(57)【要約】【課題】基板の摺動面に圧力が加わった場合でも、基板の表面から基板を構成している材料の粒子が脱離することのない磁気抵抗効果型ヘッドを提供する。【解決手段】磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）１０は、薄膜形成技術によって、基板１１の一側面１１ａ上に、反応防止層１３、絶縁層１２、下部シールド層１３、下部ギャップ層１４、磁気抵抗効果層１５、上部ギャップ層１６、上部シールド層１７及び保護層１８が順次積層されて形成されている。基板１１と絶縁層１２との間に、絶縁性材料からなる反応防止層１３を設けることにより、磁気抵抗効果型ヘッド１０の製造工程において基板１１上に下地層としての絶縁層１２を形成する際に、絶縁層１２に含まれている酸素原子が基板１１内に侵入するのを防ぐことができる。【選択図】　　　図１
2004014000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
非磁性材料から構成される基板の一側面上に、絶縁性材料から構成される絶縁層、磁性材料から構成される下部シールド層、非磁性材料から構成される下部ギャップ層、磁気抵抗効果層、非磁性材料から構成される上部ギャップ層、磁性材料から構成される上部シールド層及び絶縁性材料から構成される保護層を順次積層させて形成される磁気抵抗効果型ヘッドであって、
前記基板と前記絶縁層との間に、絶縁性材料から構成される反応防止層を設けたことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果型ヘッドに関し、詳しくは、再生時における電磁変換特性を向上させた磁気抵抗効果型ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、データ等の信号を記録及び／又は再生するための信号記録用テープとして、磁気記録媒体である磁気テープが広く用いられており、近年は、単位面積あたりの記録密度を高くするために、磁気テープのトラック幅をより狭くする狭トラック化が図られている。そのため、磁気テープの狭トラック化に対応できるように、磁気記録再生装置に用いられる磁気ヘッドとしては、その磁気ギャップ幅をより狭くすること（狭ギャップ化）が求められており、薄膜形成技術によって狭ギャップ化が実現できる磁気抵抗効果型ヘッドが多用されている。
【０００３】
図５は、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの要部を示す断面図である。図５に示すように、従来の磁気抵抗効果型ヘッド３０は、薄膜形成技術によって、非磁性材料から構成される基板３１上に、絶縁性材料から構成される絶縁層３２、磁性材料から構成される下部シールド層３３、非磁性材料から構成される下部ギャップ層３４、磁気抵抗効果層３５、非磁性材料から構成される上部ギャップ層３６、磁性材料から構成される上部シールド層３７及び絶縁性材料から構成される保護層３８が順次積層されて形成されている。ここで、下部シールド層３３と上部シールド層３７とで挟まれた部分が、この磁気抵抗効果型ヘッド３０における読取用の磁気ギャップＧとなる。なお、基板３１には、非磁性材料であるアルミナチタンカーバイド（アルチック：Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）がよく用いられている。また、絶縁層３２には、絶縁性材料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）等が用いられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図５に示すような従来の磁気抵抗効果型ヘッド３０では、例えば、基板３１にアルチックが用いられている場合は、磁気テープの再生時に磁気テープが磁気抵抗効果型ヘッド３０上を摺動し、基板３１の磁気テープと摺動する面（摺動面）に圧力が加わると、その圧力によって基板３１を構成しているアルチックの粒子が基板３１の表面から脱離するという問題があった。
【０００５】
基板３１の摺動面に圧力が加わった際に、基板３１を構成しているアルチックの粒子が基板３１の表面から脱離する原因については、磁気抵抗効果型ヘッド３０の製造工程において基板３１上に下地層としての絶縁層３２を成膜する際に、その成膜時の衝撃によって、絶縁層３２に含まれている酸素原子（Ｏ）が基板３１内に侵入し、基板３１に含まれているアルミニウム（Ａｌ）やチタン（Ｔｉ）と結合してそれぞれ酸化物を形成し、基板３１を構成しているアルミニウム、チタンおよび炭素間の結合を妨げることが一因と考えられる。
【０００６】
