(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気抵抗ヘッドであって、
第１磁気シールドと、
該第１磁気シールド上に配置された第１の高さを有する第１電極端子と、
該第１電極端子上に配置された前記第１の高さ以下の第２の高さを有する磁気抵抗膜と、
該磁気抵抗膜上に配置された前記第２の高さ未満の第３の高さを有する第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された前記第３の高さ未満の第４の高さを有する前記第２電極端子と材料が異なるプラグ電極と、
該プラグ電極の周囲を覆い、該第２電極端子を所定形状に加工するためのエッチングマスクとして使用される第１のプラグ側壁保護絶縁膜と、
該第１のプラグ側壁保護絶縁膜の周囲を覆い、該磁気抵抗膜を所定形状に加工するためのエッチングマスクとして使用される第２のプラグ側壁保護絶縁膜と、
該プラグ電極上に配置された前記第４の高さより高い高さを有する第２磁気シールドと、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
【請求項２】
磁気抵抗ヘッドの製造方法であって、
第１磁気シールドを形成し、
該第１磁気シールド上に第１電極端子を形成し、
該第１電極端子上に磁気抵抗膜を形成し、
該磁気抵抗膜上に第２電極端子膜を形成し、
該第２電極端子膜上にプラグ電極膜を形成し、
該プラグ電極膜上にホトレジストを塗布し、
該ホトレジストを所望パターンにパターニングし、
前記パターニングされたホトレジストをマスクにして前記プラグ電極膜をエッチングして所望形状のプラグ電極を形成し、
前記ホトレジストを剥離した後、前記プラグ電極を覆うように前記第２電極端子膜上に第１絶縁膜を堆積し、
該第１絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なうことにより、前記プラグ電極を被覆する第１プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、
前記第１プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記第２電極端子膜をイオンミリングによって所望の形状に加工して第２電極端子を形成し、
前記第１プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記磁気抵抗膜上に第２絶縁膜を堆積し、
該第２絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なうことにより、前記プラグ電極の上面を露出させ、かつ、前記第２電極端子膜の上面の一部を露出させるように、前記第１プラグ側壁保護絶縁膜を被膜する第２プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、
前記第２プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記磁気抵抗膜を所望形状に加工する、
各ステップからなることを特徴とする磁気抵抗ヘッドの製造方法。
【請求項３】
前記磁気抵抗膜を所望形状に加工した後、前記第２プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記第１電極端子上に磁区制御膜を堆積し、
イオンミリングによるエッチバックを行なって、前記磁区制御膜を所定の形状及び膜厚に加工し、
前記第１電極端子及び前記磁区制御膜上に層間絶縁膜を堆積し、
該層間絶縁膜を平坦化し、
該層間絶縁膜に前記第１電極端子のためのスルーホールを形成し、
前記層間絶縁膜上に第２磁気シールドを形成してパターニングするステップを更に具備し、
これにより前記第２電極端子と前記第２磁気シールドを前記プラグ電極を介して接続し、前記第１電極端子と前記第２磁気シールドを前記スルーホール内で直接接続する請求項２記載の磁気抵抗ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は磁気ディスク装置及び磁気テープ装置等の磁気記録装置に用いられる磁気抵抗ヘッドに関する。
【０００２】
近年、磁気ディスク装置の小型化・高密度化に伴い、ヘッドスライダーの浮上量が減少し、極低浮上或いはスライダが記録媒体に接触する接触記録／再生の実現が望まれている。
【０００３】
また、従来の磁気誘導ヘッドは、磁気ディスクの小径化により周速（ヘッドと媒体との間の相対速度）が減少すると、再生出力が劣化する。そこで最近は、再生出力が周速に依存せず、低周速でも大出力の得られる磁気抵抗ヘッド（ＭＲヘッド）が盛んに開発され、磁気ヘッドの主流となっている。更に現在は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果を利用した磁気ヘッドも市販されている。
【０００４】
磁気ディスク装置の高記録密度化により、１ビットの記録面積が減少するとともに、発生する磁場は小さくなる。現在市販されている磁気ディスク装置の記録密度は１０Ｇｂｉｔ／ｉｎ2前後であるが、記録密度の上昇は年率約２倍で大きくなっている。このため、更に微小な磁場範囲に対応するとともに、小さい外部磁場の変化を感知できる磁気抵抗センサ及び磁気抵抗ヘッドが要望されている。
【０００５】
【従来の技術】
現在、磁気ヘッドにはスピンバルブＧＭＲ効果を利用したスピンバルブ磁気抵抗センサが広く用いられている。スピンバルブ構造の磁気抵抗センサでは、フリー強磁性層（フリー層）の磁化方向が記録媒体からの信号磁界により変化し、ピンド強磁性層（ピンド層）の磁化方向との相対角が変化することにより、磁気抵抗センサの抵抗が変化する。
【０００６】
この磁気抵抗センサを磁気ヘッドに用いる場合には、ピンド層の磁化方向を磁気抵抗素子の素子高さ方向に固定し、外部磁界が印加されていない状態におけるフリー層の磁化方向を、ピンド層と直交する素子幅方向に一般的に設計する。
【０００７】
