(57)【要約】【課題】  非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおけるフラックスガイドの磁気記録媒体との摺接による磨耗、掻傷等の課題の解決を図る。【解決手段】  第１及び第２の磁気シールド４及び５間に、磁気記録媒体との相対的走行がなされる磁気媒体走行面に臨んで、フラックスガイド８が配置され、このフラックスガイドの後端部に磁気的に結合して磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子６が配置される構成を有する非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドであって、そのフラックスガイド７が、ＮｉＦｅ膜８１と、ＮｉＦｅに比し高い耐磨耗性膜８２の積層構造とされ、機械的特性の向上を図り、ひいては磁気ヘッドの特性の向上を図ることができるようにする。【選択図】          図１
2006164426.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２の磁気シールド間に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子が配置されて成り、
該磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子は、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子と、フラックスガイドとを有し、
該フラックスガイドの前方端が、磁気記録媒体との相対的走行面に臨んで配置され、該フラックスガイドの後方端に上記感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が磁気的に結合され、
上記第フラックスガイドが、ＮｉＦｅ膜と、ＮｉＦｅに比し高い耐磨耗性膜の積層構造とされ、上記耐磨耗性膜は、酸化膜もしくは金属膜より成ることを特徴とする非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
上記酸化膜が、ＳｉＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３よりなることを特徴とする請求項１に記載の非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
上記金属膜が、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒあるいはこれらの２種以上の合金であることを特徴とする請求項１に記載の非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
上記感磁部を構成する上記磁気抵抗効果素子が、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子よりなることを特徴とする請求項１に記載の非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、益々デジタル記録等による情報量の大容量化の要求が高まっており、更なる高記録密度化、短波長記録化がなされている。
これに伴い、磁気記録再生システムにおいて、これに搭載される磁気ヘッドとしては、誘導型再生ヘッドに比して高感度な磁気抵抗効果型（ＭＲ）再生磁気ヘッドが主流となる方向にある。
この場合の感磁部の磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）として、ＡＭＲ（Anisotropic Magneto-Resistance）素子、ＧＭＲ（Giant Magneto-Resistance ）素子、ＳＶ（Spin Valve）素子を用いた磁気ヘッドにおいて、高い再生出力を得るためには、磁気記録媒体上の記録から発生する信号磁界を効率よく検出させるために、磁気記録媒体の走行面からＭＲ距離を極力近づける必要がある。例えばヘリカルＶＴＲのような接触系磁気ヘッドに適用する場合、例えば磁気ヘッドの磨耗による特性変化や、耐サーマルノイズの問題に加えてＡＭＲ素子においては、バイアス点の変動によるアシンメトリーの変化、ＳＶ構造のＧＭＲ素子においては、その構成膜の反強磁性膜の腐食の問題が発生する。更に、ＥＳＤ破壊（静電破壊）が生じやすいとか、摺動ノイズが大となるなどの問題が生じ、特性変化、信頼性の低下、寿命の低下、再生信号のＳ／Ｎの低下を来たすなどの多くの問題を発生する。
【０００３】
そこで、この問題を解決するＭＲ磁気ヘッドとして、非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド、すなわちフラックスガイド型ＭＲ磁気ヘッドが用いられることになる（特許文献１）。
このフラックスガイド型ＭＲ磁気ヘッドは、相対向する磁気シールド間に、その磁気テープ走行面に前方端を臨ませてフラックスガイドが配置され、このフラックスガイドの後端位置に、感磁部を構成するＭＲ素子が磁気的に結合して配置されて成る。
この非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド構成によればＭＲ素子は、磁気シールドの磁気テープ走行面に直接臨むことがないことから、磁気記録媒体、例えば磁気テープが摺接するいわゆるコンタクトスキャン方式による場合においても、上述したＥＳＤ破壊、磨耗、酸化等による特性変化、信頼性の低下、寿命の低下、摺動ノイズの改善等を図ることができる。
【０００４】
しかし、このような非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいても、フラックスガイドにおいての磨耗、浮遊する粉塵が磁気テープと磁気ヘッドとの間に入り込むことによるフラックスガイドの前方面に掻傷等を発生させ、再生感度の低下、周波数特性の劣化、エラーレートの増加、バルクハウゼンノイズの発生等を来す。
このフラックスガイドにおける上述の現象は、特に軟磁性のパーマロイ（ＮｉＦｅ）よって形成する場合に問題となる。