基板３１の表面からアルチックの粒子が脱離すると、基板３１の表面は荒れた状態となり、平滑性が悪くなる。そのため、磁気テープの再生時に、磁気抵抗効果型ヘッド３０と磁気テープとの摩擦力が大きくなり、磁気テープの摺動特性が劣化するので、磁気抵抗効果型ヘッド３０が磁気テープから信号を正しく読み出すことができなくなる。
【０００７】
また、絶縁層３２を構成しているアルミナやシリカは、基板３１を構成しているアルチックよりも柔らかいため、基板３１の表面からアルチックの粒子が脱離すると、その脱離したアルチックの粒子は研摩材となって、絶縁層３２から保護層３８の各層の磁気テープと摺動する面（摺動面）を磨耗させる。そのため、磁気テープの再生時に、磁気テープと磁気抵抗効果型ヘッド３０との間に隙間ができるので、磁気抵抗効果型ヘッド３０が磁気テープから信号を正しく読み出すことができなくなる。
【０００８】
そこで、本発明は、磁気テープの再生時に磁気抵抗効果型ヘッドの基板の摺動面に圧力が加わった場合でも、基板の表面から基板を構成している材料の粒子が脱離することのない磁気抵抗効果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】
本発明の磁気抵抗効果型ヘッドは、非磁性材料から構成される基板の一側面上に、絶縁性材料から構成される絶縁層、磁性材料から構成される下部シールド層、非磁性材料から構成される下部ギャップ層、磁気抵抗効果層、非磁性材料から構成される上部ギャップ層、磁性材料から構成される上部シールド層及び絶縁性材料から構成される保護層を順次積層させて形成される磁気抵抗効果型ヘッドであって、前記基板と前記絶縁層との間に、絶縁性材料から構成される反応防止層を設けたことを特徴とする。
【００１０】
本発明の磁気抵抗効果型ヘッドによれば、基板と絶縁層との間に絶縁性材料から構成される反応防止層を設けたので、磁気抵抗効果型ヘッドの製造工程において基板上に下地層としての絶縁層を形成する際に、絶縁層に含まれている酸素原子（Ｏ）が基板内に侵入するのを防ぐことができる。したがって、基板を構成している材料の各原子間の結合は保たれるので、磁気テープの再生時に基板の摺動面に圧力が加わった場合でも、基板の表面から基板を構成している材料の粒子が脱離することがない。
【００１１】
反応防止層は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または酸化チタン（ＴｉＯ２）から構成することができる。なお、基板がアルミナチタンカーバイド（アルチック：Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）から構成される場合は、反応防止層はアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）から構成することが望ましい。
【００１２】
また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを製造する際は、非磁性材料から構成される基板の一側面上に絶縁性材料から構成される層を成膜し、所定時間を置いて膜を安定させ反応防止層とした後に、絶縁性材料から構成される絶縁層を下地層として成膜し、その後、前記絶縁層上に磁性材料から構成される下部シールド層、非磁性材料から構成される下部ギャップ層、磁気抵抗効果層、非磁性材料から構成される上部ギャップ層、磁性材料から構成される上部シールド層及び絶縁性材料から構成される保護層を順次積層させて製造する。
【００１３】
本発明の磁気抵抗効果型ヘッドをこのようにして製造すると、非磁性材料から構成される基板の一側面上に絶縁性材料から構成される層を成膜し、所定時間を置いて膜を安定させ反応防止層とした後に、絶縁性材料から構成される絶縁層を下地層として成膜するので、絶縁層を成膜する際に、成膜時の衝撃によって、絶縁層に含まれている酸素原子が基板に侵入することがない。したがって、基板を構成している材料の各原子間の結合は保たれるので、磁気テープの再生時に基板の摺動面に圧力が加わった場合でも、基板の表面から基板を構成している材料の粒子が脱離することがない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、適宜図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態では、磁気抵抗効果型ヘッドの基板に、アルミナチタンカーバイド（アルチック：Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）を用いた場合を想定している。
【００１５】
まず、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの構成について説明する。図１は本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの要部を示す断面図、図２は図１に示した磁気抵抗効果型ヘッドの斜視図である。なお、図１では、分かりやすくするために、各層の厚さを誇張して表現している。
