(57)【要約】【課題】抵抗変化量を維持しつつ、さらなる高記録密度化に対応することが可能な薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】再生ヘッド部１０Ａは、下部電極１１と、この下部電極１１上に選択的に配置されると共に磁気記録媒体２００と対向し、この磁気記録媒体２００からの信号磁場を検出するＭＲ素子２０と、トラック幅方向においてＭＲ素子２０の両隣に配置された一対の軟磁性層１７と、ＭＲ素子２０を挟んで下部電極１１と反対側に設けられ、下部電極１１と共に、ＭＲ素子２０に対して積層面と直交する方向にセンス電流を流す電流経路となる上部電極１４とを備える。一対の軟磁性層１７は、ＭＲ素子２０に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能する。このため、実効的なリードギャップおよびトラック幅の狭小化を実現することができる。その結果、より高い記録密度に対応することが可能となる。【選択図】      図５
2006323900.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体と対向する記録媒体対向面を有し、この磁気記録媒体からの信号磁場を検出する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気記録媒体のトラック幅方向において前記磁気抵抗効果素子の両隣に配置された一対の軟磁性層と、
前記記録媒体対向面と平行をなすと共に前記トラック幅方向と直交する積層方向において前記磁気抵抗効果素子および一対の軟磁性層を挟み、かつ、前記磁気抵抗効果素子に対して前記積層方向にセンス電流を流す電流経路となる第１の磁気シールド層および第２の磁気シールド層と
を備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記一対の軟磁性層は、前記第１の磁気シールド層とそれぞれ磁気的に連結するように配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記一対の軟磁性層は、絶縁層を介して前記磁気抵抗効果素子を挟むように互いに対向配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記磁気抵抗効果素子は、
前記第１の磁気シールド層の側から反強磁性層と、磁化固着層と、非磁性層と、磁化自由層とが順に積層されてなるものである
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記一対の軟磁性層は、前記磁気抵抗効果素子における反強磁性層に対応する階層に設けられている
ことを特徴とする請求項４に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記トラック幅方向において、前記磁気抵抗効果素子のうちの少なくとも前記磁化自由層を挟んで対向するように設けられた一対の磁区制御層をさらに備えた
ことを特徴とする請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記一対の軟磁性層は、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）、またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１種を加えたものである
ことを特徴とする請求項１から請求項６のうちのいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドが一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションと
を有することを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項９】
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドが一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションと、
このサスペンションの他端を支持するアームと
を含むことを特徴とするヘッドアームアセンブリ。
【請求項１０】
磁気記録媒体と、ヘッドアームアセンブリとを備えた磁気ディスク装置であって、
前記ヘッドアームアセンブリは、
請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドが一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、
この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションと、
このサスペンションの他端を支持するアームと
を含むことを特徴とする磁気ディスク装置。
【請求項１１】
基体上に第１の磁気シールド層を形成する工程と、
前記第１の磁気シールド層を選択的に覆うように第１のレジストパターンを形成する工程と、
前記第１の磁気シールド層のうちの前記第１のレジストパターンによって覆われた領域以外の領域を少なくとも覆うように軟磁性膜を形成する工程と、
前記第１のレジストパターンを除去することにより一定の距離を隔てるように配置された一対の軟磁性層を形成したのち、磁化自由層を含むように磁気抵抗効果膜を全面に亘って形成する工程と、
前記磁気抵抗効果膜上における前記一対の軟磁性層どうしの間の領域に第２のレジストパターンを形成したのち、これをマスクとして用いたドライエッチングにより前記磁気抵抗効果膜の選択的な除去を行い、一対の軟磁性層どうしの間の領域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上面以外の領域を全て覆うように絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の上に、前記磁気抵抗効果膜パターンを挟んで互いに対向するように一対の磁区制御層を形成する工程と、
前記第２のレジストパターンを除去したのち、少なくとも前記磁気抵抗効果素子および一対の磁区制御層を覆うように第２の磁気シールド層を形成する工程と
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
前記一対の軟磁性層よりも前記第２の磁気シールド層に近い側の階層に前記磁化自由層が位置するように前記磁気抵抗効果膜を形成する
ことを特徴とする請求項１１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１３】
基体上に第１の磁気シールド層を形成する工程と、
前記第１の磁気シールド層上に、磁化自由層を含む磁気抵抗効果膜を形成する工程と、
前記第１の磁気シールド層を選択的に覆うようにレジストパターンを形成したのち、これをエッチングマスクとして利用して前記磁気抵抗効果膜の選択的な除去を行い、磁気抵抗効果素子を形成する工程と、
前記レジストパターンをパターニングマスクとして用い、前記磁気抵抗効果膜が選択的に除去された領域を埋めるように、前記磁気抵抗効果素子を挟んで各々互いに対向する一対の第１の絶縁層、一対の軟磁性層、一対の第２の絶縁層および一対の磁区制御層を順に形成する工程と、
前記レジストパターンを除去したのち、少なくとも前記磁気抵抗効果素子および一対の磁区制御層を覆うように第２の磁気シールド層を形成する工程と
を含むことを特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１４】
前記磁化自由層よりも前記第１の磁気シールド層に近い側の階層に位置するように前記一対の軟磁性層を形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１５】
前記第１の磁気シールド層の側から反強磁性層と、磁化固着層と、非磁性介在層と、前記磁化自由層とを順に積層することにより前記磁気抵抗効果膜を形成する
ことを特徴とする請求項１１から請求項１４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１６】
少なくとも前記磁化自由層と対応する階層に、前記一対の磁区制御層を形成する
ことを特徴とする請求項１１から請求項１５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１７】
自らの上面が前記磁気抵抗効果素子の上面と共に共平面をなすように前記一対の磁区制御層を形成する
