体３と絶。

縁膜６の合計の膜厚で決まり、すき間Ｂが生ずる。

ことにより、第２％ツブの狭少化には不向きな構造であ
ることがわかる。さらに、絶縁膜２．ＭＲ。

膜５．シャント膜４．引き出し導体３を形成しもフェラ
イト基板１と１絶縁膜６を形成したフエラ。

イト板７とを接着剤等で接合する場合、接着剤は９、シ
ャント膜４より充分に硬い材質でないと、ＭＲヘッドの
表面をラッピング等で仕上げる際、加工。

応力等によりすき間Ｂ部に流入された接着剤の中。

に、シャント膜４の一部が喰い込まれるように変形して
しまい、ヘッド特性のバラツキ原因になつ。

てしまう為、接着剤の選定には充分気をつけなければな
らない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前記されたように、従来のシャントバイアス型ＭＲヘッ
ドは、第７図で示された例では、前記した理由によりｔ
を長くする必要があるためＭＲへ・　４　・ ラド全体の抵抗値が大きくなり、検出電流を流す。

事による発熱量の増大、しいては熱ノイズの増加。

をもたらすという問題があった０また、これを解。

決するために、第８図αｌｂで示された引き出し導。

体３を形成した例では、シャント膜４と絶縁膜６−との
間に、すき間Ｂが生じ、シールド形Ｍ　Ｒヘソ。

ドの第２ギヤツプの長さの狭少化が困傑であると。

いう問題があった。

本発明の目的は、ＭＲヘッドの第２ギヤツプの。

長さを極力狭少化でき、Ｍ　Ｒヘッドの抵抗値を増大さ
せず、高Ｓ／Ｎ比が確保できる高性能なＭ　Ｒヘッドを
提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、第８図αｂに示された様なＭ　Ｒ膜５及び
シャント膜４の上に、引き出し導体３ご積−み重ねる構
造とするのではなく、引き出し導体の表面を第１ギヤツ
プとなる絶縁膜の表面と同一の面かわずかに低い面とな
る様に配置し、その上にＭＲ膜及びシャント膜を積み車
ねる様な構造とすることにより達成される。

〔作用〕

この様な構造とすれば、引き出し導体をＭＲ素子の先端
部までのばしても、第８図に示す様な引き出し導体によ
るすき間が生じないので、ＭＲＲｂ２らフェライト板７
までの間隔である第２ギヤツプの長さが不必要に大きく
ならない。また、引き出し導体は比抵抗の少ない材質を
用いたり膜厚を充分厚くすれば、引き出し導体部の抵抗
値をほとんど無視できる値とすることができるので、素
子全体の抵抗を磁束を感知する部分すなわちＭＲ素子先
端部の抵抗だけにすることができる。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図により説明する。第１図αは
、本発明の構造を示す平面図であり、第１図すは、第１
図のａ−ａ線で示された部分の断面図である。絶縁性軟
磁性フェライト基板１上に、第１ギヤノブとなる例えば
、アルミナや二酸化けい素等からなる無機質の絶縁膜２
と同一面となる様に低抵抗率の金属、例えばＡｕ、　Ｃ
ｕ、　Ａｔ材等からなる引き出し導体３が配置されてお
り、その上にＭＲＲｂ２びシャント膜４を所望の形状、
膜厚にして配置し、その上の例えば、アルミナや二酸化
けい素等からなる無機質の第２の絶縁膜６を介してシー
ルド用フェライト板７が貼り合わされている。

引き出し導体３はヘッド先端とは反対側である下方にの
びており、パッドｆｆｉ＜　Ｐを含んでおり、このパッ
ド部Ｐでヘッド外部に信号を１１スリ出すためのリード
線８を接続する様になっている。従って絶・縁膜２は、
引き出し４体乙のパソｌ゛部Ｐの部分を除去しておく必
要がある。本実施例では、絶縁膜６は、ＭＲＲｂ２含む
フェライト基板１側に付いているが、フェライト板７の
側に付いてもかまわない。

ここで絶縁膜２の厚さは、Ｉ＋）生ヘッドの分解能特性
に大きな影暢を与えるファクターであり、記録媒体に記
録されている磁化反転間隔に対応した適正な厚さとして
おく事が必要である。例えば、磁化反転間隔が１μｍで
記録されている媒体を再生する時、絶縁膜２の厚さは、
０４〜０８μｍ程度の適正な膜厚とすると良い。

