(57)【要約】【課題】  高出力化と信頼性の向上を図った薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  デュアルスピンバルブの磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果素子は、デュアルスピンバルブの上部側ピンド層が単層構造であり、下部側ピンド層が積層フェリ構造であって、記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を有し、その段差部に形成されたギャップ層の膜厚が４〜１５ｎｍであることを特徴とする。【選択図】  図２
2006331570.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
デュアルスピンバルブの磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、
前記デュアルスピンバルブの上部側ピンド層が単層構造であり、下部側ピンド層が積層フェリ構造であって、
記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を有し、該段差部に形成されたギャップ層の膜厚が４〜１５ｎｍであることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記ギャップ層が絶縁膜であり、
前記磁気抵抗効果素子と同一層に前記絶縁膜を介して軟磁性膜が設けられたことを特徴とする請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
下部ギャップ上に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のうち記録媒体に対向する側の該磁気抵抗効果素子上に第１のレジストを形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の前記第１のレジストからの露出部を除去し、該磁気抵抗効果素子の記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を形成する工程と、
前記第１のレジストを除去した後、前記磁気抵抗効果素子の上面、前記段差部および前記下部ギャップの露出面を覆い、かつ該段差部での膜厚が４〜１５ｎｍとなる絶縁膜を形成する工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項４】
前記第１のレジストを除去した後、前記磁気抵抗効果素子の上面、前記段差部および前記下部ギャップの露出面に前記絶縁膜を膜厚１５ｎｍよりも厚く成膜する工程と、
前記絶縁膜のうち前記磁気抵抗効果素子の上面に形成された部位を覆う第２のレジストを形成する工程と、
前記第２のレジストをマスクにして前記絶縁膜にエッチングを行って、前記段差部を覆う該絶縁膜の膜厚を４〜１５ｎｍに形成する工程と、
を有することを特徴とする請求項３記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項５】
下部ギャップ上に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のうち記録媒体に対向する側の該磁気抵抗効果素子上にレジストを形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の前記レジストからの露出部を除去し、該磁気抵抗効果素子の記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を形成する工程と、
少なくとも前記磁気抵抗効果素子の段差部および前記下部ギャップの露出面上に膜厚４〜１５ｎｍの絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に軟磁性膜を形成する工程と、
前記レジストを除去して、前記磁気抵抗効果素子と同一層に前記絶縁膜および前記軟磁性膜を残留させる工程と、
を有することを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードディスクドライブ装置に使用される薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクドライブ(ＨＤＤ)の高密度化に伴い、高感度、高出力のヘッドが要求されている。この要求に対するスピンバルブヘッドが提案されている。
【０００３】
図１３は従来のスピンバルブヘッドの一構成例を示す断面図である。図１３に示すように、スピンバルブヘッドは、フリー層３０１、導電層３０３、ピンド層３０２、および反強磁性層３０４が順に積層された構成を有する。ヘッドの出力等の特性は、導電層３０３によって仕切られたフリー層３０１とピンド層３０２の磁化のなす角度によって決まる。フリー層３０１の磁化方向は記録媒体からの磁界の方向に容易に向く。ピンド層３０２は隣接する反強磁性層３０４と交換結合しており、ピンド層３０２の磁化方向は、一方向（Pinned方向）に制御される。この交換結合力および交換結合力の熱安定性はヘッドの特性や信頼性に大きな影響を及ぼすことから、できるだけ大きな交換結合力を発生させることが要求される。
