(57)【要約】【課題】  特に、ギャップ層の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、電極層のマイグレーションを適切に抑制することが可能な薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。【解決手段】  上部ギャップ層１９はＳｉを含まない例えばＡｌ２Ｏ３で形成された第１の絶縁層２０とＳｉを含む例えばＳｉＡｌＯで形成された第２の絶縁層２１の２層構造で形成され、前記第１の絶縁層２０は磁気抵抗効果素子３上に形成され、前記第２の絶縁層２１は前記第１の絶縁層２０上に形成されている。これにより、上部ギャップ層１９の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、電極層１８のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが出来る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して磁性層が形成される薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられた電極層とを有して構成され、
前記ギャップ層は、Ｓｉを含まない第１の絶縁層と、Ｓｉを含む第２の絶縁層と、を有して構成され、
前記第１の絶縁層は、少なくとも前記電極層の前記積層体と対向する先端部上に設けられ、
前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層が形成されている位置では、前記第１の絶縁層と前記磁性層間に設けられることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
【請求項２】
前記第１の絶縁層は、前記電極層上の全体に設けられる請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項３】
前記第１の絶縁層は、前記電極層の先端部上から前記積層体上の少なくとも一部に延出して形成されている請求項１又は２に記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項４】
前記第２の絶縁層は、前記積層体と前記磁性層の間から前記電極層と前記磁性層の間にわたって形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項５】
前記第１の絶縁層は、前記電極層上から前記積層体上にまで形成され、前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層上に直接、あるいは他層を介して積層されている請求項１記載の薄膜磁気ヘッド。
【請求項６】
前記第１の絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮのうち少なくともいずれか１つから形成され、前記第２の絶縁層は、ＳｉＡｌＯ、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２のいずれか１つから形成される請求項１ないし５のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気抵抗効果素子とギャップ層とシールド層とを有して成る薄膜磁気ヘッドに係り、特に前記ギャップ層の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、前記電極層のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが可能な薄膜磁気ヘッドに関する。
【背景技術】
【０００２】
スピンバルブ型薄膜素子等に代表される磁気抵抗効果素子を備えた再生ヘッドは、従来から以下のような構造により形成されている。すなわち、下部シールド層上に下部ギャップ層を介して前記磁気抵抗効果素子が形成され、前記磁気抵抗効果素子上には上部ギャップ層を介して上部シールド層が形成されている。
【０００３】
前記磁気抵抗効果素子は、反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層等が積層されて成る積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に形成された前記フリー磁性層の磁化を制御するためのハードバイアス層と、前記ハードバイアス層上に形成された前記積層体にセンス電流を供給するための電極層と、を有して構成される。
