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JP2000113427A - 薄膜デバイス、薄膜磁気ヘッドおよび磁気抵抗効果素子並びにそれらの製造方法 - Google Patents

薄膜デバイス、薄膜磁気ヘッドおよび磁気抵抗効果素子並びにそれらの製造方法

Info

Publication number
JP2000113427A
JP2000113427A JP10284342A JP28434298A JP2000113427A JP 2000113427 A JP2000113427 A JP 2000113427A JP 10284342 A JP10284342 A JP 10284342A JP 28434298 A JP28434298 A JP 28434298A JP 2000113427 A JP2000113427 A JP 2000113427A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
insulating film
thin
shield
shield gap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10284342A
Other languages
English (en)
Inventor
Toru Inoue
亨 井上
Koichi Terunuma
幸一 照沼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Priority to JP10284342A priority Critical patent/JP2000113427A/ja
Priority to US09/409,429 priority patent/US6404603B1/en
Publication of JP2000113427A publication Critical patent/JP2000113427A/ja
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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
    • 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
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • G11B5/313—Disposition of layers
    • G11B5/3133—Disposition of layers including layers not usually being a part of the electromagnetic transducer structure and providing additional features, e.g. for improving heat radiation, reduction of power dissipation, adaptations for measurement or indication of gap depth or other properties of the structure
    • 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
    • G11B5/40—Protective measures on heads, e.g. against excessive temperature 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 第１のシールドギャップ膜１２および第２の
シールドギャップ膜１４の熱伝導率を高くし、ＭＲ素子
１３の温度が上昇することを防止する。 【解決手段】 第１のシールドギャップ膜１２および第
２のシールドギャップ膜１４を、ＡｌＮを主成分として
含有しかつＡｌＮの（００２）面が膜面に対して垂直方
向に配向している絶縁膜により構成する。これにより、
ＡｌＮの複数の結晶面が膜面に対して垂直方向に配向し
ている場合よりも高い熱伝導率が得られ、ＭＲ素子１３
において発生した熱が効率的に放散される。絶縁膜は少
量のＡｒを含有していてもよい。この場合、硬度が高く
なりエアベアリング面の形成の際に過剰に研磨されるこ
とが防止される。また、絶縁膜は酸素を含有していても
よい。酸素を含有することにより、応力が低減され、剥
離が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、絶縁膜を備えた薄
膜デバイス、磁気抵抗効果素子を挟んで絶縁膜よりなる
一対のシールドギャップ膜が形成された薄膜磁気ヘッド
および一部に絶縁膜が形成される磁気抵抗効果素子並び
にそれらの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】現在、薄膜磁気ヘッドとしては、書き込
み用の誘導型磁気変換素子を有する記録ヘッドと読み出
し用の磁気抵抗（以下、ＭＲ（Magneto Resistive ）と
も記す。）素子を有する再生ヘッドとを積層した複合型
薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。このうち再生ヘ
ッドには、例えば、ＭＲ素子を一対のシールドギャップ
膜を介して一対のシールド膜で挟んだものが知られてい
る。ここで、各シールドギャップ膜はＭＲ素子と各シー
ルド膜とを電気的に絶縁するためのものであり、例え
ば、高い絶縁性を有する酸化アルミニウム（Ａｌ
2 Ｏ3 ）により構成される。
【０００３】ところで、このような薄膜磁気ヘッドで
は、近年におけるハードディスク装置の面記録密度の向
上に伴って、再生ヘッドの性能向上が求められている。
この再生ヘッドの再生出力を高める方法としては、ＭＲ
素子に流すセンス電流を増加させたり、またはＭＲハイ
トを短くすることが有効である。なお、ＭＲハイトとい
うのは、ＭＲ素子のエアベアリング面（記録媒体対向
面）側の端部から反対側の端部までの長さ（高さ）を言
う。
【０００４】但し、ＭＲ素子に流すセンス電流を増加さ
せると、抵抗により発生するジュール熱が増加するの
で、ＭＲ素子の温度が上昇してしまい、逆に再生出力が
低下すると共に、ＭＲ素子の寿命も短くなるということ
がある。また、ＭＲハイトを短くしても、ＭＲ素子にお
ける抵抗が大きくなり発生するジュール熱が増加するの
で、ＭＲ素子の温度が上昇してしまい、同様に、再生出
力が低下し、ＭＲ素子の寿命も短くなるということがあ
る。よって、センス電流を増加させ、またはＭＲハイト
を短くするには、ＭＲ素子の温度上昇を防止する必要が
ある。
【０００５】ところが、従来は、ＭＲ素子に直接接触し
ている各シールドギャップ膜を熱伝導率が低い酸化アル
ミニウムにより構成していたので、ＭＲ素子において発
生した熱を効率よく各シールド膜に伝達することができ
ず、ＭＲ素子の熱を効率よく放散することができなかっ
た。すなわち、ＭＲ素子の温度上昇を防止することがで
きず、センス電流およびＭＲハイトが制限されてしま
い、十分に再生出力を高くすることができなかった。
【０００６】そこで、最近では、各シールドギャップ膜
を高い熱伝導率を有する窒化アルミニウム（ＡｌＮ）に
より構成することが提案されている（特開平５−２０５
２２４号公報）。この先行技術においては、各シールド
ギャップ膜を窒化アルミニウムにより構成することのみ
が提案されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、窒化ア
ルミニウムの熱伝導率は酸化アルミニウムに比べて高い
ものの、再生出力を十分に高くすることができるほどに
は高いとは言えないので、各シールドギャップ膜を単に
窒化アルミニウムにより構成しだけでは、十分な放熱効
果を期待できないという問題があった。
【０００８】また、窒化アルミニウムは酸化アルミニウ
ムに比べて硬度が低いので、各シールドギャップ膜を窒
化アルミニウムにより構成したのでは、エアベアリング
面を研磨により形成する際に、各シールドギャップ膜が
各シールド膜およびＭＲ素子に比べてより多く研磨され
てしまい、その部分がエアベアリング面において窪んで
しまうという問題もあった。