これにより、磁気抵抗センサの抵抗を、磁気記録媒体からの信号磁界方向がピンド層の磁化方向と平行か反平行かにより、直線的に増減させることができる。このような直線的な抵抗変化は、磁気ディスク装置の信号処理を容易にする。
【０００８】
従来の磁気抵抗センサでは、センス電流を膜面に平行に流し、外部磁界による抵抗変化を読み取っている。この、ＧＭＲ膜面に平行に電流を流す（Current in the plane、ＣＩＰ）構造の場合、一対の電極端子で画成されたセンス領域が小さくなると、出力が低下する。また、ＣＩＰ構造のスピンバルブ磁気抵抗センサの場合、ＧＭＲ膜と上下磁気シールドとの間に絶縁膜が必要となる。
【０００９】
即ち、磁気シールド間距離＝ＧＭＲ膜厚さ＋絶縁膜厚さ×２となる。絶縁膜厚さは、現在２０ｎｍ程度が下限であるので、磁気シールド間距離＝ＧＭＲ膜厚差＋約４０ｎｍとなる。
【００１０】
記録媒体上の記録ビットの長さが短くなると対応が困難となり、磁気シールド間距離を４０ｎｍ以下にしたいという要望には現在のところＣＩＰスピンバルブ磁気抵抗センサでは対応不可能である。
【００１１】
これらのことから、スピンバルブＧＭＲ効果を利用したＣＩＰ構造の磁気ヘッドは、２０〜４０Ｇｂｉｔ／ｉｎ2の記録密度まで対応可能と考えられている。また、最新技術のスペキュラー散乱を応用したとしても、６０Ｇｂｉｔ／ｉｎ2の記録密度が上限と考えられている。
【００１２】
上述したように、磁気ディスク装置の記録密度の向上は急激であり、２００２年には８０Ｇｂｉｔ／ｉｎ2の記録密度が求められている。記録密度が８０Ｇｂｉｔ／ｉｎ2以上では、最新のスペキュラー散乱を応用したＣＩＰスピンバルブＧＭＲ磁気ヘッドでも、出力及び磁気シールド間距離の点で対応が非常に困難である。
【００１３】
このような問題に対し、ポストスピンバルブＧＭＲとして、ＧＭＲ膜面に垂直に電流を流す（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ  ｔｏ  ｔｈｅ  Ｐｌａｎｅ，ＣＰＰ）構造のＧＭＲやトンネルＭＲ（ＴＭＲ）が提案されている。
【００１４】
ＴＭＲは、２つの強磁性層間に薄い絶縁層を挟んだ構造で、２つの強磁性層の磁化方向により絶縁層を通過するトンネル電流量が変化するものである。ＴＭＲは非常に大きな抵抗変化を示すとともに感度も良いので、ポストスピンバルブＧＭＲとして有望視されている。
【００１５】
ＣＰＰ構造のＧＭＲでは、ＧＭＲ膜のセンス電流が通過する部分の断面積が小さくなると、出力が大きくなるという特徴を有している。これは、ＣＩＰ構造のＧＭＲに対する大きなアドバンテージである。
【００１６】
尚、ＴＭＲも一方の強磁性層から絶縁層を横切って他方の強磁性層へと電流が通過することから、ＣＰＰ構造の一種と考えることができ、前述したアドバンテージも同様である。
【００１７】
ＣＰＰ構造のＧＭＲにおいて、更に高感度化を狙う目的で、ＧＭＲ膜に対しこのＧＭＲ膜を挟む両電極端子を小さく加工する構造が提案されている（特開平１０−５５５１２）。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した公開公報に記載された磁気抵抗ヘッドの製造方法では、一方の電極端子を成膜、加工後、ＧＭＲ膜を成膜、加工する。次いで、もう一方の電極端子を成膜、加工する。
【００１９】
このような製造方法で、ＧＭＲ膜を挟む両電極端子をＧＭＲ膜よりも小さく加工し、且つ位置ずれを抑えることは、更に微細となる昨今のＧＭＲ素子作成においては非常に困難である。
【００２０】
従来のＭＲヘッド製造方法では（以下、本明細書ではＭＲという用語はＧＭＲを含むものとする）、コンタクトホールプロセス、又はリフトオフプロセスによってＭＲヘッドが製造されている。コンタクトホールプロセスでは、ＭＲ膜を所定の形状に加工後、磁区制御膜及び絶縁膜を積層する。次いで、コンタクトホールを形成し、このコンタクトホールによって上部電極端子とＭＲ膜を電気的に接続する。
【００２１】
一方、リフトオフプロセスでは、ＭＲ膜のパターン形成のためのフォトレジストを残して、磁区制御膜及び絶縁膜を積層する。次いで、フォトレジストを除去することにより、上部電極端子とＭＲ膜を電気的に接続するコンタクトホールを形成する。
【００２２】
現在のＭＲ膜は約０．１μｍの幅を有している。一方、フォトリソグラフィー技術では、現在の精度で約０．０６μｍ程度の誤差が出る。このように、ＭＲ膜の微細化が進むと、従来のコンタクトホールプロセスではＭＲ膜とコンタクトホールの位置合わせが困難となるという問題がある。一方、リフトオフプロセスでは、リフトオフ後にフォトレジストが幾分残るため、コンタクト不良等の問題が発生する。
【００２３】
よって、本発明の目的は、高再生出力信号を得ることのできる磁気抵抗ヘッドを提供することである。
【００２４】
本発明の他の目的は、高再生出力の磁気抵抗ヘッドを容易に且つ高い歩留まりで製造可能な磁気抵抗ヘッドの製造方法を提供することである。
【００２６】
【課題を解決するための手段】
本発明の一つの側面によると、磁気抵抗ヘッドであって、第１磁気シールドと、該第１磁気シールド上に配置された第１の高さを有する第１電極端子と、該第１電極端子上に配置された前記第１の高さ以下の第２の高さを有する磁気抵抗膜と、該磁気抵抗膜上に配置された前記第２の高さ未満の第３の高さを有する第２電極端子と、該第２電極端子上に配置された前記第３の高さ未満の第４の高さを有する前記第２電極端子と材料が異なるプラグ電極と、該プラグ電極の周囲を覆い、該第２電極端子を所定形状に加工するためのエッチングマスクとして使用される第１のプラグ側壁保護絶縁膜と、該第１のプラグ側壁保護絶縁膜の周囲を覆い、該磁気抵抗膜を所定形状に加工するためのエッチングマスクとして使用される第２のプラグ側壁保護絶縁膜と、該プラグ電極上に配置された前記第４の高さより高い高さを有する第２磁気シールドと、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッドが提供される。
【００２７】
好ましくは、磁気抵抗膜の両側には磁区制御膜が配置されており、更に第１磁気シールドは基板側に配置されている。
【００３０】
