(57)【要約】【課題】積層面に垂直な方向に電流を流して出力を取り出すＭＲ読出しヘッド素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、書込みヘッド素子から読出しヘッド素子へのクロストークを防止可能とする。【解決手段】下部電極を兼用する下部シールド層及び上部電極を兼用する上部シールド層と、下部シールド層及び上部シールド層間に形成されており積層面に垂直な方向に電流を流して出力を取り出すＭＲ積層体とを有する読出しヘッド素子と、読出しヘッド素子上に積層された下部磁極層と、下部磁極層に磁気ギャップ層を挟んで対向する上部磁極層とを有する書込みヘッド素子と、下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層にガード電位を供給するガード電位供給手段とを備えている。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極を兼用する下部シールド層及び上部電極を兼用する上部シールド層と、該下部シールド層及び上部シールド層間に形成されており積層面に垂直な方向に電流を流して出力を取り出す磁気抵抗効果積層体とを有する読出しヘッド素子と、
下部磁極層と、該下部磁極層に磁気ギャップ層を挟んで対向する上部磁極層とを有し、前記読出しヘッド素子と積層構造にある書込みヘッド素子と、
前記下部磁極層及び前記上部磁極層のうちの前記読出しヘッド素子に近い側の磁極層にガード電位を供給するガード電位供給手段とを備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記ガード電位供給手段が、前記下部磁極層及び前記上部磁極層のうちの前記読出しヘッド素子に近い側の磁極層に前記磁気抵効果積層体の電位を供給する供給手段であ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】
前記供給手段が、前記下部磁極層及び前記上部磁極層のうちの前記読出しヘッド素子に近い側の磁極層と前記下部シールド層又は前記上部シールド層とを電気的に接続する手段であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記供給手段が、外部からのガード電位を前記下部磁極層及び前記上部磁極層のうちの前記読出しヘッド素子に近い側の磁極層に供給する手段であることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記読出しヘッド素子の前記書込みヘッド素子とは反対側の面側に、前記ガード電位供給手段からガード電位が供給された導電層を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記読出しヘッド素子と前記書込みヘッド素子との間に、前記ガード電位供給手段からガード電位が供給された導電層を備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記導電層が、当該薄膜磁気ヘッドの基板であることを特徴とする請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記導電層が、当該薄膜磁気ヘッドの基板上に別個に形成された導電層であることを特徴とする請求項５又は６に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
前記磁気抵抗効果積層体が、トンネル磁気抵抗効果積層体であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記磁気抵抗効果積層体が、垂直方向電流通過型巨大磁気抵抗効果積層体であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、積層面に垂直な方向に電流を流して出力を取り出す磁気抵抗効果（ＭＲ）読出しヘッド素子と書込みヘッド素子とを有する複合型の薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の大容量小型化に伴い、高感度かつ高出力の薄膜磁気ヘッドが要求されている。この要求に対応するため、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）読出しヘッド素子を有するＧＭＲヘッドの特性改善が進んでおり、一方では、ＧＭＲヘッドの２倍以上の抵抗変化率が期待できるトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）読出しヘッド素子を有するＴＭＲヘッドの開発も積極的に行われている。
【０００３】
