(57)【要約】【課題】  トラック端部における読みにじみを低減させるとともに、高い出力安定性を得ることができる薄膜磁気ヘッドを提供する。【解決手段】  磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気ヘッドであって、磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極とを有し、一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用軟磁性層のみから構成されているように構成される。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極層とを有し、
前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみから構成されてなることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記一対のバイアス磁界印加層は、反強磁性層および硬磁性層のいずれも含まない請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が記録媒体と対向する面に相当するＡＢＳ（Air Bearing Surface）方向に向けて膨張しようと作用する圧縮応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が負の磁歪を有するように構成されてなる請求項１または請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記バイアス磁界印加用軟磁性層の負の磁歪定数が、−１×１０-6〜−５×１０-5である請求項３に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が記録媒体と対向する面に相当するＡＢＳ（Air Bearing Surface）から素子の内側に向けて収縮しようと作用する引張り応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が正の磁歪を有するように構成されてなる請求項１または請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記バイアス磁界印加用軟磁性層の正の磁歪定数が、１×１０-6〜５×１０-5である請求項５に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項７】
前記上部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成されてなる請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項８】
前記下部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成されてなる請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項９】
磁気抵抗効果膜の上部位置における上部シールドギャップ層の厚さで規定することができる、前記上部シールド層と、バイアス磁界印加用軟磁性層のとの距離が、６０〜２００Åである請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１０】
前記下部シールド層と、バイアス磁界印加用軟磁性層のとの距離が、６０〜２００Åである請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１１】
前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜である請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項１２】
前記請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、
を備えてなることを特徴とするヘッドジンバルアセンブリ。
【請求項１３】
前記請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載された薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、
前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、
を備えてなることを特徴とするハードディスク装置。
【請求項１４】
磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気センサーであって、
前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極層とを有し、
前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみから構成されてなることを特徴とする薄膜磁気センサー。
【請求項１５】
前記一対のバイアス磁界印加層は、反強磁性層および硬磁性層のいずれも含まない請求項１４に記載の薄膜磁気センサー。
【請求項１６】
前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が被検出磁界と対向する方向に向けて膨張しようと作用する圧縮応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が負の磁歪を有するように構成されてなる請求項１４または請求項１５に記載の薄膜磁気センサー。
【請求項１７】
前記バイアス磁界印加用軟磁性層の負の磁歪定数が、−１×１０-6〜−５×１０-5である請求項１６に記載の薄膜磁気センサー。
【請求項１８】
前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が被検出磁界と対向する方向から素子の内側に向けて収縮しようと作用する引張り応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が正の磁歪を有するように構成されてなる請求項１４または請求項１５に記載の薄膜磁気センサー。
【請求項１９】
前記バイアス磁界印加用軟磁性層の正の磁歪定数が、１×１０-6〜５×１０-5である請求項１８に記載の薄膜磁気センサー。
【請求項２０】
前記上部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成されてなる請求項１４ないし請求項１９のいずれかに記載の薄膜磁気センサー。
【請求項２１】
前記下部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成されてなる請求項１４ないし請求項１９のいずれかに記載の薄膜磁気センサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備える薄膜磁気センサー、薄膜磁気ヘッド、ならびにその薄膜磁気ヘッドを含むヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ハードディスク装置の面記録密度の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能の向上が求められている。薄膜磁気ヘッドとしては、基板に対して、読み出し専用の磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ（Magneto-resistive）素子と簡略に記すことがある）を有する再生ヘッドと、書き込み専用の誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと、を積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く使用されている。
【０００３】
ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗(Anisotropic Magneto-resistive)効果を用いたＡＭＲ素子や、巨大磁気抵抗(Giant Magneto-resistive)効果を用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗(Tunnel-type Magneto-resistive)効果を用いたＴＭＲ素子等が挙げられる。
【０００４】
ＧＭＲ素子としては、スピンバルブ型ＧＭＲ素子多く用いられている。スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、非磁性層と、この非磁性層の一方の面に形成された軟磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された強磁性層と、非磁性層とは反対に位置する側の強磁性層の上に形成されたピンニング層（一般には反強磁性層）とを有している。軟磁性層は外部からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化するよう作用する層であり、強磁性層は、ピンニング層（反強磁性層）からの磁界によって、磁化の方向が固定された層である。
【０００５】
再生ヘッドの特性としては、出力が大きいこと、バルクハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウゼンノイズを低減させる手段としては、通常、ＭＲ素子に対して長手方向にバイアス磁界（以下、縦バイアス磁界と称す）を印加することが行われている。ＭＲ素子に対する縦バイアス磁界の印加は、例えばＭＲ素子の両側に、永久磁石や、強磁性層と反強磁性層との積層体等によって構成されたバイアス磁界印加層を配置することによって行われる。
【０００６】
特開２００２−１８５０５９号公報（特許文献１）には、バルクハウゼンノイズを確実に低減することができる磁気抵抗効果膜を提供することを目的として、上部シールド層の残留磁化に基づき縦バイアス磁界が弱められることを回避するための技術が開示されている。すなわち、「基礎層の表面に沿って広がる磁気抵抗効果膜と、基礎層の表面に沿って広がり磁気抵抗効果膜を挟み込む例えばＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔの硬磁性膜からなる１対の磁区制御膜と、任意の１平面に沿って広がる第１境界面で磁気抵抗効果膜の表面に向き合うとともに、その１平面に沿って広がる第２境界面で磁区制御膜に向き合う上部シールド層を備える磁気抵抗効果素子」の提案がなされている。
【０００７】
しかしながら、このような構造では、１対の磁区制御膜が接続されているＭＲ素子の端部から隣接トラックからの記録磁界を吸収し、トラック端部における読みにじみを低減することはできず実行トラック幅が広がってしまうという問題がある。
【０００８】
また、特開平１１−１７５９２８号公報（特許文献２）にはトラック端部の読みにじみを低減することを目的として、電極が磁気抵抗効果素子の内側に乗り上げた構造を有した狭トラック対応の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、電極の一部に軟磁性膜を配置することにより、軟磁性膜にシールドと同じ効果を発揮させる旨の提案がなされている。
【０００９】
しかしながら、このような提案では、永久磁石等の磁区制御膜と軟磁性電極層の２つの層からフリー層に縦バイアスが印加され、バイアスが強くなりすぎて、再生出力が低下してしまうという問題がある。
【００１０】
また、特開２００１−８４５３１号公報（特許文献３）には、高記録密度化のための狭トラック及び狭隣接トラック間隔に対応した狭再生ヘッドギャップ幅にも拘わらず、クロストークノイズを低減し、再生感度の低下を抑制することができる薄膜磁気ヘッドを提供することを目的とし、ＧＭＲ素子の上面を凸型の形状とし、その凸型形状の上面を再生ヘッドギャップ幅とすることによって、あるいはＧＭＲ素子の左右側端面にＧＭＲ素子と略同じ膜厚の軟磁性層を形成し、更にその左右両側端面に縦バイアス層を設け、軟磁性層を介してＧＭＲ素子と縦バイアス層を磁気的に結合させてなる構造の提案がなされている。
【００１１】
しかしながら、縦バイアス層の影響でこれに連接されている軟磁性層の端部が複雑な磁区構造を有し、そこから発生する磁界がＭＲ素子に悪影響を及ぼすことで、サイドローブと呼ばれる不良が発生することがある。
【００１２】
【特許文献１】特開２００２−１８５０５９号公報
【特許文献２】特開平１１−１７５９２８号公報
【特許文献３】特開２００１−８４５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明はこのような実状のものに創案されたものであって、その目的は、トラック端部における読みにじみを低減させるとともに、高い出力安定性を得ることができる薄膜磁気ヘッドを提供すること、ならびにこのように改善された薄膜磁気ヘッドを備えるヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置を提供することにある。さらには、同様な作用をする薄膜磁気センサーを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このような課題を解決するために、本発明は、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極層とを有し、前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみから構成される。
【００１５】
また、本発明における前記一対のバイアス磁界印加層は、反強磁性層および硬磁性層のいずれも含まない構成とされる。
【００１６】
また、本発明における好ましい態様として、前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が記録媒体と対向する面に相当するＡＢＳ（Air Bearing Surface）方向に向けて膨張しようと作用する圧縮応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が負の磁歪を有するように構成される。
【００１７】
また、本発明における好ましい態様として、前記バイアス磁界印加用軟磁性層の負の磁歪定数が、−１×１０-6〜−５×１０-5の範囲に設定される。
【００１８】
また、本発明における好ましい態様として、前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が記録媒体と対向する面に相当するＡＢＳ（Air Bearing Surface）から素子の内側に向けて収縮しようと作用する引張り応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が正の磁歪を有するように構成される。
【００１９】
また、本発明における好ましい態様として、前記バイアス磁界印加用軟磁性層の正の磁歪定数が、１×１０-6〜５×１０-5の範囲に設定される。
【００２０】
また、本発明における好ましい態様として、前記上部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成される。
【００２１】
また、本発明における好ましい態様として、前記下部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成される。
【００２２】
また、本発明における好ましい態様として、前記磁気抵抗効果膜の上部位置における上部シールドギャップ層の厚さで規定することができる、前記上部シールド層と、バイアス磁界印加用軟磁性層のとの距離が、６０〜２００Åであるように構成される。
【００２３】
また、本発明における好ましい態様として、前記下部シールド層と、バイアス磁界印加用軟磁性層のとの距離が、６０〜２００Åであるように構成される。
【００２４】