ことを特徴とする請求項１１から請求項１６のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１８】
ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）、またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１種を加えたものを用いて前記一対の軟磁性層を形成する
ことを特徴とする請求項１１から請求項１７のうちのいずれか１項に記載の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、再生動作時において、積層面と直交する方向に電流が流れるように構成された磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法、ならびにそのような薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ハードディスクなどの磁気記録媒体の情報を再生するにあたっては、磁気抵抗（ＭＲ：Magneto-resistive）効果を示すＭＲ素子を備えた薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。近年では、磁気記録媒体の高記録密度化が進んでいることから、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ：Giant Magneto-resistive）効果を示す巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ素子）利用した薄膜磁気ヘッドが一般的である。このようなＧＭＲ素子としては、例えば、スピンバルブ（ＳＶ：spin valve）型のＧＭＲ素子がある。
【０００３】
このＳＶ型のＧＭＲ素子は、非磁性の中間層を介して、磁化方向が一定方向に固着された磁性層（磁化固着層）と、磁化方向が外部からの信号磁界に応じて変化する磁性層（磁化自由層）とが積層された構造を有している。再生動作時において読出電流が積層面内方向に流れるように構成されたものは、特に、ＣＩＰ（Current in Plane）−ＧＭＲ素子と呼ばれる。さらに、これを備えた薄膜磁気ヘッドはＣＩＰ−ＧＭＲヘッドと呼ばれる。この場合、２つの磁性層（磁化固着層および磁化自由層）における磁化方向の相対角度に応じて読出電流を流した際に電気抵抗（すなわち電圧）が変化するようになっている。
【０００４】
最近では、さらなる記録密度の向上に対応するため、再生動作の際に、読出電流が積層面と直交する方向に流れるように構成されたＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）−ＧＭＲ素子を備えたＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの開発が進められている（例えば特許文献１参照）。このようなＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは、一般的に、ＧＭＲ素子と、このＧＭＲ素子を、絶縁膜を介してトラック幅方向に対応する方向に挟んで対向するように配置された一対の磁区制御層と、これらＧＭＲ素子および一対の磁区制御層を積層方向に沿って挟むように形成された上部および下部電極とを有している。上部および下部電極は、上部および下部シールド層を兼ねている。このような構成のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドには、再生トラック幅方向の寸法を小さくした場合にＣＩＰ−ＧＭＲヘッドと比べて高出力が得られるという利点がある。すなわち、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドでは面内方向に読出電流を流すので、再生トラック幅方向の寸法が狭小化するのに伴い読出電流が通過する感磁部分が微小となり、電圧変化量が小さくなってしまう。これに対し、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドであれば積層方向に読出電流を流すので、再生トラック幅方向の狭小化による電圧変化量に対する影響は少ないのである。このため、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは、１インチあたりのトラック数（ＴＰＩ；Tracks Per Inch）で表されるトラック密度の低減という観点においてＣＩＰ−ＧＭＲヘッドに比べて有利である。その上、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドと比較した場合、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子と上部シールド膜および下部シールド膜とのそれぞれの間に絶縁層を設ける必要がないので、その厚み分だけＢＰＩ（Bit Per Inch）で表される線記録密度を低減することができる。このような背景から、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドは、さらなる記録密度の向上に対応可能なものとしての期待が高まっている。  
【０００５】
また、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子と同様に、膜面と直交する方向に読出電流を流すように構成されたものとして、トンネルＭＲ素子（ＴＭＲ素子）がある。但し、このＴＭＲ素子は、トンネルバリア層という極薄の絶縁層を含んでいることから、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子と比較すると高い抵抗値を示すものとなっている。
【０００６】
なお、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドに関して、隣接トラックからのクロストークを低減し、高記録密度化への対応を図るようにした発明が開示されている（例えば特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−３２９９０５号公報
【特許文献２】特開平１１−２５４３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところがＣＰＰ−ＧＭＲヘッドにおけるＣＰＰ−ＧＭＲ素子そのものの厚みに関しては、信号磁場の検出感度を高めるため、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子やＴＭＲ素子と比較して一般的に大きくなる傾向にある。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子においては、抵抗変化量を稼ぐために、磁化自由層や磁化固着層の厚みを大きくすることで伝導電子が通過する際に受けるバルク散乱の寄与を効果的に増大させる必要があるからである。ここでＣＰＰ−ＧＭＲ素子の厚みが大きくなるということは、上下のシールド層間の間隔であるリードギャップが広がるということを意味する。このため、将来予想されるより厳しい高記録密度化に対応するにあたり、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子の厚みが結果的に線記録密度低減の阻害要因となってしまう可能性がある。したがって、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの利点を活かしつつ、リードギャップを狭小化するためのさらなる改善が望まれる。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、抵抗変化量を維持しつつ、さらなる高記録密度化に対応することが可能な薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法ならびにそのような薄膜磁気ヘッドを搭載したヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒体と対向する記録媒体対向面を有し、この磁気記録媒体からの信号磁場を検出する磁気抵抗効果素子と、磁気記録媒体のトラック幅方向において磁気抵抗効果素子の両隣に配置された一対の軟磁性層と、記録媒体対向面と平行をなすと共にトラック幅方向と直交する積層方向において磁気抵抗効果素子および一対の軟磁性層を挟み、かつ、磁気抵抗効果素子に対して積層方向にセンス電流を流す電流経路となる第１の磁気シールド層および第２の磁気シールド層とを備えるようにしたものである。また、本発明のヘッドジンバルアセンブリは、上記の薄膜磁気ヘッドが一側面に設けられた磁気ヘッドスライダと、この磁気ヘッドスライダが一端に取り付けられたサスペンションとを有するものである。本発明のヘッドアームアセンブリは、上記のヘッドジンバルアセンブリと、上記のサスペンションの他端を支持するアームとを含むようにしたものである。さらに、本発明の磁気ディスク装置は、磁気記録媒体と、上記のヘッドアームアセンブリとを備えるようにしたものである。
