JP2002358608A - Magnetic head and its manufacturing method - Google Patents
Magnetic head and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果を利
用して磁気記録媒体からの磁界を検出する磁気ヘッドと
その製造工程に関する。[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a magnetic head for detecting a magnetic field from a magnetic recording medium by utilizing a magnetoresistance effect and a manufacturing process thereof.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、コンピュータの高性能化に伴い、
外部記憶装置である磁気ディスク装置の記録密度は年率
１００％以上で増加を続けている。これに対応するた
め、磁気ヘッドは小型化が要求され、情報の読み出し用
磁気ヘッドには磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＭＲヘッ
ド）が用いられるようになった。さらなる小型化に対応
するために、現在ではＭＲヘッドより検出感度の高い巨
大磁気抵抗効果型磁気ヘッド（ＧＭＲヘッド）が使われ
ている。2. Description of the Related Art In recent years, as computers have become more sophisticated,
The recording density of a magnetic disk device as an external storage device is increasing at an annual rate of 100% or more. To cope with this, the magnetic head has been required to be reduced in size, and a magnetoresistive magnetic head (MR head) has been used as a magnetic head for reading information. In order to cope with further miniaturization, a giant magnetoresistive magnetic head (GMR head) having higher detection sensitivity than an MR head is currently used.
【０００３】ＭＲヘッドやＧＭＲヘッド等の薄膜磁気ヘ
ッドには、読み出し時に読み出し領域以外からの磁力線
を遮断するための磁気シールドが、ＭＲ素子またはＧＭ
Ｒ素子の上下に絶縁膜を介して備えられている。しかし
ながら、上記したＭＲ素子またはＧＭＲ素子の微細化に
伴い、ＭＲ素子またはＧＭＲ素子と磁気シールド間の絶
縁膜の膜厚を減少させざるを得ず、そのために絶縁膜の
絶縁耐圧は数十Ｖ程度になってしまう。In a thin film magnetic head such as an MR head or a GMR head, a magnetic shield for cutting off magnetic lines of force other than a read area at the time of reading is provided by an MR element or a GM.
It is provided above and below the R element via an insulating film. However, with the miniaturization of the MR element or the GMR element described above, the thickness of the insulating film between the MR element or the GMR element and the magnetic shield has to be reduced, so that the dielectric strength of the insulating film is about several tens of volts. Become.
【０００４】このとき、ＭＲ素子またはＧＭＲ素子を挟
むようにして形成された磁気シールドは一種のコンデン
サを形成するので、コンデンサの容量Ｃ＝１ｐＦ、絶縁
膜の絶縁破壊電圧を３０Ｖとすれば、わずか３０ピコク
ーロンの電荷がＭＲ素子またはＧＭＲ素子に印加しただ
けでその素子は絶縁破壊を起こし、磁気ヘッドとしての
機能を喪失することになる。At this time, the magnetic shield formed so as to sandwich the MR element or the GMR element forms a kind of capacitor. Therefore, if the capacitance C of the capacitor is 1 pF and the dielectric breakdown voltage of the insulating film is 30 V, only 30 pico-coulombs is required. Is applied to the MR element or the GMR element, the element causes dielectric breakdown and loses its function as a magnetic head.
【０００５】また、今後実用化が検討されているＴＭＲ
ヘッドでは非常に薄い絶縁層を挟むようにして形成され
る強磁性膜の上下に情報読み出し用電極及び磁気シール
ドが設けられる。そして、強磁性膜に挟まれた薄い絶縁
層に流れるトンネル電流を用いて媒体からの磁界を検出
する。従って、ＴＭＲヘッドを実現するためには絶縁破
壊をもたらさない１ｎｍ程度の優れた絶縁膜が必要であ
るが、膜厚が１ｎｍ程度の絶縁膜の場合、絶縁破壊電界
が熱酸化法を用いて形成された良質のシリコン膜（２０
ＭＶ／ｃｍ程度）と同程度であると仮定しても、ＴＭＲ
ヘッドに使用される絶縁膜は２Ｖ程度で絶縁破壊を起こ
すことが予想される。[0005] In addition, TMR which is considered to be put to practical use in the future
In the head, an information reading electrode and a magnetic shield are provided above and below a ferromagnetic film formed so as to sandwich an extremely thin insulating layer. Then, a magnetic field from the medium is detected using a tunnel current flowing through a thin insulating layer sandwiched between the ferromagnetic films. Therefore, in order to realize a TMR head, an excellent insulating film having a thickness of about 1 nm which does not cause dielectric breakdown is required. However, in the case of an insulating film having a thickness of about 1 nm, a dielectric breakdown electric field is formed by a thermal oxidation method. Quality silicon film (20
MV / cm).
It is expected that the insulating film used for the head will cause dielectric breakdown at about 2V.
【０００６】しかしながら、現状のプロセスにおいては
形成される絶縁膜の微少欠陥等によって、その絶縁破壊
電圧は理論値より低下し、１Ｖ以下程度になると推定さ
れる。従って、絶縁膜の両面に発生する電圧によって起
こる絶縁破壊（電圧モードの破壊）はＧＭＲヘッドより
もＴＭＲヘッドの方が起こりやすいと考えられる。[0006] However, in the current process, the dielectric breakdown voltage is estimated to be lower than the theoretical value and about 1 V or less due to minute defects or the like of the insulating film formed. Therefore, it is considered that the breakdown (voltage mode breakdown) caused by the voltage generated on both surfaces of the insulating film is more likely to occur in the TMR head than in the GMR head.
【０００７】一方、ＭＲヘッド、ＧＭＲヘッドに用いら
れている磁性膜は物質によって差はあるものの、２００
℃から４００℃程度で磁気特性が変化してしまうことが
報告されている。また、素子の微細化に伴い、素子を流
れる電流によって１ｎＪ程度の熱量が発生し、素子が焼
損することが報告されている。これらの破壊は電流モー
ドの破壊と呼ばれている。On the other hand, the magnetic film used for the MR head and the GMR head has a difference of 200
It is reported that the magnetic properties change from about 400 ° C. to about 400 ° C. Further, it has been reported that with the miniaturization of the element, a current flowing through the element generates about 1 nJ of heat and the element is burned. These breakdowns are called current mode breakdowns.
【０００８】電圧モード及び電流モードによる素子破壊
は、いずれも磁気ヘッドの帯電、または帯電した製造環
境から磁性膜に電荷が流入することに起因する。こうし
た素子破壊を防止するために、磁気ヘッド素子を基板上
に作り込むウェハ工程、スライダー加工を行う加工工
程、ディスク装置に組み上げる組立工程の各工程で様々
な素子保護方法が検討されている。例えば、コロナ放電
などにより電離させた空気を帯電した物体に輸送して電
荷を中和するイオナイザーを用いたり、作業者や治具を
接地するなどの方法が採られている。また、組立工程に
おいては、ＧＭＲ端子同士をショートする方法が提案さ
れている。The destruction of the element in the voltage mode and the current mode is caused by charging of the magnetic head or charge flowing into the magnetic film from the charged manufacturing environment. In order to prevent such element destruction, various element protection methods have been studied in each of a wafer process for forming a magnetic head element on a substrate, a processing step for performing slider processing, and an assembly step for assembling the disk device. For example, an ionizer that transports air ionized by corona discharge or the like to a charged object to neutralize the charge or uses a method of grounding an operator or a jig is employed. In the assembling process, a method of short-circuiting GMR terminals has been proposed.
【０００９】一方、ウェハ工程における対策として、例
えば特開平８−４５０３３号公報、米国特許ＵＳ５５８
７８５７号、ＵＳ５５５９０５１号、ＵＳ５７５７５９
１号、特開２０００−３０６２２１号公報等ではダイオ
ードを含む保護回路を用いて磁気シールドとＧＭＲ端子
間等に規定値以上の電圧が印加されない工夫が報告され
ている。また、米国特許ＵＳ５７１２７４７号、ＵＳ５
７７１５７１号では再生回路の一部を形成したシリコン
基板を接合して回路のインピーダンスを増加させること
により静電気電流を抑制する技術が報告されている。On the other hand, as measures against the wafer process, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-45033, US Pat.
No. 7857, US5559051, US575759
No. 1, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-306221, etc., report a device in which a voltage higher than a specified value is not applied between a magnetic shield and a GMR terminal using a protection circuit including a diode. Further, US Pat. No. 5,712,747, US Pat.
