DE10107491A1

DE10107491A1 - Magnetsensoren und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE10107491A1
Application number: DE10107491A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiko Seyama; Atsushi Tanaka
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-02-22
Filing date: 2001-02-15
Publication date: 2002-02-28
Also published as: US7441326B2; KR20010083191A; KR100687549B1; US7130162B2; JP2001237469A; US20010015877A1; US20060272146A1

Abstract

Bei einem Magnetsensor werden eine untere Anschlussschicht, eine magnetosensitive Schicht und eine Abdeckschicht gleichzeitig in im Wesentlichen der gleichen Größe strukturiert. Die gegenüberliegende Oberfläche der unteren Anschlussschicht, die der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, ist im Wesentlichen auf einer gegenüberliegenden Oberfläche der magnetosensitiven Schicht aufgeschichtet. Die gegenüberliegende Oberfläche der oberen Anschlussschicht, die der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, wird in eine Form gebracht, die kleiner als die andere gegenüberliegende Oberfläche der magnetosensitiven Schicht und in dieser enthalten ist. Dies verwirklicht einen Magnetsensor, der eine CPP-Struktur verwendet und noch einfach herstellbar ist und der eine im Wesentlichen genaue feine CPP-Struktur entsprechend einem gewünschten Ausgangssignal umfasst.

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Magnetsensoren, bei denen ein Messstrom einer magnetosensitiven Schicht zuge führt wird, um eine Veränderung eines externen Magnetfeldes durch eine Veränderung eines Widerstandswertes (Spannungs wertes) der Schicht zu erfassen.

Beschreibung der verwandten Technik

Ein Magnetsensor wird herkömmlicherweise als ein Auf zeichnungs-/Widergabemagnetkopf eines Festplattenlaufwerkes verwendet, das hauptsächlich in einem Computer angeordnet ist. Dieser herkömmliche Aufzeichnungs-/Widergabemagnetkopf misst beziehungsweise erfasst ein externes Magnetfeld mit tels eines induzierten Stromes, der in einer Spule erzeugt wird. Mit zunehmender Nachfrage nach hoher Speicherkapazi tät und hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten wird seit kur zem jedoch ein Magnetsensor verwendet, der ein externes Ma gnetfeld selbst erfasst. Dieser Sensor verwendet den magne toresistiven (MR) Effekt. Weiterhin ist ein Magnetkopf auf getreten, der den riesen-magnetoresistiven (Giant Magneto resistance = GMR) Effekt verwendet.

Wenn die Aufzeichnungsdichte eines Festplattenlauf werks zunimmt, verringert sich die 1-Bit- Aufzeichnungsfläche und das erzeugte Magnetfeld nimmt ab. Die Aufzeichnungsdichten von derzeit im Handel erhältlichen Festplattenlaufwerken betragen ungefähr 10 Gbits/in². Der Anstieg der Aufzeichnungsdichte verdoppelt sich jedoch na hezu jedes Jahr. Dies erfordert, dass ein Magnetkopf feine re Magnetfelder steuert und kleinere Veränderungen des ex ternen Magnetfeldes erfasst.

Derzeit wird eine GMR-Schicht vom Spinventiltyp bezie hungsweise vom Spin-Valve-Typ verwendet. Diese Spin-Valve- GMR-Schicht weist eine magnetische Schicht auf, deren Ma gnetisierungsrichtung fixiert ist, und eine magnetische Schicht, deren Magnetisierungsrichtung frei verändert wer den kann. Der elektrische Widerstand verändert sich ent sprechend dem Winkel, den die Magnetisierungsrichtungen in diesen beiden magnetischen Schichten einschließen.

Wenn dieser Magnetkopf verwendet wird, wird verur sacht, dass ein Messstrom parallel zu der Schichtoberfläche der GMR-Schicht fließt und als eine Veränderung des Wider standswertes (des Spannungswertes: des Ausgangswertes) er fasst wird, der durch das externe Magnetfeld verursacht wird. Bei diesem Magnetkopf, der eine CIP- (Current in the Plane = Strom in der Ebene) Struktur aufweist, bei der ein Messstrom parallel zu der Schichtoberfläche der GMR-Schicht zugeführt wird, verringert sich der Ausgangswert, wenn die Elementbreite (genauer die wirksame Kernbreite) abnimmt. Wenn die Höhe des Messstroms vergrößert wird, wird ein gro ßer Ausgangswert durch das ohmsche Gesetzt erhalten. Diese Höhe des Messstroms ist jedoch begrenzt, weil die Erzeugung von Wärme oder dergleichen unvermeidbar ist.

Weiterhin erfordert der CIP-Magnetkopf Isolierschich ten zwischen den oberen und unteren magnetischen Schichten. Der Abstand zwischen den magnetischen Schichten beträgt (Dicke der GMR-Schicht + Dicke der Isolierschicht × 2). Weil die untere Grenze der Dicke der Isolierschicht derzeit 20 nm beträgt, beträgt der Abstand zwischen den magneti schen Schichten (Dicke der GMR-Schicht + 40 nm). Wenn die Längen der Aufzeichnungsbits auf einem Aufzeichnungsmedium verkürzt werden, wird es schwierig, diese Bits zu erfassen. Daher kann der Abstand zwischen den magnetischen Schirmen derzeit nicht auf 40 nm oder weniger verringert werden.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, dass der die Spin- Valve-GMR-Schicht verwendende CIP-Magnetkopf vermutlich ei ne Aufzeichnungsdichte von bis zu 20 bis 40 Gbits/in² er zielen kann. Die obere Grenze beträgt 60 Gbits/in², auch wenn die neueste Technik angewendet wird, die eine Spiegel streuung beziehungsweise ein Specular-Scattering verwendet.

Die Aufzeichnungsdichte der Festplattenlaufwerke steigt abrupt, so dass 2002 wahrscheinlich eine Aufzeich nungsdichte von 80 Gbits/in² erforderlich ist. Aus den vorstehend erwähnten Gründen ist es für den CIP- Magnetkopf, der die Spin-Valve-GMR-Schicht verwendet, ex trem schwierig, eine hohe Aufzeichnungsdichte von 80 Gbits/in² oder mehr zu erreichen.

Um dieses Problem zu lösen, wird ein Magnetkopf als vielversprechend angesehen, der eine CPP-(Strom senkrecht zur Ebene = Current Perpendicular to the Plane = CPP) Struktur aufweist, bei der ein Messstrom in einer Richtung zugeführt wird, die zumindest eine Komponente enthält, die senkrecht zu den Schichtoberflächen der MR-Schicht ver läuft. Dieser die CPP-Struktur aufweisende Magnetkopf zeigt ungefähr die zweifache Widerstandsveränderung der CIP- Struktur bei Raumtemperatur, so dass ein großes Ausgangs signal erwartet werden kann. Bei dieser Struktur ist die GMR-Schicht nicht auf eine Mehrlagen-GMR-Schicht be schränkt. Beispielsweise kann eine Spin-Valve-Schicht oder eine Mehrlagenschicht vom Koerzitivkraftdifferenztyp ver wendet werden.

Ein weiterer großer Vorteil des CPP-Magnetkopfes be steht darin, dass der Ausgangswert zunimmt, wenn die Quer schnittsfläche (= Kernbreite der CIP-Struktur × Höhe) eines Abschnitts der GMR-Schicht abnimmt, durch den ein Messstrom fließt. Ein hoher Ausgangswert wird erhalten, indem dieje nigen Oberflächen der oberen und unteren Anschlüsse ver kleinert werden, die die MR-Schicht sandwichartig umgeben, die den MR-Schichtoberflächen gegenüberliegen, indem diese Eigenschaft verwendet wird.

