CN1581299A - 薄膜磁头的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种薄膜磁头的制造方法,包含以下工序:形成下部屏蔽层(S101),其后,形成MR元件(S103),实施牵制层退火处理(S105),通过该牵制层退火处理,在抗强磁性层和牵制层之间就会赋予交换耦合,其后,形成磁区控制层以及电极层(S107),形成上部屏蔽层(S109),其后,沿着得到纵向偏移磁场的方向上对磁区控制层磁化(S111),之后,形成记录头(S113),之后,把行列状多个排列薄膜磁头形成的基台切断成一体排列多个薄膜磁头的多条杆(S115)。
Description
技术领域
本发明涉及薄膜磁头的制造方法。
背景技术
近年来,伴随着硬盘装置(HDD)的高密度化,对高灵敏度及高输出的磁头的要求随即出现,作为对这样的要求的响应,包含磁阻效应元件(以下,称MR(Magneto Resistive)元件)的薄膜磁头被提出,该磁阻效应元件利用了作为呈现巨大磁阻效应的元件之一的旋转阀膜(例如参照特公平8-21166号日本专利公报以及特开平6-236527号日本公开专利公报)。旋转阀膜通过非磁性层磁分离两个强磁性层,作成夹层构造,通过在其一方的强磁性层上叠层抗强磁性层,在其界面产生的交换耦合磁场加到其另一方的强磁性层(被牵制的层,在本说明书称作牵制(pinned)层)。在接受交换耦合磁场的牵制层和不接受的另一方的强磁性层(在本说明书称为自由(free)层)中,磁化反转的磁场不同,所以夹持非磁性层的这两个强磁性层的磁化方向平行、逆平行地变化,据此电阻率大幅变化,因而得到巨大磁阻效应。
为了提高薄膜磁头的可靠性,使抗强磁性层和牵制层之间的交换耦合力足够高是很必要的。因此,已知使用可得到极强交换耦合力的PtMn合金(例如,参照特开平9-147325号日本国公开专利公报)、NiMn合金(例如,参照特开平9-63021号日本国公开专利公报,特开平9-50611号日本国公开专利公报)作为抗强磁性层的材料。
对于薄膜磁头,要求可从更高密度记录信息的磁记录媒体读出,为此,对于薄膜磁头,有必要使在夹持旋转阀膜位置配置的一对磁屏蔽层间的间隙变窄、即所谓狭间隙化。在配置在磁屏蔽层间的层内,难以使绝缘层作到目前水平以上的薄膜化,所以有必要使旋转阀膜厚度减薄。而且,为了减薄旋转阀膜,在旋转阀膜中,对膜厚比其它层大的抗强磁性层膜厚进行减薄是有效的。
然而,在对抗强磁性层材料使用PtMn合金或NiMn合金时,这些PtMn合金或NiMn合金是规范合金(为发现抗强磁性特性,正规原子排列必要的材料),而且为了得到充分的交换耦合以及耐热性,需要10nm以上的膜厚,并且不能满足狭间隙化的要求。因此,已知即使是在10nm以下薄的膜厚,也使用可得到充分交换耦合力的IrMn合金(例如,参照特开平6-76247号日本国公开专利公报,特开平9-148132号日本国公开专利公报)、RuRhMn合金(例如,参照特开平10-242544号日本国公开专利公报)等来作为抗强磁性层材料。
发明内容
可是,IrMn合金或者RuRhMn合金的阻塞(blocking)温度比PtMn合金(380℃左右)低,存在所谓热稳定性不够的问题。例如,在用IrMn合金作为抗强磁性层材料时,在250℃左右的温度环境下交换耦合力显著变差。