【０００４】
また、反強磁性層と接するピンド層を従来までの単層構造から強磁性層/非磁性金属層/強磁性層の３層構造（積層フェリ構造）にすることで反強磁性層とピンド層間に強い交換結合を生じさせ、反強磁性層からの交換結合力を実効的に増大させるという技術が提案されている（特許文献１）。
【０００５】
また、出力向上という観点から、従来のスピンバルブセンサを２つ重ねたデュアル・スピンバルブという構造も提案されている(特許文献２)。このデュアル・スピンバルブにおけるピンド層の磁化を安定化するために、積層フェリ構造を有するピンド層における２つの磁性層の膜厚比とセンス電流方向を規定する発明が、特許文献３に開示されている。
【０００６】
さらに、デュアル・スピンバルブにおけるピンド層の磁化を電流が発生する磁界を用いて確実に安定化するために、一方が積層フェリ構造を有するピンド層、他方が単層のピンド層という構造が特許文献４に開示されている。特許文献４に開示された磁気抵抗効果素子では、好ましい反強磁性層の膜厚は、反強磁性層としてＩｒＭｎを用いた場合に５〜１０ｎｍとなっている。
【０００７】
ところで、特許文献４に開示されているデュアル・スピンバルブ（片側がモノレイヤーピン・タイプのデュアル・スピンバルブ）においては、上下のピンド方向に対して所望の磁化方向を与えるためには特殊な２ステップのアニールプロセスが必要となる。第１ステップとして高温・強磁界の下で熱処理を行い、第２ステップとして、第１ステップで与えた温度より低温で、かつ印加磁界方向を１８０°回転させ第１ステップで与えた磁界より低磁界の条件で熱処理を行う。このような２ステップのアニールプロセスが、特許文献５に開示されている。
【特許文献１】特開２０００−１３７９０６号公報
【特許文献２】特開平９−１４７３２６号公報
【特許文献３】特開２００１−１７６０３３号公報（第５図）
【特許文献４】特開２０００−９０４１８号公報（第１図）
【特許文献５】特開２００４−３１５４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献４に開示されたデュアル・スピンバルブの構造は、特許文献３に開示されたような従来型のデュアル・スピンバルブに比べて高いＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ Ｍａｇｎｅｔｏ Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）変化率が得られるというメリットもある。しかし、実際のデバイスにおいては、ピンド層からの漏洩磁界の影響でバイアスポイントがずれてしまい、膜レベルから期待されるような高い出力を得ることができない。このことを以下に説明する。
【０００９】
図１４は磁界−抵抗検出曲線を示すグラフである。横軸が磁界Ｈで、縦軸が抵抗Ｒである。図１４（ａ）は理想的な場合のグラフを示す。図１４（ｂ）は、（ａ）に示す検出曲線が磁界軸のプラス方向シフトして、バイアスポイントがずれている場合を示す。
【００１０】
磁界の変化量に対する抵抗の変化量を比較すると、図１４（ａ）、（ｂ）に示すように、磁界の変化量ｈに対する抵抗の変化量は、図１４（ａ）の方が（ｂ）の場合よりも約２倍大きい。図１４（ａ）の方が（ｂ）よりも感度が大きく、高い出力が得られることがわかる。図１４（ａ）に示す理想的な場合、磁界がゼロのときにピンド層の固定磁化方向とフリー層の磁化方向とが直角になっている。これに対して図１４（ｂ）に示す場合では、磁界がゼロのときにピンド層の固定磁化方向とフリー層の磁化方向とのなす角が直角よりも小さい角になっている。この角が小さくなるのは、ピンド層からの漏洩磁界がフリー層に影響を及ぼしているためと考えられる。
【００１１】
本発明は上述したような従来の技術が有する問題点を解決するためになされたものであり、高出力化と信頼性の向上を図った薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するための本発明の薄膜磁気ヘッドは、デュアルスピンバルブの磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、
前記デュアルスピンバルブの上部側ピンド層が単層構造であり、下部側ピンド層が積層フェリ構造であって、
記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を有し、該段差部に形成されたギャップ層の膜厚が４〜１５ｎｍである。
【００１３】
本発明では、ギャップ層の厚さを４〜１５ｎｍに薄くすることで、単層構造のピンド層からの漏洩磁界が磁気抵抗効果素子の段差部からギャップ層を介して逃げるため、磁気抵抗効果素子に含まれるフリー層に対する漏洩磁界の影響が抑制される。
【００１４】