【特許文献１】特開２００２−１３３６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、フラックスガイド型ＭＲ磁気ヘッド、すなわち非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、ＭＲ素子が直接、磁気テープ走行面に露呈することが回避されることによって、特性の安定化、信頼性の向上を図ることができるとされるものであるが、この場合においても、上述したように、フラックスガイドにおける掻傷や、磨耗による凹部の発生、すなわち偏磨耗の問題が生じ、再生感度の低下、バルクハウゼンノイズの発生、周波数特性の劣化が生じ、出力低下によるエラーレートの増加等の問題を来し、非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの構成における効果を充分発揮できない。
特に、昨今の高記録密度化を図る上で、記録トラック幅の縮小化等において、この問題は大きくなる。
【０００６】
本発明は、上述したように、非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおけるフラックスガイドの機械的特性の問題、すなわち磨耗の問題、掻傷の発生等を効果的に改善することができる非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、第１及び第２の磁気シールド間に、磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子が配置されて成り、該磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子は、感磁部を構成する磁気抵抗効果素子と、フラックスガイドとを有し、該フラックスガイドの前方端が、磁気記録媒体との相対的走行面に臨んで配置され、該フラックスガイドの後方端に上記感磁部を構成する磁気抵抗効果素子が磁気的に結合され、上記第フラックスガイドが、ＮｉＦｅ膜と、ＮｉＦｅに比し高い耐磨耗性膜の積層構造とされ、上記耐磨耗性膜は、酸化膜もしくは金属膜より成ることを特徴とする。
【０００８】
また、上記酸化膜は、ＳｉＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３よりなることを特徴とする。
また、上記金属膜は、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒあるいはこれらの２種以上の合金であることを特徴とする。
また、本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、その上記感磁部を構成する上記磁気抵抗効果素子が、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子よりなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
上述したように、本発明構成によれば、非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの構成において、フラックスガイドが、ＮｉＦｅ膜とこれより高い耐磨耗性を有する酸化膜、もしくは金属膜との多層構造としたことから、フラックスガイドにおける実質的機械的強度を高めることができ、再生特性への影響の大きな偏磨耗や、掻傷、バルクハウゼンノイズの改善を図ることができたものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの実施の形態例を、図面を参照して説明するが、本発明はこの形態例に限定されるものではない。
図１Ａは、例えばヘリカルスキャン型の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド（ＭＲ磁気ヘッド）１による再生磁気ヘッドに適用した一実施形態例の概略縦断面図である。
【００１１】
再生磁気ヘッドを構成するＭＲ薄膜磁気ヘッド１は、前方面に、磁気記録媒体と相対的走行がなされる磁気媒体走行面３が形成される。
そして、それぞれその前方面が、磁気媒体走行面３を形成する上下各磁気シールド、すなわち第１及び第２の磁気シールド４及び５が相対向して配置され、これら第１及び第２の磁気シールド４及び５間に磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子（ＭＲ磁気ヘッド素子）６が配置されて成る。
これら第１及び第２の磁気シールド４及び５の前方面間に、磁気媒体走行面３に臨む磁気ギャップＧが形成され、これら第１及び第２の磁気シールド４及び５によって、目的とする信号磁界が磁気ギャップＧ内に導入され、信号磁界以外の外乱磁界ができるだけ遮断されるようになされる。
【００１２】
ＭＲ磁気ヘッド素子６は、感磁部を構成する例えばスピンバルブ型の巨大磁気抵抗効果素子いわゆるＧＭＲ素子による磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）７と、フラックスガイド８とを有して成る。
本発明においては、図１Ｂに示すように、このフラックスガイド８が、ＮｉＦｅ膜８１と、ＮｉＦｅに比し高い耐磨耗性膜８２との繰り返し積層構造とされる。この耐磨耗性膜は、ＳｉＯ２もしくはＡｌ２Ｏ３による酸化膜、あるいはＴａ、Ｗ、Ｃｒあるいはこれらの２種以上の合金金属膜による金属膜によって構成することができる。
このフラックスガイド８は、図１Ａに示すように、その前方端が、磁気媒体走行面３に臨んで配置され、第１及び第２の磁気シールド４及び５間において、フラックスガイド８の後方端に、ＭＲ素子７が磁気的に結合されて配置される。ＧＭＲ素子によるＭＲ素子７とフラックスガイド８との磁気的結合は、フラックスガイドの後端にＭＲ素子７の前方端の一部が、非磁性非導電性膜２５ｂを介してオーバーラップされて、電気的に絶縁して磁気的に結合される。
【００１３】