また、本発明における好ましい態様として、前記磁気抵抗効果膜は、非磁性層と、非磁性層の一方の面に形成された強磁性層と、非磁性層の他方の面に形成された軟磁性層と、前記強磁性層の磁化の向きをピン止めするために強磁性層の片面（非磁性層と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層とを有する多層膜として構成される。
【００２５】
本発明のヘッドジンバルアセンブリは、前記薄膜磁気ヘッドを含み、記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを弾性的に支持するサスペンションと、を備えてなるように構成される。
【００２６】
本発明のハードディスク装置は、前記薄膜磁気ヘッドを含み、回転駆動される円盤状の記録媒体に対向するように配置されるスライダと、前記スライダを支持するとともに前記記録媒体に対して位置決めする位置決め装置と、を備えてなるように構成される。
【００２７】
また、本発明は、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気センサーであって、前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極層とを有し、前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみから構成される。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極とを有し、前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用軟磁性層のみから構成されているので、トラック端部における読みにじみを低減させるとともに、高い出力安定性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００３０】
図１は、本発明の実施の形態における主として再生ヘッドのＡＢＳ（Air Bearing Surface）を模式的に示した図面である。ＡＢＳとは、再生ヘッドが記録媒体と対向する面に相当する。
【００３１】
図２は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示した図面である。図３は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示した図面である。図４は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。図５は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。図６は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。図７は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【００３２】
図１に示されるように本発明の薄膜磁気ヘッドは、図面の略中央に位置する磁気抵抗効果膜５を有する磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効果素子の上下方向にそれぞれ配置された上部シールド層８および下部シールド層３と、上部シールド層８の上方であって特に薄膜磁気ヘッドの上部を覆うように形成されたオーバーコート層１７を有してなるように構成されている。
【００３３】
磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を構成する好適な磁気抵抗効果膜５は、非磁性層５３と、この非磁性層５３の一方の面（この実施例では図面の下方側）に形成された強磁性層５２と、非磁性層の他方の面（この実施例では図面の上方側）に形成され磁気情報である外部磁場に応答して自由に磁化の向きが変えられるように作用することのできる軟磁性層５４と、前記強磁性層５２の磁化の向きをピン止めするために強磁性層５２の片面（非磁性層５３と接する面と反対側の面）に接して形成されたピンニング層５１とを有する多層膜構造を備えている。
【００３４】
図面で示されている好適例は、ピンニング層５１をボトム側に位置させた、いわゆる、ピンニング層ボトムタイプのスピンバル膜構成である。より具体的には、ピンニング層５１、強磁性層５２、非磁性層５３、軟磁性層５４、および必要に応じて形成される保護層５５を順次積層した構造とされている。
【００３５】
強磁性層５２は、磁化の方向が固定された層であり、通常、強磁性膜から構成される。強磁性層５２は１層のみの構成に限定されることなく強磁性膜的作用をする多層構造としてもよい。ピンニング層５１は、強磁性層５２における磁化の方向を固定するための層であり、通常、反強磁性膜から構成される。非磁性層５３は、非磁性の導電膜であり、例えばＣｕ、Ａｕ，Ａｇ膜等から構成される。軟磁性層５４は、記録媒体からの信号磁界に応じて磁化の方向が変化する層であり、通常、軟磁性膜から構成される。軟磁性層５４は１層のみの構成に限定されることなく軟磁性膜的作用をする多層構造としてもよい。
【００３６】
保護層５５の材料としては、例えばＴａが用いられる。
【００３７】
強磁性層５２や軟磁性層５４は、例えば、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，ＦｅＣｏ，ＮｉＦｅ，ＣｏＺｒＮｂ，ＦｅＣｏＮｉ等が用いられる。
【００３８】
ピンニング層５１を構成する反強磁性膜としては、例えば、ＰｔＭｎ,ＩｒＭｎ，ＲｕＲｈＭｎ，ＦｅＭｎ，ＮｉＭｎ，ＰｄＰｔＭｎ，ＰｈＭｎ，ＣｒＭｎＰｔなどのＭｎ系合金が用いられる。
【００３９】
磁気抵抗効果膜の構成は、図１に示されるような形態に限定されるものではなく、各層の構成が変形や置換されたもの、あるいは、感磁部分を２つ備えるいわゆるデュアル・スピンバルブ膜の形態であってもよい。
【００４０】
そして、図１に示されるように本発明における磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）を構成する磁気抵抗効果膜５の少なくとも軟磁性層５４の両端部５ｅ、５ｆには、それぞれ、軟磁性層５４に縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層２１、２１が配置されている。この上にＭＲ素子に対して磁気的信号検出用の電流である信号検出電流（センス電流）を流すための一対の電極層６、６が形成されている。電極層６は、例えばＡｕ等の導電性材料によって形成される。電極層６、６はバイアス磁界印加層２１の上に配置されているが、バイアス磁界印加層２１のない領域では、電極層６は後述する下部シールドギャップ膜の上に配置されている。
【００４１】
本発明における一対のバイアス磁界印加層２１、２１は、実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみから構成されている。「実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみ」という文言は、バイアス磁界印加層の構成として、反強磁性層および硬磁性層のいずれの層も含まない趣旨である。従って、本願の従来技術として引用された先行技術文献に開示された構造はいずれも含まない。
【００４２】
バイアス磁界印加用の軟磁性層として用いられ得る具体的材料としては、Ｎｉ（７０〜８１ａｔ％）Ｆｅ合金、Ｎｉ（８３〜９０ａｔ％）Ｆｅ合金、Ｃｏ（７０〜８７ａｔ％）Ｆｅ合金、Ｃｏ（９２〜９５ａｔ％）Ｆｅ合金、ＣｏＮｉＦｅ合金、またはこれらの合金にＴｉ，Ｗ，Ｍｏ，Ｔａ．Ｖ，Ｃｒ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｂ等を添加した合金等が用いられる。なお、軟磁性層の磁歪定数は組成のみならず、成膜方法等によっても影響を受ける。
【００４３】
また、このようなバイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、オーバーコート層１７の膜特性に応じて、軟磁性層２１，２１そのものの磁歪特性を適宜選定することが望まれる。
【００４４】
すなわち、