ＴＭＲヘッドと一般的なＧＭＲヘッドとでは、センス電流の流れる方向の違いからヘッド構造が互いに異なっている。一般的なＧＭＲヘッドのように、積層面（膜面）に対して平行にセンス電流を流すヘッド構造をＣＩＰ（ＣｕｒｒｅｎｔＩｎ Ｐｌａｎｅ）構造と呼び、ＴＭＲヘッドのように膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すヘッド構造をＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｔｏ Ｐｌａｎｅ）構造と呼んでいる。最近は、後者のＣＰＰ構造を有するＧＭＲヘッドの開発も行われている（例えば、特許文献１、２、３、４）。
【０００４】
このようなＴＭＲヘッドやＧＭＲヘッドなどの特に読出しヘッド素子は、薄層化が進んでおり、その印加電圧に対する絶縁耐力が非常に低い。読出しヘッド素子の絶縁耐力が低いと、静電放電（ＥＳＤ）による素子への悪影響や素子破壊が大きな問題となる。
【０００５】
ＥＳＤによるＭＲ読出しヘッド素子への悪影響を排除して信頼性を高めるため、ＭＲ膜を間に挟む下部シールド層及び上部シールド層をグランドに導通させた薄膜磁気ヘッドが提案されている（特許文献５）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−２７５７６９号公報
【特許文献２】
特開平４−３６０００９号公報
【特許文献３】
特開平５−９００２６号公報
【特許文献４】
特開平９−１２９４４５号公報
【特許文献５】
特開平１１−１７５９３１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
最近の薄膜磁気ヘッドでは、さらに、より高い記録密度を得るために書込み周波数をより高めることが行われている。このため、読出しヘッド素子と書込みヘッド素子とを有する複合型薄膜磁気ヘッドでは、書込み電流が読出しヘッド素子側に伝播するクロストークが大きな問題となってきている。特にＴＭＲヘッドやＧＭＲヘッドは、印加電圧に対する絶縁耐力が低いので、読出しヘッド素子の端子間に発生するクロストークに起因する電圧が加わるとＥＳＤ同様に素子破壊が生じる可能性がある。完全な破壊に至らなくとも、１Ω以下の抵抗変化が生じて、これが出力電圧の低下や不安定性を引き起こす可能性がある。
【０００８】
特許文献５と同様に、下部シールド層及び上部シールド層をグランドに導通させて読出しヘッド素子の遮蔽を行えば、このような不都合は回避可能である。しかしながら、ＴＭＲヘッドやＣＰＰ構造のＧＭＲヘッドのごとく、膜面に対して垂直方向にセンス電流を流す読出しヘッド素子を備えた薄膜磁気ヘッドにおいては、下部シールド層及び上部シールド層自体が電極を構成しているため、これらをグランドに導通させて読出しヘッド素子の遮蔽を行うことができない。
【０００９】
従って本発明の目的は、積層面に垂直な方向に電流を流して出力を取り出すＭＲ読出しヘッド素子を有する薄膜磁気ヘッドにおいて、書込みヘッド素子から読出しヘッド素子へのクロストークを防止可能とすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、下部電極を兼用する下部シールド層及び上部電極を兼用する上部シールド層と、下部シールド層及び上部シールド層間に形成されており積層面に垂直な方向に電流を流して出力を取り出す磁気抵抗効果積層体とを有する読出しヘッド素子と、読出しヘッド素子に積層された下部磁極層と、下部磁極層に磁気ギャップ層を挟んで対向する上部磁極層とを有する書込みヘッド素子と、下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層にガード電位を供給するガード電位供給手段とを備えた薄膜磁気ヘッドが提供される。
【００１１】
読出しヘッド素子及び書込みヘッド素子との間に積層されている下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層にガード電位が供給されているため、書込み電流の読出しヘッド素子へのクロストークを確実に防止することができると共に、読出しヘッド素子の読出し周波数特性を向上させることが可能となる。
【００１２】
ガード電位供給手段が、下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層にＭＲ積層体の電位を供給する供給手段であることが好ましい。この場合、供給手段が、下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層と下部シールド層又は上部シールド層とを電気的に接続する手段であるか、又は外部からのガード電位を下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層に供給する手段であることがより好ましい。
【００１３】
読出しヘッド素子の書込みヘッド素子とは反対側の面側に、ガード電位供給手段からガード電位が供給された導電層を備えていることも好ましい。
【００１４】