・　７　・ またＭＲＲｂ２、磁気抵抗効果の大きいＮＬ−Ｆｇ材、
　Ｎ、、−ＣＯ材等で、その磁歪定数がゼロ付近（ＮＬ
。

＝ｐｇ材では８１ＮＬ−１９Ｆｔ材）となる組成のもの
を。

用いるのが良い。ＭＲＲｂ２膜厚は、２００Ａ０〜１ρ
００゜λが適当である。さらにシャント膜４は、ＭＲＲ
ｂ２電気的に接続されており、ＭＲＲｂ２抵抗変。

化量を検知するための検出電流を流すとシャント。

膜４にも分流し、シャント膜４に流れる電流によ。

って作られる磁界がＭＲＲｂ２最適なバイアス磁界とし
て印加され、かつＭＲＲｂ２抵抗変化量が最大の効率で
検出できる様な分流のされ方をする様な、比抵抗の材料
及び膜厚を選定する必要が有る。例、ｔ　Ｇｆ、ＭＲ膜
５ニ２００Ａ０〜１，０００Ａｏノ膜厚ノＮｉ−ｐｇ材
を用いる場合には、ＭＲ膜の比抵抗よりやや太き目のＴ
Ｌ、　Ｍｏ、　Ｔα等の材料が好適であり、１ρ叩Ａ０
〜へ０００Ａ０程度の最適な膜厚を選べば良い。絶縁膜
６の厚さは、再生ヘッドの分解能特性ばかりでなく、Ｍ
ＲＲｂ２印加されるバイアス磁界にも影響されるので、
その厚さについても最適な膜厚とすることが必要である
。

・　８　・ この様な構造において、例えば、ＭＲＲｂ２長。

さく第１図（ａ）中のＬ）が再生ヘッドのトラック幅。

にほぼ相当し、０．１　ｍｓとし、ＭＲＲｂ２高さＬは
１０゜μｍ位であるとした時、先端部の抵抗値は、数十
〜数百Ω程度となる。一方、引き出し導体３はフェライ
ト板７の接着信頼性を考慮して、先端部から。

パッド部Ｐまでの長さを充分に長く、例えば１〇−位に
し、絶縁膜２の膜厚以下の厚さの０４μｍと最。

も薄い場合で低抵抗率の金属の例えばＣｕ材を用い、た
場合、引き出し導体の抵抗値は数Ω以下程度に。

なり、ＭＲＲｂ２びシャント膜４の部分に比し１割以下
となる。従って、検出電流を流す事による発。

熱は、はとんどＭＲ素子先端部のＳ部分で発生すること
になり、発熱曖は最小限に少なくすることができる。こ
の事により、熱ノイズの増大を防ぎ、％Ｓ／Ｎ比の再生
ヘッドを得ることができる。さらに、第８図すで示した
すき間Ｂも生じることがなく、ＭＲヘッドの第２のギャ
ップの長さを不必要以上に大きくしなければならないと
いう制約もなくなる。

次に、上記構造を達成する為の２〜３の製造法について
説明する。まず第１の例は第１図０からｆに示す。第１
図Ｃからｆは、各製造工程における、第１図αのＧ−Ｇ
線の縦断面図である。

の金属で引き出し導体３を、メッキや蒸着あるい。

はスパッタリング等の手法によりデポジションし。

フォトリソグラフィ等の手法により、ヘッド外部に信号
を取り出すためのリード線と接続する第１１．。

図αに示したパッド部Ｐを含む所望形状に形成する。さ
らに、第１ギヤツプとなる絶縁膜２（例えばＡｔ２０　
ｓや５Ｌ０２等）を、全面に均一の膜厚で、応力、よ、
７、ライ）Ｍヶ二ヵ、８よりい１１、フイぐ・＼゛、 ツタリング等の手法によりデポジションする。この状態
を第１図Ｃに示す。

次に、第１図Ｃに示す引き出し導体６の上の絶縁膜２の
みを、ラッピング加工等により、引き出し導体３が表面
に現われ、かつ、絶縁膜２と引き出し導体３が目標の厚
さになるまで加工する。次に、加工面のよごれをきれい
に洗浄する。この時、引き出し導体３の表面の酸化物等
の除去のために、スパッタクリーニング等の処理を行う
事が望ましい。この状態を第１図ｄに示す。

