JP3344028B2 - 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法Info
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Description
いられる磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法に関するもの
である。
れに用いる薄膜磁気ヘッドにも種々の高性能化が要求さ
れている。その一環として、磁気抵抗効果型ヘッドの利
用がある。磁気抵抗効果型ヘッドは出力が周速に依存し
ないため、小径ディスク装置の容量増加に多大な効果を
与えるが、実用上はまだ多くの技術的課題を有してい
る。特に磁気抵抗効果型ヘッドの利点が大きく発揮され
る狭トラックヘッドに関して、磁気抵抗効果素子部から
電極を取り出すリード層の形状及びその製造方法におい
て大きな課題がある。
方法を用いて製造したハードディスクドライブ用の薄膜
磁気ヘッドの構成を、図4、図5を参照して説明する。
図4は従来の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法を用いて
製造した薄膜磁気ヘッドを示す斜視図、図5は図4のA
部の部分拡大断面図である。磁気抵抗効果型ヘッドは再
生専用のヘッドであり、通常の記録動作用のインダクテ
ィブヘッドと一体化された形で使用されるので、以下記
録ヘッドも含めて説明する。薄膜磁気ヘッドはセラミッ
ク基板上に薄膜形成技術を用いて素子を形成し、図4の
ような磁気ディスク装置用のスライダー1とした状態で
使用し、薄膜磁気ヘッドを装置に搭載する時は浮上レー
ル2に対して裏面側に平行にジンバルを接着して磁気ヘ
ッドアセンブリ状態として用いる。この浮上レール2は
用途に応じて種々の形態をとり、機械加工やイオンビー
ムエッチング等により2〜3本形成される。図4は機械
加工で3本の浮上レール2を形成した場合を示してい
る。薄膜磁気ヘッドは図4のスライダー1の手前側、動
作時には媒体の回転方向に対して後端面に形成されてお
り、図4中、3が上部絶縁層、4は上部磁性層、5が後
工程でワイヤーをボンディングするためのパッド部であ
る。
は記録部及び再生部に少なくとも2ヶ所ずつの端子が必
要であるからである。
ヘッドの製造方法を説明する。まずスパッタ法により形
成したアルミナ等の絶縁物7で被覆されたセラミックか
らなる基板6上に、電気メッキ法あるいはスパッタ法に
よりパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料に
より下部シールド層8を形成し、次にスパッタ法により
アルミナ等の絶縁材料からなる下部シールドギャップ層
9を形成し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部10を
順次積層する。この磁気抵抗効果素子部10は図5中単
層で示しているが、磁気抵抗効果素子部10を駆動する
際のバイアス方式によって、2〜4層構成となることも
ある。
の密着力を強化するためのクロム、チタン、タンタル等
の密着強化層を用いてリード層11を形成し、アルミナ
等の絶縁材料により上部シールドギャップ層12を形成
し、電気メッキ法あるいはスパッタ法で形成したパーマ
ロイや鉄系合金を用いて上部シールド層13を順次積層
して再生ヘッド部の作成が終了する。
ルド層13上に記録部の下部磁性層14を電気メッキ法
等により形成する。なお上部シールド層13と下部磁性
層14の磁気的結合を防止するため、この2層の間にア
ルミナ等の絶縁材料からなる分離層を入れる場合もあ
る。次に記録部のギャップ層15を積層した後、図示し
ていないノボラック系あるいはポリイミド系等の樹脂か
らなる下部絶縁層、電気メッキ法等により形成した下部
コイル層、下部絶縁像と同様に上部絶縁層を順次積層
し、電気メッキ法等により上部磁性層16を積層し、最
後にアルミナ等の保護層17で保護した形とする。
に示した部分拡大平面図、図7は図6の磁気抵抗効果素
子部のB−B断面図である。磁気抵抗効果素子部10は
磁束応答型再生ヘッドであるため、媒体の速度に依存し
ない再生出力が得られるが、その出力は磁気抵抗効果素
子部10の高さHが低いほど、薄厚tが薄いほど大きく
なる。通常リード層11の幅L及び薄厚Tは、磁気抵抗
効果素子部10の高さ(幅)H及び薄厚tより大きく、
Lが数十μm、Tが1000〜2000Åに対してHが
1〜3μm、tがバイアス層を含めて500〜1000
Åである。磁気抵抗効果型ヘッドのうち、構造上最も電
気抵抗が大きい領域は磁気抵抗効果素子部10である。
部10とリード層11の接合部を図7を参照しながら説
明する。さて、リード層11の端面の形状は理想的には
磁気抵抗効果素子部10に対して直角であることがよい
が、形成プロセスにおいて下層に位置する磁性抵抗効果
素子部10にダメージを与えたくないとか、磁気抵抗効