【００１０】
本発明の薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置では、一対の軟磁性層がトラック幅方向において磁気抵抗効果素子の両隣に配置されるので、再生動作の際、磁気抵抗効果素子に及ぶ不要な磁束が一対の軟磁性層に吸い込まれることとなる。このため、実効的なリードギャップおよびトラック幅が狭まることとなる。
【００１１】
本発明の薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置では、一対の軟磁性層が、前記第１の磁気シールド層とそれぞれ磁気的に連結するように配置されていてもよい。その場合には、再生動作時において一対の軟磁性層があたかも第１の磁気シールド層の一部として振る舞うこととなる。また、一対の軟磁性層が、絶縁層を介して磁気抵抗効果素子を挟むように互いに対向配置されていてもよい。
【００１２】
本発明の薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置では、磁気抵抗効果素子が、第１の磁気シールド層の側から反強磁性層と、磁化固着層と、非磁性介在層と、磁化自由層とが順に積層されたものであることが望ましい。その場合、一対の軟磁性層は、磁気抵抗効果素子における反強磁性層に対応する階層に配置されることが望ましい。
【００１３】
本発明の薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置では、第１方向において、磁気抵抗効果膜のうちの少なくとも磁化自由層を挟んで対向するように設けられた一対の磁区制御層をさらに備えるようにすることが望ましい。さらに一対の軟磁性層が、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）、またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１種を加えたものであることが望ましい。
【００１４】
本発明における第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、以下の（Ａ）〜（Ｈ）の各工程を含むようにしたものである。
（Ａ）基体上に第１の磁気シールド層を形成する工程。
（Ｂ）第１の磁気シールド層を選択的に覆うように第１のレジストパターンを形成する工程。
（Ｃ）第１の磁気シールド層のうちの第１のレジストパターンによって覆われた領域以外の領域を少なくとも覆うように軟磁性膜を形成する工程。
（Ｄ）第１のレジストパターンを除去することにより一定の距離を隔てるように配置された一対の軟磁性層を形成したのち、磁化自由層を含むように磁気抵抗効果膜を全面に亘って形成する工程。
（Ｅ）磁気抵抗効果膜上における一対の軟磁性層どうしの間の領域に第２のレジストパターンを形成したのち、これをマスクとして用いたドライエッチングにより磁気抵抗効果膜の選択的な除去を行い、一対の軟磁性層どうしの間の領域に磁気抵抗効果素子を形成する工程。
（Ｆ）磁気抵抗効果素子の上面以外の領域を全て覆うように絶縁層を形成する工程。
（Ｇ）絶縁層の上に、磁気抵抗効果素子を挟んで互いに対向するように一対の磁区制御層を形成する工程。
（Ｈ）第２のレジストパターンを除去したのち、磁気抵抗効果素子および一対の磁区制御層を覆うように第２の磁気シールド層を形成する工程。
【００１５】
本発明における第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の磁気シールド層上において、一定の距離を隔てるように一対の軟磁性層を形成したのち、それらの間の領域に磁気抵抗効果素子を形成するようにしたので、再生動作時において一対の軟磁性層があたかも第１の磁気シールド層の一部として振る舞い、磁気抵抗効果素子に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能することとなる。このため、実効的なリードギャップおよびトラック幅が狭小化する。
【００１６】
本発明における第１の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、一対の軟磁性層よりも第２の磁気シールド層に近い側の階層、すなわち一対の軟磁性層よりも上の階層に磁化自由層が位置するように磁気抵抗効果膜を形成することが望ましい。
【００１７】
本発明における第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法は、以下の（ａ）〜（ｅ）の各工程を含むようにしたものである。
（ａ）基体上に第１の磁気シールド層を形成する工程。
（ｂ）第１の磁気シールド層上に、磁化自由層を含む磁気抵抗効果膜を形成する工程。
（ｃ）第１の磁気シールド層を選択的に覆うようにレジストパターンを形成したのち、これをエッチングマスクとして利用して磁気抵抗効果膜の選択的な除去を行い、磁気抵抗効果素子を形成する工程。
（ｄ）レジストパターンをパターニングマスクとして用い、磁気抵抗効果膜が選択的に除去された領域を埋めるように、磁気抵抗効果素子を挟んで各々互いに対向する一対の第１の絶縁層、一対の軟磁性層、一対の第２の絶縁層および一対のハードバイアス層を順に形成する工程。
（ｅ）レジストパターンを除去したのち、磁気抵抗効果素子および一対のハードバイアス層を覆うように第２の磁気シールド層を形成する工程。
【００１８】
本発明における第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の磁気シールド層上に磁気抵抗効果素子を形成したのち、この磁気抵抗効果素子を挟んで互いに対向する一対の軟磁性層を形成するようにしたので、再生動作時において、一対の軟磁性層があたかも第１の磁気シールド層の一部として振る舞い、磁気抵抗効果素子に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能することとなる。このため、実効的なリードギャップおよびトラック幅が狭小化する。
【００１９】
本発明における第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、磁化自由層よりも第１の磁気シールド層に近い側の階層、すなわち磁化自由層よりも下の階層に位置するように一対の軟磁性層を形成することが望ましい。
【００２０】
本発明における第１および第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法では、第１の磁気シールド層の側から反強磁性層と、磁化固着層と、非磁性介在層と、磁化自由層とを順に積層することにより磁気抵抗効果膜を形成することが望ましい。さらに、少なくとも磁化自由層と対応する階層に、一対の磁区制御層を形成することが望ましい。さらに、一対の磁区制御層を、その上面が磁気抵抗効果素子の上面と共に共平面をなすように形成するとよい。また、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１つを加えたものを含むように一対の軟磁性層を形成することが望ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置によれば、再生動作時において、一対の軟磁性層が磁気抵抗効果素子に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能する。このため、磁気抵抗効果素子の厚みを低減することなく、すなわち抵抗変化量を維持しつつ、実効的なリードギャップおよびトラック幅を狭小化することができる。その結果、より高い記録密度に対応することが可能となる。また、本発明の第１および第２の薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、上記のような薄膜磁気ヘッドの製造を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