フラックスガイド８のトラック幅方向(図１Ａにおいて、紙面と直交する方向)の両側には、フラックスガイド８の側縁に例えばいわゆるアバット接続によって磁気的に結合して、フラックスガイド８に所定のバイアス磁界を印加するバイアス層、すなわちフラックスガイドの安定化膜１０が配置される。
【００１４】
ＭＲ素子７を構成するＧＭＲ素子は、例えば反強磁性層、固定層、非磁性層、自由層の積層構造を有して成り、そのトラック幅方向の両側には、自由層に所定のバイアス磁界を印加するバイアス層となり且つ電極となるＧＭＲ素子の安定化膜１１が同様にいわゆるアバット接続によって電気的及び磁気的に結合して配置される。
【００１５】
そして、この上に第２の磁気シールド５すなわち上部磁気シールドが形成される。
この磁気シールド５は、後述するように、例えば軟磁気特性にすぐれたＮｉＦｅ鍍金層によって構成する。
この第２の磁気シールド５は、例えば図１Ｃに概略断面図を示すように、鍍金下地層５Ａと、この上に成膜されたＮｉＦｅ鍍金層５Ｂとによって構成する。そして、この鍍金下地層５Ａが、ＮｉＦｅ膜５Ａ１と、ＮｉＦｅに比し高い耐磨耗性膜による中間層５Ａ２との繰り返し積層による積層構造とされる。
また、耐磨耗性膜は、酸化膜もしくは金属膜より成り、その酸化膜としては、ＳｉＯ２あるいはＡｌ２Ｏ３より構成することができる。
また、金属膜としては、Ｔａ、Ｗ、Ｃｒあるいはこれらの２種以上の合金によって構成することができる。
【００１６】
上述したＭＲ薄膜磁気ヘッド１の構成を更に詳述する。
上述したＭＲ薄膜磁気ヘッド１は、例えば表面に酸化膜すなわち絶縁膜（図示せず）がコーティングされた例えばアルチック（ＡｌＴｉＣ）による非磁性基板２１上に、例えばＮｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金等の軟磁性薄膜より成る下部磁気シールドを構成する第１の磁気シールド４が、少なくともＭＲ磁気ヘッド素子６の形成部下に形成される。
【００１７】
第１の磁気シールド４を覆って例えばＡｌ２Ｏ３による非磁性非導電性膜２５が１μｍ程度の膜厚で成膜され、この非磁性非導電性膜２５上に、ＭＲ磁気ヘッド素子６を構成するフラックスガイド８が形成され、このフラックスガイド８の後端に、例えばＡｌ２Ｏ３による非磁性非導電性膜２５ｂを介してＭＲ素子７の先端がオーバーラップするようにし配置されて磁気的に結合し、電気的に絶縁して形成される。
また、この上に、例えばＡｌ２Ｏ３による非磁性非導電性膜２５が形成され、この上に、例えばＮｉ−Ｆｅ合金、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金等の軟磁性薄膜より成る第２の磁気シールド５が形成される。
【００１８】
フラックスガイド８は、第１および第２の磁気シールド４及び５間のほぼ中央に配置され、例えば次のような材料構成とその膜厚（括弧内に記す）による材料層をスパッタリングによって積層して構成することができる。
Ｔａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２０ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２０ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２０ｎｍ）
また、フラックスガイド８は、その磁化容易軸が、磁気媒体走行面３に沿う方向になるように、磁気異方性の制御がなされることが望ましい。この磁気異方性の制御は、フラックスガイド８を形成する上述した軟磁性膜の成膜にあたり、磁界印加のもとで行う。あるいは、その成膜後に、固定磁場中アニール処理を施すことによって上述した磁気異方性制御行うことができる。
このように、フラックスガイド８に、磁気異方性の制御を行うことによって、信号再生のダイナミックレンジを大きくすることができる。
【００１９】
また、このフラックスガイド８の安定化膜１０は、例えば、ＣｏＣｒＰｔ等の強磁性ハード膜によって構成し、この成膜に際して着磁され、これにより、フラックスガイド８に所定のバイアス磁界を印加するように構成される。
【００２０】
ＭＲ素子７は、巨大磁気抵抗効果を示すスピンバルブ構造のＧＭＲ素子によって構成することができる。このＧＭＲは、例えばＰｔ−Ｍｎ合金等よりなる反強磁性層と、Ｎｉ−Ｆｅ系合金やＣｏ、Ｃｏ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金等よりなる磁化固定層（いわゆるピン層）と、Ｃｕ等よりなる非磁性導電層と、Ｎｉ−Ｆｅ系合金やＣｏ、Ｃｏ−Ｆｅ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金等よりなる磁化自由層（いわゆるフリー層）とが順次積層されてなる積層膜として構成される。この場合、ピン層は、その磁化方向が反強磁性層からのバイアス磁界によって固定され、フリー層の磁化方向が信号磁界に応じて回転することができるようにその磁化の向きの選定がなされる。
このＧＭＲ素子によるＭＲ素子７は、フラックスガイド８と例えばオーバーラップ側にフリー層が位置するように、すなわち図１の構成においては、反強磁性層が上部側に配置されたいわゆるトップ型ＧＭＲ構成とする。
【００２１】
また、上述したＭＲ素子７の両側の安定化膜１１は、ＭＲ素子７のＧＭＲのフリー層にバイアス磁界を印加し、このフリー層を単磁区化してバルクハウゼンノイズの低減化を行う。
これら対の安定化膜１１は、例えば、ＣｏＣｒＰｔ/ＴｉＷ/Ｔａ等よりなる積層膜より構成し、その一端部がＭＲ素子７両側縁部に、いわゆるアバット接続された磁気的及び電気的に接続され、ＭＲ素子７の通電電極を兼ねた電極兼安定化膜１１として構成とすることができる。
これら対の電極兼安定化膜１１の後方端部上にそれぞれ外部端子（図示せず）が配置される。
【００２２】
これら対の電極兼安定化膜１１は、例えば上述したＣｏＣｒＰｔによる磁気ハード膜が、ＧＭＲ素子の作製段階で所定の方向に着磁され、ＭＲヘッド素子７のフリー層に対してトラック幅方向のバイアス磁界を印加し、外部からの信号磁界がない状態でトラック幅方向に磁化されることとなる。したがって、ＭＲ素子７は、外部からの信号磁界がない状態でフリー層の磁化の方向を、ピン層の磁化方向と直交する方向に選定し、磁気抵抗効果が最大限に発揮することができるようにする。
