(57)【要約】【課題】  チップサイズの小型化を図りながら、配線抵抗の増大を回避して再生出力を高精度に検出できるマルチトラック対応の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供する。【解決手段】  磁気記録媒体との摺動面１０ａ側から見て、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の形成幅をトラック幅とし、磁性材料でなるシールド材ＳＬＤ１〜ＳＬＤ５を介して磁気抵抗効果素子をトラック幅方向に相互にずらして多層に積層した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド１０であって、各磁気抵抗効果素子に各々接続された再生リード２４と、各再生リード２４に各々接続され同一層内において引き回し形成された面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８と、各面内配線パターンを各々最上層へ導出する層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ８とを有し、面内配線パターンが、シールド材の非形成領域において、再生リードよりも厚く形成されている。【選択図】        図４
2005122838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気記録媒体との摺動面側から見て、磁気抵抗効果素子の形成幅をトラック幅とし、磁性材料でなるシールド材を介して前記磁気抵抗効果素子を前記トラック幅方向に相互にずらして多層に積層した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドであって、
前記各磁気抵抗効果素子に各々接続された再生リードと、
前記各再生リードに各々接続され同一層内において引き回し形成された面内配線パターンと、
前記各面内配線パターンを各々最上層へ導出する層間配線パターンとを有し、
前記面内配線パターンが、前記シールド材の非形成領域において、前記再生リードよりも厚く形成されている
ことを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記面内配線パターンの形成厚は、前記磁気抵抗効果素子とこの磁気抵抗効果素子の上方に位置する前記シールド材との間に設けられた上層ギャップよりも厚く形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記面内配線パターンの形成厚は、前記シールド材の形成厚以下に形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記層間配線パターンは、前記シールド材を構成する導電性材料と前記面内配線パターンを構成する導電性材料とを交互に積層して形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記シールド材は、一層でそれを挟む前記各磁気抵抗効果素子のシールド材として共用されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記磁気抵抗効果素子は、一層につき複数形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
磁気記録媒体との摺動面側から見て、磁気抵抗効果素子の形成幅をトラック幅とした磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
下部シールド材を形成する工程と、
前記下部シールド材の上に下層ギャップを介して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に再生リードを形成する工程と、
前記再生リードに接続される面内配線パターンを形成する工程と、
前記磁気抵抗効果素子の上に上層ギャップを介して上部シールド材を形成する工程とを有し、
前記面内配線パターンを形成する工程では、前記面内配線パターンを前記上部シールド材の非形成領域に形成すると共に、前記再生リードよりも厚く形成する
ことを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項８】
前記面内配線パターンの厚さを、前記上層ギャップの厚さ以上で、前記上部シールド材の厚さ以下の大きさとする
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項９】
前記面内配線パターンをめっき法により形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法。
【請求項１０】
前記面内配線パターンを最上層へ導出する層間配線パターンの形成工程を有し、
前記層間配線パターンは、前記上部シールド材を構成する導電性材料と前記面内配線パターンを構成する導電性材料とを交互に積層して形成され、
前記層間配線パターンを形成する工程を、前記上部シールド材を形成する工程と前記面内配線パターンを形成する工程とにおいて同時に行う
ことを特徴とする請求項７に記載の磁気抵抗効果型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、マルチトラック構造の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、磁気記録の分野においては、高音質の音声データや高画質の映像データ等の信号を大量に記録再生する必要性が高まっており、記憶媒体の大容量化及び高転送レート化が望まれている。
【０００３】
磁気テープを用いてデータの記録及び再生を行う磁気記録再生装置としては、従来より、周面に磁気ヘッドが設けられた回転ドラムに対して、磁気テープをヘリカル状に巻き付けて信号の記録及び再生を行うヘリカルスキャン方式が知られている。このヘリカルスキャン方式は、走行する磁気テープ上を磁気ヘッドが斜め方向に高速で摺動して信号の記録及び再生を行うので、磁気テープと磁気ヘッドとの相対摺動速度が早く、これにより記録密度及びデータ転送レートの向上が実現されている。
【０００４】
そこで、更なる高転送レート化を実現する方法として、トラック幅方向に複数の磁気ヘッドを回転ドラムの周面に各々配設することにより、複数のトラックに対する記録及び再生を同時に行うことを可能とするマルチトラックヘッドが知られている（下記特許文献１）。