一方、上記目的を達成するための本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ギャップ上に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のうち記録媒体に対向する側の該磁気抵抗効果素子上に第１のレジストを形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の前記第１のレジストからの露出部を除去し、該磁気抵抗効果素子の記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を形成する工程と、
前記第１のレジストを除去した後、前記磁気抵抗効果素子の上面、前記段差部および前記下部ギャップの露出面を覆い、かつ該段差部での膜厚が４〜１５ｎｍとなる絶縁膜を形成する工程と、
を有するものである。
【００１５】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、
下部ギャップ上に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のうち記録媒体に対向する側の該磁気抵抗効果素子上にレジストを形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の前記レジストからの露出部を除去し、該磁気抵抗効果素子の記録媒体と対向する端部とは反対側の端部に段差部を形成する工程と、
少なくとも前記磁気抵抗効果素子の段差部および前記下部ギャップの露出面上に膜厚４〜１５ｎｍの絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜上に軟磁性膜を形成する工程と、
前記レジストを除去して、前記磁気抵抗効果素子と同一層に前記絶縁膜および前記軟磁性膜を残留させる工程と、
を有するものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、フリー層に対するピンド層からの漏洩磁界の影響が抑制されるため、磁界−抵抗検出曲線のバイアスポイントがずれるのを防止でき、高出力化と信頼性の向上を図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、ＭＲ素子中のピンド層と上部シールド層との最短距離を所定の寸法にすることを特徴とする。
（実施形態１）
本実施形態の薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。
【００１８】
図１は本発明の一実施形態による薄膜磁気ヘッドの主要部を示す断面図である。
【００１９】
本実施形態の薄膜磁気ヘッド１は、基板６１と、基板６１に形成された、記録媒体（不図示）に対する読み出しのためのＭＲ（磁気抵抗効果）素子６２を有する再生部６３、および書き込みのための誘導型磁気変換素子を有する記録部６４と、再生部６３および記録部６４を配線４１ａ〜４１ｄを介して外部と電気的に接続するためのバンプ４２ａ〜４２ｄとを有する。
【００２０】
基板６１は、Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ（アルティック）からなる。アルティックはアルミナと比較して耐磨耗性および潤滑性に優れているが、導電性が高い。そこで、基板６１の上面にはアルミナからなる下地層６５が形成され、この上に、再生部６３および記録部６４が積層される。
【００２１】
下地層６５の上には、例えばパーマロイ（ＮｉＦｅ）といった磁性材料からなる下部シールド層６６が形成されている。下部シールド層６６の上の、媒体対向面Ｓ側の端部には、ＭＲ素子６２が、その一端を媒体対向面Ｓに露出させて形成されている。ＭＲ素子６２としては、ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子、ＴＭＲ（トンネル磁気抵抗効果）素子など、磁気抵抗効果を示す感磁膜を用いた各種素子を用いることができる。ＭＲ素子６２の上には、例えばパーマロイといった磁性材料からなる上部シールド層６７が形成されている。ＭＲ素子６２は、絶縁層６８ａによって、下部シールド層６６および上部シールド層６７と絶縁されている。これら下部シールド層６６、ＭＲ素子６２、および上部シールド層６７で、再生部６３を構成する。
【００２２】
上部シールド層６７の上には、絶縁層６８ｂを介して、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅなどの、めっき法によって成膜可能な磁性材料からなる下部磁極層６９が形成されている。
【００２３】
下部磁極層６９の上には、絶縁のための記録ギャップ層７０を介して、上部磁極層７１が形成されている。記録ギャップ層７０は、媒体対向面Ｓ側の端部に、媒体対向面Ｓに一端を露出させて形成される。つまり、下部磁極層６９と上部磁極層７１とは、その一端部において、記録ギャップ層７０を介して対向している。記録ギャップ層７０の材料としては、例えば、Ｒｕやアルミナなどの非磁性金属材料が用いられる。上部磁極層７１の材料としては、例えば、パーマロイやＣｏＮｉＦｅなどの磁性材料が用いられる。下部磁極層６９と上部磁極層７１とは、媒体対向面Ｓから離れた端部で接続部７２によって磁気的に接続され、全体で一つの磁気回路を形成する。
