(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非晶質軟磁性体膜の上にスペーサとして非磁性導体膜を設け，該非磁性導体膜の上に強磁性材料の磁気抵抗膜による磁気抵抗素子を設け，
前記積層体の磁気抵抗膜のハード膜及び端子電極である金属膜を配置すべき領域にイオンインプラテーションによるイオンをドープして，薄膜磁気抵抗膜のイオンをドープした領域上にハード膜及び端子電極である金属膜を成膜することを特徴とする磁気抵抗型ヘッドの製造方法。
【請求項２】
請求項１において，
前記イオンインプラテーションによるプラスイオンをドープした磁気抵抗膜の上にコンタクトメタル膜を成膜し，該コンタクトメタル膜の上にハード膜を被着し，該ハード膜上に端子電極を設けることを特徴とする磁気抵抗型ヘッドの製造方法。
【請求項３】
請求項１において，
前記磁気抵抗膜にイオンインプラテーションによるＢ（ボロン）またはＡｓ（ヒ素）のイオンをドープすることを特徴とする磁気抵抗型ヘッドの製造方法。
【請求項４】
請求項１において，
前記イオンインプラテーションにより，Ｂ+ イオンがドープされた磁気抵抗膜の領域上にアルミニュウム・シリコンのコンタクトメタル膜を成膜し，この上にコバルト・クローム・白金からなるハード膜を被着し，次にそのハード膜上にアルファー・タンタルの端子電極の膜を形成したことを特徴とする磁気抵抗型ヘッドの製造方法。
【請求項５】
絶縁体基板上にバイアス磁界を生成する非晶質軟磁性体膜が設けられ，該非晶質軟磁性体膜の上にスペーサとして非磁性導体膜が設けられ，該非磁性導体膜の上に磁気抵抗素子の強磁性薄膜が設けられた磁気抵抗型ヘッドにおいて，
前記強磁性薄膜にプラスイオンをドープした領域上にコンタクトメタル膜を設け，該コンタクトメタル膜の上にハード層を設けて，更に該ハード層の上に端子電極の膜を設けたことを特徴とする磁気抵抗型ヘッド。
【請求項６】
請求項５において，
前記強磁性薄膜にＢ+ イオンをドープした領域上に，前記コンタクトメタル膜としてアルミニュウム・シリコンで構成し，前記ハード膜をコバルト・クローム・白金により構成し，端子電極をアルファ・タンタルにより構成したことを特徴とする磁気抵抗型ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気記録媒体から情報信号を読み取るための磁気変換機として使用する磁気抵抗型ヘッドの製造方法及び磁気抵抗型ヘッドに関する。
【０００２】
ＭＲ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ  Ｒｅｇｉｓｔａｎｃｅ）素子を用いた磁気抵抗型ヘッドは端子電極とＭＲ層との接触抵抗が大きいためにセンス電流による発熱が起きて，素子の磁気特性が劣化するためその改善が望まれている。
【０００３】
【従来の技術】
磁気抵抗素子（ＭＲ素子）は良く知られているように，磁気記録媒体に書き込まれた磁気的情報に対して，線形応答性を呈する再生専用磁気ヘッドとして使用する場合には，ＭＲ素子に流すセンス電流ＩとＭＲ素子の磁化Ｍの成す角度θ（以下，バイアス角度と呼ぶ）を所定の値（望ましくは４５度）に設定するバイアス手段を備えなければならない。
【０００４】
図４は従来例の基本構成を示す図である。図中，５０はＮｉＦｅ（ニッケル鉄）で構成する強磁性薄膜であるＭＲ素子，５１はＴｉ（チタン），Ｍｏ（モリブデン），Ｃｒ（クローム），またはＴａ（タンタル）で構成される非磁性導体層，５２はＮｉＦｅＣｒ（パーマロイクローム）やＣｏＺｒＭｏ等の非晶質軟磁性体層，５３は磁気をセンス電流Ｉが流れる線路である。このような構成は，実開昭６０−１５９５１８号公報や特開昭６３−２３７２０４号公報に開示されている。
【０００５】