在薄膜磁头的制造工艺中,通常是在记录头部的制造工艺中,要实施200~300℃热处理(抗蚀剂的热固化工序等)。这时,在MR元件的两侧,在自由层上施加纵向偏移磁场,用于磁区控制的磁区控制层已经被磁化并被设置,在与牵制层接受的交换耦合磁场方向垂直的方向上施加纵向偏移磁场的状态下,实施上述热处理。另外,即使形成用于供给读出(sense)电流到自由层的电极层(例如,由Au构成)的工序,为了防止电极层的电迁移,有时也使该电极层在大气中进行热处理(250~300℃)。
因此,如果在磁区控制层形成并被磁化的状态下,在阻塞温度近旁或者在其以上的温度下进行热处理,则使牵制层和抗强磁性层之间的交换耦合力会成为显著变差的状态,受到来自磁区控制层的纵向偏移磁场的影响,偏向牵制层接受的交换耦合磁场的方向。这样一来,一旦牵制层接受的交换耦合磁场方向紊乱,则会引起薄膜磁头输出变差或者输出波形的对称性变差等。
本发明是鉴于上述各点而提出的,其目的是,即使在对MR元件中包含的抗强磁性层使用了阻塞温度低的材料的情况下,也可以提供能够防止交换耦合磁场方向紊乱的薄膜磁头的制造方法。
本发明的薄膜磁头的制造方法是包含以下部件的薄膜磁头的制造方法,即,抗强磁性层;与抗强磁性层交换耦合,固定磁化方向的强磁性层;根据外部磁化,改变磁化方向的自由层;包含设置在强磁性层和自由层之间的非磁性层的磁阻效应元件;在自由层上施加纵向偏移磁场、用于磁区控制的磁区控制层;和夹持磁阻效应元件、对置配置的屏蔽该磁阻效应元件的第一及第二屏蔽层。包含以下工序,即,形成第一屏蔽层的工序;在形成第一屏蔽层的工序后实施的、形成磁阻效应元件的工序;在该强磁性层和抗强磁性层之间赋予交换耦合,使强磁性层沿规定方向磁化的热处理工序;形成磁区控制层使得在磁道宽度方向夹持磁阻效应元件的工序;在形成磁区控制层的工序后实施的、形成第二屏蔽层的工序,和在形成第二屏蔽层的工序后实施的,沿着得到纵向偏移磁场的方向对磁区控制层磁化的工序。
在本发明的薄膜磁头制造方法中,尤其在形成第二屏蔽层之后,沿着得到纵向偏移磁场方向磁区控制层就会被磁化。因此,通过第一及第二屏蔽层减弱来自磁区控制层的纵向偏移磁场,使对磁阻效应元件的影响变小。其结果,在形成磁区控制层并被磁化的状态下,即使在阻塞温度近旁或其以上温度下进行热处理,也可以防止强磁性层接受的交换耦合磁场方向紊乱,可以谋求薄膜磁头的高再现输出化。
另外,本发明的薄膜磁头的制造方法还包含形成记录头部的工序,优选对磁区控制层磁化的工序在形成记录头部的工序之前实施。
另外,在本发明的薄膜磁头制造方法中,薄膜磁头在晶片上呈行列状多个排列形成。这种情况下,本发明的薄膜磁头的制造方法还包含把该晶片切断成使多个薄膜磁头一体排列的多条杆(bar)的工序,优选使磁区控制层磁化的工序在切断晶片的工序前实施。
本发明的薄膜磁头制造方法是包含以下部件的薄膜磁头的制造方法,即,抗强磁性层;与抗强磁性层交换耦合,固定磁化方向的强磁性层;根据外部磁化,改变磁化方向的自由层;包含设置在强磁性层和自由层之间的非磁性层的磁阻效应元件;在自由层上施加纵向偏移磁场、用于磁区控制的磁区控制层;和夹持磁阻效应元件、对置配置的屏蔽该磁阻效应元件的第一及第二屏蔽层。包含以下工序,即,形成第一屏蔽层的工序;在形成第一屏蔽层的工序后实施的、形成磁阻效应元件的工序;在该强磁性层和抗强磁性层之间赋予交换耦合,使强磁性层沿规定方向磁化的热处理工序;形成磁区控制层使得在磁道宽度方向夹持磁阻效应元件的工序;通过与抗强磁性层之间的交换耦合,沿着得到与强磁性层接受的磁场相同方向的磁场的方向对磁区控制层磁化的工序;在述磁区控制层磁化的工序后实施的、形成第二屏蔽层的工序;和在形成第二屏蔽层的工序后实施的、沿着得到纵向偏移磁场的方向对磁区控制层再磁化的工序。