最初に、図１から図５を参照して、本発明の第１の実施の形態としての薄膜磁気ヘッドおよびこれを備えたヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置の構成について以下に説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る磁気ディスク装置の内部構成を表す斜視図である。この磁気ディスク装置は駆動方式としてＣＳＳ（Contact-Start-Stop）動作方式を採用したものであり、図１に示したように、例えば筐体１００の内部に、情報が記録されることとなる磁気記録媒体としての磁気記録媒体２００と、この磁気記録媒体２００への情報の記録およびその情報の再生を行うためのヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ；Head Arm Assembly）３００とを備えるようにしたものである。ＨＡＡ３００は、ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ；Head Gimbals Assembly）２と、このＨＧＡ２の基部を支持するアーム３と、このアーム３を回動させる動力源としての駆動部４とを備えている。ＨＧＡ２は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１（後出）が一側面に設けられた磁気ヘッドスライダ（以下、単に「スライダ」という。）２Ａと、このスライダ２Ａが一端に取り付けられたサスペンション２Ｂとを有するものである。このサスペンション２Ｂの他端（スライダ２Ａとは反対側の端部）は、アーム３によって支持されている。アーム３は、筐体１００に固定された固定軸５を中心軸としてベアリング６を介して回動可能なように構成されている。駆動部４は、例えばボイスコイルモータなどからなる。なお、通常、磁気ディスク装置は、図１に示したように複数（図１では４枚）の磁気記録媒体２００を備えており、各磁気記録媒体２００の記録面（表面および裏面）にそれぞれ対応してスライダ２Ａが配設されるようになっている。各スライダ２Ａは、各磁気記録媒体２００の記録面と平行な面内において、磁気記録媒体２００のトラック幅方向に対応する方向（Ｘ軸方向）に移動することができる。一方、磁気記録媒体２００は、筐体１００に固定されたスピンドルモータ７を中心とし、Ｘ軸方向に対してほぼ直交する方向に回転するようになっている。磁気記録媒体２００の回転およびスライダ２Ａの移動により磁気記録媒体２００に情報が記録され、または記録された情報が読み出されるようになっている。
【００２５】
図２は、図１に示したスライダ２Ａの構成を表すものである。このスライダ２Ａは、例えば、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）よりなるブロック状の基体８を有している。この基体８は、例えば、ほぼ六面体状に形成されており、そのうちの一面が磁気記録媒体２００の記録面に近接して対向するように配置されている。磁気記録媒体２００の記録面と対向する面が記録媒体対向面（エアベアリング面ともいう。）９であり、磁気記録媒体２００が回転すると、記録面と記録媒体対向面９との間に生じる空気流に起因する揚力により、スライダ２Ａが記録面との対向方向（Ｙ軸方向）に沿って記録面から浮上し、記録媒体対向面９と磁気記録媒体２００との間に一定の隙間ができるようになっている。基体８の記録媒体対向面９に対する一側面には、薄膜磁気ヘッド１が設けられている。
【００２６】
図３は、薄膜磁気ヘッド１の構成を分解して表す斜視図である。図４は、図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。図３および図４に示したように、薄膜磁気ヘッド１は、磁気記録媒体２００に記録された磁気情報を再生する再生ヘッド部１０と、磁気記録媒体２００の記録トラックに磁気情報を記録する記録ヘッド部４０とが一体に構成されたものである。
【００２７】
図３および図４に示したように、再生ヘッド部１０は、積層方向にセンス電流が流れるように構成されたＣＰＰ（Current Perpendicular to the Plane）−ＧＭＲ（Giant Magneto-resistive）構造をなす磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子という。）２０を有している。より詳細には、記録媒体対向面９に露出した面において、例えば基体８の上に、下部電極１１と、ＭＲ素子２０および一対の磁区制御層１２と、上部電極下地層１３と、上部電極１４と、絶縁層１６とが順に積層された構造となっている。図３および図４では図示しないが、後述するように、一対の磁区制御層１２とＭＲ素子２０との間および一対の磁区制御層１２と下部電極１１との間には一対の絶縁層１５が設けられている。さらに、下部電極１１上には、Ｘ軸方向において絶縁層１５を介してＭＲ素子２０を挟むように互いに対向した一対の軟磁性層１７（図３，図４では図示せず）が配置されている。それらの詳細な構成については、後に詳述する。
【００２８】
また、ＭＲ素子２０を挟んで記録媒体対向面９とは反対側の領域には絶縁層３１（図４参照）が充填されている。下部電極１１および上部電極１４は、例えば、厚みがそれぞれ１μｍ〜３μｍであり、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの磁性金属材料によりそれぞれ構成されている。これら下部電極１１および上部電極１４は、ＭＲ素子２０を積層方向（Ｚ軸方向）に挟んで対向し、ＭＲ素子２０に不要な磁界の影響が及ばないように機能する。さらに、下部電極１１はパッド１１Ｐと接続され、上部電極１４はパッド１４Ｐと接続されており、ＭＲ素子２０に対して積層方向（Ｚ軸方向）に電流を流す電流経路としての機能も有している。ＭＲ素子２０は、磁性材料を含む金属膜が多数積層された積層構造を有し、磁気記録媒体２００からの信号磁場を検出することにより磁気情報を読み出すように機能するものである。一対の磁区制御層１２は、磁気記録媒体２００のトラック幅方向に対応する方向（Ｘ軸方向）に沿ってＭＲ素子２０を挟んで対向するように配置されている。
【００２９】
このような構成をなす再生ヘッド部１０では、磁気記録媒体２００からの信号磁界に応じてＭＲ素子２０の電気抵抗が変化することを利用して、記録情報を読み出すようになっている。このＭＲ素子２０の詳細な構成については後述する。絶縁層３１および絶縁層１６は、例えば厚みがそれぞれ１０ｎｍ〜１００ｎｍであり、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などの絶縁材料によりそれぞれ構成されている。絶縁層３１は、主に、下部電極１１と上部電極１４とを電気的に絶縁するためのものであり、絶縁層１６は、再生ヘッド部１０と記録ヘッド部４０とを電気的に絶縁するものである。
【００３０】
続いて、記録ヘッド部４０の構成について説明する。図３および図４に示したように、記録ヘッド部４０は、再生ヘッド部１０の絶縁層１６の上に形成されており、下部磁極４１、記録ギャップ層４２、ポールチップ４３、コイル４４、絶縁層４５、連結部４６および上部磁極４７を有している。
【００３１】
下部磁極４１は、例えば、ＮｉＦｅなどの磁性材料よりなり、絶縁層１６の上に形成されている。記録ギャップ層４２は、Ａｌ2Ｏ3などの絶縁材料よりなり、下部磁極４１の上に形成されている。この記録ギャップ層４２は、ＸＹ平面におけるコイル４４の中心部に対応する位置に、磁路形成のための開口部４２Ａを有している。記録ギャップ層４２の上には、記録媒体対向面９の側から順に、ポールチップ４３、絶縁層４５および連結部４６が同一平面内に形成されている。絶縁層４５にはコイル４４が埋設されている。コイル４４は、記録ギャップ層４２上に開口部４２Ａを中心とするように形成されており、例えば銅（Ｃｕ）または金（Ａｕ）により構成されたものである。なお、コイル４４の両端末はそれぞれ電極４４Ｓ，４４Ｅに接続されている。上部磁極４７は、例えば、ＮｉＦｅなどの磁性材料よりなり、記録ギャップ層４２、ポールチップ４３，絶縁層４５および連結部４６の上に形成されている（図４参照）。この上部磁極４７は、開口部４２Ａを介して下部磁極４１と接触しており、磁気的に連結している。なお、図示しないが、Ａｌ2Ｏ3などからなるオーバーコート層が記録ヘッド部４０の上面全体を覆うように形成されている。