果素子部10と上部シールド層13との間隔を狭くした
い等の理由から、リード層11は通常、リフトオフ法を
用いて作成される。リフトオフ法はフォトレジスト等に
よりパターンを形成した後、スパッタや蒸着法により膜
を付着し、フォトレジスト等のパターン上に付着した膜
をフォトレジスト等と同時に除去して必要とする材料の
パターンを得る方法であるため以下の性質がある。即
ち、図8に示すように、スパッタや蒸着法によりある直
立したパターン18の近傍に膜をつけようとする場合、
パターン18の近傍への粒子の付着確率が減少するた
め、膜厚はパターン18に近づくにつれて徐々に減少す
る。この傾向はパターンの高さUが高い程顕著となり、
一定膜厚になるまでの幅Sも大きくなっていく。上記の
理由から、図7に示したようにリード層11の端面の断
面形状は、磁気抵抗効果素子部10に対して鋭角であっ
て、磁気抵抗効果素子部10との接合点Cから一定膜厚
になる位置までの幅Sの間徐々に膜厚が変化することと
なる。ここで、磁気抵抗効果素子部10の再生トラック
幅は、リード層11と磁気抵抗効果素子部10の接合点
Cとの間の距離T.W.で規定されるが、このような形
状のリード層11の端面ではリード層11と磁気抵抗効
果素子部10が接合していても、磁気抵抗効果素子部1
0の抵抗に比べてリード層11の抵抗があまり小さくな
い領域が幅Sの間に存在する。そのような領域の磁気抵
抗効果素子部10は外部磁界による抵抗変化を、リード
層11の端子間の電圧の変化としてしまうため、実効的
には再生トラック幅が広くなってしまう。この際、磁気
抵抗変化は、リード層11と磁気抵抗効果素子部10の
接合部において、リード層11が厚くなる方向でリード
端子間の電圧変化に寄与する抵抗変化が徐々に減少する
ため、再生トラック幅の終点がぼやけてしまい、磁気抵
抗効果型ヘッド駆動時のオフトラック特性が劣化すると
いう問題点を生じる。また、徐々にリード層11の膜厚
が薄くなる領域(幅S)は当然抵抗が高くなってしま
う。元来磁気抵抗効果素子部10の電気抵抗は高いが、
再生出力を向上するため、磁気抵抗効果素子部10の高
さHを低くしたり、膜厚tを薄くしたりすると、磁気抵
抗効果素子部10の電気抵抗が増々増加するためこの影
響が顕著となる。磁気抵抗効果型ヘッドを駆動する際
は、磁気抵抗効果素子部10に一定の直流電流を流す
が、磁気抵抗効果素子部10の電気抵抗が増加するとそ
の磁気抵抗効果素子部10の温度は抵抗値の2乗と電流
値の積に比例して増加するため、素子抵抗の増加に伴い
磁気抵抗効果素子部10の温度が急激に上昇する。その
ため磁気抵抗効果素子部10の温度の上昇に伴って、再
生信号への熱ノイズの影響が顕著となると共に、交換バ
イアスを用いる際は、反強磁性膜が熱的に不安定なた
め、そのバイアスの不安定さを招きバルクハウゼンノイ
ズを発生させるという問題を生ずる。上記の問題は、幅
Sが広いほどさらにトラック幅が狭くなるほど深刻にな
る。従って所望の実効的な再生トラック幅及び安定した
低抵抗の磁気抵抗効果素子部10を得るためには幅Sを
極力狭くする必要がある。
は図8で示したリフトオフ材料の膜厚を薄くすることが
考えられるが、この手段によると、以下の問題点があ
る。
ャップ層9及び磁気抵抗効果素子部10を形成した後、
図9(a)のごとくリード層11をリフトオフするため
のフォトレジストパターン19を形成する。ここで、フ
ォトレジストの粘度および塗布時の基板回転数を調整す
ることにより、リードパターンを形成する領域に必要と
するフォトレジスト膜厚Vを得ることができるが、下層
で形成される段差、特に下部シールド層8で形成された
段差の影響によりその近傍にはフォトレジストが充分塗
布され得ない領域Wが発生する。これは、膜厚の大小関
係及び段差近傍の粘性流体の性質から決まってしまう問
題であり、現状の下部シールド層8は2μm前後、フォ
トレジスト膜厚Vは1μm以下という組合せにおいて
は、上記の問題が極めて発生しやすい。このようにして
形成したフォトレジストパターン19を用い、図9
(b)にて蒸着やスパッタによる膜20を形成し、図9
(c)にてリフトオフを行うと、フォトレジストパター
ン19が塗布されていなかった下部シールド層8にて形
成された段差近傍に膜残り21ができてしまう。この膜
残り21は下部シールド層8のパターン端部全周にわた
って発生するため、この膜残り21によりリード層11
の両端子間のショート、あるいはその上層の上部シール
ド層13とリード層11の間のショートまたは絶縁不良
が生じ、また磁気抵抗効果素子部10と同一面に露出し
た場合には信頼性の劣化を招く。さらに、膜残り21が
著しい場合はリフトオフ不能となり磁気抵抗効果素子部
10としての機能を果たさないものとなってしまう。
信頼性に優れた磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法を提供
することを目的とする。