【００２４】
下部磁極層６９と上部磁極層７１との間において、媒体対向面Ｓと接続部７２との間には、銅などの導電性材料からなるコイル７３が形成されている。コイル７３は、下部磁極層６９と上部磁極層７１とに磁束を供給するものであり、平面螺旋状となるように接続部７２の周囲を周回する形状で２層に形成されている。コイル７３は、絶縁層によって周囲と絶縁されている。コイル７３の巻数は任意である。また、本実施形態では２層のコイル７３を示したが、これに限られるものではなく、１層であってもよいし３層以上であってもよい。
【００２５】
誘導型磁気変換素子は、これら下部磁極層６９、上部磁極層７１およびコイル７３を含む。
【００２６】
オーバーコート層７４は、上部磁極層７１を覆って設けられ、上述した構造を保護する。オーバーコート層７４の材料としては、例えばアルミナなどの絶縁材料が用いられる。
【００２７】
ＭＲ素子６２には、図面の奥行き方向に互いに間隔をあけて形成された、ＭＲ素子６２で読み取った信号出力用の一対の配線４１ａ，４１ｂが接続されている。同様に、コイル７３には、図面の奥行き方向に互いに間隔をあけて形成された、書き込み信号入力用の一対の配線４１ｃ，４１ｄが接続されている。配線４１ａ〜４１ｄからは、それぞれバンプ４２ａ〜４２ｄが、積層方向に延びている。バンプ４２ａ〜４２ｄの先端は、オーバーコート層７４の表面上で、それぞれ電極パッド４３ａ〜４３ｄと接続されている。なお、図１では、バンプ４２ａ〜４２ｄおよび電極パッド４３ａ〜４３ｄを図示左右方向に並んで示しているが、これらは実際には図面の奥行き方向に並んで形成されている。
【００２８】
以下に、ＭＲ素子６２について説明する。
【００２９】
図２は本実施形態のＭＲ素子の一構成例を示す断面図である。
【００３０】
図２（ａ）に示すように、ＭＲ素子は、下部シールド層６６の上層に設けられた下部ギャップ１１４と上部シールド層６７の下層に設けられた上部ギャップ１１８との間に、ＧＭＲ膜１１６を有する構成である。上部ギャップ１１８および下部ギャップ１１４は図１に示した絶縁層６８ａに相当する。上部ギャップ１１８は、ＧＭＲ膜１１６の記録媒体と対向する端部とは反対側の端部となる後端部を覆っている。ＧＭＲ膜１１６は、その後端部に傾斜部１４５を有する。ＧＭＲ膜１１６を覆う上部ギャップ１１８の膜厚はＧＭＲ膜１１６の上面よりも傾斜部１４５の方が薄い。ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成された上部ギャップ１１８の膜厚は４０〜１５０Åである。この膜厚の設定理由については後述する。なお、１Å＝０．１ｎｍである。
【００３１】
図２（ｂ）は（ａ）に示したＧＭＲ膜の一構成例を示す断面図である。図２（ｂ）に示すように、ＧＭＲ膜１１６は、デュアル・スピンバルブ構造であり、反強磁性層１２０、下部側ピンド層となるシンセティック・ピンド層１２２、導電層１２４、フリー層１２６、導電層１２８、上部側ピンド層となるモノレイヤーピンド層１３０、および反強磁性層１３２が順に積層された構成である。
【００３２】
本実施例では、シンセティック・ピンド層１２２は、ＣｏＦｅ、Ｒｕ、およびＣｏＦｅが順に形成されている。導電層１２４、１２８はＣｕで形成されている。モノレイヤーピンド層１３０はＣｏＦｅまたはＦｅＣｏの単層である。
【００３３】
次に、図１に示したＭＲ素子の製造方法について説明する。
【００３４】
図３および図４はＭＲ素子の製造方法を示す断面図である。
【００３５】
図３（ａ）に示すように、下部シールド層６６上に下部ギャップ１１４およびＧＭＲ膜１１６を順に形成する。続いて、ＧＭＲ膜１１６上にレジスト１４４を塗布して、露光および現像を行って、図３（ｂ）に示すようにＧＭＲ膜１１６上にレジスト１４４のパターンを形成する。このレジスト１４４のパターンは、ＧＭＲ膜１１６のうち記録媒体に対向する端部から所定の距離までを覆う。その後、エッチング工程でＧＭＲ膜１１６に対してミリングを行う。これにより、図３（ｃ）に示すように、レジスト１４４で覆われていない領域のＧＭＲ膜１１６を除去するとともに、ＧＭＲ膜１１６の端部に傾斜部１４５を形成する。
【００３６】
レジスト１４４を除去した後、上部ギャップ１１８を形成するためにＧＭＲ膜１１６を覆う上部ギャップ膜１４６を下部ギャップ１１４上に成膜する（図４（ｄ））。上部ギャップ膜１４６として、例えば、アルミナを用いる。続いて、リソグラフィ工程で、ＧＭＲ膜１１６上に形成された上部ギャップ膜１４６を覆うレジスト１４８を形成する。そして、図４（ｅ）に示すようにアルゴンガスによるイオンミリングを行って、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成された上部ギャップ膜１４６の膜厚を４０〜１５０Åに形成する。その際、下部ギャップ１１４上に形成された上部ギャップ膜１４６もレジストで覆われていないため、露出した上部ギャップ膜１４６の膜厚も薄くなる。このようにして図２（ａ）に示した上部ギャップ１１８を形成する。レジスト１４８を除去した後、図４（ｆ）に示すように、上部ギャップ１１８の上に上部シールド層６７を形成する。