【０００４】
前記積層体の上面から前記電極層の上面にかけては平坦な面で形成されず、通常、前記電極層の上面は前記積層体の上面よりも上方に盛り上がった形状で形成されている。このため、このような段差のある面上に上部ギャップ層をスパッタ法等で成膜するときに一定膜厚で形成することが難しく、前記上部ギャップ層の絶縁耐圧は、下部シールド層の平坦化面上に形成される下部ギャップ層に比べて低下しやすい。よって前記上部ギャップ層には絶縁耐圧に優れた絶縁材料が好ましく使用され、例えばＳｉＡｌＯが使用されていた。
【特許文献１】特開２００４−３２７６５１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしＳｉＡｌＯのようにＳｉを含む絶縁層が上部ギャップ層として例えばＡｕで形成された前記電極層上に直接形成されると、通電状態において、ＳｉとＡｕとが拡散し、前記電極層がエレクトロマイグレーションを起こすといった問題があった。特に前記電極層の前記積層体と対向する先端部付近では、電流密度が他の部位に比べて高くなるために、エレクトロマイグレーションが起こりやすくなっていた。
【０００６】
一方、Ｓｉを含まない例えばＡｌ２Ｏ３を上部ギャップ層として使用すると、前記電極層のエレクトロマイグレーションを抑制できるが、絶縁耐圧が低下するといった問題が発生した。
【０００７】
特許文献１には、上記課題の認識がなく、当然、上記課題の認識下で、上部ギャップ層の構造及び材質を工夫するといったことはなされていない。
【０００８】
そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、ギャップ層の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、電極層のマイグレーションを適切に抑制することが可能な薄膜磁気ヘッドを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して磁性層が形成される薄膜磁気ヘッドにおいて、
前記磁気抵抗効果素子は、固定磁性層、フリー磁性層、及び前記固定磁性層とフリー磁性層との間に形成された非磁性材料層を有する積層体と、前記積層体のトラック幅方向の両側に設けられた電極層とを有して構成され、
前記ギャップ層は、Ｓｉを含まない第１の絶縁層と、Ｓｉを含む第２の絶縁層と、を有して構成され、
前記第１の絶縁層は、少なくとも前記電極層の前記積層体と対向する先端部上に設けられ、
前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層が形成されている位置では、前記第１の絶縁層と前記磁性層間に設けられることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明では、少なくとも電流密度が高くなる前記電極層の前記先端部上に、Ｓｉを含まない前記第１の絶縁層を設けることで、前記電極層のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが出来る。さらに本発明では、Ｓｉを含み前記第１の絶縁層より絶縁耐圧に優れた前記第２の絶縁層を、前記第１の絶縁層と前記磁性層間に設けることで、前記第１の絶縁層が形成されている位置での磁気抵抗効果素子と磁性層間（ギャップ層）の絶縁耐圧を良好に保つことが出来る。
【００１１】
本発明では、前記第１の絶縁層は、前記電極層上の面全体に設けられることが、より適切に、前記電極層のエレクトロマイグレーションを抑制することができ好ましい。
【００１２】
また、本発明では、前記第１の絶縁層は、前記電極層の先端部上から前記積層体上の少なくとも一部に延出して形成されていることが、より適切に、前記電極層のエレクトロマイグレーションを抑制することができ好ましい。
【００１３】
また本発明では、前記第２の絶縁層は、前記積層体と前記磁性層の間から前記電極層と前記磁性層の間にわたって形成されていることで、より適切に磁気抵抗効果素子とシールド層間（ギャップ層）全体の絶縁耐圧を良好に保つことが可能である。
【００１４】
本発明では、前記第１の絶縁層は、前記電極層上から前記積層体上にまで形成され、前記第２の絶縁層は、前記第１の絶縁層上に直接、あるいは他層を介して積層されていることで、より効果的に、磁気抵抗効果素子とシールド層間全体の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、電極層のマイグレーションを抑制することが可能であり、また前記ギャップ層を簡単な構成で形成することが可能である。
【００１５】
