JPH0346884B2 - - Google Patents

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JPH0346884B2
JPH0346884B2 JP23238985A JP23238985A JPH0346884B2 JP H0346884 B2 JPH0346884 B2 JP H0346884B2 JP 23238985 A JP23238985 A JP 23238985A JP 23238985 A JP23238985 A JP 23238985A JP H0346884 B2 JPH0346884 B2 JP H0346884B2
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JP
Japan
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magnetic
sensor gap
gap
yoke
plane
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JP23238985A
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Kazuhiro Sato
Wataru Fujisawa
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Victor Company of Japan Ltd
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Victor Company of Japan Ltd
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
    • G11B5/3919—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path
    • G11B5/3922—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure
    • G11B5/3925—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide the guide being interposed in the flux path the read-out elements being disposed in magnetic shunt relative to at least two parts of the flux guide structure the two parts being thin films

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は強磁性薄膜からなる磁気抵抗効果素子
を用いた磁気ヘツドに係り、特に磁気ヨークによ
つて信号磁束を磁気抵抗効果素子に導く磁気ヨー
ク型の磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドに関する。
（従来の技術） 従来、強磁性薄膜からなる磁気抵抗効果素子
（以下、MR素子と称す）を利用した磁気抵抗効
果型薄膜磁気ヘツド（以下、MR薄膜ヘツドと称
す）は、コイルを利用した電磁誘導型薄膜磁気ヘ
ツドと比較すると、磁気テープ低速走行時におけ
る再生感度は高く、しかも、狭トラツク化が容易
なことから高密度磁気記録におけるマルチトラツ
ク磁気ヘツドとして利用されている。この種の
MR薄膜ヘツドとしては、従来、MR素子を磁気
テープ摺動面に直接露出させた、いわゆるシール
ド型及びノン・シールド型と称されるものと、磁
気ヨークを用いて磁束を内部のMR素子に導く、
いわゆるヨーク型がある。
第６図は従来のヨーク型によるMR薄膜ヘツド
の断面図を示す。同図において、１は従来のMR
薄膜ヘツドであり、２はMn−Znフエライトある
いは、Ni−Znフエライト等からなる磁性基板で、
磁気テープ摺動面である壁面２ａとこの壁面２ａ
に対して略垂直な平面２ｂとを有している。
３は、例えば、SiO2等の磁気的及び電気的絶
縁膜からなる磁気ギヤツプで、既知の薄膜形成手
段によつて磁性基板２の平面２ｂの上に設けられ
る。
４は後記するMR素子にバイアス磁界を与える
ための導体で、Al，Al−Cu，Mo等の金属から
なる。