また、このＭＲ素子と、フラックスガイドとに対するバイアス磁界は、同方向となるように構成されることが望ましい。これにより、フラックスガイド８は、ＭＲ素子７におけるフリー層と同じ方向にバイアス磁界が印加されることとなり、外部からの信号磁界を最も効率よくＭＲ素子７に誘導することができるようになる。
【００２３】
そして、ＭＲ素子７上に、非磁性非導電性膜２５を介して上部磁気シールドすなわち第２の磁気シールド５が配置される。
この第２の磁気シールド５は、上述した鍍金下地層５Ａ上にＮｉＦｅ鍍金層５Ｂが形成されて成る。
鍍金下地層５Ａは、上述したように、複数のＮｉＦｅ膜５Ａ１が、機械的強度が高く、耐磨耗性にすぐれた中間層５Ａ２を介在させて積層されるものであり、その一例として、中間層としてＳｉＯ２，Ａｌ２Ｏ３などの酸化膜を用いて、次のような材料構成とその膜厚（括弧内に記す）を積層して構成することができる。
すなわち、ＮｉＦｅ（１００ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１００ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１００ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１００ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（１００ｎｍ）による鍍金下地層５Ａを順次例えばスパッタリングによって形成し、この鍍金下地層５Ａ上に厚さ例えば２μｍにＮｉＦｅ鍍金層５Ｂを電解鍍金によって成膜し、第２の磁気シールド５すなわち上部磁気シールドを形成する。
この構成によれば、磁気シールド５は、第１及び第２の磁気シールド４及び５間に形成される磁気ギャップＧ側から５００ｎｍ程度の厚さ範囲で、この中間層５Ａ２の機械的強度によって、高い耐磨耗性が得られた。
そして、例えばＮｉＦｅが５００ｎｍである場合は、ＮｉＦｅ膜の面内軟磁気特性が劣化するための目安としては、１００ｎｍ程度が妥当となるが、上述した積層構造によるときは、その面内軟磁性特性の劣化を来たすことがないという効果がもたらされる。
【００２４】
このようにして、ＭＲ型薄膜磁気ヘッド１による再生磁気ヘッドが構成される。この再生磁気ヘッドにおいて、その磁気媒体走行面３に臨んで形成されるフラックスガイド８の第１の磁気シールド４とフラックスガイド８との間のギャップは、後述する非磁性非導電性膜２５ａの厚さによって規定され、フラックスガイド８と第２の磁気シールド５との間のギャップは、同様に後述する非磁性非導電層２５ｂと２５ｃとの厚さによって規定される。
【００２５】
尚、図１で示した構成においては、フラックスガイド８とＭＲ素子７との位置関係を、ＭＲ素子７がフラックスガイド８の後端上にＭＲ素子７の前方端がオーバーラップする構成とした場合であるが、フラックスガイド８の後端下にＭＲ素子７の前方端が配置された構成とすることもできる。この場合においては、前述した例えばＧＭＲは、フラックスガイド８と磁気的に結合されるフリー層が上層に位置し、反強磁性層が下層（底部側）に配置された、いわゆるボトム型構成とする。
【００２６】
また、図１の例では、ＭＲ素子７の前方にのみフラックスガイド８を磁気的に結合した場合であるが、ＭＲ素子７の後端においても後部フラックスガイド（図示せず）を磁気的に結合する構成とすることもできる。
【００２７】
次に、本発明による非露出型の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド１を、その製造方法の一例と共に、詳細に説明する。この例においては、ＭＲ磁気ヘッド素子６のＭＲ素子７が、トップ型ＳＶ素子のＧＭＲ素子であり、ヘリカルスキャン方式の薄膜磁気ヘッドに適用した場合である。なお、記録最長波長０．２９μｍ、トラックピッチ３．３μｍに対するヘリカルスキャン方式の薄膜磁気ヘッドに適用した場合の具体的寸法も併せて示す。
【００２８】
図２の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、前述した表面に酸化膜がコーティングされている非磁性基板２１上に、下部磁気シールド層すなわち第１の磁気シールド４となる例えばＦｅＡｌＳｉ合金あるいはＮｉＦｅ合金などによる強磁性薄膜２２ａを例えばスパッタリング法あるいは鍍金法等により膜厚１．５μｍ程度に成膜する。
【００２９】
次に、図３の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、強磁性薄膜２２ａの所要領域に、フォトリソグラフィー技術とイオンエッチング技術を用いて凹溝（グルーブ）２３を形成する。この凹溝２３は、強磁性薄膜２２ａによって前述した第１の磁気シールド４が形成された状態で、再生ギャップ部が形成される部分以外に形成される。この例では深さ１５０ｎｍ程度の凹溝２３を形成する。
そして、この凹溝２３内に例えばＡｌ2 Ｏ3 等による非磁性非導電性膜（絶縁膜）２４を埋め込む。この埋込みは、例えば非磁性非導電性膜２４をスパッタリング法により膜厚１６０ｎｍ程度成膜した後、平坦化することによって凹溝２３内に非磁性非導電性膜２４を埋め込むことができる。
【００３０】
次に、図４の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、非磁性非導電性膜２４上を含む強磁性薄膜２２ａ上の全面に、例えばＡｌ2 Ｏ3 などの第１のギャップ膜を形成する第１の非磁性非導電性膜（絶縁膜）２５ａを成膜する。この例ではスパッタリング法により膜厚１２０ｎｍ程度の非磁性非導電性膜を成膜した後、ケミカルポリシングにより面粗度を向上させると共に、膜厚を１００ｎｍ程度に研磨して第１ギャップ膜２５ａとする。
【００３１】
