JPH09106512A - 倒置型磁気抵抗ヘッドの製造方法 - Google Patents

倒置型磁気抵抗ヘッドの製造方法

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JPH09106512A
JPH09106512A JP8146097A JP14609796A JPH09106512A JP H09106512 A JPH09106512 A JP H09106512A JP 8146097 A JP8146097 A JP 8146097A JP 14609796 A JP14609796 A JP 14609796A JP H09106512 A JPH09106512 A JP H09106512A
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forming
layer
electrode
electrode tip
write gap
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JP8146097A
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Allan E Schultz
イー．シュルツ アレン
Frank E Stageberg
イー．ステイジバーグ フランク
Kenneth P Ash
ピー．アッシュ ケネス
Brian S Zak
エス．ザック ブライアン
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Seagate Technology LLC
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Seagate Technology LLC
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 読出し層と書込み層を倒置した磁気抵抗ヘッ
ド５０の製造方法を開示する。 【解決手段】 空気受け表面５２から遠く、下部保護膜
５４の低くなった部分に下部電極５６をつくり、この上
にポリマ絶縁体５８と連結コイル６４とを配置する。５
８の上面を平坦化し、その上に書込みギャップ６６をつ
くり、その上面を平坦化する。高能率磁性体の電極先端
７２を５２に近い６６に形成し、７２と６６との上に、
上部電極／下部遮蔽７４をつくり平坦化する。第１の読
出しギャップ７８を７４の上につくる。磁気抵抗素子８
０を、５２に近い７８の一部の上に形成する。電気接点
８２を７８の上の部分の上につくり、８０を５０の外側
の領域に電気的に接続する。８２と８０との上に第２の
読出しギャップ層８４をつくり、その上に上部遮蔽８６
をつくる。最後に８６の上に、上部保護膜酸化物８８を
つくる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高周波、高データ
レート、高密度トラックの磁気ヘッドの製造方法に関
し、より詳細には、磁気抵抗ヘッドの書込み部の上につ
くられた磁気抵抗ヘッドの読出し部を備え、従来技術に
よる磁気抵抗ヘッドの層構造を倒置した磁気抵抗ヘッド
（inverted magnetoresistive head：以下、倒置型磁気
抵抗ヘッドと呼ぶ）の製造方法に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】標準の磁気抵抗（Ｍ
Ｒ）ヘッドは、書込み部が読出し部の上につくられて製
造される。ＭＲヘッドは、磁気記録システムにおいて、
磁気記録媒体つまりディスクからの磁気的に符号化され
た情報を検出し、磁気的に符号化された情報を記録媒体
に書込むために使用される。読出しモードにおいては、
磁気記録媒体からの遷移に付随する時間によって決まる
磁界がＭＲ素子の抵抗を直接変調する。動作する場合、
ＭＲ素子にセンス電流を流してＭＲ素子の両端の電圧を
測定することにより、ＭＲ素子の抵抗の変化を検出する
ことができる。得られた信号は磁気記録媒体からの情報
つまりデータを再生するために使用することができる。
【０００３】実際のＭＲ素子は、高透磁率の強磁性体金
属合金を使用して形成されるのが普通であり、前記合金
の一例はニッケル鉄（ＮｉＦｅ）である。強磁性体は、
電気的に絶縁された基板あるいはウェーハの表面上に薄
い膜で堆積する。磁気記録媒体から発生する磁界の変化
は、ＭＲ素子の磁化方向に変化を生じ、このためセンサ
の抵抗を変化させる。この現象をＭＲ効果と呼んでい
る。
【０００４】素子自体は、磁気遮蔽層（magnetic shiel
d layer ）の上に堆積してＭＲ素子を形成するＭＲ材料
の細片（strip ）で構成されている。一連の堆積プロセ
スとエッチングプロセスをおこなうと、ＭＲ素子の一部
で能動領域が形成される。能動領域はＭＲ素子の一部で