５は導体４を覆う如く設けたAl2O3あるいは
SiO2からなる電気絶縁膜である。
６はNi−Fe、Ni−Co等の薄膜からなるMR素
子で、電気絶縁膜５を介して導体４上に設けられ
る。
７はMR素子６を絶縁するためのAl2O3あるい
はSiO2からなる電気絶縁膜である。
８は電気絶縁膜３，５，７を介して導体４上に
設けられる前方磁気ヨークであり、その一端部８
ａは磁気ギヤツプ３ａを介して磁性基板２と対峙
しており、壁面２ａと共にテープ摺動面の一部８
ｂを形成するとともに、紙面に対してほぼ垂直方
向に図示しない記録トラツク幅相当のコア幅を有
している。
９は前方磁気ヨーク８同様、電気絶縁膜３，
５，７を介して導体４上に設けられる後方磁気ヨ
ークであり、その一端部９ａは前方磁気ヨーク８
の他端部８ｃと共にMR素子６に磁束を供給する
ためのセンサーギヤツプSGを構成するとともに、
他端部９ｂは磁性基板２の平面２ｂ上に接続され
ている。上記の構成から、前方磁気ヨーク８、セ
ンサーギヤツプSG、後方磁気ヨーク９、磁性基
板２及び磁気ギヤツプ３ａからなる１つの磁気閉
回路Ｓを考えることが出来、導体４とMR素子６
はこの磁気閉回路Ｓの中に配設されている。
上述の如く、前方磁気ヨーク８と後方磁気ヨー
ク９は段差を有する絶縁膜７の上に設けられるた
め、これらの磁気ヨーク８，９には急勾配を有す
る段差d1，d2等が生じている。
上記の構成において、テープ摺動面２ａ，８ｂ
上を走行する図示しない磁気テープからの信号磁
束は壁面２ａと前方磁気ヨーク８のテープ摺動面
の一部８ｂとをそれぞれ始端あるいは終端とする
磁気閉回路Ｓ内を流れるが、このとき、センサー
ギヤツプSGを通る磁束の一部が漏洩磁束となつ
てMRG素子中を流れるから、磁束の変化による
MR素子の抵抗値の変化は既知の電気回路を経て
出力電圧の変化、すなわち再生出力として外部に
取り出される。
この時、導体４には、MR素子６の抵抗変化率
が最も大きくなるようなバイアス磁界を与える電
流が与えられる。
上述した従来のヨーク型MR薄膜ヘツドの問題
点としては、 (1) 前方及び後方磁気ヨーク８，９のパターンを
フオトエツチングによつて絶縁膜７上に形成す
る際、絶縁膜７は導体４の上に設けられている
ため凹凸部を有しており、この上に設けられる
前方及び後方磁気ヨーク８，９のパターンはこ
れにより段差d1，d2を生じる結果、上記パター
ンを精度よく形成することが出来ない。
(2) 前方及び後方磁気ヨーク８，９の段差d1，d2
等の部分は磁気特性、特に透磁率μが劣化する
傾向があり、その結果、磁気ヘツドとしてその
再生効率の低下をもたらす。
(3) 図示しない平坦な保護基板を前方及び後方磁
気ヨーク８，９の表面上に接着剤を介して設
け、耐摩耗性に富んだ磁気ヘツドを構成する場
合、段差d1及びd2のために生じた接着層はテー
プの走行によつて摩耗しやすく、また摩耗によ
つて生じた凹みにはゴミが付きやすくなる結
果、スペーシングロスを引き起し、再生出力を
低下させる等の問題点があつた。
（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点を解決するためになされた
ものであり、第１の発明として磁気テープ摺動面
となる壁面と、この壁面に対してほぼ垂直に形成
した平面とを有する磁性基板を設け、上記壁面を
含む平面上に平坦部を有する切欠部を形成し、バ
イアス磁界を与えるための導体と、磁気抵抗効果
素子に磁束を与えるためのセンサーギヤツプを有
する磁気ヨークとを、それぞれ電気絶縁膜として
磁気ギヤツプとなるべき電気絶縁膜を介して、上
記磁性基板の平面と同一高さとなる如く、かつ、
上記センサーギヤツプがこの平面上に露出する如
く構成して設けてなり、上記磁気抵抗効果素子を
上記センサーギヤツプの露出面の近傍に配設した
ことを特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド
を、第２の発明として磁気テープ摺動面となる壁
面と、この壁面に対してほぼ垂直に形成した平面
とを有する磁性基板を設け、上記壁面を含む平面
上に平坦部を有する切欠部を形成し、バイアス磁
界を与えるための導体と、磁気抵抗効果素子に磁
束を与えるための第１のセンサーギヤツプを有す
る第１の磁気ヨークとを、それぞれ電気絶縁膜と
磁気ギヤツプとなるべき電気絶縁膜を介して、上
記磁性基板の平面と同一高さとなる如く、かつ、
上記センサーギヤツプがこの平面上に露出する如
く構成して設け、更に第２のセンサーギヤツプを
有する第２の磁気ヨークを上記第１のセンサーギ