層の周囲をほぼ平坦にした上で、磁気抵抗効果素子部及
びリード層を形成するものである。
にすることにより、膜残りをなくし、安定した実効再生
トラック幅及び低い抵抗を有する磁気抵抗効果型ヘッド
を得るため製造上必要な、リード層形成用の薄いフォト
レジストパターンを形成することができる。
前下部シールド層を形成し、加工前下部シールド層の上
に加工前ギャップ層を形成し、加工前ギャップ層の上に
磁気抵抗効果素子部を形成し、磁気抵抗効果素子部上と
加工前ギャップ層上であって磁気抵抗効果素子部の両側
方に間隔を開けて第1のマスクを形成し、第1のマスク
を介して導電膜を積層させて第1のマスクを取り除くこ
とで磁気抵抗効果素子部及び加工前ギャップ層上にリー
ド層を形成し、リード層を形成した後の工程において、
加工前ギャップ層及び加工前下部シールド層を所定の形
状となるように加工する第2のマスクを形成し、第2の
マスクを介してエッチングすることで、加工前ギャップ
層と加工前下部シールド層を所定形状に加工してギャッ
プ層及び下部シールド層を形成する。
の第1の実施例における磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法のリード層形成時の製造工程図であり、これは磁気抵
抗効果素子部10付近を媒体対向面からみて拡大断面と
して示している。
成したアルミナ等の絶縁物7で被覆されたセラミックか
らなる基板6上に電気メッキ法あるいはスパッタ法によ
りほぼ基板6全体あるいは所望の形状より大きくパーマ
ロイ、センダストあるいは鉄系の合金材料により下部シ
ールド層8を形成する。ここで、磁気抵抗効果型ヘッド
を磁気ヘッドスライダ形状に加工する際、加工に用いる
マーカは通常磁気抵抗効果素子部10を利用するため、
後に下部シールド層8を所望の形状に加工する際ダメー
ジを受けないように、加工マーカを形成する領域には下
部シールド層8を残さないようにする。同様に他の層を
形成する際に用いるフォトマスク重ね合わせマーカに関
しても、同じ理由から形成領域に下部シールド層8を残
さないようにする必要がある。
の絶縁材料からなる下部シールドギャップ層9を形成
し、さらにその上に磁気抵抗効果素子部10を順次積層
する。この磁気抵抗効果素子部10は図中では単層で示
しているが磁気抵抗効果素子部10を駆動する際のバイ
アス方式によって、2〜4層構成となることは上述の通
りである。
リフトオフ用のフォトレジストパターン19を薄く形成
する。このフォトレジストパターン19は1μm以下で
リード層の膜厚より厚い範囲で形成する。リフトオフを
簡易に行うためにはフォトレジストパターン19は逆テ
ーパ形状となっていることが望ましく、かつパターン制
御を高精度に行う必要があるため、通常このレジストに
はノボラック系樹脂からなるイメージリバーサルレジス
トを用いる。同じ目的で通常のノボラック系樹脂からな
るポジ型レジストをアミン系の溶媒で処理してパターン
を反転させたり、モノクロルベンゼン等の溶剤で表面処
理をして表層の現像速度を低下してオーバーハング形状
を作成してもよい。また逆テーパ形状を形成するという
点からは、環化ゴム系等のネガ型レジストを用いること
もできる。さらには後のリード層11の形成を蒸着を用
いて行うという前提で、垂直に近いパターン断面を得ら
れれば通常のポジ型レジストをそのまま用いることもで
きる。上記のように下部シールド層8がほぼ基板6の全
面にわたって存在しているため、従来のように下部シー
ルド層8の段差の影響で薄いフォトレジストパターン1
9が極端に薄くなったり、レジストがつかないといった
領域が、必要なパターンを形成する領域の近傍になく、
後にリード層11を形成する際に発生していた従来の問
題を回避することができる。
いて形成するリード層11、20をスパッタや蒸着法等
により基板6の全体に付着する。金の付着力を向上する
ため金の上下にチタン、クロム、タンタルあるいはタン
グステン等の材料を同時に付着形成し、図1(d)にて
リフトオフを行い、フォトレジストパターン19及び不
要部のリード材料を同時に除去し、リード層11の形成
を終了する。このリフトオフの際は不要なリード材料は
完全に除去されるため、リード層11の両端子間のショ
ート、リード層11と後に形成する上部シールド層13
とのショートまたは絶縁不良が発生することはない。
要な形状に加工するため、フォトレジストパターンを形
成した後イオンミリング等のエッチング加工を行う。磁
気抵抗効果型ヘッドを形成する領域からかなり離れた位
置に膜残りが発生していたとしても、上記エッチング加
工の際に全て除去することが可能である。上記のように
下部シールド層8を所望の形状に加工した後、図示はし
ていないが、アルミナ等の絶縁材料により形成した上部
シールドギャップ層12、電気メッキ法あるいはスパッ
タ法で形成したパーマロイや鉄系合金を用いて形成した
上部シールド層13を順次積層して再生ヘッド部の作成