あって、この部分が磁気記録媒体からの磁界変化をセン
スする。磁界が変化すると、ＭＲ素子の抵抗に変化が生
じる。代表的な抵抗の変化は、約０．５％から２．０％
の変化である。上部磁気遮蔽は、ＭＲ素子と磁気記録媒
体の表面との間の障壁として働き、ヘッドのそばを通過
する遷移に付随して変化する磁界が素子に再結合（link
ing back）することを防止する。またこの磁気遮蔽は、
素子が周囲の磁気記録媒体からの遷移に付随する漂遊磁
界を受け取ることを防止する役目をする。
【０００５】ＧＭＲ材料から形成されたジャイアントＭ
Ｒ（ＧＭＲ）センサは、ＭＲセンサの製品群における新
製品ラインである。ＧＭＲセンサは、ＧＭＲ素子で形成
されるが、このＧＭＲ素子は多層構造体である。これら
のデバイスには、同じ１組の膜に、強磁性体と非強磁性
体の膜のどちらの層も含まれている。パーマロイは層別
パターン（layered pattern ）の一部であってもよい
し、そうでなくてもよい。ＧＭＲセンサにおいては、抵
抗の変化を６５％以上にすることができる。
【０００６】ＭＲヘッドの性能に影響を及ぼす１つの問
題は、ヘッドの各種表面を平らに製造できる程度、つま
り「平坦化される（planarized）」程度である。特に、
従来技術によるヘッドでは、ＭＲセンサの上部遮蔽にＭ
Ｒ素子の能動領域の丁度上方に凹み（dip ）がある。こ
の凹みがあると、トラックの性能が劣化する。また平坦
化が不足すると、ＭＲ素子への接点と上部遮蔽との間あ
るいは上部遮蔽とその後につくられる層との間など、ヘ
ッドの各層の間で電気的な短絡を起こすことがある。さ
らに下部遮蔽は、普通、センダストやその他の高透磁率
の磁性体でつくられるので、この下部遮蔽は薄膜として
は比較的粗い。またこの比較的粗い表面は、下部遮蔽と
接触する膜との間で短絡の問題を起こすことがある。Ｍ
Ｒ読出し部を平坦化する試みは、下部遮蔽を滑らかにす
るか、ＭＲセンサの上の絶縁体を平坦化するか、上部遮
蔽を滑らかにするかに集中していた。これらのステップ
は、プロセス時間を追加するとともに、設計の柔軟性を
限定することがある。
【０００７】ＭＲヘッドの性能に影響を及ぼす別の問題
は、たとえ低温でポリマを硬化させることが使用される
場合でも、ＧＭＲヘッドは、ポリマが硬化する間にＧＭ
Ｒヘッドの極めて薄い層の間の相互拡散の影響を受けや
すいということである。この相互拡散は、ＧＭＲヘッド
の有効性を損なうことがある。
【０００８】
【課題を解決する手段】本発明は、磁気記録媒体から磁
気的に記憶された情報を読出す倒置型磁気抵抗ヘッドの
製造方法である。本方法には、下部保護膜（basecoat）
の低くなった部分に下部電極をつくることが含まれてい
るが、この下部電極は、磁気抵抗ヘッドの表面、すなわ
ち、磁気抵抗ヘッドが空気を介して磁気記録媒体と相対
する磁気抵抗ヘッドの表面（air bearing surface ：以
下、空気受け表面と呼ぶ）から遠くにある。ポリマ絶縁
体と連結コイル（connective coils）とは下部電極の上
に配置される。ポリマ絶縁体の上部表面は平坦化され
る。書込みギャップは、ポリマの上部表面の上につくら
れる。書込みギャップの上部表面は平坦化される。高能
率の磁性体（magnetic high moment material ）の電極
先端（pole tip）は、空気受け表面に近い書込みギャッ
プに形成される。この電極先端と書込みギャップとの上
に、上部電極／下部遮蔽がつくられる。上部電極／下部
遮蔽は平坦化される。第１の読出しギャップは上部電極
／下部遮蔽の上につくられる。磁気抵抗素子は、空気受
け表面に近い第１の読出しギャップ（reader gap）の一
部の上に形成される。電気接点は、第１の読出しギャッ
プの上の部分の上につくられ、この電気接点は、磁気抵
抗素子を磁気抵抗ヘッドの外側の領域に電気的に接続す
る。第２の読出しギャップ層は、電気接点と磁気抵抗素
子との上につくられる。上部遮蔽は、第２の読出しギャ
ップの上につくられる。最後に上部遮蔽の上に、酸化物
の上部保護膜（overcoat）がつくられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１Ａは、従来技術による磁気抵
抗（ＭＲ）ヘッド１０の層構造体の断面図である。図１
のＭＲヘッド１０は、ヘッドの読出し部の上に配置され
たヘッドの書込み部を備えた標準的なＭＲヘッドを表し
ている。ＭＲヘッド１０には、下部保護膜酸化物１２、
下部遮蔽１４、第１の読出しギャップ酸化物層１６、電
気接点１８、ＭＲ素子２０、第２の読出しギャップ酸化
物層２２、上部遮蔽／下部電極２４、書込みギャップ酸
化物層２６、ポリマ絶縁体層２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、
導電性コイル層３０ａ、３０ｂ、上部電極３２が含まれ
ている。