（１）オーバーコート層１７が、磁気抵抗効果素子が記録媒体と対向する面に相当するＡＢＳ（Air Bearing Surface）方向に向けて膨張しようと作用する圧縮応力膜特性を有するように構成されている場合には、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、負の磁歪を有するように構成される。
【００４５】
この場合、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、ＭＲ素子と比べて格段と厚膜に形成されているオーバーコート層１７の圧縮応力膜特性に同調するように影響を受け、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）方向に向けて膨張するように作用する。この際に、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１を、負の磁歪を有するように構成しておくことにより、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１の磁化容易軸は縦バイアスの方向と同じ方向になる。従って、例えば、ヘッド加工後、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１に縦バイアスの方向と同じ方向の外部磁界を一度印加しておくことにより軟磁性層２１，２１には縦バイアス磁界が印加できるだけの磁化が残留する。このような構成とすることにより、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、バイアス磁界印加用としても作用することは勿論のこと、トラック端部から隣接トラックの磁気情報等の侵入を排除する磁気シールド効果も発揮することができる。
【００４６】
この一方で、
（２）オーバーコート層１７が、磁気抵抗効果素子が記録媒体と対向する面に相当するＡＢＳ（Air Bearing Surface）から素子の内側に向けて収縮しようと作用する引張り応力膜特性を有するように構成されている場合には、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、正の磁歪を有するように構成される。
【００４７】
この場合、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、ＭＲ素子と比べて格段と厚膜に形成されているオーバーコート層１７の引張り応力膜特性に同調するように影響を受け、ＡＢＳ（Air Bearing Surface）から素子の内側に向けて収縮しようとする。この際に、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１を、正の磁歪を有するように構成しておくことにより、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１の磁化容易軸は縦バイアスの方向と同じ方向になる。従って、例えば、ヘッド加工後、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１に縦バイアスの方向と同じ方向の外部磁界を一度印加しておくことにより軟磁性層２１，２１には縦バイアス磁界が印加できるだけの磁化が残留する。このような構成とすることにより、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１は、バイアス磁界印加用としても作用することは勿論のこと、トラック端部から隣接トラックの磁気情報等の侵入を排除する磁気シールド効果も発揮することができる。
【００４８】
オーバーコート層１７の膜特性に注目するのは、上述したようにオーバーコート層１７の膜厚が他の積層膜の膜厚に比べて極めて厚く（例えば、厚さは１５〜３０μｍ程度である）、オーバーコート層１７の膜特性そのものがＭＲ素子の挙動に大きな影響を与えるということが本発明者らによって見出されたことによるものである。
【００４９】
オーバーコート層１７の膜特性を圧縮応力膜にしたり、引張り応力膜にしたりするのは、オーバーコート層１７の材質選定や、膜の形成方法の選定等の要因を考慮することにより行われる。
【００５０】
バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１の具体的材料は前述した通りであり、特に、応力が印加された後の磁化困難軸方向における磁化曲線のヒステリシスが小さいといった磁気特性を備えるものが好ましい。
【００５１】
バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１に負の磁歪を持たせる場合、その磁歪定数は、−１×１０-6〜−５×１０-5、好ましくは−５×１０-6〜−３×１０-5とされる。
【００５２】
また、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１に正の磁歪を持たせる場合、その磁歪定数定数は、１×１０-6〜５×１０-5、好ましくは５×１０-6〜３×１０-5とされる。
【００５３】
また、本発明の薄膜磁気ヘッドの構造において、上部シールド層８は、例えばパーマロイ、センダスト、ＣｏＺｒＴａ等の軟磁性特性を備える膜から構成されており、この上部シールド層８は磁気抵抗効果膜５を有する磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向（図１の矢印（α）方向）とは反平行（図１の矢印（β）方向）となるように構成されていることが望ましい。
【００５４】
このような磁化反平行の構成（図１の矢印（α）方向に対して矢印（β）方向の関係）によって、図１に示されるように上部シールド層８からの磁界が縦バイアスをアシストするように作用する。磁気抵抗効果素子（特に磁気抵抗効果膜５）の基板に平行な面における大きさは、例えば、０．１μｍ×０．１μｍ程度の大きさであって、上部シールド層８の磁区１個分にスッポリと納まって余りある関係にあると言える。従って、上部シールド層が磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向は、素子のちょうど真上に位置する磁区の磁化方向の向きが重要となる。
【００５５】
上部シールド層８における好適な反平行の磁化方向を得るためには、上部シールド層８そのものの大きさを調整（寸法調整）したり、上部シールド層８へ外部磁界を印加したりすればよい。
【００５６】
上部シールド層８と、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１のとの距離は、出来るだけ近づけることが望ましい。すなわち、図１の符号Ｇで示される距離が６０〜２００Åとすることが望ましい。このＧの距離は、磁気抵抗効果膜の上部位置における上部シールドギャップ層の厚さで略規定することができる、上部シールド層と、バイアス磁界印加用軟磁性層との距離に相当する。
【００５７】
また、薄膜磁気ヘッドには上部シールド層８と同様な軟磁性特性を備える下部シールド層３が同様に形成されている。この下部シールド層３もまた、磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成することが望ましい。
【００５８】
下部シールド層３と、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１，２１のとの距離は、出来るだけ近づけることが望ましく、具体的には６０〜２００Åの距離とすることが望ましい。
【００５９】
図１において、ＭＲ素子は、下部シールドギャップ膜４の上に形成されているが、例えばＴａやＮｉＣｒの下地層を介在させて、この下地層の上にＭＲ素子を形成するようにしてもよい。
【００６０】
なお、本発明でいう磁気抵抗効果素子としては、上記のスピンバル膜構成のもの限定されることなく、トンネル磁気抵抗(Tunnel-type Magneto-resistive)効果を用いたＴＭＲ素子や、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）−ＧＭＲ素子などのように、広く磁気抵抗効果を示す素子を含んでいる。
【００６１】
（薄膜磁気ヘッドの全体構成の説明）