【０００５】
一方、高記録密度化に対応した磁気ヘッドとして、薄膜形成工程によってヘッド素子を構成する各構成要素が積層形成されてなる、いわゆる薄膜磁気ヘッドが注目されている。薄膜磁気ヘッドは、磁性膜、非磁性絶縁膜等の薄膜層が真空薄膜形成技術により形成されるため、狭トラック化や狭ギャップ化等の微細寸法化が容易であるという特徴を有している。
【０００６】
例えば、ハードディスク駆動装置等では、記録専用ヘッドとして電磁誘導を利用したインダクティブ型薄膜磁気ヘッドと、再生専用ヘッドとして磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドとを組み合わせた複合型の薄膜磁気ヘッドが実用化されている（下記特許文献２，３参照）。
【０００７】
中でも、磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、磁化の向きとその内部を流れる電流の向きとのなす角によって電気抵抗値が変化する磁気抵抗効果現象を利用しており、再生出力が媒体速度に依存せず、低媒体速度でも高再生出力が得られるという特徴を有している。
【０００８】
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、磁気記録媒体からの漏洩磁束を磁気抵抗効果素子が受けると、その磁束により磁気抵抗効果素子の磁化の向きが反転し、磁気抵抗効果素子の内部を流れる電流の向きに対して磁束量に応じた角度を持つようになる。そのため、磁気抵抗効果素子の電気抵抗値が変化し、この変化量に応じた電圧変化が、電流が流れている磁気抵抗効果素子の両端の電極に現れる。したがって、この電圧変化を電圧信号として磁気記録信号を読み出せることになる。
【０００９】
磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、基板上に薄膜技術により磁気抵抗効果素子や電極膜、絶縁層等を成膜し、フォトリソグラフィ技術によってこれらを所定形状にエッチングすることにより形成され、再生時のギャップ長を規定して不要な磁束の磁気抵抗効果素子への侵入を防止するために、シールド材となる下部磁性磁極及び上部磁性磁極を上下に配したシールド構造を採用している。
【００１０】
ところで、デジタルテープレコーダでは、通常のアナログテープレコーダに比べて記録する信号量が飛躍的に増大することから、磁気ヘッドの分野においても、デジタルにおける高記録密度化に対処するべくマルチトラック構造とした磁気ヘッドへの要求が高まっている。
【００１１】
しかしながら、下記特許文献１に記載されているように、複数の再生用のヘッドチップを回転ドラムの周面に配設することによってマルチトラック化に対応させた従来の磁気ヘッドにおいては、各ヘッドチップ間のギャップ間隔調整やトラック高さ位置合わせを高精度に行うのが極めて困難であり、ヘッドチップの回転ドラムへの取付作業も難しく煩雑化し、歩留まりや製造コスト等の点で大きな問題を有している。
【００１２】
また、特許文献２，３に記載されているような複合型の薄膜磁気ヘッドは、記録及び再生の各々専用の磁気ヘッドを具備するものの、複数のトラックに対して再生動作を同時に行うことは不可能な構成である。
【００１３】
そこで、本出願人は先に、記録信号を忠実に再生でき生産性に優れたマルチトラック対応の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提供するべく、磁気記録媒体との摺動面から見て磁気抵抗効果素子の形成幅をトラック幅とし、磁性材料でなるシールド材を介して上記磁気抵抗効果素子をトラック幅方向に相互にずらして２層以上積層した構造の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを提案した（特願２００３−７４２６４）。
【００１４】
上記出願の発明に係る磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、磁性材料でなるシールド材を介して磁気抵抗効果素子をトラック幅方向に相互にずらして２層以上積層しているので、複数のトラックに対する再生動作を同時に行うことを可能としながら、各磁気抵抗効果素子への不要磁束の侵入を層間のシールド材によって防止することができ、マルチトラック化に対応した高性能な再生用薄膜磁気ヘッドを工程数少なく、高歩留まりで製造することが可能となった。
【００１５】
なお、この出願の発明に関連する先行技術文献として以下のものがある。
【００１６】
【特許文献１】特開２００２−２９８５７０号公報
【特許文献２】特開平１０−１４９５２０号公報
【特許文献３】特開平１０−１９８９３０号公報
【特許文献４】特公平８−３３９７８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
さて、上述したように、磁性材料でなるシールド材を介して磁気抵抗効果素子をトラック幅方向に相互にずらして多層に積層した構造の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドにおいては、各層の磁気抵抗効果素子の電気抵抗値変化、即ち再生出力を外部へ取り出すための配線パターンを如何に効率良く引き回すかが、磁気ヘッドのチップサイズに大きな影響を与えている。
【００１８】
例えば図２０は、磁気抵抗効果素子を８個搭載した８トラック対応の多層構造磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの最上層の様子を模式的に示すヘッドチップ１の平面図である。磁気抵抗効果素子には各々一対ずつ再生出力検出用の配線パターンが設けられているため、一素子あたり２端子、従って計１６端子分の外部接続端子２がヘッドチップ最上層に形成されることになる。
【００１９】
そこで、図２０に示すように、各素子の形成行程で成膜される再生リード３に各々接続され当該再生リード３をチップ最上層へ引き出す層間配線パターン４を各素子毎に配置形成した後、チップ最上層において、これら層間配線パターン４を外部接続端子２へ接続する面内配線パターン５を一括的に形成する工法が考えられる。
【００２０】