この図４の線路５３にセンス電流Ｉを流すと，電流はＭＲ素子５０だけでなく非磁性導体層５１と非晶質軟磁性体層５２にも分流する。この分流した電流は，非晶質軟磁性体層５２の面内を通りセンス電流に垂直な磁界を発生し，この磁界により非晶質軟磁性体層５２の磁化方向が回転する。このため，非晶質軟磁性体層５２における磁化は，非晶質軟磁性体層５２の周囲に前記磁化の方向とは逆方向の磁界を生じ，その一部はＭＲ素子５０に印加される。一方，非晶質軟磁性体層５２と非磁性導体層５１に分流したセンス電流により，ＭＲ素子５０の面内を通りセンス電流と垂直方向の磁界が生じ，この磁界の方向は上記の非晶質軟磁性体層５２の磁化によって発生する磁界の方向と一致する。つまり，非晶質軟磁性体層５２の磁化によって発生する磁界とセンス電流によって生じる磁界が，ＭＲ素子５０にバイアス磁界として印加される。このバイアス磁界は，ＭＲ素子５０の磁化をセンス電流に対して回転させ，ＭＲ素子５０のバイアス磁界は，ＭＲ素子の磁化をセンス電流に対して回転させ，ＭＲ５０のバイアス角度を所定の値（理想的には４５°）とし，線型応答性に優れたＭＲヘッドを実現する。一方，センス電流を供給する端子電極部材には適当な硬度を有し，低抵抗で且つ，耐腐食性があるα−Ｔａ（アルファ−タンタル）が用いられている。
【０００６】
図５は端子電極を含むＭＲヘッドの具体的な構成例である。図５には上記図４の基本構成を備えたＭＲヘッドを端子電極を含めて実際に製造した場合の構成が示され，図中，５０〜５２は図４の同じ符号の各層と同じであり，ガラス等の絶縁性の基板５４の上に各層５０，５１，５２が順番に形成される。５５は各層５０〜５２の両側にコバクローム白金（ＣｏＣｒＰｔ）のハード膜であり，このハード膜５５は永久磁石として設けられ，バイアス磁界ＨＢ  を補強する。５６はハード膜５５の上に形成されたセンス電流を流すための端子電極の膜であり，α−Ｔａ（アルファ−タンタル）で構成される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記図５に示す端子電極を含む構成において，ハード膜５５とＭＲ素子５０，非磁性導体層５１，非晶質軟磁性体層５２の各層との接触抵抗は５〜１０Ωと大きいため，センス電流による発熱が起きて，バイアス層あるいはＭＲ素子の磁気特性が劣化し，ＭＲヘッドの再生効率が低下するという問題があった。また，この発熱により最悪の場合，エレクトロマイグレーション（配線を構成する原子の配列がずれて空隙が生じて電気的に切断すること）またはストレスマイグレーション（配線が発熱等によりストレスがかかって物理的に切断すること）等が発生し，ヘッドの寿命が短命化する現象が起きていた。このため，従来のＭＲヘッドのセンス電流は発熱がしにくい低電流により行っており，それに伴って出力が低下するという問題があった。
【０００８】
本発明はハード膜とＭＲ素子等との間の接触抵抗を低減させて発熱を起こさない磁気抵抗型ヘッドの製造方法及び磁気抵抗型ヘッドを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１は本発明による磁気抵抗型ヘッド（ＭＲヘッド）の基本的な製造工程を示し，図１の▲１▼〜▲４▼にその製造工程を示す。図中，１０は絶縁基板，１１は非晶質軟磁性体膜，１２は非磁性導体膜，１３は強磁性薄膜（ＭＲ素子を構成），１４はイオン打ち込み，１５はコンタクトメタル膜，１６はハード膜，１７は端子電極の膜を表す。
【００１０】