【０００９】更に、窒化アルミニウムは酸化アルミニウ
ムに比べて残留応力が大きいので、各シールドギャップ
膜を窒化アルミニウムにより構成したのでは、剥離が起
きやすいという問題もあった。
【００１０】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、絶縁膜の熱伝導率を向上させ
た薄膜デバイス、薄膜磁気ヘッドおよび磁気抵抗効果素
子並びにそれらの製造方法を提供することにある。
【００１１】また、本発明の第２の目的は、絶縁膜の熱
伝導率および硬度を向上させた薄膜デバイス、薄膜磁気
ヘッドおよび磁気抵抗効果素子並びにそれらの製造方法
を提供することにある。
【００１２】更に、本発明の第３の目的は、絶縁膜の熱
伝導率を向上させると共に応力を低減させた薄膜デバイ
ス、薄膜磁気ヘッドおよび磁気抵抗効果素子並びにそれ
らの製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明による薄膜デバイ
スは、窒化アルミニウムを含有すると共に、窒化アルミ
ニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向し
ている絶縁膜を備えたものである。
【００１４】本発明による薄膜デバイスでは、絶縁膜に
含有される窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対
して垂直方向に配向しているので、複数の結晶面が配向
している場合あるいは無配向となっている窒化アルミニ
ウムを含有する場合に比べて、絶縁膜について更に高い
熱伝導率が得られる。
【００１５】なお、本発明による薄膜デバイスでは、絶
縁膜が更にアルゴンを含有していてもよく、この場合、
絶縁膜について高い硬度が得られる。また、例えば、絶
縁膜におけるアルゴンの含有率は０．１原子％以上５原
子％以下の範囲内であることが好ましく、１原子％以上
３原子％以下の範囲内であれば更に好ましく、１．５原
子％以上２．５原子％以下の範囲内であれば特に好まし
い。
【００１６】更に、本発明による薄膜デバイスでは、絶
縁膜が更に酸素を含有していてもよく、この場合、応力
が低減する。絶縁膜に含まれる少なくとも一部の酸素
は、アルミニウムおよび窒素のうちの少なくとも一方と
化学的に結合されていてもよい。また、例えば、絶縁膜
における酸素の含有率は１原子％以上２５原子％以下の
範囲内であることが好ましく、５原子％以上２０原子％
以下の範囲内であれば更に好ましく、１０原子％以上２
０原子％以下の範囲内であれば特に好ましい。
【００１７】本発明による薄膜磁気ヘッドは、磁気抵抗
効果素子と、この磁気抵抗効果素子を挟んで対向するよ
うに配置され磁気抵抗効果素子をシールドする第１のシ
ールド膜および第２のシールド膜と、この第１のシール
ド膜と磁気抵抗効果素子との間に設けられた第１のシー
ルドギャップ膜と、第２のシールド膜と磁気抵抗効果素
子との間に設けられた第２のシールドギャップ膜とを備
えたものであって、第１のシールドギャップ膜および第
２のシールドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少な
くとも一部は、窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アル
ミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向
している絶縁膜により構成されたものである。
【００１８】本発明による薄膜磁気ヘッドでは、磁気抵
抗効果素子にセンス電流を流すことにより情報を読み出
す。その際、磁気抵抗効果素子では、センス電流により
ジュール熱が発生する。この熱は、第１のシールドギャ
ップ膜および第２のシールドギャップ膜を介して第１の
シールド膜および第２のシールド膜に伝達され、放散さ
れる。ここでは、第１のシールドギャップ膜および第２
のシールドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なく
とも一部が窒化アルミニウムを含有すると共に、その窒
化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向
に配向しているので、第１のシールドギャップ膜および
第２のシールドギャップ膜の少なくとも一方について熱
伝導率が高くなっている。よって、磁気抵抗効果素子に
おいて発生した熱は効率的に放散され、温度の上昇が防
止される。
【００１９】なお、本発明による薄膜磁気ヘッドでは、
第１のシールドギャップ膜および第２のシールドギャッ
プ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部を構成す
る絶縁膜がアルゴンを更に含有していてもよく、この場
合、第１のシールドギャップ膜および第２のシールドギ
ャップ膜の少なくとも一方について硬度が高くなってい
る。よって、磁気抵抗効果素子の長さを研磨により制御
する際に、第１のシールドギャップ膜および前記第２の
シールドギャップ膜が過剰に研磨されることが防止され
る。
【００２０】また、本発明による薄膜磁気ヘッドでは、
第１のシールドギャップ膜および第２のシールドギャッ
プ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部を構成す
る絶縁膜が酸素を更に含有していてもよく、この場合、
第１のシールドギャップ膜および第２のシールドギャッ
プ膜の少なくとも一方について応力が低減する。よっ
て、第１のシールドギャップ膜または第２のシールドギ
ャップ膜における剥離が防止される。
【００２１】本発明による磁気抵抗効果素子は、絶縁膜
が少なくとも一部に対して形成されるものであって、絶
縁膜は、窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アルミニウ
ムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向してい
るものである。
【００２２】本発明による磁気抵抗効果素子では、絶縁
膜に含有される窒化アルミニウムの（００２）面が膜面
に対して垂直方向に配向しているので、絶縁膜の熱伝導
率が高くなっている。よって、磁気抵抗効果素子におい
て発生した熱は効率的に放散され、磁気抵抗効果素子の
温度の上昇が防止される。
【００２３】なお、本発明による磁気抵抗効果素子で
は、絶縁膜がアルゴンを更に含有していてもよい。この
場合、絶縁膜の硬度が高くなり、製造が容易となる。ま
た、絶縁膜が酸素を更に含有していてもよい。この場
合、絶縁膜の応力が低減し、剥離が防止される。
【００２４】本発明による薄膜デバイスの製造方法は、
スパッタリング法を用い、窒化アルミニウムを含有しか
つ窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直
方向に配向している絶縁膜を形成する工程を含むもので
ある。
【００２５】本発明による薄膜デバイスの製造方法で
は、スパッタリング法により、窒化アルミニウムを含有
しかつ窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して
垂直方向に配向している絶縁膜が形成される。
【００２６】なお、本発明による薄膜デバイスの製造方
法では、アルゴンを含有する雰囲気中においてスパッタ
リングをすることにより、アルゴンを更に含有する絶縁
膜を形成するようにしてもよい。また、酸素を含有する
雰囲気中においてスパッタリングをすることにより、酸
素を更に含有する絶縁膜を形成するようにしてもよい。
【００２７】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法
は、第１のシールド膜の上に、第１のシールドギャップ
膜，磁気抵抗効果素子，第２のシールドギャップ膜およ
び第２のシールド膜を順次積層する工程を含むものであ
って、第１のシールドギャップ膜および第２のシールド
ギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部
を、スパッタリング法を用い、窒化アルミニウムを含有
しかつ膜面に対して垂直方向に窒化アルミニウムの（０
０２）面が配向している絶縁膜により形成するものであ
る。
【００２８】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法で