次に、ＭＲＲｂ２シャント膜４を、蒸着やスパッタリン
グ等の手法によりデポジションする。この場合、ＭＲＲ
ｂ２、パーマロイ等の良好な磁気抵抗効果を有する材料
で形成する。又、前記ｆ様にシャント膜４は、検出電流
が、ＭＲＲｂ２シャント膜４にそれぞれ分流し、シャン
ト膜４に流れる電流によって作られる磁界が、ＭＲＲｂ
２最適なバイアス磁界として印加され、かつ、ＭＲＲｂ
２流れる電流によって検出される出力が最大となる様な
、比抵抗の材料と膜厚を選定する必要が有る。さらに、
シャント膜４をデポジションするときは、ＭＲＲｂ２特
性の劣化防止のため、シャント膜４とＭＲＲｂ２金属間
の拡散が起こりえない基板温度で形成することが望まし
い。

続いて、フォトリソグラフィ等の手法によりふン ＭＲＲｂ２シャント膜４が、引き出し導体３と接、１１
　。

続する様な所望形状にレジストを形成し、イオンミーリ
ングやスパッタエッチあるいは逆メッキ等の手法により
一括してパターニングする。次に、。

第２ギヤツプとなる絶縁膜６を、ＭＲＲｂ２シャント膜
４が拡散しないような基板温度で、全面にスパッタリン
グ等の手法によりデポジションし、。

フォトリソグラフィ等の手法により外部のリード線と接
続するためのバット部Ｐの絶縁膜６を、イオンミーリン
グやスパッタエッチ等の手法によりパターニングする。

この様にして形成された基板１側の構造を第１図ｅに示
す。この様にして形成された基板１側に、シールドとな
る絶縁性のフェライト板７、樹脂やガラス等により、Ｍ
ＲＲｂ２シャント膜４が拡散しない温度で、絶縁膜６と
フェライト板７の間にすき間ができない様に貼り合わせ
る。そして、ヘッドの磁気媒体対向面Ｈを機械加工し、
パッド部Ｐにリード線８をワイヤボンディング等により
配線してヘッドが完成される。

この状態を第１図ｆに示す。

上記の様にして形成されたヘッドに、リード線・　１２
・ ８から検出電流を流す。すると、検出′電流は、引き出
し導体３を流れて、ＭＲＲｂ２シャント膜４゜に導かれ
、それぞれの抵抗値によって分流する。。

そして、シャント膜４に分流した電流によってＭＲＲｂ
２バイアス磁界が印加され、磁気媒体対向面Ｈ側からの
磁束量を、Ｍ　Ｒ素子５が感知し、磁気抵抗変化が起り
、ＭＲＲｂ２分流した電流によ。

り出力として検出される。そして、検出された出力は、
引き出し導体６を通ってリード線８により１、外部へ取
り出され処理される。　　　　　　　　ｌｎ本製造法に
よれば、絶縁膜２を全面にデボジシ。

ロンした後に、引き出し導体３の上の絶縁膜２のみをラ
ッピングするため、引き出し導体３が形感されていない
他の面には、絶縁膜２が形成されφため、絶縁膜２のパ
ターンを引き出し導体３のパターンに合せる工程が無く
、絶縁膜２と引き出し導体３のパターンの合せズレが発
生しない。さらに、それぞれの膜形成時に付着したゴミ
等による凹凸が、ラッピング加工により機械的に平坦化
されるため、フェライト基板１側に、シールド用フエラ
イト板７を貼り合せたとき、絶縁膜２の形成までのゴミ
等による凹凸がなく、貼り合せ部のすき間発生を低減で
きる。

次に他の製造法について第２図α及すを用いて。

説明する０第２図αとｂは、第１図αの、Ｇ−Ｇ。

線で切断したのと同じ部分の縦断面図である。第１図０
で説明したフェライト基板１上に、引き出し導体３を、
前記したと同様な手法によりデボジ。

ジョンし、次に、ヘッド外部に信号を取り出すた。

めのリード線と接続するバット部を含む所望の引、１き
出し導体３の形状に相当したマスク１０をフォトリゾグ
ラフ等の手法により形成する。このマスク１０は次に形
成する絶縁膜２なリフトオフ法が適用できる材料を選定
しておく。そして引き出し導体３を所望の形状にエツチ
ングする。　　　　　　１．。