ヤツプを覆う如く設け、上記磁気抵抗効果素子を
上記第２のセンサーギヤツプの近傍に設けたこと
を特徴とする磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツドを提
供しようとするものである。
（実施例） 第１図は本発明になるヨーク型MR薄膜ヘツド
の第１実施例を示す一部欠截斜視図であり、MR
薄膜ヘツドを複数個設けた場合を示す。第２図は
第１図の−線に沿う要部断面図である。
以下、第１図，第２図を用いて説明する。
図中、１０は本発明になるMR薄膜ヘツドであ
る。１１は、例えばMn−Znフエライトからなる
磁性基板であり、磁気テープの摺動面１２となる
壁面１１ａとこの壁面１１ａに対してほぼ垂直方
向に形成した平面１１ｂとを有している。
１３は壁面１１ａを含む平面１１ｂに設けられ
た切欠部であり、壁面１１ａに対してほぼ垂直な
長方形状の平坦面１３ａを有している。
１４は、例えばSiO2等からなる絶縁膜で、切
欠部１３の内壁上に設けられ、後記する導体１７
と切欠部１３の内壁との電気的絶縁の役割を果す
ものである。
１５は、例えば、センダスト等の軟磁性膜から
なる前方磁気ヨークであり、上記壁面１１ａと共
に形成されるテープ摺動面１５ａと磁性基板１１
の平面１１ｂと同一高さを有する前方平面部１５
ｂを有している。
１６は後方磁気ヨークであり、前方磁気ヨーク
１５と同じ材料で、しかもこれと対向する如く切
欠部１３の内部に設けられており、前方磁気ヨー
ク１５と同様、平面１１ｂと同一高さの後方平面
部１６ａを有している。前方及び後方磁気ヨーク
１５，１６は切欠部１３の内部に電気絶縁膜１４
ａ〜１４ｃ等を介して必要な磁気ヘツドの数だけ
設けられる。
なお、電気絶縁膜１４ａは磁気ギヤツプの機能
を有するものである。
１７はMR素子１８にバイアス磁界を与えるた
めの導体で、例えばAlなどの金属からなり、前
方及び後方磁気ヨーク１５，１６とは絶縁膜１４
を介して電気的及び磁気的に絶縁されて切欠部１
３の内部に設けられており、その上面１７ａは磁
気ヨーク１５，１６と同様、磁性基板１１平面１
１ｂと同一高さを有している。
１９は前方磁気ヨーク１５の平面部１５ｂと後
方磁気ヨーク１６の平面部１６ａとがギヤツプ長
W1を隔て対向することにより形成されるセンサ
ーギヤツプであり、センサーギヤツプ１９の間に
は絶縁膜１４ｃ，１４ｄ及び導体１７が介在して
いる。
第２図に示す第１図の−線に沿う要部断面
図において、センサーギヤツプ１９を示すが、同
図から明らかな如く、センサーギヤツプ１９は上
方より下方が広くなつている。２０は平面１１ｂ
と同一高さの平面を有する磁気ヨーク１５，１６
及び導体１７上に設けられた、例えばSiO2等か
らなる絶縁膜である。MR素子１８は、例えばNi
−Feの薄膜からなり、幅Ｐを有する磁束検出部
１８ａと、この磁束検出部１８ａに延在して設け
られる接続部１８ｂ，１８ｃとからなり、これら
接続部１８ｂ，１８ｃにはそれぞれリード１９
ａ，１９ｂが設けられている。幅Ｐを有する磁束
検出部１８ａはフラツトな平面を有する絶縁膜２
０を介して幅W1を有するセンサーギヤツプ１９
上に設けられる。
本実施例ではW1＝３〜4μｍ、Ｐ＝２〜3μｍ程
度の値を用いているが、これらの具体的数値は仕
様によつて異なつてくることは言うまでもない。
上述の如く、本発明の構成において、従来の構
成と最も異なる点は、前方磁気ヨーク１５と後方
磁気ヨーク１６のフラツトな平面１５ｂ，１６ａ
によつて作られるセンサーギヤツプ１９上にMR
素子１８を配設した点である。言いかえるなら
ば、磁気ヨーク１５，１６とは磁性基板１１等に
より作られる磁気閉回路２１の外部にMR素子１
８を設けた点である。
上記の構成における作用は前記の従来例と同様
のため説明は省略する。
第３図ａ〜ｆは本発明になる第１図に示す第１
の実施例の製造工程説明図であり、第１図の−
線に沿う断面図に基づいて説明するものであ
る。
以下、同図に従つて、製造工程を説明する。
第３図ａにおいて、３１は上面にフラツトな平
面３１ａを有する磁性基板である。
３２は平面３１に形成した溝部であり、溝部３
２の底部３２ａは平面３１ａとほぼ平行で滑らか
な平面を有している。上記溝部３２を形成する方
法としては、フオト・リソグラフイに依つて基板
面のレジスト部を溝部３２だけ除去したのち、リ
ン酸等の液を用いてエツチングする方法がある。
上記溝部３２の底部３２ａには、後記する如
く、磁気ギヤツプを設けるため滑らかである必要
があるが、エツチング方法としてアルゴン等の不
