DE19804339C2

DE19804339C2 - Spinventil-Magnetowiderstandskopf und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE19804339C2
Application number: DE19804339A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Kanai; Kenichi Aoshima; Kenichiro Yamada; Mitsumasa Okada; Eiji Shimizu; Junichi Kane
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-09-19
Filing date: 1998-02-05
Publication date: 2001-03-01
Anticipated expiration: 2018-02-06
Also published as: JPH1196516A; KR19990028703A; DE19804339A1; US6123780A; CN1212418A; KR100287464B1; CN1095154C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstel len eines Spinventil-Magnetowiderstandskopfes und einen sol chen Kopf und einen zusammengesetzten Magnetkopf, der durch das Verfahren hergestellt wird.

BESCHREIBUNG VERWANDTER TECHNIKEN

1996 überschritt die Datenaufzeichnungsdichte auf einer hartmagnetischen Platte (HDD) 1 Gbit/Zoll² (Gbits/inch). Der Erfolg für eine Aufzeichnung mit solch hoher Dichte wurde durch die Entwicklung eines Magnetowiderstands-(MR)-Kopfes erreicht, der eine höhere Leseausgabeleistung als damals üb liche Dünnfilmköpfe ermöglichte. Die Datenaufzeichnungsdichte einer HDD wurde mit einer überraschenden Geschwindigkeit von 60% pro Jahr noch erhöht. Um diese Wachstumsrate zu unter stützen, ist eine weitere Entwicklung eines Magnetkopfes mit einer besseren Empfindlichkeit unvermeidlich.

Unter solchen Umständen wurden Riesenmagnetowiderstands filme (auf die im folgenden als GMR-Film verwiesen wird) als ein vielversprechender Kandidat für den Magnetkopf zur Kennt nis genommen, weil sie ein großes Lesesignal liefern können. Von den verschiedenen Riesenmagnetowiderstandsfilmen ist ein Spinventil-Magnetowiderstandsfilm der vielversprechenste, weil er in der Struktur einfach und daher relativ leicht her zustellen ist und er im Vergleich zu gewöhnlichen MR-Ele menten unter einem schwachen, extern angelegten Magnetfeld immer noch eine große Änderung des elektrischen Widerstands zeigen kann.

Ein MR-Kopf verwendet einen MR-Film als ein Lesekopfele ment, dessen elektrischer Widerstand sich unter dem Einfluß eines extern angelegten Magnetfeldes ändern kann. Auf der HDD aufgezeichnete Information kann detektiert werden, indem die Änderung in einer elektrischen Spannung detektiert wird, die durch die Änderung des elektrischen Widerstands des MR-Kopfes aufgrund des externen Magnetfeldes von einer HDD hervorgerufen wird, das die Information anzeigt. Ein GMR-Kopf nutzt anstelle eines MR-Films einen GMR-Film.

Aus der JP 09-167318 A ist ein Spinvalve-Magnetkopf bekannt, bei dem zur Einstellung der Magnetisierungsrichtungen der verschiedenen aktiven Schichten zwei Wärmebehandlungen unter einem Magnetfeld durchgeführt wer den. In dieser Druckschrift wird jedoch auf die Höhe der Temperaturen und deren Abfolge nicht näher eingegangen.

Ein typischer Magnetowiderstandskopf nutzt einen Spinventil- Magnetowiderstandsfilm (auf den im folgenden als ein Spinventil-GMR-Kopf verwiesen wird) wie z. B. in dem US-Patent Nr. 5 206 590, der offengeleg ten japanischen Patentschrift Nr. 6-60336 und dem französischen Patent Nr. 95-5699 offenbart ist.

Fig. 1 veranschaulicht einen solchen Spinventil-GMR-Kopf nach dem Stand der Technik, wie er oben erwähnt ist, in perspektivischer Ansicht einen Hauptabschnitt des Kopfes darstellend. Fig. 2 zeigt einen vertika len Querschnitt des in Fig. 1 gezeigten Spinventil-GMR-Kopfes.