在本发明的薄膜磁头制造方法中,在强磁性层和抗强磁性层之间赋予交换耦合,此外,通过与抗强磁性层之间的交换耦合使磁区控制层沿着得到与强磁性层接受的磁场(交换耦合磁场)相同方向的磁场的方向上进行磁化。因此,使来自磁区控制层的磁场和强磁性层接受的交换耦合磁场成为相同方向,即使在阻塞温度近旁或其以上的温度下进行热处理,也可以防止强磁性层接受的交换耦合磁场方向紊乱,可以谋求薄膜磁头高再现输出化。
另外,在本发明,形成第二屏蔽层后,对磁区控制层沿着得到纵向偏移磁场方向进行再磁化。因此通过第一及第二屏蔽层减弱从磁区控制层来的纵向偏移磁场,对磁阻效应元件的影响变小。其结果,在形成磁区控制层并被磁化的状态下,即使在阻塞温度近旁或其以上温度进行热处理,也可以防止强磁性层接受的交换耦合磁场方向紊乱。
另外,本发明的磁薄膜磁头的制造方法还包含形成记录磁头部的工序,使磁区控制层再磁化的工序优选在形成记录头部的工序之前实施。
另外,在本发明的薄膜磁头制造方法中,薄膜磁头在晶片上呈行列式状多个排列形成。在这种情况下,本发明的薄膜磁头的制造方法还包含把该晶片切断成一体排列多个薄膜磁头的多条杆的切断工序,对磁区控制层再磁化工序优选在切断晶片工序之前实施。
另外,在本发明的薄膜磁头的制造方法中,抗强磁性层优选由IrMn合金制成。
附图说明
图1A是表示本实施方式的薄膜磁头在基台上形成的状态的图。
图1B是表示切断基台,制作薄膜磁头呈列状配置的多条磁头杆的状态的图。
图2是图1B所示的杆对薄膜磁头的媒体对置面垂直方向的概略截面图。
图3是图1B所示的杆对薄膜磁头的媒体对置面平行方向的概略截面图。
图4是用于说明本实施方式的薄膜磁头制造方法一例的流程图。
图5是用于说明本实施方式的薄膜磁头制造方法一例的流程图。
图6是用于说明本实施方式的薄膜磁头制造方法一例的流程图。
图7是用于说明本实施方式的薄膜磁头制造方法一例的流程图。
图8是用于说明牵制层和磁区控制层的磁场方向的示意图。
图9是表示实施例1~2以及比较例1的、MR元件的峰值输出电压特性对薄膜磁头的电阻值关系的图表。
图10是表示实施3以及比较例1的、MR元件的峰值输出电压特性对薄膜磁头的电阻值关系的图表。
图11是表示比较例1及2的、MR元件的峰值输出电压特性对薄膜磁头的电阻值关系的图表。
具体实施方式
以下,参照附图,详细说明本发明的最佳实施方式。在说明中,对同一元件或具有同一功能的元件使用同一符号,省略重复说明。
首先,对本实施方式的薄膜磁头的构成加以说明。图1A是表示在基台上多个形成本实施方式的薄膜磁头的状态的图。图1A表示在由氧化铝·碳化钛(Al2O3·TiC)等构成的一枚基台2(晶片)上形成薄膜磁头1的状态。图1B表示切断该基台2,制作呈列状配置薄膜磁头1的多条磁头杆(以下称为杆)3的状态。
图2是相对于图1B所示的杆3的薄膜磁头1中的媒体对置面S垂直方向的概略截面图。在图2中,薄膜磁头1成为在基台2上叠层具有再现用MR元件10的再现头部11,和作为写入用感应型电磁变换元件的记录头部12的复合型薄膜磁头。媒体对置面S是与硬盘记录面对置的面,通常,称为空气支承面(ABS:Air Bearing Surface)。另外,「上」和「下」的用语依从图2及图3的上下。
基台2是通过在氧化铝·碳化钛(Al2O3·TiC)等构成的基板22上形成氧化铝(Al2O3)等绝缘材料构成的衬底层21而构成。在衬底层21上形成下部屏蔽层23(第一屏蔽层)。下部屏蔽层23以NiFe、铁硅铝磁性合金、CoFe、FeCoNi等软磁性体作为材料。在下部屏蔽层23上形成下部间隙层24。下部间隙层24以Al2O3,AlN,SiO2等非磁性绝缘体作为材料。