Die Verwendung eines Magnetkopfes, der eine Tunnel-MR- (TMR-) Struktur aufweist, bei der eine Isolierschicht sand wichartig zwischen zwei magnetischen Schichten eingeschich tet ist, wird in ähnlicher Weise verfolgt. Bei dieser Struktur verändert sich ein Tunnelstrom, der durch die Iso lierschicht fließt, entsprechend der Magnetisierungsrich tung in jeder Magnetschicht. Daher zeigt die Struktur eine große Widerstandsänderung und weist einen hohen Ausgangs wert auf. Bei dem Magnetkopf, der diese TMR-Struktur auf weist, fließt ein Strom in der Reihenfolge der magnetischen Schicht → Isolierschicht → magnetische Schicht. Weiterhin weist die TMR-Struktur Vorteile auf, die analog zu denen der CPP-Struktur sind. Daher kann die TMR-Struktur als ein Typ der CPP-Struktur betrachtet werden.

Wie vorstehend beschrieben, wird angenommen, dass der CPP-Magnetkopf den CIP-Magnetkopf ersetzt. Dieser CPP- Magnetkopf wurde bis jetzt jedoch noch nicht in den prakti schen Einsatz gebracht, weil er die folgenden verschiedenen Probleme aufweist.

Die folgenden Probleme sind insbesondere zu beachten, wenn die Größen von denjenigen Oberflächen der oberen und unteren Anschlüsse, die den GMR-Schichtoberflächen gegen überliegen, verkleinert werden, um das Ausgangssignal des CPP-Struktur-Magnetkopfes weiter zu erhöhen.

(1) Die Element-Herstellungsverfahren sind kompliziert und erfordern eine hohe Genauigkeit.

Eine Reihe von Verfahren beziehungsweise Prozessen der Schichtbildung, der Fotolackbildung, der Fotolithographie, des Ätzens und der Fotolackentfernung müssen mehrmals durchgeführt werden. Insbesondere wenn die Größen der ge genüberliegenden Oberflächen der oberen und unteren An schlüsse zu verkleinern sind, ist es wesentlich, Isolier schichten entsprechend den beiden Anschlüssen zu bilden. Dieses Bilden ist sehr beschwerlich und zeitaufwendig. In diesem Fall entsprechen diejenigen Abschnitte der gegen überliegenden Oberflächen von diesen oberen und unteren An schlüssen, die überlappen, weiterhin einem CPP-Abschnitt, der zum Ausgangssignal beiträgt. Daher ist bei der Foto lackbildung eine extrem hohe Ausrichtungsgenauigkeit erfor derlich, und dies macht es sehr schwierig, ein gewünschtes Ausgangssignal zu erhalten.

(2) Die Eigenschaften sind schwierig zu bewerten, so fern die Größe des CCP-Abschnitts nicht ungefähr 1 µm be trägt oder im Submikron-Bereich liegt.

Wenn die Größe des CCP-Abschnitts 3 µm oder mehr be trägt, wird eine Spannung bezüglich einem Messstrom als ein negativer Wert gemessen, aufgrund des Einflusses der Strom verteilung, obwohl diese auch von der Elementstruktur, dem Material und dergleichen abhängt. Unter diesem Einfluss nimmt das MR-Verhältnis einen sehr großen Wert von ungefähr 3 µm ein. Dieser verhindert die Anwendung der herkömmlichen Bewertungsstandards.

(3) Die Eigenschaften werden leicht durch die Qualität der Element-Herstellungsverfahren beeinflusst.

Obwohl dies auch ein Problem des die CIP-Struktur auf weisenden Magnetkopfes ist, ist dieses Problem bei der CPP- Struktur stärker zu beachten. Wenn eine GMR-Schicht und Isolierschichten gebildet werden, verändern sich die MR- Eigenschaften stark mit der Querschnittsform und dem Zu stand von erzeugten Nähten beziehungsweise Graten. Dies macht es schwierig, die Ursache für ein fehlerhaftes Pro dukt anzugeben.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Magnetsensor vorzusehen, der eine CCP-Struktur verwendet, um das Ausgangssignal zu vergrößern, und der noch einfach herstellbar ist und der eine feine CPP-Struktur gemäß einem gewünschten Ausgangssignal im Wesentlichen genau realisie ren kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Magnetsensor und ein Verfahren zur Herstellung des selben vorzusehen, das die Form und die Abmessungen eines CCP-Abschnitts genau auf gewünschte feine Werte steuern kann und das weiterhin das Ausgangssignal vergrößern und die Eigenschaften verbessern kann.

Gemäß einem ersten Grundgedanken der vorliegenden Er findung weist ein Magnetsensor eine magnetische magnetosen sitive Schicht auf, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen.

Gemäß einem dritten Grundgedanken der vorliegenden Er findung wird ein Herstellungsverfahren für einen Magnetsen sor vorgesehen, bei dem eine magnetosensitive Schicht zum Messen beziehungsweise Erfassen eines externen Magnetfeldes vertikal durch ein Paar von Anschlüssen sandwichartig umge ben ist, um der magnetosensitiven Schicht einen elektri schen Strom in einer Richtung senkrecht zu einer Schichto berfläche der magnetosensitiven Schicht zuzuführen. Das Verfahren umfasst die Schritte, Bilden von einem der An schlüsse derart, dass eine Oberflächen von ihm der magneto sensitiven Schicht gegenüberliegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu umfassen, Bilden des anderen der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm bezüglich der Fläche kleiner als die Schichtoberfläche ist und der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen, wobei der andere der An schlüsse derart gebildet ist, dass er eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche auf weist, wobei sich die Breite der Form von einem Abschnitt zu einem anderen verändert, und Polieren einer Endoberflä che, die als die magnetosensitive Schicht dienen soll, um die Breite des anderen der Anschlüsse zu steuern, der auf der Endoberfläche frei liegt.

Gemäß dem vierten Grundgedanken der vorliegenden Er findung wird ein Lesemagnetkopf vorgesehen, der den Magnet sensor gemäß dem ersten Grundgedanken zum Lesen von in ei nem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Informa tionen aufweist.

Gemäß dem fünften Grundgedanken der vorliegenden Er findung wird ein Lese-/Schreibmagnetkopf vorgesehen, bei dem ein Lesemagnetkopf, der den Magnetsensor gemäß dem er sten Grundgedanken zum Lesen von in einem magnetischen Auf zeichnungsmedium gespeicherten Informationen aufweist, mit einem Schreibmagnetkopf zum Schreiben von Informationen in das magnetischen Aufzeichnungsmedium integriert ist.

Gemäß dem sechsten Grundgedanken der vorliegenden Er findung wird eine magnetische Vorrichtung vorgesehen, die mit einem Lese-/Schreibmagnetkopf ausgestattet ist, bei dem ein Lesemagnetkopf, der den Magnetsensor gemäß dem ersten Grundgedanken zum Lesen von in einem Aufzeichnungsmedium gespeicherten Informationen aufweist, mit einem Schreibma gnetkopf zum Schreiben von Informationen in das magnetische Aufzeichnungsmedium integriert ist.