【００３２】
このような構成を有する記録ヘッド部４０は、コイル４４に流れる電流により、主に下部磁極４１と上部磁極４７とによって構成される磁路内部に磁束を生じ、記録ギャップ層４２の近傍に生ずる信号磁界によって磁気記録媒体２００を磁化し、情報を記録するようになっている。
【００３３】
次に、図５を参照して、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１における再生ヘッド部１０Ａ（ここでは、後述する第２の実施の形態における再生ヘッド部１０Ｂと区別するため特に再生ヘッド部１０Ａと表す。）の詳細な構成について以下に説明する。図５は、再生ヘッド部１０Ａの、図４におけるＶ矢視方向から眺めた構造を表す断面図である。
【００３４】
図５に示したように、再生ヘッド部１０Ａは、第１の磁気シールド層としての下部電極１１と、この下部電極１１の上に選択的に配置されるＭＲ素子２０と、このＭＲ素子２０のＸ軸方向における両隣に配置され、下部電極１１とそれぞれ磁気的に連結された一対の軟磁性層１７と、ＭＲ素子２０を挟んで下部電極１１と反対側に設けられた第２の磁気シールド層としての上部電極１４とを備えている。さらに、一対の絶縁層１５の上には一対の磁区制御層１２が設けられている。
【００３５】
図５に示したように、ＭＲ素子２０は、下部電極１１の側から順に下地層２１と、反強磁性層２２と、磁化固着層２３と、非磁性介在層（スペーサ層）２４と、磁化自由層（フリー層）２５と、保護層２６とが積層された構造となっている。下地層（バッファ層ともいう。）２１は、例えば、１ｎｍの厚みを有するタンタル（Ｔａ）と５ｎｍの厚みを有するニッケル鉄クロム合金（ＮｉＦｅＣｒ）とが下部電極１１の側から積層された積層構造からなり、反強磁性層２２と磁化固着層２３（より正確には、後述する第２の強磁性層２３３）との交換結合が良好に行われるように機能するものである。反強磁性層２２は、例えば、白金マンガン合金（ＰｔＭｎ）またはイリジウムマンガン合金（ＩｒＭｎ）等の反強磁性を示す材料により、例えば７ｎｍの厚みで構成される。反強磁性層２２は、磁化固着層２３の磁化方向を固定する、いわゆるピンニング層として機能するものである。
【００３６】
磁化固着層２３は、シンセティック構造と呼ばれる３層構造をなしており、第１の強磁性層２３１と、第２の強磁性層２３３と、これら第１および第２の強磁性層２３１，２３３の間に設けられた非磁性中間層２３２とを有している。より詳細には、第１の強磁性層２３１は、Ｘ軸方向に沿って固着された磁化方向を示し、例えば５ｎｍ〜６ｎｍの厚みをなしている。第２の強磁性層２３３は、第１の強磁性層２３１の磁化方向とは反対の向きに固着された磁化方向を示し、例えば４ｎｍ〜５ｎｍの厚みをなすものである。第１の強磁性層２３１は、例えば、非磁性中間層２３２との界面を形成する第１の隣接層（図示せず）を含む複数の磁性層および非磁性層が積層された多層構造をなしており、その第１の隣接層における磁気膜厚が例えば３６７ｋＡ以上１３１２ｋＡ以下となっている。一方の第２の強磁性層２３３は、例えば、非磁性中間層２３２との界面を形成する第２の隣接層（図示せず）を含む複数の磁性層および非磁性層が積層された多層構造をなしており、その第２の隣接層における磁気膜厚が例えば２３０ｋＡ以上１１７５ｋＡ以下となっている。これら第１の隣接層および第２の隣接層は、いずれも、例えば、コバルト（Ｃｏ）の含有率が７０原子パーセント（ａｔ％）以上１００原子パーセント（ａｔ％）未満であるコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）または、単体のコバルトにより構成されている。特に、コバルトと鉄との組成比が９：１であるＣｏＦｅにより構成されていることが望ましい。また、非磁性中間層２３２は、例えばルテニウム（Ｒｕ）により構成されている。なお、非磁性中間層２３２には、ルテニウムに加え、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、レニウム（Ｒｅ）、オスミウム（Ｏｓ）、イリジウム（Ｉｒ）、パラジウム（Ｐｄ）、クロム（Ｃｒ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ロジウム（Ｒｈ）または白金（Ｐｔ）などの非磁性金属材料を含むようにしてもよい。
【００３７】
非磁性介在層２４は、例えば銅や金などの高い電気伝導率を有する（電気抵抗の小さな）非磁性金属材料からなり、その厚みは例えば、３ｎｍである。非磁性介在層２４は、主に、磁化自由層２５と磁化固着層２３（特に第１の強磁性層２３１）との磁気結合を切り離すように機能するものである。読出動作時に流れる読出電流は、下部電極１１から第１の強磁性層２３１を経由したのち、この非磁性介在層２４を通過して磁化自由層２５に達する。このとき、その読出電流の受ける散乱を最小限に抑える必要があることから、上述した電気抵抗の小さな材料により非磁性介在層２４を構成することが好ましい。
【００３８】
磁化自由層２５は、外部磁界に応じて変化する磁化方向を示すものであり、第１の強磁性層２３１を挟んで第２の強磁性層２３３とは反対側に形成されている。磁化自由層２５は、例えば、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）やニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などからなる強磁性膜と、銅などからなる非磁性膜とを含む多層構造をなしている。磁化自由層２５の厚みは、例えば７ｎｍ〜８ｎｍである。この磁化自由層２５における磁化方向は、外部磁界（本実施の形態では磁気記録媒体２００からの信号磁界）の向きや大きさに応じて変化するようになっている。なお、磁化自由層２５は、コバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）やニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの強磁性材料からなる単層構造であってもよい。
【００３９】
保護層２６は、例えば、厚みが５ｎｍの銅層と厚みが１０ｎｍのルテニウム層とが積層された２層構造となっており、製造過程において、成膜後のＭＲ素子２０を保護するように機能するものである。
【００４０】
一対の軟磁性層１７は、高透磁率かつ高比抵抗を示す材料、例えば、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）、または、これらニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１種を加えたものにより構成され、互いに距離Ｗ１を隔てて配置されている。一対の軟磁性層１７とＭＲ素子２０の端部とは、それぞれ互いに距離Ｗ２の隙間を有している。距離Ｗ１は、例えば２００ｎｍであり、距離Ｗ２は、例えば５０ｎｍである。また、一対の軟磁性層１７は例えば１５ｎｍの厚みを有しており、ＭＲ素子２０における下地層２１および反強磁性層２２に対応する階層に設けられている。さらに、磁化固着層２３および非磁性介在層２４に対応する階層にまで及ぶようにしてもよい。但し、軟磁性層１７の上面１７ＵＳが、磁化自由層２５の下面２５ＬＳと同等の高さ、または下面２５ＬＳよりも下側に位置することが望ましい。
【００４１】
一対の絶縁層１５は、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮなどの電気絶縁性を有する材料によって構成され、ＭＲ素子２０の両端面２０Ｓから下部電極１１の上面を経て、一対の軟磁性層１７の上面１７ＵＳに至るまで連続的に覆うように形成されている。
【００４２】
一対の磁区制御層１２は、例えば、コバルト白金合金（ＣｏＰｔ）などにより構成され、Ｘ軸方向においてＭＲ素子２０を挟むように対向配置されている。一対の磁区制御層１２は、磁化自由層２５に縦バイアス磁界を印加することで磁化自由層２５の単磁区化を促進し、バルクハウゼンノイズの発生を抑制するように機能するものである。ここで一対の磁区制御層１２は、一対の絶縁層１５が介在することによって、ＭＲ素子２０、下部電極１１および一対の軟磁性層１７の全てと電気的に絶縁された状態となっている。なお、一対の絶縁層１５との間にクロムチタン合金（ＣｒＴｉ）やタンタル（Ｔａ）などからなる下地層を挿入するようにしてもよい。さらに、上部電極下地層１３を介して形成される上部電極１４の下面１４ＬＳを平坦とし、より良好な再生波形を得るために、磁区制御層１２の上面１２ＵＳが、ＭＲ素子２０の上面２０ＵＳと共に共平面をなすように構成されていることが望ましい。
