(57)【要約】　　　（修正有）【課題】磁気抵抗効果型ヘッド素子作製工程中に磁気シールド上に形成する磁気ギャップである絶縁膜を形成る際、導通部を設け、磁気抵抗効果膜を成膜する工程を設ける。【解決手段】磁気抵抗効果素子抵抗値より磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５の間の抵抗を、磁気シールド側への分流の影響を無視できる程度に充分に高く設定（短絡パターン２８により）する。例えば、素子磁気抵抗値に対し、磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間の抵抗値を１００倍以上に設定することで、磁気シールド側への分流を１％以下に押さえる。また、短絡パターン２８を１本で形成することで、磁気シールド側への分流をなくし、磁気抵抗効果素子抵抗値への影響を回避する。【選択図】　図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に複数の素子が形成された磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体において、少なくとも１つの磁気シールドと磁気抵抗効果複合膜を電気的に接続する１つの短絡パターンを有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体。
【請求項２】
基板上に複数の素子が形成された磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法において、少なくとも１つの磁気シールドと磁気抵抗効果複合膜を電気的に接続する１つの短絡パターンを形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体において、磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッド素子用電極及び上下部磁極とを電気的に接続する構造を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体。
【請求項４】
請求項２に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法において、磁気抵抗効果素子と磁気抵抗効果型ヘッド素子用電極及び上下部磁極とを電気的に接続する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法。
【請求項５】
請求項３に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体において、磁気抵抗効果素子と磁気シールドとの間の抵抗が２０〜５０００Ωである構造を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体。
【請求項６】
請求項４に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法において、磁気抵抗効果素子と磁気シールドとの間の抵抗が２０〜５０００Ωとなる構造を形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体において、下部磁気シールドと磁気抵抗効果複合膜との間の下部磁気ギャップ部以外の箇所に形成する下部磁気ギャップ保護膜を下部磁気ギャップ膜の上に形成する構造を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体。
【請求項８】
請求項２に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法において、下部磁気シールドと磁気抵抗効果複合膜との間の下部磁気ギャップ部以外の箇所に形成する下部磁気ギャップ保護膜を下部磁気ギャップ膜の上に形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法。
【請求項９】
請求項２に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法において、磁気抵抗効果複合膜形成と同時に下部磁気シールドを電気的に接続する短絡パターンを形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法。
【請求項１０】
請求項２に記載の磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法において、磁気抵抗効果複合膜が直接、下部磁気シールドと電気的に接続する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法。
【請求項１１】
磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法において、少なくとも１つの磁気シールドと磁気抵抗効果複合膜を電気的に接続する１つの短絡パターンを形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