が終了する。交換バイアスあるいはハードバイアスを利
用する場合は磁気抵抗効果素子部10に直接接触する形
に磁気抵抗効果素子部10の上、あるいはリード層11
の最下部に鉄とマンガンの合金あるいはコバルト系の合
金を用いて形成する。次に記録部の作成を行うが、これ
は従来例と同様であるため説明は省略する。
ヘッドはリード層11と磁気抵抗効果素子部10の接合
部においてリード層11が徐々に薄くなる幅を狭くし、
かつ膜残りをなくすことができるため、安定した実効再
生トラック幅及び低い素子抵抗を有し、簡易な製造方法
で信頼性の高いものとなる。
部シールド層8を所望の形状に加工する例を示したが、
本発明の主旨によればリード層11を形成以後でありか
つ製造上支障がなければ、下部シールド層8の加工はい
つであってもよい。例えば、上部シールドギャップ層1
2の形成後に加工することも可能である。
の第2の実施例における磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法のリード層形成時の製造工程図である。
したアルミナ等の絶縁物7で被覆されたセラミックの基
板6上に、電気メッキ法あるいはスパッタ法により基板
6の全体にパーマロイ、センダストあるいは鉄系の合金
材料により下部シールド層8を形成し、イオンビームエ
ッチング等により所望の形状に加工する。
以外の領域をアルミナ等の絶縁物22で覆い、下部シー
ルド層8と同一平面をつくり、下部シールド層8を埋め
込んだ形とする。この形は、下部シールド層8と同等以
上にアルミナ等の絶縁物をスパッタ法により基板6の全
面に付着した後、機械研磨により平坦にする方法、下部
シールド層8上に付着したアルミナをイオンビームエッ
チングにより除去する方法、アルミナを付着する前に下
部シールド層8と同等のフォトレジストパターンを形成
しておきアルミナスパッタ後アルミナをリフトオフ法に
より除去する方法等、種々の方法をとることができる。
上記のように下部シールド層8を絶縁物22でフラット
に埋め込むことにより、下部シールド層8の段差をほぼ
なくすことができるので、後の工程では工夫することな
く、下部シールドギャップ層9、磁気抵抗効果素子部1
0、リード層11を順次積層することができる。下部シ
ールド層8の段差がないため、図2(c)のごとく簡単
にリード層11のフォトレジストパターンを薄くするこ
とができ、かつ膜残りのないリフトオフを実現すること
ができる(図2(d))。下部シールド層8の形成方法
以外はリード層11の形成方法を含めて(実施例1)と
同様である。効果も同様であるが、本実施例では下部シ
ールド層8の段差がほとんど発生しないため、特に膜残
りが全く生じない安定した製造方法を得ることができ
る。また本実施例によれば、下部シールド層8をリード
層11よりも小さい形状とするような設計上の寸法変更
も容易に可能となる。
の第3の実施例における磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法のリード層形成時の製造工程図である。
の絶縁物7をスパッタ法により形成する。膜厚は通常の
膜厚に下部シールド層8の膜厚を付加した膜厚かそれよ
りやや厚い膜厚とする。次に図3(b)にてイオンビー
ムエッチング等によりアルミナ等の絶縁物7に所望の下
部シールド層8と同一の形状の凹部23を形成する。次
に図3(c)にて電気メッキ法あるいはスパッタ法によ
りほぼ基板6全体にパーマロイ、センダストあるいは鉄
系の合金材料により下部シールド層8を形成した後、機
械研磨等により基板6の表面全体を平坦化加工する。以
下(実施例2)と同様に、図2(c)〜(d)に示すよ
うに各層を形成すれば同様の効果が得られる。
下部シールド層を形成し、加工前下部シールド層の上に
加工前ギャップ層を形成し、加工前ギャップ層の上に磁
気抵抗効果素子部を形成し、磁気抵抗効果素子部上と加
工前ギャップ層上であって磁気抵抗効果素子部の両側方
に間隔を開けて第1のマスクを形成し、第1のマスクを
介して導電膜を積層させて第1のマスクを取り除くこと
で磁気抵抗効果素子部及び加工前ギャップ層上にリード
層を形成し、リード層を形成した後の工程において、加
工前ギャップ層及び加工前下部シールド層を所定の形状
となるように加工する第2のマスクを形成し、第2のマ
スクを介してエッチングすることで、加工前ギャップ層
と加工前下部シールド層を所定形状に加工してギャップ
層及び下部シールド層を形成しているので、リード層と
磁気抵抗効果素子部の接合部においてリード層が徐々に
薄くなる幅を狭くし、かつ膜残りをなくすことができる
ため、安定した実効再生トラック幅及び低い素子抵抗を
有し、簡易な製造方法で信頼性の高い磁気抵抗効果型ヘ
ッドを得ることができる。
抗効果型ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程