【００４３】
上部電極下地層１３は、チタン（Ｔｉ）やタンタル（Ｔａ）などの非磁性材料などからなる単層構造または２層構造をなすものであり、上部電極１４を形成する際のめっき下地層として機能する。さらに、上部電極下地層１３は、磁化自由層２５の厚み方向（Ｚ軸方向）における位置のバランスを調整するものとしても機能する。すなわち、ＭＲ素子２０と接する部分の厚み１３Ｔの大きさを変化させることにより、磁化自由層２５と上部電極１４との距離を調節することができる。その結果、ビット方向の再生波形の対称性が向上し、かつ、下部電極１１および上部電極１４に起因する不安定性（instability）を改善することができる。
【００４４】
下部および上部電極１１，１４は、磁気記録媒体２００の磁気情報を読み出す再生動作時において、ＭＲ素子２０に対してＺ軸方向にセンス電流を流すための電流経路として機能するようになっている。
【００４５】
ここで、上記のような構成を有する再生ヘッド部１０Ａを利用した薄膜磁気ヘッド１の再生動作について、図３から図５を参照して説明する。
【００４６】
再生ヘッド部１０Ａにより磁気記録媒体２００に記録された情報を読み出す際には、記録媒体対向面９が磁気記録媒体２００の記録面と対向した状態となっている。このとき、ＭＲ素子２０には予め、下部電極１１および上部電極１４を介して積層方向（Ｚ軸方向）に読出電流が流されている。すなわち、ＭＲ素子２０の内部を、下地層２１、反強磁性層２２、磁化固着層２３、非磁性介在層２４、磁化自由層２５および保護層２６の順に、あるいは、その逆の順に読出電流が流されている。ＭＲ素子２０においては、信号磁界によって磁化方向が変化する磁化自由層２５と、反強磁性層２２によって磁化方向がほぼ一定方向に固定されて信号磁界の影響を受けない磁化固着層２３との間で、相対的な磁化の向きが変化する。その結果、伝導電子のスピン依存散乱の変化が起こり、ＭＲ素子２０の電気抵抗に変化が生じる。この電気抵抗の変化は出力電圧の変化をもたらし、この電流変化を検知することにより、磁気記録媒体２００の記録情報を読み出すことができる。また、一対の絶縁層１５を設けることにより、下部電極１１と上部電極１４との間を流れるセンス電流が、一対の磁区制御層１２にほとんど漏れることがなくなる。すなわち、読出電流がＸ軸方向に広がることなく確実にＭＲ素子２０の幅に限定されて通過することとなるので、磁化自由層２５の磁化方向変化による読出電流の抵抗変化を、より高感度に検出することができる。
【００４７】
さらに、一対の軟磁性層１７を設けたことにより、再生動作時において、この一対の軟磁性層１７があたかも下部電極１１の一部として振る舞い、ＭＲ素子２０に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能する。このため、実効的なリードギャップおよび実効的なトラック幅が狭まることとなる。ここでいう不要な磁束とは、読出対象とするトラックの両隣に位置するトラックからの信号磁場が形成する磁束や、同一トラック上の、読出対象とするビットの前後に位置するビットからの信号磁場が形成する磁束を意味する。この場合、距離Ｗ２を最適化することにより、読出対象とするトラックからの信号磁場が形成する磁束を減少させることなく両隣からの不要な磁束のみを除去することが可能となる。したがって、ＭＲ素子２０の厚みを低減することなく、すなわちＭＲ素子２０の抵抗変化量を維持しつつ、より高い記録密度で記録された磁気記録媒体２００に対応することが可能となる。
【００４８】
続いて、図６から図１３を参照して、薄膜磁気ヘッド１の製造方法について説明する。ここでは、主に再生ヘッド部１０Ａを形成する部分について詳細に説明する。
【００４９】
本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法では、まず、図６に示したように、基体８の一側面上に下部電極１１を形成したのち、この下部電極１１を選択的に覆うようにレジストパターン５１を形成する。この場合、所定の溶剤を使用してレジストパターン５２の端部を一部除去し、アンダーカットを形成するようにしてもよい。こののち、下部電極１１のうちのレジストパターン５１によって覆われた領域以外の領域を少なくとも覆うように軟磁性膜１７Ｚを形成する。
【００５０】
続いて、図７に示したように、レジストパターン５１を除去することにより一定の距離Ｗ１を隔てるように配置された一対の軟磁性層１７を形成したのち、ＭＲ膜２０Ｚを全面に亘って形成する。具体的には、スパッタリング等を用いて、下地層２１、反強磁性層２２、磁化固着層２３、非磁性介在層２４、磁化自由層２５および保護層２６を順に積層することによりＭＲ膜２０Ｚを形成する。さらに、２７０℃の温度下で１０×（２５０／π）Ａ／ｍの磁場を付与しながら３時間に亘ってアニール処理を施すことにより磁化固着層２３の磁化方向を固着させる。こののち、必要に応じて、磁化固着層２３の磁化方向と直交する方向に所定の磁場を付与しながらアニール処理することにより磁化自由層２５の初期の磁化方向を設定する。ＭＲ膜２０Ｚは、のちにＭＲ素子２０となるものである。なお、図６〜図１３においては、ＭＲ素子２０ならびにその形成過程におけるＭＲ膜２０Ｚの内部構造については図示を省略するが、いずれも上記した図５に示したＭＲ素子２０と対応する内部構造を有している。
【００５１】
次に、図８に示したように、ＭＲ膜２０Ｚ上における一対の軟磁性層１７どうしの間の領域に、素子幅よりも僅かに大きな幅Ｗ２０を有するようにレジストパターン５２を選択的に形成する。この場合、所定の溶剤を使用してレジストパターン５２の端部を一部除去し、アンダーカットを形成するようにしてもよい。レジストパターン５２を形成したのち、これをマスクとして用いたドライエッチング（例えば、イオンミリングやＲＩＥ）によりＭＲ膜２０Ｚの選択的な除去を行う。この場合、少なくとも下部電極１１の上面に達するまでドライエッチングを行う。これにより、一対の軟磁性層１７どうしの間の領域に幅Ｔｗを有するＭＲ素子２０が現れる。この幅Ｔｗは、ＭＲ素子２０の平均的な素子幅を表す。
【００５２】
ＭＲ素子２０を形成したのち、図９に示したように、これをＸ軸方向に挟んで両側に隣接するように、一対の絶縁層１５および一対の磁区制御層１２を形成する。具体的には、例えばスパッタリング等により、全面に亘って絶縁層１５と磁区制御層１２とを順に形成する。
【００５３】
さらに、レジストパターン５２を除去したのち、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、ＭＲ素子２０、絶縁層１５、および磁区制御層１２を選択的に覆うようにレジストパターン５３を形成する。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）に対応する平面図であり、図１０（Ｂ）に示したＸＡ−ＸＡ切断線に沿った矢視方向の断面図が図１０（Ａ）である。ここでは図１０（Ｂ）に示したように、Ｘ軸方向に沿って延在する帯状のレジストパターン５３を形成する。
【００５４】
レジストパターン５３を形成したのち、図１１（Ａ），（Ｂ）に示したように、これをエッチングマスクとして用い、レジストパターン５３に覆われていない領域に対して下部電極１１に至るまでドライエッチングを施すことでＭＲ素子２０、絶縁層１５、および磁区制御層１２の加工を行う。さらに、ドライエッチングにより除去された空間を埋めるように絶縁層３１を充填したのち、レジストパターン５３を除去する。ここで、図１１（Ｂ）は図１０（Ｂ）に続く工程を表す平面図であり、図１１（Ｂ）に示したXIＡ−XIＡ切断線に沿った矢視方向の断面図が図１１（Ａ）である。
【００５５】
続いて、図１２に示したように、ＭＲ素子２０および一対の磁区制御層１２を含む全体を覆うように上部電極下地層１３と、第２の磁気シールド層としての上部電極１４とを順に形成する。ここでは、例えばスパッタリングにより上部電極下地層１３を形成したのち、これをめっき下地層としためっき法により上部電極１４を形成する。さらに、図３および図４に示したように、全面に亘って絶縁層１６を形成することにより、再生ヘッド部１０Ａが一応完成する。続いて、再生ヘッド部１０Ａの上に、下部磁極４１と記録ギャップ層４２とを順に形成し、記録ギャップ層４２の上に選択的にコイル４４を形成する。さらに、記録ギャップ層４２の一部をエッチングすることにより開口部４２Ａを形成する。さらに、コイル４４を覆うように絶縁層４５を形成したのち、ポールチップ４３および連結部分４６を順次形成する。最後に全体を覆うように上部磁極４７を形成することにより記録ヘッド部４０が一応完成する。こののち、例えば、スライダ２Ａをラッピング処理して記録媒体対向面９を形成する（図１３参照）など、所定の工程を経ることにより、薄膜磁気ヘッド１が完成する。なお、図１３は、ラッピング処理後のＭＲ素子２０を含む積層面（ＸＹ平面）と平行な断面図である。