図５の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、フラックスガイド８を構成する図１Ｂで上述した例えばＴａ（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２０ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２０ｎｍ）／Ａｌ２Ｏ３（５ｎｍ）／ＮｉＦｅ（２０ｎｍ）の積層膜による軟磁性薄膜２６ａをスパッタリングによって成膜する。
【００３２】
次に、図６の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、フラックスガイド８を構成する軟磁性薄膜２６ａ上に、フラックスガイド８に対して安定化バイアス磁界を与えるための前述した安定化膜１１形成する領域に対応して一対の開口２７ａ，２７ｂを有するフォトレジストマスク２８を、フォトリソグラフィー技術を用いて形成する。このフォトレジストマスク２８を介してイオンエッチング技術を用いて、軟磁性薄膜２６ａに一対の開口２６ｅ，２６ｆを形成する。これら開口２６ｅ，２６ｆは軟磁性薄膜２６ａの膜厚にわたって形成する。
次いで、開口２６ｅ，２６ｆ内を含む全面に安定化膜１０を構成する磁気的ハード膜による材料薄膜２９を成膜する。このハード膜材としては、例えばＣｒ／ＣｏＮｉＰｔ等の積層膜を用いることができる。この例では、この積層膜による材料薄膜２９をスパッタリング法により１２０ｎｍ〜１６０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。
【００３３】
次に、図７の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、後に形成するＭＲ素子７とフラックスガイド８との絶縁性を向上するために、ハード膜の材料薄膜２９上に連続して例えばＡｌ2 Ｏ3 等による非磁性非導電性膜（絶縁膜）３０を成膜する。この例では非磁性非導電性膜３０を５０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。
【００３４】
次に、図８の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、フォトレジストマスク２８の除去と共にその上の材料薄膜２９及び非磁性非導電性膜３０をリフトオフして、残されたハード膜材料２９によって、最終的にフラックスガイドとなる軟磁性薄膜２６ａにアバット接続されたフラックスガイドの一対の安定化膜１０を形成する。この安定化膜１０の膜厚の膜厚は、隣接記録トラックからの漏洩信号磁束を取り込むことを回避する上で、１２０ｎｍ程度とすることが望ましい。
【００３５】
次に、図９の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、ハード膜１０上と軟磁性薄膜２６ａのフラックスガイド形状に対応する部分上にフォトレジストマスク（図示せず）を、フォトリソグラフィー技術を用いて形成し、このフォトレジストマスクを介して図８の軟磁性薄膜２６ａをパターニング、例えばイオンエッチング技術によりパターニングし、フラックスガイド８を形成する。
【００３６】
次に、図１０の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、フラックスガイド８及びその安定化膜１０を覆うように全面に、フラックスガイド８と後に形成するＭＲ素子とを電気的に絶縁し、第２ギャップ膜２５ｂを構成する例えばＡｌ2 Ｏ3 等の非磁性非導電性膜（絶縁膜）による第２の非磁性非導電性膜を成膜する。この例では第２の非磁性非導電性膜をスパッタリング法により９０ｎｍ程度の膜厚で成膜し、ケミカルポリシングにより面粗度を向上し平坦化すると共に、フラックスガイド８上の膜厚を７０ｎｍ程度に制御する。この第２の非磁性非導電性膜による第２ギャップ膜２５ｂの膜厚は、再生効率と信頼性から決定される。この第２ギャップ膜２５ｂの最終膜厚は、後述するウエハ工程あるいは動作時のＥＳＤ環境などで十分対策が施されるのであれば、５０ｎｍ程度以下でも良い。
【００３７】
次に、図１１の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、第２ギャップ膜２５ｂ上にＭＲ（ＧＭＲ）素子を構成するＭＲ素子膜３３ａを例えばスパッタリング法により成膜する。
ＭＲ素子膜３３ａとしてスピンバルブ構造のＧＭＲ素子膜を成膜する場合は、フリー層の磁化容易軸が無磁界の状態で磁気記録媒体との摺動面に対して平行となり、ピン層の磁化容易軸が上記摺動面に対して垂直となるように成膜する。また、ＧＭＲ素子膜は、信号再生効率を考慮しフリー層が前の工程で成膜されたフラックスガイドに最も近接するように最下層に形成される、いわゆるトップ型ＧＭＲ素子構成とする。
【００３８】
次に図１２の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、ＭＲ素子に対して安定化バイアス磁界を与え、且つＭＲ素子に電流を供給する電極となる一対の電極兼安定化膜１１を、ＭＲ素子を構成するＭＲ素子膜３３ａにアバット接続されるように形成する。この一対の電極兼安定化膜１１は、前述のフラックスガイド８の安定化膜１０と同様の方法で形成することができる。
【００３９】
すなわち、ＭＲ素子膜３３ａ上に、電極兼安定化膜１１を形成する領域に対応して一対の開口を有するフォトレジストマスクを、フォトリソグラフィー技術を用いて形成し、このフォトレジストマスクを介してイオンエッチング技術を用いてＭＲ素子膜３３ａに一対の開口を形成する。
次いで、全面にハード膜の材料薄膜を成膜し、その上にＭＲ素子に電流を供給する電極となる電極材料膜を成膜し、フォトレジストマスクと共にその上のハード膜の材料薄膜及び電極材料膜をリフトオフして、ＭＲ素子膜３３ａにアバット接続された一対の電極兼安定化膜１１を形成する。
このハード膜の材料薄膜としては、Ｃｒ／ＣｏＮｉＰｔ等の積層膜をスパッタリング法により膜厚６０ｎｍ〜１２０ｎｍ程度で成膜し、電極材料膜としてＴｉ（５ｎｍ）／Ｃｕ（５０ｎｍ）／Ｔｉ（５ｎｍ）を連続して成膜する。この電極兼安定化膜１１を構成するハード膜の材料薄膜の厚さは、隣接記録トラックからの漏洩信号磁束の取り込みを低減できる厚さの６０ｎｍ程度とすることが望ましい。