次いで、上述してきた磁気抵抗効果素子を備えてなる薄膜磁気ヘッドの全体構成について説明する。図２および図３は本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、図２は、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示している。図３は、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示している。ここで、ＡＢＳとは、前述したように磁気記録媒体と対向する薄膜磁気ヘッドの対向面をいう。
【００６２】
薄膜磁気ヘッドの全体構造は、その製造工程に沿って説明することによりその構造が容易に理解できると思われる。そのため、以下、製造工程を踏まえて薄膜磁気ヘッドの全体構造を説明する。
【００６３】
まず、アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、二酸化珪素（ＳｉＯ2）等の絶縁材料からなる絶縁層２を形成する。厚さは、例えば０．５〜２０μｍ程度とする。
【００６４】
次に、この絶縁層２の上に、磁性材料からなる再生ヘッド用の下部シールド層３を形成する。厚さは、例えば０．１〜５μｍ程度とする。このような下部シールド層３に用いられる磁性材料としては、例えば、ＦｅＡｌＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等が挙げられる。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっき法等によって形成される。
【００６５】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ膜４を形成する。厚さは、例えば１０〜２００ｎｍ程度とする。
【００６６】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）５を形成するために、再生用の磁気抵抗効果膜５と、図示していないバイアス磁界印加層と、電極層をそれぞれ、形成する。
【００６７】
次に、ＭＲ素子および下部シールドギャップ膜４の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料よりなす上部シールドギャップ膜７を例えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。
【００６８】
次に、上部シールドギャップ膜７の上に、磁性材料からなり、記録ヘッドの下部磁極層を兼ねた再生ヘッドの上部シールド層８を、例えば３〜４μｍ程度の厚さに形成する。なお、上部シールド膜８に用いられる磁性材料は、上述した下部シールド層３と同様な材料を用いればよい。上部シールド膜８はスパッタ法またはメッキ法等によって形成される。
【００６９】
なお、上部シールド層８の代わりに、上部シールド層と、この上部シールド層の上にスパッタ法等によって形成されたアルミナ等の非磁性材料よりなる分離層と、この分離層の上に形成された下部磁性層とを設けるように構成してもよい。磁極とシールドの機能を兼用させることなく、別個に分けて構成した場合の構成例である。
【００７０】
次に、上部シールド層８の上に、スパッタ法等によって、アルミナ等の絶縁材料からなる記録ギャップ層９を、例えば５０〜３００ｎｍの厚さに形成する。
【００７１】
次に、磁路形成のために、後述する薄膜コイルの中心部において、記録ギャップ層９を部分的にエッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００７２】
次に、記録ギャップ層９の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第１層部分１０を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図２において、符号１０ａは、第１層部分１０のうち、後述する薄膜コイルの第２層部分１５に接続される接続部を示している。第１層部分１０は、コンタクトホール９ａの周囲に巻回される。
【００７３】
次に、薄膜コイルの第１層部分１０およびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１１を所定のパターンに形成する。
【００７４】
次に、絶縁層１１の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１１の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００７５】
次に、絶縁層１１のうちの後述するＡＢＳ２０側の斜面部分からＡＢＳ２０側にかけての領域において、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２のトラック幅規定層１２ａを形成する。上部磁極層１２は、このトラック幅規定層１２ａと、後述する連結部分層１２ｂおよびヨーク部分層１２ｃとで構成される。
【００７６】
トラック幅規定層１２ａは、記録ギャップ層９の上に形成され上部磁極層１２の磁極部分となる先端部と、絶縁層１１のＡＢＳ２０側の斜面部分の上に形成されヨーク部分層１２ｃに接続される接続部と、を有している。先端部の幅は記録トラック幅と等しくなっている。接続部の幅は、先端部の幅よりも大きくなっている。
【００７７】
トラック幅規定層１２ａを形成する際には、同時にコンタクトホール９ａの上に磁性材料からなる連結部分層１２ｂを形成するとともに、接続部１０ａの上に磁性材料からなる接続層１３を形成する。連結部分層１２ｂは、上部磁極層１２のうち、上部シールド層８に磁気的に連結される部分を構成する。
【００７８】
次に、磁極トリミングを行なう。すなわち、トラック幅規定層１２ａの周辺領域において、トラック幅規定層１２ａをマスクとして、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分における記録ギャップ層９側の少なくとも一部をエッチングする。これにより、図３に示されるごとく、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Trim）構造が形成される。このトリム構造によれば、記録ギャップ層９の近傍における磁束の広がりによる実効的なトラック幅の増加を防止することができる。
【００７９】
次に、全体に、アルミナ等の無機絶縁材料からなる絶縁層１４を、例えば３〜４μｍ厚さに形成する。
【００８０】
次に、この絶縁層１４を、例えば化学機械研摩によって、トラック幅規定層１２ａ、連結部分層１２ｂ、接続層１３の表面に至るまで研摩して平坦化する。
【００８１】
次に、平坦化された絶縁層１４の上に、例えば銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第２層部分１５を、例えば２〜３μｍの厚さに形成する。なお、図２において、符号１５ａは、第２層部分１５のうち、接続層１３を介して薄膜コイルの第１層部分１０の接続部１０ａに接続される接続部を示している。第２層部分１５は、連結部分層１２ｂの周囲に巻回される。
【００８２】
次に、薄膜コイルの第２層部分１５およびその周辺の絶縁層１４を覆うように、フォトレジスト等の、加熱時に流動性を有する有機材料からなる絶縁層１６を所定のパターンに形成する。
【００８３】
次に、絶縁層１６の表面を平坦にするために所定の温度で熱処理する。この熱処理により、絶縁層１６の外周および内周の各端縁部分は、丸みを帯びた斜面形状となる。
【００８４】
次に、トラック幅規定層１２ａ、絶縁層１４、１６および連結部分層１２ｂの上にパーマロイ等の記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁性層１２のヨーク部分を構成するヨーク部分層１２ｃを形成する。ヨーク部分層１２ｃのＡＢＳ２０側の端部は、ＡＢＳ２０から離れた位置に配置されている。また、ヨーク部分層１２ｃは、連結部分層１２ｂを介して上部シールド層８に接続されている。
【００８５】