【００１６】
図１に示すように、磁気抵抗効果型ヘッド（以下、「ＭＲヘッド」という）１０は、薄膜形成技術によって、基板１１の一側面１１ａ上に反応防止層１９が形成されており、下地層としての絶縁層１２は、反応防止層１９上に形成されている。そして、絶縁層１２上に、下部シールド層１３、下部ギャップ層１４、磁気抵抗効果層１５、上部ギャップ層１６、上部シールド層１７及び保護層１８が順次積層されて形成されている。ここで、下部シールド層１３と上部シールド層１７とで挟まれた部分が、このＭＲヘッド１０における読取用の磁気ギャップＧとなる。
【００１７】
また、保護層１８の一側面１８ａ（図１参照）には保護板２０（図２参照）が接合されており、この保護板２０の一側面２０ａは、基板１１の一側面１１ａと共に、反応防止層１９、絶縁層１２、下部シールド層１３、下部ギャップ層１４、磁気抵抗効果層１５、上部ギャップ層１６、上部シールド層１７及び保護層１８を挟持している（図２参照）。
【００１８】
そして、図２に示すように、基板１１の一方の端面１１ｂ及び保護板２０の一方の端面２０ｂは曲面状に形成されており、端面１１ｂ及び端面２０ｂは磁気テープの再生時に磁気テープがＭＲヘッド１０と摺動する面である磁気テープ摺動面Ｓとなる。この磁気テープ摺動面Ｓは、磁気テープの走行方向に沿って、なだらかな円弧状の曲面に形成されている。
【００１９】
磁気テープ摺動面Ｓには、前記した読取用の磁気ギャップＧが露出しており、磁気ギャップＧは、磁気テープが磁気ギャップＧの上を通過した際に、磁気テープに磁場として記録された信号を磁気抵抗効果層１５で読み出している。具体的には、磁気テープの再生時に、磁気抵抗効果層１５に定電流であるセンス電流を流し、磁気抵抗効果層１５の電気抵抗値の変化を電圧の変化分として取り出すことにより磁気テープに記録された信号を読み出している。
【００２０】
基板１１は、非磁性材料であるアルチック（Ａｌ２Ｏ３・ＴｉＣ）から構成されている。基板１１の一側面１１ａは略長方形の矩形状に形成されており、一側面１１ａ上には、反応防止層１９、絶縁層１２、下部シールド層１３、下部ギャップ層１４、磁気抵抗効果層１５、上部ギャップ層１６、上部シールド層１７及び保護層１８が薄膜形成技術によって順次成膜される。また、基板１１の一方の端面１１ｂは、保護板２０の一方の端面２０ｂと共に磁気テープ摺動面Ｓとなる（図２参照）。
【００２１】
反応防止層１９は、絶縁性材料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）または酸化チタン（ＴｉＯ２）から構成されている。この反応防止層１９は、絶縁層１２を成膜する際に、絶縁層１２に含まれている酸素原子が基板１１に侵入するのを防止するための層であり、５０〜１００Åの厚さで成膜されている。
【００２２】
絶縁層１２は、絶縁性材料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）等から構成されている。この絶縁層１２は、下地となる層であり、１５〜３０μｍの厚さで成膜されている。
【００２３】
下部シールド層１３及び上部シールド層１７は、磁性材料であるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ系合金（センダスト）、Ｎｉ−Ｆｅ系合金（パーマロイ）、Ｎｉ−Ｚｎ系合金（ヘマタイト）等の多結晶フェライト等から構成されている。
【００２４】
下部ギャップ層１４及び上部ギャップ層１６は、例えば、非磁性材料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等から構成されている。
【００２５】
磁気抵抗効果層１５は、例えば、下から軟磁性層（ＳＡＬ層）、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）及び磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）が順次積層されて形成されている。軟磁性層（ＳＡＬ層）はＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ系合金から構成されており、非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）はタンタル（Ｔａ）から構成されており、磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）はＮｉ−Ｆｅ系合金（パーマロイ）から構成されている。この磁気抵抗効果層１５は、下部ギャップ層１４及び上部ギャップ層１６と共に、磁気ギャップＧを構成している。
【００２６】