【００５６】
以上説明したように、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１における再生ヘッド部１０Ａでは、ＭＲ素子２０の両隣に下部電極１１と磁気的に連結した一対の軟磁性層１７を設けるようにしたので、再生動作時において、この一対の軟磁性層１７があたかも下部電極１１の一部として振る舞い、ＭＲ素子２０に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能する。このため、ＭＲ素子２０の厚みを低減することなく（抵抗変化量を維持しつつ）、実効的なリードギャップおよび実効的なトラック幅を狭小化することができる。ここで一対の軟磁性層１７を下部電極１１と磁気的に連結するようにしたので、より確実に不要な磁束を除去することができる。特に、ＭＲ素子２０は、下部電極１１の側から反強磁性層２２、磁化固着層２３、非磁性介在層２４、磁化自由層２５が順に積層されたボトムスピンバルブ構造をなしていることから、比較的狭いトラック幅に対応した素子幅Ｔｗを確保しつつ、下地層２１、反強磁性層２２および磁化固着層２３の体積を稼ぐことにより比較的大きな抵抗変化量をも確保することができる。したがって、より高い記録密度に対応することが可能となる。
【００５７】
さらに、このようなＭＲ素子２０の構造に対応して、一対の軟磁性層１７は下地層２１および反強磁性層２２と同じ階層に位置するように下部電極１１上に設けられているので、上部電極１４と下部電極１１との間における実効的な中間位置にＭＲ素子２０を配置することができる。したがって、ビット方向の再生波形の対称性が改善され、バランスのとれた良好な再生波形を得ることができる。
【００５８】
特に、一対の軟磁性層１７は、ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）、またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１種を加えたものとするようにしたので、より効率的に不要な磁束を吸収することができる。このため、高記録密度化にあたって、より好適なものとなっている。
【００５９】
さらに、磁化自由層２５を挟んで対向するように一対の磁区制御層１２を設けるようにしたので、磁化自由層２５における単磁区化が十分に促進され、バルクハウゼンノイズの発生を十分に抑制することができる。
【００６０】
［第２の実施の形態］
続いて、図１４〜図２１を参照して、本発明の第２の実施の形態としての薄膜磁気ヘッドについて以下に説明する。なお、上記第１の実施の形態と実質的に同等の構成部材については同じ符号を付し、その説明については適宜省略する。また、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドを備えたヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置の構成は上記第１の実施の形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。
【００６１】
まず、図１４を参照して、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１における再生ヘッド部１０Ｂの構成について説明する。図１４は、図５に示した再生ヘッド部１０Ａと対比されるものであり、再生ヘッド部１０Ｂの構造を表す断面図である。
【００６２】
図１４に示したように、再生ヘッド部１０Ｂは、下部電極１１と、この下部電極１１の上に選択的に配置されるＭＲ素子２０と、このＭＲ素子２０の両端面２０Ｓと下部電極１１の上面１１Ｓとを連続的に覆う一対の絶縁層１５と、この一対の絶縁層１５を覆い、ＭＲ素子２０のＸ軸方向における両隣に配置された一対の軟磁性層１８と、一対の軟磁性層１８の上に順に積層された一対の絶縁層１９および一対の磁区制御層１２と、ＭＲ素子２０を挟んで下部電極１１と反対側に設けられた上部電極１４とを備えている。
【００６３】
一対の軟磁性層１８は、一対の軟磁性層１７と同様に、高透磁率かつ高比抵抗を示す材料、例えばニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）、またはニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）もしくはニッケル鉄コバルト合金（ＮｉＦｅＣｏ）にタンタル（Ｔａ）、ニオブ（Ｎｂ）およびモリブデン（Ｍｏ）のうちの少なくとも１種を加えたものにより構成され、一対の絶縁層１５を介してＭＲ素子２０の両端面２０Ｓの傾斜に沿った断面形状をなしている。したがって、再生ヘッド部１０Ａにおける距離Ｗ２の隙間に相当するものは存在せず、ＭＲ素子２０と一対の軟磁性層１８とが一対の絶縁層１５を介して互いに近接した状態となっている。一対の軟磁性層１８は例えば１５ｎｍの厚みを有しており、ＭＲ素子２０における下地層２１および反強磁性層２２に対応する階層に主に設けられている。ここで、軟磁性層１８の、最も下部電極１１から離れた位置ある頂点１８Ｐは、磁化自由層２５の下面２５ＬＳと同等の高さ、または下面２５ＬＳよりも下側に位置することが望ましい。
【００６４】
一対の軟磁性層１８を覆う一対の絶縁層１９は、下部電極１１と上部電極１４との間の絶縁性を十分に確保し、ＭＲ素子２０に対してのみセンス電流が流れるようにするためのものであり、Ａｌ2Ｏ3またはＡｌＮなどの電気絶縁性材料によって構成されている。
【００６５】
上記のような構成を有する再生ヘッド部１０Ｂを利用した薄膜磁気ヘッド１の再生動作については、上記第１の実施の形態と同様である。本実施の形態においても、再生動作の際、一対の軟磁性層１８がＭＲ素子２０に及ぶ不要な磁束を吸い込むように機能する。このため、実効的なリードギャップおよび実効的なトラック幅が狭まることとなる。
【００６６】
続いて、図１５から図２１を参照して、本実施の形態の薄膜磁気ヘッド１の製造方法について説明する。ここでは、主に再生ヘッド部１０Ｂを形成する部分について詳細に説明する。
【００６７】
本実施の形態では、まず、図１５に示したように、基体８の一側面上に下部電極１１を形成したのち、全面に亘ってＭＲ膜２０Ｚを全面に亘って形成する。次に、図１６に示したように、ＭＲ膜２０Ｚの上に、素子幅よりも僅かに大きな幅Ｗ２０を有するようにレジストパターン５４を選択的に形成する。この場合、所定の溶剤を使用してレジストパターン５４の端部を一部除去し、アンダーカットを形成するようにしてもよい。こののち、レジストパターン５４をマスクとして用いたドライエッチング（例えば、イオンミリングやＲＩＥ）によりＭＲ膜２０Ｚの選択的な除去を行う。この場合、少なくとも下部電極１１の上面に達するまでドライエッチングを行う。あるいは、僅かに下部電極１１を掘り下げるようにしてもよい。これにより、幅Ｔｗを有するＭＲ素子２０が現れる。この幅Ｔｗは、ＭＲ素子２０の平均的な素子幅を表す。
【００６８】
ＭＲ素子２０を形成したのち、図１７に示したように、レジストパターン５４をパターニングマスクとして利用してスパッタリングを行い、ＭＲ素子２０をＸ軸方向に挟んで両側に隣接するように一対の絶縁層１５、一対の軟磁性層１８、一対の絶縁層１９（第２の絶縁層）および一対の磁区制御層１２をこの順に形成する。
【００６９】
さらに、レジストパターン５４を除去したのち、図１８（Ａ），（Ｂ）に示したように、ＭＲ素子２０、絶縁層１５、磁区制御層１２および絶縁層１９を選択的に覆うようにレジストパターン５５を形成する。図１８（Ｂ）は図１８（Ａ）に対応する平面図であり、図１８（Ｂ）に示したXVIIIＡ−XVIIIＡ切断線に沿った矢視方向の断面図が図１８（Ａ）である。ここでは図１８（Ｂ）に示したように、Ｘ軸方向に沿って延在する帯状のレジストパターン５５を形成する。
【００７０】