しかしながら、この工法では、磁気抵抗効果素子の搭載数の増加に伴って、外部接続端子２の配置形成面に大きな面積が必要となり、ヘッドチップ１の大型化を招くという問題がある。また、面内配線パターン５の引き回し設計自由度が低下し、配線長の増大やパターン疎密の顕在化による製品管理負担の増加、歩留まりの低減等が問題となる。
【００２１】
一方、磁気抵抗効果素子の再生リードと外部接続端子との間を接続する面内配線パターンを当該磁気抵抗効果素子の形成層内においてそれぞれ形成し、チップ最上層へは各素子の外部接続端子のみを露出配置させる工法がある。
【００２２】
この工法によれば、面内配線パターンを層毎に異ならせて形成できるので、素子搭載数の増加に伴うチップサイズの大型化を解消でき、また、配線の引き回し自由度も向上するという利点がある。
【００２３】
しかしながら、この工法では、磁気抵抗効果素子と上部シールド材料との間の上層ギャップ厚内において当該面内配線パターンを形成しなければならない。上層ギャップの厚さは約０．２μｍと狭く、従ってこの狭い上層ギャップ厚の中で配線を形成するとなると、配線厚を非常に小さくしなければならなくなる。このため、当該面内配線パターンの配線抵抗が増大し、磁気記録媒体の信号磁界に応じた磁気抵抗効果素子の抵抗値変化すなわち再生出力の高精度な検出が困難になるという問題がある。また、記録再生装置において省電力化が図れなくなる。
【００２４】
本発明は上述の問題に鑑みてなされ、チップサイズの小型化を図りながら、配線抵抗の増大を回避して再生出力を高精度に検出できるマルチトラック対応の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
以上の課題を解決するに当たり、本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドは、磁気記録媒体との摺動面側から見て、磁気抵抗効果素子の形成幅をトラック幅とし、磁性材料でなるシールド材を介して磁気抵抗効果素子をトラック幅方向に相互にずらして多層に積層した磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドであって、各磁気抵抗効果素子に各々接続された再生リードと、各再生リードに各々接続され同一層内において引き回し形成された面内配線パターンと、各面内配線パターンを各々最上層へ導出する層間配線パターンとを有し、面内配線パターンが、シールド材の非形成領域において、再生リードよりも厚く形成されている。
【００２６】
また、本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法は、下部シールド材を形成する工程と、下部シールド材の上に下層ギャップを介して磁気抵抗効果素子を形成する工程と、磁気抵抗効果素子に再生リードを形成する工程と、再生リードに接続される面内配線パターンを形成する工程と、磁気抵抗効果素子の上に上層ギャップを介して上部シールド材を形成する工程とを有し、面内配線パターンを形成する工程では、面内配線パターンを上部シールド材の非形成領域に形成すると共に、再生リードよりも厚く形成する。
【００２７】
本発明では、面内配線パターンを各磁気抵抗効果素子の形成層ごとに形成するようにしているので、チップ最上層において各素子の再生リードと外部接続端子とを一括して配線接続する場合に比べてチップサイズの小型化を図ることができる。
【００２８】
また、シールド材の非形成領域においては、シールド材との間における電気的絶縁を考慮する必要がないため面内配線パターンの形成厚を大きくすることができる。これにより、面内配線パターンを再生リードよりも厚く形成して配線抵抗の低減を図り、磁気記録媒体の信号磁界に応じた磁気抵抗効果素子の抵抗値変化を高精度に検出することが可能となると共に、記録再生装置の消費電力の低減を図ることができるようになる。
【発明の効果】
【００２９】
以上述べたように、本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドによれば、ヘッドチップサイズを小型化しながら、磁気抵抗効果素子の抵抗値変化を高精度に検出することができると共に、記録再生装置の低消費電力化を図ることができる。
【００３０】
また、本発明の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造方法によれば、ヘッドチップサイズの大型化及び再生出力の劣化を防止できるマルチトラック対応の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドを製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３２】
図１は本発明の実施の形態による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド（以下「磁気ヘッド」という。）１０をそのＡＢＳ面（Air Bearing Surface、磁気記録媒体との摺動面）側から見たときの概略構成を示している。磁気ヘッド１０は、８個の磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８を備えた８チャンネル磁気ヘッドチップで構成されている。
【００３３】
磁気ヘッド１０は、ＡＢＳ面から見て、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の形成幅をトラック幅とし、シールド材を介して磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８を当該トラック幅方向に相互にずらして４層積層することによって構成されている。
【００３４】
各層Ｌ１〜Ｌ４の磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８は、磁性材料でなる５層のシールド材ＳＬＤ１〜ＳＬＤ５の各層の間に設けられた絶縁材ＩＮＳ１〜ＩＮＳ４内に埋め込まれるようにして形成され、当該シールド材の各層間においてそれぞれ２個ずつ配置されている。
【００３５】