【請求項１２】
磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法において、電極層が形成される前に、磁気抵抗効果型素子と下部磁気シールドが電気的に接続される構造を形成する工程を有することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
【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素子集合体に係り、素子作製工程中での静電破壊を防止し、磁気シールドと、磁気抵抗効果型ヘッド素子または電極との間の絶縁性能の劣化が無い磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体、及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、磁気記録装置は、記憶容量の増加に伴い記録密度が増大してきている。この記録装置に使用される磁気抵抗効果型ヘッドにおいても、磁気シールドと磁気抵抗効素子の間隔（磁気ギャップ）が小さくなり、磁気抵抗効果素子自体の寸法も小さくなってきている。このため、磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間隔を規定している絶縁膜のピンホール等により磁気シールドと磁気抵抗効果素子及び磁気抵抗効果型ヘッド素子用電極（以下、電極と略す）が短絡あるいは擬似短絡したり、ヘッド製造中の静電気により、磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間隔を規定している絶縁膜が破壊したり、大電流が流れて磁気抵抗効果素子が破壊するなど、磁気ヘッドの製造歩留りの低下が問題となってきている。上述の静電気の問題は、ヘッド素子の成膜，エッチングの工程で顕著になってきている。
【０００３】
磁気ヘッド素子の製造フローを図７に示す。実線の枠で示した工程がプラズマプロセスを用いる工程である。このように磁気抵抗効果型ヘッド素子は、半導体プロセスのように、プラズマを用いた設備で、スパッタリング等による成膜、イオンミリング等によるエッチングにより作製される。プラズマは、マイナスの電子、プラスイオン、中性ラジカルからなる。このため、プラズマ雰囲気中に素子基板がさらされると、帯電し、絶縁膜や磁気抵抗効果素子の破壊を引き起こす。一枚の基板上には多数のヘッド素子が形成され、また、前記の設備内に数枚〜十数枚の基板を入れ、一度に処理するため、一旦静電破壊が生じると損害は膨大なものとなる。
【０００４】
以上のように不安定なプラズマプロセスを用いて製造した磁気抵抗効果型ヘッドにおいては、目標とする性能が得られているかを確認し、保証するために、素子製造プロセスの最終工程で、絶縁性、磁気特性の評価を行っている。この結果、狙いの性能が得られたもののみを後工程に払い出している。
上記のような磁気ヘッド素子作製工程での静電破壊防止の公知技術として、特許文献１が知られており、これは、電極と電気的に接続する上部シールド膜及び下部シールド膜とを磁気抵抗効果素子を介さずに短絡する短絡回路を設けて、素子形成過程等に発生する静電気を、短絡回路を介して流すことにより、磁気抵抗効果型ヘッド素子の破壊及び磁気抵抗効果素子と両シールド膜間の絶縁破壊を防止するものである。
【特許文献１】
特開平９−９１６２３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に記載の発明では、磁気抵抗効果型ヘッドの素子作製工程では、磁気抵抗効果素子を介さずに、電極と上下部のシールド膜とを短絡させている。このため、電極と磁気抵抗効果複合膜とが電気的に接続するまでは、磁気抵抗効果複合膜と下部磁気シールド膜とは、磁気ギャップとなる絶縁膜との間で絶縁された状態にあり、磁気抵抗効果素子の再生トラックを形成するイオンミリング等のエッチングでの静電破壊を回避できず、歩留り低下の一因となる。
本発明の目的は、前記の従来技術の問題点を解決し、磁気抵抗効果素子の再生トラック作製中の絶縁破壊を防止し、高歩留りの磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体、及び、その製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、基板上に複数の素子が形成された磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体において、少なくともひとつの磁気シールドと磁気抵抗効果型ヘッド素子の磁気抵抗効果複合膜を電気的に接続する工程を有する磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体により達成される。
【０００７】