レジストパターン５５を形成したのち、図１９（Ａ），（Ｂ）に示したように、これをエッチングマスクとして用い、レジストパターン５５に覆われていない領域に対して下部電極１１に至るまでドライエッチングを施し、ＭＲ素子２０、絶縁層１５，１９および磁区制御層１２の加工を行う。さらに、ドライエッチングにより除去された空間を埋めるように絶縁層３１を充填したのち、レジストパターン５５を除去する。ここで、図１９（Ｂ）は図１８（Ｂ）に続く工程を表す平面図であり、図１９（Ｂ）に示したIXXＡ−IXXＡ切断線に沿った矢視方向の断面図が図１９（Ａ）である。
【００７１】
続いて、図２０に示したように、ＭＲ素子２０および一対の磁区制御層１２を含む全体を覆うように上部電極下地層１３と、第２の磁気シールド層としての上部電極１４とを順に形成する。ここでは、例えばスパッタリングにより上部電極下地層１３を形成したのち、これをめっき下地層としためっき法により上部電極１４を形成する。さらに、図３および図４に示したように、全面に亘って絶縁層１６を形成することにより、再生ヘッド部１０Ｂが一応完成する。
【００７２】
こののち、再生ヘッド部１０Ｂの上に、上記第１の実施の形態と同様の手順により記録ヘッド部４０を形成する。さらに、例えば、スライダ２Ａをラッピング処理して記録媒体対向面９を形成する（図２１参照）など、所定の工程を経ることにより、薄膜磁気ヘッド１が完成する。なお、図２１は、ラッピング処理後のＭＲ素子２０を含む積層面（ＸＹ平面）と平行な断面図である。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態によれば、特に、一対の軟磁性層１７がＭＲ素子２０の両端面２０Ｓの傾斜形状に沿ってＭＲ素子２０と近接配置されるようにしたので、再生ヘッド部１０Ａと比較した場合、読出対象としないトラックからの不要な信号磁場が効率よく除去され、いわゆるサイドリーディングをより確実に防止することができる。
【００７４】
また、このような再生ヘッド部１０Ｂは、上記第１の実施の形態における再生ヘッド部１０Ａと比べて容易、かつ、簡素に製造することができる。すなわち、高精度なアライメント（位置合わせ）が不要であるうえ、比較的少ない工程によって製造可能である。
【実施例】
【００７５】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
【００７６】
以下に述べる本発明の第１，第２の実施例（実施例１，２）は、それぞれ、上記第１および第２の実施の形態において説明した製造方法に基づき、図５および図１４に示した断面構造を有する再生ヘッド部１０Ａ，１０Ｂ（ＭＲ素子２０の構成材料および膜厚については表１に示したとおりである。）を備えた薄膜磁気ヘッドのサンプルを形成し、これらのサンプルについて特性調査をおこなったものである。その結果を表２に示す。
【００７７】
【表１】
2006323900.tif 000003
【００７８】
【表２】
2006323900.tif 000004
【００７９】
特性調査を行った項目は、表２に示したように、特定周波数（ここでは１５０ＭＨｚ）の信号に対するＳ／Ｎ（SpiS/Nと表示）、再生波形の半値幅PW50および実効トラック幅MRWuの３つである。ここでは、軟磁性層に相当するものを有しないサンプルを作製して同様の特性調査を行い、実施例１，２の基準となる比較例とした。表２に示したように、実施例１，２では、いずれの場合もSpiS/N、再生波形の半値幅PW50および実効トラック幅MRWuが改善されていることが確認された。特に、一対の軟磁性層をＭＲ膜と近接するように配置した第２の実施の形態（図１４）に対応する実施例２では実施例１よりも改善幅が大きく、より高い記録密度に対応可能なことが確認された。
【００８０】
以上、いくつかの実施の形態および実施例（以下、実施の形態等）を挙げて本発明を説明したが、本発明は、これらの実施の形態等に限定されず、種々変形可能である。例えば、本実施の形態等では、再生ヘッド部および記録ヘッド部の双方を有する複合型の薄膜磁気ヘッドを例に挙げて説明するようにしたが、再生ヘッド部のみ備えた再生専用の薄膜磁気ヘッドであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施の形態としての薄膜磁気ヘッドを備えたアクチュエータアームの構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示したアクチュエータアームにおけるスライダの構成を表す斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態としての薄膜磁気ヘッドの構成を表す分解斜視図である。
【図４】図３に示した薄膜磁気ヘッドのＩＶ−ＩＶ線に沿った矢視方向の構造を表す断面図である。
【図５】図４に示した薄膜磁気ヘッドのＶ矢視方向から眺めた要部構成を表す断面図である。
【図６】図５に示した薄膜磁気ヘッドを製造する方法における一工程を表す要部断面図である。
【図７】図６に続く一工程を表す要部断面図である。
【図８】図７に続く一工程を表す要部断面図である。
【図９】図８に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１０】図９に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１１】図１０に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１２】図１１に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１３】図１２に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１４】本発明の第２の実施の形態としての薄膜磁気ヘッドの要部構成を表す断面図である。
【図１５】図１４に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１６】図１５に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１７】図１６に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１８】図１７に続く一工程を表す要部断面図である。
【図１９】図１８に続く一工程を表す要部断面図である。
【図２０】図１９に続く一工程を表す要部断面図である。
【図２１】図２０に続く一工程を表す要部断面図である。
【符号の説明】
【００８２】
１…薄膜磁気ヘッド、２…ヘッドジンバルアセンブリ（ＨＧＡ）、２Ａ…スライダ、２Ｂ…サスペンション、３…アーム、４…駆動部、５…固定軸、６…ベアリング、７…スピンドルモータ、８…基体、９…記録媒体対向面、１０…再生ヘッド部、１１…下部電極、１２…磁区制御層、１３…上部電極下地層、１４…上部電極、１５，１６，１９…絶縁層、１７，１８…軟磁性層、２０…磁気抵抗効果（ＭＲ）膜、２１…下地層、２２…反強磁性層、２３…磁化固着層、２３１…第１の強磁性層、２３２…非磁性中間層、２３３…第２の強磁性層、２４…非磁性介在層、２５…磁化自由層、２６…保護層、４１…下部磁極、４２…記録ギャップ層、４３…ポールチップ、４４…コイル、４５…絶縁層、４６…連結部、４７…上部磁極、１００…筐体、２００…磁気記録媒体、３００…ヘッドアームアセンブリ（ＨＡＡ）。
【図１】
2006323900.tif 000005
【図２】
2006323900.tif 000006
【図３】
2006323900.tif 000007
【図４】
2006323900.tif 000008
【図５】
2006323900.tif 000009
【図６】
2006323900.tif 000010
【図７】
2006323900.tif 000011
【図８】
2006323900.tif 000012
【図９】
2006323900.tif 000013
【図１０】
2006323900.tif 000014
【図１１】
2006323900.tif 000015
【図１２】
2006323900.tif 000016
【図１３】
2006323900.tif 000017
【図１４】
2006323900.tif 000018
【図１５】
2006323900.tif 000019
【図１６】
2006323900.tif 000020
【図１７】
2006323900.tif 000021
【図１８】
2006323900.tif 000022
【図１９】
2006323900.tif 000023
【図２０】
2006323900.tif 000024
【図２１】
2006323900.tif 000025