(57)【要約】【目的】サイドリーディングの発生を防止可能なＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを得る。【構成】下部シールド層、下部非磁性導電層、磁気抵抗効果素子、上部非磁性導電層及び上部シールド層を順に備え、磁気抵抗効果素子を構成する各層の膜面に対して直交する方向に電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、上下のシールド層の間隔を、磁気抵抗効果素子の存在する素子部よりも素子部外で狭くすると共に、素子部から素子部外にかけて単調に減少させた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部シールド層、下部非磁性導電層、磁気抵抗効果素子、上部非磁性導電層及び上部シールド層を順に備え、前記磁気抵抗効果素子を構成する各層の膜面に対して直交する方向に電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記下部シールド層と前記上部シールド層の間隔は、前記磁気抵抗効果素子の存在する素子部よりも素子部外で狭く、且つ、前記素子部から素子部外にかけて単調に減少していることを特徴とするＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部非磁性導電層及び前記上部非磁性導電層は、前記磁気抵抗効果素子よりも大きな面積で形成されていて、前記上部非磁性導電層の膜厚が前記素子部よりも素子部外で薄く、且つ前記素子部から素子部外にかけて単調に減少しているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２記載のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、前記下部シールド層の膜厚が、前記素子部外よりも前記素子部で薄く、且つ前記素子部外から素子部にかけて単調に減少しているＣＰＰ型薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、膜厚方向（膜面に直交する方向）にセンス電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドに関する。
【０００２】
【従来技術およびその問題点】
ハードディスク装置や磁気センサなどに用いられる磁気抵抗効果素子は、素子を構成する各層の膜面に対して平行な方向にセンス電流が流れるＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｉｎ  ｔｈｅ  Ｐｌａｎｅ）型と、素子を構成する各層の膜面に対して垂直な方向にセンス電流が流れるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｐｌａｎｅ）型とに大別することができる。
【０００３】
ＣＩＰ型磁気抵抗効果素子は、現在製品として一般に用いられているタイプであるが、トラック幅が狭くなるにつれて出力（抵抗変化ΔＲ／Ｒ）が低下するため、今後さらに挟トラック化を進めようとすると種々の課題が生じてしまう。これに対し、ＣＰＰ型磁気抵抗効果素子は、素子膜厚に応じて出力（単位面積当たりの抵抗変化ΔＲ・Ａ）が増減し、電流密度が一定に保たれていれば、トラック幅が狭くなっても出力は変化しない。このように素子出力がトラック幅寸法に依存しないＣＰＰ型磁気抵抗効果素子は、ＣＩＰ型磁気抵抗効果素子よりも挟トラック化に適していると考えられ、近年注目を集めている。
【０００４】
しかしながら、狭トラック化によりＣＰＰ型磁気抵抗効果素子の高記録密度化が進められると、素子部が磁気記録トラックの磁気記録情報を読み出すときに、隣接する磁気記録トラックの磁気記録情報をも同時に読み出してしまうサイドリーディングが問題になってくる。サイドリーディングが発生すると、出力信号にノイズがのってしまい、読み取りエラーとなる。
【０００５】
【特許文献】
特開２００１−３２５７０４号公報
【０００６】
【発明の目的】
本発明は、サイドリーディングの発生を防止可能なＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドを得ることを目的とする。
【０００７】
【発明の概要】
本発明は、下部シールド層、下部非磁性導電層、磁気抵抗効果素子、上部非磁性導電層及び上部シールド層を順に備え、磁気抵抗効果素子を構成する各層の膜面に対して直交する方向に電流が流れるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドにおいて、下部シールド層と上部シールド層の間隔は、磁気抵抗効果素子の存在する素子部よりも素子部外で狭く、且つ、素子部から素子部外にかけて単調に減少していることを特徴としている。
【０００８】
上記構成によれば、素子部と素子部外でシールド間隔を一定にした場合よりも素子部外でのシールド効果が高めることができ、サイドリーディングの発生を防止可能である。また素子部と素子部外でシールド間隔が異なっていても、要な磁区を生じさせる凹凸部が素子部と素子部外の間に生じず、該凹凸部に起因して発生するバルクハウゼンノイズを防止することができる。
【０００９】