さらに上記課題は、図７の製造フローが示すように（１）基板上に形成される複数の磁気抵抗効果型ヘッド素子の各磁気シールドを形成し、（２）各磁気シールド上に形成する磁気ギャップである絶縁膜を形成する際に導通部を設け、（３）この状態で、磁気抵抗効果複合膜を成膜する、磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の製造方法により達成される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、アルミナ・チタンカーバイド系の基板１上に形成された磁気抵抗効果型磁気ヘッド素子集合体を示している。また、図２は、図１のＡ部を拡大した概略の説明図であり、図３は、本実施例の構造を説明するために図２のＢ部を拡大した図（理解し易くするため素子の一部は断面形状で示している）である。図４は、図３のＣ部を拡大した磁気抵抗効果型ヘッド素子の説明図であり、図９は図４に至るまでの製造途中の磁気抵抗効果型ヘッド素子を示す図である。図５は、図３の素子の断面図であり、図６は図４のＤ１−Ｄ２部の断面を示している。
【０００９】
図９に示すように、基板１上にアルミナ等のベース膜２が形成され、この上にＮｉＦｅ等の下部磁気シールド３、アルミナ等の非磁性絶縁膜の再生用下部ギャップ膜４、下部ギャップ膜４にコンタクトホール３１を形成し、磁気抵抗効果複合膜５ａを成膜すると同時に下部磁気シールド３と磁気抵抗効果複合膜５ａが電気接続している構造としている。この構造により、下部磁気シールド３と磁気抵抗効果複合膜５ａとの間が同電位となり、磁気抵抗効果素子５と磁気抵抗効果素子５に導通したＴａ／ＴａＷ複合膜等の電極６（図４のように電極６と磁区制御膜７から構成）を形成するためのリフトオフレジストパターンを形成し、イオンミリング等で電極６と磁区制御膜７を形成する箇所の磁気抵抗効果複合膜５ａをエッチングする工程において、下部磁気シールド３と磁気抵抗効果複合膜５ａ間の静電破壊を防止することができる（図４を参照）。
【００１０】
また、以降の工程で下部磁気シールドと磁気抵抗効果素子を短絡する構造を保ったまま、上部磁気シールド及び上下部磁極とを短絡する構造とすることで、素子工程全体に渡って、磁気抵抗効果素子の静電破壊を防止することができる。以下、その説明をする。
【００１１】
下部磁気シールド３と磁気抵抗効果複合膜５ａが電気接続している構造とした後、電極６と磁区制御膜７を形成し、磁気抵抗効果素子５を形成する際に、下部磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５を短絡パターン２８により短絡する構造としている（図４を参照）。アルミナ等の非磁性絶縁膜の再生用上部ギャップ膜８、上部ギャップ膜８のコンタクトホール３２（図５、６を参照）、　ＮｉＦｅ等の上部磁気シールド９が順に形成され、再生用となる磁気抵抗効果型ヘッド素子が構成されている。さらに、コンタクトホール３３の開口部を有する再生用と記録用を分離するスペーサ膜１０、記録用となる誘導型磁気ヘッド素子の下部磁極１１、下部磁極の上にアルミナ等の非磁性絶縁膜の記録用ギャップ１２、記録用ギャップ１２のコンタクトホール３４、銅メッキ等の記録用のコイル１３、フォトレジスト等をベークした絶縁体１４、　ＮｉＦｅ等の上部磁極１５が形成され、記録用誘導型磁気ヘッド素子が構成されている。この後、銅メッキ等の下部端子１６〜２０を形成し、アルミナ等の素子保護膜２１で全体を覆い、下部端子の表面が露出するよう前記保護膜２１をラップ等で研磨し、下部端子１６〜２０、素子保護膜２１の上に金めっき等の上部端子２２〜２６を形成する（図５を参照）。下部端子１６、１７、上部端子２２、２３は再生素子用の端子であり、下部端子１８、１９、上部端子２４、２５は記録素子用の端子である。また、下部端子２０及び上部端子２６は、コンタクトホール３１、３２、３３、３４を介して下部磁気シールド３や磁気抵抗効果素子５を外部と導通させる端子である。
【００１２】
下部磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５は下部ギャップ膜４及び上部ギャップ膜８のコンタクトホール３１、３２を通して上部磁気シールド９と接続し、また、上部磁気シールド９と上部磁極１５は、スペーサ膜１０及び記録用ギャップ膜１２のコンタクトホール３３、３４を通して互いに電気接続される。これにより、下部磁気シールド３、磁気抵抗効果素子５、上部磁気シールド９、下部磁極１１、上部磁極１５が、コンタクトホール３１〜３４を介して電気的に接続され、これらの層間で発生する静電破壊の防止と、以降の工程での静電破壊の防止に効果が得られる。
【００１３】
次に、本発明の製造工程に関する実施の形態について説明する。
【００１４】
図６−ａ〜ｃは、本実施例の製造工程を説明するための図であり、図４のＤ１−Ｄ２の断面概略図である。
【００１５】