【００１０】下部遮蔽１４は、下部保護膜１２の上に堆
積する。つぎに第１の読出しギャップ酸化物層１６が下
部遮蔽１４の上に堆積する。つぎにＭＲ素子２０が、磁
界の中で堆積してパターンがつくられる。ＭＲ素子２０
はＭＲヘッドの一部であり、この部分が読出し動作中に
磁気記録媒体からの遷移に付随する磁界をセンスする。
つぎに電気接点１８が、ＭＲ素子２０と第１の読出しギ
ャップ酸化物層１６の上に堆積する。つぎに第２の読出
しギャップ酸化物層２２が堆積する。この酸化物層１
６、２２は、複数の読出しギャップを構成するが、これ
らの読出しギャップの内側にＭＲ素子２０がつくられ
る。つぎに、上部遮蔽／下部電極２４が置かれる。通
常、上部遮蔽／下部電極２４は、ＭＲヘッド１０の書込
み部の下部電極になるとともに、ＭＲヘッド１０の読出
し部の上部遮蔽になるために使用される。
【００１１】書込みギャップ酸化物層２６が堆積し、そ
の後にポリマ絶縁体層２８ａ、導電性コイル層３０ａ、
ポリマ絶縁体層２８ｂ、導電性コイル層３０ｂ、ポリマ
絶縁体層２８ｃが堆積する。最後に上部電極３２が堆積
すると、ＭＲヘッド１０の製造が完了する。上部遮蔽／
下部電極２４と上部電極３２とは、書込み動作中のＭＲ
ヘッド１０の書込み特性を決める。導電性コイル層３０
とポリマ絶縁体層２８との数は設計によって決まり、Ｍ
Ｒヘッド１０の書込み部のインダクタンス特性に影響を
及ぼす。しかし、特定のポリマに依存して時間の長さが
変わるため、各ポリマ絶縁体層を２００℃から４００℃
の間の温度で硬化しなければならない。この硬化プロセ
スの温度範囲の下半分だけが、ＭＲヘッド１０の読出し
部の磁気特性（magnetics ）に起こりうる劣化を回避す
ることができる。それだけでなく、２００℃以上の硬化
温度であれば、ＧＭＲデバイスの磁気特性は劣化するで
あろう。このため、ＭＲヘッドの読出し部の絶縁体とし
て使用できるポリマの選択には限度がある。
【００１２】図１Ｂに示すように、ＭＲヘッド１０は第
２の読出しギャップ酸化物層２２の上部表面が平らにな
らないように、つまり平坦化されないようにつくられ
る。第２の読出しギャップ酸化物層２２の表面が平坦で
ないことに支配されて、この後につづいてＭＲヘッド１
０に堆積する層も平らにならない、つまり平坦化されな
い。特に、上部保護膜酸化物層３３で被覆される上部電
極３２は、ＭＲヘッド１０の中心に合っていないことが
あるため、ＭＲヘッド１０で書込まれるトラックの品位
を劣化させることがある。その上、ＭＲヘッド１０に堆
積した各層を平らにして、つまり平坦化して、後で堆積
する層の短絡を防止し、ＭＲヘッド１０が動作不可能に
なることを防止することが望ましい。
【００１３】図２は、本発明に使用される下部電極５６
の空気受け表面５２の付近の層構造体を示す断面図であ
る。倒置型ＭＲヘッド５０には、下部保護膜５４、下部
電極５６、上部表面６０と凹み６２とがあるポリマ絶縁
体５８、導電性コイル６４が含まれている。空気受け表
面５２に対応する前縁（leading edge）５１が識別され
る。
【００１４】１つの実施例において、本発明の倒置型Ｍ
Ｒヘッド５０をつくるためには、最初に、鍍金されたパ
ーマロイで形成される下部電極５６を、下部保護膜５４
の低くなった部分に堆積させる。下部保護膜５４の低く
なった部分は化学的エッチングとイオンミーリング（io
n milling ）の組み合わせにより形成される。ポリマ絶
縁体５８と導電性コイル６４が、下部電極５６の上の部
分を埋める。普通、銅でつくられる導電性コイル６４
は、ポリマ絶縁体５８の中で１層（one row ）で配置し
てもよいし、あるいは図２に示すように、導電性コイル
６４を複数の層に配置してもよい。ポリマ絶縁体５８と
導電性コイル６４との数は、ＭＲヘッド５０の書込み部
のインダクタンス特性に影響を与える。
【００１５】図２に示すように、ポリマ絶縁体５８の上
部表面６０は、若干凹凸があってもよい。凹み６２は、
硬化プロセス中にポリマ量が減少するために生じうる。
本発明においては、ポリマ絶縁体５８の上部表面６０が
平らであって、つまり平坦化されていて、そのため、上
部表面６０の上に堆積する倒置型ＭＲヘッド５０の残り
の複数の層が平らな表面に堆積することが重要な点であ
る。したがって、凹み６２も含め、上部表面６０の粗く
ギザギザした部分を、すべて除去しなければならない。
【００１６】図３に示すように、凹み６２を含む上部表
面６０の粗くギザギザした部分は、すべて除去される。
２つの方法のうちの１つで、この除去がおこなわれる。
第１に、上部表面６０が下部電極５６より高くなるよう
に、ポリマ絶縁体５８を形成するポリマ材料を堆積させ
てよい。つぎに上部表面６０は、ポリマ絶縁体５８の上
部表面６０が滑らかになり下部電極５６と同じレベルに
なるまで、反応性イオンによる全面エッチバック（blan
ket reactive ion etch-back：以下、反応性イオン全面