下部非磁性導電層及び上部非磁性導電層は、磁気抵抗効果素子よりも大きな面積で形成されている。素子部よりも素子部外でシールド間隔を狭くするには、具体的に、上部非磁性導電層の膜厚が素子部よりも素子部外で薄く、且つ素子部から素子部外にかけて単調に減少していることが好ましい。あるいは、下部シールド層の膜厚が素子部外よりも素子部で薄く、且つ素子部外から素子部にかけて単調に減少していることが好ましい。この上部非磁性導電層及び下部シールド層の両方の膜厚が素子部で薄くなっていれば、素子部と素子部外のシールド間隔差がひろがり、素子部外でより高いシールド効果が得られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明を説明する。各図において、Ｘ方向はトラック幅方向、Ｙ方向は記録媒体からの漏れ磁界方向、Ｚ方向は記録媒体の移動方向及び磁気抵抗効果素子を構成する各層の積層方向である。
【００１１】
図１は、本発明の第１実施形態におけるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１の構造を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１は、図示Ｚ方向に、下部シールド層１、下部非磁性導電層２、磁気抵抗効果素子３、上部非磁性導電層４及び上部シールド層５を順に備えている。
【００１２】
下部シールド層１及び上部シールド層５は、磁気シールドとしての機能と電極としての機能を有し、磁気抵抗効果素子３よりも十分に広い面積に存在している。この下部シールド層１及び上部シールド層５は、十分な磁気シールド効果が得られる軟磁性材料、例えばＮｉＦｅにより形成されている。
【００１３】
下部非磁性導電層２は、下部シールド層１の直上に形成されたギャップ層であり、電極及び磁気抵抗効果素子３を規則的に形成するためのシード層としても機能する。上部非磁性導電層４は、上部シールド層５の直下に位置するギャップ層であり、上部シールド層５と共に電極としても機能する。この下部非磁性導電層２及び上部非磁性導電層４は、磁気抵抗効果素子３の上面と下面に直接接していて、磁気抵抗効果素子３よりも十分広く、下部シールド層１及び上部シールド層５とほぼ同じ面積を有している。
【００１４】
下部非磁性導電層２及び上部非磁性導電層４は、下部シールド層１及び上部シールド層５よりも比抵抗が小さい非磁性金属材料で形成されている。具体的には、例えばＡｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｄのいずれか１種又は２種以上の元素により形成されることが好ましい。これら下部非磁性導電層２及び上部非磁性導電層４は、単層膜であっても多層膜であってもよい。本実施形態の下部非磁性導電層２は、磁気抵抗効果素子３のシード層としても機能させるため、例えばＴａ／Ｃｕ、Ｔａ／Ｒｕ／Ｃｕ又はＴａ／Ｃｒによって形成されている。
【００１５】
磁気抵抗効果素子３は、図１に示されるようにトラック幅方向（図示Ｘ方向）において下部シールド層１、下部非磁性導電層２、上部非磁性導電層４及び上部シールド層５のほぼ中央部に位置しており、上下面が下部非磁性導電層２、上部非磁性導電層４によって挟まれている。本ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１は、上部シールド層５及び下部シールド層１のいずれか一方から他方に向かって磁気抵抗効果素子３の膜面に直交する方向にセンス電流が流れたとき、磁気抵抗効果素子３の磁気抵抗効果を利用して記録媒体からの漏れ磁界を検出することができる。磁気抵抗効果素子３には、ＧＭＲ（ｇｉａｎｔ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子やＴＭＲ（ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ  ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子を用いることができる。磁気抵抗効果素子３の構成は、各種タイプが周知であり、また本発明は磁気抵抗効果素子３の具体的構成を問うものではないので、説明を省略する。
【００１６】
下部非磁性導電層２と上部非磁性導電層４の間には、磁気抵抗効果素子３のトラック幅方向の両側部に位置させて、下から順に第１絶縁層６、縦バイアス層７及び第２絶縁層８が積層されている。第１絶縁層６及び第２絶縁層８は、例えばＡｌ２Ｏ３やＳｉＯ２などの絶縁材料で形成され、縦バイアス層７と下部非磁性導電層２、上部非磁性導電層４との間を埋めて下部非磁性導電層２と上部非磁性導電層４の絶縁性を確保している。縦バイアス層７は、磁気抵抗効果素子３に備えられるフリー磁性層（不図示）の磁化方向を図示Ｘ方向に揃えるためのものである。
【００１７】
以上のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１では、上部非磁性導電層４の膜厚を、磁気抵抗効果素子３の存在する素子部４ａよりも磁気抵抗効果素子３の存在しない素子部外４ｂで薄くすることにより、素子部外でのシールド間隔（下部シールド層２と上部シールド層５の間隔）ＳＨ２を素子部でのシールド間隔ＳＨ１よりも狭くしてある。このように素子部よりも素子部外でシールド間隔が狭くなっていれば、素子部と素子部外でシールド間隔が一定である場合よりも素子部外でのシールド効果が高くなる。これにより、素子部外から入り込もうとする余分な信号や雑音は遮断され、サイドリーディングの発生を防止することができる。素子部でのシールド間隔ＳＨ１は約０．０７μｍ程度、素子部外でのシールド間隔ＳＨ２は約０．０５μｍ程度としてある。
【００１８】