また本発明では、前記第１の絶縁層は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮのうち少なくともいずれか１つから形成され、前記第２の絶縁層は、ＳｉＡｌＯ、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２のいずれか１つから形成されることが好ましい。これにより、前記第１の絶縁層を、エレクトロマイグレーション耐性に優れた絶縁材料で、且つ前記第２の絶縁層を絶縁耐圧に優れた絶縁材料で形成することが出来る。
【発明の効果】
【００１６】
磁気抵抗効果素子上にギャップ層を介して磁性層が形成されてなる薄膜磁気ヘッドにおいて、特に前記ギャップ層の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、前記磁気抵抗効果素子を構成する電極層のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッド（薄膜磁気ヘッド）を、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。
【００１８】
前記スピンバルブ型薄膜素子は、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界を検出するものである。なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記スピンバルブ型薄膜素子の各層の積層方向、である。各方向は残り２つの方向に対し直交する関係となっている。「記録媒体との対向面」とは、Ｘ−Ｚ平面と平行な方向の面である。
【００１９】
図１の最も下に形成されているのは、ＮｉＦｅ合金等の磁性材料で形成された下部シールド層（磁性層）１である。
【００２０】
前記下部シールド層１上にはＡｌ２Ｏ３、ＡｌＳｉＯ、ＳｉＯ２等の絶縁材料で形成された下部ギャップ層２が形成されている。本実施形態では、特に前記下部ギャップ層２の材質は限定されない。
【００２１】
前記下部ギャップ層２の上に、スピンバルブ型薄膜素子（以下、磁気抵抗効果素子と言う）３が形成されている。前記磁気抵抗効果素子３は、感磁部としての積層体４と前記積層体４のトラック幅（図示Ｘ方向）の両側に形成された側方領域５，５とで構成される。
【００２２】
前記積層体４のうち最も下には、シード層６が設けられる。前記シード層６は、例えばＮｉＦｅＣｒによって形成される。前記シード層６をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層６は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。
【００２３】
前記シード層６と下部ギャップ層２の間に、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成された下地層（図示しない）が形成されていてもよい。
【００２４】
前記シード層６の上に形成された反強磁性層７は、元素Ｘ（ただしＸは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。
【００２５】
これら白金族元素を用いたＸ−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。
【００２６】
また前記反強磁性層７は、元素Ｘと元素Ｘ′（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されてもよい。
【００２７】
前記反強磁性層７上には固定磁性層８が形成される。前記固定磁性層８は、例えば、下から第１固定磁性層、非磁性中間層、第２固定磁性層からなる積層フェリ構造で形成される。前記反強磁性層７との界面での交換結合磁界及び前記非磁性中間層を介した反強磁性的交換結合磁界（ＲＫＫＹ的相互作用）により前記第１固定磁性層と第２固定磁性層の磁化方向は互いに反平行状態にされる。この構成により前記固定磁性層８の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁性層８と反強磁性層７との界面で発生する交換結合磁界を見かけ上大きくすることができる。
【００２８】
前記第１固定磁性層及び第２の固定磁性層は、例えば、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅ，ＣｏＦｅＮｉなどの強磁性材料で形成されている。また前記非磁性中間層は、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどの非磁性導電材料で形成される。