Der Spinventil-GMR-Kopf weist einen GMR-Film auf, der in der in Fig. 1 dargestellten Reihenfolge gebildet wird durch die Ablagerung:
einer Unterschicht 11 aus Tantal (Ta);
einer dualen freien magnetischen Schicht 12, die aus ei ner ersten freien magnetischen Schicht 12a aus einer Nickel- Eisen-Legierung (NiFe) und einer zweiten freien magnetischen Schicht 12b aus einer Kobalt-Eisen-Bor-Legierung (CoFeB) be steht;
einer nichtmagnetischen metallischen Schicht 13 aus Kup fer (Cu),
einer fixierten magnetischen Schicht 14 aus einer Kobalt- Eisen-Bor-Legierung (CoFeB)
einer antiferromagnetischen Schicht 15, die aus geordne ten Metallen, wie z. B. Palladium-Platin-Mangan (PdPtMn), her gestellt ist, und
einer Deckschicht 16, die aus Tantal (Ta) hergestellt ist.

Nachdem diese Schichten 11 bis 16 gebildet sind, wird der GMR-Film einem Prozeß zum Mustern des Films in eine im allge meinen planare Konfiguration unterzogen und wird mit einem Paar Goldelektroden (Au) 17a und 17b auf den gegenüberliegen den Ecken der obersten Deckschicht 16 versehen, was zu einem Spinventil-GMR-Kopf führt. In einem solchen Spinventil-GMR- Kopf dient ein Gebiet zwischen den beiden Elektroden 17a und 17b als ein Signaldetektionsgebiet (oder Abfühlgebiet) S. In der Beschreibung der vorliegenden Anmeldung ist, um die Rich tung eines an den GMR-Kopf angelegten, extern angelegten Ma gnetfeldes zu spezifizieren, ein Koordinatensystem derart de finiert, daß eine Z-Achse entlang der Dicke des GMR-Films, eine Y-Achse entlang der durch die beiden Elektroden durchge henden Linie und eine X-Achse in der zur Y-Z-Ebene senkrech ten Richtung gelegt ist, wie in Fig. 1 dargestellt ist.

Während des Betriebs des Spinventil-GMR-Kopfes wird ein Abfühlstrom Is durch das Abfühlgebiet S von der Elektrode 17a zur Elektrode 17b durchgelassen. Falls der Spinventil-GMR- Kopf nahe einem (nicht dargestellten) magnetischen Aufzeich nungsmedium, wie z. B. einer Magnetplatte, bezüglich des ma gnetischen Mediums in Bewegung ist, wird mit diesem Strom der elektrische Widerstand des Spinventil-GMR-Kopfes als Antwort auf die X-Komponente des Magnetfeldes Hsig geändert, das ein Signal vom Magnetkopf anzeigt, was eine variierende Spannung über den Spinventil-GMR-Kopf zur Folge hat, die das Produkt des variierenden Widerstands und des Abfühlstroms ist. Somit wird das Signalmagnetfeld in Form der Spannungsänderung de tektiert. Um die magnetische Antwort des Spinventil-GMR-Films (d. h. des Magnetowiderstands des Spinventil-GMR-Films) mit dem Signalmagnetfeld Hsig linear zu machen, wird die Magneti sierung Mp der fixierten magnetischen Schicht 14 durch eine Austauschkopplung mit der antiferromagnetischen Schicht 15 im allgemeinen in der Richtung der X-Achse festgelegt oder fi xiert. Bei Abwesenheit des Signalmagnetfeldes Hsig ist eine Magnetisierung Mf der freien magnetischen Schicht 12 entlang der Y-Achse gerichtet, die zur Magnetisierung in der fixier ten magnetischen Schicht 14 senkrecht ist. Die Richtung der Magnetisierung in der freien magnetischen Schicht 12 mit ei nem Null-Signalmagnetfeld, die nun in der Richtung der Y- Achse orientiert ist, wird Richtung einer leichten Magneti sierung genannt. Die Magnetisierung Mf der freien Magnetisie rungsschicht 12 ist angepaßt, um sich als Antwort auf ein ex tern angelegtes Feld, wie z. B. ein Signalmagnetfeld Hsig vom magnetischen Aufzeichnungsmedium, zu drehen, so daß die re sultierende Magnetowiderstandsänderung des GMR-Films mit dem Signalmagnetfeld Hsig linear ist.