在下部间隙层24上形成MR元件10。而且在MR元件10以及下部间隙层24上形成上部间隙层25。上部间隙层25与下部间隙层24相同,都是以Al2O3,AlN,SiO2等非磁性绝缘体作为材料。在上部间隙层25上形成上部屏蔽层26(第二屏蔽层)。上部屏蔽层26与下部屏蔽层23相同,由NiFe,铁硅铝磁性合金,CoFe、FeCoNi等软磁性体作为材料。由于各屏蔽层23、26由软磁性材料形成,所以抑制了来自检测对象(磁记录媒体)的磁化迁移领域的漏泄磁通以外的漏泄磁通向MR元件10内部的导入。
MR元件10是GMR(Giant Magneto Resistive巨磁阻)元件,如图3所示,包含抗强磁性层31、牵制层(强磁性层)33、非磁性层35、自由层37。图3是相对于图1B所示的杆的薄膜磁头的媒体对置面平行方向的概略截面图。
MR元件10通过在下部间隙层24上以薄膜顺序叠层成膜抗强磁性层31、牵制层33、非磁性层35、自由层37,并进行图形化(可能利用离子研磨(ion milling)、RIE等手法)而构成。在抗强磁性层31和牵制层33的界面上产生交换耦合,使得牵制层33接受的磁场(交换耦合磁场)方向固定在一定的方向(与磁道宽度正交的方向)上。另一方面,自由层37按照来自磁记录媒体的漏泄磁场,即,外部磁场,改变磁化的方向。
抗强磁性层31以IrMn合金作为材料,在下部间隙层24上成膜。抗强磁性层31的厚度设定在4~6nm。IrMn合金主要包含面心立方(FCC:face centered cubic)构造的抗强磁性的不规则合金。牵制层33以Fe、Co、Ni、NiFe、CoFe、CoZrNb、FeCoNi等的强磁性体作为材料,在抗强磁性怪31上成膜。牵制层33的厚度设定在0.5~5.0nm。非磁性层35以Cu、Ru、Ir、Rh、Au、Ag等非磁性体作为材料,在牵制层33上成膜。非磁性35的厚度设定在0.1~4.0nm。自由层37以Fe、Co、Ni、NiFe、CoFe、CoZrNb、FeCoNi等磁性体作为材料,在非磁性层35上成膜。自由层37的厚度设定在0.5~5.0nm。
而且,在自由层37上形成加纵向偏移磁场的磁区控制层39,以便在磁道宽度方向夹持MR元件10。自由层37的磁化方向由于来自磁区控制层39的纵向偏移磁场而形成为与磁道宽度方向平行的方向,是与牵制层33的磁化方向正交的方向。该磁区控制层39以具有CoCrPt、CoPt、CoTa等高矫顽力的硬磁性体作为材料,经衬底层41设置在MR元件10的两侧面上。衬底层41由TiW,Ta,CrTi等的金属材料构成,在MR元件10的侧部以及下部间隙层24上成膜。在磁区控制层39上成膜保护层43,该保护层43由Ta、Al2O3等形成。
在自由层37两侧,通过与自由层37重叠地相互离间,形成电极层45。电极层45把电流(读出电流)供给自由层37。该电极层45由Au、Ag等导电性材料组成。在电极层45上成膜保护层47,该保护层47由Ta,Al2O3等组成。来自一方的电极层45所供给的电子经自由层37传送到另一方的电极层45。另外,电流变为与电子反方向流动。
上部间隙层25是在保护层47以及MR元件10上形成的保护层49上形成,此外,在上部间隙层25上形成上部屏蔽层26。
再参照图2。记录头部12采用所谓的面内记录方式,主要包含下部磁极13、和与MR元件10之间夹持下部磁极13的同时与下部磁极13磁连接的上部磁极14、和一部分位于下部磁极13和上部磁极14之间的薄膜线圈15。