Bei einem Magnetsensor, der eine CPP-Struktur gemäß der vorliegenden Erfindung aufweist, weist die gegenüber liegende Oberfläche von einem Anschluss eine Größe auf, die eine Schichtoberfläche von einer magnetosensitiven Schicht umfasst, während die Oberfläche des anderen Anschlusses kleiner als und in diese Schichtoberfläche integriert ist. Die Größe eines Abschnitts der magnetosensitiven Schicht, durch die ein Strom fließt, das heißt die Größe eines CPP- Abschnitts, ist im Wesentlichen unabhängig von der Größe der gegenüberliegenden Oberfläche von einem Anschluss als ein größerer Anschluss, und hauptsächlich durch die Größe der gegenüberliegenden Oberfläche des anderen Anschlusses als ein kleinerer Anschluss definiert. Somit bestimmt die Bestimmung dieser Größe voraussichtlich im Wesentlichen als einziges den Ausgangswert. Demgemäß, auch wenn die Größe der gegenüberliegenden Oberfläche von einem Anschluss so gebildet wird, dass sie gleich oder größer als die Schich toberfläche ist, wird der Ausgangswert im Wesentlichen nicht beeinflusst. Wenn ein Anschluss auf diese Weise ein gestellt wird, brauchen die zwei Anschlüsse nicht mit hoher Genauigkeit ausgerichtet zu werden und können sehr einfach gebildet werden. Weiterhin kann ein erwünschter hoher Aus gangswert erhalten werden, indem (die gegenüberliegenden Oberfläche) des anderen Anschlusses in einer sehr kleinen Größe gebildet wird.

Weiterhin weist der andere Anschluss gemäß der vorlie genden Erfindung eine vorherbestimmte Form auf, deren Brei te in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetischsensitiven Oberfläche sich von einem Abschnitt zu einem anderen in der Sektion verändert. Genauer ausgedrückt ist die vorherbestimmte Form eine rela tiv einfache Form wie beispielsweise ein Dreieck, ein Tra pez oder ein Kreis. Weiterhin wird die magentischsensitive Oberfläche während der Herstellung poliert. Weil der Po lierbetrag und die Elementbreite einander eindeutig ent sprechen, ist es möglich, eine gewünschte feine Element breite, die von dieser Form abhängt, einfach und genau zu steuern.

Die vorliegenden Erfindung realisiert einen Magnetsen sor, der eine CPP-Struktur verwendet und noch einfach her stellbar ist und der eine im Wesentlichen genaue feine CPP- Struktur gemäß einem gewünschten Ausgangssignal ein schließt.

Weiterhin können die Form und die Abmessungen des CPP- Abschnitts genau zu den gewünschten feinen Werten gesteuert werden. Dies kann das Ausgangssignal weiter erhöhen und die Eigenschaften verbessern.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstel lung, die nur die Hauptkomponenten eines Magnetsensors ge mäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 2A bis 2D sind schematische Draufsichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstellungs schritte zeigen;

Fig. 3A bis 3D sind schematische Draufsichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstellungs schritte zeigen, auf Fig. 2D folgend;

Fig. 4A bis 4D sind schematische Draufsichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstellungs schritte zeigen, auf Fig. 3D folgend;

Fig. 5A bis 5D sind schematische Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstel lungsschritte zeigen;

Fig. 6A bis 6D sind schematische Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstel lungsschritte zeigen, auf Fig. 5D folgend;

Fig. 7A bis 7D sind schematische Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der ersten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstel lungsschritte zeigen, auf Fig. 6D folgend;

Fig. 8 ist eine schematische perspektivische Darstel lung, die nur die Hauptkomponenten eines Magnetsensors ge mäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 9A und 9B sind schematische Draufsichten, die ein Herstellungsverfahren für den Magnetsensor gemäß der zweiten Ausführungsform in der Reihenfolge der Herstel lungsschritte zeigen;

Fig. 10 ist eine schematische perspektivische Dar stellung, die nur die Hauptkomponenten eines Magnetsensor gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung zeigt;

Fig. 11 ist eine schematische perspektivische Dar stellung, die nur die Hauptkomponenten eines weiteren Ma gnetsensors gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;

Fig. 12 ist eine schematische Seitenansicht, die die Hauptkomponenten eines Festplattenlaufwerks gemäß der vier ten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 13 ist eine schematische Draufsicht, die die Hauptkomponenten des Festplattenlaufwerks gemäß der vierten Ausführungsform zeigt; und

Fig. 14 ist eine schematische Seitenansicht, die die Hauptkomponenten eines Verbundmagnetkopfes von einer ABS- Oberfläche betrachtet zeigt.

Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich unter Bezugnahme auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.

Diese Ausführungsform zeigt beispielhaft den Aufbau eines Magnetsensors, der eine CPP-Struktur aufweist, in der ein Messstrom in einer Richtung zugeführt wird die zumin dest eine Komponente senkrecht zu der Schichtoberfläche ei ner magnetosensitiven Schicht enthält, und ein Verfahren zur Herstellung des Sensors.

Fig. 1 ist eine schematische perspektivische Darstel lung, die nur die Hauptkomponenten des Magnetsensors gemäß dieser Ausführungsform zeigt.

Dieser Magnetsensor umfasst eine magnetosensitive Schicht 2, um ein externes Magnetfeld zu erfassen, eine Ab deckschicht 3, die aus Ru oder dergleichen gebildet ist und die magnetosensitive Schicht 2 abdeckt, und ein Paar von oberen und unteren Anschlussschichten 1 und 7. Diese unte ren und oberen Anschlussschichten 1 und 7 umgeben die ma gnetosensitive Schicht 2 vertikal sandwichartig und führen einen Strom in einer Richtung senkrecht zu den Schichtober flächen (den sich gegenüberliegenden Oberflächen 2a und 2b) von dieser magnetosensitiven Schicht 2 zu.

Die magnetosensitive Schicht 2 kann eine Mehrlagen- GMR-Schicht sein, eine Spin-Valve-Schicht, eine Mehrlagen schicht vom Koerzitivkraftdifferenztyp oder dergleichen. Bei dieser Ausführungsform ist die Abdeckschicht 3 auf die ser magnetosensitiven Schicht 2 gebildet. Die obere An schlussschicht 7 steht jedoch, natürlich, magnetisch in Kontakt mit (ist magnetisch verbunden mit) der magnetosen sitiven Schicht 2, über die Abdeckschicht 3.

Bei dieser Ausführungsform werden die untere An schlussschicht 1, die magnetosensitive Schicht 2 und die Abdeckschicht 3 gleichzeitig in im Wesentlichen der glei chen Größe strukturiert. Eine gegenüberliegende Oberfläche 1a der unteren Anschlussschicht 1, die der magnetosensiti ven Schicht 2 gegenüberliegt, wird im Wesentlichen auf der gegenüberliegenden Oberfläche 2a der magnetosensitiven Schicht 2 aufgeschichtet.

Eine gegenüberliegende Oberfläche 7a der oberen An schlussschicht 7, die der magnetosensitiven Schicht 2 ge genüberliegt, ist in einer Form gebildet, die kleiner als und in der gegenüberliegenden Oberfläche 2b der magnetosen sitiven Schicht 2 enthalten ist.

Bei diesem Magnetsensor ist die Größe eines Abschnitts der magnetosensitiven Schicht 2, durch den ein Strom fließt, das heißt die Größe eines CPP-Abschnitts, im We sentlichen unabhängig von der Größe der unteren Anschluss schicht 1 als ein größerer Anschluss. Das heißt, die Größe des CPP-Abschnitts wird durch die Größe der gegenüberlie genden Oberfläche 7a der oberen Anschlussschicht 7 als in kleinerer Anschluss definiert. Daher wird der Ausgangswert voraussichtlich im Wesentlichen als einziges durch die Be stimmung der Größe der gegenüberliegenden Oberfläche 7a be stimmt. Genau ausgedrückt wird die Größe des CPP-Abschnitts jedoch nicht nur durch die Größe der gegenüberliegenden Oberfläche 7a bestimmt. Dieser CCP-Abschnitt ist wahr scheinlich um einige % größer als die gegenüberliegende Oberfläche 7b, wenn die spezifischen Widerstände und Dicken der oberen und unteren Anschlussschichten 7 und 1 und der magnetosensitiven Schicht 2 und der Einfluss der unteren Anschlussschicht 1 berücksichtigt werden. Bis zu diesem Ausmaß liegt ein Fehler jedoch innerhalb eines vernachläs sigbaren Bereiches, so dass es angemessen ist, die gegen überliegende Oberfläche 2b als im Wesentlichen die gleiche Größe wie der CPP-Abschnitt aufweisend zu betrachten.