本発明の他の側面によると、磁気抵抗ヘッドの製造方法であって、第１磁気シールドを形成し、該第１磁気シールド上に第１電極端子を形成し、該第１電極端子上に磁気抵抗膜を形成し、該磁気抵抗膜上に第２電極端子膜を形成し、該第２電極端子膜上にプラグ電極膜を形成し、該プラグ電極膜上にホトレジストを塗布し、該ホトレジストを所望パターンにパターニングし、前記パターニングされたホトレジストをマスクにして前記プラグ電極膜をエッチングして所望形状のプラグ電極を形成し、前記ホトレジストを剥離した後、前記プラグ電極を覆うように前記第２電極端子膜上に第１絶縁膜を堆積し、該第１絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なうことにより、前記プラグ電極を被覆する第１プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、前記第１プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記第２電極端子膜をイオンミリングによって所望の形状に加工して第２電極端子を形成し、前記第１プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記磁気抵抗膜上に第２絶縁膜を堆積し、該第２絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なうことにより、前記プラグ電極の上面を露出させ、かつ、前記第２電極端子膜の上面の一部を露出させるように、前記第１プラグ側壁保護絶縁膜を被膜する第２プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、前記第２プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記磁気抵抗膜を所望形状に加工する、各ステップからなることを特徴とする磁気抵抗ヘッドの製造方法が提供される。
【００３１】
好ましくは、磁気抵抗ヘッドの製造方法は、前記磁気抵抗膜を所望形状に加工した後、前記第２プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記第１電極端子上に磁区制御膜を堆積し、イオンミリングによるエッチバックを行なって、前記磁区制御膜を所定の形状及び膜厚に加工し、前記第１電極端子及び前記磁区制御膜上に層間絶縁膜を堆積し、該層間絶縁膜を平坦化し、該層間絶縁膜に前記第１電極端子のためのスルーホールを形成し、前記層間絶縁膜上に第２磁気シールドを形成してパターニングするステップを更に具備している。
【００３２】
これにより、第２電極端子と第２磁気シールドはプラグ電極を介して接続され、第１電極端子と第２磁気シールドはスルーホール内で直接接続される。
【００３３】
本発明の磁気抵抗ヘッドでは、第１電極端子の高さや幅を、磁気抵抗膜の高さや幅に対して大きくすることが可能であるため、第１電極端子と第２電極端子の位置合わせ精度、更に第１電極端子と磁気抵抗膜の位置合わせ精度が殆ど必要ないため、磁気抵抗ヘッドの作成が容易である。
【００３４】
このように第１電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して大きくしても再生特性には影響しない。また、第１電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅と等しくする場合は、第１電極端子と磁気抵抗膜を同時に加工することが可能なため、磁気抵抗ヘッドの作成が容易である。
【００３５】
一方、第２電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して小さくすることにより、磁気抵抗膜に流れるセンス電流の断面積を小さくすることができるため、ＣＰＰ構造の特性から高い再生出力を得ることができる。
【００３６】
第２電極端子と磁気抵抗膜の高さ及び幅を等しくする場合は、両者を同時に加工することが可能なため、磁気抵抗ヘッドの作成が容易である。また、第２電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して小さくする場合には、フォトレジストの収縮等のプロセス技術によりセルフアライメントが可能であり、位置合わせの必要がないため、磁気抵抗ヘッドの作成が容易である。
【００３７】
さらに、第１及び第２電極端子の高さ及び幅を磁気抵抗膜の高さ及び幅よりも小さくした特開平１０−５５５１２号に開示されている従来構造に比べ、本発明の第２電極端子のみの高さ又は幅を磁気抵抗膜よりも小さくした構造では、より大きな電流集中が起きるため、再生出力は等しいか、むしろ本発明の方が高い再生出力が得られる。
【００３８】
よって、本発明によると、高記録密度に対応した微細磁気抵抗素子の形成においても、磁気抵抗膜を挟む両電極端子の位置合わせを行なう必要がないため、作成が容易である。また、製造歩留まりが良く、バルクハウゼンノイズのない高い再生信号を得ることができる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明のいくつかの実施形態について説明する。各実施形態の説明において、実質上同一構成部分については同一符号を付して説明する。
【００４０】
図１を参照すると、本発明第１実施形態の磁気抵抗ヘッド１０の概略斜視図が示されている。図１においては、上下磁気シールドは省略されている。符号１２はＣｕ又はＣｕとＡｕの組み合わせから形成された下部電極端子であり、Ｘ方向の第１の幅と、Ｙ方向の第１の高さを有している。
【００４１】
下部電極端子１２上には磁気抵抗膜（ＭＲ膜）１４が積層されている。ＭＲ膜１４は第１の幅より狭い第２の幅と、第１の高さを有している。ＭＲ膜１４の両側には磁区制御膜１８が配置されている。磁区制御膜１８として、ＣｏＣｒＰｔ等の高保磁力膜、又はＰｄＰｔＭｎ等の反強磁性膜を用いることができる。
【００４２】