次に、全体を覆うように、例えばアルミナからなるオーバーコート層１７を形成する。最後に、上記各層を含むスライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜ヘッドのＡＢＳ２０を形成して、薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００８６】
このようにして製造される薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する対向面（ＡＢＳ２０）と、再生ヘッドと、記録ヘッド（誘導型磁気変換素子）とを備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子と、ＡＢＳ２０側の一部がＭＲ素子を挟んで対向するように配置された、ＭＲ素子をシールドするための下部シールド層３および上部シールド層８とを有している。
【００８７】
記録ヘッドは、ＡＢＳ２０側において互いに対向する磁極部分を含むとともに、互いに磁気的に連結された下部磁極層（上部シールド層８）および上部磁極層１２と、この下部磁極層の磁極部分と上部磁極層１２の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９と、少なくとも一部が下部磁極層および上部磁極層１２の間に、これらに対して絶縁された状態で配置された薄膜コイル１０、１５と、を有している。
【００８８】
この薄膜磁気ヘッドでは、図２に示されるように、ＡＢＳ２０から、絶縁層１１のＡＢＳ側の端部までの長さが、スロートハイト（図面上、符号ＴＨで示される）となる。なお、スロートハイトとは、ＡＢＳ２０から、２つの磁極層の間隔が開き始める位置までの長さ（高さ）をいう。
【００８９】
（薄膜磁気ヘッドの作用の説明）
次に、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を記録し、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生する。
【００９０】
再生ヘッドにおいて、バイアス磁界印加層２１による縦バイアス磁界によって、ＭＲ素子中の軟磁性層５４に実質的に印加される縦バイアス磁界の方向は、ＡＢＳ２０に垂直な方向と直交している。ＭＲ素子において、信号磁界がない状態では、軟磁性層５４の磁化の方向は、縦バイアス磁界の方向に揃えられている。一方、強磁性層５２の磁化の方向は、ＡＢＳ２０に垂直な方向に固定されている。
【００９１】
ＭＲ素子では、記録媒体からの信号磁界に応じて軟磁性層５４の磁化の方向が変化し、これにより、軟磁性層５４の磁化の方向と強磁性層５２の磁化の方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＭＲ素子の抵抗値が変化する。ＭＲ素子の抵抗値は、２つの電極層６によってＭＲ素子にセンス電流を流したときの２つの電極層６間の電位差より求めることができる。このようにして、再生ヘッドによって、記録媒体に記録されている情報を再生することができる。
【００９２】
（ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置についての説明）
以下、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置について説明する。
【００９３】
まず、図４を参照して、ヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダ２１０について説明する。ハードディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動される円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向するように配置される。このスライダ２１０は、主に図２における基板１およびオーバーコート１７からなる基体２１１を備えている。
【００９４】
基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしている。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスクに対向するようになっている。この一面には、ＡＢＳ２０が形成されている。
【００９５】
ハードディスクが図４におけるｚ方向に回転すると、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する空気流によって、スライダ２１０に、図４におけるｙ方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚力によってハードディスクの表面から浮上するようになっている。なお、図４におけるｘ方向は、ハードディスクのトラック横断方向である。
スライダ２１０の空気流出側の端部（図４における左下の端部）の近傍には、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッド１００が形成されている。
【００９６】
次に、図５を参照して、本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明する。ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、スライダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサスペンション２２１とを備えている。サスペンション２２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、スライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプレート２２４とを有している。
【００９７】
ベースプレート２２４は、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動するボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が設けられている。
【００９８】
ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アクチュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのアーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタックアセンブリと呼ばれる。
【００９９】
図５は、ヘッドアームアセンブリの一例を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アーム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けられている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸受け部２３３が設けられている。
【０１００】
次に図６および図７を参照して、ヘッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態に係るハードディスク装置について説明する。
【０１０１】
図６はハードディスク装置の要部を示す説明図、図７はハードディスク装置の平面図である。
【０１０２】
ヘッドスタックアセンブリ２５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッドジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイルモータの一部となるコイル２５３が取り付けられている。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディスク装置に組み込まれる。
ハードディスク装置は、スピンドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディスク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つのスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を有している。