は、第１のシールドギャップ膜および第２のシールドギ
ャップ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部が、
スパッタリング法により、窒化アルミニウムを含有しか
つ窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直
方向に配向している絶縁膜によって形成される。
【００２９】なお、本発明による薄膜磁気ヘッドの製造
方法では、第１のシールドギャップ膜および第２のシー
ルドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一
部を、アルゴンを含有する雰囲気中においてスパッタリ
ングし、アルゴンを更に含有する絶縁膜により形成する
ようにしてもよい。また、第１のシールドギャップ膜お
よび第２のシールドギャップ膜の少なくとも一方のうち
の少なくとも一部を、酸素を含有する雰囲気中において
スパッタリングし、酸素を更に含有する絶縁膜により形
成するようにしてもよい。
【００３０】本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法
は、絶縁膜が少なくとも一部に対して形成される磁気抵
抗効果素子を製造するものであって、スパッタリング法
を用い、窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アルミニウ
ムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向してい
る絶縁膜を形成するものである。
【００３１】本発明による薄膜磁気ヘッドの製造方法で
は、スパッタリング法により、窒化アルミニウムを含有
しかつ窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して
垂直方向に配向している絶縁膜が形成される。
【００３２】なお、本発明による磁気抵抗効果素子の製
造方法では、アルゴンを含有する雰囲気中においてスパ
ッタリングすることにより、アルゴンを更に含有する絶
縁膜を形成するようにしてもよい。また、酸素を含有す
る雰囲気中においてスパッタリングすることにより、酸
素を更に含有する絶縁膜を形成するようにしてもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
【００３４】図１は本発明の一実施の形態に係る薄膜磁
気ヘッドの断面構成を表すものであり、図２は図１に示
した薄膜磁気ヘッドの平面構造を表すものである。な
お、図１において、（ａ）はエアベアリング面に垂直な
図２におけるＡ−Ａ’線断面を表しており、（ｂ）は磁
極部分のエアベアリング面に平行な図２におけるＢ−
Ｂ’線断面を表している。
【００３５】この薄膜磁気ヘッドは、基板１の一面（図
１においては上）に、絶縁膜２を介して読み出し用の再
生ヘッド１０と書き込み用の記録ヘッド２０とが積層さ
れた構造を有している。基板１は、例えば、酸化アルミ
ニウムと炭化チタン（ＴｉＣ）とを含む複合材料（Ａｌ
2 Ｏ3 ・ＴｉＣ）により構成されている。絶縁膜２は、
例えば、積層方向の厚さ（以下、厚さと記す。）が約１
〜１０μｍであり、酸化アルミニウムなどの絶縁材料に
より構成されている。
【００３６】再生ヘッド１０は、第１のシールド膜１
１，第１のシールドギャップ膜１２，ＭＲ素子１３，第
２のシールドギャップ膜１４および第２のシールド膜１
５が絶縁膜２の側から順に積層された構造を有してい
る。第１のシールド膜１１および第２のシールド膜１５
は、ＭＲ素子１３を磁気的にシールド（遮蔽）するため
のものであり、ＭＲ素子１３を挟んで互いに対向するよ
うに配置されている。第１のシールド膜１１は、例え
ば、厚さが約０．５〜３μｍであり、ニッケル（Ｎｉ）
と鉄（Ｆｅ）との合金（ＮｉＦｅ合金）などの磁性材料
により構成されている。
【００３７】第２のシールド膜１５は、例えば、厚さが
約３μｍであり、ＮｉＦｅ合金あるいは窒化鉄（Ｆｅ
Ｎ）などの磁性材料により構成されている。なお、第２
のシールド膜１５は単層構造でもよいが、材料が異なる
複数の膜を積層した構造であってもよい。なお、この第
２のシールド膜１５は、記録ヘッド２０における第１の
磁極としての機能も兼ね備えている。
【００３８】第１のシールドギャップ膜１２および第２
のシールドギャップ膜１４は、第１のシールド膜１１お
よび第２のシールド膜１５とＭＲ素子１３とを電気的に
絶縁するためのものである。例えば、第１のシールドギ
ャップ膜１２および第２のシールドギャップ膜１４は、
厚さが約１０〜１００ｎｍであり、窒化アルミニウムを
主成分として含有する絶縁膜によりそれぞれ構成されて
いる。窒化アルミニウムは高い熱伝導率を有する絶縁材
料の１つであり、これにより、ＭＲ素子１３において発
生する熱を効率的に放散することができるようになって
いる。ちなみに、この絶縁膜は、多くの場合、多結晶に
より構成されている。
【００３９】なお、第１のシールドギャップ膜１２およ
び第２のシールドギャップ膜１４にそれぞれ含有される
窒化アルミニウムは、（００２）面が膜面に対して垂直
方法（ここでは基板１の一面に対して垂直方向）に配向
している。複数の結晶面が配向している場合よりも、更
に高い熱伝導率を得ることができるからである。
【００４０】また、第１のシールドギャップ膜１２およ
び第２のシールドギャップ膜１４をそれぞれ構成する各
絶縁膜は、窒化アルミニウムに加えて、少量のアルゴン
（Ａｒ）をそれぞれ含有していることが好ましい。窒化
アルミニウムの硬度は酸化アルミニウムに比べて低い
が、少量のアルゴンを含有することにより、硬度が高く
なるからである。すなわち、例えば、エアベアリング面
３を研磨により形成する際に、第１のシールドギャップ
膜１２および第２のシールドギャップ膜１４が過剰に研
磨されることを防止できるようになる。
【００４１】各絶縁膜におけるアルゴンの含有量は、
０．１原子％以上５原子％以下の範囲内であることが好
ましく、１原子％以上３原子％以下の範囲内であれば更
に好ましく、１．５原子％以上２．５原子％以下の範囲
内であれば特に好ましい。アルゴンの含有量が少ないと
硬度を十分に高くすることができず、アルゴンの含有量
が多いと逆に硬度が低くなってしまうからである。
【００４２】更に、第１のシールドギャップ膜１２およ
び第２のシールドギャップ膜１４をそれぞれ構成する各
絶縁膜は、窒化アルミニウムに加えて、酸素（Ｏ）をそ
れぞれ含有していることが好ましい。窒化アルミニウム
は酸化アルミニウムに比べて圧縮応力が大きいが、酸素
を含有することにより、圧縮応力が低減されるからであ
る。すなわち、第１のシールドギャップ膜１２および第
２のシールドギャップ膜１４における剥離を防止できる
ようになる。なお、酸素は、アルミニウムおよび窒素の
うちの少なくとも一方と化学的に結合された状態で含有
されていてもよく、それらと化学的に結合しない状態で
含有されていてもよい。
【００４３】各絶縁膜における酸素の含有量は、１原子
％以上２５原子％以下の範囲内であることが好ましく、
５原子％以上２０原子％以下の範囲内であれば更に好ま
しく、１０原子％以上１５原子％以下の範囲内であれば
特に好ましい。酸素の含有量が少ないと応力を十分に低
減させることができず、酸素の含有量が多いと熱伝導率
が低くなってしまうからである。
【００４４】ＭＲ素子１３は、図示しない磁気記録媒体
に書かれた情報を読み取るためのものであり、エアベア
リング面３の側に配置されている。ＭＲ素子１３として
は、異方性磁気抵抗（以下、ＡＭＲ（Anisotropic Magn
eto Resistive ）と記す。）効果を用いたＡＭＲ素子
と、巨大磁気抵抗（以下、ＧＭＲ（Giant Magneto Resi
stive ）と記す。）効果を用いたＧＭＲ素子とがあり、
そのどちらにより構成されていてもよい。
【００４５】例えば、ＡＭＲ素子は、ＡＭＲ効果を有す
るＡＭＲ効果膜を備えたものである。このＡＭＲ効果膜
は、例えば、ＭＲ効果を示す磁性体よりなる単層構造を
有している。また、ＧＭＲ素子は、ＧＭＲ効果を有する
ＧＭＲ効果膜を備えたものである。このＧＭＲ効果膜
は、例えば、複数の膜を組み合わせた多層構造を有して
おり、ＧＭＲ効果が発生するメカニズムに応じてその層
構造が決定されている。例えば、ＧＭＲ効果膜として