No. 771571 reports a technique in which a silicon substrate on which a part of a reproduction circuit is formed is bonded to increase the impedance of the circuit, thereby suppressing an electrostatic current.
【００１０】一方では、コンピュータの高性能化によっ
てデータの記録・再生も高速で行うようになり、磁気ヘ
ッドの高速応答性も併せて要求されている。そのため、
特開平５−１５９２３２号公報や特開２０００−２０７
７１８号公報には磁気ヘッド素子と記録再生増幅集積回
路とを同じ基板上に形成する技術が報告されている。On the other hand, as the performance of computers has increased, data has been recorded and reproduced at a higher speed, and a high-speed response of a magnetic head has also been required. for that reason,
JP-A-5-159232 and JP-A-2000-207
No. 718 discloses a technique of forming a magnetic head element and a read / write amplifier integrated circuit on the same substrate.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】ＩＴ時代になってより
一層の情報の高速処理化が要求され、同時に情報を記録
する磁気ディスク装置においても例外ではない。従っ
て、磁気ディスク装置の記録密度を向上させるために
は、そこに使用されている磁気ヘッドの感度特性を改善
することが必要である。そのためには、例えばＴＭＲヘ
ッドの場合、ヘッド部を構成する絶縁膜の膜厚を極限ま
で薄くし、かつ外乱等による絶縁破壊を防止しなければ
ならない。しかしながら、上述したように現状のプロセ
ス技術においては完全な絶縁膜を形成することは至難の
技であって、磁気ヘッド形成工程、即ち磁気ヘッド素子
を形成するウェハ工程、スライダー加工を行う加工工
程、サスペンションに取り付けディスク装置として組み
立てる組立工程等における外乱に対する工夫が必須であ
る。そして、上記した工程毎に対策方法が異なると工程
数の増加を招くことになり、可能であれば全工程に亘っ
て効果の期待できる保護方法が望ましい。In the IT era, higher-speed processing of information is required, and a magnetic disk device that records information at the same time is no exception. Therefore, in order to improve the recording density of the magnetic disk drive, it is necessary to improve the sensitivity characteristics of the magnetic head used therein. For this purpose, for example, in the case of a TMR head, it is necessary to minimize the thickness of an insulating film constituting the head portion and to prevent dielectric breakdown due to disturbance or the like. However, as described above, in the current process technology, it is extremely difficult to form a complete insulating film, and a magnetic head forming step, that is, a wafer step for forming a magnetic head element, a processing step for performing slider processing, It is indispensable to devise measures against disturbances in the assembling process or the like for assembling as a disk device attached to the suspension. If the countermeasure method is different for each of the above steps, the number of steps will increase, and if possible, a protection method that can be expected to be effective in all steps is desirable.
【００１２】上記した特開平８−４５０３３号等に記載
の従来技術は、ダイオードを含む保護回路を磁気シール
ド、ＧＭＲ端子間に設けることにより、磁気シールドと
ＧＭＲ端子間に規定値以上の過電圧が発生した際にバイ
パスさせるものである。この方法であれば電流モード、
電圧モードとも素子を保護することができる。しかしな
がら、この方法はＧＭＲ素子の製造方法と保護素子の製
造方法との整合性が悪い。すなわち、ダイオードを含む
保護回路の製造工程において５００℃以上の形成温度を
必要とし、一方ではＧＭＲ素子の耐熱性が低いため、両
者の製造工程を一緒にして実現することが困難である。
更にまた、半導体は金属汚染を嫌うため、磁性体膜の形
成中にダイオードを含む保護素子を形成することは不可
能である。In the prior art described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-45033, a protection circuit including a diode is provided between a magnetic shield and a GMR terminal, so that an overvoltage exceeding a specified value occurs between the magnetic shield and the GMR terminal. This is to bypass when it is done. In this method, the current mode,
In the voltage mode, the element can be protected. However, this method has poor compatibility between the method of manufacturing the GMR element and the method of manufacturing the protection element. That is, a forming temperature of 500 ° C. or more is required in the manufacturing process of the protection circuit including the diode, and on the other hand, since the heat resistance of the GMR element is low, it is difficult to realize both manufacturing processes together.
Furthermore, since a semiconductor dislikes metal contamination, it is impossible to form a protection element including a diode during the formation of the magnetic film.
【００１３】磁気ヘッドと保護回路との製造プロセスに
おける整合性を考慮すれば、上記した米国特許ＵＳ５５
８７８５７号、ＵＳ５５５９０５１号、ＵＳ５７５７５
９１号、特開２０００−３０６２２１公報等に記載の従
来技術が有効と考えられる。しかしながら、これらの従
来技術では磁気ヘッドの高周波特性を向上したり、ノイ
ズを低減することはできないため、将来要求される磁気
ヘッドの高速応答性とノイズ耐性の両立を図ることが困
難である。Considering the consistency in the manufacturing process between the magnetic head and the protection circuit, the above-mentioned US Pat.
87857, US5559051, US57575
No. 91, JP-A-2000-306221 and the like are considered to be effective. However, these conventional techniques cannot improve the high-frequency characteristics of the magnetic head or reduce noise, and thus it is difficult to achieve both high-speed response and noise resistance of the magnetic head, which will be required in the future.
【００１４】ところで、特開平５−１５９２３２号公
報、特開２０００−２０７７１８号公報、米国特許ＵＳ
５７１２７４７号、ＵＳ５７７１５７１号、ＵＳ５５８
７８５７号、ＵＳ５５５９０５１号に記載の従来技術
は、磁気ヘッド素子と保護回路部分とを個別に作製し、
組み立て時に両者を接合するものである。そのため、両
者の接合後では磁気ヘッドに対する絶縁破壊耐性を向上
させることができるが、磁気ヘッド素子の製造プロセス
における絶縁破壊防止には全く無力であると言っても過
言ではない。By the way, JP-A-5-159232, JP-A-2000-207718, and US Pat.
No. 5712747, US Pat. No. 5,771,571, US Pat.
No. 7,857, US Pat. No. 5,555,051, the magnetic head element and the protection circuit portion are separately manufactured,
At the time of assembly, the two are joined. For this reason, the dielectric breakdown resistance of the magnetic head can be improved after joining the two, but it is no exaggeration to say that it is absolutely ineffective for preventing dielectric breakdown in the manufacturing process of the magnetic head element.
【００１５】本発明の目的は上記した従来技術の課題を
解決し、磁気ヘッドとして重要な特性のひとつである高
記録密度と高速応答性とを両立させ、かつ磁気ヘッドの
製造プロセスの過程で導入される外乱ノイズから磁気ヘ
ッド自身を保護することの可能な磁気ヘッドを実現する
ことである。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, to achieve both high recording density and high-speed response, which are one of the important characteristics of a magnetic head, and to introduce it in the process of manufacturing a magnetic head. An object of the present invention is to provide a magnetic head capable of protecting the magnetic head itself from disturbance noise.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では磁気抵抗効果膜の積層面に直交する
面で磁気抵抗効果膜を挟むように設けられた第一電極と
第二電極と、磁気抵抗効果膜の積層面に平行する面で磁
気抵抗効果膜を挟むように設けられた第一磁気シールド
と第二磁気シールドとを有する磁気抵抗効果型素子と、
記録再生増幅回路の少なくとも一部を構成する能動素子
を含む集積回路と、能動素子を含むクランプ回路と、基
板とを備え、この磁気抵抗効果型素子が磁気抵抗効果膜
の積層面に平行にセンス電流を流すことにより磁気抵抗
効果膜における抵抗変化を検出するものであって、第一
磁気シールド、第二磁気シールド、第一電極、第二電極
または基板から２つを選択して両者を電気的に接続する
ためのクランプ回路を少なくとも１つ以上設け、かつ磁
気抵抗効果型素子と集積回路とクランプ回路とが基板の
上方に配設するようにして磁気ヘッドを形成した。In order to achieve the above-mentioned object, according to the present invention, a first electrode and a second electrode provided so as to sandwich a magnetoresistive film on a plane orthogonal to a lamination plane of the magnetoresistive film are provided. Electrodes, a magnetoresistive element having a first magnetic shield and a second magnetic shield provided so as to sandwich the magnetoresistive film on a plane parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film,
An integrated circuit including an active element constituting at least a part of a recording / reproducing amplifying circuit, a clamp circuit including the active element, and a substrate, wherein the magnetoresistive element is sensed in parallel with a laminated surface of the magnetoresistive film. It detects a change in resistance in the magnetoresistive film by flowing a current, and selects two from a first magnetic shield, a second magnetic shield, a first electrode, a second electrode or a substrate and electrically connects both of them. A magnetic head was formed in such a manner that at least one or more clamp circuits were provided for connection to the substrate, and the magnetoresistive element, the integrated circuit, and the clamp circuit were disposed above the substrate.