Bei dieser Struktur sind die Breite und die Höhe der gegenüberliegenden Oberfläche 7a der oberen Anschluss schicht 7 die Kernbreite und -höhe (in Fig. 1 der Bequem lichkeit halber als KERNBREITE und HÖHE gezeigt) eines üb lichen Magnetkopfes zum Lesen. Die optische Kernbreite und die wirksame Kernbreite eines üblichen Lesemagnetkopfes weisen eine leichte Differenz auf. Wenn dies berücksichtigt wird, ist das Verfahren zum Definieren des CPP-Abschnitts bei dieser Ausführungsform geeignet.

Auch wenn die gegenüberliegende Oberfläche 1a der un teren Anschlussschicht 1 in der gleichen Größe wie die ge genüberliegende Oberfläche 2a der magnetischsensitiven Schicht 2 wie vorstehend beschrieben gebildet wird, wird demgemäß der Ausgangswert im Wesentlichen nicht beein flusst. Weil die untere Anschlussschicht 1 auf diese Weise ausgelegt wird, brauchen die zwei Anschlüsse nicht mit ho her Genauigkeit ausgerichtet zu werden und können daher sehr einfach gebildet werden. Weiterhin kann ein erwünsch ter hoher Ausgangswert erhalten werden, weil die gegenüber liegende Oberfläche 7b der oberen Anschlussschicht 7 in ei ner sehr kleinen Größe gebildet wird.

Obwohl die Abdeckschicht 3 bei dieser Ausführungsform verwendet wird, ist sie keine wesentlichen Komponente und braucht nicht verwendet zu werden, wenn sie nicht notwendig ist.

Ein Verfahren zur Herstellung des Magnetsensors gemäß dieser Ausführungsform wird nachfolgend beschrieben.

Die Fig. 2A bis 7D sind schematische Drauf- und Schnittansichten, die ein Herstellungsverfahren für diesen Sensor in der Reihenfolge der Herstellungsschritte zeigen. Die Fig. 5A bis 7D zeigen jeweils Schnitte entlang ge strichelten Linien I-I' in den Fig. 2A bis 4D.

Zunächst, wie dies in den Fig. 2A und 5A gezeigt ist, wird eine untere Anschlussschicht 1 gebildet, unter Verwendung von Cu, NiFe oder dergleichen, eine magnetosen sitiven Schicht 2 wird durch das Aufstapeln von CoFe/Cu oder dergleichen gebildet und eine Abdeckschicht 3 wird ge bildet, unter Verwendung von Ru oder dergleichen, in der angegebenen Reihenfolge.

Anschließend, wie dies in den Fig. 2B und 5B darge stellt ist, wird die Abdeckschicht 3 mit einem Fotolack 4 beschichtet und dieser Fotolack 4 wird mittels Fotolitho graphie in eine gewünschte Form gebracht.

Wie dies in den Fig. 2C und 5C dargestellt ist, wird der Fotolack 4 als eine Maske verwendet, um die untere Anschlussschicht 1, die magnetosensitive Schicht 2 und die Abdeckschicht 3 durch Ionen-Milling oder reaktives Ionen- Ätzen (Reactive Ion Etching = RIE) strukturiert beziehungs weise mit einem Muster versehen.

Wie dies in den Fig. 2D und 5D dargestellt ist, wird der Fotolack 4 unter Verwendung eines organischen Lö sungsmittels oder einer Stripping- beziehungsweise Trennlö sung entfernt. Ein bevorzugteres Entfernen ist möglich, wenn Schwabbeln oder dergleichen zusätzlich durchgeführt wird.

Wie dies in den Fig. 3A und 6A dargestellt ist, wird eine Isolierschicht 5, die beispielsweise aus SiO₂ be steht, auf der gesamten Oberfläche gebildet, um die struk turierte untere Anschlussschicht 1, die magnetosensitive Schicht 2 und die Abdeckschicht 3 abzudecken.

Wie dies in den Fig. 3B und 6B dargestellt ist, wird die Isolierschicht 5 mit einem Fotolack 6 beschichtet und dieser Fotolack 6 wird mittels Fotolithographie struk turiert. Genauer gesagt wird der Fotolack 6 in eine Form gebracht, die zumindest die darunter liegende untere An schlussschicht 1, die magnetosensitive Schicht 2 und die Abdeckschicht 3 umfasst und ein Loch 6a in einem im Wesent lichen zentralen Abschnitt aufweist.

Anschließend, wie dies in den Fig. 3C und 6C darge stellt ist, wird dieser Fotolack 6 als eine Maske und die Abdeckschicht 3 als ein Ätz-Stopper verwendet, um nur die Isolierschicht 5 durch Ionen-Milling oder RIE zu struktu rieren. Folglich bleibt die Isolierschicht 5 in der Form einer Insel, und ein Loch 5a, in dem ein Abschnitt der Ab deckschicht 3 freigelegt wird, wird in einem im Wesentli chen zentralen Abschnitt gebildet.

Wie dies in den Fig. 3D und 6D dargestellt ist, wird der Fotolack 6 unter Verwendung eines organischen Lö sungsmittels oder einer Trennlösung entfernt. Ein bevorzug teres Entfernen ist möglich, wenn ein Schwabbeln oder der gleichen zusätzlich durchgeführt wird.

Wie dies in den Fig. 4A und 7A dargestellt ist, wird eine obere Anschlussschicht 7, die beispielsweise aus Cu oder NiFe besteht, gebildet, um die gesamte Oberfläche abzudecken.

Wie dies in den Fig. 4B und 7B dargestellt ist, wird ein Fotolack 8 auf der oberen Anschlussschicht 7 ge bildet und mittels Fotolithographie in eine gewünschte Form gebracht.

Wie dies in den Fig. 4C und 7C dargestellt ist, wird dieser Fotolack 8 als eine Maske verwendet, um die obere Anschlussschicht 7 durch Ionen-Milling oder reaktives Ionen-Ätzen (RIE) zu strukturieren.

Wie dies in den Fig. 4D und 7D dargestellt ist, wird der Fotolack 8 unter Verwendung eines organischen Lö sungsmittels oder einer Trennlösung entfernt. Ein bevorzug teres Entfernen ist möglich, wenn ein Schwabbeln oder der gleichen zusätzlich durchgeführt wird.