【００２９】
前記固定磁性層８の上には非磁性材料層９が形成されている。前記非磁性材料層９は、Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成されている。Ｃｕ、Ａｕ、またはＡｇで形成された非磁性材料層９は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向している。
【００３０】
前記非磁性材料層９上にはフリー磁性層１０が形成されている。前記フリー磁性層１０は、例えばＮｉＦｅ合金やＣｏＦｅ合金等の磁性材料で形成される軟磁性層と、前記軟磁性層と前記非磁性材料層９との間に形成されたＣｏやＣｏＦｅなどからなる拡散防止層とで構成される。前記フリー磁性層１０は、固定磁性層８と同様に積層フェリ構造で形成されてもよい。また前記フリー磁性層１０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の上面の幅寸法でトラック幅Ｔｗ（光学的なトラック幅Ｏｐｔｉ−Ｔｗ）が決められる。符号１３は非磁性材料で形成された保護層である。
【００３１】
前記積層体４は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が下側から上側に向かうにしたがって徐々に小さくなる略台形状で形成される。
【００３２】
図１に示すように、前記積層体４のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面４ａ上から前記下部ギャップ層２上にかけてバイアス下地層１５が設けられている。前記バイアス下地層１５は、例えばＣｒや、ＣｒＴｉ、Ｔａ／ＣｒＴｉ等で形成される。前記バイアス下地層１５は、ハードバイアス層１６の特性（保磁力Ｈｃや角形比Ｓ）を向上させるために設けられたものである。
【００３３】
前記バイアス下地層１５上には、ハードバイアス層１６が設けられている。前記ハードバイアス層１６は、ＣｏＰｔ合金やＣｏＣｒＰｔ合金で形成される。
【００３４】
前記ハードバイアス層１６上には電極層１８が形成される。前記電極層１８は、Ａｕ、又はＡｕ−Ｚ合金（ただし元素Ｚは、Ｎｉ，Ｃｕ，Ｐｄのうち１種又は２種以上）で形成される。
【００３５】
図１に示すように、前記磁気抵抗効果素子３上には上部ギャップ層１９が形成され、前記上部ギャップ層１９上にＮｉＦｅ合金等からなる上部シールド層２２が形成される。
【００３６】
図１に示すように、前記積層体４の上面４ｂは平坦化な面で形成され、前記電極層１８の上面１８ａは前記積層体４の上面４ｂよりも上方（図示Ｚ方向）に盛り上がって形成されている。このように前記電極層１８の上面１８ａから前記積層体４の上面４ｂに至る面は平坦化面でなく凹凸面となっている。
【００３７】
本実施形態では前記上部ギャップ層１９が２層構造で形成される。前記積層体４の上面４ｂから前記電極層１８の上面１８ａにかけて第１の絶縁層２０が形成され、前記第１の絶縁層２０上に第２の絶縁層２１が形成される。前記第１の絶縁層２０はＳｉを含まない絶縁材料で形成される。具体的には、前記第１の絶縁層２０は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＴｉＣ、ＴｉＮのうち少なくともいずれか１つから形成されることが好ましい。一方、前記第２の絶縁層２１は、Ｓｉを含む絶縁材料で形成される。具体的には、前記第２の絶縁層２１は、ＳｉＡｌＯ、ＳｉＡｌＯＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２のいずれか１つから形成されることが好ましい。
【００３８】
前記積層体４の上面４ｂから前記電極層１８の上面１８ａにかけて、Ｓｉを含まない第１の絶縁層２０が形成されていることで、通電状態において、前記電極層１８を構成する元素と前記第１の絶縁層２０を構成する元素どうしの拡散が、前記第１の絶縁層２０にＳｉが含まれる場合に比べて抑制される。しかもＳｉを含み前記第１の絶縁層２０よりも絶縁耐圧に優れた第２の絶縁層２１が、前記第１の絶縁層２０上の全面、すなわち前記磁気抵抗効果素子３から離れて形成されるとともに、前記磁気抵抗効果素子３と上部シールド層２２間のトラック幅方向（図示Ｘ方向）及びハイト方向（図示Ｙ方向）の全域にわたって形成されている。以上により、図１の実施形態では、前記磁気抵抗効果素子３と上部シールド層２２間の絶縁耐圧を良好に保つつ、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが可能となっている。