【００４０】
次に、図１３の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、電極兼安定化膜１１上と図１２のＭＲ素子膜３３ａのＭＲ素子形状に対応する部分上にフォトレジストマスク（図示せず）をフォトリソグラフィー技術を用いて形成し、このフォトレジストマスクを介してＭＲ素子膜３３ａをパターニング、すなわち例えばイオンエッチング技術によりＭＲ素子膜３３ａの膜厚以上のオーバーエッチングでパターニングし、ＭＲ素子７を形成する。
【００４１】
図１４の図Ａに概略平面図を示し、図Ｂに図ＡのＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、ＭＲ素子７及びその電極兼安定化膜１１を覆うように全面に、第３ギャップ膜２５ｃとなる第３の非磁性非導電膜を成膜する。この第３ギャップ膜２５ｃは、ＭＲ素子７と後に形成する上部磁気シールドすなわち第２磁気シールド５とを絶縁するための例えばＡｌ2 Ｏ3 等による非磁性非導電性膜（絶縁膜）によって形成する。この例では第３ギャップ膜２５ｃをスパッタリング法により５０ｎｍ程度の膜厚で成膜する。
【００４２】
次に、図１５に概略平面図を示し、図１６Ａ及びＢに図１５のＡ−Ａ及びＢ−Ｂの概略断面図を示すように、第３ギャップ膜２５ｃ上にヘッドのデプス規制層３７を形成する。このデプス規制層３７は、上部磁気シールド層すなわち第２の磁気シールド５の形成面の段差解消により上部磁気シールド層５の特性を安定化させると同時に、ヘッドの磨耗可能量（いわゆるデプス）を定めるためのものである。デプス規制層３７は、ヘッドのギャップが開き出す地点にフォトレジスト膜を所定の方法にて硬化させたレジストキュア膜にて形成する。
ここでは、レジストキュア膜の作成方法として比較的低温でフォトレジスト膜を硬化させることができる電子ビーム照射による硬化法（ＥＢキュア法）を適用する。ＥＢキュアにおいては、硬化時にかかる温度が１２０℃程度以下であり、ＭＲ素子の熱劣化を回避したプロセスを構築できる。
この例ではこのときのフォトレジスト膜の膜厚を０．３μｍ〜０．５μｍとする。フォトレジスト膜厚の制御性及び隣接トラックからの漏洩磁束の再生を回避する上で、０．３μｍが望ましい。
【００４３】
次に、図１７に概略平面図を示し、図１８Ａ及びＢに図１７のＡ−Ａ及びＢ−Ｂの概略断面図を示すように、下部磁気シールドとしての第１の磁気シールド４の最終的形状パターンのフォトレジストマスク（図示せず）を形成し、このフォトレジストマスクを介して表面より下層の強磁性薄膜２２ａまでにわたって例えばイオンエッチングによりパターニングし、パターン化された強磁性薄膜２２ａによる下部磁気シールドの第１の磁気シールド４を形成する。
【００４４】
次に、図１９に概略平面図を示し、図２０に図１９のＡ−Ａ線上の概略断面図を示すように、第３のギャップ膜２５ｃの後方上面から段差背面、非磁性基板２１の上面の一部にかけて絶縁膜３８を形成する。この絶縁膜３８は、第１の磁気シールド４、特にその後方背面と、後に形成されるリード配線との間を絶縁するための絶縁膜である。この絶縁膜３８は、フォトレジスト膜を所定の方法で硬化させたレジストキュア膜により形成する。レジストキュア膜の形成方法は、前述のデプス規制層３７となるレジストキュア膜の形成方法と同じ手法によることができる。
【００４５】
図２１に概略平面図を示し、図２２のＡ及びＢに図２１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線上の概略断面図を示すように、第３のギャップ膜２５ｃ、第２のギャップ層２５ｂに対して、フラックスガイド８の安定化膜１０に達する接続孔４１ａ，４１ｂと、ＭＲ素子７の電極兼安定化膜１１に達する接続孔４２ａ，４２ｂをそれぞれ形成する。各接続孔４１ａ，４１ｂ及び４２ａ，４２ｂは、それぞれフラックスガイド８及びＭＲ素子７へのリード配線の接続孔である。これら各接続孔４１ａ，４１ｂ及び４２ａ，４２ｂは、フォトリソグラフィーによって形成したフォトレジストマスクを用いてイオンエッチングすることによって形成することができる。
【００４６】
図２３に概略平面図を示し、図２４のＡ、Ｂ及びＣに図２３のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ線上の概略断面図を示すように、フラックスガイド８の対の安定化膜１０に接続孔４１ａ，４１ｂを通じて接続されたリード配線４４Ａ，４４Ｂを形成し、ＭＲ素子７の対の電極兼安定化膜１１に接続孔４２ａ，４２ｂを通じて接続されたリード配線４５Ａ，４５Ｂを形成する。これらリード配線４４Ａ，４４Ｂ及び４５Ａ，４５Ｂは、リード配線パターンの開口を有するフォトレジストマスクを形成し、例えばＴｉ／Ｃｕ／Ｔｉ等の積層膜をスパッタリング法により成膜した後、リフトオフして形成する。
このように、フラックスガイド８にリード配線リード配線４４Ａ，４４Ｂを接続する目的は加工時のヘッドのデプス量をフラックスガイド８の抵抗値から推定するためであると同時に、システムで使用するときに必要に応じて外部からの静電気をＭＲ素子７以外に逃すためである。
【００４７】
図２５に概略平面図を示し、図２６のＡ、Ｂ及びＣに図２５のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線及びＣ−Ｃ上の概略断面図を示すように、リード配線４４Ａ，４４Ｂ及び４５Ａ，４５Ｂを覆って、絶縁膜４６を形成する。
この絶縁膜４６は、フォトレジスト膜を所定の方法で硬化させたレジストキュア膜により形成する。レジストキュア膜の形成方法は、前述と同様の方法による。
次いで、強磁性体による第２の磁気シールド層５を形成する。この第２の磁気シールド５は、例えばＮｉＦｅ系、Ｃｏ系のアモルファス薄膜等を鍍金法あるいはスパッタリング法により所要の膜厚で成膜し、その後フォトリソグラフィー技術及びイオンエッチング技術を用いて所要形状にパターニングすることによって形成することができる。