すなわち、第１の層Ｌ１は下部シールド材ＳＬＤ１、第１中間シールド材ＳＬＤ２、絶縁材ＩＮＳ１及び磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ２で構成され、第２の層Ｌ２は第１中間シールド材ＳＬＤ２、第２中間シールド材ＳＬＤ３、絶縁材ＩＮＳ２及び磁気抵抗効果素子ＭＲ３，ＭＲ４で構成されている。また、第３の層Ｌ３は第２中間シールド材ＳＬＤ３、第３中間シールド材ＳＬＤ４、絶縁材ＩＮＳ３及び磁気抵抗効果素子ＭＲ５，ＭＲ６で構成され、第４の層Ｌ４は第３中間シールド材ＳＬＤ４，上部シールド材ＳＬＤ５、絶縁材ＩＮＳ４及び磁気抵抗効果素子ＭＲ７，ＭＲ８で構成されている。
【００３６】
磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８はそれぞれ同一の構成を有している。図２及び図３を参照して磁気抵抗効果素子の形成領域の詳細について説明する。ここで、図２は図１におけるＡ部の詳細を模式的に示す拡大図、図３は磁気抵抗効果素子の構成を模式的に示す斜視図である。
【００３７】
磁気ヘッド１０は、ＡＬ2Ｏ3−ＴｉＣ（アルチック）等でなる非磁性基板１１上に、絶縁層１２を介してＮｉ−Ｆｅ等の軟磁性材料でなる下部シールド材ＳＬＤ１が成膜され、この下部シールド材ＳＬＤ１の上に、ＳｉＯ2膜やＡｌ2Ｏ3膜等でなる非磁性絶縁膜２１が積層されている。そして、非磁性絶縁膜２１の上には、感磁部である磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ２（図２ではＭＲ２のみ図示。）が形成され、更にこれら磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ２に各々接続されるハードバイアス膜１３が成膜されるとともに、このハードバイアス膜１３の上に電極膜１４が積層されている。
【００３８】
ここで、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８は、図３のその立体的構造を示すが、本実施の形態ではスピンバルブＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果素子）で構成されている。スピンバルブＧＭＲは多層構造とされ、主として、反強磁性層、ピン層、非磁性層及びフリー層を有する公知の構成とされている。
【００３９】
ピン層磁化は隣接する反強磁性膜からの交換結合磁界により固定され、フリー層磁化は磁気記録媒体からの磁界に反応して回転する。フリー層磁化は自己の結晶磁気異方性とハードバイアス膜１３からの磁界によりトラック幅方向に揃えられており、ピン層磁化と直交関係にある。そこで、磁気記録媒体からの磁界が入ると、フリー層磁化はピン層磁化に対し平行（同一方向）又は反平行（逆行）方向へと変化し、このとき生じるセンス電流の電気抵抗値の変動を読み取って再生信号が得られるようになっている。
【００４０】
磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８は、平面形状が略長方形パターンとして形成され、その一側縁部が上記ＡＢＳ面（摺動面）に臨むようになされており、ＡＢＳ面側から見て、素子の形成幅がトラック幅Ｔｗとされている。
【００４１】
ハードバイアス膜１３は、上記フリー層のバルクハウゼンノイズを除去するための永久磁石膜であり、例えばＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ膜で構成されている。電極膜１４は、磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ２にセンス電流を印加するための非磁性導電膜であり、例えば、Ｃｕ，Ａｕ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｔａ膜等で構成されている。
【００４２】
磁気抵抗効果素子ＭＲ１，ＭＲ２及び電極膜１４の上には、ＳｉＯ2膜やＡｌ2Ｏ3膜等でなる非磁性絶縁膜２２を介して、Ｎｉ−Ｆｅ等でなる第１中間シールド材ＳＬＤ２が成膜されている。
【００４３】
第１の層Ｌ１は以上のようにして構成される。第２の層Ｌ２においても第１の層Ｌ１と同様に構成され、第１中間シールド材ＳＬＤ２の上に非磁性絶縁膜２１を介して磁気抵抗効果素子ＭＲ３，ＭＲ４（図２ではＭＲ４のみ図示。）が形成され、更にこれら磁気抵抗効果素子ＭＲ３，ＭＲ４に各々接続されるハードバイアス膜１３が成膜されるとともに、このハードバイアス膜の上に電極膜１４が積層されている。そして、これら磁気抵抗効果素子ＭＲ３，ＭＲ４及び電極膜１４の上に、非磁性絶縁膜２２を介して、Ｎｉ−Ｆｅ等でなる第２中間シールド材ＳＬＤ３が成膜されている。
【００４４】
第３，第４の層Ｌ３，Ｌ４も同様にして構成される。最上層におけるシールド材は上部シールド材ＳＬＤ５とされ、最終的に、各層２つずの磁気抵抗効果素子を搭載した８トラック対応の磁気ヘッド１０が構成される。
【００４５】
本実施の形態の磁気ヘッド１０は、下部シールド材ＳＬＤ１と磁気抵抗効果素子ＭＲ１（又はＭＲ２）と第１中間シールド材ＳＬＤ２とで、ひとつの磁気ヘッド部が構成され、下部シールド材ＳＬＤ１及び第１中間シールド材ＳＬＤ２は当該磁気ヘッド部の下部シールド材及び上部シールド材としてそれぞれ機能する。このとき、非磁性絶縁膜２１は下層ギャップとして機能し、非磁性絶縁膜２２は上層ギャップとして機能することになる。
また、第１中間シールド材ＳＬＤ２と磁気抵抗効果素子ＭＲ３（又はＭＲ４）と第２中間シールド材ＳＬＤ３とで、ひとつの磁気ヘッド部が構成され、第１中間シールド材ＳＬＤ２及び第２中間シールド材ＳＬＤ３は当該磁気ヘッド部の下部シールド材及び上部シールド材としてそれぞれ機能する。
【００４６】
同様に、第２中間シールド材ＳＬＤ３と磁気抵抗効果素子ＭＲ５（又はＭＲ６）と第３中間シールド材ＳＬＤ３とで、ひとつの磁気ヘッド部が構成され、第２中間シールド材ＳＬＤ３及び第３中間シールド材ＳＬＤ４は当該磁気ヘッド部の下部シールド材及び上部シールド材としてそれぞれ機能する。
また、第３中間シールド材ＳＬＤ４と磁気抵抗効果素子ＭＲ７（又はＭＲ８）と上部シールド材ＳＬＤ５とで、ひとつの磁気ヘッド部が構成され、第３中間シールド材ＳＬＤ４及び上部シールド材ＳＬＤ５は当該磁気ヘッド部の下部シールド材及び上部シールド材としてそれぞれ機能する。
【００４７】