【００１７】また本発明では、磁気抵抗効果膜の積層面
に平行する面で磁気抵抗効果膜を挟むように設けられた
第一電極と第二電極と、磁気抵抗効果膜の積層面に平行
する面で第一電極及び第二電極を挟むように設けられた
第一磁気シールドと第二磁気シールドとを有する磁気抵
抗効果型素子と、記録再生増幅回路の少なくとも一部を
構成する能動素子を含む集積回路と、能動素子を含むク
ランプ回路と、基板とを備え、この磁気抵抗効果型素子
が磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流すこ
とにより磁気抵抗効果膜における抵抗変化を検出するも
のであって、第一磁気シールド、第二磁気シールド、第
一電極、第二電極または基板から２つを選択して両者を
電気的に接続するためのクランプ回路を少なくとも１つ
以上設け、かつ磁気抵抗効果型素子と集積回路とクラン
プ回路とが基板の上方に配設するようにして磁気ヘッド
を形成した。そしてまた、上記した第一電極と第二電極
とが、各々第一磁気シールドと第二磁気シールドとして
機能させるようにした。Further, in the present invention, the first electrode and the second electrode provided so as to sandwich the magnetoresistive film on a surface parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film, and parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film. Including a magnetoresistive element having a first magnetic shield and a second magnetic shield provided so as to sandwich the first electrode and the second electrode on the surface, and an active element constituting at least a part of a recording / reproducing amplifier circuit An integrated circuit, a clamp circuit including an active element, and a substrate are provided, and the magnetoresistive element detects a change in resistance in the magnetoresistive film by flowing a sense current perpendicular to a laminated surface of the magnetoresistive film. Wherein at least one or more clamp circuits for selecting two from the first magnetic shield, the second magnetic shield, the first electrode, the second electrode or the substrate and electrically connecting the two are provided, and Magnetic A resistive element and the integrated circuit and the clamp circuit to form a magnetic head so as to disposed above the substrate. Further, the first electrode and the second electrode described above function as a first magnetic shield and a second magnetic shield, respectively.
【００１８】そして本発明では、クランプ回路は２つの
ダイオードを互いに逆極性に並列接続させて構成する、
または、互いに逆極性に並列接続された２つのダイオー
ドからなる回路を２つ以上直列接続させて構成するよう
にした。更にまた、クランプ回路が、同極性に直列接続
された２つ以上のダイオードから成る２組の同じ回路を
互いに逆極性に並列接続させて構成した。In the present invention, the clamp circuit is configured by connecting two diodes in parallel with opposite polarities.
Alternatively, two or more circuits composed of two diodes connected in parallel with opposite polarities are connected in series. Still further, the clamp circuit is configured by connecting two sets of the same circuits each composed of two or more diodes connected in series with the same polarity in parallel with the opposite polarities.
【００１９】そして、このクランプ回路を作動させる閾
電圧値が、磁気抵抗効果膜にセンス電流が流れることに
よって第一電極及び第二電極の間に発生する電圧値より
大きくなるように構成した。The threshold voltage for operating the clamp circuit is configured to be higher than the voltage generated between the first electrode and the second electrode when a sense current flows through the magnetoresistive film.
【００２０】本発明では、集積回路は少なくとも初段増
幅回路とバイアス電流回路とを備えるようにして構成し
た。更に本発明では、基板はＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣやＳｉ
Ｃ等の非磁性体材料からなり、この基板上に少なくとも
バッファ層と、絶縁層と、シリコン層とを備えるように
して、かつシリコン層に上記した集積回路とクランプ回
路とを形成するようにした。In the present invention, the integrated circuit is configured to include at least the first-stage amplifier circuit and the bias current circuit. Further, in the present invention, the substrate is Al 2 O 3 -TiC and Si
It is made of a non-magnetic material such as C. The substrate is provided with at least a buffer layer, an insulating layer, and a silicon layer, and the above-described integrated circuit and clamp circuit are formed on the silicon layer. .
【００２１】磁気ヘッドを上記した構成にすることによ
って、第一磁気シールド、第二磁気シールド、第一電
極、第二電極または基板の何れかの間で規定以上の電位
差が生じたとき、クランプ回路を介して導通状態になっ
て上記の電位差が解消され、磁気抵抗効果型素子自身が
破壊されるのを防止することが出来る。また、第一電極
及び第二電極に接続されている記録再生増幅用集積回路
は上記したクランプ回路と同様に、基板上に設けたシリ
コン層に形成されているため、磁気抵抗効果型素子との
距離を短くすることが出来る。これによって磁気抵抗効
果型素子と記録再生増幅用集積回路との間に存在する信
号伝送線路に導入される外来ノイズを低減することが可
能となり、磁気ヘッドの高速応答性を同時に実現するこ
と出来る。With the above-described structure of the magnetic head, when a potential difference exceeding a specified level occurs between any one of the first magnetic shield, the second magnetic shield, the first electrode, the second electrode, and the substrate, a clamp circuit is provided. , The potential difference is eliminated and the magnetoresistive element itself can be prevented from being destroyed. Further, the recording / reproducing amplifying integrated circuit connected to the first electrode and the second electrode is formed on the silicon layer provided on the substrate similarly to the clamp circuit described above, so that the integrated circuit for the magneto-resistive effect is used. The distance can be shortened. This makes it possible to reduce external noise introduced into the signal transmission line existing between the magnetoresistive element and the read / write amplifying integrated circuit, thereby realizing high-speed response of the magnetic head.
【００２２】また、基板上には汚染原子の拡散防止用の
バリア層と絶縁層とシリコン層とが形成されており、ま
たこのシリコン層にクランプ回路や記録再生増幅用集積
回路等の半導体回路を形成した後、再び絶縁層及びバリ
ア層を形成してから磁気ヘッドを形成するようにしてい
るので、磁気ヘッドプロセスにおける汚染が半導体回路
の劣化を招くような汚染を阻止することが可能である。On the substrate, a barrier layer for preventing diffusion of contaminant atoms, an insulating layer, and a silicon layer are formed, and a semiconductor circuit such as a clamp circuit or a read / write amplification integrated circuit is formed on the silicon layer. After the formation, the insulating layer and the barrier layer are formed again, and then the magnetic head is formed. Therefore, it is possible to prevent the contamination in the magnetic head process from causing the deterioration of the semiconductor circuit.
【００２３】上記の構成及びプロセスを用いることによ
って、プロセス（磁気ヘッド形成工程、スライダー加工
工程、組立工程等）中において導入される外乱から磁気
ヘッド自身の破壊を防止することが可能である。By using the above configuration and process, it is possible to prevent the magnetic head itself from being destroyed by disturbance introduced during the process (magnetic head forming step, slider processing step, assembling step, etc.).
【００２４】[0024]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
形態について詳細に説明をする。図１は磁気抵抗効果素
子の積層面に平行にセンス電流を流すことにより磁気抵
抗効果素子の抵抗変化を検出するタイプの磁気ヘッドを
説明するための斜視図である。この図では、通常、再生
素子の上に形成される記録素子とそれに付随する回路、
及び記録再生増幅用集積回路を設けたことに付随する回
路は省略されている。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view for explaining a magnetic head of a type that detects a change in the resistance of a magnetoresistive element by flowing a sense current in parallel to the laminated surface of the magnetoresistive element. In this figure, a recording element usually formed on a reproducing element and a circuit associated therewith,
Circuits associated with the provision of the recording / reproducing amplifying integrated circuit are omitted.
【００２５】一般に、磁気ヘッド上に形成されている再
生ヘッドは、第一再生端子１０、第二再生端子１１、磁
気抵抗効果膜２１を挟んで形成された第一電極１９及び
第二電極２０、それらを結線するための導線８、９、１
２、１３から構成されている。磁気抵抗効果素子２１に
一定のセンス電流を流したり、外部磁界による磁気抵抗
効果素子２１の抵抗変化を検出するための記録再生増幅
用回路７は磁気ヘッドの外部に配置されており、再生端
子１０及び１１に接続される外部配線（図示せず）で結
線されている。Generally, a reproducing head formed on a magnetic head includes a first reproducing terminal 10, a second reproducing terminal 11, a first electrode 19 and a second electrode 20 formed with a magnetoresistive film 21 interposed therebetween, Conductors 8, 9, 1 for connecting them
2 and 13. The recording / reproducing amplifying circuit 7 for supplying a constant sense current to the magnetoresistive element 21 or detecting a resistance change of the magnetoresistive element 21 due to an external magnetic field is disposed outside the magnetic head. And 11 are connected by external wiring (not shown).