エッチバックと呼ぶ）及び／或いは化学的・機械的研磨
の両プロセスを受ける。第２に、（図２に示す）粗い上
部表面６０と凹み６２とがあるポリマ絶縁体５８を形成
するポリマ材料を堆積させてよい。シリカ層の上部表面
が下部電極５６より少し上になるように、シリカ層を堆
積させてよい。つぎにシリカ層の上にフォトレジストを
堆積させる。フォトレジストが固まると、表面張力のた
めシリカ層は完全に平らになる。つぎにフォトレジスト
とシリカ層とは、ポリマ絶縁体５８の上部表面６０が滑
らかかつ平らになるまで、同じ速度でシリカとフォトレ
ジストとを除去する反応性イオン全面エッチバックプロ
セスを受けることができる。
【００１７】図４に示すように、倒置型ＭＲヘッド５０
には、上部表面６８と溝７０とがある書込みギャップ酸
化物層６６がさらに含まれている。書込みギャップ酸化
物層６６は、ポリマ絶縁体５８の上部表面６０の上に堆
積する。書込みギャップ酸化物層６６は、シリカ、アル
ミナ、ダイアモンドのような炭素など、多様な絶縁材料
で形成することができる。空気受け表面５２の近傍に配
置される溝７０が、書込みギャップ酸化物層６６にイオ
ンミーリングされると、溝７０の下に実際の書込みギャ
ップ６６Ａが決定される。書込みギャップ６６Ａが決定
すると、（図５、６に示す）極めて精密な電極先端７２
を決定することが可能になる。その理由は、平らな表面
上にフォトレジストを堆積させると、フォトレジストマ
スクの特徴のより精密な成長が可能になるからである。
溝７０の下方の空気受け表面５２にある書込みギャップ
酸化物層６６Ａは、約０．１ミクロンから１．０ミクロ
ンの範囲の高さであり、約０．２ミクロンから０．８ミ
クロンの範囲にあることが望ましい。
【００１８】図５に示すように、電極先端７２は、倒置
型ＭＲヘッド５０の空気受け表面５２の後縁（trailing
edge ）に配置される。電極先端７２は、窒化鉄あるい
はコバルト鉄など、高能率磁性体（high moment magnet
ic material ）で形成される挿入子（insert）である。
高能率磁性体は、標準ＭＲヘッドに使用されるパーマロ
イより大きい密度のフラックスに対応することが可能で
ある。電極先端７２を形成する高能率の挿入子は、磁束
を集中させ、狭いトラックの書込みを可能にする。
【００１９】電極先端７２を形成する高運動量磁性体
（high momentum magnetic material）は、電極先端７
２が書込みギャップ酸化物層６６の上部表面６８より大
幅に高くなるまで、溝７０に鍍金あるいはスパッタリン
グされる。高能率挿入子の厚さは、書込み部を設計する
ときの磁性体によって決まる。挿入子の代表的な厚さ
は、０．５ミクロンから２．０ミクロンの範囲にあり、
電極先端のトラック幅の代表的な値は２．０ミクロンか
ら５．０ミクロンの範囲にある。コバルト鉄（Ｃｏ 90Ｆ
ｅ10）のような鍍金された挿入子に使用される本発明の
１つの好適実施例においては、ニッケルバナジウム（Ｎ
ｉ80Ｖ20）のような非磁性体種結晶の層（non-magnetic
seed layer ）を使用してもよく、これはつぎに書込み
ギャップの一部になる。つぎに高能率磁性体の突出して
いる部分をマスクして、その周囲にパーマロイを鍍金す
ると、大体同じレベルの表面が得られる。挿入子の上の
マスクを除去すると、所望の厚さを単位として全ての遮
蔽が鍍金される。上部電極７２と下部遮蔽７４の結合の
上部表面には、おそらく凹凸が含まれているであろうか
ら、この凹凸を、化学的・機械的に研磨することにより
除去する。
【００２０】図６、７は本発明の別の実施例の層構造体
の各層を示す図（layered diagram）である。図６、７
は図４、５に似ている。したがって、同様な層と素子と
は、同一参照番号が付けられている。図６、７に示すよ
うに、ポリマ絶縁体５８は、図４、５に示すものより大
きい。したがって、ポリマ絶縁体５８の上に堆積する書
込みギャップ酸化物層６６には、平らな上部表面６８が
ない。本実施例においては、ギャップ酸化物層６６は空
気受け表面５２から遠くにあり、前の実施例に比較して
非常に薄い。上部電極６７は、ギャップ酸化物層６６の
上につくられる。上部電極６７は、高能率材料でよい。
つぎに酸化物７５を堆積させ、前に考察した各種方法で
平坦化する。つぎに、上部電極６７と酸化物７５の上に
下部遮蔽７４を堆積させる。
【００２１】図６、７に示す別の実施例には、各部の寸
法の決定が良好でスロウトがない（good definition ze
ro throat ）。適切な性能には、各部の寸法の決定が良
好でスロウトがないことが必要である。
【００２２】図８Ａから図８Ｃは、電極先端７２をつく
る第２の別の方法の層構造体の各層を示す図である。図
８Ａから図８Ｃにおいて、電極先端７２は溝７０に鍍金
あるいはスパッタリングされる。つぎに電極先端７２を