次に、マスク１０を除去しないでそのまま全面に絶縁膜
２をスパッタリング等でデポジションする。

この状態を示したのが第２図αである。

次に、マスク１０上の絶縁膜２のみを除去するのである
か、引き出し導体３と絶縁膜２がエツチンーグされず、
マスク１０のみがエツチングされるマス。

り材除夫液に滑稽すれば、マスク１０の上に乗って。

いる絶縁膜２は、マスク１０と共に除去される。こ。

の状態を第２図すに示す。

ここで、マスク１０を効率的にかつきれいに除去。

する上で絶縁膜２は、第２図αのＥ部で示される。

部分で切断される様な形でデポジションされる様。

にしておく事が望ましい事がわかる。

即ち、マスク１０を所望の形状にパターニングす。

る時、マスク１０のエッヂの形状を逆テーパになる１゜
様にし、マスク１０の厚さを絶縁膜２の膜厚より厚くす
れば良い。

第２図すで示された状態は、前記した製造法における第
１図ｄで示された状態と同じであり、これ以降の製造法
は、第１図θ〜ｆで示される製造法と同様にすれば良い
ので、ここでは説明を省略する。

本製造法によれば、絶縁膜２は、デポジション後に、ラ
ッピング加工等の工程を通らないため、これらの工程に
よる膜厚のバラツキは含まれず、デポジション時の膜厚
のバラツキのみでヘッドが。

完成されるので、絶縁膜２の膜厚であるシールド。

付き磁気抵抗効果形磁気ヘッドの第１ギヤツプ長。

のバラツキが少ないヘッドとなる。さらに、ラフ。

ピング工程を通らないため、ラッピング液等によ。

す、引き出し導体３の表面をよごしたり、表面に。

酸化物を形成することなく、シャント膜４とＭＲ０膜５
に、引き出し導体３を接続することができる。

ので、よごれや酸化物による接触不良の心配がな。

く、ラッピング加工後の洗浄や、酸化物除去のた、。

めの工程を減らすことができる。

さらに他の製造法について第３図ａ及びｂを用いて説明
する。第３図αとｂは、第１図αの、Ｇ−Ｇ線で切断し
たのと同じ部分の縦断面図である。

まず絶縁性のフェライト基板１上に、第１ギヤツプとな
る絶縁膜２をスパッタリング等の手法により全面にデポ
ジションする。次に、引き出し導体３が形成される部分
の絶縁膜２のみを、フォ）　ＩＪリングやスパッタエッ
チによりエツチングする。

−次に、引き出し導体３を、蒸着やスパッタリング。

等の手法により全面にデポジションする。そして、引き
出し導体３を、ヘッド外部に信号を取り出す。

ためのリード線と接続するバット部を含む所望形状に形
成するためのレジスト材２０ｆ：、フォトリソ。

グラフィにより、絶縁膜２がエツチングされている所に
形成する。この状態を第３図αに示す。次に、上記レジ
スト材２０をマスクにして、引き出しそして、レジスト
材２０を除去液により除去する。

この状態を、第３図すに示すが、この状態は第１図４で
示された状態と同じであり、これ以降の製造法は、前記
した第１図ｅ　−ｆで示される製造法と同様にすれば良
いので、ここでは説明を省略する。本製造法によれば、
フェライト基板１側の素子形成が、デポジション技術と
フォトリングラフィ技術の２つの技術の繰り返し工程に
より形成される。このため、２つの技術を、確立するこ
とにより、安定した素子形成ができるようになり、素子
歩留りの向上が期待できる。

本発明の他の実施例として、第６図を用いて説、抵抗値
が絶縁膜２と同じ膜厚では無視できない私の抵抗値にな
る場合には、引き出し導体３の膜厚膜厚くすれば良い。

本実施例は、この場合におけるものを示しており、フェ
ライト基板１に引き出。

し導体３の必要な膜厚となる様に段差を設け、ζ０こに
引き出し導体３を配置すれば、引き出し導体３の抵抗値
を無視できる程小さくすることが自由に出来る。フェラ
イト基板１に段差を設けるの社本発明の他の構造として
、第４図に示す様に、絶縁性フェライト基板１と引き出
し導体３の、密着力が弱く、剥離しやすい場合には、フ
ェライト基板１と引き出し導体３の間に、密着力を向上
さ。