In dem Fall jedoch, bei dem für die antiferromagnetische Schicht 15 ein geordnetes antiferromagnetisches Material ver wendet wird, wie es für herkömmliche Spinventil-GMR-Köpfe der Fall ist, ist es notwendig, den GMR-Film mit Wärme zu behan deln, nachdem der GMR-Film gebildet ist, um dadurch die Ma gnetisierung Mp der fixierten Magnetisierungsschicht 14 in der Richtung der X-Achse zu fixieren, weil geordnete Metalle nur bei einer relativ hohen Temperatur einen Phasenübergang durchlaufen können, der ihre Gitterstrukturen von einer ku bisch-flächenzentrierten (FCC) Gitterstruktur zur bevorzugten tetragonal-flächenzentrierten (FCT) Struktur für die Fixie rung der Magnetisierung Mp ändert. Eine derartige Wärmebe handlung wird unter einem Magnetfeld von etwa (2500 . 10³/4π) A/m [2500 Oersted] ausgeführt, nachdem zumindest die Schich ten 11 bis 16 (von der Unterschicht 11 bis zur Deckschicht 16) des GMR-Films gebildet sind.

Im nächsten Schritt wird der GMR-Film unter dem Einfluß eines in Y-Richtung gerichteten geeigneten Magnetfeldes wär mebehandelt, um eine Anisotropie der Magnetisierung Mf der freien magnetischen Schicht 12 zu erhöhen.

Unglücklicherweise beeinflußt die Wärmebehandlung zum Er höhen der Anisotropie der Magnetisierung Mf in der freien ma gnetischen Schicht 12 die in der fixierten magnetischen Schicht 14 schon eingerichtete Magnetisierung Mp in X-Rich tung, wodurch die Magnetisierung Mp, wie in Fig. 3 darge stellt ist, unvorteilhafterweise von der X-Achse weg zur Y- Achse hin fehlorientiert wird. Für einen idealen GMR-Film ist die Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht 14 in der Richtung der X-Achse fixiert, während die Magnetisie rung in der freien magnetischen Schicht 12 entlang der Y- Achse gerichtet ist, so daß die beiden Magnetisierungen bei Abwesenheit irgendeines externen Signalmagnetfeldes Hsig zu einander senkrecht sind. Die Ausgabe des Spinventil-GMR- Kopfes wäre dann eine lineare Funktion des Eingangssignals (oder des externen Signalmagnetfeldes Hsig). Falls jedoch die Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht 14 von Beginn an von der X-Achse weg zur Y-Achse hin fehlorientiert ist, kann der Spinventil-GMR-Kopf keine lineare Antwort auf das extern angelegte Magnetfeld Hsig liefern und ergibt eine verzerrte Wellenform der Ausgangsspannung.

Wie oben diskutiert wurde, weisen die fixierte magneti sche Schicht 14 und die freie magnetische Schicht 12 idealer weise bei Abwesenheit irgendeines extern angelegten Magnet feldes Hsig zueinander senkrechte Magnetisierungen im Spin ventil-GMR-Kopf auf. In Wirklichkeit muß der Winkel zwischen den beiden Magnetisierungen der fixierten magnetischen Schicht 14 und der freien magnetischen Schicht 12 für jeden verwendbaren Spinventil-GMR-Kopf mindestens 70 Grad betragen, wie durch Untersuchungen vieler herkömmlicher Spinventil-GMR- Köpfe verifiziert wurde.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Im Hinblick auf diese Probleme, auf die man bei Magnet köpfen nach dem Stand der Technik trifft, ist die Erfindung darauf gerichtet, einen Spinventil-GMR-Kopf zu schaffen, der imstande ist, als Antwort auf ein externes Signalmagnetfeld Hsig eine im wesentlichen unverzerrte Ausgabewellenform zu erzeugen.