上部磁极14由位于媒体对置面S侧的磁极部分层14a,和与其连接的同时迂回薄膜线圈15上方的磁轭(yoke)部分层14b构成。另外,磁极部分层14a和磁轭部分层14b也可以是一体的。在上部磁极14上形成外敷层(overcoat)16。
同样,对于再现头部11以及记录头部12,与由导电材料形成的两个导电部(未图示)电连接,在导电部上端分别与再现用电极垫片,记录用电极垫片连接。
上述的「软磁性」以及「硬磁性」的术语是表示矫顽力大小的规定,只要是整体上起到「软磁性」以及「硬磁性」的作用,也可以是例如在微观领域或者特定领域中具有规定外的材料或构造的物质。比如,不同磁特性材料进行磁性交换耦合或一部分包含非磁性体的,只要是在整体上发挥软磁性以及硬磁性功能就可以。
这里,对薄膜磁头1的功能加以说明。自由层37通过来自磁区控制层39的纵向偏移磁场,沿着磁道宽度方向单磁区化。自由层37的磁化方向是根据来自磁化迁移领域的漏泄磁通,也就是根据磁化迁移领域是N极还是S极而变化。由于牵制层33的磁化方向通过抗强磁性层31固定,所以伴随对应于自由层37和牵制层33的磁化方向间的余弦的电阻变化,一对电极层45间的电子传输率(电流)也发生变化。通过检测该电流变化,检出从磁记录媒体的检测对象的磁化迁移领域来的漏泄磁通。另外,关于数据的磁记录也作一些说明。向磁记录媒体的磁化迁移领域的写入是通过来自磁头部的漏泄磁通而进行的。
其次,根据图4~图7,对上述构成的薄膜磁头1的构造方法加以说明。图4~图7是用于说明本实施方式的薄膜磁头的制造方法的流程图。本实施方式的薄膜磁头1的制造方法除了对磁区控制层39进行磁化工序等之外,是与通常的制造方法大体相同的,因此只对主要工序进行说明。
参照图4,说明薄膜磁头1制造方法的一例。
通过溅射法或电镀法等形成下部屏蔽层23(S101)。
其后,通过溅射法等形成MR元件10(S103)。
其后,实施牵制层退火处理,在抗强磁性层31和牵制层33之间赋予交换耦合(S105)。该牵制层退火处理是在与磁道宽度方向正交的方向施加规定磁场(例如8kOe左右)状态下,通过加250~300℃温度,在规定时间(例如,3小时左右)内保持温度且降温来实现。通过在该磁场中的降温处理,在抗强磁性层31的阻塞温度以下,沿着希望牵制方向施加磁场,在抗强磁性层31和牵制层33之间就产生了交换耦合。
其后,通过濺射法形成磁区控制层39以及电极层45(S107)。这时为了防止电极层45的电迁移,在大气中对电极45进行热处理(250~300℃)。
其后,通过濺射法或电镀法等形成上部屏蔽层26(S109)。
其后,对磁区控制层39沿着得到纵向偏移磁场方向磁化(S111)。磁区控制层39的磁化通过在室温下,在磁道宽度方向施加规定磁场(例如12kOe程度)进行。
其后,形成记录头部12(S113)。在这里,为了使形成薄膜线圈15的第一层以及第二层的绝缘膜时的抗蚀剂固化,温度要加到200~300℃。
其后,把行列状多个排列薄膜磁头1而形成的基台2切断成一体排列多个薄膜磁头1的多条杆3(S115)。其后的制造工序与现有的情况完全一样。
在上述的制造方法中,形成上部屏蔽层26之后,且在形成记录头部12之前,在得到纵向偏磁场的方向上就会对磁区控制层39进行磁化。因此,来自磁区控制层39的纵向偏移磁场通过下部屏蔽层23以及上部屏蔽层26而减弱,使对MR元件10的影响变小。其结果,在形成磁区控制层39,进行磁化的状态下,即使在形成记录磁头12的工序中,在阻塞温度近旁或其以上的温度下进行热处理,也可以防止牵制层33接受的交换耦合磁场方向紊乱。