【００２６】本実施例では、再生端子１０及び１１が記
録再生増幅用回路７を介して第一電極１９及び第二電極
２０に各々接続され、かつ第一電極１９、第二電極２
０、第一磁気シールド１８、第二磁気シールド２２が各
々クランプ回路１４、１５、１６、１７を介して基板１
と電気的に接続されている。そして、記録再生増幅用回
路７及びクランプ回路１４〜１７はシリコン層４に形成
されており、このシリコン層４の上下に設けられた絶縁
膜３及び５並びにバリア層２及び６によって、記録再生
増幅用回路７及びクランプ回路１４〜１７は基板１及び
磁気抵抗効果型素子と分離されている。In this embodiment, the reproduction terminals 10 and 11 are connected to the first electrode 19 and the second electrode 20 via the recording / reproduction amplification circuit 7, respectively, and the first electrode 19 and the second electrode 2 are connected.
0, the first magnetic shield 18, and the second magnetic shield 22 are respectively connected to the substrate 1 via the clamp circuits 14, 15, 16, 17.
Is electrically connected to The recording / reproducing amplification circuit 7 and the clamp circuits 14 to 17 are formed on the silicon layer 4. The recording / reproducing amplification is performed by the insulating films 3 and 5 and the barrier layers 2 and 6 provided above and below the silicon layer 4. The circuit 7 for use and the clamp circuits 14 to 17 are separated from the substrate 1 and the magnetoresistive element.
【００２７】図１に示す実施例では、第一磁気シールド
１８、第一電極１９、第二電極２０、第二磁気シールド
２０と基板１との間に規定値以上の電圧差が生じたと
き、この電圧に基く電流がクランプ回路１４、１５、１
６、１７を通って基板１に流れ、電圧差によって引き起
こされる磁気抵抗効果膜２１の損傷を防止するようにし
た。In the embodiment shown in FIG. 1, when a voltage difference between the first magnetic shield 18, the first electrode 19, the second electrode 20, the second magnetic shield 20 and the substrate 1 exceeds a specified value, The current based on this voltage is applied to the clamp circuits 14, 15, 1
6 and 17 to the substrate 1 to prevent damage to the magnetoresistive film 21 caused by a voltage difference.
【００２８】図２（ａ）は第一磁気シールド１８、第一
電極１９、第二電極２０、第二磁気シールド２０とクラ
ンプ回路１４、１５、１６、１７を通って基板１までの
等価回路を表わしている。図中に示したダイオードＤ１
〜Ｄ８は、ダイオードの両端に印加される電圧が閾電圧
値以下ではほとんど電流が流れないが、閾電圧値を越え
るとその抵抗値がほとんど０Ωになり、急激に電流が流
れるタイプのものである。ただし、閾電圧値はセンス電
流によって磁気抵抗効果素子２１の両端に生じる電圧よ
りも大きくなるように設定する必要がある。FIG. 2A shows an equivalent circuit to the substrate 1 through the first magnetic shield 18, the first electrode 19, the second electrode 20, the second magnetic shield 20, and the clamp circuits 14, 15, 16, and 17. It represents. Diode D1 shown in the figure
When the voltage applied to both ends of the diode is equal to or lower than the threshold voltage, almost no current flows, but when the voltage exceeds the threshold voltage, the resistance value becomes almost 0Ω and the current rapidly flows. . However, the threshold voltage value needs to be set so as to be higher than the voltage generated across the magnetoresistive element 21 due to the sense current.
【００２９】また図２（ａ）では、各々のクランプ回路
が２つのダイオード、例えばＤ１とＤ２との極性を互い
に逆極性になるように並列接続させているが、他の回路
構成であってもかまわない。また必要とするクランプ回
路の個数は、図２（ａ）に例示したように４つに限定す
るものではない。このクランプ回路の目的は、第一電極
１９、第二電極２０、第一磁気シールド１８、第二磁気
シールド２２、基板１のうち、任意の２つを選択する組
み合わせのいずれかにおいて、選択された２者間に配さ
れた絶縁膜または磁気抵抗効果膜に対する過電圧を防止
することであるので、これ以外の接続方法であってもか
まわない。例えば、第一磁気シールド膜１８の絶縁膜厚
が１μｍ以上あり、その絶縁耐圧が１ｋＶ以上であるな
らば、第一磁気シールド膜１８自身の絶縁破壊は起こり
にくいと考えて、図２（ｂ）に示す等価回路にすること
も可能である。In FIG. 2A, each clamp circuit is connected in parallel so that the polarities of two diodes, for example, D1 and D2, are opposite to each other. I don't care. Further, the number of required clamp circuits is not limited to four as illustrated in FIG. The purpose of this clamp circuit is selected in any one of combinations of selecting any two of the first electrode 19, the second electrode 20, the first magnetic shield 18, the second magnetic shield 22, and the substrate 1. Since the purpose is to prevent an overvoltage on the insulating film or the magnetoresistive effect film disposed between the two, a connection method other than this may be used. For example, if the insulating thickness of the first magnetic shield film 18 is 1 μm or more and the withstand voltage thereof is 1 kV or more, it is considered that the first magnetic shield film 18 itself is unlikely to cause dielectric breakdown, and FIG. The equivalent circuit shown in FIG.
【００３０】次に、磁気ヘッドの高速応答性について検
討する。一般の良く知られた磁気ヘッドの場合、再生端
子１０、１１に接続された外部導体により記録再生増幅
用集積回路と接続されている。従って、この外部導体は
磁気ヘッドの構成寸法に比べて遙かに長く、磁気ヘッド
と記録再生増幅集積回路との間の信号伝送線路は図３で
示す分布定数回路で記述される。Next, the high-speed response of the magnetic head will be examined. In the case of a general well-known magnetic head, it is connected to a recording / reproducing amplifying integrated circuit by external conductors connected to the reproducing terminals 10 and 11. Therefore, the outer conductor is much longer than the configuration size of the magnetic head, and the signal transmission line between the magnetic head and the read / write amplifier integrated circuit is described by a distributed constant circuit shown in FIG.
【００３１】この図からも明らかのように、磁気抵抗効
果型素子２１と記録再生増幅集積回路３１との間の距離
が大きくなれば、両者を構成する部材の抵抗成分、イン
ダクタンス成分、キャパシタンス成分等が比例して増大
することになる。即ち、伝送線路が長くなるほどそこを
伝播する信号波形の歪みや減衰が生じやすくなり、信号
転送速度が速くになるにつれてその影響を無視すること
が出来なくなる。一方では伝送線路が長くなると、それ
自身がアンテナのように働き、外部からのノイズを受け
易くなる。そして、伝達信号とノイズの強度比（Ｓ／Ｎ
比）が著しく低下し、磁気ヘッドとしての機能が損なわ
れる結果を招くようになる。As is clear from this figure, if the distance between the magnetoresistive element 21 and the recording / reproducing amplifying integrated circuit 31 increases, the resistance component, inductance component, capacitance component, etc. of the members constituting both components increase. Will increase proportionally. That is, the longer the transmission line, the more easily the signal waveform propagating therethrough is distorted or attenuated, and as the signal transfer speed increases, the influence cannot be ignored. On the other hand, when the transmission line becomes longer, the transmission line itself acts like an antenna and is more susceptible to external noise. Then, the intensity ratio between the transmission signal and the noise (S / N
Ratio) is remarkably reduced, resulting in a loss of the function as a magnetic head.
【００３２】これを防止するために、図１に示した実施
例においては記録再生増幅用集積回路７を磁気抵抗効果
型素子を形成する基板上に形成するようにした。これに
より、磁気抵抗効果膜２１と記録再生増幅集積回路７と
の間の抵抗成分、インダクタンス成分、キャパシタンス
成分等を最小限に抑えることができ、高速で信号転送を
行うことができる。また、同時に外来ノイズに対するＳ
／Ｎ比を向上することができる。In order to prevent this, in the embodiment shown in FIG. 1, the recording / reproducing amplifying integrated circuit 7 is formed on a substrate on which a magnetoresistive element is formed. Thereby, the resistance component, the inductance component, the capacitance component, and the like between the magnetoresistive film 21 and the recording / reproducing amplifying integrated circuit 7 can be minimized, and the signal transfer can be performed at high speed. At the same time, S
/ N ratio can be improved.