Die Erfindung ist ferner darauf gerichtet, ein Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes mit einer linearen Antwort auf ein gegebenes externes Signalmagnetfeld Hsig zu schaffen.

Zu diesem Zweck wird gemäß einem Gesichtspunkt der vor liegenden Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Spin ventil-GMR-Kopfes geschaffen, das die Schritte aufweist ei nes:

Bildens eines Films, der zumindest eine freie magnetische Schicht, eine nichtmagnetische metallische Schicht, eine fi xierte magnetische Schicht und eine Magnetdomänen-Steuer schicht enthält;
Unterziehens des Films einer ersten Wärmebehandlung unter einem Magnetfeld (worauf als erste Wärmebehandlung im Feld verwiesen wird), um eine magnetische Anisotropie der freien magnetischen Schicht zu erhöhen; und
Unterziehens des Films einer zweiten Wärmebehandlung un ter einem Magnetfeld (worauf als zweite Wärmebehandlung im Feld verwiesen wird) und bei einer höheren Temperatur als der maximalen Temperatur, die in den Prozessen verwendet wurde, die der zweiten Wärmebehandlung vorausgehen, um die Magneti sierung in der fixierten magnetischen Schicht zu fixieren.

Das Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes der Erfindung kann nach der zweiten Wärmebehandlung im Feld keine zusätzliche Wärmebehandlung unter einem Magnetfeld ein schließen.

Die Temperatur der zweiten Wärmebehandlung im Feld kann auf der Basis der maximalen Temperatur bestimmt werden, wie später ausführlich beschrieben wird.

Die Temperatur der zweiten Wärmebehandlung im Feld ist so ausgewählt, daß der Winkel zwischen den Magnetisierungsrich tungen der freien magnetischen Schicht und der fixierten ma gnetischen Schicht eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt, die durch den Spinventil-GMR-Kopf verlangt wird, wie später ausführlicher beschrieben wird.

In einem anderem Gesichtspunkt der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes geschaf fen, das die Schritte aufweist eines:
Bildens eines Films, der zumindest eine freie magnetische Schicht, eine nichtmagnetische metallische Schicht, eine fi xierte magnetische Schicht und eine Magnetdomänen-Steuer schicht enthält;
Unterziehens des Films einer ersten Wärmebehandlung unter einem Magnetfeld (worauf als erste Wärmebehandlung im Feld verwiesen wird), um die Magnetisierung in der fixierten ma gnetischen Schicht zu fixieren;
Unterziehens des Films einer zweiten Wärmebehandlung un ter einem Magnetfeld (worauf als eine zweite Wärmebehandlung im Feld verwiesen wird), um eine magnetische Anisotropie der freien magnetischen Schicht zu erhöhen; und
Unterziehens des Films einer dritten Wärmebehandlung bei Abwesenheit eines extern angelegten Magnetfeldes (worauf als feldfreie Wärmebehandlung verwiesen wird).

Das Verfahren der Erfindung kann auf eine solche Weise ausgeführt werden, daß die Temperatur und/oder die Dauer der dritten Wärmebehandlung so ausgewählt wird, daß die Magneti sierungsrichtungen in der freien magnetischen Schicht und der fixierten magnetischen Schicht einen Winkel bilden, der einen für den Spinventil-GMR-Kopf erforderlichen vorbestimmten Wert übersteigt.