形成する電極材料がイオンミーリングされて、適切な幅
の電極先端７２になる。つぎに、書込みギャップ酸化物
層６６の上部表面６８と電極先端７２との上に下部遮蔽
７４がつくられる。つぎに下部遮蔽７４が平坦化され
る。
【００２３】図９Ａから図９Ｄは、電極先端７２をつく
る第３の別の方法の各層を示す図である。図９Ａから図
９Ｄに示すように、高能率材料の層が書込みギャップ酸
化物層６６の上に鍍金あるいはスパッタリングされる。
電極先端７２の両側はイオンミーリングされて、適切な
幅の電極先端７２になる。つぎに、リフトオフ（lift-o
ff）フォトレジスト層７１を電極先端７２の上に置い
て、酸化物層を追加してつくってもよい。つぎに下部遮
蔽７４がつくられて平坦化される。
【００２４】図１０は、倒置型ＭＲヘッド５０の書込み
部の空気受け表面５２を示す各層を示す図である。図１
０に示すように、電極先端７２は、下部電極５６の上方
で位置が揃えられており、書込みギャップ酸化物層６６
Ａの重要な部分は下部電極５６と電極先端７２との間に
配置されている。下部電極５６と電極先端７２との間の
距離は、書込みギャップ酸化物層６６の重要な距離であ
って、約１，０００オングストロームから１０，０００
オングストロームの範囲にあるが、約２，０００オング
ストロームから８，０００オングストロームの範囲にあ
ることが望ましい。１つの好適実施例においては、下部
電極５６は、２．０ミクロンから４．０ミクロンの範囲
の高さであり、ポリマ絶縁体５８の上部表面６０と上部
表面６８との間に形成される書込みギャップ酸化物層６
６は、約２，０００オングストロームから８，０００オ
ングストロームの範囲の高さであり、電極先端７２は、
約５，０００オングストロームから２０，０００オング
ストロームの範囲の高さであり、書込みギャップ酸化物
層６６の上部表面６８と下部遮蔽７４の上部表面７６と
の間の下部遮蔽７４は、１．５ミクロンから４．０ミク
ロンの範囲の高さである。
【００２５】図１１は、倒置型ＭＲヘッド５０の書込み
部と読出し部とを含む完成された倒置型ＭＲヘッド５０
の全体を示す各層を示す図である。一旦、下部遮蔽７４
が堆積して平坦化されてしまうと、下部遮蔽７４の平ら
な表面の上に、読出し部の残りの層を堆積させることが
できる。一連の平らな層の上に堆積させることは短絡が
発生することを緩和するが、これは標準ＭＲヘッドにお
ける重要な問題である。
【００２６】一旦、倒置型ＭＲヘッド５０の書込み部が
つくられてしまうと、第１の読出しギャップ酸化物層７
８が、下部遮蔽７４の上に堆積する。１つの好適実施例
においては、第１の読出しギャップ酸化物層７８は、
４，０００オングストローム以下の高さがある。ＭＲ素
子８０は、倒置型ＭＲヘッド５０の後縁７３の近くの第
１の読出しギャップ酸化物層７８の上につくられる。Ｍ
Ｒ素子８０は、単一膜構造体でも複合膜構造体でもよ
い。ＭＲ素子８０の特定の実施例は、本発明の有用性に
影響を及ぼさない。電気接点８２が堆積して、その後に
第２の読出しギャップ酸化物層８４、上部遮蔽８６、上
部保護膜酸化物層８８が堆積する。１つの好適実施例に
おいては、第２の読出しギャップ酸化物層８４は、４，
０００オングストローム以下の高さである。さらに、特
殊用途の必要に応じて、境界制御を安定化する層（boun
dary control stabilization layer）、永久磁石を安定
化する層（permanent magnet stabilization layer）及
び／或いは誘導を除くための接点あるいは回路抵抗を低
くするための接点をＭＲ読出し部に組込むことができ
る。
【００２７】図１２は、倒置型ＭＲヘッド５０の各層を
示す図であって、読出し部と書込み部とを示している。
図１２に示すように、下部電極５６、上部電極７２、Ｍ
Ｒ素子８０の位置は、相互に一線上に揃えられている。
本発明は、ＭＲセンサと上部電極との位置を一線上に揃
える精度を向上させる。何故ならば、従来技術による倒
置型ではないＭＲヘッドには、１０以上の調整用マスク
層（intervening masklayers ）あることに比べて、マ
スクの位置揃えを複雑にする調整用マスク層が１つか２
つしかないからである。下部電極５６、電極先端７２、
ＭＲ素子８０の位置を一線上に揃えることは、磁気記録
媒体からの情報を正確に読出し、磁気記録媒体に情報を
正確に書込むことができるＭＲヘッドを形成する場合に
重大な事である。
【００２８】本発明による倒置型ＭＲヘッド５０にはい
くつかの利点がある。第１に、上部電極の正確な決定が
できる。第２に、ＭＲ素子８０と電極先端７２との間の
距離は、従来の技術以上に実質的に短縮されている。こ
れによって、倒置型ＭＲヘッド５０は、ディスクに、よ
り大きな線密度（higher linear densities ） で書込
むことが可能になる。第３に、上部電極が平坦なこと