また本ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１では、下部シールド層１の素子部１ａと素子部外１ｂは均一の膜厚で形成されていて、上部非磁性導電層４の素子部４ａと素子部外４ｂが滑らかに連続しており、この結果、シールド間隔は素子部から素子部外にかけて単調に減少している。よって、素子部と素子部外の間には、不要な磁区を生じさせる凹凸部が存在せず、該凹凸部に起因して生じるバルクハウゼンノイズを防止することができる。
【００１９】
以下では、図１に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１の製造方法について説明する。各層の材料及び膜厚は、図１に示された完成状態のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１と同一なので、説明を省略する。
【００２０】
先ず、下から順に下部シールド層１、下部非磁性導電層２及び磁気抵抗効果素子３を構成する各層を真空中でベタ膜上に連続成膜する。このとき、下部シールド層１は均一な膜厚で形成し、下部シールド層１と下部非磁性導電層２の接触面（下部シールド層１の上面）では素子部１ａと素子部外１ｂを滑らかに連続させる。
【００２１】
次に、磁気抵抗効果素子３を構成する最上層の上に、形成すべき磁気抵抗効果素子の光学的な素子面積と同程度、あるいは該素子面積よりも若干小さい面積を覆うリフトオフ用のレジストを形成する。レジスト層を形成したら、レジスト層に覆われていない磁気抵抗効果素子３の各層をイオンミリング等により除去する。この工程により、下部非磁性導電層２のトラック幅方向のほぼ中央部上に、磁気抵抗効果素子３が略台形状となって残される。なお、磁気抵抗効果素子３の両側端面にはイオンミリングで除去された物質の一部が再付着するので、この再付着物を再度ミリングで除去することが好ましい。
【００２２】
続いて、下部非磁性導電層２上に、磁気抵抗効果素子３の両側端面に接する第１絶縁層６、縦バイアス層７及び第２絶縁層８を連続でスパッタ成膜する。なお、スパッタ成膜時におけるスパッタ粒子角度は、下部非磁性導電層２に対してほぼ垂直方向とすることが好ましい。スパッタ成膜後は、レジスト層を除去する。レジスト層を除去したら、磁気抵抗効果素子３をハイト方向（図示Ｙ方向）の磁場中でアニールし、磁気抵抗効果素子３中の固定磁性層の磁化方向をハイト方向に固定する。
【００２３】
アニール処理後は、磁気抵抗効果素子３の最上層及び第２絶縁層８の上に、上部非磁性導電層４を均一の膜厚でスパッタ成膜する。続いて、磁気抵抗効果素子３上に位置する上部非磁性導電層４（素子部４ａ）を覆うレジストを形成し、該レジストで覆われていない上部非磁性導電層４（素子部外４ｂ）を例えばイオンミリングにより所定量削る。このとき、上部非磁性導電層４の上面（後に上部非磁性導電層４と上部シールド層５の接触面となる面）で素子部４ａと素子部外４ｂが滑らかに連続するように、ミリング角度を調整しながら素子部外４ｂの上部非磁性導電層４を削る。本実施形態では、上部非磁性導電層４を約０．１μｍの膜厚で成膜し、素子部外４ｂの膜厚が約０．０８μｍの膜厚となった時点でイオンミリング工程を終了させる。イオンミリング後は、素子部４ａ上のレジストを除去する。これにより、素子部４ａよりも素子部外４ｂで膜厚の薄い上部非磁性導電層４が得られる。
【００２４】
続いて、上部非磁性導電層４上に上部シールド層５をスパッタ成膜し、上部シールド層５の上面にＣＭＰ加工又はイオンミリングを施す。このＣＭＰ加工又はイオンミリングにより、上部シールド層５の上面は平坦化される。上部シールド層５の上面が平坦化されると、上述したように上部非磁性導電層４の膜厚が素子部４ａよりも素子部外４ｂで薄くなっているため、素子部外でのシールド間隔ＳＨ２が素子部でのシールド間隔ＳＨ１よりも狭くなる。また上部非磁性層４は素子部４ａと素子部外４ｂで滑らかに連続しており、これによりシールド間隔は素子部から素子部外にかけて単調に減少している。
【００２５】
以上により、図１に示すＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ１が完成する。
【００２６】
図２は、本発明の第２実施形態によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２の構造を、記録媒体との対向面から見て示す部分断面図である。図２では、第１実施形態と実質的に同様の機能を有する構成要素に図１と同一符号を付してある。
【００２７】
ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２では、下部シールド層１の膜厚を素子部外１ｂよりも素子部１ａで薄くすることにより、素子部外でのシールド間隔ＳＨ２を素子部でのシールド間隔ＳＨ１よりも狭くしてある。このＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２によっても、素子部外でのシールド効果が高くなり、サイドリーディングの発生を防止することができる。
【００２８】
またＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２では、下部シールド層１の素子部１ａと素子部外１ｂが滑らかに連続していて、上部非磁性導電層４の素子部４ａと素子部外４ｂが均一な膜厚で形成されている。すなわち、シールド間隔は、第１実施形態と同様、素子部から素子部外にかけて単調に減少している。よって、不要な磁区を生じさせる凹凸部が素子部と素子部外の間に生じることはなく、該凹凸部に起因して生じるバルクハウゼンノイズを防止することができる。