Wie vorher diskutiert wurde, entsteht eine Fehlausrich tung oder Fehlorientierung der Magnetisierung in der fixier ten magnetischen Schicht 14 aus der beabsichtigten Richtung entlang der X-Achse weg hin zur Y-Achse aus der Wärmebehand lung, die während der Herstellung angewandt wird, oder wäh rend der Wärmebehandlungen im Feld des Spinventil-GMR-Films, welche Fehlausrichtung wiederum eine Nichtlinearität des Ma gnetowiderstands des Spinventil-GMR-Kopfes als Antwort auf ein Signalmagnetfeld Hsig hervorruft. Das Verfahren zum Her stellen eines Spinventil-GMR-Kopfes gemäß der Erfindung kann ein solches Problem nach dem Stand der Technik vorteilhafter weise mildern, indem die Magnetisierungsrichtung innerhalb eines vorgeschriebenen Bereichs bezüglich der Magnetisierung in der freien magnetischen Schicht festgelegt oder fixiert wird.

Ein Spinventil-GMR-Kopf der Erfindung wird durch das Ver fähren wie oben beschrieben hergestellt.

Ein zusammengesetzter Spinventil-GMR-Kopf der Erfindung enthält als einen Lese-Aufnehmer einen gemäß dem oben erwähn ten Verfahren hergestellten Spinventil-GMR-Kopf zusammen mit einem induktiven Schreibkopf.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptab schnitts eines Spinventil-GMR-Kopfes nach dem Stand der Tech nik.

Fig. 2 ist eine Querschnittsdarstellung des in Fig. 1 ge zeigten Spinventil-GMR-Kopfes.

Fig. 3 veranschaulicht eine Figur, die beim Erläutern der Orientierung der Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht des in Fig. 1 gezeigten Spinventil-GMR-Köpfes nütz lich ist.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptab schnitts des Spinventil-GMR-Kopfes gemäß der Erfindung.

Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht des in Fig. 4 gezeig ten Spinventil-GMR-Kopfes.

Fig. 6 zeigt einen Hauptabschnitt eines zusammengesetzten Magnetkopfes mit einem Spinventil-GMR-Kopf und einem indukti ven Magnetkopf.

Fig. 7 zeigt einen Spinventil-GMR-Kopf, von einem Auf zeichnungsmedium aus betrachtet.

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das Schritte zum Herstellen eines in Fig. 6 gezeigten zusammengesetzten Magnetkopfes dar stellt.

Fig. 9 ist eine graphische Darstellung von Temperaturen, die in den jeweiligen Prozessen zum Herstellen eines in Fig. 6 dargestellten zusammengesetzten Magnetkopfes verwendet wer den.

Fig. 10 ist eine graphische Darstellung der Temperaturen für die Wärmebehandlungen im Feld beim Einrichten einer fi xierten Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht des ersten Beispiels der Erfindung.

Fig. 11 ist eine graphische Darstellung, die veranschau licht, wie die Orientierung der Magnetisierung in der fixier ten magnetischen Schicht durch eine feldfreie Wärmebehandlung im zweiten Beispiel der Erfindung wiederhergestellt wird.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft mit Verweis auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben.

Obwohl die vorliegende Erfindung hauptsächlich mit einem Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes befaßt ist, beginnen wir mit einem Beschreiben des durch das Verfah ren der Erfindung hergestellten Spinventil-GMR-Kopfes, um dessen Beschreibung für den Leser verständlicher zu machen, und danach wird das Verfahren mittels eines ersten und eines zweiten Beispiels der Erfindung beschrieben.

SPINVENTIL-GMR-KOPF

Auf Fig. 4 verweisend, ist in perspektivischer Darstel lung ein Hauptabschnitt eines durch ein Verfahren gemäß der Erfindung hergestellten Spinventil-GMR-Kopfes dargestellt. Der Spinventil-GMR-Kopf weist auf:
eine Unterschicht 1;
eine erste freie magnetische Schicht 2a, die auf der Un terschicht 1 gebildet ist;
eine zweite freie magnetische Schicht 2b, die auf der er sten freien magnetischen Schicht 2a gebildet ist;
eine nichtmagnetische metallische Schicht 3, die auf der zweiten freien magnetischen Schicht 2b gebildet ist;
eine fixierte magnetische Schicht 4, die auf der nichtma gnetischen metallischen Schicht 3 gebildet ist;
eine Magnetdomänen-Steuerschicht 5, aus einem geordneten Metall und auf der fixierten magnetischen Schicht 4 gebildet;
eine Deckschicht 6, die auf der Magnetdomänen-Steuer schicht 5 gebildet ist; und
ein Paar Elektrodenanschlüsse 7a und 7b, die auf und nahe den gegenüberliegenden Enden der Deckschicht 6 gebildet sind.