は、上部電極が、図１Ｂに示す従来技術にある凹みのよ
うな、凹みを持たずに、読出し部と書込み部がオフセッ
トされることを可能にしている。第４に、上部遮蔽にセ
ンダストその他の粗い膜を使用することは、粗さのため
に短絡を起こすことはない。何故ならば、上部遮蔽状面
の上の膜だけが上部保護膜だからである。第５に、読出
し部を組上げる（building）前に書込み部を組上げる
と、ＭＲセンサの磁気特性あるいはその他の特性を劣化
させることなく、ポリイミドあるいはベンゼン・シクロ
ブテン（benzen cyclo-butene ：ＢＣＢ）などのポリマ
を硬化させるのに、高い温度を使用することが可能にな
る。第６に、読出し部を組上げる前に書込み部を組上げ
ると、軸バルブ（spin valve）あるいはジャイアントＭ
Ｒセンサを使用することが可能になる。何故ならば、高
温でポリマを硬化させると、ジャイアントＭＲセンサあ
るいは軸バルブの薄膜の間で相互拡散を発生させ、それ
らの有効性を損なうことがあるからである。読出し部を
組上げる前に高温でポリマを硬化させてしまうことによ
り、ジャイアントＭＲセンサ及び／或いは軸バルブの使
用に対してわずかな制約しか生じない。特に、従来の技
術より格段に大きな程度まで、相互に無関係に、読出し
部と書込み部の材料を最適化することができる。
【００２９】好適実施例を参照しながら本発明を説明し
てきたが、当業者ならば本発明の主旨と範囲から逸脱す
ることなく、形と詳細に多数の変化をさせるうることを
認識できるであろう。
【００３０】関連特許出願の参照 本願は、１９９４年３月３日に出願され共通に譲渡され
た同時係属の米国特許出願通し番号第０８／２０６，０
０７号「倒置型磁気抵抗ヘッド（INVERTED MAGNETORESI
STIVE HEAD）」の部分継続出願である。
【００３１】本願と同じ日付で出願され共通に譲渡され
た同時係属の米国特許出願通し番号第
号「倒置型磁気抵抗ヘッド（INVERTED MAGNETORESI
STIVE HEAD）」の開示内容を本願に明確に組み入れるこ
とにする。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術の磁気抵抗ヘッドの層構造を示す図で
あって、Ａは従来技術の磁気抵抗ヘッドの層構造体の各
層を示す図、Ｂは従来技術の磁気抵抗ヘッドの空気受け
表面の層構造体の各層を示す図。
【図２】平坦化される前の磁気抵抗ヘッドの書込み部の
下部電極の層構造体の各層を示す図。
【図３】平坦化した後の磁気抵抗ヘッドの書込み部の下
部電極の層構造体の各層を示す図。
【図４】書込み部の下の部分の層構造体の各層を示す図
であって、書込みギャップの凹んだ溝を示す図。
【図５】磁気抵抗ヘッドの書込み部の層構造体の各層を
示す図。
【図６】書込み部の下の部分に関する別の実施例の層構
造体の各層を示す図であって、書込みギャップの凹んだ
溝を示す図。
【図７】磁気抵抗ヘッドの書込み部に関する別の実施例
の層構造体の各層を示す図。
【図８】磁気抵抗ヘッドの書込み部の空気受け表面の層
構造体の各層を示す図の電極先端をつくる方法を示す図
であって、Ａは電極先端が鍍金あるいはスパッタリング
される前の図、Ｂは電極先端が鍍金あるいはスパッタリ
ングされ適切な幅に加工された図、Ｃは電極先端と書込
みギャップ層との上に下部遮蔽がつくられた図。
【図９】磁気抵抗ヘッドの書込み部の空気受け表面の層
構造体の各層を示す図であって、電極先端をつくる別の
方法を示す図であって、Ａは書込みギャップ層の上に電
極材料が堆積した図、Ｂは電極材料の両側がイオンミー
リングされて適切な幅の電極先端になり、その上にフォ
トレジストが堆積した図、Ｃは電極先端の上に酸化物層
がつくられた図、Ｄは下部遮蔽がつくられ平坦化された
図。
【図１０】磁気抵抗ヘッドの書込み部の空気受け表面の
層の断面図。
【図１１】完成された磁気抵抗ヘッドの層構造体を示す
断面図。
【図１２】完成された磁気抵抗ヘッドの空気受け表面の
層構造体を示す断面図。
【符号の説明】
１０ 従来技術のＭＲヘッド １２、５４ 下部保護膜酸化物 １４、７４ 下部遮蔽 １６、７８ 第１の読出しギャップ酸化物層 １８、８２ 電気接点 ２０、８０ ＭＲ素子 ２２、８４ 第２の読出しギャップ酸化物層 ２４ 上部遮蔽／下部電極 ２６、６６、６６Ａ 書込みギャップ酸化物層 ２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、５８ ポリマ絶縁体層 ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ 導電性コイル層 ３２、６７ 上部電極 ３３、８８ 上部保護膜酸化物層 ５０ 倒置型ＭＲヘッド ５２ 空気受け表面 ５６ 下部電極 ６０ ポリマ絶縁体層の上部表面 ６２ 凹み ６４ 導電性コイル ６８ 書込みギャップ酸化物層の上部表面 ７０ 溝 ７１ リフトオフフォトレジスト層 ７２ 電極先端 ７３ 空気受け表面の後縁 ７５ 酸化物 ７６ 下部遮蔽の上部表面 ８６ 上部遮蔽