活性ガスを用いたイオン・ミーリング法を用いる
とエツチング面を滑らかにすることが出来る。
次に第３図ｂに示すようにAl2O3，SiO2等の電
気絶縁体３３をスパツタ、蒸着等の手段によつて
上記溝部３２を有する磁性基板３１上に堆積させ
る。
続いて、Al、Mo等の非磁性金属体３５を電気
絶縁体３３上に堆積させた後、フオト・リソグラ
フイによつて形成したセンサーギヤツプパターン
３４をマスクとして非磁性金属体３５をエツチン
グする。
この時、湿式エツチング法を用いると電気絶縁
体３３をエツチングのストツパーとすることが出
来、点線で示す非磁性金属部からなる導体３５ａ
を得る。
その後、センサーギヤツプパターンをマスクと
してエツチングによつて得られた非磁性金属部３
５ａをマスクとして電気絶縁体３３を除去する
が、この電気絶縁体３３が、例えば、SiO2によ
つて設けられている時は、CF4によるプラズマエ
ツチングが利用出来、磁性基板３１をエツチング
のストツパーとすることが出来る。
上記の如く、電気的絶縁体３３を介して磁性基
板３１の溝部３２の中に設けられた非磁性金属部
３５ａからフオトレジストからなるセンサーギヤ
ツプパターン３４を剥離したのち、第３図ｃで示
す如く、前記磁気ギヤツプ１４ａとなるべき電気
絶縁膜３６を堆積したのち、磁気ヨーク１５，１
６となるべき、例えば、センダスト等の軟磁性膜
３７を電気絶縁膜３６上に堆積させる。その後、
堆積させた軟磁性膜３７と電気絶縁膜３６の大部
分（破線３８まで）を研磨によつて除去すること
により、第３図ｄに示す研磨面３９を有する基板
４０が得られる。３７ａ，３７ｂはそれぞれ前方
及び後方磁気ヨークであり、３５ａはバイアス電
流を与える導体である。
次に、第３図ｅに示す如く、基板４０の研磨面
３９にはSiO2等からなる電気絶縁膜４１を堆積
し、更にその上に例えばNi−FeからなるMR素
子４２をスパツタ手段等を用いて形成する。その
後、破線４３に沿つて基板４０の端部４４を切断
すると磁気ギヤツプ３６ａが現われ、第１図及び
第２図に示すヨーク型のMR薄膜ヘツド１０と同
等なMR薄膜ヘツド５０が得られる。
第３図ｆは第３図ｅにおけるMR素子４２を有
する平面上にSiO2等からなる保護膜４５と接着
層４６を介して保護基板４７を設けたMR薄膜ヘ
ツドの例を示すものであるが、MR素子４２の厚
みは0.01〜0.06μｍ程度と薄いため接着層４６に
は段差が生じないことが分る。
上述の如く、本発明によれば磁気ヨークのパタ
ーンを形成する際、段差が少ないためこのパター
ンを精度よく構成することが出来、また、軟磁性
膜を堆積したのち、研磨によつて得られる磁気ヨ
ークにも段差が生じないため、磁気特性の劣化は
生じない。保護基板を磁気ヨーク面に接着して耐
摩耗性に富んだ磁気ヘツドを構成した場合にも段
差がないため接着層を薄くすることが出来、接着
層の摩耗の影響を受けないMR薄膜ヘツドの製造
を可能とするものである。
第４図及び第５図はそれぞれ本発明になる第２
及び第３の実施例の断面図であり、センサーギヤ
ツプを精度よくMR素子の近くに形成することを
目的としている。
第４図において、６０は第２の実施例である
MR薄膜ヘツドである。６１はセンダスト等の磁
性薄膜からなる第２の磁気ヨークであり、第１図
に示すMR薄膜ヘツド１０において、電気絶縁膜
２０の一部を除去した前方磁気ヨーク１５および
後方磁気ヨーク１６を磁気的に結合する如く両ヨ
ーク１５，１６上に設けると共に、SiO2等から
なる電気絶縁膜６２を介してMR素子１８ａ上に
設ける。
６３は第２の磁気ヨーク６１に設けらた第２の
センサーギヤツプであるが、上記のパターン方法
を用いることにより、ギヤツプ長W2を有する第
２のセンサーギヤツプを精度よくMR素子１８ａ
上に形成することが可能となる。
第５図において、７０は第３の実施例である
MR薄膜ヘツドである。７１はセンダスト等の磁
性薄膜からなる第２の磁気ヨークであり、第３図
ｄに示す基板４０の研磨面３９の導体３５ａ上に
ギヤツプ長W3を有するセンサーギヤツプ７２を
形成する如く設けられる。
７３は第２の磁気ヨーク７１上に設けられる
SiO2等からなる電気絶縁膜であり、７４は電気
絶縁膜７３を介してセンサーギヤツプ７２上に設
けられるMR素子である。
この構成においては、センサーギヤツプ長W3
を精度よく形成出来ると共に第２の磁気ヨーク７
１は第４図の第２の磁気ヨーク６１に比較して表
面の凹凸を少なく出来るため、磁気ヨーク６１構
成する軟磁性膜の磁気特性が表面の凹凸に極めて