ＭＲ膜１４上にはＣｕ又はＣｕとＡｕの組み合わせから形成された上部電極端子１６が積層されている。上部電極端子１６はＭＲ膜１４の幅と等しい第２の幅と第１の高さより低い第２の高さを有している。ＭＲ膜１４の上部電極端子１６でカバーされない部分１４ａは磁束をガイドするバックヨークとして機能する。
【００４３】
本実施形態の磁気抵抗ヘッド１０は上部電極端子１６の幅はＭＲ膜１４の幅と同じであるが、下部電極端子１２の幅がＭＲ膜１４の幅よりも広く形成されている。よってセンス電流の電流集中がＭＲ膜１４の両側部近傍で起こるため、ＭＲ膜１４を流れるセンス電流の断面積を小さくすることができる。その結果、高い再生出力を得ることができる。
【００４４】
ＭＲ膜１４は、少なくとも一つの低抵抗膜と、この低抵抗膜を挟んだ少なくとも２つの強磁性膜を含んでいる。或いは、ＭＲ膜１４は、強磁性トンネル接合構造を有しているか、又は強磁性層及び非磁性層の多層膜構造から構成される。
【００４５】
換言すると、ＭＲ膜１４として、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ等のスピンバルブＧＭＲ膜、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＢ／ＰｄＰｔＭｎ等の積層フェリスピンバルブＧＭＲ膜、ＮｉＦｅ／Ａｌ2Ｏ3／ＮｉＦｅ／ＰｄＰｔＭｎ等のトンネル接合型ＭＲ膜（ＴＭＲ膜）を用いることができる。
【００４６】
以下、図２（Ａ）〜図８（Ｃ）を参照して、第１実施形態の磁気抵抗ヘッド１０の製造プロセスについて説明する。図２（Ａ）〜図８（Ａ）は端子幅中央部におけるＭＲ素子高さ方向の断面図、図２（Ｂ）〜図８（Ｂ）は端子高さ中央部におけるＭＲ素子幅方向（トラック幅方向）の断面図、図２（Ｃ）〜図８（Ｃ）は図２（Ｂ）〜図８（Ｂ）の平面図である。
【００４７】
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ基板２０上にＡｌ2Ｏ3からなる下地層２２、ＮｉＦｅからなる下部磁気シールド２４、下部電極端子１２、ＭＲ膜１４及び上部電極端子１６を順次成膜する。
【００４８】
次に、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、下部電極端子１２、ＭＲ膜１４及び上部電極端子１６を所望の形状にパターニングする。
【００４９】
次に、フォトレジスト２６を一様に塗布してから、所望の形状にフォトレジスト２６をパターニングする。このときフォトレジスト２６は図４（Ａ）に点線で示したように上部電極端子１６よりも高さ方向が短くても良い。
【００５０】
このフォトレジストをマスクとして、上部電極端子１６、ＭＲ膜１４及び下部電極端子１２の一部をイオンミリング等でエッチングする。このとき、後に成膜する磁区制御膜１８の表面位置が上部電極端子１６の下部位置よりも下若しくは等しくなるようにエッチングすることが望ましい。
【００５１】
磁区制御膜１８の表面位置が上部電極端子１６の下部位置よりも下若しくは等しくなっていれば、下部電極端子１２までエッチングしなくても良い。フォトレジスト２６が図４（Ａ）に示すように点線位置の場合には、高さ方向において下部電極端子１２の高さよりもＭＲ膜１４の高さが小さくなっていても良い。
【００５２】
次に、図４（Ａ）〜図４（Ｃ）に示すように、フォトレジスト２６を除去せずに磁区制御膜１８を成膜する。この磁区制御膜１８としては、ＣｏＣｒＰｔ等の高保磁力膜、ＰｄＰｔＭｎ等の反強磁性膜を用いることができる。
【００５３】
次に、所望の形状にフォトレジスト２６をパターニングする。フォトレジスト２６の幅は、上部電極端子１６の幅と等しいか、若しくは小さくなるようにする。次にこのフォトレジスト２６をマスクに、上部電極端子１６をイオンミリング等でエッチングする。
【００５４】
このときフォトレジスト２６の幅が、図５（Ｂ）に示すように上部電極端子１６の幅よりも小さい場合は、上部電極端子１６の幅がＭＲ膜１４よりも小さくなるが、再生特性に大きな影響はないか、若しくはトラック幅方向の分解能が高まるため、良い再生特性が得られる。次に、絶縁膜２８を成膜する。この状態が図５（Ａ）〜図５（Ｃ）に示されている。
【００５５】
一方、フォトレジスト２６の幅が上部電極端子１６の幅と同じ場合は、図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示したようになる。
【００５６】
次にフォトレジスト２６を除去した後、ＮｉＦｅからなる上部磁気シールド３０を成膜する。このとき、図５（Ｂ）に示すようにフォトレジスト２６の幅が上部電極端子１６の幅よりも小さい場合は、図６（Ａ）〜図６（Ｃ）に示したような第１実施形態の変形例の磁気抵抗ヘッド１０Ａが得られる。
【００５７】
一方、図７（Ｂ）に示すようにフォトレジスト２６の幅が上部電極端子１６の幅と等しい場合は、図８（Ａ）〜図８（Ｃ）に示すような第１実施形態の磁気抵抗ヘッド１０が得られる。
【００５８】
磁気シールド２４，３０，電極端子１２，１６はメッキ法や蒸着法により成膜し、ＭＲ膜１４、磁区制御膜１８及び絶縁膜２８はスパッタリング法等により成膜する。
【００５９】
以上説明した製造プロセスにより第１実施形態の磁気抵抗ヘッド１０又はその変形例１０Ａを製造することにより、上下電極端子のトラック幅方向の位置ずれを問題とすることなく、高感度なヘッド再生特性が得られる。
【００６０】
図９を参照すると、本発明第２実施形態の磁気抵抗ヘッド１０Ｂの概略斜視図が示されている。図９において、上下磁気シールドは省略されている。符号１２は下部電極端子であり、Ｘ方向の第１の幅と、Ｙ方向の第１の高さを有している。
【００６１】
下部電極端子１２上にはＭＲ膜１４が積層されている。ＭＲ膜１４は第１の幅より小さい第２の幅と、下部電極端子１２の高さと同じ第１の高さを有している。
【００６２】
ＭＲ膜１４上には上部電極端子１６が積層されている。上部電極端子１６は第２の幅より小さい第３の幅と、第１の高さより小さい第２の高さを有している。即ち、ＭＲ膜１４は上部電極端子１６の幅より両側に長さＬだけ広い幅を有している。
【００６３】