另外,在形成上部屏蔽层26之前加的温度优选采取比IrMn合金的阻塞温度低的温度(例如,200℃)以下。
其次,参照图5,对薄膜磁头1制法的另一例加以说明。另外,与图4所示的制造方法相同的工序,省略其说明。
在本实施方式中,如图5所示,形成记录头部12之后,使磁区控制层39沿着得到纵向偏移磁场的方向进行磁化(S201)。磁区控制层39的磁化通过在室温下、沿着磁道宽度方向施加规定磁场(例如,12kOe程度)来进行。
其后,把行列状多个排列薄膜磁头1而形成的基台2切断成一体排列多个薄膜磁头1的多条杆3(S115)。其后的制造工序与现有的情况完全一样。
在上述的制造方法中,在形成上部屏蔽层26后,且基台2切断成杆3之前,沿着得到纵向偏移磁场的方向对磁区控制区39磁化。因此,在阻塞温度近旁或其以上的温度下进行热处理(用于防止电极层45的电迁移的热处理、在形成记录头部12的工序中的抗蚀剂的热固化处理等)之后,对磁区控制层39磁化,可以可靠地防止牵制层33接受的交换耦合磁场方向紊乱。
其次,参照图6,对薄膜磁头1制法的另一例加以说明。另外,与图4所示的制造方法相同的工序,省略其说明。
在本实施方式,如图6所示,在形成磁区控制层39后,通过与抗强磁性层31之间的交换耦合,沿着得到与牵制层33接受的磁场相同方向的磁场方向对该磁区控制层39进行磁化(S301)。该磁区控制层39的磁化通过在室温下,沿着与磁道宽度方向正交的方向(与通过牵制层退火处理所加的磁场方向相同的方向)施加规定磁场(例如,12kOe左右)而进行。
其后,形成上部屏蔽层26(S109)。
其后,沿着得到纵向偏移磁场方向上对磁区控制层39再磁化(S303)。磁区控制层39的再磁化是通过沿着磁道宽度方向施加规定磁场(例如,12kOe左右)而进行。
其后,形成记录头部12(S113),把行列状多个排列薄膜磁头1而形成的基台2切断成一体排列多个薄膜磁头1的多条杆3(S115)。其后的制造工序与现有的情况完全一样。
在上述的制造方法,在抗强磁性层31和牵制层33之间赋予交换耦合,还有,通过与抗强磁性层31之间的交换耦合,得到与牵制层33接受的磁场(交换耦合磁场)相同方向的磁场的方向对磁区控制层39磁化。因此,从磁区控制层39来的磁场和牵制层33接受的交换耦合磁场,如图8所示,成为相同方向,即使在阻塞温度近旁或其以上的温度下进行热处理,也可以防止牵制层33接受的交换耦合磁场方向紊乱。
另外,在上述的制造方法中,在形成上部屏蔽层26之后,且在形成记录头部12之前,沿着得到纵向偏移磁场的方向,磁区控制层39就会进行再磁化。因此,来自磁区控制层39的纵向偏移磁场通过下部屏蔽层23以及上部屏蔽26而减弱,使对MR元件10的影响变小。其结果,在形成磁区控制层39,进行磁化的状态下,即使在形成记录磁头部12的工序中,在阻塞温度近旁或其以上温度下进行热处理,也可以防止牵制层33接受的交换耦合磁场方向紊乱。
其次,参照图7,对薄膜磁头1的制造方法的另一例加以说明。另外,与图6所示的制造方法相同的工序,省略其说明。
在本实施方式中,如图5所示,在形成记录头部12之后,沿着得到纵向偏移磁场的方向对磁区控制层39再磁化(S401)。磁区控制层39的再磁化通过在室温下,沿着磁道宽度方向施加规定磁场(例如,12kOe左右)而进行。
其后,把行列状多个排列薄膜磁头1而形成的基台2切断成一体排列多个薄膜磁头1的多条杆3(S115)。其后的制造工序与现有的情况完全一样。