【００３９】
別の言い方をすれば、上面が凹凸面である磁気抵抗効果素子３と上部シールド層２２間の絶縁耐圧を良好に保つために、ＳｉＡｌＯのように、Ｓｉを含む第２の絶縁層２１を設けても、Ｓｉを含まない第１の絶縁層２０を磁気抵抗効果素子３と接する側に設けたことで、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが可能になる。しかも図１のように前記磁気抵抗効果素子３上の全面に第１の絶縁層２０を形成し、前記第１の絶縁層２０上の全面に第２の絶縁層２１を形成した構造では、前記第１の絶縁層２０及び前記第２の絶縁層２１をスパッタ法にて適切且つ簡単に形成できる。
【００４０】
図２は他の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。図１と同じ符号が付けられている層は図１と同じ層を示している。
【００４１】
図１との違いは、図２に示す実施形態では上部ギャップ層１９が３層構造になっている点である。図２に示すように前記上部ギャップ層１９は下から第１の絶縁層２０、第３の絶縁層２３、第２の絶縁層２１の順に積層されている。前記第１の絶縁層２０は図１で説明したようにＳｉを含まない例えばＡｌ２Ｏ３で形成されており、この第１の絶縁層２０が前記磁気抵抗効果素子３上に形成されることで、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが出来る。またＳｉを含む第２の絶縁層２１が前記第３の絶縁層２３上に形成されることで前記上部ギャップ層１９の絶縁耐圧を良好に保つことが可能である。前記第３の絶縁層２３は、エレクトロマイグレーション耐性及び絶縁耐圧以外の優れた特性を有し、例えば熱伝導性に優れる。かかる場合、熱伝導率が高いＡｌＮ等が前記第３の絶縁層２３として選択される。前記第３の絶縁層２３では、Ｓｉの含有の有無は関係ない。例えば上記したようにＳｉを含まないＡｌＮを前記第３の絶縁層２３として用いた場合、ＡｌＮは、第１の絶縁層２０としても使用可能である。よって図２のように第１の絶縁層２０と第３の絶縁層２３とを別々に異なる材質で形成する場合には、前記第１の絶縁層２０を、前記第３の絶縁層２３よりもエレクトロマイグレーション耐性に優れた材質で形成し、前記第３の絶縁層２３には前記第１の絶縁層２０よりもエレクトロマイグレーション耐性以外に優れた特性（例えば上記した熱伝導率）を持つ材質を用いる。一方、Ｓｉを含む材質により第３の絶縁層２３を形成する場合には、第２の絶縁層２１を、前記第３の絶縁層２３よりも絶縁耐圧に優れた材質で形成し、前記第３の絶縁層２３には、前記第２の絶縁層２１よりも絶縁耐圧以外に優れた特性を持つ材質を用いる。
【００４２】
また前記上部ギャップ層１９は下から第１の絶縁層２０、第２の絶縁層２１及び第３の絶縁層２３の順に積層されていてもよい。
【００４３】
図３は、他の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。図１と同じ符号が付けられている層は図１と同じ層を示している。
【００４４】
図１との違いは、図３に示す実施形態では、前記第１の絶縁層２０が前記磁気抵抗効果素子３上を完全に覆っておらず、前記積層体４の上面４ｂの中央に前記第１の絶縁層２０が形成されていない間隔Ｔ１が設けられている点である。
【００４５】
前記第１の絶縁層２０は、前記電極層１８の上面１８ａの全面に形成されるとともに、前記積層体４の上面４ｂに一部延出して形成されている。前記第１の絶縁層２０はＳｉを含まない例えばＡｌ２Ｏ３で形成され、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制すべく、Ｓｉを含む第２の絶縁層２１が直接、前記電極層１８に接しないようにするために設けられた層であるから、前記第１の絶縁層２０は前記積層体４の上面４ｂよりも前記電極層１８の上面１８ａに形成されることが必要である。ただし、図３のように前記第１の絶縁層２０が前記積層体４の上面４ｂに一部延して出形成されると、効果的にエレクトロマイグレーションを抑制することが出来る。図３に示す前記電極層１８の前記積層体４に対向する先端部１８ｂは他の電極層１８の部位に比べて電流密度が高くなり、前記先端部１８ｂでエレクトロマイグレーションが生じやすくなっている。このとき、前記先端部１８ｂ上のみならず、前記先端部１８ｂ上から前記積層体４の上面４ｂにかけて前記第１の絶縁層２０を形成すると、前記先端部１８ｂ上に第１の絶縁層２０を所定膜厚で形成しやすくなり、しかも前記先端部１８ｂ上のみならずその周辺が適切にＳｉを含まない前記第１の絶縁層２０で覆われるため、より効果的に前記エレクトロマイグレーションを抑制することが可能になる。