は、超格子ＧＭＲ効果膜、スピンバルブ膜、その他グラ
ニュラ膜がある。なお、ＡＭＲ素子とＧＭＲ素子とで
は、ＧＭＲ素子の方が再生出力を３〜５倍程度大きくす
ることができるようになっている。これは、ＧＭＲ効果
膜はＡＭＲ効果膜に比べて同じ外部磁界を加えたときに
大きな抵抗変化を示すからである。
【００４６】ＭＲハイト（ＭＲ素子１３のエアベアリン
グ面３の側の端部から反対側の端部までの長さ）は、例
えば、約０．１〜２．０μｍとなっている。このＭＲハ
イトは再生出力を決定する一要因であり、短いほうが再
生出力が高くなるが、短すぎるとＭＲ素子１３の温度上
昇により逆に再生出力が低くなると共に、ＭＲ素子１３
の寿命も短くなってしまうという特性を有している。よ
って、ＭＲハイトは温度上昇による悪影響を受けない程
度に短い長さであることが好ましい。ＭＲ素子１３の厚
さは例えば数十ｎｍである。
【００４７】このＭＲ素子１３には、ＭＲ素子１３を挟
んで対向するように配置された一対の電極膜１６が電気
的にそれぞれ接続されている。これら各電極膜１６は、
ＭＲ素子１３と同様に、第１のシールドギャップ膜１２
と第２のシールドギャップ膜１４との間にそれぞれ形成
されている。各電極膜１６は、例えば、厚さが約数十〜
数百ｎｍであり、永久磁石膜と導電膜とが積層された構
造をそれぞれ有している。例えば、永久磁石膜はコバル
ト（Ｃｏ）と白金（Ｐｔ）との合金（ＣｏＰｔ合金）に
より構成され、導電膜はタンタル（Ｔａ）により構成さ
れている。
【００４８】これら各電極膜１６には、エアベアリング
面３と反対側において、各引き出し電極膜１７がそれぞ
れ電気的に接続されている（図２参照）。これら各引き
出し電極膜１７は、各電極膜１６からエアベアリング面
３と反対側に向かってそれぞれ延長されており、各電極
膜１６と同様に、第１のシールドギャップ膜１２と第２
のシールドギャップ膜１４との間にそれぞれ形成されて
いる。各引き出し電極膜１７は、例えば、厚さが約５０
〜１００ｎｍであり、銅（Ｃｕ）により構成されてい
る。
【００４９】記録ヘッド２０は、記録ギャップ２１，フ
ォトレジスト２２，薄膜コイル２３，フォトレジスト２
４，薄膜コイル２５，フォトレジスト２６および第２の
磁極２７が第２のシールド膜（第１の磁極）１５の側か
ら順に積層された構造を有している。記録ギャップ２１
は、例えば、厚さが約０．２〜０．３μｍであり、酸化
アルミニウムなどの絶縁材料により構成されている。こ
の記録ギャップ２１は、薄膜コイル２３，２５の中心部
付近に開口（コンタクトホール）２１ａを有しており、
第２のシールド膜１５と第２の磁極２７とを接触させて
それらを磁気的に連結させるようになっている。
【００５０】フォトレジスト２２はスロートハイトを決
定するものであり、その厚さは例えば約１．０〜５．０
μｍとなっている。フォトレジスト２２は、エアベアリ
ング面３との間に若干の間隔を開けて配置されており、
エアベアリング面３の近傍においては第２の磁極２７が
記録ギャップ２１に接触するようになっている。また、
フォトレジスト２２は、記録ギャップ２１の開口２１ａ
に対応する位置に同様の開口２２ａを有しており、第２
のシールド膜１５と第２の磁極２７とを接触させるよう
になっている。薄膜コイル２３，２５は、例えば、厚さ
が約３μｍであり、フォトレジスト２２に対応する位置
にそれぞれ配置されている。フォトレジスト２４，２６
は、薄膜コイル２３，２５の絶縁性を確保するためのも
のであり、薄膜コイル２３，２５に対応する位置にそれ
ぞれ形成されている。
【００５１】第２の磁極２７は、例えば、厚さが約３μ
ｍであり、ＮｉＦｅ合金あるいは窒化鉄などの磁性材料
により構成されている。第２の磁極２７は、エアベアリ
ング面３から薄膜コイル２３，２５の中心部近傍まで延
長されており、エアベアリング面３の近傍においては記
録ギャップ２１と接触している。また、薄膜コイル２
３，２５の中心部近傍においては第２のシールド膜１５
と接触しており、第２のシールド膜１５と磁気的に連結
している。
【００５２】エアベアリング面３における第２の磁極２
７，記録ギャップ２１および第２のシールド膜１５のう
ち記録ギャップ２１と接触している部分の各位置は、一
列に整っており、いわゆるトリム（Trim）構造となって
いる。この構造は、狭トラックの書き込み時に発生する
磁束の広がりによる実効トラック幅の増加を防止するの
に有効である。
【００５３】なお、記録ヘッド２０の再生ヘッド１０と
反対側（図１においては上）には、全面を覆うようにオ
ーバーコート４が形成されている。オーバーコート４
は、例えば、厚さが２０〜３０μｍであり、酸化アルミ
ニウムなどの絶縁材料により構成されている。ちなみ
に、図２ではオーバーコート４を省略して表している。
【００５４】このような構成を有する薄膜磁気ヘッド
は、次のようにして製造することができる。
【００５５】図３ないし図９はその各製造工程を表すも
のである。なお、図３ないし図９において、（ａ）はエ
アベアリング面３に垂直な図２におけるＡ−Ａ’線に対
応する断面を表しており、（ｂ）は磁極部分のエアベア
リング面３に平行な図２におけるＢ−Ｂ’線に対応する
断面を表している。
【００５６】まず、図３に示したように、例えば、酸化
アルミニウムと炭化チタンとを含む複合材料よりなる基
板１の上に、例えばスパッタリング法により、酸化アル
ミニウムなどの絶縁材料よりなる絶縁膜２を形成する。
次いで、絶縁膜２の上に、例えば、スパッタリング法に
より、ＮｉＦｅ合金などの磁性材料よりなる第１のシー
ルド膜１１を選択的に形成する。
【００５７】続いて、図４に示したように、第１のシー
ルド膜１１の上に、例えば、スパッタリング法により、
主成分として窒化アルミニウムを含む絶縁膜よりなる第
１のシールドギャップ膜１２を形成する。その際、窒化
アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に
配向するようにする。また、装置内の雰囲気中にアルゴ
ンを含ませることにより、第１のシールドギャップ膜１
２を窒化アルミニウムとアルゴンとを含む絶縁膜により
構成するようにしてもよい。更に、装置内の雰囲気中に
酸素を含ませることにより、第１のシールドギャップ膜
１２を窒化アルミニウムと酸素とを含む絶縁膜により構
成するようにしてもよい。
【００５８】第１のシールドギャップ膜１２を形成した
のち、同様に図４に示したように、その上に、例えばス
パッタリング法により、ＭＲ素子１３を形成するための
ＭＲ効果膜を形成する。ＭＲ効果膜を形成したのち、そ
の上に、ＭＲ素子１３を形成すべき位置に選択的にフォ
トレジストパターン３１を形成する。このとき、リフト
オフを容易に行うことができるような形状、例えば断面
形状がＴ型のフォトレジストパターン３１を形成する。
そののち、このフォトレジストパターン３１をマスクと
して、例えばイオンミリングによりＭＲ効果膜をエッチ
ングし、ＭＲ素子１３を形成する。
【００５９】ＭＲ素子１３を形成したのち、図５に示し
たように、第１のシールドギャップ膜１２の上に、フォ
トレジストパターン３１をマスクとして、例えばスパッ
タリング法により、各電極膜１６をそれぞれ選択的に形
成する。各電極膜１６は、例えば、ＣｏＰｔ合金よりな
る永久磁石膜とタンタルよりなる導電膜とを積層するこ
とによりそれぞれ形成される。
【００６０】各電極膜１６をそれぞれ形成したのち、図
６に示したように、フォトレジストパターン３１をリフ
トオフする。そののち、ここでは図示しないが、第１の
シールドギャップ膜１２の上に、例えばスパッタリング
法により、銅よりなる各取り出し電極膜１７（図２）を
それぞれ選択的に形成する。
【００６１】各取り出し電極膜１７をそれぞれ形成した
のち、図７に示したように、第１のシールドギャップ膜
１２，ＭＲ素子１３，各電極膜１６および各引き出し電
極膜１７の上に、第１のシールドギャップ膜１２と同様
にして、第２のシールドギャップ膜１４を形成する。そ
ののち、第２のシールドギャップ膜１４の上に、例えば
スパッタリング法により、ＮｉＦｅ合金あるいは窒化鉄
などの磁性材料よりなる第２のシールド膜１５を選択的
に形成する。
【００６２】第２のシールド膜１５を形成したのち、図
８に示したように、例えば、スパッタリング法により、
酸化アルミニウムなどの絶縁材料よりなる記録ギャップ
２１をその上に形成する。そののち、記録ギャップ２１
の上に、リソグラフィ技術により、フォトレジスト２２