第１実施形態と同様に、ＭＲ膜１４の上部電極端子１６でカバーされない部分１４ａは磁束をガイドするバックヨークとして機能する。本実施形態の磁気抵抗ヘッド１０Ｂにおいては、第１実施形態で説明したのと同様な構成のＭＲ膜１４を使用することができる。
【００６４】
次に、図１０（Ａ）〜図１５（Ｃ）を参照して、本実施形態の製造プロセスについて説明する。図１０（Ａ）〜図１５（Ａ）は端子幅中央部におけるＭＲ素子高さ方向の断面図、図１０（Ｂ）〜図１５（Ｂ）は端子高さ中央部におけるＭＲ素子幅方向（トラック幅方向）の断面図、図１０（Ｃ）〜図１５（Ｃ）は図１０（Ｂ）〜図１５（Ｂ）の平面図である。
【００６５】
まず、図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示すように、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ基板２０上にＡｌ2Ｏ3からなる下地層２２、ＮｉＦｅからなる下部磁気シールド２４、下部電極端子１２、ＭＲ膜１４及び上部電極端子１６を順次成膜する。
【００６６】
次に、図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）に示すように、下部電極端子１２、ＭＲ膜１４及び上部電極端子１６を所望の形状にパターニングする。
【００６７】
次に、フォトレジスト２６を一様に塗布した後、所望の形状にフォトレジスト２６をパターニングする。このとき、フォトレジスト２６は図１２（Ａ）中で点線で示したように上部電極端子１６よりも高さ方向が小さくても良い。
【００６８】
このフォトレジスト２６をマスクとして、上部電極端子１６、ＭＲ膜１４及び下部電極端子１２の一部をイオンミリング等でエッチングする。このとき、後に成膜する磁区制御膜１８の表面位置が上部電極端子１６の下部位置よりも下若しくは等しくなるようにエッチングすることが望ましい。
【００６９】
磁区制御膜１８の表面位置が上部電極端子１６の下部位置よりも下若しくは等しくなっていれば、下部電極端子１２までエッチングしなくても良い。フォトレジスト２６が図１２（Ａ）の点線の位置の場合には、下部電極端子１２の高さよりもＭＲ膜１４の高さが小さくなっても良い。
【００７０】
次に、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すように、フォトレジスト２６を除去せずに磁区制御膜１８を成膜する。この磁区制御膜１８としては、ＣｏＣｒＰｔ等の高保磁力膜又はＰｄＰｔＭｎ等の反強磁性膜を用いることができる。
【００７１】
次に、所望の形状にフォトレジスト２６をパターニングする。次に、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）に示すように、このフォトレジスト２６をマスクに、上部電極端子１６をイオンミリング等でエッチングする。
【００７２】
このときＭＲ膜１４と上部電極端子１６の位置合わせが難しいときには、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）に示すステップのフォトレジスト２６を熱等により所望の距離だけ収縮させ、上部電極端子１６をエッチングした後、再度フォトレジストを形成し、端子高さ方向のみの加工を行なっても良い。
【００７３】
次いで、フォトレジスト２６を除去せずに絶縁膜２８を成膜した後、フォトレジスト２６を除去する。この状態が図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）に示されている。次に、上部磁気シールド３０を成膜すると、図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）に示すような第２実施形態の磁気抵抗ヘッド１０Ｂが得られる。
【００７４】
以上説明した製造プロセスにおいて、磁気シールド２４，３０及び電極端子１２，１６はメッキ法や蒸着法により成膜し、ＭＲ膜１４、磁区制御膜１８及び絶縁膜２８はスパッタリング法等により成膜する。
【００７５】
本実施形態の磁気抵抗ヘッド１０Ｂは以上説明したプロセスにより製造したので、上下電極端子のトラック幅方向の位置ずれを問題とすることなく、高感度なヘッド再生特性が得られる。
【００７６】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、従来例と比較した本発明の効果を示す計算機シミュレーションによる電流分布図である。図１６（Ａ）は特開平１０−５５５１２号公報に記載されたＭＲ膜に対して上下電極端子を小さく形成した磁気抵抗ヘッド１０Ｃであり、図１６（Ｂ）は本発明第２実施形態の磁気抵抗ヘッド１０Ｂを示している。
【００７７】
ＭＲ膜１４の膜構成は、従来例及び本発明ともＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＢ／ＰｄＰｔＭｎ／Ｃａｐの積層フェリ型である。端子高さ＝０．２μｍ、端子幅＝０．１３μｍ、図９のＬ＝０．０４μｍである。
【００７８】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）の電流分布を比較すると、再生特性に影響を及ぼすフリー層／Ｃｕ／ピンド層、即ち、ここではＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ層の電流分布は両構造で大きく変わらない。
【００７９】
また、８０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2程度の記録密度で、マイクロマグネティクスシミュレーションにより、磁化分布を計算後前記電流分布と掛け合せることで、オフトラックプロファイル計算（このオフトラックプロファイルの半値幅を実効リードコア幅とした）、及び孤立再生波型計算（この波形のピークツーピークを再生出力とした）を行なった。
【００８０】
このとき、両構造の実効リードコア幅及び再生出力は、図１６（Ａ）の従来構造の場合、それぞれ０．１６４μｍ、１５３０μＶであるにの対し、図１６（Ｂ）の本発明の構造では、それぞれ０．１６９μｍ、２０００μＶが得られた。