【００３３】しかしながら、ここで注意しなければなら
ないことは、図１に示した実施例において記録再生増幅
用集積回路７を形成することのできる面積は磁気抵抗効
果型素子の寸法による制限を受けることである。例え
ば、ピコスライダーと呼ばれる磁気抵抗型素子では、そ
の大きさが１．０×０．３ｍｍである、次世代のフェム
トスライダーではと呼ばれる磁気抵抗型素子では、その
大きさが０．７×０．２３ｍｍである。従って、記録再
生増幅用集積回路７の全ての構成要素が磁気抵抗型素子
の近傍に配置されているのが好ましいが、それが困難で
あるような場合には記録再生増幅用集積回路７を構成す
る部品のうち、磁気抵抗効果型素子を静電気等の外来要
因から保護するために必要な回路を厳選して配置するこ
とが重要である。However, it should be noted here that the area in which the integrated circuit for recording / reproduction amplification 7 can be formed in the embodiment shown in FIG. 1 is limited by the size of the magnetoresistive element. It is. For example, the size of a magnetoresistive element called a picos slider is 1.0 × 0.3 mm, and the size of a magnetoresistive element called a next-generation femto slider has a size of 0.7 × 0. 23 mm. Therefore, it is preferable that all the components of the recording / reproducing amplifying integrated circuit 7 are arranged in the vicinity of the magnetoresistive element. It is important to carefully select and arrange circuits necessary for protecting the magnetoresistive element from external factors such as static electricity among the components to be formed.
【００３４】図４にその一例を示すが、少なくとも初段
増幅回路と磁気抵抗効果膜（ＭＲ膜）にセンス電流を流
すためのバイアス回路を記録再生増幅用集積回路７とし
て磁気抵抗効果型素子の近傍に配置して、残りの必要な
回路部品はチップ・オン・サスペンション技術などを利
用して磁気抵抗効果型素子の外部に設けることが望まし
い。図４に示した回路は一例であり、記録再生増幅用集
積回路７の構成要素は上述したものだけに限るものでは
ない。また、場合によっては記録端子、再生端子それぞ
れ２個では不足し、新たに端子を追加する必要がある。FIG. 4 shows an example of this. At least an initial stage amplifier circuit and a bias circuit for flowing a sense current to a magnetoresistive film (MR film) are provided as a read / write amplifying integrated circuit 7 near a magnetoresistive element. It is preferable that the remaining necessary circuit components are provided outside the magnetoresistive element by using a chip-on-suspension technique or the like. The circuit shown in FIG. 4 is an example, and the components of the integrated circuit 7 for recording / reproduction / amplification are not limited to those described above. In some cases, two recording terminals and two reproduction terminals are insufficient, and it is necessary to add a new terminal.
【００３５】ところで、上記した磁気抵抗効果型素子や
記録再生増幅用集積回路は何れも複雑なプロセスを経て
形成されるものであって、１００％の製造歩留りで製造
することは至難の技であると考えられる。従って、本実
施例における磁気ヘッドの歩留りは、記録再生増幅用集
積回路の歩留り×磁気抵抗効果型素子の歩留りで決ま
り、磁気抵抗効果型素子の近傍に記録再生増幅用集積回
路を配置して外来ノイズに強い高速応答性を実現するメ
リットと記録再生増幅用集積回路を内蔵することによっ
て引き起こされる歩留りの低下というデメリットとを十
分に考慮することが必要である。By the way, the above-mentioned magnetoresistive element and the integrated circuit for recording / reproducing amplification are all formed through complicated processes, and it is extremely difficult to manufacture them with a 100% production yield. it is conceivable that. Therefore, the yield of the magnetic head in this embodiment is determined by the yield of the integrated circuit for recording / reproducing and amplifying × the yield of the magnetoresistive element. It is necessary to fully consider the merit of realizing high-speed response to noise and the demerit of reduction in yield caused by the inclusion of the integrated circuit for recording / reproduction amplification.
【００３６】磁気抵抗効果型素子の製造プロセスはほぼ
確立しているので、仮にＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣやＳｉＣ等
の非磁性体の上に設けられたシリコン膜に記録再生増幅
用集積回路を形成するときの歩留りが磁気抵抗効果型素
子の場合に比較して著しく小さい場合には、図５に示す
ような工夫が必要である。Since the manufacturing process of the magnetoresistive element is almost established, an integrated circuit for recording / reproducing amplification is formed on a silicon film provided on a non-magnetic material such as Al 2 O 3 —TiC or SiC. If the yield is significantly smaller than that of the magnetoresistive element, a device as shown in FIG. 5 is required.
【００３７】図５は他の実施例である磁気ヘッドの概略
構造図であり、図１との違いは２つの記録再生増幅用集
積回路またはその一部の回路７ａ及び７ｂをシリコン層
４に設けた点である。そして、記録再生増幅用集積回路
またはその一部の回路７ａ及び７ｂの上に磁気抵抗効果
型素子を形成する前に上記した集積回路の動作試験を行
い、正常に働く回路を選んでから磁気抵抗効果型素子を
形成することが有効である。図５に例示した場合は記録
再生増幅用集積回路またはその一部の回路７ａが不良と
して７ｂに接続した例であるが、集積回路に故障がなけ
れば原理的にはどちらに接続してもかまわない。FIG. 5 is a schematic structural view of a magnetic head according to another embodiment. The difference from FIG. 1 is that two integrated circuits for recording / reproduction / amplification or partial circuits 7a and 7b are provided on a silicon layer 4. It is a point. Then, before forming a magnetoresistive element on the recording / reproducing amplifying integrated circuit or a part of the circuits 7a and 7b, an operation test of the above-described integrated circuit is performed. It is effective to form an effect-type element. FIG. 5 shows an example in which the integrated circuit for recording / reproducing amplifying or a part of the circuit 7a is connected to 7b as a defect. However, if there is no failure in the integrated circuit, whichever circuit can be connected in principle. Absent.
【００３８】また、記録再生増幅用集積回路またはその
一部の回路７ａ及び７ｂ及び磁気抵抗効果型素子を形成
してから検査して、記録再生増幅用集積回路またはその
一部の回路７ａまたは７ｂの何れかを選択してもよい。
この場合には、不要な集積回路の導線を切断すれば良
い。尚、集積回路の数はシリコン層４に形成可能であれ
ば２つに限定されるものではない。Further, after forming the recording / reproducing amplifying integrated circuit or a part of the circuits 7a and 7b and the magnetoresistive element, the magnetoresistive effect type element is inspected, and the recording / reproducing amplifying integrated circuit or a part of the circuit 7a or 7b is inspected. May be selected.
In this case, unnecessary conductors of the integrated circuit may be cut off. Note that the number of integrated circuits is not limited to two as long as it can be formed on the silicon layer 4.
【００３９】次に、図１に示した磁気ヘッドの製造方法
について説明する。図６に、概略のプロセスフローを示
す。図６（ａ）にしめすように、先ず磁気ヘッドを形成
するための基板１を用意する。この基板１の材質とし
て、よく使用されるＡｌ２Ｏ３―ＴｉＣの他に、Ｓｉ
Ｃ、Ｓｉ等の非磁性体が考えられるが、これらに限定す
るものではない。本実施例では基板１にＡｌ２Ｏ３―Ｔ
ｉＣを用いた場合について説明する。Next, a method of manufacturing the magnetic head shown in FIG. 1 will be described. FIG. 6 shows a schematic process flow. First, as shown in FIG. 6A, a substrate 1 for forming a magnetic head is prepared. As a material of the substrate 1, in addition to Al 2 O 3 —TiC which is often used, Si
Non-magnetic materials such as C and Si are conceivable, but not limited thereto. In this embodiment, the substrate 1 is made of Al 2 O 3 —T
The case where iC is used will be described.
【００４０】この基板１の上にバリア膜２を堆積させ
る。このバリア層２は後の工程で形成されるシリコン層
４に対する不純物金属の拡散を防止する目的であって、
シリコンナイトライド膜を用いたが、同じ機能を持つ膜
であればいかなる材質の膜であってもかまわない。ま
た、本実施例で述べる薄膜形成方法は化学的気相成長法
（ＣＶＤ）、スパッタリング法、蒸着法など、所望の膜
が形成できれば利用し得るいずれの方法を用いてもかま
わない。A barrier film 2 is deposited on the substrate 1. The purpose of this barrier layer 2 is to prevent diffusion of the impurity metal into the silicon layer 4 formed in a later step.