を選択的に形成する。次いで、フォトレジスト２２の上
に、例えばスパッタリング法により、薄膜コイル２３を
選択的に形成する。続いて、フォトレジスト２２および
薄膜コイル２３の上に、フォトレジスト２２と同様にし
て、フォトレジスト２４を選択的に形成し、その上に、
薄膜コイル２３と同様にして、薄膜コイル２５を選択的
に形成する。更に、フォトレジスト２４および薄膜コイ
ル２５の上に、フォトレジスト２２と同様にして、フォ
トレジスト２６を選択的に形成する。
【００６３】フォトレジスト２６を形成したのち、図９
に示したように、記録ギャップ２１を部分的にエッチン
グし、薄膜コイル２３，２５の中心部近傍に開口２１ａ
を形成する。そののち、記録ギャップ２１、フォトレジ
スト２２，２４，２６の上に、例えばスパッタリング法
により、ＮｉＦｅ合金あるいは窒化鉄などの磁性材料よ
りなる第２の磁極２７を選択的に形成する。
【００６４】第２の磁極２７を形成したのち、この第２
の磁極２７をマスクとして、例えば、イオンミリングに
より、記録ギャップ２１および第２のシールド膜１５の
一部をエッチングする。そののち、第２の磁極２７の上
に、例えばスパッタリング法により、酸化アルミニウム
よりなるオーバーコート４を形成する。最後に、スライ
ダの機械加工を行って、記録ヘッド２０および再生ヘッ
ド１０のエアベアリング面３を形成する。ここにおい
て、第１のシールドギャップ膜１２および第２のシール
ドギャップ膜１４を窒化アルミニウムとアルゴンとを含
む絶縁膜によりそれぞれ構成するようにすれば、それら
が高い硬度を有するようになるので、機械加工の際にそ
れらが過剰に研磨されることが防止される。これによ
り、図１に示した薄膜磁気ヘッドが完成する。
【００６５】このようにして製造された薄膜磁気ヘッド
では、記録ヘッド２０の薄膜コイル２３，２５に電流を
流すことにより、書き込み用の磁束を発生させ、図示し
ない磁気記録媒体に情報を記録する。また、再生ヘッド
１０のＭＲ素子１３にセンス電流を流し、図示しない磁
気記録媒体から洩れる磁束を検出することにより、図示
しない磁気記録媒体に記録されている情報を読み出す。
【００６６】その際、ＭＲ素子１３では、センス電流に
よりジュール熱が発生する。但し、ここでは、第１のシ
ールドギャップ膜１２および第２のシールドギャップ膜
１４が窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アルミニウム
の（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向している
絶縁膜によりそれぞれ構成されているので、それらは高
い熱伝導率を有している。よって、ＭＲ素子１３におい
て発生した熱は、第１のシールドギャップ膜１２および
第２のシールドギャップ膜１４を介して第１のシールド
膜１１および第２のシールド膜１５に効率的に伝達さ
れ、効率的に放散される。従って、ＭＲ素子１３の温度
上昇が防止される。すなわち、再生出力が高くなり、寿
命が延長される。
【００６７】また、この薄膜磁気ヘッドでは、第１のシ
ールドギャップ膜１２および第２のシールドギャップ膜
１４を窒化アルミニウムと酸素とを含有する絶縁膜によ
りそれぞれ構成するようにすれば、それらの圧縮応力が
低減される。よって、第１のシールドギャップ膜１２お
よび第２のシールドギャップ膜１４における剥離が防止
され、品質が向上すると共に、寿命が延長される。
【００６８】このように本実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドによれば、窒化アルミニウムを含有し、かつ窒化ア
ルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配
向している絶縁膜により第１のシールドギャップ膜１２
および第２のシールドギャップ膜１４をそれぞれ構成す
るようにしたので、それらの熱伝導率を高くすることが
できる。よって、読み出しの際にＭＲ素子１３において
発生した熱を第１のシールドギャップ膜１２および第２
のシールドギャップ膜１４を介して第１のシールド膜１
１および第２のシールド膜１５に効率的に伝達し、放散
することができる。従って、ＭＲ素子１３の温度上昇を
防止することができ、再生出力を高くすることができる
と共に、寿命を延長させることができる。
【００６９】また、窒化アルミニウムとアルゴンとを含
む絶縁膜により第１のシールドギャップ膜１２および第
２のシールドギャップ膜１４をそれぞれ構成するように
すれば、それらの硬度を高くすることができる。よっ
て、エアベアリング面３を機械加工により形成する際
に、第１のシールドギャップ膜１２および第２のシール
ドギャップ膜１４が過剰に研磨されることを防止するこ
とができる。
【００７０】更に、窒化アルミニウムと酸素とを含有す
る絶縁膜により第１のシールドギャップ膜１２および第
２のシールドギャップ膜１４をそれぞれ構成するように
すれば、それらの圧縮応力を低減させることができる。
よって、第１のシールドギャップ膜１２および第２のシ
ールドギャップ膜１４における剥離を防止することがで
き、品質が向上すると共に、寿命を延長させることがで
きる。
【００７１】加えて、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法によれば、第１のシールドギャップ膜１２
および第２のシールドギャップ膜１４をそれぞれ形成す
る際に、スパッタリング法を用い、窒化アルミニウムの
（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向するように
したので、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを容易に
製造することができる。
【００７２】更にまた、その際に、装置内の雰囲気中に
アルゴンを含ませるようにすれば、容易に窒化アルミニ
ウムとアルゴンとを含有する絶縁膜を形成することがで
き、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを容易に製造す
ることができる。加えてまた、その際に、装置内の雰囲
気中に酸素を含ませるようにすれば、容易に窒化アルミ
ニウムと酸素とを含有する絶縁膜を形成することがで
き、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドを容易に製造す
ることができる。
【００７３】
【実施例】更に、本発明の具体的な実施例について詳細
に説明する。
【００７４】（第１の実施例）本実施例では、上記実施
の形態において説明した再生ヘッド１０の部分につい
て、第１のシールドギャップ膜１２および第２のシール
ドギャップ膜１４を、窒化アルミニウムの（００２）面
が膜面に対して垂直方向に配向している絶縁膜により形
成し、その特性を調べた。よって、ここでは、図１を参
照し、上記実施の形態と同一の符号を用いて説明する。
【００７５】まず、酸化アルミニウムと炭化チタンとを
含む複合材料よりなる基板１の上に、酸化アルミニウム
よりなる絶縁膜２を介して、スパッタリング法により、
厚さ２μｍのＮｉＦｅ合金よりなる第１のシールド膜１
１を形成した。次いで、第１のシールド膜１１の上に、
ＲＦ（Radio Frequency ）マグネトロンスパッタリング
法により、厚さ７０ｎｍの窒化アルミニウムを主として
含有する多結晶の絶縁膜よりなる第１のシールドギャッ
プ膜１２を形成した。その際、ターゲットにはアルミニ
ウムを用い、装置内はアルゴンガスと窒素ガスとの混合
ガス雰囲気とした。また、基板１に印加するバイアス電
圧を調節して窒化アルミニウムの結晶の向きを制御し
た。ここでは、バイアス電圧を０Ｖとし、窒化アルミニ
ウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向する
ようにした。
【００７６】ここで、このようにして形成した第１のシ
ールドギャップ膜１２について、Ｘ線回折により窒化ア
ルミニウムの配向を調べた。図１０にそのＸ線回折パタ
ーンを示す。このように、Ｘ線回折パターンには窒化ア
ルミニウムの（００２）面を示すピークのみが現れ、他
のピークは現れなかった。すなわち、この第１のシール
ドギャップ膜１２では、窒化アルミニウムの（００２）
面が膜面に対して垂直方向に配向していることが確認さ