敏感な場合には有利となる効果を有している。
（発明の効果） 以上の如く、本発明になる磁気抵抗効果型薄膜
磁気ヘツドは、平面部を有する磁性基板の平面上
に溝部を設け、この溝部の内部に、センサーギヤ
ツプを有し強磁性薄膜からなる磁気ヨークと、セ
ンサーギヤツプにバイアス磁束を与える導体とを
埋設すると共に、これらの高さが磁性基板の平面
部と同一高さを有する如く研磨による同一平面を
構成し、この同一平面上に露出したセンサーギヤ
ツプの近傍にMR素子を設けたことにより、 (1) 磁気ヨークは段差による磁気特性の劣化を受
けず、再生効率の優れたMR薄膜ヘツドの製造
を可能とする。
(2) 保護基板を構成する際、磁気ヨーク面に接着
した磁気ヘツドを同一平面となつているため、
テープ摺動部の接着層を薄くすることが出来る
から、テープ走行による摩耗の影響を受けない
MR薄膜ヘツドの製造を可能とする。
また、前記同一平面上に第２のセンサーギヤ
ツプを有する第２の磁気ヨークを設け、この第
２のセンサーギヤツプの近傍にMR素子を構成
することにより、 (3) 精度の高いセンサーギヤツプとMR素子との
構成を可能とし、製造上バラツキの少ないMR
薄膜ヘツドの製造を可能とする等の効果を有す
るものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明になるヨーク型MR薄膜ヘツド
の第１実施例を示す一部欠截斜視図、第２図は第
１図の−線に沿う要部断面図、第３図ａ〜ｅ
は本発明になるヨーク型MR薄膜ヘツドの実施例
の製造工程説明図、第３図ｆは、第３図ｅにおい
て、MR素子４２を有する平面上に保護膜等を介
して保護基板を設けて構成したMR薄膜ヘツドの
断面図、第４図及び第５図はそれぞれ本発明にな
る第２及び第３の実施例を示す断面図、第６図は
従来のヨーク型による磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘ
ツドの断面図である。 １１……磁性基板、１１ａ……壁面、１１ｂ…
…平面、１２……磁気テープ摺動部、１３……切
欠部、１４，２０……電気絶縁膜、１５，３７ａ
……前方磁気ヨーク、１６，３７ｂ……後方磁気
ヨーク、１７……導体、１８，４２，７４……磁
気抵抗効果素子（MR素子）、１９……センサー
ギヤツプ、６１，７１……第２の磁気ヨーク、６
３……第２のセンサーギヤツプ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 磁気テープ摺動面となる壁面と、この壁面に
    対してほぼ垂直に形成した平面とを有する磁性基
    板を設け、上記壁面を含む平面上に平坦部を有す
    る切欠部を形成し、バイアス磁界を与えるための
    導体と、磁気抵抗効果素子に磁束を与えるための
    センサーギヤツプを有する磁気ヨークとを、それ
    ぞれ電気絶縁膜と磁気ギヤツプとなるべき電気絶
    縁膜を介して、上記磁性基板の平面と同一高さと
    なる如く、かつ、上記センサーギヤツプがこの平
    面上に露出する如く構成して設けてなり、上記磁
    気抵抗効果素子を上記センサーギヤツプの露出面
    の近傍に配設したことを特徴とする磁気抵抗効果
    型薄膜磁気ヘツド。 ２ 磁気テープ摺動面となる壁面と、この壁面に
    対してほぼ垂直に形成した平面とを有する磁性基
    板を設け、上記壁面を含む平面上に平坦部を有す
    る切欠部を形成し、バイアス磁界を与えるための
    導体と、磁気抵抗効果素子に磁束を与えるための
    第１のセンサーギヤツプを有する第１の磁気ヨー
    クとを、それぞれ電気絶縁膜と磁気ギヤツプとな
    るべき電気絶縁膜を介して、上記磁性基板の平面
    と同一高さとなる如く、かつ、上記センサーギヤ
    ツプがこの平面上に露出する如く構成して設け、
    更に第２のセンサーギヤツプを有する第２の磁気
    ヨークを上記第１のセンサーギヤツプを覆う如く
    設け、上記磁気抵抗効果素子を上記第２のセンサ
    ーギヤツプの近傍に設けたことを特徴とする磁気
    抵抗効果型薄膜磁気ヘツド。
JP23238985A 1985-10-18 1985-10-18 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘツド Granted JPS6292219A (ja)

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