Durch das vorstehend beschriebene Verfahren wird die magnetosensitive Schicht 2 in magnetischen Kontakt mit der unteren Anschlussschicht 1 gebracht, weil die gegenüberlie gende Oberfläche 2a als eine untere Oberfläche in Fig. 7D die gegenüberliegende Oberfläche 1a der unteren Anschluss schicht 1 im Wesentlichen überlappt. Zusätzlich wird die magnetosensitive Schicht 2 in magnetischen Kontakt mit der oberen Anschlussschicht 7 gebracht, über die Abdeckschicht 3, weil die gegenüberliegende Oberfläche 7a der oberen An schlussschicht 7 in der gegenüberliegenden Oberfläche 2b als eine obere Oberfläche in Fig. 7D enthalten ist. Wie vorstehend beschrieben, wird ein CPP-Abschnitt hauptsäch lich durch die gegenüberliegende Oberfläche 7a der oberen Anschlussschicht 7 (und den Abschnitt der gegenüberliegen den Oberfläche 2b, der dieser gegenüberliegenden Oberfläche 7a gegenüberliegt) definiert.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wer den die untere Anschlussschicht 1, die magnetosensitive Schicht 2 und die Abdeckschicht 3 gebildet, indem die Strukturierung einmal durchgeführt wird. Die Basiskonfigu ration des Magnetsensors kann daher hergestellt werden, in dem eine Reihe von Strukturierungsschritten, die die Schichtbildung, die Fotolackbildung, die Schichtbearbeitung und das Fotolackentfernen umfasst, nur dreimal durchgeführt wird. Um die untere Anschlussschicht derart zu bilden, dass ihre gegenüberliegende Oberfläche kleiner als die gegen überliegende Oberfläche der magnetosensitiven Schicht ist, muss die Reihe von Strukturierungsschritten im Gegensatz hierzu weiterhin zumindest viermal durchgeführt werden. Weiterhin ist in diesem Fall eine extrem hohe Genauigkeit bei der Ausrichtung der oberen und unteren Anschlussschich ten erforderlich. Bei dieser Ausführungsform weisen die oberen und unteren Anschlussschichten 7 und 1 und die ma gnetosensitiven Schicht 2 jedoch größere Bereiche als das Loch 5a auf. Dies beseitigt die Notwendigkeit der hohen Ge nauigkeit, so dass eine durch eine übliche Belichtungsvor richtung (Stepper) erhaltene Genauigkeit ausreichend ist.

Die Größe der unteren Anschlussschicht 1 hat fast kei nen Einfluss auf die Definition des CPP-Abschnitts. Daher kann das Herstellungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform die Anzahl von Herstellungsschritten deutlich verringern und die Herstellungsschritte vereinfachen, und es trägt zur Verwirklichung eines feinen Hochleistungsmagnetsensors bei.

Wie dies vorstehend erläutert wurde, kann diese Aus führungsform einen Magnetsensor verwirklichen, der eine CCP-Struktur verwendet und noch einfach herstellbar ist, und der eine im Wesentlichen genaue feine CPP-Struktur ge mäß einem gewünschten Ausgangssignal umfasst.

Zweite Ausführungsform

Bei dieser Ausführungsform wird ein Magnetsensor er klärt, der eine CPP-Struktur aufweist, die ähnlich der der ersten Ausführungsform ist. Der Unterschied zu der ersten Ausführungsform besteht in der Form einer oberen Anschluss schicht.

Fig. 8 ist eine schematische perspektivische Darstel lung, die nur die Hauptkomponenten eines Magnetsensors ge mäß dieser Ausführungsform zeigt.

Bei diesem Magnetsensor weist eine obere Anschluss schicht 11 eine vorherbestimmte Form auf, deren Breite sich in einer Sektion senkrecht zu einer gegenüberliegenden Oberfläche 2b und parallel zu einer magnetischsensitiven Oberfläche 2c einer magnetosensitiven Schicht 2 von einem Abschnitt zu einem anderen in der Sektion ändert. Genauer ausgedrückt, ist diese vorherbestimmte Form vorzugsweise eine relativ einfache Form wie beispielsweise ein Dreieck, ein Trapez oder ein Kreis.

Bei dieser Ausführungsform wird eine dreieckige Form verwendet.

Bei dem Herstellungsverfahren für diesen Magnetsensor kann die Elementbreite (als KERNBREITE in Fig. 8 gezeigt) der magnetosensitiven Schicht 2, die in der magnetischsen sitiven Oberfläche 2c frei liegt, zu einem gewünschten sehr kleinen Wert gesteuert werden.

Genauer ausgedrückt, wie dies in Fig. 9A dargestellt ist, werden eine untere Anschlussschicht 1, eine magne tischsensitive Schicht 2, eine Abdeckschicht 3, eine Iso lierschicht 5 und eine obere Anschlussschicht 7 durch ein Strukturierungsverfahren gebildet, das dem der ersten Aus führungsform ähnlich ist.

Wie dies in Fig. 9B dargestellt ist, wird die sich ergebende Struktur entlang einer gestrichelten Linie II-II' grob poliert, bis der dieser Linie entsprechende Ab schnitt freigelegt wird.

Anschließend, wie dies in den Fig. 8 und 9B darge stellt ist, wird die Sektion weiterhin präzise poliert.

Weil der Polierbetrag und die Elementbreite einander eindeutig entsprechen, kann eine gewünschte feine Element breite in Abhängigkeit von dieser dreieckigen Form einfach und genau gesteuert werden.

Tatsächlich ist es bei der ersten Ausführungsform schwierig, die Größe eines Lochs 6a in dem Fotolack 6 wei ter zu verkleinern, um ein Loch 5a in der Isolierschicht 5 zu bilden. Auch für einen i-Line-Stepper, der in der Lage ist, eine Linienbreite von 0,25 µm bei der Bildung von Li nien und Abständen zu erzielen, sind ungefähr 0,4 µm wahr scheinlich eine Grenze für die Bildung eines feinen Loches.

Bei dieser Ausführungsform ist es jedoch einfach mög lich, durch das Polieren der die oben erwähnte Form aufwei senden oberen Anschlussschicht 11, eine Elementbreite von 0,2 µm oder weniger (in Fig. 9B sind 0,2 µm gezeigt) zu erzielen, die die Belichtungsgrenze bei der Lochbildung übersteigt.

Wenn die obere Anschlussschicht 7 eine vorherbestimmte Form aufweist, deren Breite in einer Sektion senkrecht zu der gegenüberliegenden Oberfläche 2b und parallel zu der magnetischsensitiven Oberfläche 2c der magnetosensitiven Schicht 2 unverändert bleibt, unabhängig von einem Ab schnitt in einer Sektion wie bei der ersten vorstehend be schriebenen Ausführungsform, ist eine derartige feine Ele mentbreite wie bei dieser Ausführungsform wahrscheinlich schwierig zu erzielen. Die oben beschriebene erste Ausfüh rungsform weist jedoch den Vorteil auf, dass nicht so eine Bearbeitungsgenauigkeit wie bei dieser Ausführungsform er forderlich ist, wenn die obere Anschlussschicht 7 gebildet wird.

Wie dies vorstehend erläutert wurde, kann diese Aus führungsform einen Magnetsensor verwirklichen, der eine CPP-Struktur aufweist und noch einfach herstellbar ist, und der eine im Wesentlichen genaue feine CPP-Struktur entspre chend einem erwünschten Ausgangssignal umfasst.

Weiterhin können die Form und die Abmessungen des CPP- Abschnitts genau und in gewünschter Weise gesteuert werden.

Dritte Ausführungsform

Diese Ausführungsform ist ein Beispiel für Magnetsen soren, die eine CPP-Struktur analog zu der der ersten Aus führungsform aufweisen. Der Unterschied zu der ersten Aus führungsform besteht darin, dass diese Magnetsensoren eine Funktion zum Steuern einer magnetischen Domäne und eine Funktion zum Durchführen einer Vormagnetisierung aufweisen.

Die Fig. 10 und 11 sind schematische perspektivi sche Darstellungen, die nur die Hauptkomponenten des Ma gnetsensors gemäß dieser Ausführungsform zeigen.