れた。
【００７７】なお、比較例として、印加するバイアス電
圧を−１００Ｖとしたことを除き、本実施例と同一条件
により第１のシールドギャップ膜を形成し、その配向を
Ｘ線回折により調べた。図１１にそのＸ線回折パターン
を示す。このように、Ｘ線回折パターンには窒化アルミ
ニウムの（１００）面，（００２）面，（１０１）面お
よび（１０２）面を示すピークが現れた。すなわち、こ
の第１のシールドギャップ膜１２では、窒化アルミニウ
ムの複数の面が膜面に対して垂直方向に配向しているこ
とが確認された。これにより、スパッタリングにおいて
印加電圧を調節すれば、窒化アルミニウムの結晶の向き
を制御できることが分かった。
【００７８】そののち、第１のシールドギャップ膜１２
の上に、スパッタリング法により、厚さ１２ｎｍのニッ
ケルと鉄とクロム（Ｃｒ）との合金膜，厚さ７．５ｎｍ
のタンタル膜および厚さ１２ｎｍのＮｉＦｅ合金膜を順
次積層し、それらを選択的にエッチングしてＭＲ素子１
３を形成した。ＭＲ素子１３を形成したのち、第１のシ
ールドギャップ膜１２の上に、例えばスパッタリング法
により、厚さ５０ｎｍのＣｏＰｔ合金よりなる永久磁石
膜と厚さ１００ｎｍのタンタルよりなる導電膜とを順次
積層し、各電極膜１６をそれぞれ選択的に形成した。
【００７９】各電極膜１６をそれぞれ形成したのち、第
１のシールドギャップ膜１２の上に、スパッタリング法
により、厚さ１００ｎｍの銅よりなる各取り出し電極膜
１７をそれぞれ選択的に形成した。各取り出し電極膜１
７をそれぞれ形成したのち、第１のシールドギャップ膜
１２，ＭＲ素子１３，各電極膜１６および各引き出し電
極膜１７の上に、第１のシールドギャップ膜１２と同様
にして、第２のシールドギャップ膜１４を形成した。
【００８０】第２のシールドギャップ膜１４を形成した
のち、その上に、スパッタリング法により、ＮｉＦｅ合
金よりなる第２のシールド膜１５を選択的に形成した。
そののち、スライダの機械加工によりエアベアリング面
３を形成した。なお、その際、ＭＲハイトを異ならせ、
ＭＲ素子１３の抵抗が異なるものを複数形成した。これ
により、ＭＲ素子１３の抵抗が異なる複数の再生ヘッド
１０をそれぞれ完成した。
【００８１】このようにして形成した各再生ヘッド１０
について、まず、各ＭＲ素子１３の抵抗に関する温度係
数をそれぞれ求めた。具体的には、形成した各再生ヘッ
ド１０を加熱装置内に挿入して温度を上昇させ、所定の
温度ごとに温度上昇が無視できる程度に小さい１ｍＡの
直流電流を各ＭＲ素子１３に流して各ＭＲ素子１３の抵
抗の変化を測定し、その温度係数をそれぞれ求めた。
【００８２】次いで、各再生ヘッド１０について各ＭＲ
素子１３に１０ｍＡのセンス電流を流し、各ＭＲ素子１
３の抵抗の変化をそれぞれ測定した。その結果と先に求
めた各温度係数とから、各ＭＲ素子１３の温度を求め
た。図１２にＭＲ素子１３の抵抗と温度との関係を示
す。なお、この関係から、センス電流を流した時にＭＲ
素子１３の抵抗に応じて発生した熱がどの程度放散され
たかを見ることができる。すなわち、ＭＲ素子１３の温
度上昇の程度が大きければ放散効率は低く、温度上昇の
程度が小さければ放散効率は高いことが分かる。
【００８３】また、比較例として、窒化アルミニウムの
複数の面が膜面に対して垂直方向に配向している絶縁膜
により第１のシールドギャップ膜および第２のシールド
ギャップ膜をそれぞれ形成したことを除き、本実施例と
同一の条件により再生ヘッドを形成した。この比較例に
ついても、本実施例と同様にしてＭＲ素子の抵抗と温度
との関係を調べた。その結果を同様に図１２に示す。
【００８４】図１２から、本実施例の方が比較例に比べ
て各ＭＲ素子１３の温度上昇の程度が低く、ＭＲ素子１
３において発生した熱を効率よく放散できることが分か
った。すなわち、窒化アルミニウムの（００２）面を膜
面に対して垂直方向に配向させた方が熱伝導率を高くで
きることが分かった。
【００８５】（第２の実施例）本実施例では、窒化アル
ミニウムとアルゴンとを含有する絶縁膜を形成し、その
特性を調べた。
【００８６】試験用基板の上に、ＲＦマグネトロンスパ
ッタリング法により、窒化アルミニウムを主として含有
すると共に少量のアルゴンを含有する多結晶の絶縁膜を
形成した。その際、ターゲットにはアルミニウムを用
い、装置内はアルゴンガスと窒素ガスとの混合ガス雰囲
気とした。また、印加するバイアス電圧を変化させ、ア
ルゴンの含有量が異なるものを複数形成した。なお、本
実施例においても、バイアス電圧を調節することによ
り、窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂
直方向に配向するようにした。
【００８７】このようにして形成した各絶縁膜につい
て、蛍光Ｘ線分析によりアルゴンの含有量をそれぞれ測
定した。また、各絶縁膜について、ビッカース硬度計に
より硬度をそれぞれ測定した。図１３にアルゴンの含有
量と硬度との関係を示す。図１３から、アルゴンの含有
量が少ないと硬度を十分に高くすることができず、アル
ゴンの含有量が多いと逆に硬度が低くなってしまうこと
が分かった。具体的には、アルゴンの含有量は０．１原
子％以上５原子％以下の範囲内が好ましく、１原子％以
上３原子％以下の範囲内であれば更に好ましく、１．５
原子％以上２．５原子％以下の範囲内であれば特に好ま
しいことが分かった。
【００８８】（第３の実施例）本実施例では、上記実施
の形態において説明した再生ヘッド１０の部分につい
て、第１のシールドギャップ膜１２および第２のシール
ドギャップ膜１４を、窒化アルミニウムと酸素とを含有
する絶縁膜により形成し、その特性を調べた。よって、
ここでは、図１を参照し、上記実施の形態と同一の符号
を用いて説明する。
【００８９】まず、第１の実施例と同様にして、基板１
の上に、絶縁膜２を介して第１のシールド膜１１を形成
した。次いで、第１の実施例と同様にして、窒化アルミ
ニウムと酸素とを含有する絶縁膜よりなる第１のシール
ドギャップ膜１２を形成した。但し、その際、装置内は
アルゴンガスと窒素ガスと酸素ガスとの混合ガス雰囲気
とし、酸素ガスの濃度を変化させることにより第１のシ
ールドギャップ膜１２における酸素の含有量が異なるも
のを複数形成した。ちなみに、本実施例においても、窒
化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向
に配向するようにした。ここで、このようにして形成し
た各第１のシールドギャップ膜１２について、蛍光Ｘ線
分析により酸素の含有量をそれぞれ測定した。
【００９０】続いて、第１の実施例と同様にして、ＭＲ
素子１３，各電極膜１６および各引き出し電極膜１７を
それぞれ順次形成した。そののち、第１のシールドギャ
ップ膜１２と同様にして、第２のシールドギャップ膜１
４をそれぞれ形成した。第２のシールドギャップ膜１４
を形成したのち、第１の実施例と同様にして、第２のシ
ールド膜１５およびエアベアリング面３をそれぞれ形成
した。これにより、第１のシールドギャップ膜１２およ
び第２のシールドギャップ膜１４における酸素の含有量
が異なる複数の再生ヘッド１０をそれぞれ完成した。
【００９１】このようにして形成した各再生ヘッド１０
について、第１の実施例と同様にして、１０ｍＡのセン
ス電流を流したときの各ＭＲ素子１３の抵抗の変化をそ
れぞれ測定し、各ＭＲ素子１３の温度をそれぞれ求め
た。図１４に酸素の含有量とＭＲ素子の温度との関係を
示す。
【００９２】また、シリコン（Ｓｉ）よりなる基板の上
に、上述の第１のシールドギャップ層１１と同様にし
て、窒化アルミニウムと酸素とを含有しかつ窒化アルミ
ニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向し
ている絶縁膜を形成した。なお、ここでも、酸素の含有
量が異なるものを複数形成した。そののち、この絶縁膜
について、蛍光Ｘ線分析により酸素の含有量をそれぞれ
測定すると共に、基板のそり量から応力を測定した。図
１４に酸素の含有量と応力との関係もあわせて示す。
【００９３】図１４から、酸素の含有量が少ないと応力
を十分に低減させることができず、酸素の含有量が多い
と熱伝導率が低くなってしまうことが分かった。具体的
には、酸素の含有量は１原子％以上２５原子％以下の範
囲内が好ましく、５原子％以上２０原子％以下の範囲内
であれば更に好ましく、１０原子％以上１５原子％以下