図 (b)は本発明の第1の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 (c)は本発明の第1の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 (d)は本発明の第1の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 (e)は本発明の第1の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図
抗効果型ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程
図 (b)は本発明の第2の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 (c)は本発明の第2の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 (d)は本発明の第2の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図
抗効果型ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程
図 (b)は本発明の第3の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図 (c)は本発明の第3の実施例における磁気抵抗効果型
ヘッドの製造方法のリード層形成時の製造工程図
て製造した薄膜磁気ヘッドを示す斜視図
分拡大平面図
ド層形成時の製造工程図
法のリード層形成時の製造工程図 (b)は従来の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法のリー
ド層形成時の製造工程図 (c)は従来の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法のリー
ド層形成時の製造工程図
Claims (1)
- 【請求項1】基板上に加工前下部シールド層を形成し、
前記加工前下部シールド層の上に加工前ギャップ層を形
成し、前記加工前ギャップ層の上に磁気抵抗効果素子部
を形成し、前記磁気抵抗効果素子部上と前記加工前ギャ
ップ層上であって前記磁気抵抗効果素子部の両側方に間
隔を開けて第1のマスクを形成し、前記第1のマスクを
介して導電膜を積層させて前記第1のマスクを取り除く
ことで前記磁気抵抗効果素子部及び前記加工前ギャップ
層上にリード層を形成し、前記リード層を形成した後の
工程において、前記加工前ギャップ層及び前記加工前下
部シールド層を所定の形状となるように加工する第2の
マスクを形成し、前記第2のマスクを介してエッチング
することで、前記加工前ギャップ層と前記加工前下部シ
ールド層を所定形状に加工してギャップ層及び下部シー
ルド層を形成することを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
ドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23968193A JP3344028B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23968193A JP3344028B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0793726A JPH0793726A (ja) | 1995-04-07 |
| JP3344028B2 true JP3344028B2 (ja) | 2002-11-11 |
Family
ID=17048332
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23968193A Expired - Lifetime JP3344028B2 (ja) | 1993-09-27 | 1993-09-27 | 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3344028B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3448838B2 (ja) | 1995-06-30 | 2003-09-22 | 富士通株式会社 | 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 |
-
1993
- 1993-09-27 JP JP23968193A patent/JP3344028B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0793726A (ja) | 1995-04-07 |
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