図３に示す実施形態は、前記積層体４の上下に形成されたシールド層１，２２間のシールド間隔（ギャップ長）を短くしたい場合に特に効果的な構造である。すなわち前記積層体４の上面４ｂには一部、第１の絶縁層２０が形成されていない領域（間隔Ｔ１の領域）があり、その領域では前記第２の絶縁層２１のみが設けられているから、絶縁耐圧を良好に保ちつつ、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制できるとともに、シールド層１，２２間のシールド間隔も適切に短く出来る。
【００４６】
図４は、他の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。図１と同じ符号が付けられている層は図１と同じ層を示している。
【００４７】
図３との違いは、図４に示す実施形態では、前記第１の絶縁層２０が、前記電極層１８の上面１８ａの全体に形成されていない点である。図４に示す実施形態では前記第１の絶縁層２０は、前記電極層１８の先端部１８ｂ上から前記積層体４の上面４ｂに一部延出して形成されている。
【００４８】
図３で説明したように、電流密度は前記電極層１８の先端部１８ｂで最も高くなり、エレクトロマイグレーションは前記先端部１８ｂで最も起こりやすくなっている。よって少なくとも前記先端部１８ｂ上にＳｉを含まない第１の絶縁層２０を設けＳｉを含む第２の絶縁層２１が直接、前記電極層１８の先端部１８ｂにに接しないようにしたことで、前記第１の絶縁層２０を設けず、Ｓｉを含む例えばＳｉＡｌＯのみにより上部ギャップ層１９を形成した場合に比べて、適切に、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制することが可能である。また図４では前記電極層１８の先端部１８ｂ上から、前記積層体４の上面４ｂに一部、第１の絶縁層２０を延出形成することで、より適切に前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制することが出来る。
【００４９】
図４に示す実施形態では、特に上部ギャップ層１９の膜厚を全体的に薄く形成したい場合に効果的である。図４に示すように前記上部ギャップ層１９の大部分は、Ｓｉを含むＳｉＡｌＯ等の絶縁耐圧に優れた第２の絶縁層２１で形成されることで上部ギャップ層１９が薄い膜厚で形成されても絶縁耐圧を良好に保つことが出来るとともに、少なくともエレクトロマイグレーションが生じやすい前記電極層１８の先端部１８ｂ上を含む所定範囲内にＳｉを含まない第１の絶縁層２０を形成することで前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することができる。
【００５０】
なお前記第１の絶縁層２０を、前記電極層１８の先端縁部１８ｄ上から、電極層１８上にかけてトラック幅方向へ０．２μｍ程度以上形成すれば、効果的に電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制することが可能である。
【００５１】
図５は、他の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。図１と同じ符号が付けられている層は図１と同じ層を示している。
【００５２】
図５では、図４と異なって、前記第１の絶縁層２０が、一方の電極層１８の先端部１８ｂ上から積層体４の上面４ｂ、及び他方の電極層１８の先端部１８ｂ上にかけて一連して形成されている。すなわち図４のように、一方の電極層１８の先端部１８ｂ上に形成された第１の絶縁層２０と、他方の電極層１８の先端部１８ｂ上に形成された第１の絶縁層２０とが前記積層体４の上面４ｂにて分断されていない。図５に示す実施形態では、第１の絶縁層２０が、前記積層体４の上面４ｂの全体に形成される。上記したように、Ｓｉを含まない第１の絶縁層２０は、特に電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制するために設けられたものであるから、概念的には、前記積層体４の上面４ｂに前記第１の絶縁層２０が形成されなくてもエレクトロマイグレーションを抑制できるはずであるが、上記したように、積層体４の上面４ｂにまで延出形成したほうが、前記先端部１８ｂ上における前記第１の絶縁層２０の膜厚を所定膜厚で形成しやすく、より効果的に電極層１８のエレクトロマイグレーションを抑制できること、またトラック幅（Ｔｗ）の狭小化により、図４のように積層体４の上面４ｂに前記第１の絶縁層２０を形成しない空間を形成することが困難になること等により、図５のように、前記第１の絶縁層２０を、一方の電極層１８の先端部１８ｂ上から積層体４の上面４ｂ、及び他方の電極層１８の先端部１８ｂ上にかけて一連して形成することが好ましい。例えば第１の絶縁層２０を形成しない前記電極層１８の後端部１８ｃ上に、レジスト層を設け、前記レジスト層に覆われていない前記電極層１８の先端部１８ｂ上及び積層体４の上面４ｂにスパッタ法を用いて第１の絶縁層２０を成膜し、成膜後、前記レジスト層を除去すれば図５に示す形態の第１の絶縁層２０を形成できる。