の範囲内であれば特に好ましいことが分かった。
【００９４】以上、実施の形態および各実施例を挙げて
本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態および
各実施例に限定されるものではなく、種々変形させるこ
とができる。例えば、上記実施の形態では、第１のシー
ルドギャップ膜１２および第２のシールドギャップ膜１
４の全体を、窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アルミ
ニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向し
ている絶縁膜により構成するようにしたが、それらの少
なくとも一方のうちの少なくとも一部をこのような絶縁
膜により構成するようにしてもよい。また、窒化アルミ
ニウムに加えてアルゴンまたは酸素またはその両方を含
有する絶縁膜により構成する場合も同様である。
【００９５】更に、上記実施の形態では、第１のシール
ドギャップ膜１２および第２のシールドギャップ膜１４
をこれらの絶縁膜により構成する場合について説明した
が、絶縁膜２，記録ギャップ２１，フォトレジスト２
２，２４，２６あるいはオーバーコート４をこれらの絶
縁膜により構成するようにしてもよい。
【００９６】加えて、上記実施の形態では、薄膜磁気ヘ
ッドについて本発明を適用する場合について説明した
が、本発明は、絶縁膜を備えた薄膜デバイスについて広
く適用され、特に、放熱性が問題となる場合に有効であ
る。
【００９７】また、上記実施の形態では、基板１の側に
再生ヘッド１０を形成し、その上に記録ヘッド２０を積
層させた構造の薄膜磁気ヘッドについて説明したが、基
板１の側に記録ヘッドを形成し、その上に再生ヘッドを
積層した構造とするようにしてもよい。
【００９８】また、上記実施の形態では、本発明の磁気
抵抗効果素子を薄膜磁気ヘッドに適用した例について説
明したが、その他、例えば加速度検出に用いるＭＲセン
サなどにも適用可能である。
【００９９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし１０
のいずれか１に記載の薄膜デバイスによれば、窒化アル
ミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向
している絶縁膜を備えるようにしたので、絶縁膜の熱伝
導率を高くすることができる。よって、薄膜デバイスに
おいて発生した熱を効率的に放散することができ、薄膜
デバイスの温度が上昇することを防止することができる
という効果を奏する。
【０１００】特に、請求項２ないし１０のいずれか１に
記載の薄膜デバイスによれば、絶縁膜が更にアルゴンを
含有するようにしたので、絶縁膜の硬度を高くすること
ができる。よって、薄膜デバイスの加工が容易となると
いう効果を奏する。
【０１０１】また、請求項６ないし１０のいずれか１に
記載の薄膜デバイスによれば、絶縁膜が更に酸素を含有
するようにしたので、絶縁膜の応力を低減させることが
できる。よって、絶縁膜における剥離を防止することが
でき、薄膜デバイスの品質が向上すると共に、寿命を延
長させることができるという効果を奏する。
【０１０２】更に、請求項１１ないし１３のいずれか１
に記載の薄膜磁気ヘッドによれば、第１のシールドギャ
ップ膜および第２のシールドギャップ膜の少なくとも一
方のうちの少なくとも一部を、窒化アルミニウムの（０
０２）面が膜面に対して垂直方向に配向している絶縁膜
により構成するようにしたので、第１のシールドギャッ
プ膜および第２のシールドギャップ膜の少なくとも一方
の熱伝導率を高くすることができる。よって、読み出し
の際に磁気抵抗効果素子において発生した熱を第１のシ
ールドギャップ膜および第２のシールドギャップ膜を介
して第１のシールド膜および第２のシールド膜に効率的
に伝達し、放散することができる。従って、磁気抵抗効
果素子の温度が上昇することを防止でき、再生出力を高
くすることができると共に、寿命を延長させることがで
きるという効果を奏する。
【０１０３】特に、請求項１２または１３記載の薄膜磁
気ヘッドによれば、第１のシールドギャップ膜および第
２のシールドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少な
くとも一部を、更にアルゴンを含有する絶縁膜により構
成するようにしたので、第１のシールドギャップ膜およ
び第２のシールドギャップ膜の少なくとも一方の硬度を
高くすることができる。よって、エアベアリング面を機
械加工により形成する際に、第１のシールドギャップ膜
および第２のシールドギャップ膜が過剰に研磨されるこ
とを防止することができるという効果を奏する。
【０１０４】また、請求項１３記載の薄膜磁気ヘッドに
よれば、第１のシールドギャップ膜および第２のシール
ドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部
を、更に酸素を含有する絶縁膜により構成するようにし
たので、第１のシールドギャップ膜および第２のシール
ドギャップ膜の少なくとも一方の応力を低減することが
できる。よって、第１のシールドギャップ膜および第２
のシールドギャップ膜における剥離を低減させることが
でき、品質が向上すると共に、寿命を延長させることが
できるという効果を奏する。
【０１０５】加えて、請求項１４ないし１６のいずれか
１に記載の磁気抵抗効果素子によれば、絶縁膜において
窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方
向に配向するようにしたので、絶縁膜の熱伝導率を高く
することができる。よって、磁気抵抗効果素子において
発生した熱を効率的に放散することができ、磁気抵抗効
果素子の温度が上昇することを防止することができると
いう効果を奏する。
【０１０６】特に、請求項１５または１６記載の磁気抵
抗効果素子によれば、絶縁膜が更にアルゴンを含有する
ようにしたので、絶縁膜の硬度を高くすることができ
る。よって、磁気抵抗効果素子の加工が容易となるとい
う効果を奏する。
【０１０７】また、請求項１６記載の磁気抵抗効果素子
によれば、絶縁膜が更に酸素を含有するようにしたの
で、絶縁膜の応力を低減させることができる。よって、
絶縁膜における剥離を防止することができ、磁気抵抗効
果素子の品質が向上すると共に、寿命を延長させること
ができるという効果を奏する。
【０１０８】更にまた、請求項１７ないし１９のいずれ
か１に記載の薄膜デバイスの製造方法または請求項２０
ないし２２のいずれか１に記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法または請求項２３ないし２５のいずれか１に記載の
磁気抵抗効果素子の製造方法によれば、スパッタリング
により、窒化アルミニウムの（００２）面を膜面に対し
て垂直方向に配向させるようにしたので、本発明の薄膜
デバイスまたは薄膜磁気ヘッドを容易に製造することが
できる。よって、本発明の薄膜デバイスまたは薄膜磁気
ヘッドまたは磁気抵抗効果素子を容易に実現することが
できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの
構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した薄膜磁気ヘッドの構成を表す平面
図である。
【図３】図１に示した薄膜磁気ヘッドの一製造工程を表
す断面図である。
【図４】図３に続く製造工程を表す断面図である。
【図５】図４に続く製造工程を表す断面図である。
【図６】図５に続く製造工程を表す断面図である。
【図７】図６に続く製造工程を表す断面図である。
【図８】図７に続く製造工程を表す断面図である。
【図９】図８に続く製造工程を表す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施例における第１のシール
ドギャップ膜のＸ線回折パターンである。
【図１１】比較例のＸ線回折パターンである。
【図１２】本発明の第１の実施例におけるＭＲ素子の抵
抗と温度との関係を表す特性図である。
【図１３】本発明の第２の実施例におけるアルゴンの含
有量と硬度との関係を表す特性図である。
【図１４】本発明の第３の実施例における酸素の含有量