Bei dem in Fig. 10 dargestellten Magnetsensor sind eine magnetosensitive Schicht 2 und eine Abdeckschicht 3 kleiner als eine untere Anschlussschicht 1 ausgelegt. Eine Schicht 12, die eine Funktion zum Steuern einer magneti schen Domäne aufweist, ist auf der unteren Anschlussschicht 1 derart gebildet, dass sie mit der magnetosensitiven Schicht 2 und der Abdeckschicht 3 in zwei Seitenabschnitten verbunden ist.

Bei dem in Fig. 11 dargestellten Magnetsensor sind eine magnetosensitive Schicht 2 und eine Abdeckschicht 3 kleiner als eine untere Anschlussschicht 1 ausgelegt. Eine Schicht 13, die eine Funktion zum Durchführen einer Vorma gnetisierung aufweist, ist auf der unteren Anschlussschicht 1 derart gebildet, dass sie mit der magnetosensitiven Schicht 2 und der Abdeckschicht 3 in einem Endabschnitt verbunden ist.

Um diese Magnetsensoren herzustellen, werden nachdem die untere Anschlussschicht 1 durch eine Strukturierung ge bildet ist, die magnetosensitive Schicht 2 und die Abdeck schicht 3 strukturiert. Bei dieser Strukturierung ist es ebenfalls möglich, vorab eine Au-Schicht oder dergleichen auf der Oberfläche der unteren Anschlussschicht 1 zu bilden und diese Au-Schicht oder dergleichen als einen Ätz-Stopper zu verwenden. Nachdem die Schicht 12, die eine Funktion zum Steuern einer magnetischen Domäne aufweist, oder die Schicht 13, die eine Funktion zum Durchführen einer Vorma gnetisierung aufweist, strukturiert wurden, werden eine Isolierschicht 5 und eine obere Anschlussschicht 7 auf die gleiche Weise wie bei der ersten Ausführungsform struktu riert.

Das Material der Schicht 12, die eine Funktion zum Steuern einer magnetischen Domäne aufweist, und der Schicht 13, die eine Funktion zum Durchführen einer Vormagnetisie rung aufweist, ist vorzugsweise ein hartmagnetisches Mate rial oder ein antiferromagnetisches Material.

Wenn ein Magnetsensor in der Praxis für einen Lesema gnetkopf verwendet wird, sind die vorstehend erwähnten Funktionen häufig erforderlich.

Wenn dies der Fall ist, werden die oberen und unteren Anschlussschichten 7 und 1 teilweise oder vollständig durch ein weichmagnetisches Material gebildet, um es zu ermögli chen, dass diese oberen und unteren Anschlussschichten 7 und 1 als magnetische Abschirmschichten arbeiten. Folglich kann der magnetische Abschirmabstand deutlich verkleinert werden, im Vergleich zum herkömmlichen CIP-Magnetkopf.

Vierte Ausführungsform

Diese Ausführungsform ist ein Beispiel für eine magne tische Vorrichtung, die mit einem Verbundmagnetkopf ausge stattet ist, der durch das Integrieren eines Lesemagnetkop fes zum Auslesen von in einem Informationsspeichermedium gespeicherten Informationen und eines Schreibmagnetkopfes (einem induktiven Kopf) erhalten wird. Der Lesemagnetkopf ist einer der Magnetsensoren, die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben wurden. Bei dieser Ausführungs form wird die magnetische Vorrichtung anhand eines Fest plattenlaufwerks als ein Beispiel beschrieben, das eine Festplatte als ein Informationsspeichermedium verwendet.

Fig. 12 ist eine schematische Seitenansicht, die die Hauptkomponenten des Festplattenlaufwerks gemäß dieser Aus führungsform zeigt. Fig. 13 ist eine schematische Drauf sicht, die die Hauptkomponenten des Festplattenlaufwerks zeigt.

Dieses Festplattenlaufwerk 20 weist einen Schieber be ziehungsweise Gleiter 21 zum Halten eines Verbundmagnetkop fes, einen Kopfhalterungsmechanismus 22 zum Haltern des Gleiters 22, einen Aktuator 23 für das Tracking beziehungs weise Nachführen eines Lesemagnetkopfes über den Kopfhalte rungsmechanismus 22, und einen Plattenantriebsmotor 24 auf, um eine Platte 31 zu drehen. Der Kopfhalterungsmechanismus 22 umfasst einen Arm 41 und eine Aufhängung 42.

Fig. 14 ist eine schematische Seitenansicht, die die Hauptkomponenten des Verbundmagnetkopfes von einer ABS- Oberfläche 32 aus betrachtet zeigt.

Dieser Verbundmagnetkopf ist durch das Stapeln eines Lesemagnetkopfes 51, der einer der Magnetsensoren ist, die in der ersten bis dritten Ausführungsform beschrieben wur den, und eines Schreibmagnetkopfes 52 gebildet wird. Genau er ausgedrückt, sind obere und untere Abschirmschichten 61 und 62, die als magnetische Schirme dienen, über und unter dem Lesemagnetkopf 51 gebildet. Obere und untere Pole 63 und 64, die den Schreibmagnetkopf 52 bilden, sind in dieser Reihenfolge auf der oberen Abschirmschicht 61 gebildet. Diese Elemente sind in einer Aluminiumschutzschicht 65 ge bildet, um den Verbundmagnetkopf zu bilden.

Bei diesem Verbundmagnetkopf ist eine magnetischsensi tive Oberfläche 2C eine ABS-Oberfläche und die Kernbreite und -höhe sind definiert, wie dies beispielsweise in den Fig. 1 und 8 gezeigt ist.

Der Plattenantriebsmotor 24 dreht die Platte 31 mit einer vorherbestimmten Drehzahl. Damit der Verbundmagnet kopf auf eine vorherbestimmte Datenspur auf der Platte 31 zugreifen kann, bewegt der Aktuator 23 den Gleiter 21, der diesen Verbundmagnetkopf hält, in der radialen Richtung über die Oberfläche der Platte 31. Dieser Aktuator 23 ist typischerweise ein Linear- oder Rotationsschwingspulenmo tor.

Der Gleiter 21 ist, beispielsweise, ein luftgelagerter Gleiter. wenn der Festplattenantrieb 20 aktiviert oder ge stoppt wird, gelangt dieser Gleiter 21 in Kontakt mit der Oberfläche der Platte 31. Wenn Informationen von dem Fest plattenlaufwerk 20 zu reproduzieren sind, wird der Gleiter 21 auf der Oberfläche der Platte 31 gehalten, durch ein Luftlager, das zwischen der sich drehenden Platte 31 und dem Gleiter 21 gebildet wird. Der durch den Gleiter 21 ge haltene Lesemagnetkopf schreibt Informationen in bezie hungsweise auf die Platte 31 und liest Informationen aus der Platte 31 aus.

Diese Ausführungsform kann einen Magnetsensor verwen den, der eine CCP-Struktur verwendet und noch einfach her stellbar ist, und der eine im Wesentlichen genaue feine CPP-Struktur gemäß einem gewünschten Ausgangssignal um fasst. Durch den Aufbau eines Festplattenlaufwerks, das diesen Magnetsensor als einen Lesemagnetkopf eines Verbund magnetkopfes zum Schreiben und Auslesen von Informationen verwendet, kann diese Ausführungsform weiterhin eine hohe Aufzeichnungsdichte und eine weitere Miniaturisierung der Vorrichtung erzielen.