以上のように構成された磁気ヘッド１０では、磁気テープ等の磁気記録媒体に記録された磁気信号を再生する際に、電極膜１４を介して、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８に対してセンス電流が供給される。また、図示しない検出機構によって、これら磁気抵抗効果素子の電圧値が検出される。磁気抵抗効果素子の抵抗値は、磁気記録媒体からの信号磁界に応じて変化する。このため、センス電流の電圧値は、磁気抵抗効果素子の抵抗値の変化に基づいて変化し、この電圧値の変化を検出することによって、磁気記録媒体からの信号磁界を検出する。
【００４８】
そして、各磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８を相互にトラック幅Ｔｗ方向にずらして多層に積層しているので、磁気記録媒体の８トラック分に記録されている信号磁界を同時に検出することができる。これにより、デジタル磁気テープ等の高記録密度テープ状磁気記録媒体のマルチトラックに対応した再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド１０を得ることができる。
【００４９】
更に、中間シールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ４が、それぞれ各磁気ヘッド部の上部シールド材および下部シールド材として兼用された構成であるので、磁気ヘッド１０の薄型化を図ることができる。本発明者らの試作によれば、上下層の素子間の距離を約２．７μｍ以下に形成できることが確認されている。
【００５０】
さて、以上のように薄型化された構造の磁気ヘッド１０においては、各層Ｌ１〜Ｌ４に２個ずつ形成された磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８に対応して、それぞれの電極膜１４をヘッドチップ最上層の外部接続端子１５に接続するための配線パターンを形成するに当たり、本発明においては図４及び図５に模式的に示すように、電極膜１４に連絡する再生リード２４に各々接続され同一層内において引き回し形成された面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８と、これらの面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８をそれぞれ最上層へ導出する層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ８とを備えている。
【００５１】
ここで、図４は磁気ヘッド１０をそのＡＢＳ面１０ａに関して垂直な方向の断面模式図である。また、図５は磁気ヘッド１０のヘッドチップ最上層から見た平面図であり、外部接続端子１５の配置例と、これら外部接続端子１５に接続される各層の面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ４の引き回し例を模式的に示している。
なお、面内配線パターンＬＰ及び層間配線パターンＬＶの語尾に付した数字は、磁気抵抗効果素子ＭＲの語尾に付した数字と対応させている。
【００５２】
面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８はそれぞれ層Ｌ１〜Ｌ４に対応してそれぞれ一対ずつ形成されており、各層における素子の再生リード２４と層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ８との間を連絡するように引き回し形成されている（図５）。これら面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の間は、各層Ｌ１〜Ｌ４の絶縁材ＩＮＳ１〜ＩＮＳ４によって相互に電気的に絶縁されている（図４）。
【００５３】
面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の各々は、例えばＣｕやＮｉ等のめっき膜でなり、その直上方のシールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５の非形成領域において、再生リード２４よりも厚く形成されている。
【００５４】
シールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５の非形成領域としては、磁気ヘッド１０の後方側（ＡＢＳ面１０ａとは反対側）及びその側方側が対応する。これにより、シールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５との接触を回避しながら、各再生リード２４と層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ４との間を低抵抗で接続することができる。
【００５５】
本実施の形態では、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の形成厚を、磁気抵抗素子ＭＲ１〜ＭＲ８とその上方に位置するシールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５との間に設けられた上層ギャップ（非磁性絶縁膜）２２の形成厚よりも厚く形成している。この構成により、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８は、シールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５に対して厚さ方向にオーバーラップしている。本実施の形態では、オーバーラップ量δの大きさを約１．３５μｍとしているが、このオーバーラップ量δは任意に調整可能であり、また、各層間において異なる設定とすることも可能である。
【００５６】
特に本実施の形態では、各層Ｌ１〜Ｌ４における面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の形成厚を、当該層におけるシールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５の形成厚以下としている。これにより、上下の層間における電気的絶縁を確保するようにしている。
【００５７】