【００８１】
実効リードコア幅は両構造で大きく変わらないが、再生出力としては本発明構造の方が従来構造に比べ明らかに高い値が得られ、本発明の効果を確認できた。
【００８２】
図１７に両構造のオフトラックプロファイルを示す。横軸はＭＲ素子幅方向の位置を示しており、縦軸は正規化された出力を示している。黒丸が図１６（Ａ）の従来構造の場合であり、白丸が図１６（Ｂ）の本発明第２実施形態の場合である。
【００８３】
次に図１８〜図２０を参照して、本発明第３実施形態の磁気抵抗ヘッドの製造プロセスについて説明する。
【００８４】
まず、図１８（Ａ）に示すように、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ基板２０上にＡｌ2Ｏ3からなる下地層２２、ＮｉＦｅからなる下部磁気シールド２４、下部電極端子１２、ＭＲ膜１４、上部電極端子膜１６、プラグ電極膜３２を順次成膜する。
【００８５】
ＭＲ膜１４としては、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ等のスピンバルブＧＭＲ膜、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＢ／ＰｄＰｔＭｎ等の積層フェリスピンバルブＧＭＲ膜、ＮｉＦｅ／Ａｌ2Ｏ3／ＮｉＦｅ／ＰｄＰｔＭｎ等のトンネル接合型ＭＲ膜（ＴＭＲ膜）を用いることができる。プラグ電極膜３２にはＴａを使用した。
【００８６】
次に、プラグ電極膜３２を所望の形状に加工するために、フォトレジスト３４を一様に塗布してからパターニングし、図１８（Ｂ）に示すようにフォトレジスト３４をマスクにしてプラグ電極膜３２をエッチングすることで、Ｔａプラグ電極３２を形成する。
【００８７】
次に、フォトレジスト３４を剥離した後、図１８（Ｃ）に示すように、ステップカバレッジの良好なＳｉＯ2等の絶縁膜３６を堆積する。この絶縁膜３６を等方性エッチングによってエッチバックを行なうことで、図１９（Ａ）に示すようにプラグ電極３２を被覆する形状のプラグ側壁保護絶縁膜３８が形成される。
【００８８】
このプラグ電極保護絶縁膜３８を上部電極端子膜１６のエッチングマスクに使用して、図１９（Ｂ）に示すように上部電極膜１６を第１のイオンミリングによって所定形状に加工する。
【００８９】
次いで、再度絶縁膜を堆積してエッチバックにより第２のプラグ側壁保護絶縁膜４０を形成して、図１９（Ｃ）に示すようにＭＲ膜１４を第２のイオンミリングによって所定の形状に加工する。
【００９０】
上部電極端子１６とＭＲ膜１４の形状が同様である場合には、第１のイオンミリングによって上部電極端子１６とＭＲ膜１４を同時に加工できるため、プロセスは容易となる。ＭＲ膜１４の加工寸法が大きい場合には、通常のレジストパターン形成後にイオンミリング加工処理を行なっても、同様な形状を製作できる。
【００９１】
このようなセルフアラインコンタクト製作工程によれば、上部電極端子１６及びＭＲ膜１４の加工形状を独立に変更しながら、最も微細となる上部電極端子１６とＭＲ膜１４の位置合わせの問題を回避できる。
【００９２】
次に、図２０（Ａ）に示すように、磁区制御膜１８を一様に堆積する。磁区制御膜１８としては、ＣｏＣｒＰｔ等の高保磁力膜、又はＰｄＰｔＭｎ等の反強磁性膜を使用可能である。
【００９３】
次に、磁区制御膜１８が所定の形状及び膜厚になるように、フォトレジストパターン形成後に磁区制御膜１８をイオンミリングによるエッチバックを行なう。次いで、ＳｉＯ2又はＡｌ2Ｏ3等の層間絶縁膜４２を堆積し、エッチバック又はケミカル・メカニカル・ポリッシング（ＣＭＰ）によって層間絶縁膜４２を平坦化する。
【００９４】
最後に、下部電極端子１２のためのスルーホール４４を層間絶縁膜４２に形成し、図２０（Ｃ）に示すようにＮｉＦｅからなる上部磁気シールド３０を形成することで、第３実施形態の磁気抵抗ヘッド１０Ｄが完成する。
【００９５】
下部電極端子１２はスルーホール４４内で上部磁気シールド３０に直接接続され、上部電極端子１６はプラグ電極３２を介して上部磁気シールド３０に接続される。
【００９６】
本発明は以下の付記を含むものである。
【００９７】
（付記１）  磁気抵抗ヘッドであって、
第１磁気シールドと、
該第１磁気シールド上に配置された第１の幅を有する第１電極端子と、
該第１電極端子上に配置された前記第１の幅以下の第２の幅を有する磁気抵抗膜と、
該磁気抵抗膜上に配置された前記第２の幅以下の第３の幅を有する第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
【００９８】
（付記２）  前記磁気抵抗膜の両側に配置された磁区制御膜を更に具備した付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【００９９】
（付記３）  前記第１磁気シールドがその上に配置された基板を更に具備した付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１００】
（付記４）  前記第２電極端子と前記第２磁気シールドとを接続するプラグ電極と、
該プラグ電極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を更に具備した付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０１】
（付記５）  前記磁気抵抗膜は少なくとも一つの低抵抗膜と、該低抵抗膜を挟んだ少なくとも２つの強磁性膜を含んでおり、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０２】
（付記６）  前記磁気抵抗膜は強磁性トンネル接合構造を有しており、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０３】
（付記７）  前記磁気抵抗膜は強磁性層及び非磁性層の多層膜構造から構成され、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０４】