Tatsächlich ermöglicht die Verwendung eines Festplat tenlaufwerkes, bei dem ein Magnetsensor gemäß, beispiels weise, der zweiten Ausführungsform als der Lesemagnetkopf eingesetzt wird, eine ausreichend hohe Aufzeichnungsdichte von mehr als 100 Gbits/in².

Bei dieser Ausführungsform wird ein Magnetsensor, wie er in irgendeiner der ersten bis dritten Ausführungsformen beschrieben wurde, als ein Lesemagnetkopf eines Verbundma gnetkopfes verwendet. Der Magnetsensor kann jedoch eben falls als ein separater Lesemagnetkopf verwendet werden.

Experimentelles Ergebnis

Verschiedene experimentelle Ergebnisse zur ausführli cheren Erläuterung der vorliegenden Erfindung sind nachfol gend aufgeführt.

Experimentelles Beispiel 1

Der in der ersten Ausführungsform beschriebene Magnet sensor wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt, und sein Widerstandswert und sein Widerstandsänderungswert wurden gemessen.

Untere Anschlussschicht (Cu: 500 nm), magnetosensitive Schicht (CoFe: 11 nm/Cu: 21 nm × 10), Abdeckschicht (Ru: 5 nm), Isolierschicht (SiO₂: 50 nm), und obere Anschluss schicht (Cu: 500 nm).

Wenn der Magnetsensor wie vorstehend hergestellt wur de, war die Form eines CPP-Abschnitts ein Quadrat von 1 × 1 µm². Dieser Magnetsensor hatte einen Widerstandswert von 15 mΩ und einen Widerstandsänderungsbetrag von 2,5 mΩ.

Anschließend, wie bei der zweiten Ausführungsform be schrieben, wurde die Sektion von diesem Magnetsensor po liert, um die obere Anschlussschicht in eine dreieckige Form zu bringen, so dass die Elementbreite des CPP- Abschnitts 0,2 µm betrug.

Der sich ergebende Magnetsensor hatte einen Wider standswert von 1.500 mΩ und einen Widerstandsänderungsbe trag von 120 mΩ (es ist zu beachten, dass nach dem Polie ren der Sektion ein großer Widerstandswert erfasst wurde, weil die Messung durch die Anwendung eines zwei-Anschluss- Verfahrens durchgeführt wurde).

Experimentelles Beispiel 2

Der in der ersten Ausführungsform beschriebene Magnet sensor wurde unter den folgenden Bedingungen hergestellt, und sein Widerstandswert und sein Widerstandsänderungsbe trag wurden gemessen.

Untere Anschlussschicht (NiFe: 100 nm/Cu: 10 nm), ma gnetosensitive Schicht (CoFe: 11 nm/Cu: 21 nm × 10), Ab deckschicht (Ru: 5 nm), Isolierschicht (SiO₂: 50 nm), und obere Anschlussschicht (Cu: 10 nm/NiFe: 50 nm).

Wenn der Magnetsensor wie vorstehend hergestellt wur de, entsprach die Form eines CPP-Abschnitts einem Quadrat von 1 × 1 µm². Dieser Magnetsensor hatte einen Widerstands werte von 20 mΩ und einen Widerstandsänderungsbetrag von 2,4 mΩ.

Anschließend, wie bei der zweiten Ausführungsform be schrieben, wurde die Sektion von diesem Magnetsensor po liert, um die oberen Anschlussschicht in eine dreieckige Form zu bringen, so dass die Elementbreite des CPP- Abschnitts 0,2 µm betrug.

Der sich ergebene Magnetsensor hatte einen Wider standswert von 3.000 mΩ und einen Widerstandsänderungsbe trag von 115 mΩ.

Claims

1. Magnetsensor mit:
einer magnetosensitiven Schicht zum Erfassen eines ex ternen Magnetfeldes; und
einem Paar von Anschlüssen, die die magnetosensitive Schicht vertikal sandwichartig umgeben, um der magnetosen sitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu einer Schichtoberfläche der magnetosensitiven Schicht zuzuführen,
wobei einer der Anschlüsse eine Oberfläche aufweist, die der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu umfassen,
während der andere der Anschlüsse eine Oberfläche auf weist, die bezüglich der Fläche kleiner als die Schichto berfläche ist und der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen.

2. Sensor nach Anspruch 1, bei dem die Oberfläche von dem einen der Anschlüsse bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

3. Sensor nach Anspruch 2, der weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magnetosensitiven Schicht aufweist.

4. Sensor nach Anspruch 2, der weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vormagnetisierung auf einer Seite be züglich der Höhe der magnetosensitiven Schicht aufweist.

5. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der andere der An schlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senk recht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magne tosensitiven Oberfläche aufweist, wobei sich die Breite der Form von einem Abschnitt zu einem anderen verändert.

6. Sensor nach Anspruch 1, bei dem der andere der An schlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senk recht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magne tosensitiven Oberfläche aufweist, wobei die Form eine gleichmäßige Breite hat.

7. Sensor nach Anspruch 1, bei dem einer der Anschlüs se und ein Teil der oder die Gesamtheit der anderen An schlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material herge stellt sind.

8. Herstellungsverfahren für einen Magnetsensor, der eine magnetosensitive Schicht zum Erfassen eines externen Magnetfeldes und ein Paar von Anschlüssen aufweist, die die magnetosensitive Schicht vertikal sandwichartig umgeben, um der magnetosensitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu einer Schichtoberfläche der ma gnetosensitiven Schicht zuzuführen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Bilden von einem der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu um fassen; und
Bilden des anderen der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm bezüglich der Fläche kleiner als die Schichtoberfläche ist und der magnetosensitiven Schicht ge genüberliegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem die Oberfläche von dem einen der Anschlüsse derart gebildet ist, dass sie bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Magnetsen sor weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magnetosensitiven Schicht aufweist.

11. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Magnetsen sor weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vormagneti sierung auf einer Seite bezüglich der Höhe der magnetosen sitiven Schicht aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der andere der Anschlüsse derart gebildet wird, dass er eine vorherbe stimmte Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtober fläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche aufweist, wobei sich die Breite der Form von einem Ab schnitt zu einem anderen verändert.

13. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der andere der Anschlüsse derart gebildet ist, dass er eine vorherbestimm te Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche auf weist, wobei die Form eine gleichmäßige Breite hat.

14. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem einer der An schlüsse und ein Teil des oder der gesamte andere der An schlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material herge stellt sind.

15. Herstellungsverfahren für einen Magnetsensor, bei dem eine magnetosensitive Schicht zum Erfassen eines exter nen Magnetfeldes durch ein Paar von Anschlüssen vertikal sandwichartig umgeben ist, um der magnetosensitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu ei ner Schichtoberfläche der magnetosensitiven Schicht zuzu führen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Bilden von einem der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu um fassen;
Bilden des anderen der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm bezüglich der Fläche kleiner als die Schichtoberfläche ist und der magnetosensitiven Schicht ge genüberliegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen, wobei der andere der Anschlüsse eine vorherbestimm te Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche auf weist, wobei sich die Breite der Form von einem Abschnitt zu einem anderen verändert; und
Polieren einer Endoberfläche, die als die magnetosen sitive Schicht dienen soll, um die Breite des anderen der Anschlüsse zu steuern, der auf der Endoberfläche freiliegt.

16. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem die Oberfläche von dem einen der Anschlüsse derart gebildet wird, dass sie bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

17. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Magnetsen sor weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magnetosensitiven Schicht aufweist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, bei dem der Magnetsen sor weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vormagneti sierung auf einer Seite bezüglich der Höhe der magnetosen sitiven Schicht aufweist.