一方、層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ８は、それぞれ、各層の面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８を磁気ヘッド１０の最上層の外部接続端子１５へ電気的に接続する層間接続用配線として構成され、各層Ｌ１〜Ｌ４ごとに一対ずつ形成されている（図５）。これら層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ８は、シールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５を構成する導電材料と面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ４を構成する導電材料とを交互に積層して形成されている（図４）。
【００５８】
外部接続端子１５は、各層間配線パターンＬＶ１〜ＬＶ８に対応して複数（本実施の形態では計１６個）形成されている（図５）。外部接続端子１５の各々には図示せずともリード配線が接合され、これらのリード線を介して、各磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の抵抗値変化を検出する図示しない検出機構に外部接続端子１５が接続される。
【００５９】
以上のように構成される本実施の形態の磁気ヘッド１０によれば、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８を各磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の各々の形成層ごとに形成しているので、ヘッドチップ最上層において各素子の再生リードと外部接続端子とを一括して配線接続する従来の構成（図２０）に比べて、配線領域の省スペース化を実現でき、チップサイズの小型化を図ることができる。
【００６０】
また、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８をシールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５の非形成領域において引き回し形成する構成であるので、シールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５との電気的絶縁を考慮する必要がなく、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の形成厚を大きくすることができる。これにより、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８を再生リード２４よりも厚く形成して配線抵抗の低減を図り、磁気記録媒体の信号磁界に応じた磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の抵抗値変化（再生出力）を高感度に検出することが可能となると共に、記録再生装置の消費電力の低減を図ることが可能となる。また、回転ドラムやシステム等の記録再生装置側の仕様変更を最小限にとどめることができる。
【００６１】
更に、図５に示すように、各層間において面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の配線重なりをできるだけ少なくするように構成すれば、配線パターン間の配線容量を低減して、更に高感度な再生出力の検出作用を確保することができるようになる。
【００６２】
次に、以上のように構成される磁気ヘッド１０の製造方法について図６〜図１９を参照して説明する。なお、以下の説明では具体的な材料及び数値を挙げているが、勿論、これに限られるものではない。
ここで、図６〜図１７は磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図、図１８及び図１９は各層Ｌ１〜Ｌ４における面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の引き回し例を示す平面図である。
【００６３】
先ず、図６に示すように、例えばＡＬ2Ｏ3−ＴｉＣ材からなる非磁性基板１１上に、当該基板１１の絶縁と表面性の改善を目的として、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2膜等でなる絶縁層１２を形成する。
【００６４】
次に、絶縁層１２の上に、下部シールド材ＳＬＤ１を形成する。下部シールド材ＳＬＤ１は、例えばパーマロイ等の軟磁性材料の厚さ約２．５μｍのめっき膜で構成される。下部シールド材ＳＬＤ１はこのめっき膜を所定形状に加工して形成される。そして、下部シールド材１２の上に、下層ギャップとして厚さ約０．０６μｍのＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2膜等でなる非磁性絶縁膜２１を成膜する。
【００６５】
続いて、図７に示すように、非磁性絶縁膜２１の上に、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2膜等でなる厚さ約０．１μｍの下層絶縁増厚膜３１を成膜する。この下層絶縁増厚膜３１は、後に形成される面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）と下部シールド材ＳＬＤ１との間の絶縁を強化するために設けられるもので、磁気抵抗効果素子の形成領域には開口３１ａが形成されている。
【００６６】
次に、図８に示すように、開口部３１ａによって開口された非磁性絶縁膜２１の上に、磁気抵抗効果素子ＭＲ１（ＭＲ２）を構成する多層構造のＧＭＲ膜４１を例えばスパッタリング法によって形成する。ＧＭＲ膜４１の厚さは約０．０５μｍである。そして、ＧＭＲ膜４１を所定形状にエッチングして、ハードバイアス膜１３及び電極膜１４を順次成膜する（図３）。その後、図９に示すように、ＧＭＲ膜４１及び下層絶縁増厚膜３１の上に、上層ギャップとして厚さ約０．０７μｍのＡｌ2Ｏ3やＳｉＯ2膜等でなる非磁性絶縁膜２２を成膜する。
【００６７】
続いて、非磁性絶縁膜２２を所定形状にエッチングした後、図１０に示すようにＣｕやＡｕ等でなる厚さ約０．２μｍの再生リード２４を例えばスパッタリング法によって成膜する。この再生リード２４は下地の電極膜１４の一部に重なっており、これにより電極膜１４と再生リード２４との間が電気的に接続される。
【００６８】