【００３７】
本実施例の製造方法によれば、ＧＭＲ膜１１６の上面には膜厚の厚い上部ギャップ１１８を設けるとともに、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成される上部ギャップ１１８の膜厚を所望の厚さにすることが可能となる。
【００３８】
なお、図４（ｄ）に示す工程で、膜厚４０〜１５０Åの上部ギャップ膜１４６を形成してもよい。この場合、図４（ｅ）に示したレジスト形成工程およびエッチング工程を省略でき、工程数を減らすことができる。
【００３９】
次に、本実施例のＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドの出力を調べるために行った実験方法について説明する。なお、積層構造の各膜の膜厚を化学式の後の（  ）内に示す。膜厚の単位をÅとする。
【００４０】
実験に用いた本実施例のＭＲ素子の積層構造は、下部ギャップ（Ａｌ2Ｏ3）／下地層(ＮｉＣｒ（４０）)／反強磁性層（ＩｒＭｎ（５５））／シンセティック・ピンド層（ＣｏＦｅ（５）／ＦｅＣｏ（５）／ＣｏＦｅ（５）／Ｒｕ（８）／ＣｏＦｅ（１５））／導電層（Ｃｕ（１６．５））／フリー層（ＣｏＦｅ（２０））／導電層（Ｃｕ（１７））／モノレイヤーピンド層／反強磁性層（ＩｒＭｎ（４５））／上部キャップ（Ｔａ（２０））／上部ギャップ（Ａｌ2Ｏ3）である。モノレイヤーピンド層の構成として、ＣｏＦｅ（１８）とＣｏＦｅ（２０）の２種類の水準を設けた。
【００４１】
また、本実施例のＭＲ素子の特性を従来のＭＲ素子と比較するため、従来のＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドを準備した。従来のＭＲ素子の積層構造は、下部ギャップ（Ａｌ2Ｏ3）／下地層（ＮｉＣｒ（４０））／反強磁性層（ＩｒＭｎ（５５））／シンセティック・ピンド層（ＣｏＦｅ（１８）／Ｒｕ（８）／ＣｏＦｅ（１５））／導電層（Ｃｕ（１７））／フリー層（ＣｏＦｅ（２０））／導電層（Ｃｕ（１７））／シンセティック・ピンド層（ＣｏＦｅ（１８）／Ｒｕ（８）／ＣｏＦｅ（１５））／反強磁性層（ＩｒＭｎ（７０））／上部キャップ（Ｔａ（２０））／上部ギャップ（Ａｌ2Ｏ3）である。
【００４２】
本実施例および従来例のサンプルに対して、ピンド層を一定方向に磁化するための２ステップアニールを行った。２ステップアニールの条件を以下に示す。第１アニールは、印加磁界８ｋＯｅ（１Ｏｅ＝（１／４π）×１０3Ａ／ｍ）、３時間、２７０℃である。第２アニールは、印加磁界５００Ｏｅ、１時間、２５０℃である。
【００４３】
また、各サンプルに対して、ヘッド出力として１３０Ｇｂｉｔｓ／ｉｎｃｈ2級の再生ヘッドを試作した。素子幅は０．０７μｍ、素子高さは０．０９μｍ程度である。ＱＳＴにより再生出力を評価した。印加磁界は±２００Ｏｅ、Ｉｓ＝３ｍＡである。
【００４４】
実験水準を、上述したモノレイヤーピンド層の構成の他に、下部ギャップの厚さ、上部ギャップの厚さ、およびピンド層／上部シールドの距離に設けた。ピンド層／上部シールドの距離は、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成される上部ギャップ１１８の厚さに相当する。また、ここで言うピンド層は上部側ピンド層を意味する。下部ギャップと上部ギャップの厚さの和が４００Åで一定になるようにした。
【００４５】
続いて、上記実験の測定結果について説明する。図５は測定結果を示す表である。
【００４６】
図５に示すように、従来の構造では、ヘッド出力が１１２５μＶｐｐである。本実施例では、モノレイヤーピンド層がＣｏＦｅ（１８）とＣｏＦｅ（２０）のいずれの場合も、ピンド層／上部シールドの距離が３７Åから１３４Åまでは、ヘッド出力が従来よりも大きくなっている。ピンド層／上部シールドの距離が１６２Åになると、ヘッド出力が従来よりも小さくなってしまった。また、ピンド層／上部シールドの距離が１０Åではヘッド出力が得られなかった。
【００４７】
図５に示す結果から、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成される上部ギャップの厚さが１３４〜１６２Åの範囲における所定の値よりも薄ければ、ヘッド出力が従来よりも大きくなることがわかる。これは、モノレイヤーピンド層からの漏洩磁界が上部ギャップを介して上部シールド層に逃げるため、バイアスポイントがずれるのを抑制するからである。また、上部ギャップの厚さが２５〜３７Åの範囲における所定の値よりも薄くなると、上部ギャップの絶縁層としての機能が著しく低下し、再生出力を得られなくなる。
【００４８】