19. Verfahren nach Anspruch 15, bei dem einer der An schlüsse und ein Teil der oder die Gesamtheit der anderen Anschlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material her gestellt sind.

20. Herstellungsverfahren für einen Magnetsensor, bei dem eine magnetosensitive Schicht zum Erfassen eines exter nen Magnetfeldes durch ein Paar von Anschlüssen vertikal sandwichartig umgeben ist, um der magnetosensitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu ei ner Schichtoberfläche der magnetosensitiven Schicht zuzu führen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Bilden von einem der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu um fassen;
Bilden des anderen der Anschlüsse derart, dass eine Oberfläche von ihm bezüglich der Fläche kleiner als die Schichtoberfläche ist und der magnetosensitiven Schicht ge genüberliegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen, wobei der andere der Anschlüsse derart gebildet ist, dass er eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche aufweist, wobei die Form eine gleichmäßige Breite hat; und
Polieren einer Endoberfläche, die als die magnetosen sitive Schicht dienen soll, um die Breite des anderen der Anschlüsse zu steuern, der auf der Endoberfläche frei liegt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem die Oberfläche von dem einen der Anschlüsse derart gebildet wird, dass sie bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

22. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Magnetsen sor weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magnetosensitiven Schicht aufweist.

23. Verfahren nach Anspruch 21, bei dem der Magnetsen sor weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vormagneti sierung auf einer Seite bezüglich der Höhe der magnetosen sitiven Schicht aufweist.

24. Verfahren nach Anspruch 20, bei dem einer der An schlüsse und ein Teil des oder der gesamte andere der An schlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material herge stellt sind.

25. Lesemagnetkopf, der einen Magnetsensor zum Lesen von in einem magnetischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Informationen aufweist,
wobei der Sensor aufweist:
eine magnetosensitiven Schicht zum Erfassen eines ex ternen Magnetfelds; und
ein Paar von Anschlüssen, die die magnetosensitive Schicht vertikal sandwichartig umgeben, um der magnetosen sitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu einer Schichtoberfläche der magnetosensitiven Schicht zuzuführen,
wobei einer der Anschlüsse eine Oberfläche aufweist, die der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu umfassen,
während der andere der Anschlüsse eine Oberfläche auf weist, die bezüglich der Fläche kleiner als die Schichto berfläche ist und der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen.

26. Kopf nach Anspruch 25, bei dem die Oberfläche von dem einen der Anschlüsse bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

27. Kopf nach Anspruch 26, bei dem der Magnetsensor weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magneto sensitiven Schicht aufweist.

28. Kopf nach Anspruch 26, bei dem der Magnetsensor weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vormagnetisie rung auf einer Seite bezüglich der Höhe der magnetosensiti ven Schicht aufweist.

29. Kopf nach Anspruch 25, bei dem der andere der An schlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senk recht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magne tosensitiven Oberfläche aufweist, wobei sich die Breite der Form von einem Abschnitt zu einem anderen verändert.

30. Kopf nach Anspruch 25, bei dem der andere der An schlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senk recht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magne tosensitiven Oberfläche aufweist, wobei die Form eine gleichmäßige Breite hat.

31. Kopf nach Anspruch 25, bei dem einer der Anschlüs se und ein Teil der oder die Gesamtheit der anderen An schlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material herge stellt sind.

32. Lese-/Schreibmagnetkopf, bei dem ein Lesemagnet kopf, der einen Magnetsensor zum Lesen von in einem magne tischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Informationen aufweist, mit einem Schreibmagnetkopf zum Schreiben von In formationen in das magnetische Aufzeichnungsmedium inte griert ist,
wobei der Sensor aufweist:
eine magnetosensitiven Schicht zum Erfassen eines ex ternen Magnetfeldes; und
ein Paar von Anschlüsse, die die magnetosensitive Schicht vertikal sandwichartig umgeben, um der magnetosen sitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu einer Schichtoberfläche der magnetosensitiven Schicht zuzuführen,
wobei einer der Anschlüsse eine Oberfläche aufweist, die der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu umfassen,
während der andere der Anschlüsse eine Oberfläche auf weist, die bezüglich der Fläche kleiner als die Schichto berfläche ist und der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen.

33. Kopf nach Anspruch 32, bei dem die Oberfläche von dem einen der Anschlüsse bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

34. Kopf nach Anspruch 33, bei dem der Magnetsensor weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magneto sensitiven Schicht aufweist.

35. Kopf nach Anspruch 33, bei dem der Magnetsensor weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vormagnetisie rung auf einer Seite bezüglich der Höhe der magnetosensiti ven Schicht aufweist.

36. Kopf nach Anspruch 32, bei dem der andere der An schlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senk recht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magne tosensitiven Oberfläche aufweist, wobei sich die Breite der Form von einem Abschnitt zu einem anderen verändert.

37. Kopf nach Anspruch 32, bei dem der andere der An schlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senk recht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magne tosensitiven Oberfläche aufweist, wobei die Form eine gleichmäßige Breite hat.

38. Kopf nach Anspruch 32, bei dem einer der Anschlüs se und ein Teil des oder der gesamte andere der Anschlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material hergestellt sind.

39. Magnetische Vorrichtung, die mit einem Lese- /Schreibmagnetkopf ausgestattet ist, bei dem ein Lesema gnetkopf, der einen Magnetsensor zum Lesen von in einem ma gnetischen Aufzeichnungsmedium gespeicherten Informationen aufweist, mit einem Schreibmagnetkopf zum Schreiben von In formationen in das magnetische Aufzeichnungsmedium inte griert ist,
wobei der Sensor aufweist:
eine magnetosensitive Schicht zum Erfassen eines ex ternen Magnetfeldes; und
ein Paar von Anschlüsse, die die magnetosensitive Schicht vertikal sandwichartig umgeben, um der magnetosen sitiven Schicht einen elektrischen Strom in einer Richtung senkrecht zu einer Schichtoberfläche der magnetosensitiven Schicht zuzuführen,
wobei einer der Anschlüsse eine Oberfläche aufweist, die der magnetosensitiven Schicht gegenüberliegt, um den gesamten Bereich der Schichtoberfläche zu umfassen,
während der andere der Anschlüsse eine Oberfläche auf weist, die bezüglich der Fläche kleiner als die Schichto berfläche ist und der magnetosensitiven Schicht gegenüber liegt, um in den Bereich der Schichtoberfläche zu fallen.

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, bei der die Oberflä che des einen der Anschlüsse bezüglich der Fläche größer als die Schichtoberfläche ist.

41. Vorrichtung nach Anspruch 40, bei der der Magnet sensor weiterhin ein Element zum Steuern einer magnetischen Domäne auf zumindest einer Seite bezüglich der Breite der magnetosensitiven Schicht aufweist.

42. Vorrichtung nach Anspruch 40, bei der der Magnet sensor weiterhin ein Element zum Durchführen einer Vorma gnetisierung auf einer Seite bezüglich der Höhe der magne tosensitiven Schicht aufweist.

43. Vorrichtung nach Anspruch 39, bei der der andere der Anschlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche aufweist, wobei sich die Brei te der Form von einem Abschnitt zu einem anderen verändert.

44. Vorrichtung nach Anspruch 39, bei der der andere der Anschlüsse eine vorherbestimmte Form in einer Sektion senkrecht zu der Schichtoberfläche und parallel zu einer magnetosensitiven Oberfläche aufweist, wobei die Form eine gleichmäßige Breite hat.

45. Vorrichtung nach Anspruch 39, bei der einer der Anschlüsse und ein Teil des oder der gesamte andere der An schlüsse aus einem magnetisch abschirmenden Material herge stellt sind.