次に、図１１に示すように、再生リード２４の一部に重なるように面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）を形成する。面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）は、例えばＣｕ等でなる厚さ約１．５μｍの金属めっき膜で構成される。面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）は、再生リード２４よりも厚く形成されるが、めっき法で形成するようにしているので、成膜に多くの時間を要することはない。
【００６９】
面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）の形成方法としては、当該配線パターンよりも一回り大きいレジストパターンを形成した後、配線めっきの下地膜となるＣｕをスパッタ法等により成膜する。その後、更にフォトレジストを塗布し、今度は所望する配線パターンを先に形成したレジストパターンの中に形成する。そして、めっき法により面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）を形成した後、当該レジストパターンを除去し、Ｃｕ下地膜をイオンミリング等により除去する。その後、先に形成したレジストパターンを除去することにより、図１１に示した面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）が形成される。
【００７０】
面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）の配線引き回し例を図１８Ａに示す。これらの配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）は、次工程で形成される第１中間シールド材ＳＬＤ２の非形成領域に形成される（図１３）。
【００７１】
続いて、図１２に示すように、再生リード２４及び面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）の上に、例えばリフトオフ法によって厚さ約０．１５μｍの上層絶縁増厚膜３２を成膜する。ここで、面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）上の所定位置には、層間配線パターンＬＶ１（ＬＶ２）を形成するための開口３２ａを形成しておく。
【００７２】
次に、図１３に示すように、第１中間シールド材ＳＬＤ２を構成するめっき膜５１を成膜する。このとき、パーマロイ膜５１の形成と同時に、上層絶縁増厚膜３２の開口３２ａを介して、面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）上に、層間配線パターンＬＶ１（ＬＶ２）を構成するパーマロイめっき膜５１を形成する。
【００７３】
なお、パーマロイ膜５１の成膜法としては、下地膜としてパーマロイ等をスパッタ法等により成膜した後、その上にレジストを塗布して所定形状のフレームパターンを形成する。そして、めっき法によりパーマロイ膜５１を成膜した後、上記フレームパターンを除去し、下地膜をエッチング除去する。更に、不要パーマロイ膜を除去するためのカバーレジストを形成し、不要パーマロイ膜をエッチング除去した後、当該カバーレジストを溶解除去する。
【００７４】
最後に、図１４に示すように、ヘッド上面全体をＡｌ2Ｏ3等の絶縁物３５で埋め込んだ後、ヘッド上面を所定量研磨して平坦化すると共に、ヘッド上面にパーマロイ膜５１を露出させる。これにより、厚さ約２．５μｍ〜２．７５μｍの第１中間シールド材ＳＬＤ２が形成される。
【００７５】
以上のようにして、下部シールド材ＳＬＤ１、第１中間シールド材ＳＬＤ２及び磁気抵抗効果素子ＭＲ１（ＭＲ２）を有する第１の層Ｌ１が製造される。次に、この第１の層Ｌ１の上に第２の層Ｌ２を製造する工程が行われる（図１５〜図１７）。
【００７６】
第２の層Ｌ２以降も、上述の各工程と同様にして製造される。このとき、磁気抵抗効果素子ＭＲ３（ＭＲ４）は、第１の層Ｌ１の磁気抵抗効果素子ＭＲ１（ＭＲ２）に対してトラック幅方向に所定量（本例では１トラック分）ずらして形成される（図１，２）。
【００７７】
また、第２の層Ｌ２においてギャップ層を構成する絶縁膜２１，２２，３１には、第１の層Ｌ１における層間配線パターンＬＶ１（ＬＶ２）の形成位置に対応して開口３６を形成しておく（図１５）。そして、第２の層Ｌ２において、磁気抵抗効果素子ＭＲ３（ＭＲ４）に連絡する再生リード２４に対して面内配線パターンＬＰ３（ＬＰ４）をめっき法により接続形成する。図１８Ｂに、第２の層Ｌ２における面内配線パターンＬＰ３（ＬＰ４）の形成例を示す。
【００７８】
そこで、本実施の形態では、面内配線パターンＬＰ３（ＬＰ４）を形成する工程と同時に、当該面内配線パターンＬＰ３（ＬＰ４）を構成するＣｕめっき膜５０を上記開口３６内に形成し、下地のパーマロイ膜５１に積層する（図１６）。そして、第２中間シールド材ＳＬＤ２をめっき法により形成する工程と同時に、図１７に示すように、層間配線パターンＬＶ１（ＬＶ２）の最上層めっき膜５０を覆う絶縁材ＩＮＳ２に形成した開口３７内に、当該第２中間シールド材ＳＬＤ２を構成するパーマロイめっき膜５１を形成する。
【００７９】
以後、第３，第４の層Ｌ３，Ｌ４の形成工程において、層間配線パターンＬＶ１（ＬＶ２）を面内配線パターンＬＰ及びシールド材ＳＬＤの構成材料で交互に段積みし、その端子面を常にヘッドチップ上面に露出させるようにする。そして、最終的に図４に示したようにヘッドチップ最上層において外部接続端子１５に加工する。
【００８０】
なお、他の層間配線パターンＬＶ２〜ＬＶ３についても任意の部位において同様に形成される。第３の層Ｌ３及び第４の層Ｌ４における面内配線パターンＬＰ５（ＬＰ６）及びＬＰ７（ＬＰ８）の引き回し例をそれぞれ図１９Ａ及び図１９Ｂに示す。
【００８１】
以上のように、本実施の形態の磁気ヘッド１０の製造方法によれば、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８を各磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の形成層ごとに形成するようにしているので、チップ最上層において各素子の再生リードと外部接続端子とを一括して配線接続する従来の工法（図２０）に比べて、配線領域の省スペース化、配線設計の自由度向上等が図られ、磁気ヘッド１０のチップサイズを小型化することができる。