これらのことから、上部ギャップ１１８の厚さの最適値を次のように求める。図５に示す測定値から予測されるヘッド出力およびその再現性を考慮すると、従来よりも出力の向上の効果が認められる厚さの上限は１５０Åとなる。一方、最適値の下限は、信頼性を考慮して３７Åよりも厚い膜厚の４０Åが望ましい。したがって、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成される上部ギャップの厚さは、４０〜１５０Åが最適となる。
【００４９】
本実施例の薄膜磁気ヘッドは、ＧＭＲ膜の記録媒体に対向する端部と反対側の端部に段差部を設けるとともに、上述したように、上部シールドとモノレイヤーピンド層の距離を十分に薄い構造にしている。そのため、モノレイヤーピンド層からの漏洩磁界が上部シールド側に逃げてゆくようになり、バイアスポイントがずれるのを防止できる。その結果、高出力化と信頼性の向上を図ることができる。
【００５０】
次に、他の実施例について説明する。本実施例は、図２に示したＧＭＲ膜と同一層に絶縁膜を介して軟磁性膜を設けたことを特徴とする。
【００５１】
図６はＭＲ素子の他の構成例を示す断面図である。なお、図２〜図４と同様な構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
図６に示すように、ＭＲ素子は、下部ギャップ１１４と上部ギャップ１１８との間にＧＭＲ膜１１６および軟磁性膜１４２が同一層に形成されている。ＧＭＲ膜１１６と軟磁性膜１４２との間には絶縁膜１４０が形成されている。ＧＭＲ膜１１６の積層構造は図２（ｂ）に示した構造と同様である。ＧＭＲ膜１１６は、図２（ａ）に示した構成と同様に端部に傾斜部１４５を有する。ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５に形成された絶縁膜１４０の膜厚は４０〜１５０Åである。この膜厚は、図５に示した実験結果に基づくものである。絶縁膜１４０は、例えば、アルミナである。
【００５３】
次に、図６に示したＭＲ素子の製造方法について説明する。なお、図３および図４に示した工程と同様な工程についてはその詳細な説明を省略する。
【００５４】
図７は図６に示したＭＲ素子の製造方法を示す断面図である。図３（ｃ）までの処理を行った後、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５、下部ギャップ１１４およびレジスト１４４上に絶縁膜１４０を成膜し、続いて、その絶縁膜１４０上に軟磁性膜１４２を成膜する（図７（ａ））。その後、レジスト１４４を除去することで、レジスト１４４の上面および側面の絶縁膜１４０および軟磁性膜１４２もリフトオフ法によりレジスト１４４と一緒に除去される。レジスト１４４を除去した後、図７（ｂ）に示すように、ＧＭＲ膜１１６および軟磁性膜１４２上に上部ギャップ１１８を形成し、上部ギャップ１１８上に上部シールド層６７を形成する。
【００５５】
図７に示した製造方法によれば、ＧＭＲ膜１１６の傾斜部１４５を覆う絶縁膜１４０の膜厚を成膜時に設定すればよいため、膜厚の制御性が向上する。また、絶縁膜１４０および軟磁性膜１４２の不要な部位をリフトオフ法で選択的に除去しているため、パターニング工程を行う必要がない。
【００５６】
本実施例のＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドの実験についても、図５で示した実験結果と同様な結果が得られた。また、本実施例のＭＲ素子では、軟磁性膜がモノレイヤーピンド層の漏洩磁界を吸収することで、バイアスポイントがずれるのを防げる。その結果、図２に示したＭＲ素子の場合と同様な効果を得ることができる。
【００５７】
なお、上記いずれの実施例についてもＧＭＲ膜１１６の上部側ピンド層を単層構造の場合で説明したが、シンセティックでない積層構造であってもよい。また、ＧＭＲ膜１１６の端部の段差に傾斜部１４５を設けたが、段差は垂直であってもよい。
（実施形態２）
本実施形態は、実施形態１の薄膜磁気ヘッドが作製されたウエハ、薄膜磁気ヘッドが設けられたスライダを有するヘッドジンバルアセンブリ、そのヘッドジンバルアセンブリが設けられたヘッドアームアセンブリ、そのヘッドアームアセンブリが設けられたヘッドスタックアセンブリ、および薄膜磁気ヘッドが設けられたスライダを有するハードディスク装置である。以下に各構成について説明する。
【００５８】
実施形態１の薄膜磁気ヘッドの製造に用いられるウエハについて説明する。
【００５９】
図８はウエハの概念的な平面図である。ウエハ１００は複数の薄膜磁気変換素子集合体１０１に区画される。薄膜磁気変換素子集合体１０１は、ＭＲ素子と誘導型磁気変換素子が積層された薄膜磁気変換素子１０２を含み、媒体対向面ＡＢＳを研磨加工する際の作業単位となる。薄膜磁気変換素子集合体１０１間および薄膜磁気変換素子１０２間には切断のための切り代（図示せず）が設けられている。
【００６０】