図１の▲１▼に示すように，最初に従来と同様に絶縁基板１０上にスパッタ法により非晶質軟磁性体膜１１を形成し，更にその上にスペーサとして設けられる非磁性導体膜１２をスパッタ法により形成する。次にこの非磁性導体膜１２上に磁気抵抗型素子（ＭＲ素子）である強磁性薄膜１３をスパッタ法により成膜する。次に図１の▲２▼に示すように強磁性薄膜１３上の表面の端子電極が形成される領域に対し例えば，Ｂ＋  のようなイオンによるイオン・インプラテーション（イオン打ち込み）１４を行う。更に，図１の▲３▼に示すように，上記のイオン打ち込みを行った領域にそれぞれコンタクトメタル膜１５をスパッタ法により形成する。このコンタクトメタル膜１５をイオン打ち込みを行った強磁性薄膜１３上に形成することで，接触抵抗を極めて低く抑えることができる。この後，図１の▲４▼に示すように，コンタクトメタル膜１５の上にハード膜１６を形成し，続いてハード膜１６上に端子電極の膜１７を形成する。
【００１１】
このような構成を備える磁気抵抗型ヘッドにより，磁気抵抗型素子の接触抵抗を低下させることができるので発熱が起きず，信号対雑音比を改善し線形応答性が良好となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図２は本発明による磁気抵抗型ヘッドの実施例の構成である。図２において，２０〜２７は上記図１の１０〜１７の具体例に相当し，２０はガラス基板，２１は軟磁性バイアス層を構成するＮｉＦｅＣｒ（パーマロイクローム）膜，２２は非磁性スペーサを構成するＴａ（タンタル）膜，２３はＭＲ素子を構成するＮｉＦｅ（パーマロイ）膜，２４はイオンインプラテーションにより打ち込まれたＢ＋  （ボロン）のイオン，２５はコンタクトメタルを構成するＡｌＳｉ（アルミニュウムシリコン）膜，２６はハード膜を構成するＣｏＣｒＰｔ（コバルトクローム白金）膜，２７は端子電極を構成するα−Ｔａ（アルファータンタル）膜である。
【００１３】
図２を用いてこの磁気抵抗型ヘッドの製造方法を説明すると，最初に非磁性基板であるガラス基板２０上にＡｒ（アルゴン）ガス雰囲気中のスパッタ法を用いて軟磁性バイアス層となる膜厚２００Å（オングストローム）のＮｉＦｅＣｒ（パーマロイクローム）膜２１を成膜する。
【００１４】
次で，スパッタ法を用いて非磁性のスペーサ層となる膜厚１００ÅのＴａ膜２２を上記ＮｉＦｅＣｒ膜２１上に成膜する。更に，Ａｒ（アルゴン）ガス雰囲気中でスパッタ法を用いてＭＲ素子となる膜厚２００ÅのＮｉＦｅ膜２３をＴａ膜２２上に成膜する。なお，ＭＲ素子のＮｉＦｅ膜２３のスパッタ時には，１００（Ｏｅ：エルステッド）の磁界を永久磁石で印加してＮｉＦｅ膜に一軸異方性を付与する。
【００１５】
その後，ＮｉＦｅＣｒ膜２１，Ｔａ膜２２，ＮｉＦｅ膜２３の積層体に対して，３５０°で２時間加熱して４８０（Ｏｅ）の磁界をＮｉＦｅ膜２３の磁化容易軸方向と同一方向に印加しながら，真空中で加熱処理を行う。ついで，この積層体上に所定形状のフォトレジストパターンを形成し，Ａｒガス雰囲気中でイオンエッチングを行い，長さ５０μｍ，幅５μｍの矩形状のパターンに加工する。ここで，エッチング条件は加速電圧が５００Ｖ，Ａｒガス圧力が０．１ｍｔｏｒｒ（ミリトール）である。
【００１６】
次にＭＲ素子のＮｉＦｅ膜２３上にフォトリソグラフィーによりレジストマスクを形成（端子電極を設ける領域を除く）してイオンインプラテーション（イオン打ち込み）を行う。この例では打ち込み物質であるドーズ種はＢ＋  （ボロン）２４で，打ち込みの環境は，出力が５ＭｅＶ，濃度５×１０００ｃｍ−３である。なお，このＢ＋  以外の素子，例えば，Ａｓ＋  （ヒ素）を用いてもよい。
【００１７】
次いで，ＮｉＦｅ膜２３上のイオンインプラテーションを行った領域に対しＡｒガス雰囲気中で，ＡｌＳｉ膜２５を膜厚１００Åだけスパッタにより形成し，続いて，ハード膜であるＣｏＣｒＰｔ膜２６をスパッタにより膜厚２００Åだけ形成する。続いて，ＣｏＣｒＰｔ膜２６上に端子電極を構成する膜厚５００Åのα−Ｔａ膜２７をスパッタにより形成する。
【００１８】
このような構成を持つ本発明の実施例のＭＲヘッドにより，センス電流が５〜１０ｍＡでＭＲ素子のバイアス角度θが約４５°に設定することが確認され，また接触抵抗により発熱が起きないため，良好な線形応答性と高い再生効率を有するＭＲヘッドが実現できた。