【００８２】
また、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８をシールド材ＳＬＤ２〜ＳＬＤ５の非形成領域で引き回しているので、面内配線パターンＬＰ１〜ＬＰ８の配線厚を大きくとることができ、これにより配線抵抗を低減して、磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の抵抗値変化、すなわち再生出力を高感度に検出できるようになる。
【００８３】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００８４】
例えば以上の実施の形態では、磁気ヘッド１０として、磁気抵抗効果素子を８個搭載した８トラック対応の４層構造としたが、素子搭載数及び層数は勿論これに限られない。また、一層あたりの素子搭載数も２に限られず、システムの仕様に応じて適宜変更可能である。
【００８５】
また、以上の実施の形態では、磁気抵抗効果素子として巨大磁気抵抗効果素子（ＧＭＲ）を適用したが、これに代えて、異方性磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ）を適用してもよい。
【００８６】
更に、以上の実施の形態では、磁気抵抗効果素子をＡＢＳ面に露出させた形態の磁気ヘッドを例に挙げて説明したが、ＡＢＳ面にフラックスガイド素子が形成され当該フラックスガイド素子を介して後方側の磁気抵抗効果素子へ信号磁界を導入する形態の磁気ヘッドにも、本発明は適用可能である。
【００８７】
更に又、本発明の磁気ヘッドの製造方法は、単層構造の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドの製造にも適用可能であり、これによりヘッドチップの薄型化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の実施の形態による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド１０をそのＡＢＳ面側から見たときの概略正面図である。
【図２】図１におけるＡ部の詳細を示す拡大図である。
【図３】磁気抵抗効果素子ＭＲ１〜ＭＲ８の構成例を模式的に示す斜視図である。
【図４】磁気ヘッド１０の内部の配線引き回し例を説明する側断面図である。
【図５】磁気ヘッド１０の各層の面内配線パターンＰＬ１〜ＰＬ２の配線引き回し例と、外部接続端子１５の配置例を示す平面図である。
【図６】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、下部シールド材ＳＬＤ１及び下層ギャップ２１の形成工程を示している。
【図７】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、下層絶縁増厚膜３１の形成工程を示している。
【図８】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、ＧＭＲ膜４１の形成工程を示している。
【図９】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、上層ギャップ２２の形成工程を示している。。
【図１０】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、再生リード２４の形成工程を示している。
【図１１】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、面内配線パターンＬＰ１（ＬＰ２）の形成工程を示している。
【図１２】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、上層絶縁増厚膜３２の形成工程を示している。
【図１３】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、シールド材及び層間配線パターンの構成材料である金属めっきの形成工程を示している。
【図１４】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、ヘッド上面の研磨工程を示している。
【図１５】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、第２の層Ｌ２におけるＧＭＲ膜４１及びそのギャップ層の形成工程を示している。
【図１６】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、第２の層Ｌ２における面内配線パターンＬＰ３（ＬＰ４）及び層間配線パターンＬＶ１（ＬＶ２）の形成工程を示している。
【図１７】磁気ヘッド１０の製造方法を説明する工程断面図であり、第２の層Ｌ２の形成最終工程を示している。
【図１８】面内配線パターンの引き回し例を示すヘッドチップ上面図であり、Ａは第１の層Ｌ１、Ｂは第２の層Ｌ２をそれぞれ示している。
【図１９】面内配線パターンの引き回し例を示すヘッドチップ上面図であり、Ａは第３の層Ｌ３、Ｂは第４の層Ｌ４をそれぞれ示している。
【図２０】従来のマルチトラック対応の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッドのヘッドチップ上面図である。
【符号の説明】
【００８９】
１０…磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド、１４…電極膜、１５…外部接続端子、２１…下層ギャップ、２２…上層ギャップ、２４…再生リード、３１…下層絶縁増厚膜、３２…上層絶縁増厚膜、４１…ＧＭＲ膜、５０…Ｃｕめっき膜、５１…パーマロイめっき膜、ＩＮＳ１〜ＩＮＳ４…絶縁材、Ｌ１〜Ｌ４…層、ＬＰ１〜ＬＰ８…面内配線パターン、ＬＶ１〜ＬＶ８…層間配線パターン、ＭＲ１〜ＭＲ８…磁気抵抗効果素子、ＳＬＤ１〜ＳＬＤ５…シールド材、Ｔｗ…トラック幅。
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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