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ケネス ピー．アッシュ アメリカ合衆国ミネソタ州チャンハッセ ン，ラレド ドライブ 7304 (72)発明者 ブライアン エス．ザック アメリカ合衆国ミネソタ州エクセルシオ ー，ローリング エイカーズ ロード 6897

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 倒置型磁気抵抗ヘッドを製造する方法で
    あって、 前記ヘッドの空気受け表面から遠い下部保護膜の低くな
    った部分に下部電極をつくるステップと、 前記下部電極の上にポリマ絶縁体と導電性コイルとを配
    置するステップと、前記ポリマ絶縁体の上部表面を平坦
    化するステップと、 前記ポリマの前記上部表面の上に書込みギャップをつく
    るステップと、 前記空気受け表面に近い前記書込みギャップに高能率非
    磁性体（non-magnetichigh moment material ）の電極
    先端を形成するステップと、 前記書込みギャップの上部表面を平坦化するステップ
    と、 前記電極先端と前記書込みギャップの上に、上部電極／
    下部遮蔽をつくるステップと、 前記上部電極／下部遮蔽の上に、第１の読出しギャップ
    をつくるステップと、 前記空気受け表面に近い前記第１の読出しギャップの一
    部の上に磁気抵抗素子を形成するステップと、 前記第１の読出しギャップの一部の上の電気接点であっ
    て、倒置型磁気抵抗ヘッドの外側の領域に、磁気抵抗素
    子を電気的に接続する前記電気接点をつくるステップ
    と、 前記電気接点と前記磁気抵抗素子との上に第２の読出し
    ギャップをつくるステップと、 前記第２の読出しギャップの上に上部遮蔽をつくるステ
    ップと、を含むことを特徴とする方法。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の方法であって、前記下部
    電極をつくるステップは、前記下部保護膜にポリマを鍍
    金するステップをさらに含むことを特徴とする方法。
  3. 【請求項３】 請求項１記載の方法であって、前記ポリ
    マ絶縁体の上部表面を平坦化する前記ステップは、 前記ポリマ絶縁体の上部表面が実質的に滑らかになるま
    で、前記ポリマ絶縁体の上部表面を研磨するステップ、
    をさらに含むことを特徴とする方法。
  4. 【請求項４】 請求項１記載の方法であって、前記ポリ
    マ絶縁体の上部表面を平坦化する前記ステップは、 前記ポリマ絶縁体の上部表面が実質的に滑らかになるま
    で、前記ポリマ絶縁体の上部表面を化学的・機械的に研
    磨するステップ、をさらに含むことを特徴とする方法。
  5. 【請求項５】 請求項１記載の方法であって、前記ポリ
    マ絶縁体の上部表面を平坦化する前記ステップは、 前記ポリマ絶縁体の上部表面の上にシリカの層を堆積さ
    せるステップと、 前記シリカ層の上にフォトレジスト層を堆積させるステ
    ップと、 前記ポリマ絶縁体の上部表面が実質的に滑らかになるま
    で、前記シリカ層と前記フォトレジスト層とを反応性イ
    オンエッチングするステップと、をさらに含むことを特
    徴とする方法。
  6. 【請求項６】 請求項１記載の方法であって、前記下部
    電極は鍍金されたパーマロイでつくられることを特徴と
    する方法。
  7. 【請求項７】 請求項１記載の方法であって、前記書込
    みギャップは、シリカで形成されることを特徴とする方
    法。
  8. 【請求項８】 請求項１記載の方法であって、前記書込
    みギャップは、ダイアモンドのような炭素で形成される
    ことを特徴とする方法。
  9. 【請求項９】 請求項１記載の方法であって、前記書込
    みギャップは、アルミナで形成されることを特徴とする
    方法。
  10. 【請求項１０】 請求項１記載の方法であって、 前記書込みギャップに溝をイオンミーリングするステッ
    プと、 前記溝を高能率非磁性体で埋めるステップと、をさらに
    含むことを特徴とする方法。
  11. 【請求項１１】 請求項１記載の方法であって、前記上
    部電極／下部遮蔽の上部表面を平坦化するステップをさ
    らに含むことを特徴とする方法。
  12. 【請求項１２】 請求項１記載の方法であって、前記空
    気受け表面に近い前記書込みギャップに、高能率非磁性
    体の電極先端を形成する前記ステップは、 前記空気受け表面に近い前記書込みギャップに溝をイオ
    ンミーリングするステップと、 高能率非磁性体の電極先端を溝に鍍金して、前記電極先