Although a silicon nitride film is used, any material having the same function may be used. Further, as a thin film forming method described in this embodiment, any method that can be used as long as a desired film can be formed, such as a chemical vapor deposition method (CVD), a sputtering method, and an evaporation method, may be used.
【００４１】次に図６（ｂ）に示すように、バリア膜２
の上にＳｉＯ２膜３等の絶縁膜をシリコン膜４形成用の
下地膜として形成し、クランプ回路１４、１５、１６、
１７と基板１との間のコンタクト２７、２８、２９、３
０を形成する。Next, as shown in FIG.
An insulating film such as SiO 2 film 3 is formed as a base film for the silicon film 4 formed on the clamp circuits 14,
Contact between substrate 17 and substrate 1 27, 28, 29, 3
0 is formed.
【００４２】その後、図６（ｃ）に示すように、ＳｉＯ
２膜３の上にシリコン層４を形成する。このシリコン層
４はエピタキシャル成長されて単結晶であることが望ま
しいが、多結晶であってもかまわない。ただし、このシ
リコン層４の膜質がここに形成されるクランプ回路１
４、１５、１６、１７や記録再生増幅用集積回路７等の
性能を支配するので、上記した半導体回路の仕様に適し
たシリコン膜を形成可能なプロセスを選択する必要があ
る。Thereafter, as shown in FIG.
The silicon layer 4 is formed on the two films 3. This silicon layer 4 is desirably epitaxially grown and is single crystal, but may be polycrystal. However, the film quality of the silicon layer 4 depends on the clamp circuit 1 formed here.
Since the performance of the integrated circuits 4, 15, 16, 17 and the recording / reproducing amplifying circuit 7 is controlled, it is necessary to select a process capable of forming a silicon film suitable for the specification of the semiconductor circuit described above.
【００４３】シリコン層４上に、上記した半導体プロセ
スを用いてクランプ回路１４、１５、１６、１７、記録
再生増幅用集積回路７、再生端子１０、１１及び電極端
子１９、２０と接続するための配線の一部８ａ、９ａ、
１２ａ、１３ａを形成する。On the silicon layer 4, the clamp circuits 14, 15, 16, 17, the recording / reproducing amplifying integrated circuit 7, the reproducing terminals 10, 11 and the electrode terminals 19, 20 are connected by using the above-described semiconductor process. Some of the wiring 8a, 9a,
12a and 13a are formed.
【００４４】その後、上記したクランプ回路１４、１
５、１６、１７や記録再生増幅用集積回路７を覆うよう
にして絶縁膜５及びバリア膜６を堆積する。そして、第
一磁気シールド１８、第一電極１９、第二電極２０、第
二磁気シールド２２とクランプ回路１４，１５，１６、
１７間のコンタクト２３ａ、２４ａ、２５ａ、２６ａ、
及び記録再生増幅集積回路７と再生端子１０、１１、電
極端子１９、２０間のコンタクト８ｂ、９ｂ、１２ｂ、
１３ｂを形成する。Thereafter, the clamp circuits 14, 1
An insulating film 5 and a barrier film 6 are deposited so as to cover the integrated circuits 5, 16, 17 and the recording / reproducing amplifying circuit 7. The first magnetic shield 18, the first electrode 19, the second electrode 20, the second magnetic shield 22, and the clamp circuits 14, 15, 16,
17, contacts 23a, 24a, 25a, 26a,
And contacts 8b, 9b, 12b between the recording / reproducing amplifying integrated circuit 7 and the reproducing terminals 10, 11, and the electrode terminals 19, 20;
13b is formed.
【００４５】次に、図６（ｄ）に示すように、第一磁気
シールド１８、第一電極１９、磁気抵抗効果膜２１、第
二電極２０、第二磁気シールド２２を順次形成し、磁気
抵抗効果型素子が完成する。Next, as shown in FIG. 6D, a first magnetic shield 18, a first electrode 19, a magnetoresistive film 21, a second electrode 20, and a second magnetic shield 22 are sequentially formed, The effect type element is completed.
【００４６】ここで、バリア膜２は基板１としてシリコ
ンや純粋なＳｉＣを用いる場合には必ずしも必要ではな
いが、本実施例の如くセラミックの焼結体を用いるよう
な場合には、この焼結体の結合材として様々な金属が用
いられているため、これらの金属がシリコン層４に拡散
して記録再生増幅集積回路７等の機能を喪失させること
を防止することが重要である。Here, the barrier film 2 is not always necessary when silicon or pure SiC is used as the substrate 1, but when a ceramic sintered body is used as in this embodiment, this barrier film 2 is not used. Since various metals are used as the bonding material of the body, it is important to prevent these metals from diffusing into the silicon layer 4 and losing the functions of the recording / reproducing amplifying integrated circuit 7 and the like.
【００４７】図７は別の実施例であって、磁気抵抗効果
膜３３の積層面に垂直にセンス電流を流すことにより磁
気抵抗効果膜３３の抵抗変化を検出するタイプの磁気抵
抗効果型磁気ヘッドの例である。図１に示した場合と比
較して磁気抵抗効果素子における違いは、トンネル膜３
５ｂの積層面に平行する面でトンネル膜３５ｂを挟むよ
うに磁気抵抗効果膜３５a及び３５ｃを形成し、更にト
ンネル膜３５ｂの積層面に平行する面で磁気抵抗効果膜
３５a及び３５ｃを挟むように第一電極兼第一磁気シー
ルド３４と第二電極兼第二磁気シールド３６とを形成し
たことである。FIG. 7 shows another embodiment, in which a change in the resistance of the magnetoresistive film 33 is detected by flowing a sense current perpendicularly to the laminated surface of the magnetoresistive film 33. This is an example. The difference in the magnetoresistive element from the case shown in FIG.
The magnetoresistive films 35a and 35c are formed so as to sandwich the tunnel film 35b on a surface parallel to the stacking surface of the layers 5b. That is, the first electrode / first magnetic shield 34 and the second electrode / second magnetic shield 36 are formed.
【００４８】また、第一電極兼第一磁気シールド３４及
び第二電極兼第二磁気シールド３６とが各々クランプ回
路３７及び３８を介して電気的に接地されている場合を
示しているが、その等価回路を図８（ａ）および（ｂ）
に示した。ここで、図８（ａ）は２つのダイオードの極
性を互いに逆極性にして並列接続したが、他の回路構成
であっても構わない。そして、絶縁膜６の膜厚が１μｍ
以上であって、その絶縁耐圧が１ｋＶ以上であるならば
図９（ｂ）に示した方法であっても同様の効果が得られ
る。The case where the first electrode / first magnetic shield 34 and the second electrode / second magnetic shield 36 are electrically grounded via clamp circuits 37 and 38 respectively is shown. FIGS. 8A and 8B show equivalent circuits.
It was shown to. Here, in FIG. 8A, the two diodes are connected in parallel with the polarities opposite to each other, but another circuit configuration may be used. The thickness of the insulating film 6 is 1 μm.
As described above, if the withstand voltage is 1 kV or more, the same effect can be obtained by the method shown in FIG. 9B.
【００４９】このような構成にすることによって、図１
に示した場合と同様の効果、即ちクランプ回路３７及び
３８によってトンネル膜３５ｂが製造工程中に導入され
る静電気等の外来ノイズによって破壊されることを防止
することが出来る。尚、図８の例では第一電極と第一磁
気シールド及び第二電極と第二磁気シールドを共用して
設けられているが、第一電極、第一磁気シールド、第二
電極及び第二磁気シールドを個別に設けても同様の効果
が得られることを確認した。By adopting such a configuration, FIG.
In other words, the clamp circuit 37 and 38 can prevent the tunnel film 35b from being destroyed by external noise such as static electricity introduced during the manufacturing process. Although the first electrode and the first magnetic shield and the second electrode and the second magnetic shield are provided in common in the example of FIG. 8, the first electrode, the first magnetic shield, the second electrode, and the second magnetic shield are provided. It has been confirmed that the same effect can be obtained even if the shields are individually provided.