あるいは前述した例えばＮｉＦｅ膜５Ａ１と、ＮｉＦｅに比し高い耐磨耗性膜による中間層５Ａ２との繰り返し積層による鍍金下地層５Ａ上にＮｉＦｅ鍍金層５Ｂをいわゆるフレーム鍍金することによって形成することができる。
【００４８】
図２７に概略平面図を示し、図２８に図２７のＡ−Ａ線上の断面図を示すように、リード配線４４Ａ，４４Ｂ及び４５Ａ，４５Ｂの各端子部４９Ａ，４９Ｂ及び５０Ａ，５０Ｂを形成した後、上面全面に薄膜磁気ヘッドを使用環境時に保護するための例えばＡｌ2 Ｏ3 等による保護膜４８を成膜し、全面を平坦化研磨し、端子部４９Ａ，４９Ｂ及び５０Ａ，５０Ｂを外部に露出する。この例では保護膜４８を２０μｍ程度の膜厚で成膜した後に平坦化研磨する。次いで、磁気媒体走行面３を研磨形成する。
このようにして、本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを得ることができる。
【００４９】
尚、上述したフラックスガイド７及び第２の磁気シールド５の積層膜における耐磨耗性を有する膜をＡｌ２Ｏ３とした場合であるが、ＮｉＦｅに比して、耐磨耗性の高いＳｉＯ２、あるいは例えばＴａ、Ｗ、Ｃｒあるいはこれらの２種以上の合金によって構成することもできる。
【００５０】
また、この非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの実際の製造においては、ウエハ上に多数個分の磁気ヘッドを同時に作製し、これを裁断することによって同時に多数の非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドチップを作製することができる。
【００５１】
本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、リニアテープシステムに用いることもできるが、ヘリカルスキャン方式による磁気ヘッドに適用することができる。
この場合、例えば図２９に斜視図を示すように、本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドチップ１００をセラミック基板より成る対の保護板１０１及び１０２間に配置して接合一体化した磁気ヘッド体１０３を構成し、これを、図３０に斜視図を示すように、ヘッドベース１０４に取着する。ヘッドベース１０４には、給電端子あるいは接地端子等の端子接続パッド１０５が設けられ、この端子パッド１０５に磁気ヘッド体１０３の各電極の接続がなされる。
そして、図３１に示すように、ヘリカルスキャンシステムにおいては、磁気テープ１０６を案内する対のドラムが配置された案内するドラム装置１０７が設けられ、その回転ドラム、あるいは対の案内ドラム間に、本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド１００が、その磁気媒体走行面３を磁気テープ体１０６の走行面に臨んで配置される。このようにして磁気テープに対するヘリカルスキャンがなされる。
【００５２】
上述したように、本発明による磁気ヘッドは、非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにあって、そのフラックスガイドを構成する軟磁性膜を、ＮｉＦｅ膜と耐磨耗性膜との繰り返し積層膜によって構成したことによって、実質的に、機械的特性にすぐれたフラックスガイド８が構成されたことから、磁気記録媒体との摺接、接触等においての耐摩耗性の向上が図られ、凹部の発生、掻傷、擦傷等が回避され、再生のエラーレートの増加、ノイズの増加、周波数特性の低下、信頼性の低下、寿命の低下等の改善が図られる。
【００５３】
また、上述したように上部の磁気シールドすなわち第２の磁気シールド５を、ＮｉＦｅ膜とこれに比して、高い耐磨耗性を有する酸化膜あるいは金属膜による積層膜を下地膜として形成する場合、この第２の磁気シールド５の、少なくともフラックスガイドが臨むギャップＧ側における機械的特性の向上、すなわち耐摩耗性が向上することから、より安定して、エラーレートの増加、ノイズの増加、周波数特性の低下、信頼性の低下、寿命の低下等の改善が図られる。
そしてこの第２の磁気シールド５を上述した積層構造とすることによって、優れた磁気特性を有するものの、機械的特性において、やや問題のあった、いわゆるフレーム鍍金（メッキ）の機械的特性の改善が図られることから、この第２の磁気シールド５を、加熱を伴うことがない電解鍍金によって形成することにより、先に形成されているＭＲ素子に対する加熱による特性劣化を回避できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】Ａ，Ｂ及びＣＢは、本発明による非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの一例の概略断面図、フラックスガイド及びその磁気シールドの各構成を示す概略断面図である。
【図２】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図３】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図４】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図５】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図６】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図７】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図８】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図９】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図１０】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図１１】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図１２】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図１３】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図１４】Ａ及びＢは、本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図及び概略断面図である。