【００１９】
図３は本発明と従来例のコンタクト抵抗を説明する図である。
図３のＡ．は本発明によるＭＲヘッドと同様の構造による接触抵抗を測定するためのケルビンパターンを示し，Ｂ．は本発明と従来例のコンタクト面積に対応するコンタクト抵抗の特性を示す。
【００２０】
図３のＡ．において，３０はＳｉ基板上に約４００ÅのＮｉＦｅ膜（ＭＲ素子）をスパッタし，フォトリソグラフィーによりパターニングし，次にＮｉＦｅ膜上にＢ＋  によるイオンインプラテーション（イオン打ち込み）を行ったパターンを表す。３１はパターン３０が形成された後，コンタクトメタルであるＡｌＳｉ膜を膜厚１００Åだけ成膜し，その上にＣｏＣｒＰｔ膜を成膜して同じくフォトリソグラフィによりパターニングし，ケルビンパターンを形成したものである。３２は，パターン３０の上にパターン３１が交叉する接触部分であり，この交叉部分の面積が２つのパターンのコンタクト面積を表し，このコンタクト面積を変化させてそれぞれのコンタクト抵抗（接触抵抗）を測定する。
【００２１】
この図３のＡ．の場合は本発明によるＭＲ素子と端子電極間の接触抵抗を測定する例であり，従来例の構造を備えたＭＲ素子と端子電極の接触抵抗を測定することにより比較を行うことができる。抵抗値は，図３のＡ．に示すように２つのパターンの右側の２つの端子ｃ，ｄ間に電圧を印加して，左側の端子ａ，ｂ間の電流を検出する。
【００２２】
図３のＢ．には，このケルビンパターンのコンタクト面積（μｍ２  ）が１×１，２×２，４×４，８×８，１６×１６のそれぞれの場合に，従来技術のＭＲヘッド（ＮｉＦｅ上にＣｏＣｒＰｔの端子電極を設けた構成）と本発明によるＭＲヘッド（ＭＲ素子のにイオン打ち込みと，ＡｌＳｉ膜トタル膜を成膜する構成）によるコンタクト抵抗の特性を示し，▲１▼が従来技術，▲２▼が本発明の特性である。
【００２３】
この図３のＢ．から，Ｂ＋  イオンをドーブ（打ち込み）したもの及びＡｌＳｉをコンタクトメタルとしたものは，従来のＭＲ層に直接ハード膜を被着したものに比べて接触抵抗が１／５〜１／１０と小さくなることが分かる。このように，Ｂ＋  イオンをドープしたもの及びＡｌＳｉをコンタクトメタルとしたものは，低い接触抵抗のため，発熱を抑えることができ，ＭＲ素子またはバイアス層の特性劣化を回避することができる。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば，ＭＲ層にイオンインプラテーションでイオンをドープした上で，コンタクトメタルの膜を形成することにより，ＭＲ層と端子電極との接触抵抗の問題を無くすことができ，センス電流を流すことによる発熱によるＭＲ層またはバイアス層の特性の劣化を防止することができる。また，これにより優れた線形応答性と高い再生効率を持つＭＲヘッドを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による磁気抵抗型ヘッドの基本的な製造工程を示す図である。
【図２】本発明による磁気抵抗型ヘッドの実施例の構成を示す図である。
【図３】本発明と従来例のコンタクト抵抗を説明する図である。
【図４】従来例の基本構成を示す図である。
【図５】端子電極を含む磁気抵抗型ヘッドの具体的な構成例を示す図である。
【符号の説明】
１０    絶縁基板
１１    非晶質軟磁性体膜
１２    非磁性導体膜
１３    ＭＲ素子（強磁性薄膜）
１４    イオン打ち込み
１５    コンタクトメタル膜
１６    ハード膜
１７    端子電極
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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