（付記８）  前記第２の幅は前記第１の幅より小さく、前記第３の幅は前記第２の幅より小さい付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０５】
（付記９）  磁気抵抗ヘッドであって、
第１の幅を有する第１磁気シールドを兼ねた第１電極端子と、
該第１電極端子上に配置された前記第１の幅以下の第２の幅を有する磁気抵抗膜と、
該磁気抵抗膜上に配置された前記第２の幅以下の第３の幅を有する第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
【０１０６】
（付記１０）  磁気抵抗ヘッドであって、
第１磁気シールドと、
該第１磁気シールド上に配置された第１の高さを有する第１電極端子と、
該第１電極端子上に配置された前記第１の高さ以下の第２の高さを有する磁気抵抗膜と、
該磁気抵抗膜上に配置された前記第２の高さ以下の第３の高さを有する第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
【０１０７】
（付記１１）  前記磁気抵抗膜の両側に配置された磁区制御膜を更に具備した付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０８】
（付記１２）  前記第１磁気シールドがその上に配置された基板を更に具備した付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１０９】
（付記１３）  前記第２電極端子と前記第２磁気シールドとを接続するプラグ電極と、
該プラグ電極の周囲を覆うプラグ側壁保護絶縁膜を更に具備した付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１１０】
（付記１４）  前記磁気抵抗膜は少なくとも一つの低抵抗膜と、該低抵抗膜を挟んだ少なくとも２つの強磁性膜を含んでおり、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１１１】
（付記１５）  前記磁気抵抗膜は強磁性トンネル接合構造を有しており、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１１２】
（付記１６）  前記磁気抵抗膜は強磁性層及び非磁性層の多層膜構造から構成され、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１１３】
（付記１７）  前記第２の高さは前記第１の高さより小さく、前記第３の高さは前記第２の高さより小さい付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
【０１１４】
（付記１８）  磁気抵抗ヘッドであって、
第１の高さを有する第１磁気シールドを兼ねた第１電極端子と、
該第１電極端子上に配置された前記第１の高さ以下の第２の高さを有する磁気抵抗膜と、
該磁気抵抗膜上に配置された前記第２の高さ以下の第３の高さを有する第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
【０１１５】
（付記１９）  磁気抵抗ヘッドの製造方法であって、
第１磁気シールドを形成し、
該第１磁気シールド上に第１電極端子を形成し、
該第１電極端子上に磁気抵抗膜を形成し、
該磁気抵抗膜上に第２電極端子膜を形成し、
該第２電極端子膜上にプラグ電極膜を形成し、
該プラグ電極膜上にホトレジストを塗布し、
該ホトレジストを所望パターンにパターニングし、
前記パターニングされたホトレジストをマスクにして前記プラグ電極膜をエッチングして所望形状のプラグ電極を形成し、
前記ホトレジストを剥離した後、前記プラグ電極を覆うように前記第２電極端子膜上に第１絶縁膜を堆積し、
該第１絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なうことにより、前記プラグ電極を被覆する第１プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、
前記第１プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記第２電極端子膜をイオンミリングによって所望の形状に加工して第２電極端子を形成し、
前記第１プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記磁気抵抗膜上に第２絶縁膜を堆積し、
該第２絶縁膜を等方性エッチングによりエッチバックを行なうことにより、前記第１プラグ側壁保護絶縁膜を被膜する第２プラグ側壁保護絶縁膜を形成し、
前記第２プラグ側壁保護絶縁膜をエッチングマスクとして、前記磁気抵抗膜を所望形状に加工する、
各ステップからなることを特徴とする磁気抵抗ヘッドの製造方法。
【０１１６】
（付記２０）  前記磁気抵抗膜を所望形状に加工した後、前記第２プラグ側壁保護絶縁膜を覆うように前記第１電極端子上に磁区制御膜を堆積し、
イオンミリングによるエッチバックを行なって、前記磁区制御膜を所定の形状及び膜厚に加工し、
前記第１電極端子及び前記磁区制御膜上に層間絶縁膜を堆積し、
該層間絶縁膜を平坦化し、
該層間絶縁膜に前記第１電極端子のためのスルーホールを形成し、
前記層間絶縁膜上に第２磁気シールドを形成してパターニングするステップを更に具備し、
これにより前記第２電極端子と前記第２磁気シールドを前記プラグ電極を介して接続し、前記第１電極端子と前記第２磁気シールドを前記スルーホール内で直接接続する付記１９記載の磁気抵抗ヘッドの製造方法。
【０１１７】
（付記２１）  前記第１電極端子は第１の幅を有し、前記磁気抵抗膜は前記第１の幅以下の第２の幅を有し、前記第２電極端子は前記第２の幅以下の第３の幅を有している付記１９記載の磁気抵抗ヘッドの製造方法。
【０１１８】
【発明の効果】
本発明は以下に示すような効果を有する。
【０１１９】