【００２９】
ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２は、次のように製造する。
先ず、下部シールド層１を成膜する。次に、後工程で磁気抵抗効果素子３を形成する素子部を除いて下部シールド層１を覆うレジストを形成し、このレジストで覆われていない素子部１ａを例えばイオンミリングにより所定量削る。このとき、下部シールド層１の素子部１ａと上記レジストで覆われた素子部外１ｂとが滑らかに連続するように、ミリング角度を調整しながら素子部１ａを削る。本実施形態では、下部シールド層１を約１μｍの膜厚で成膜し、素子部１ａの膜厚が約０．９８μｍとなった時点でミリングを終了する。ミリング工程後は、第１実施形態と同様に下部非磁性導電層２、磁気抵抗効果素子３、第１絶縁層６、縦バイアス層７、第２絶縁層８及び上部非磁性導電層４をそれぞれ形成する。そして、均一な上部非磁性導電層４の上に、上部シールド層５を均一な膜厚で形成する。以上により、ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２が得られる。
【００３０】
以上のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ２では、上部シールド層５と上部非磁性導電層４を一体に形成することができる。別言すれば、上部非磁性導電層４は備えられていてもいなくてもよい。
【００３１】
図３は、本発明の第３実施形態によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ３の構造を、記録媒体との対向面から見て示す部分断面図である。図３では、第１実施形態と実質的に同様の機能を有する構成要素に図１と同一符号を付してある。
【００３２】
ＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ３は、第１実施形態と第２実施形態の構造を組み合わせたものである。すなわち、上部非磁性導電層４の膜厚を素子部４ａよりも素子部外４ｂで薄くし、且つ、下部シールド層１の膜厚を素子部１ａよりも素子部外１ｂで厚くすることにより、素子部外でのシールド間隔（下部シールド層２と上部シールド層５の間隔）ＳＨ２を素子部でのシールド間隔ＳＨ１よりも狭くしてある。このように下部シールド層１と上部シールド層５両方の膜厚を素子部で薄くすれば、素子部と素子部外でのシールド間隔の差を第１実施形態及び第２実施形態よりも大きくすることができ、より高いシールド効果が素子部外で得られる。
【００３３】
またＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ３では、上部非磁性導電層４の素子部４ａと素子部外４ｂ及び下部シールド層１の素子部１ａと素子部外１ｂがそれぞれ滑らかに連続しており、シールド間隔は、第１実施形態及び第２実施形態と同様に素子部から素子部外にかけて単調に減少している。よって、不要な磁区を生じさせる凹凸部は素子部と素子部外の間に存在せず、該凹凸部に起因して生じるバルクハウゼンノイズを防止することができる。
【００３４】
このＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドＨ３は、第２実施形態と同様に下部シールド層１から第２絶縁層８までを形成した後、第１実施形態と同様に上部非磁性導電層４及び上部シールド層５を形成することで、得られる。
【００３５】
以上の各実施形態によれば、シールド間隔が素子部よりも素子部外で狭くなっているので、素子部と素子部外のシールド間隔が一定である場合よりも、素子部外から入り込もうとする余分な信号や雑音は遮断されやすくなる。よって、サイドリーディングの発生を防止することができ、ヘッド出力特性の向上を図れる。またシールド間隔が素子部から素子部外にかけて単調に減少しているので、不要な磁区を生じさせる凹凸部が存在せず、該凹凸部に起因して生じるバルクハウゼンノイズを防止することもできる。
【００３６】
上記各実施形態のＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドは、再生用薄膜磁気ヘッドのみでなく、この再生用薄膜磁気ヘッド上にさらに記録用のインダクティブヘッドを積層した録再用薄膜磁気ヘッドにも適用可能である。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、シールド間隔が素子部よりも素子部外で狭く、且つ、素子部から素子部外にかけて単調に減少しているので、サイドリーディングの発生を防止することができ、さらにバルクハウゼンノイズの発生も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態によるＣＰＰ型薄膜磁気ヘッドの構造を、記録媒体との対向面側から見て示す部分断面図である。
【符号の説明】
１    下部シールド層
２    下部非磁性導電層
３    磁気抵抗効果素子
４    上部非磁性導電層
５    上部シールド層
６    第１絶縁層
７    縦バイアス層
８    第２絶縁層
【図１】
2005011422.tif 000003
【図２】
2005011422.tif 000004
【図３】
2005011422.tif 000005