読出しヘッド素子と書込みヘッド素子との間に、ガード電位供給手段からガード電位が供給された導電層を備えていることも好ましい。
【００１５】
この導電層が、薄膜磁気ヘッドの基板であるか、又は薄膜磁気ヘッドの基板上に別個に形成された導電層であることも好ましい。
【００１６】
ＭＲ積層体が、ＴＭＲ積層体であるか、又はＣＰＰ構造のＧＭＲ積層体であることがより好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施形態として、薄膜磁気ヘッドの構成を概略的に示す断面図であり、図２は図１の実施形態の薄膜磁気ヘッドを磁気ヘッドスライダの素子形成面側から見た立面図である。
【００１８】
図１において、１０は磁気ヘッドスライダのＡｌ−ＴｉＣなどの導電性材料による基板、１１は基板１０上に図示されていない下地膜を介して積層されている例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料による絶縁層、１２は絶縁層１１上に積層されている例えばＮｉＦｅ（パーマロイ）などの金属磁性材料による下部電極兼用の下部シールド層、１３は絶縁層１１上に連続して積層されている例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料による絶縁層、１４は下部シールド層１２上に積層されている例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料による絶縁層、１５は絶縁層１４上に積層されている例えばＮｉＦｅなどの金属磁性材料による上部電極兼用の上部シールド層、１６は下部シールド層１２及び上部シールド層１５に電気的に接続された状態でこれらの間に積層されたＴＭＲ積層体又はＣＰＰ構造のＧＭＲ積層体からなるＭＲ積層体、１７は上部シールド層１５上に積層されている例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料による絶縁層、１８は絶縁層１７上に積層されている例えばＮｉＦｅなどの金属磁性材料による下部磁極層、１９は例えばＮｉＦｅなどの金属磁性材料による上部磁極層、２０は下部磁極層１８及び上部磁極層１９に挟まれて形成されている例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料による磁気ギャップ層、２１は磁気ギャップ層２０上に形成されている例えばＣｕなどの導電材料によるコイル導体、２２はコイル導体２１を囲む例えばレジスト材料などによる絶縁層、２３は絶縁層１４上に連続して積層されている例えばＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料による絶縁層、２４は上部磁極層１９、絶縁層２２及び磁気ギャップ層２０上に積層されている絶縁材料による保護層をそれぞれ示している。
【００１９】
図２に示すように、下部電極兼用の下部シールド層１２及び上部電極兼用の上部シールド層１５は、リード導体２５及び２６を介して読出しヘッド素子用の端子電極２７及び２８にぞれぞれ接続されており、コイル導体２１の両端は、リード導体２９及び３０を介して書込みヘッド素子用の端子電極３１及び３２にそれぞれ接続されている。
【００２０】
本実施形態においては、特に、下部磁極層１８が磁気ヘッドスライダの浮上面（ＡＢＳ）とは反対側のその端部１８ａで下部電極兼用の下部シールド層１２に電気的に接続されている。さらに、この下部電極兼用の下部シールド層１２は基板１０に電気的に接続されている。従って、基板１０、下部シールド層１２及び下部磁極層１８が互いに導通して同電位となる。即ち、基板１０及び下部磁極層１８にはＭＲ積層体１６の電源電位であるガード電位が印加されることとなる。さらに上部シールド層１５もＭＲ積層体１６を介してこれらの層と導通しＭＲ積層体１６にかかる電位差だけ異なる電位となる。
【００２１】
下部磁極層１８にガード電位が印加されると、図３に示すように、書込みヘッド素子側から読出しヘッド素子側へのクロストークが大幅に減少する。なお、図３において、Ａ、Ｂ及びＣは下部磁極層がフローティング状態にある場合、Ｄは下部磁極層１８が下部シールド層１２に導通してガード電位が印加されている場合の書込み電流周波数−読出し電圧特性のシミュレーション結果である。
【００２２】
さらに、基板１０、下部シールド層１２、上部シールド層１５及び下部磁極層１８間にキャパシタンスが発生しないこととなり、これは図４に示すように高い周波数、例えば１ＧＨｚにおける読出しヘッド素子の出力を増大させ、その周波数特性を向上させる。なお、図４において、ａは基板１０及び下部磁極層１８間のキャパシタンスＣが存在しない（Ｃ＝０ｐＦ）場合、ｂはＣ＝０．２ｐＦの場合、ｃはＣ＝０．４ｐＦの場合、ｄはＣ＝０．６ｐＦの場合、ｅはＣ＝０．８ｐＦの場合の書込み電流周波数−読出し電圧特性のシミュレーション結果である。
【００２３】