Die Magnetdomänen-Steuerschicht 5 kann entweder eine an tiferromagnetische Schicht oder eine hartmagnetische Schicht sein. Im hier im folgenden dargestellten Beispiel ist die Ma gnetdomänen-Steuerschicht 5 antiferromagnetisch.

Einzelheiten des Spinventil-GMR-Kopfes sind wie folgt.

Die Unterschicht 1 kann eine Schicht aus z. B. Tantal (Ta) mit einer Dicke von etwa 50 . 10^-1 nm [50 Angström] sein. Die freie magnetische Schicht 2a kann eine FeNi-Schicht von etwa 35 . 10^-1 nm, die freie magnetische Schicht 2b eine CoFeB-Schicht von etwa 40 . 10^-1 nm sein, wobei die beiden Schichten zusammen eine freie magnetische Schicht 2 bilden.

Es sollte besonders erwähnt werden, daß die freie magne tische Schicht 2 aus den folgenden beiden Gründen eine Dop pelschichtstruktur aus NiFe und CoFeB hat. Ein Grund ist zu verhindern, daß der Spinventil-GMR-Kopf infolge einer Wärme behandlung oberhalb 200°C während eines Prozesses zum Her stellen des Spinventil-GMR-Kopfes seinen Widerstand drastisch verliert. Eine solche Wärmebehandlung verursacht eine Zerstö rung der NiFe-Schicht, die durch Mischen der Ni-Atome in der NiFe-Schicht und Cu-Atome in der benachbarten nichtmagne tischen Kupferschicht hervorgerufen wird. Die Zerstörung kann stattfinden, falls wie bei einem frühen Spinventil-GMR-Kopf die NiFe-Schicht mit der nichtmagnetischen Kupferschicht in direktem Kontakt steht. Um zu verhindern, daß eine solche Zerstörung stattfindet, wird somit statt einer Cu-Schicht ei ne zweite freie magnetische Schicht 2b aus CoFeB in der Grenzfläche zwischen der NiFe-Schicht und der Cu-Schicht ein gefügt. Diese CoFeB-Schicht wird nicht mit der dritten nicht magnetischen metallischen Schicht aus Cu gemischt werden. Es sollte besonders erwähnt werden, daß die Koerzitivkraft eines magnetischen Materials bezüglich der Kristallachsen des Mate rials im allgemeinen anisotrop ist, so daß, falls eine Schicht, wie z. B. die NiFe-Schicht 2a, mit einer relativ kleinen Koerzitivkraft in der Art und Weise wie oben be schrieben vorgesehen ist, die CoFeB-Schicht 2b ihre Magneti sierung in der (1,1,1)-Ebene orientiert aufweisen kann und eine reduzierte Koerzitivkraft aufweisen wird. Durch Verwen den der NiFe-Schicht 2a auf der CoFeB-Schicht 2b mit einer relativ großen Koerzitivkraft wird außerdem die Mobilität der Magnetdomänen in der freien magnetischen Schicht 2 erhöht.

Die nichtmagnetische metallische Schicht 3 kann z. B. eine 32 . 10^-1 nm dicke Cu-Schicht sein.

Wie die freie magnetische Schicht 2b kann die fixierte magnetische Schicht 4 eine CoFeB-Schicht sein, die etwa 30 . 10^-1 nm dick ist.