【００５３】
図６は、他の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図である。図１と同じ符号が付けられている層は図１と同じ層を示している。
【００５４】
図６に示す実施形態では、前記積層体４上に連続して絶縁層３０が形成されている。前記積層体４は、各層をスパッタ法等で連続成膜した後、フォトリソグラフィ技術を用いて前記積層体４となる部分以外の部分をエッチングにて除去して形成される。上記した各層を成膜するときに、前記保護層１３上に絶縁層３０をスパッタ法にて形成し、前記積層体４と一緒に前記絶縁層３０を図６に示す形状にエッチングにて形成する。前記絶縁層３０は、例えば前記第２の絶縁層２１と同様にＳｉを含む絶縁耐圧に優れた絶縁材料で形成される。これにより前記積層体４と上部シールド層２２間の絶縁耐圧をより良好に保つことができる。また、前記積層体４上に前記積層体４上に連続する前記絶縁層３０を設けることで、前記絶縁層３０のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３０ａと前記電極層１８の上面１８ａ間の空間部に前記第１の絶縁層２０を所定膜厚で形成でき、よってＳｉを含む第２の絶縁層２１が確実に前記電極層１８に接しないようにでき、前記電極層１８のエレクトロマイグレーションを適切に抑制することが可能になる。そして前記絶縁層３０上から前記第１の絶縁層２０上にＳｉを含む例えばＳｉＡｌＯから成る絶縁耐圧に優れた第２の絶縁層２１が形成され、前記上部ギャップ層１９の絶縁耐圧は良好に保たれる。図６の実施形態では、前記上部ギャップ層１９は、第１の絶縁層２０、第２の絶縁層２１、絶縁層３０で構成される。
【００５５】
図６に示す実施形態は次のようにして形成される。すなわち、図６に示す積層体４及び絶縁層３０を形成し、その上にリフトオフ用レジスト層を形成してエッチングを行う。そして前記積層体４のトラック幅方向の両側に下からバイアス下地層１５、ハードバイアス層１６、電極層１８の順にスパッタ法等にて積層し、続けて前記電極層１８上であって前記絶縁層３０のトラック幅方向の両側に第１の絶縁層２０をスパッタ法等にて成膜し、その後、前記リフトオフ用レジスト層を除去する。そして、前記絶縁層３０上から第１の絶縁層２０上にかけて第２の絶縁層２１を形成し、最後に、前記第２の絶縁層２１上に上部シールド層２２を形成する。
【００５６】
なお図６の実施形態において前記絶縁層３０は、例えば熱伝導率の高いＡｌＮで形成されてもよいし、あるいは熱伝導率の高いＡｌＮと絶縁耐圧に優れた例えばＳｉＡｌＯとの積層構造で形成されてもよい。また絶縁層３０と第２の絶縁層２１とは同じ材質で形成されてもよい。また前記絶縁層３０と第１の絶縁層２０が同じ材質で形成されてもよい（かかる場合、上部ギャップ層１９は図１とほぼ同じ形態で形成される）。
【００５７】
各実施形態において、前記上部ギャップ層１９は、スパッタ法により形成されることが好ましい。図３、図４や図５のように、前記上部ギャップ層１９を構成する第１の絶縁層２０を部分的に形成する場合には、前記第１の絶縁層２０を形成しない前記磁気抵抗効果素子３上にレジスト層を設け、前記レジスト層が形成されていない前記磁気抵抗効果素子３上に前記第１の絶縁層２０をスパッタ成膜した後、前記レジスト層を除去すればよい。図６は上記で説明したように、前記絶縁層３０上にリフトオフ用レジスト層を残した状態で、前記電極層１８上に第１の絶縁層２０をスパッタ成膜すればよい。
【実施例】
【００５８】
実施例の薄膜磁気ヘッドと、比較例の薄膜磁気ヘッドを製造し、所定条件下、通電時間と磁気抵抗効果素子の抵抗値の変化率との関係を求めた。
【００５９】
実施例及び比較例ともに薄膜磁気ヘッドの構造は、上部ギャップ層の構造を除いて図１と同じである。実施例では前記上部ギャップ層を図１と同様にＡｌ２Ｏ３（第１の絶縁層）とＳｉＡｌＯ（第２の絶縁層）の積層構造とした。
【００６０】