【図１５】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図１６】Ａ及びＢは、図１５のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線の概略断面図である。
【図１７】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図１８】Ａ及びＢは、図１７のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線の概略断面図である。
【図１９】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図２０】図１９のＡ−Ａ線の概略断面図である。
【図２１】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図２２】Ａ及びＢは、図２１のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線の概略断面図である。
【図２３】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図２４】Ａ，Ｂ及びＣは、図２３のＡ−Ａ線上、Ｂ−Ｂ線上、及びＣ−Ｃ線上の概略平面図である。
【図２５】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図２６】Ａ，Ｂ及びＣは、図２５のＡ−Ａ線上、Ｂ−Ｂ線上、及びＣ−Ｃ線上の概略平面図である。
【図２７】本発明磁気ヘッドの一例の一製造工程における概略平面図である。
【図２８】図２７のＡ−Ａ線上の概略断面図である。
【図２９】本発明磁気ヘッドによる磁気ヘッド体の一例の概略斜視図である。
【図３０】本発明磁気ヘッドによる磁気ヘッド体のヘッドベースに搭載した状態の斜視図である。
【図３１】本発明による磁気ヘッドをヘリカルスキャンシステムに適用した一例の斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１……磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド（ＭＲ薄膜ヘッド）、３……磁気媒体走行面、４……第１の磁気シールド、５……第２の磁気シールド、５Ａ……鍍金下地膜、５Ａ１……ＮｉＦｅ膜、５Ａ２……中間層、５Ｂ……ＮｉＦｅ鍍金層、６……磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子（ＭＲ磁気ヘッド素子）、７……磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）、８……フラックスガイド、１０……フラックスガイドの安定化膜、１１……磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）の電極兼安定化膜、２５……非磁性非導電膜、２５ａ，２５ｂ，２５ｃ……第１，第２，第３の磁気ギャップ膜（第１，第２，第３の非磁性非導電性膜）、２６ａ……軟磁性膜、３７……デプス規制膜、３８……絶縁膜、４４Ａ，４４Ｂ，４５Ａ，４５Ｂ……リード配線、４６……絶縁膜、４９Ａ，４９Ｂ，５０Ａ，５０Ｂ……端子部、８１……ＮｉＦｅ膜、８２……耐磨耗性膜、１００……非露出型磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドチップ、１０１，１０２……保護版、１０３……磁気ヘッド体、１０４……ヘッドベース、１０５……端子接続パッド、１０６……磁気テープ、１０７……案内ドラム装置
【図１】
2006164426.tif 000003
【図２】
2006164426.tif 000004
【図３】
2006164426.tif 000005
【図４】
2006164426.tif 000006
【図５】
2006164426.tif 000007
【図６】
2006164426.tif 000008
【図７】
2006164426.tif 000009
【図８】
2006164426.tif 000010
【図９】
2006164426.tif 000011
【図１０】
2006164426.tif 000012
【図１１】
2006164426.tif 000013
【図１２】
2006164426.tif 000014
【図１３】
2006164426.tif 000015
【図１４】
2006164426.tif 000016
【図１５】
2006164426.tif 000017
【図１６】
2006164426.tif 000018
【図１７】
2006164426.tif 000019
【図１８】
2006164426.tif 000020
【図１９】
2006164426.tif 000021
【図２０】
2006164426.tif 000022
【図２１】
2006164426.tif 000023
【図２２】
2006164426.tif 000024
【図２３】
2006164426.tif 000025
【図２４】
2006164426.tif 000026
【図２５】
2006164426.tif 000027
【図２６】
2006164426.tif 000028
【図２７】
2006164426.tif 000029
【図２８】
2006164426.tif 000030
【図２９】
2006164426.tif 000031
【図３０】
2006164426.tif 000032
【図３１】
2006164426.tif 000033