【０１０３】
スライダ２１０を除くヘッドスタックアセンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における位置決め装置に対応しスライダ２１０を支持すると共にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【０１０４】
本実施の形態に係るハードディスク装置では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハードディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、スライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決めする。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録し、再生ヘッドによって、ハードディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【０１０５】
本実施の形態に係るヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置は、前述の本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドと同様の効果を奏する。
【０１０６】
また、実施の形態では、基本側に再生ヘッドを形成し、その上に、記録ヘッドを積層した構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。また、読み取り専用として用いる場合には、薄膜磁気ヘッドを、再生ヘッドだけを備えた構成としてもよい。
【０１０７】
また、本発明の要部は磁気ヘッドに限らず、いわゆる磁界を検知するための薄膜磁界センサーとして応用することができる。すなわち、薄膜磁気センサーは、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有し前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極層とを有し、前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用の軟磁性層のみから構成されてなるように構成することができる。
【０１０８】
前述のごとく一対のバイアス磁界印加層は、反強磁性層および硬磁性層のいずれも含まない構造とされる。
【０１０９】
一つの態様として、前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が被検出磁界と対向する方向に向けて膨張しようと作用する圧縮応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が負の磁歪を有するように構成されている。この場合の負の磁歪定数は上述したとおりである。
【０１１０】
他の一つの態様として、前記オーバーコート層は、磁気抵抗効果素子が被検出磁界と対向する方向から素子の内側に向けて収縮しようと作用する引張り応力膜特性を有するように構成されており、前記バイアス磁界印加用軟磁性層が正の磁歪を有するように構成されている。この場合の正の磁歪定数は上述したとおりである。
【０１１１】
また、前述のごとく上部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成されることが望ましい。
【０１１２】
同様に、前記下部シールド層は、軟磁性特性を備える膜から構成されており、当該上部シールド層の磁気抵抗効果素子に影響を与える磁化方向が、バイアス磁界印加用軟磁性層の磁化方向とは反平行となるように構成されることが望ましい。
【実施例】
【０１１３】
上述してきた薄膜磁気ヘッドの発明を、以下に示す具体的実施例によりさらに詳細に説明する。
〔実施例１〕
下記の要領で、図１〜図３に示されるような実施例１の薄膜磁気ヘッドサンプル群（トラック幅が異なる種々のサンプル）を作製した。以下、実施の要部のみ記載する。
【０１１４】
アルティック（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）のセラミック材料よりなる基板１の上に、スパッタ法によって、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）絶縁材料からなる絶縁層２を形成した。厚さは、２μｍとした。
【０１１５】
次に、この絶縁層２の上に、ＮｉＦｅ磁性材料からなる再生ヘッド用の下部シールド層３をスパッタ法で形成した。厚さは、２μｍとした。
【０１１６】
次に、下部シールド層３の上に、スパッタ法によって、Ａｌ2Ｏ3絶縁材料からなる下部シールドギャップ膜４を形成した。厚さは、１５ｎｍとした。
【０１１７】
次に、下部シールドギャップ膜４の上に、下地層（ＮｉＣｒ；厚さ５ｎｍ）、ピンニング層５１（ＰｔＭｎ反強磁性層；厚さ２０ｎｍ）、強磁性層５２（ＣｏＦｅ（厚さ１．５ｎｍ）／Ｒｕ（厚さ０．８ｎｍ）／ＣｏＦｅ（厚さ２ｎｍ）の３層積層体からなる強磁性層）、非磁性層５３（Ｃｕ；厚さ２ｎｍ）、軟磁性層５４（ＣｏＦｅ（厚さ１ｎｍ）／ＮｉＦｅ（厚さ３ｎｍ）の２層積層体からなる軟磁性層）、保護層５５（Ｔａ；厚さ２ｎｍ）からなる積層膜を形成した。
【０１１８】
なお、ピンニング層５１による強磁性層５２の磁化方向の固定は、真空中において、温度３００℃、印加磁場７９０ｋＡ／ｍ（１０ｋＯｅ）、処理時間５時間の磁場中熱処理によって行なった。その後、磁気抵抗効果膜の上に、エッチングによってＭＲ素子の形状を定めるためのマスクを形成した。このマスクは２つの有機膜からなるレジスト層をパターニングして、底面が上面よりも小さくなるようにアンダーカットを有する形状とした。
【０１１９】
このマスクを用いて磁気抵抗効果膜を選択的にイオンミリングでドライエッチングしてパターニングされた磁気抵抗効果素子を得た。次いで、下地層の上にバイアス磁界印加用の軟磁性層２１（材質：Ｎｉ84Ｆｅ16；厚さ：３０ｎｍ）を形成した。次いで、バイアス磁界印加用の軟磁性層２１の上に電極層６（材質：Ａｕ；厚さ：４０ｎｍ）を形成した。
再生トラック幅ＲＴＷの大きさは、下記表１に示されるように種々の幅（光学幅）のサンプルのものを作製した。
【０１２０】
このようなＭＲ素子の上に、スパッタ法によって、Ａｌ2Ｏ3絶縁材料からなる上部シールドギャップ膜７を形成した。厚さは、１５ｎｍとした。
【０１２１】
この上部シールドギャップ膜７の上に、ＮｉＦｅ磁性材料（パーマロイ）からなる再生ヘッド用の上部シールド層８をスパッタ法で形成した。厚さは、２．５μｍとした。
【０１２２】
次に、上部シールド層８の上に、スパッタ法によって、アルミナ絶縁材料からなる記録ギャップ層９を形成した。次に、磁路形成のために、銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルを形成した。
【０１２３】
次に、薄膜コイルおよびその周辺の記録ギャップ層９を覆うように、フォトレジスト有機材料からなる絶縁層１１を所定のパターンに形成した後、この絶縁層１１の表面を平坦にするための加熱処理を行った。
【０１２４】
次に、記録ギャップ層９および絶縁層１１の上に、記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁極層１２を形成するとともに、所定のエッチング処理によって磁極トリミングを行ない、上部磁極層１２の磁極部分、記録ギャップ層９および上部シールド層８の磁極部分の少なくとも一部の各幅が揃えられたトリム（Trim）構造を形成した。
【０１２５】
次に、全体に、アルミナ無機絶縁材料からなる絶縁層１４を、４μｍ厚さに形成した。
【０１２６】