Die antiferromagnetische Schicht 5 ist vorzugsweise aus einem Mate rial mit einem hohen Austauschkopplungs-Magnetfeld sowie einer hohen Blockiertemperatur und guten Antikorrosionseigenschaft hergestellt. Ein magnetisches Material kann magnetisiert werden, indem es einem anderen magnetisierten Material nahe gebracht wird. Eine solche magnetische Wech selwirkung wird im allgemeinen als Austauschkopplung und das resultieren de Magnetfeld als Austauschkopplungsfeld bezeichnet.

Eine magnetische Schicht, wie z. B. die fixierte magneti sche Schicht 4, die in Kontakt mit der antiferromagnetischen Schicht 5 angeordnet ist, weist eine Magnetisierung auf, die in der Richtung der antiferromagnetischen Schicht 5 fixiert ist. Die magnetische Schicht 4 wird somit fixierte oder genau definierte (engl. pinned) magnetische Schicht bezeichnet. An dererseits hat die freie magnetische Schicht 2 eine schwache Koerzitivkraft und ist durch die nichtmagnetische metallische Schicht 3 von der antiferromagnetischen Schicht 5 getrennt, so daß ihre Magnetisierung nicht genau definiert ist. Die Schicht 2 wird daher freie magnetische Schicht genannt. Kurz gesagt, weist die genau definierte Schicht 4 eine große Koer zitivkraft auf und hält eine fixierte Magnetisierungsrichtung aufrecht, wenn sie einmal in dieser Richtung magnetisiert ist, während die freie magnetische Schicht 2 eine relativ kleine Koerzitivkraft hat und eine variable Magnetisierungs richtung aufweisen kann.

Die antiferromagnetische Schicht 5 kann z. B. aus einem geordneten Metall mit einer Dicke von mindestens 150 . 10^-1 nm, typischerweise etwa 250 . 10^-1 nm, wie einer Palladium-Platin- Mangan-(PdPtMn)-Legierung, einer Palladium-Mangan-(PdMn)- Legierung, einer Chrom-Mangan-(CrMn)-Legierung gebildet sein. Frühe Spinventil-GMR-Köpfe verwendeten FeMn-Legierungen, die jedoch ungünstigerweise korrodierend sind. Um solche Nachtei le zu umgehen, können Mangan-Legierungen verwendet werden, die wie oben erwähnt ein Edelmetall enthalten, wie z. B. Pla tin. Die geordneten Metalle weisen eine relativ hohe Phasen übergangstemperatur auf. Im hierin dargestellten Beispiel ist die antiferromagnetische Schicht 5 typischerweise aus einer PdPtMn-Legierung mit einer Blockiertemperatur (definiert als die Temperatur, bei der ein Austauschmagnetfeld Null wird) von etwa 320°C hergestellt.

Die Deckschicht 6 kann eine Tantal-(Ta)-Schicht mit einer Dicke von etwa 70 . 10^-1 nm sein.

Das Paar Elektroden 7a und 7b ist aus irgendeinem leitfä higen Material, wie z. B. Gold, mit einer Dicke von etwa 1000 . 10^-1 nm hergestellt.

Eine Grundstruktur des Spinventil-GMR-Kopfes ist in Fig. 4 dargestellt. Der Spinventil-GMR-Kopf weist ein Merkmal auf, daß er eine Vierschichtstruktur hat, die einen dualen Satz der magnetischen Schichten 2 und 4, die die dualen magneti schen Schichten 2 und 4 trennende dünne nichtmagnetische Schicht 3 und die auf der oberen (magnetische Schicht 4) der dualen magnetischen Schichten gebildete antiferromagnetische Schicht 5 einschließt. Es war bekannt, daß ein GMR-Effekt in Übergitter-GMR-Schichten, körnigen GMR-Schichten und Spinven til-Schichten auf verschiedene Arten in Abhängigkeit von der besonderen Mehrschichtstruktur einer verwendeten GMR-Schicht entstehen kann. Der Mechanismus des GMR-Effekts hängt von der Struktur der GMR-Schicht ab. Die Spinventil-GMR-Schicht des hierin gezeigten Beispiels hat ein Merkmal, daß sie struktu rell einfach und zur Massenfertigung geeignet ist und daß sie eine hohe Widerstandsänderung für ein schwaches Magnetfeld zeigen kann.