    端の上部表面が前記書込みギャップの上部表面の上にあ
    るようにするステップと、 前記電極先端の第１と第２の側面をイオンミーリングし
    て前記電極先端を適切な幅にするステップと、をさらに
    含むことを特徴とする方法。
  13. 【請求項１３】 請求項１記載の方法であって、前記空
    気受け表面に近い前記書込みギャップに、高能率非磁性
    体の電極先端を形成する前記ステップは、 前記空気受け表面に近い前記書込みギャップに溝をイオ
    ンミーリングするステップと、 高能率非磁性体の電極先端を溝にスパッタリングして、
    前記電極先端の上部表面が前記書込みギャップの上部表
    面の上にあるようにするステップと、 前記電極先端の第１と第２の側面をイオンミーリングし
    て前記電極先端を適切な幅にするステップと、をさらに
    含むことを特徴とする方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１記載の方法であって、前記空
    気受け表面に近い前記書込みギャップに、高能率非磁性
    体の電極先端を形成する前記ステップは、 前記ポリマの上部表面の上に第１の書込みギャップ層を
    つくるステップと、 前記空気受け表面に近い前記第１の書込みギャップ層の
    上に前記電極先端を鍍金して、前記電極先端の上部表面
    が第１の平面にあるようにするステップと、 前記電極先端の第１と第２の側面をイオンミーリングし
    て前記電極先端を適切な幅にするステップと、 前記電極先端の上にリフトオフフォトレジスト層をつく
    るステップと、 前記第１の書込みギャップ層の上に第２の書込みギャッ
    プ層をつくり、前記第２の書込みギャップ層の上部表面
    が第１の平面にあるようにするステップと、 前記リフトオフフォトレジスト層を除去するステップ
    と、 前記第２の書込みギャップ層と前記電極先端との上に第
    ３の書込みギャップ層をつくるステップと、をさらに含
    むことを特徴とする方法。
  15. 【請求項１５】 請求項１記載の方法であって、前記空
    気受け表面に近い前記書込みギャップに、高能率非磁性
    体の電極先端を形成する前記ステップは、 前記ポリマの上部表面の上に第１の書込みギャップ層を
    つくるステップと、 前記空気受け表面に近い前記第１の書込みギャップ層の
    上部表面の上に前記電極先端をスパッタリングして、前
    記電極先端の上部表面が第１の平面にあるようにするス
    テップと、 前記電極先端の第１と第２の側面をイオンミーリングし
    て前記電極先端を適切な幅にするステップと、 前記電極先端の上にリフトオフフォトレジスト層をつく
    るステップと、 前記第１の書込みギャップ層の上に第２の書込みギャッ
    プ層をつくり、前記第２の書込みギャップ層の上部表面
    が第１の平面にあるようにするステップと、 前記リフトオフフォトレジスト層を除去するステップ
    と、 前記第２の書込みギャップ層と前記電極先端との上に第
    ３の書込みギャップ層をつくるステップと、をさらに含
    むことを特徴とする方法。
  16. 【請求項１６】 倒置型磁気抵抗ヘッドを製造する方法
    であって、 前記ヘッドの空気受け表面から遠い下部保護膜の低くな
    った部分に下部電極をつくるステップと、 前記下部電極の上にポリマ絶縁体と導電性コイルを配置
    するステップと、 前記空気受け表面から遠くかつ前記空気受け表面に近い
    前記下部電極の上に配置された前記ポリマ絶縁体の上
    に、書込みギャップをつくるステップと、 前記書込みギャップの上に上部電極を形成するステップ
    と、 前記空気受け表面に近い前記上部電極の上に酸化物層を
    つくるステップと、 前記酸化物層の上部表面と前記空気受け表面から遠い前
    記上部電極の一部の上部表面とを平坦化するステップ
    と、 前記酸化物層と前記上部電極との上に下部遮蔽をつくる
    ステップと、 前記下部遮蔽の上に第１の読出しギャップをつくるステ
    ップと、 前記空気受け表面に近い前記第１の読出しギャップの一
    部の上に磁気抵抗素子を形成するステップと、 前記第１の読出しギャップの一部の上にある電気接点で
    あって、前記倒置型磁気抵抗ヘッドの外側の領域に、前
    記磁気抵抗素子を電気的に接続する前記電気接点をつく
    るステップと、 前記電気接点と前記磁気抵抗素子との上に第２の読出し
    ギャップをつくるステップと、 前記第２の読出しギャップの上に上部遮蔽をつくるステ
    ップと、を含むことを特徴とする方法。
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