せるために好適な、密着強化膜１２をはさんだ構竜１と
しでも良い。また引き出し導体３とＭＲ膜５が、拡散し
やすい材料の場合には、引き出し導体３と。

ＭＲ膜５の間に、それぞれの拡散を防止するのに。

好適で、導電性を有する拡散防止膜１１をはさんだ構造
としても良い。ここで密着強化膜１２及び拡散防止膜１
１が同時に存在する必然性はなく片側のみ配置したもの
で良い事は云うまでもない。

さらに、これまでは、基板材として、絶縁性フ。

エライト基板を用いた構造について説明したが、Ｍｎ’
Ｚ、ｎ材等の様に、導電性フェライト基板を用いる場合
には、第５図に示す様に、絶縁膜１３を、導電性フェラ
イト基板１４と引き出し導体３の間に形成させ、絶縁性
を保たせる様な構造としても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、引き出し導体ＫＭＲ素子先端近傍まで
配置できるので、引き出し部の抵抗をほとんど無視でき
る値まで小さくすることが出来るので、素子全体の抵抗
値を、ＭＲ素子先端部の抵抗値のみとほぼ等しくなると
いう様に最小限にすることが可能となる。この事よりＭ
Ｒ膜の磁気抵・　１９　・ 抗量を検知する検出電流による発熱量を最小限におさえ
、熱ノイズの少ない、高Ｓ／Ｎ比が確保できる高性能の
ヘッドを得ることができるという効果がある。さらに、
引き出し導体を第１ギヤツプとなる絶縁膜と同一面か、
わずかに低い面となる。

様に配置できるので、ＭＲ素子先端のギャップ部には、
引き出し導体の厚さによるすき間が発生せず、これによ
りギャップ部には、上記すき間による凹凸が無くなり、
ギャップの直線が良好なヘッドが形成でき、さらに、引
き出し導体を第１ギヤＯ ツブ中にあるいは基板を堀り込んで形成するため、第１
．第２ギヤツプを極力小さくでき、狭ギヤツプ長ヘッド
を簡単に形成し、高記録密度再生用の高性能ヘッドを作
製できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは、本発明の一実施例の構造を示す平面図、第
１図すは、第１図αのＧ−ＧＩｆｙでの縦断面図、第１
図６−ｆは第１図αに示される一実施例の製造工程を示
す縦断面図、第２図α、ｂと第３図α、ｂは、他の製造
法による製造工程途中のもの・　２０・ を示す縦断面図、第４図、第５図および第６図は本発明
の他の実施例を示す縦断面図、第７図およ。 び第８図αは従来の構造を示す斜視図であり、第８図す
は、第８図の矢印Ａから見た図である。 １・・・絶縁性フェライト基板 １４・・・導電性フェライト基板 ３・・・引き出し導体 ４・・・シャント膜 ５・・・ＭＲ膜 ２、６．１３・・・絶縁膜 −７・・・絶縁性フェライト板 １５・・・導電性フェライト板 １０・・・マスク １１・・・拡散防止膜 １２・・・密着強化膜 ２０・・・レジスト材

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果形薄膜の両側を絶縁体を介して２つの
   軟磁性体ではさんでなる磁気抵抗効果形磁気ヘッドにお
   いて、前記磁気抵抗効果形薄膜を形成する側の前記第１
   の軟磁性体と、前記磁気抵抗効果形薄膜との間に、引き
   出し導体を配置した事を特徴とする磁気抵抗効果形磁気
   ヘッド。 ２、前記第１の軟磁性体に前記引き出し導体を埋め込む
   様に溝を設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の磁気抵抗効果形磁気ヘッド。 ３、前記第１の軟磁性体と前記引き出し導体との間に密
   着強化膜を設けた事を特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の磁気抵抗効果形磁気ヘッド。 ４、前記引き出し導体と前記磁気抵抗効果形薄膜との間
   に、拡散防止膜を設けた事を特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の磁気抵抗効果形磁気ヘッド。 ５、軟磁性体基板の上に引出し導体およびギャップ材を
   その上面の高さが同じになるように形成し、この上に磁
   気抵抗効果形薄膜を形成し、該磁気抵抗効果形薄膜の上
   にシャントバイアス膜を形成し、これらのブロックの前
   記シャントバイアス膜側に絶縁体を介して軟磁性体を接
   合し、前記引出し導体にリード線を接続してなる磁気抵
   抗効果形磁気ヘッドの製造方法。