と応力とＭＲ素子の温度との関係を表す特性図である。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁膜、３…エアベアリング面、４…オ
ーバーコート、１０…再生ヘッド、１１…第１のシール
ド膜、１２…第１のシールドギャップ膜、１３…ＭＲ素
子、１４…第２のシールドギャップ膜、１５…第２のシ
ールド膜、１６…電極膜、１７…引き出し電極膜、２０
…記録ヘッド、２１…記録ギャップ、２２，２４，２６
…フォトレジスト、２３，２５…薄膜コイル、２７…第
２の磁極、３１…フォトレジストパターン

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 窒化アルミニウムを含有すると共に、窒
    化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向
    に配向している絶縁膜を備えたことを特徴とする薄膜デ
    バイス。
  2. 【請求項２】 前記絶縁膜は、更に、アルゴンを含有す
    ることを特徴とする請求項１記載の薄膜デバイス。
  3. 【請求項３】 前記絶縁膜は、アルゴンを０．１原子％
    以上５原子％以下の範囲内で含有することを特徴とする
    請求項２記載の薄膜デバイス。
  4. 【請求項４】 前記絶縁膜は、アルゴンを１原子％以上
    ３原子％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求
    項２記載の薄膜デバイス。
  5. 【請求項５】 前記絶縁膜は、アルゴンを１．５原子％
    以上２．５原子％以下の範囲内で含有することを特徴と
    する請求項２記載の薄膜デバイス。
  6. 【請求項６】 前記絶縁膜は、更に、酸素を含有するこ
    とを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１に記載の
    薄膜デバイス。
  7. 【請求項７】 前記絶縁膜は、少なくとも一部の酸素
    を、アルミニウムおよび窒素のうちの少なくとも一方と
    化学的に結合された状態で含有することを特徴とする請
    求項６記載の薄膜デバイス。
  8. 【請求項８】 前記絶縁膜は、酸素を１原子％以上２５
    原子％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項
    ６または７記載の薄膜デバイス。
  9. 【請求項９】 前記絶縁膜は、酸素を５原子％以上２０
    原子％以下の範囲内で含有することを特徴とする請求項
    ６または７記載の薄膜デバイス。
  10. 【請求項１０】 前記絶縁膜は、酸素を１０原子％以上
    １５原子％以下の範囲内で含有することを特徴とする請
    求項６または７記載の薄膜デバイス。
  11. 【請求項１１】 磁気抵抗効果素子と、この磁気抵抗効
    果素子を挟んで対向するように配置され前記磁気抵抗効
    果素子をシールドする第１のシールド膜および第２のシ
    ールド膜と、この第１のシールド膜と前記磁気抵抗効果
    素子との間に設けられた第１のシールドギャップ膜と、
    前記第２のシールド膜と前記磁気抵抗効果素子との間に
    設けられた第２のシールドギャップ膜とを備えた薄膜磁
    気ヘッドであって、 前記第１のシールドギャップ膜および前記第２のシール
    ドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部
    は、窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アルミニウムの
    （００２）面が膜面に対して垂直方向に配向している絶
    縁膜により構成されたことを特徴とする薄膜磁気ヘッ
    ド。
  12. 【請求項１２】 前記絶縁膜は、更に、アルゴンを含有
    することを特徴とする請求項１１記載の薄膜磁気ヘッ
    ド。
  13. 【請求項１３】 前記絶縁膜は、更に、酸素を含有する
    ことを特徴とする請求項１１または１２記載の薄膜磁気
    ヘッド。
  14. 【請求項１４】 絶縁膜が少なくとも一部に対して形成
    される磁気抵抗効果素子であって、 前記絶縁膜は、窒化アルミニウムを含有しかつ窒化アル
    ミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向に配向
    していることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
  15. 【請求項１５】 前記絶縁膜は、更に、アルゴンを含有
    することを特徴とする請求項１４記載の磁気抵抗効果素
    子。
  16. 【請求項１６】 前記絶縁膜は、更に、酸素を含有する
    ことを特徴とする請求項１４または１５記載の磁気抵抗
    効果素子。
  17. 【請求項１７】 スパッタリング法を用い、窒化アルミ
    ニウムを含有しかつ窒化アルミニウムの（００２）面が
    膜面に対して垂直方向に配向している絶縁膜を形成する
    工程を含むことを特徴とする薄膜デバイスの製造方法。
  18. 【請求項１８】 アルゴンを含む雰囲気中においてスパ
    ッタリングをすることにより、アルゴンを更に含有する
    絶縁膜を形成することを特徴とする請求項１７記載の薄
    膜デバイスの製造方法。
  19. 【請求項１９】 酸素を含む雰囲気中においてスパッタ
    リングをすることにより、酸素を更に含有する絶縁膜を
    形成することを特徴とする請求項１７または１８記載の
    薄膜デバイスの製造方法。
  20. 【請求項２０】 第１のシールド膜の上に、第１のシー
    ルドギャップ膜，磁気抵抗効果素子，第２のシールドギ
    ャップ膜および第２のシールド膜を順次積層する工程を
    含む薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、 第１のシールドギャップ膜および第２のシールドギャッ
    プ膜の少なくとも一方のうちの少なくとも一部を、スパ
    ッタリング法を用い、窒化アルミニウムを含有しかつ窒
    化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直方向
    に配向している絶縁膜により形成することを特徴とする
    薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  21. 【請求項２１】 第１のシールドギャップ膜および第２
    のシールドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なく
    とも一部を、アルゴンを含む雰囲気中においてスパッタ
    リングし、アルゴンを更に含有する絶縁膜により形成す
    ることを特徴とする請求項２０記載の薄膜磁気ヘッドの
    製造方法。
  22. 【請求項２２】 第１のシールドギャップ膜および第２
    のシールドギャップ膜の少なくとも一方のうちの少なく
    とも一部を、酸素を含む雰囲気中においてスパッタリン
    グし、酸素を更に含有する絶縁膜により形成することを
    特徴とする請求項２０または２１記載の薄膜磁気ヘッド
    の製造方法。
  23. 【請求項２３】 絶縁膜が少なくとも一部に対して形成
    される磁気抵抗効果素子の製造方法であって、 スパッタリング法を用い、窒化アルミニウムを含有しか
    つ窒化アルミニウムの（００２）面が膜面に対して垂直
    方向に配向している絶縁膜を形成することを特徴とする
    磁気抵抗効果素子の製造方法。
  24. 【請求項２４】 アルゴンを含む雰囲気中においてスパ
    ッタリングをすることにより、アルゴンを更に含有する
    絶縁膜を形成することを特徴とする請求項２３記載の磁
    気抵抗効果素子の製造方法。
  25. 【請求項２５】 酸素を含む雰囲気中においてスパッタ
    リングをすることにより、酸素を更に含有する絶縁膜を
    形成することを特徴とする請求項２３または２４記載の
    磁気抵抗効果素子の製造方法。
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