上述した実施形態においては、下部磁極層１８が下部シールド層１２と導通してガード電位の供給を受けているが、上部磁極層１９又は下部磁極層１８及び上部磁極層１９の両方が下部シールド層１２と導通してガード電位の供給を受けるように構成しても良い。また、下部磁極層１８及び／又は上部磁極層１９が上部シールド層１５と導通してガード電位の供給を受けるように構成しても良い。
【００２４】
図５は本発明の他の実施形態として、薄膜磁気ヘッドの構成を概略的に示す断面図である。
【００２５】
本実施形態では、基板１０上に図示されていない絶縁性下地膜を介して浮動状態の導電層５０が積層されており、この導電層５０上に絶縁層１１が積層されている。下部磁極層１８は磁気ヘッドスライダのＡＢＳとは反対側のその端部１８ａで下部電極兼用の下部シールド層１２に電気的に接続されており、さらに、この下部電極兼用の下部シールド層１２が導電層５０に電気的に接続されている。従って、導電層５０、下部シールド層１２及び下部磁極層１８が互いに導通して同電位となる。即ち、導電層５０及び下部磁極層１８にはＭＲ積層体１６の電源電位であるガード電位が印加されることとなる。さらに上部シールド層１５もＭＲ積層体１６を介してこれらの層と導通しＭＲ積層体１６にかかる電位差だけ異なる電位となる。
【００２６】
本実施形態においても、書込みヘッド素子側から読出しヘッド素子側へのクロストークが大幅に減少し、さらに、高い周波数、例えば１ＧＨｚにおける読出しヘッド素子の出力が増大しその周波数特性が向上するという効果が得られる。
【００２７】
本実施形態におけるその他の構成、作用効果及び変更態様は図1の実施形態の場合とほぼ同様である。従って、図５において図１と同じ構成要素については同じ参照番号を用いている。なお、本実施形態の変更態様として、導電層が読出しヘッド素子と書込みヘッド素子との間に設けられていても良い。
【００２８】
図６は本発明のさらに他の実施形態における薄膜磁気ヘッドを磁気ヘッドスライダの素子形成面側から見た立面図である。
【００２９】
本実施形態では、下部磁極層６０は下部電極兼用の下部シールド層１２に電気的に接続されておらず、リード導体６２を介して外部からガード電位が供給される端子電極６１に接続されている。ガード電位が下部シールド層１２又は上部シールド層１５の電位に等しければ、下部磁極層１８とこれら下部シールド層１２又は上部シールド層１５とが同電位となり、これらの間にキャパシタンスが発生しないこととなり、書込みヘッド素子側から読出しヘッド素子側へのクロストークが大幅に減少し、さらに、高い周波数、例えば１ＧＨｚにおける読出しヘッド素子の出力が増大しその周波数特性が向上するという効果が得られる。
【００３０】
本実施形態におけるその他の構成、作用効果及び変更態様は図1の実施形態の場合とほぼ同様である。従って、図６において図２と同じ構成要素については同じ参照番号を用いている。
【００３１】
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば、読出しヘッド素子及び書込みヘッド素子との間に積層されている下部磁極層及び上部磁極層のうちの読出しヘッド素子に近い側の磁極層にガード電位が供給されているため、書込み電流の読出しヘッド素子へのクロストークを確実に防止することができると共に、読出しヘッド素子の読出し周波数特性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として、薄膜磁気ヘッドの構成を概略的に示す断面図である。
【図２】図１の実施形態の薄膜磁気ヘッドを磁気ヘッドスライダの素子形成面側から見た立面図である。
【図３】図１の実施形態及び従来技術における薄膜磁気ヘッドの書込み電流周波数−読出し電圧特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図４】図１の実施形態及び従来技術における薄膜磁気ヘッドの書込み電流周波数−読出し電圧特性のシミュレーション結果を示す特性図である。
【図５】本発明の他の実施形態として、薄膜磁気ヘッドの構成を概略的に示す断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態における薄膜磁気ヘッドを磁気ヘッドスライダの素子形成面側から見た立面図である。
【符号の説明】
１０  基板
１１、１３、１４、１７、２２、２３  絶縁層
１２  下部シールド層
１５  上部シールド層
１６  ＭＲ積層体
１８、６０  下部磁極層
１９  上部磁極層
２０  磁気ギャップ層
２１  コイル導体
２４  保護層
２５、２６、２９、３０、６１  リード導体
２７、２８、３１、３２、６２  端子電極
５０  導体層
【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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