図６−ａは電極形成までを説明するための図である。基板１の上に、ベース膜２がスパッタリング等で成膜されている。この上に、下部磁気シールド３が形成される。これらは、下部磁気シールド材料をメッキ、スパッタリング等で成膜、イオンミリング、ウェットエッチング等で形成され、一体的で連続した構造である。次に、アルミナ等の絶縁膜がリフトオフ法、あるいは、スパッタリング成膜・イオンミリングエッチングにより成膜処理されて、再生用下部ギャップ膜４が形成される。下部ギャップ膜４はコンタクトホール３１の開口部を有している。次に、磁気抵抗効果複合膜５ａを成膜し、電極６及び磁区制御膜７が形成される。この工程では、リフトオフ法を用いた。すなわち、リフトオフレジストパターンを形成し、電極６を成膜する箇所の磁気抵抗効果複合膜５ａをイオンミリング等でエッチングする。次に電極材料６をスパッタリング等で成膜し、フォトレジストとフォトレジスト上の電極材料６を除去する。磁気抵抗効果複合膜５ａは、成膜と同時にコンタクトホール３１で下部磁気シールド３に導通するので、磁気抵抗効果複合膜５ａのエッチング時と電極６及び磁区制御膜７を成膜する際の静電破壊が防止できる（図９、５参照）。
【００１６】
図６−ｂは、電極形成後、上部磁気シールド形成までを説明するための図である。電極６及び磁区制御膜７が形成された後、磁気抵抗効果素子５と下部磁気シールド３の短絡パターン２８を形成する（図４参照）。この工程は磁気抵抗効果素子５以外の不要部分の磁気抵抗効果膜を除去する工程と同時に行う。磁気抵抗効果素子５と下部磁気シールド３の短絡パターン２８は電極６を形成する工程と同時に行うことも可能である。次に、コンタクトホール３２の開口部を有する再生用上部ギャップ膜８が下部ギャップ膜４と同様の手法で形成される。次に、上部磁気シールド膜９ａをスパッタリング等で成膜し、この後、フォトレジストを形成し、これをマスクにして、上部磁気シールド膜９ａをエッチングし、上部磁気シールド９が形成される。上部磁気シールド膜９ａのエッチングには、イオンミリング等を用いるが、上部磁気シールド９は下部磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５に接続されているので、これらは同電位に保たれ、静電破壊の発生が防止できる。
【００１７】
図６−ｃは、上部磁気シールド形成後、上部磁極形成までを説明するための図である。上部磁気シールド９が形成された後、コンタクトホール３３の開口部を有する再生と記録を分離するスペーサ膜１０が下部ギャップ膜４及び上部ギャップ膜８と同様の手法で形成される。次に、下部磁極膜１１ａをスパッタリング等で成膜し、この後、フォトレジストを形成し、これをマスクにして、下部磁極膜１１ａをエッチングし、下部磁極膜１１が形成される。下部磁極膜１１ａのエッチングには、イオンミリング等を用いるが、下部磁極膜１１は上部磁気シールド９と下部磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５に接続されているので、これらは同電位に保たれ、静電破壊の発生が防止できる。次にコンタクトホール３４の開口部を有する記録用ギャップ膜１２が下部ギャップ膜４及び上部ギャップ膜８と同様の手法で形成される。次に、メッキ等によるコイル１３、コイル１３と上部磁極１５を電気絶縁するフォトレジストを硬化させた絶縁膜１４を、順に形成する。次に、上部磁極１５がメッキにより形成される。すなわち、上部磁極のメッキ下地膜１５ａを全面にスパッタリング等で成膜し、上部磁極等を除いたメッキさせたくない部分をフォトレジストで覆い、フォトレジストの開口部にＮｉＦｅ等を成長させ、上部磁極１５を形成する。この後、フォトレジストを除去し、メッキ下地膜１５ａの不要部を除去するためにイオンミリングによりエッチングを行う。上部磁極１５は、スパッタリング・イオンミリング等を用いて形成されるが、上部磁極１５は、下部磁極膜１１と上部磁気シールド９と下部磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５に接続されているので、これらは同電位に保たれ、静電破壊の発生が防止できる。また、コイル１３の形成時にも、スパッタリング・イオンミリング等を用いて形成されるが、同様に静電破壊の発生が防止できる。一方、一対の電極６には、上部磁極１５と同一工程、同一材料の引出線４１、４２を形成され、また、コイル１３にも上部磁極１５と同一工程、同一材料の引出線４３、４４を形成され、電気的に接続される。
【００１８】
続く工程で、下部端子１６〜１９（図５参照）がメッキ等で形成、さらに、素子保護膜２１がスパッタリング等で形成、さらに、上部端子２２〜２５（図２、５参照）がメッキ等で形成される。これら工程においても、スパッタリング・イオンミリング等が用いられるが、下部端子１６〜１９及び上部端子２２〜２５は、上部磁極１５、下部磁極１１、上部磁気シールド９、下部磁気シールド３、磁気抵抗効果素子５と接続されているので、これらは同電位に保たれ、静電破壊の発生が防止できる。
【００１９】
一方、上下部磁気シールド３、９と磁気抵抗効果素子５及び上下部磁極１１、１５が接続されている箇所は上部磁極１５を形成する同一工程、同一材料で引出線４５を形成し（図２参照）、続く工程で引出線４５に接続する下部端子２０、及び上部端子２６を形成する（図５参照）。これにより、磁気ヘッド素子作製最終工程での電気特性確認の際に、上部端子２６と磁気抵抗効果型ヘッド素子の上部端子２２または２３との間の電圧を測定することで、磁気抵抗効果型ヘッド素子の絶縁性を確認することが可能となる。