【００５０】[0050]
【発明の効果】本発明により、磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ドの特性を阻害することなく、その製造工程で導入され
る静電気等の外来要因から磁気抵抗効果膜自身の破壊を
防止することが出来、かつ磁気ヘッドの高速応答を実現
することが可能である。According to the present invention, it is possible to prevent the destruction of the magnetoresistive film itself due to an external factor such as static electricity introduced in the manufacturing process without inhibiting the characteristics of the magnetoresistive head. Moreover, it is possible to realize a high-speed response of the magnetic head.
【図１】本発明の一実施例を説明するための磁気抵抗効
果型磁気ヘッドの概略図である。FIG. 1 is a schematic view of a magneto-resistance effect type magnetic head for explaining an embodiment of the present invention.
【図２】実施例である磁気ヘッドの等価回路を表わす図
である。FIG. 2 is a diagram illustrating an equivalent circuit of a magnetic head according to an embodiment.
【図３】磁気抵抗効果膜と記録再生増幅用集積回路との
間の等価回路を表わす図である。FIG. 3 is a diagram showing an equivalent circuit between a magnetoresistive film and a read / write amplification integrated circuit.
【図４】記録再生増幅用集積回路の一例を説明するため
の図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a recording / reproducing amplifying integrated circuit.
【図５】別の実施例を説明するための磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの概略図である。FIG. 5 is a schematic view of a magneto-resistance effect type magnetic head for explaining another embodiment.
【図６】実施例である磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造
工程を説明するための概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a manufacturing process of the magnetoresistive head according to the embodiment.
【図７】他の実施例を説明するための磁気抵抗効果型磁
気ヘッドの概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a magneto-resistance effect type magnetic head for explaining another embodiment.
【図８】他の実施例である磁気ヘッドの等価回路であ
る。FIG. 8 is an equivalent circuit of a magnetic head according to another embodiment.
１…基板、２、６…バリア膜、３、５…絶縁膜、４…シ
リコン膜、７…記録再生増幅用集積回路、８、９…再生
回路用の導体、１４、１５、１６、１７…クランプ回
路、１８…第一の磁気シールド、１９…第一の電極、２
０…第二の電極、２１…磁気抵抗効果膜、２２…第二の
磁気シールド、２３、２４、２５、２６、２７、２８、
２９、３０…クランプ回路用配線、３１…記録再生増幅
用集積回路、３２、３３…クランプ回路、３４…第一の
磁気シールド兼電極、３５…磁気抵抗効果型素子、３６
…第二の磁気シールド兼電極、３７、３８、３９、４０
…クランプ回路用配線DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... board | substrate, 2 and 6 ... barrier film, 3 and 5 ... insulating film, 4 ... silicon film, 7 ... integrated circuit for recording / reproduction amplification, 8 and 9 ... conductor for reproduction circuit, 14, 15, 16, 17 ... Clamp circuit, 18 ... first magnetic shield, 19 ... first electrode, 2
0: second electrode, 21: magnetoresistive film, 22: second magnetic shield, 23, 24, 25, 26, 27, 28,
29, 30: Clamp circuit wiring, 31: Integrated circuit for recording / reproduction amplification, 32, 33: Clamp circuit, 34: First magnetic shield / electrode, 35: Magnetoresistance effect element, 36
... Second magnetic shield / electrode, 37, 38, 39, 40
… Wiring for clamp circuit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 43/02 Ｈ０１Ｌ 43/08 Ａ 43/08 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (72)発明者 山坂 稔 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 今中 律 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 (72)発明者 中馬 顯 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージシステム事業部内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB04 AD55 BA00 5D034 BA03 BA08 BA16 BB08 BB14 BB20 CA07 5E049 BA12 DB04 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification FI FI Theme Court ゛ (Reference) H01L 43/02 H01L 43/08 A 43/08 G01R 33/06 R (72) Inventor Minoru Yamasaka Minoru Odawara, Kanagawa 2880 Kokufutsu, Hitachi, Ltd.Storage Systems Division, Hitachi, Ltd. (72) Inventor Ritsu Imanaka 2880 Kokutsu, Odawara, Kanagawa Prefecture, Hitachi, Ltd. Storage Systems Division of Hitachi, Ltd. 2880 Address F-term in Hitachi, Ltd. Storage Systems Division (reference) 2G017 AA01 AB04 AD55 BA00 5D034 BA03 BA08 BA16 BB08 BB14 BB20 CA07 5E049 BA12 DB04
Claims (20)
記磁気抵抗効果膜を挟むように設けられた第一電極と第
二電極と、前記磁気抵抗効果膜の積層面に平行する面で
前記磁気抵抗効果膜を挟むように設けられた第一磁気シ
ールドと第二磁気シールドとを有する磁気抵抗効果型素
子と、記録再生増幅回路の少なくとも一部を構成する能
動素子を含む集積回路と、能動素子を含むクランプ回路
と、基板とを備え、前記磁気抵抗効果型素子が前記磁気
抵抗効果膜の積層面に平行にセンス電流を流すことによ
り前記磁気抵抗効果膜における抵抗変化を検出するもの
であって、前記第一磁気シールド、前記第二磁気シール
ド、前記第一電極、前記第二電極、または前記基板から
２つを選択して両者を電気的に接続するための前記クラ
ンプ回路を少なくとも１つ以上設け、かつ前記磁気抵抗
効果型素子と前記集積回路と前記クランプ回路とが基板
の上方に配設されてなることを特徴とする磁気ヘッド。A first electrode and a second electrode provided so as to sandwich the magnetoresistive film on a surface orthogonal to the laminated surface of the magnetoresistive film; and a surface parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film. A magnetoresistive element having a first magnetic shield and a second magnetic shield provided so as to sandwich the magnetoresistive film, and an integrated circuit including an active element constituting at least a part of a recording / reproducing amplifier circuit. A clamp circuit including an active element, and a substrate, wherein the magnetoresistive element detects a change in resistance in the magnetoresistive film by passing a sense current in parallel to a laminated surface of the magnetoresistive film. The clamp circuit for selecting two from the first magnetic shield, the second magnetic shield, the first electrode, the second electrode, or the substrate and electrically connecting the two is reduced. Also one or more provided, and a magnetic head with the magnetoresistive element and the integrated circuit and the clamp circuit is characterized by comprising disposed above the substrate.
記磁気抵抗効果膜を挟むように設けられた第一電極と第
二電極と、前記磁気抵抗効果膜の積層面に平行する面で
前記第一電極及び第二電極を挟むように設けられた第一
磁気シールドと第二磁気シールドとを有する磁気抵抗効
果型素子と、記録再生増幅回路の少なくとも一部を構成
する能動素子を含む集積回路と、能動素子を含むクラン
プ回路と、基板とを備え、前記磁気抵抗効果型素子が前
記磁気抵抗効果膜の積層面に垂直にセンス電流を流すこ
とにより前記磁気抵抗効果膜における抵抗変化を検出す
るものであって、前記第一磁気シールド、前記第二磁気
シールド、前記第一電極、前記第二電極、または前記基
板から２つを選択して両者を電気的に接続するための前
記クランプ回路を少なくとも１つ以上設け、かつ前記磁
気抵抗効果型素子と前記集積回路と前記クランプ回路と
が基板の上方に配設されてなることを特徴とする磁気ヘ
ッド。A first electrode and a second electrode provided so as to sandwich the magnetoresistive film on a surface parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film; and a surface parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film. And a magnetoresistive element having a first magnetic shield and a second magnetic shield provided so as to sandwich the first electrode and the second electrode, and an active element constituting at least a part of a recording / reproducing amplifying circuit. An integrated circuit, a clamp circuit including an active element, and a substrate, wherein the magnetoresistive element causes a change in resistance in the magnetoresistive film by causing a sense current to flow perpendicularly to a laminated surface of the magnetoresistive film. Detecting the first magnetic shield, the second magnetic shield, the first electrode, the second electrode, or the clamp for selecting two from the substrate and electrically connecting the two. Circuit Without even one or more provided, and a magnetic head with the magnetoresistive element and the integrated circuit and the clamp circuit is characterized by comprising disposed above the substrate.
気シールドと第二磁気シールドとして機能することを特
徴とする請求項２に記載の磁気ヘッド。3. The magnetic head according to claim 2, wherein the first electrode and the second electrode function as a first magnetic shield and a second magnetic shield, respectively.
互いに逆極性に並列接続してなることを特徴とする請求
項１または２に記載の磁気ヘッド。4. The magnetic head according to claim 1, wherein the clamp circuit comprises two diodes connected in parallel with opposite polarities.