（１）  下部電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して大きくすることが可能であるため、下部電極端子と上部電極端子の位置合わせ、更に下部電極端子と磁気抵抗膜の位置合わせ精度が殆ど必要ないため、磁気抵抗ヘッドの製造が容易である。
【０１２０】
（２）  上部電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅と等しくする場合は、同時に加工することが可能であるため、磁気抵抗ヘッドの製造が容易である。
【０１２１】
（３）  上部電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して小さく形成することで、ＭＲ膜を流れるセンス電流の断面積を小さくすることができるため、ＣＰＰ構造の特性から高い再生出力が得られる。
【０１２２】
（４）  上部電極端子の高さや幅を磁気抵抗膜の高さや幅に対して小さくする場合には、フォトレジストの収縮等のプロセス技術によりセルフアライメントが可能であり、位置合わせの必要がないため、磁気抵抗ヘッドの製造が容易である。
【０１２３】
（５）  両電極端子を磁気抵抗膜よりも小さくした従来構造に比べ、本発明の片側電極端子のみを磁気抵抗膜よりも小さくした構造では、電流集中が起きるため、より高い再生出力が得られる。
【０１２４】
（６）  接続プラグ電極とプラグ側壁保護絶縁膜を形成し、この絶縁膜を上部電極端子膜及びＭＲ膜のエッチングマスクに使用する実施形態では、セルフアラインコンタクトプロセスとなるため、ＭＲ膜とコンタクトホールの位置合わせの課題を回避でき、且つ上部磁気シールドと上部電極端子をプラグ電極で接続しているため、電気的に安定した接続が可能となる
（７）  よって、微細構造の磁気抵抗ヘッドを容易に且つ歩留まり良く製造することができ、製造された磁気抵抗ヘッドはバルクハウゼンノイズのない高い再生信号を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明第１実施形態の磁気抵抗ヘッドの概略斜視図である。
【図２】図２（Ａ）〜図２（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図５】図５（Ａ）〜図５（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図６】図６（Ａ）〜図６（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜図７（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図８】図８（Ａ）〜図８（Ｃ）は第１実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図９】本発明第２実施形態の概略斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）は第２実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜図１１（Ｃ）は第２実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１２】図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）は第２実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１３】図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）は第２実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１４】図１４（Ａ）〜図１４（Ｃ）は第２実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１５】図１５（Ａ）〜図１５（Ｃ）は第２実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１６】図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は計算機シミュレーションによる電流分布を示す図である。
【図１７】オフトラックプロファイルを示す図である。
【図１８】図１８（Ａ）〜図１８（Ｃ）は本発明第３実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図１９】図１９（Ａ）〜図１９（Ｃ）は第３実施形態の製造プロセスを示す図である。
【図２０】図２０（Ａ）〜図２０（Ｃ）は第３実施形態の製造プロセスを示す図である。
【符号の説明】
１０  磁気抵抗ヘッド
１２  下部電極端子
１４  ＭＲ膜
１６  上部電極端子
１８  磁区制御膜
２４  下部磁気シールド
３０  上部磁気シールド
３２  プラグ電極
３８  第１プラグ側壁保護絶縁膜
４０  第２プラグ側壁保護絶縁膜
４２  層間絶縁膜
【図１】
0003877985.tif 000002
【図２】
0003877985.tif 000003
【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】
0003877985.tif 000009
【図９】
0003877985.tif 000010
【図１０】
0003877985.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003877985.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
0003877985.tif 000015
【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003877985.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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