【００２０】
実際に本発明の製造方法を用いた場合と、用いない場合を比較した結果、下部ギャップ膜４の膜厚を２３ｎｍ、上部ギャップ膜の膜厚を２２ｎｍとした時の、磁気抵抗効果型ヘッド素子の絶縁不良率は、本発明の製造方法を用いない場合の２７．４％に対し、用いた場合は４．５％であり、当発明による効果を確認することができた。
【００２１】
また、磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間の抵抗を２０〜５０００Ωにするためには、下部磁気シールド３と磁気抵抗効果素子５を導通する短絡パターン２８を作製する際に、短絡パターンの長さあるいは幅を調整することで可能となる。フォトレジストを形成し、イオンミリング等で１本の短絡パターン２８を形成する時のフォトレジストの長さあるいは幅で調整すれば良い。磁気抵抗効果素子抵抗（電極間抵抗）は通常５〜１０Ω程度であり、磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間の抵抗を磁気抵抗効果素子抵抗の２倍以上（２０Ω以上）高く設定することで、磁気抵抗効果素子絶縁性測定の信頼性を確保できる。また、磁気抵抗効果型ヘッド素子の絶縁性を確認する上で、短絡パターン２８に断線等の欠陥が存在すると、磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間の抵抗が上がり絶縁性測定の信頼性が低下するため、そのような影響を排除できる磁気シールドと磁気抵抗効果素子の間の抵抗値上限としては５０００Ωが適当である。そして、短絡パターン２８を１本で形成すれば、磁気シールド側への分流がないため、磁気抵抗効果素子抵抗値への影響を回避できる。
【００２２】
また、下部磁気シールド３と磁気抵抗効果複合膜５ａとの間の下部ギャップ部となる以外の箇所に、絶縁性向上の目的で下部磁気ギャップ保護膜を形成する場合は、以下のようにする。図８に示すように、基板１上にアルミナ等のベース膜２が形成され、この上にＮｉＦｅ等の下部磁気シールド３、アルミナ等の非磁性絶縁膜の下部ギャップ膜４、下部ギャップ膜４のコンタクトホール３１を形成した後、アルミナ等の非磁性絶縁膜の下部ギャップ保護膜２７、下部ギャップ保護膜２７のコンタクトホール３５を形成する。その後、磁気抵抗効果複合膜５ａを成膜すると同時に下部磁気シールド３と磁気抵抗効果複合膜５ａが電気接続している構造としている。下部ギャップ保護膜２７及び下部ギャップ保護膜２７のコンタクトホール３５を、下部ギャップ膜４及び下部ギャップ膜４のコンタクトホール３１より先に形成した場合、下部ギャップ膜４が形成される下部磁気シールド３表面が、フォトレジスト、現像液、フォトレジストの剥離液等に晒され、下部磁気シールド３と下部ギャップ膜４との界面密着性劣化の原因となるため、下部ギャップ保護膜２７及び下部ギャップ保護膜２７のコンタクトホール３５を、下部ギャップ膜４及び下部ギャップ膜４のコンタクトホール３１より後に形成することが望ましい。なお、下部ギャップ保護膜２７と下部ギャップ膜４の作製順序は、磁気ヘッド素子断面観察を実施することにより確認可能のものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、磁気抵抗効果型素子作製中の絶縁破壊が防止でき、高信頼性を有する磁気抵抗効果型ヘッドを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例を説明する磁気抵抗効果型ヘッド素子集合体の斜視図。
【図２】図１のＡ部を拡大した概略図。
【図３】図２のＢ部を拡大した磁気抵抗効果型ヘッド素子の透視図。
【図４】図３のＣ部を拡大した磁気抵抗効果型ヘッド素子の概略図。
【図５】図３を拡大した磁気抵抗効果型ヘッド素子の概略断面図。
【図６】図３のＤ１−Ｄ２部を拡大した磁気抵抗効果型ヘッド素子短絡部の概略断面図。
【図７】磁気ヘッド素子集合体の製造方法を説明する図。
【図８】図３のＤ１−Ｄ２部を拡大した磁気抵抗効果型ヘッド素子短絡部及び磁気抵抗効果
型ヘッド素子部の概略断面図。
【図９】図４の電極６、磁区制御膜７の形成前段階での磁気抵抗効果型ヘッド素子の概略図。
【符号の説明】
１；基板、２；ベース膜、３；下部磁気シールド、４；再生用下部ギャップ膜、５；磁気抵抗効果素子、６；電極、７；磁区制御膜、８；再生用上部ギャップ膜、９；上部磁気シールド、１０；スペーサ膜、１１；下部磁極、１２；記録用ギャップ、１３；コイル、１４；絶縁体、１５；上部磁極、１６〜２０；下部端子、２１；素子保護膜、２２〜２６；上部端子、２７；再生用下部ギャップ保護膜、２８；短絡パターン、３１〜３５；スルーホール、４１〜４５；引出線
【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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