接続された２つのダイオードからなる回路を２つ以上直
列接続されてなることを特徴とする請求項１または２に
記載の磁気ヘッド。5. The magnetic head according to claim 1, wherein the clamp circuit is formed by connecting two or more circuits each including two diodes connected in parallel with opposite polarities to each other.
れた２つ以上のダイオードから成る２組の同じ回路を互
いに逆極性に並列接続していることを特徴とする請求項
１または２に記載の磁気ヘッド。6. The clamp circuit according to claim 1, wherein said clamp circuit connects two sets of the same circuits each composed of two or more diodes connected in series with the same polarity in parallel with the opposite polarities. The magnetic head as described.
が、前記磁気抵抗効果膜にセンス電流が流れることによ
って前記第一電極及び前記第二電極の間に発生する電圧
値より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載
の磁気ヘッド。7. A threshold voltage value for operating the clamp circuit is larger than a voltage value generated between the first electrode and the second electrode when a sense current flows through the magnetoresistive film. The magnetic head according to claim 1 or 2, wherein:
電流回路とを備えてなることを特徴とする請求項１また
は２に記載の磁気ヘッド。8. The magnetic head according to claim 1, wherein the integrated circuit includes a first-stage amplifier circuit and a bias current circuit.
縁層と、シリコン層とを備え、該シリコン層に前記集積
回路と前記クランプ回路とが形成されてなることを特徴
とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。9. The semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate includes at least a buffer layer, an insulating layer, and a silicon layer, and the integrated circuit and the clamp circuit are formed on the silicon layer. 3. The magnetic head according to item 2.
とを特徴とする請求項１または２に記載の磁気ヘッド。10. The magnetic head according to claim 1, wherein the substrate is made of Al 2 O 3 —TiC.
リコン層とを形成する工程と、前記シリコン層に少なく
とも能動素子を含んで構成された記録再生増幅用集積回
路と能動素子を含んで構成されたクランプ回路を形成す
る工程と、前記記録再生増幅用集積回路とクランプ回路
とを覆うようにして第二絶縁層と第二バリア層とを形成
する工程と、該第二バリア層上に磁気抵抗効果型素子を
形成する工程とを備えてなる磁気ヘッドの製造方法。11. A step of forming a first barrier layer, a first insulating layer, and a silicon layer on a substrate, and a recording / reproducing amplifying integrated circuit including at least an active element in the silicon layer and an active element. A step of forming a clamp circuit configured to include the step of forming a second insulating layer and a second barrier layer so as to cover the integrated circuit for recording / reproducing amplification and the clamp circuit; and Forming a magnetoresistive effect element thereon.
膜の積層面に平行にセンス電流を流すことにより前記磁
気抵抗効果膜における抵抗変化を検出するものであっ
て、第一電極と第二電極とが前記磁気抵抗効果膜の積層
面に直交する面で該磁気抵抗効果膜を挟むように設けら
れ、かつ第一磁気シールドと第二磁気シールドとが前記
磁気抵抗効果膜の積層面に平行する面で前記第一電極及
び第二電極を挟むように設けられてなることを特徴とす
る請求項１１に記載の磁気ヘッドの製造方法。12. The magnetoresistive element detects a change in resistance in the magnetoresistive film by flowing a sense current in parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film. An electrode is provided so as to sandwich the magnetoresistive effect film on a surface orthogonal to the laminated surface of the magnetoresistive effect film, and the first magnetic shield and the second magnetic shield are parallel to the laminated surface of the magnetoresistive effect film. The method according to claim 11, wherein the first electrode and the second electrode are provided so as to sandwich the first electrode and the second electrode.
膜の積層面に垂直にセンス電流を流すことにより前記磁
気抵抗効果膜における抵抗変化を検出するものであっ
て、第一電極と第二電極とが前記磁気抵抗効果膜の積層
面に平行する面で該磁気抵抗効果膜を挟むように設けら
れ、かつ第一磁気シールドと第二磁気シールドとが前記
磁気抵抗効果膜の積層面に平行する面で前記第一電極及
び第二電極を挟むように設けられてなることを特徴とす
る請求項１１に記載の磁気ヘッドの製造方法。13. The magnetoresistive element detects a change in resistance in the magnetoresistive film by passing a sense current perpendicularly to a layered surface of the magnetoresistive film, and includes a first electrode and a second electrode. An electrode is provided so as to sandwich the magnetoresistive film on a surface parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film, and the first magnetic shield and the second magnetic shield are parallel to the laminated surface of the magnetoresistive film. The method according to claim 11, wherein the first electrode and the second electrode are provided so as to sandwich the first electrode and the second electrode.
磁気シールドと第二磁気シールドとして機能させるよう
にしたことを特徴とする請求項１３に記載の磁気ヘッド
の製造方法。14. The method according to claim 13, wherein the first electrode and the second electrode function as a first magnetic shield and a second magnetic shield, respectively.
て、前記クランプ回路が２つのダイオードを互いに逆極
性に並列接続されるように形成することを特徴とする請
求項１１または１２に記載の磁気ヘッドの製造方法。15. The magnetic head according to claim 11, wherein, in the step of forming the clamp circuit, the clamp circuit is formed so that two diodes are connected in parallel with opposite polarities. Production method.
て、前記クランプ回路が互いに逆極性に並列接続される
ように形成された２つのダイオードからなる回路を２つ
以上直列接続されるように形成することを特徴とする請
求項１１または１２に記載の磁気ヘッドの製造方法。16. In the step of forming the clamp circuit, two or more circuits each composed of two diodes formed so that the clamp circuits are connected in parallel with opposite polarities are formed so as to be connected in series. The method for manufacturing a magnetic head according to claim 11, wherein:
て、前記クランプ回路が同極性に直列接続されるように
形成された２つ以上のダイオードから成る２組の回路を
互いに逆極性に並列接続してなるように形成することを
特徴とする請求項１１または１２に記載の磁気ヘッドの
製造方法。17. In the step of forming the clamp circuit, two sets of two or more diodes formed so that the clamp circuits are connected in series with the same polarity are connected in parallel with opposite polarities. 13. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 11, wherein the magnetic head is formed so as to be formed as follows.
が、前記磁気抵抗効果膜にセンス電流が流れることによ
って前記第一電極及び前記第二電極の間に発生する電圧
値より大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１
１または１２に記載の磁気ヘッドの製造方法。18. A threshold voltage value for operating said clamp circuit is made larger than a voltage value generated between said first electrode and said second electrode due to a sense current flowing through said magnetoresistive film. 2. The method according to claim 1, wherein
13. The method for manufacturing a magnetic head according to 1 or 12.
において、前記集積回路が少なくとも初段増幅回路とバ
イアス電流回路とを含むように形成することを特徴とす
る請求項１１または１２に記載の磁気ヘッドの製造方
法。19. The magnetic device according to claim 11, wherein in the step of forming the integrated circuit for recording / reproducing amplification, the integrated circuit is formed so as to include at least a first-stage amplifier circuit and a bias current circuit. Head manufacturing method.
とを特徴とする請求項１１または１２に記載の磁気ヘッ
ドの製造方法。20. The method according to claim 11, wherein the substrate is made of Al 2 O 3 —TiC.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001159808A JP2002358608A (en) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Magnetic head and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001159808A JP2002358608A (en) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Magnetic head and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002358608A true JP2002358608A (en) | 2002-12-13 |
Family
ID=19003329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001159808A Pending JP2002358608A (en) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | Magnetic head and its manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002358608A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239488B2 (en) * | 2004-03-09 | 2007-07-03 | Sae Magnetics (H.K.), Ltd. | MR sensor on an insulating substrate and method of manufacture |
| US7400474B2 (en) * | 2005-10-28 | 2008-07-15 | International Business Machines Corporation | Conductive pairing for piggyback magnetic head |
| JP2010266337A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Daido Steel Co Ltd | Thin-film magnetic sensor |
-
2001
- 2001-05-29 JP JP2001159808A patent/JP2002358608A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7239488B2 (en) * | 2004-03-09 | 2007-07-03 | Sae Magnetics (H.K.), Ltd. | MR sensor on an insulating substrate and method of manufacture |
| US7400474B2 (en) * | 2005-10-28 | 2008-07-15 | International Business Machines Corporation | Conductive pairing for piggyback magnetic head |
| JP2010266337A (en) * | 2009-05-14 | 2010-11-25 | Daido Steel Co Ltd | Thin-film magnetic sensor |
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