在上述的制造方法中,在形成上部屏蔽层26之后,且在把基台2切断成杆3前,沿着得到纵向偏移磁场的方向磁区控制层39就会再磁化。因此,在阻塞温度近旁或其以上的温度下进行热处理(用于防止电极层45的电迁移的热处理、在形成记录头部12的工序的抗蚀剂的热固化处理等)后,对磁区控制层39再磁化,也可以可靠地防止牵制层33接受的交换耦合磁场方向紊乱。
根据图4~图7所示的制造方法,因为可以防止牵制层33接受的交换耦合磁场方向紊乱,所以可以得到高再现输出化的薄膜磁头1。作为抗磁性层31的材料可以用阻塞温度比PtMn合金低的IrMn合金,实现薄膜磁头1(再现头部11)的狭间隙化。
下面,在根据图4~图7所示的制造方法制作的薄膜磁头1中,
(1)在形成上部屏蔽层26后,沿着得到纵向偏移磁场方向对磁区控制层39进行磁化。
(2)通过与抗强磁性层31之间的交换耦合,沿着与得到牵制层33接受的磁场相同方向的磁场的方向对磁区控制层39进行磁化,在形成上部屏蔽层26之后,沿着得到纵向偏移磁场方向再磁化,对通过分别得到的高再现输出效果进行确认试验。试验是对以下的实施例1~3,比较例1~3制作的多个薄膜磁头(MR元件)流过规定的读出电流(3mA),测量这时的薄膜磁头的电阻值以及MR元件的峰值输出电压特性。
实施例1~3以及比较例1的MR元件等的构成设为NiCr50/IrMn70/CoFel5/Ru8/CoFe20/Cul9/CoFe20/Ru5/Ta20(数值单位为)。另外,磁区控制层的构成设为CrTi50/CoCrPt250(数值单位为),电极层的构成设为Ta50/Au500/Ta50(数值单位为),上部屏蔽层的构成中NiFe电镀膜设为3.5μm。光学磁道宽度平均为0.14μm。
比较例2以及3的MR元件等的构成设为NiCr50/PtMnl70/CoFel5/Ru8/CoFe20/Cul9/CoFe20/Ru5/Ta20(数值单元为)。磁区控制层、电极层、上部屏蔽层的构成是与实施例1~3以及比较例1相同。
(实施例1)
根据图5所示的制造方法,在形成记录头部之后,沿着得到纵向偏移磁场的方向对磁区控制层进行磁化。
(实施例2)
根据图4所示的制造方法,在形成上部屏蔽层之后,且在形成记录头部之前,沿着得到纵向偏移磁场的方向,对磁区控制层进行磁化。
(实施例3)
根据图6所示的制造方法,通过与抗强磁性层之间的交换耦合,在得到与牵制层接受的磁场相同方向的磁场的方向上对磁区控制层进行磁化,在形成上部屏蔽层后,在得到纵向偏移磁场的方向再进行磁化。
(比较例1)
在形成上部屏蔽层之前,在得到纵向偏移磁场的方向上对磁区控制层进行磁化。
(比较例2)
在形成上部屏蔽层之前,沿着得到纵向偏置的方向对磁区控制层进行磁化,其中,如上所述,设抗强磁性层的材料为PtMn合金。
(比较例3)
在形成记录头部之后,沿着得到纵向偏移磁场的方向对磁区控制层进行磁化。其中,如上所述,设抗强磁性层材料为PtMn合金。
图9表示实施例1~2及比较例1的测量结果,图10表示实施例3及比较例1的测量结果。另外,图11表示比较例2及3的测量结果。
由图9所示的测量结果可知,与比较例1相比,在实施例1及2中,峰值输出电压上升。由图10所示的测量结果可知,与比较例1相比,在实施例3,峰值输出电压大幅上升。另外,由图11所示的测量结果可知,在设抗强磁性层材料为PtMn的情况下,在比较例2和比较例3中,不存在优势差异。根据以上分析,确认本实施方式的有效性。
本发明并不限于上述的实施方式。例如,不必要使各层构造由单一材料构成,只要整体上发挥规定功能,则也可以由多种材料构成,例如作为合金也可以用混合或层构造组合。另外,在这些层间也可介插其它层。