保護層１８は、前記した絶縁層１２と同様に、絶縁性材料であるアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）やシリカ（ＳｉＯ２）等から構成されている。
【００２７】
次に、以上のように構成された本発明のＭＲヘッドの製造方法について図３及び図４を参照して説明する。図３及び図４は、ＭＲヘッド１０の製造方法を説明するための断面図である。
【００２８】
まず、図３（ａ）に示すように、基板１１の一側面１１ａ上に、反応防止膜１９をスパッタリングにより形成する。具体的には、反応防止膜１９は、５０〜１００Åの厚さのごく薄い膜となるように成膜される。
【００２９】
続いて、図３（ｂ）に示すように、反応防止膜１９の上に、絶縁層１２をスパッタリングにより形成する。具体的には、絶縁層１２は、反応防止膜１９を形成してから所定時間が経過し、反応防止膜１９の温度が下がって膜が安定した後に、１５〜３０μｍの厚さで成膜される。このとき、基板１１の一側面１１ａ上には既に反応防止膜１９が成膜されているので、絶縁層１２を形成する際に、成膜時の衝撃によって、絶縁層１２に含まれている酸素原子が基板１１に侵入することがなくなる。
【００３０】
そして、図３（ｃ）に示すように、絶縁層１２の上に、下部シールド層１３をメッキ法により形成した後、下部シールド層１３の上に、下部ギャップ層１４をスパッタリングにより形成する。
【００３１】
次に、図４（ａ）に示すように、下部ギャップ層１４の上に、磁気抵抗効果層１５、上部ギャップ層１６をスパッタリングにより順次形成した後、図４（ｂ）に示すように、上部ギャップ層１６の上に上部シールド層１７をメッキ法により形成する。
【００３２】
そして、図４（ｃ）に示すように、上部シールド層１７の上に、スパッタリングにより保護層１８を形成する。その後、保護層１８の一側面１８ａに保護板２０を接合し、基板１１の端面１１ｂ及び保護板２０の端面２０ｂを研磨して、なだらかな曲面状の磁気テープ摺動面Ｓを形成する（図２参照）。
【００３３】
以上説明したように、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドによれば、基板１１と絶縁層１２との間に絶縁性材料からなる反応防止層１３を設けたので、磁気抵抗効果型ヘッド１０の製造工程において基板１１上に下地層としての絶縁層１２を形成する際に、絶縁層１２に含まれている酸素原子が基板１１内に侵入するのを防ぐことができる。したがって、基板１１を構成している材料の各原子間の結合（ここでは、アルミニウム、チタンおよび炭素間の結合）は保たれるので、磁気テープの再生時に基板１１の摺動面に圧力が加わった場合でも、基板１１の表面から基板１１を構成している材料の粒子（ここではアルチックの粒子）が脱離することがない。
【００３４】
【発明の効果】
本発明によれば、磁気抵抗効果型ヘッドの基板の摺動面に圧力が加わった際に、基板の表面から基板を構成している材料の粒子が脱離することのない磁気抵抗効果型ヘッドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの要部を示す断面図である。
【図２】図１に示した磁気抵抗効果型ヘッドの斜視図である。
【図３】図１に示した磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は反応防止膜を形成した状態を示し、（ｂ）は絶縁層を形成した状態を示し、（ｃ）は下部シールド層及び下部ギャップ層を形成した状態を示す。
【図４】図１に示した磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法を説明するための断面図であり、（ａ）は磁気抵抗効果層及び上部ギャップ層を形成した状態を示し、（ｂ）は上部シールド層を形成した状態を示し、（ｃ）は保護層を形成した状態を示す。
【図５】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの要部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０　　磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッド）
１１　　基板
１２　　絶縁層
１３　　下部シールド層
１４　　下部ギャップ層
１５　　磁気抵抗効果層
１６　　上部ギャップ層
１７　　上部シールド層
１８　　保護層
１９　　反応防止層
２０　　保護板
Ｇ　　　磁気ギャップ
【図１】
2004014000.tif 000003
【図２】
2004014000.tif 000004
【図３】
2004014000.tif 000005
【図４】
2004014000.tif 000006
【図５】
2004014000.tif 000007