比較例には、上部ギャップ層をＳｉＡｌＯの単層構造で形成した薄膜磁気ヘッド（比較例１）と、前記上部ギャップ層をＡｌ２Ｏ３の単層構造で形成した薄膜磁気ヘッド（比較例２）を用意した。
【００６１】
磁気抵抗効果素子が約２００℃となる条件の下、所定値の電流を１００時間流し続けた。通電直後の磁気抵抗効果素子の抵抗値を基準抵抗値とし、所定の通電時間毎に磁気抵抗効果素子の抵抗値を測定し、前記基準抵抗値に対する抵抗値の変化率（％）を求めた。その実験結果が図７である。
【００６２】
図７に示すように、比較例１の抵抗値の変化率が最も大きくなることがわかった。これは上部ギャップ層を構成するＳｉＡｌＯのＳｉと電極層（Ａｕ）とが拡散して前記電極層がエレクトロマイグレーションを起こしているためである。
【００６３】
図７に示すように実施例は比較例２より抵抗値の変化率は大きくなるものの、比較例１よりも前記抵抗値の変化率を低くでき、前記電極層のエレクトロマイグレーションを比較例１に比べて抑制できることがわかった。
【００６４】
次に、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＡｌＯの上下に電極層を形成した試料（実施例）、ＳｉＡｌＯ単層の上下に、電極層を形成した試料（比較例１）、Ａｌ２Ｏ３単層の上下に電極層を形成した試料（比較例２）を形成し、実施例、及び比較例１，２の各試料の前記電極層間に電圧を印加し、絶縁破壊を起こしたときの電圧（破壊電圧）を測定した。なお実験では、膜厚の異なる絶縁層を用いて各膜厚における破壊電圧を測定した。その実験結果が図８である。
【００６５】
図８に示すように、実施例は比較例１より破壊電圧が低い（すなわち絶縁耐圧が低い）ものの、比較例２よりも前記破壊電圧を高くできる（すなわち絶縁耐圧を高くできる）ことがわかった。
【００６６】
なお膜厚が１５０Åのときの絶縁耐圧は、実施例では、６．０ＭＶ／ｃｍであり、比較例１では、７．４ＭＶ／ｃｍであり、比較例２では、４．５ＭＶ／ｃｍであった。
【００６７】
以上により実施例における薄膜磁気ヘッドでは、比較例１，２に比べてギャップ層の絶縁耐圧を良好に保ちつつ、且つ電極層のエレクトロマイグレーションを適切に抑制できることがわかった。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図２】他の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図３】他の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図４】他の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図５】他の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図６】他の実施形態のスピンバルブ型薄膜素子（磁気抵抗効果素子）を備えた再生磁気ヘッドを、記録媒体との対向面と平行な方向から切断した部分断面図、
【図７】上部ギャップ層をＡｌ２Ｏ３（第１の絶縁層）とＳｉＡｌＯ（第２の絶縁層）の積層構造で形成した薄膜磁気ヘッド（実施例）、上部ギャップ層をＳｉＡｌＯの単層構造で形成した薄膜磁気ヘッド（比較例１）及び、前記上部ギャップ層をＡｌ２Ｏ３の単層構造で形成した薄膜磁気ヘッド（比較例２）を用意し、各試料に対する通電時間と磁気抵抗効果素子の抵抗値の変化率とを関係を示すグラフ、
【図８】Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＡｌＯの上下に電極層を形成した試料（実施例）、ＳｉＡｌＯ単層の上下に、電極層を形成した試料（比較例１）、Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＡｌＯの上下に電極層を形成したもの（実施例）、Ａｌ２Ｏ３単層の上下に電極層を形成した試料（比較例２）を用意し、各試料の絶縁層の膜厚を変化させたときの、前記膜厚と、破壊電圧との関係を示すグラフ、
【符号の説明】
【００６９】
１  下部シールド層
２  下部ギャップ層
３  スピンバルブ型薄膜素子
４  積層体
１６  ハードバイアス層
１８  電極層
１８ｂ  （電極層の）先端部
１９  上部ギャップ層
２０  第１の絶縁層
２１  第２の絶縁層
２２  上部シールド層
２３  第３の絶縁層
３０  絶縁層
【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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