次に、薄膜磁気ヘッド１を用いたヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。まず、図９を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。
【００６１】
ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。スライダ２１０は、基板や薄膜磁気変換素子１０２等を有する基体２１１を備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、媒体対向面ＡＢＳが形成されている。ハードディスクが図９におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図９におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図９におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気流出側の端部（図９における左下の端部）の近傍には、薄膜磁気変換素子１０２をヘッド素子として用いた薄膜磁気ヘッド１が形成されている。
【００６２】
次に、図１０を参照して、薄膜磁気ヘッド１を用いたヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、スライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２と、ロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、アーム２３０を駆動するボイスコイルモータ（図示せず）とを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部（図示せず）が設けられている。
【００６３】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００６４】
図１０は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【００６５】
次に、図１１および図１２を参照して、薄膜磁気ヘッド１を用いたヘッドスタックアセンブリとハードディスク装置について説明する。図１１はハードディスク装置の要部を示す説明図、図１２はハードディスク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２の反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【００６６】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、スライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００６７】
本ハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッド１は、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、薄膜磁気変換素子１０２をヘッド素子として用いた再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態の薄膜磁気ヘッドの一構成例の主要部を示す断面図である。
【図２】本実施形態のＭＲ素子の一構成例を示す断面図である。
【図３】図２に示したＭＲ素子の製造方法を示す断面図である。
【図４】図２に示したＭＲ素子の製造方法を示す断面図である。
【図５】本実施形態のＭＲ素子の出力の測定結果を示す表である。
【図６】本実施形態のＭＲ素子の他の構成例を示す断面図である。
【図７】図６に示したＭＲ素子の製造方法を示す断面図である。
【図８】本発明の薄膜磁気ヘッドの製造に係るウエハの平面図である。
【図９】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図１０】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図１１】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図１２】本発明の薄膜磁気ヘッドを組み込んだハードディスク装置の平面図である。
【図１３】従来のスピンバルブヘッドの一構成例を示す断面図である。
【図１４】磁界−抵抗検出曲線を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６９】
１    薄膜磁気ヘッド
６２    ＭＲ素子
６６    下部シールド層
６７    上部シールド層
１１４    下部ギャップ
１１６    ＧＭＲ膜
１１８    上部ギャップ
１２２    シンセティック・ピンド層
１３０    モノレイヤーピンド層
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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