次に、この絶縁層１４を化学機械研摩によって平坦化した後、平坦化された絶縁層１４の上に、銅（Ｃｕ）からなる薄膜コイルの第２層部分１５を形成し、次いでフォトレジスト有機材料からなる絶縁層１６を所定のパターンに形成した。次いで、パーマロイからなる記録ヘッド用の磁性材料によって、上部磁性層１２のヨーク部分を構成した。
【０１２７】
次に、全体を覆うようにアルミナからなるオーバーコート層１７を厚さ４０μｍにスパッタ法で形成し、その後、機械的研磨加工法により１０μｍの削除を行った。
【０１２８】
次いで、上記各層を含むスライダの機械加工を行い、記録ヘッドおよび再生ヘッドを含む薄膜ヘッドのＡＢＳ２０を形成した。上記バイアス磁界印加層２１は、室温、３９５ｋＡ／ｍ（５ｋＯｅ）の磁場中で着磁して薄膜磁気ヘッドのサンプルを作製した。
【０１２９】
〔比較例１〕
上記の実施例１において、バイアス磁界印加層の構造を軟磁性層から硬質磁性層に変更した。それ以外は、上記の実施例１と同じ要領で、比較例１の薄膜磁気ヘッドサンプル群（トラック幅が異なる種々のサンプル）を作製した。
【０１３０】
すなわち、図１１に示されるように磁気抵抗効果膜５の両端部に硬質磁性層からなるバイアス磁界印加層１２１（材質：ＣｏＣｒＰｔ；厚さ：３０ｎｍ）を形成した。それ以外は、上記の実施例１と同じ要領で、比較例１の薄膜磁気ヘッドサンプル群（トラック幅が異なる種々のサンプル）を作製した。
【０１３１】
上記の実施例１および比較例１の薄膜磁気ヘッドサンプル群（トラック幅が異なる）について、（１）光学トラック幅および（２）実効トラック幅を下記の要領で測定した。
【０１３２】
（１）光学トラック幅（μｍ）
ＳＥＭにより実際に形成されている物理的構造のトラック幅（図１のＲＴＷで示される）を測定した。
【０１３３】
（２）実効トラック幅（μｍ）
孤立波出力の２０％まで出力が減少するように書込みパターンのトラック左右から消去を行い、今回の試作ヘッドの例では３０ｎｍ程度の狭トラック書込みパターンを形成した。すなわち、マイクロトラックを形成した。実効トラック幅は、このマイクロトラックを用いて再生ヘッドのオフトラックプロファイルを測定し、その半値幅から実効トラック幅を導いた。
【０１３４】
実験結果を下記表１に示すとともに、この結果が視認し易いように表１の結果を図８のグラフに示した。
【０１３５】
【表１】
2005302229.tif 000003
【０１３６】
表１および図８のグラフより、比較例１においては光学トラック幅が０．２μｍより小さくなると、読みにじみが顕著に現れるようになっているのがわかる。これに対して本発明の構造（実施例１）を採択することによって、「読みにじみ」が低減し、実効トラック幅と光学トラック幅の差が小さくなっているのが分かる。
【０１３７】
〔比較例２〕
上記の実施例１において、バイアス磁界印加層２１の構造を軟磁性層から、反強磁性体層と軟磁性層との２層構造に変更した。それ以外は、上記の実施例１と同じ要領で、比較例２の薄膜磁気ヘッドサンプルを作製した。
【０１３８】
すなわち、図１２に示されるように磁気抵抗効果膜５の両端部に反強磁性体層１４１（材質：ＩｒＭｎ；厚さ：７ｎｍ）と軟磁性層１３１（材質：Ｎｉ80Ｆｅ20；厚さ：３０ｎｍ）の２層構造からなるバイアス磁界印加層を形成した。それ以外は、上記の実施例１と同じ要領で、比較例２の薄膜磁気ヘッドサンプルを作製した。光学トラック幅は０．１８μｍとした。
【０１３９】
このような比較例２の薄膜磁気ヘッドサンプルについて、マイクロトラックを用いて再生ヘッドのオフトラックプロファイルを測定したところ図１０（ａ）〜（ｃ）に示されるようなトラックプロファイルに「肩（サイドロープ）」が出るサンプルが観察された。そして、この比較例２のサンプルにおけるサイドロープ発生の確率は２３％であった（測定対象としたサンプル数は、６０個）。
【０１４０】
これに対して、実施例１の本発明では、トラックプロファイルに「肩（サイドロープ）」が出るサンプルは確認されずに、図９（ａ）〜（ｃ）に示されるような対象性に優れた綺麗なプロファイルが得られた。なお、実施例１で測定対象としたサンプル数は、比較例２と同様の６０個とした。光学トラック幅も比較例２と同様の０．１８μｍとした。
【０１４１】
以上の実験結果より本発明の効果は明らかである。
すなわち、本発明の薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子の上下方向に配置された上部シールド層および下部シールド層と、上部シールド層の上方に形成されたオーバーコート層と、を有してなる薄膜磁気ヘッドであって、前記磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の両端部に配置形成された縦バイアス磁界を与えるための一対のバイアス磁界印加層と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流すための一対の電極とを有し、前記一対のバイアス磁界印加層が実質的にバイアス磁界印加用軟磁性層のみから構成されているので、トラック端部における読みにじみを低減させるとともに、高い出力安定性を得ることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
磁気記録媒体等の磁界強度を信号として読み取るための磁気抵抗効果素子を備えるハードディスク装置の産業に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】図１は、本発明の実施の形態における主として再生ヘッドのＡＢＳ（Air Bearing Surface）を模式的に示した図面である。
【図２】図２は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドのＡＢＳおよび基板に垂直な断面を示した図面である。
【図３】図３は、本発明の好適な一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの構成について説明するための図面であり、薄膜磁気ヘッドの磁極部分のＡＢＳに平行な断面を示した図面である。
【図４】図４は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施の形態におけるヘッドジンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す斜視図である。
【図６】図６は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の要部を示す説明図である。
【図７】図７は、本発明の一実施の形態におけるハードディスク装置の平面図である。
【図８】図８は、表１の結果をグラフにしたものである。
【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、本発明の薄膜ヘッドにおける再生出力波形を示したものである。
【図１０】図１０（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ、比較例である従来タイプの薄膜ヘッドにおける再生出力波形を示したものである。
【図１１】図１１は、比較例である従来タイプの薄膜ヘッド構造を模式的に示した図面である。
【図１２】図１２は、比較例である従来タイプの薄膜ヘッド構造を模式的に示した図面である。
【符号の説明】
【０１４４】
１…基板
２…絶縁層
３…下部シールド層
４…下部シールドギャップ膜
５…磁気抵抗効果膜
６…電極層
７…上部シールドギャップ層
８…上部シールド層
９…記録ギャップ層
１０…薄膜コイルの第１層部分
１２…上部磁極層
１５…薄膜コイル第２層部分
１７…オーバーコート層
２０…ＡＢＳ
２１…バイアス磁界印加層
５１…ピンニング層
５２…強磁性層
５３…非磁性層
５４…軟磁性層
【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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【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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