另外,在本实施方式中,薄膜磁头1包括再现头部11、记录头部12、然而也可以只包括再现头部11。
另外,抗强磁性层31的材料也不限于IrMn合金,也可以为RuRhMn合金等。
按照以上所述的最佳实施方式,利用本发明,即使是将阻塞温度低的材料用于MR元件中包含的抗强磁性层的情况,也可以防止交换耦合的磁场方向紊乱,提供实现高再现输出化的薄膜磁头的制造方法。
Claims (7)
1、一种薄膜磁头的制造方法,该薄膜磁头包含:
抗强磁性层;与所述抗强磁性层交换耦合,固定磁化方向的强磁性层;根据外部磁化,改变磁化方向的自由层;包含设置在所述强磁性层和所述自由层之间的非磁性层的磁阻效应元件;在所述自由层上施加纵向偏移磁场、用于磁区控制的磁区控制层;和夹持所述磁阻效应元件、对置配置的屏蔽该磁阻效应元件的第一及第二屏蔽层,其特征在于,包含以下工序,
形成所述第一屏蔽层的工序;
在形成所述第一屏蔽层的所述工序后实施的、形成所述磁阻效应元件的工序;
在该强磁性层和所述抗强磁性层之间赋予交换耦合,使所述强磁性层沿规定方向磁化的热处理工序;
形成所述磁区控制层使得在磁道宽度方向夹持所述磁阻效应元件的工序;
在形成所述磁区控制层的所述工序后实施的、形成所述第二屏蔽层的工序,和
在形成所述第二屏蔽层的所述工序后实施的,沿着得到所述纵向偏移磁场的方向对所述磁区控制层磁化的工序。
2、根据权利要求1所述的薄膜磁头的制造方法,其特征在于,
还包含形成记录磁头的工序,
对所述磁区控制层磁化的所述工序在形成所述记录头部的所述工序之前实施。
3、根据权利要求1所述的薄膜磁头的制造方法,其特征在于,
所述薄膜磁头还包含:在晶片上呈行列状多个排列形成,把该晶片切断成一体排列多个所述薄膜磁头的多条杆的工序,
对所述磁区控制层磁化的所述工序在切断所述晶片的所述工序前实施。
4、一种薄膜磁头的制造方法,该薄膜磁头包含:
抗强磁性层;与所述抗强磁性层交换耦合,固定磁化方向的强磁性层;根据外部磁化,改变磁化方向的自由层;包含设置在所述强磁性层和所述自由层之间的非磁性层的磁阻效应元件;在所述自由层上施加纵向偏移磁场、用于磁区控制的磁区控制层;和夹持所述磁阻效应元件、对置配置的屏蔽该磁阻效应元件的第一及第二屏蔽层,其特征在于,包含以下工序,
形成所述第一屏蔽层的工序;
在形成所述第一屏蔽层的所述工序后实施的、形成所述磁阻效应元件的工序;
在该强磁性层和所述抗强磁性层之间赋予交换耦合,使所述强磁性层沿规定方向磁化的热处理工序;
形成所述磁区控制层使得在磁道宽度方向夹持所述磁阻效应元件的工序;
通过与所述抗强磁性层之间的交换耦合,沿着得到与所述强磁性层接受的磁场相同方向的磁场的方向对所述磁区控制层磁化的工序;
在对所述磁区控制层磁化的所述工序后实施的、形成所述第二屏蔽层的工序;和
在形成所述第二屏蔽层的所述工序后实施的、沿着得到所述纵向偏移磁场的方向对所述磁区控制层再磁化的工序。
5、根据权利要求4所述的薄膜磁头的制造方法,其特征在于,
还包含形成记录头的工序,
对所述磁区控制层再磁化的所述工序在形成所述记录头部的所述工序前实施。
6、根据权利要求4所述的薄膜磁头的制造方法,其特征在于,
还包含所述薄膜磁头在晶片上呈行列状地多个排列形成,把该晶片切断成一体排列多个所述薄膜磁头的多条杆的工序,
对所述磁区控制层再磁化的所述工序在切断所述晶片的所述工序前实施。
7、根据权利要求1~6的任一项所述的薄膜磁头的制造方法,其特征在于,
所述抗强磁性层由IrMn合金构成。
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