Der Betrieb des in Fig. 4 gezeigten Spinventil-GMR-Kopfes wird nun kurz beschrieben. Wie oben beschrieben wurde, weist die Spinventil-GMR-Schicht im Grunde die Vierschichtstruktur auf. Die fixierte magnetische Schicht 4 in Kontakt mit der antiferromagnetischen Schicht 5 hat eine fixierte Magnetisie rung Mp in Richtung entlang der X-Achse, die nicht geändert wird, falls daran ein extern angelegtes schwaches Magnetfeld angelegt wird. Andererseits hat die freie magnetische Schicht 2 eine Magnetisierung Mf, die bei Abwesenheit eines extern angelegten Magnetfeldes in der Richtung der Y-Achse orien tiert ist, aber durch ein extern angelegtes schwaches Magnet feld, wie z. B. ein daran angelegtes Signalmagnetfeld, leicht in eine verschiedene Richtung neu orientiert werden kann.

Nimmt man nun an, daß an den Kopf ein extern angelegtes schwaches Magnetfeld Hsig angelegt wird, wird die Magnetisie rung in der freien magnetischen Schicht 2 zur Richtung des Feldes Hsig gedreht, was eine Änderung im Widerstand (worauf als Magnetowiderstand verwiesen wird) der GMR-Schicht um eine Größe zur Folge hat, die durch den relativen Winkel θ zwi schen der fixierten magnetischen Schicht 4 und der freien ma gnetischen Schicht 2 bestimmt ist. Konkret ist die Änderung proportional cosθ. Wenn der Winkel 180 Grad beträgt, ist so mit die Änderung im Widerstand maximal. Der Widerstand ist auf die Streuung der Elektronen zurückzuführen, die von der freien magnetischen Schicht 2 über die Grenzflächen zwischen der freien magnetischen Schicht 2 und der nichtmagnetischen metallischen Schicht 3 und zwischen der nichtmagnetischen me tallischen Schicht 3 und der fixierten magnetischen Schicht 4 zur antiferromagnetischen fixierten Schicht 5 oder umgekehrt fließen. Wenn die Orientierungen der Magnetisierungen in be nachbarten Schichten identisch sind, wird eine solche Streu ung von Elektronen nicht sehr reduziert, und demgemäß wird dann der Widerstand minimal. Der Wert des Magnetowiderstands eines GMR-Films hängt von den den Film bildenden GMR-Filmen sowie den Dicken der GMR-Schichten ab und variiert normaler weise im Bereich von ein paar Prozent bis etwa 15%.

Fig. 6 zeigt eine allgemeine perspektivische Darstellung eines zusammengesetzten Magnetkopfes 30, der auf einem Fest plattenlaufwerk montiert und mit einem Spinventil-GMR-Kopf 10 ausgestattet ist. Der Magnetkopf 30 ist über einem magne tischen Aufzeichnungsmedium 27, wie z. B. einer Festplatte, positioniert. Der Spinventil-GMR-Kopf 10, wie mit Verweis auf Fig. 4 beschrieben, wird im zusammengesetzten Magnetkopf 30 als ein Lesekopf 31 verwendet. Der zusammengesetzte Magnet kopf 30 besteht hauptsächlich aus dem Lesekopf 31 und einem Schreibkopf 32. Der zusammengesetzte Kopf 30 wird "Misch-Typ" (engl. merge type) genannt, weil er eine obere Abschirmung 22 des Lesekopfes 31 aufweist, die auch als ein unterer Magnet (oder unterer Kern) des Schreibkopfes 32 dient. Dieser zusam mengesetzte Magnetkopf 30 hat auch eine sogenannte "Hucke packstruktur", was besagt, daß der Schreibkopf 32 auf der Rückseite des Lesekopfes 31 montiert ist.

Wie in Fig. 6 dargestellt ist, weist der Lesekopf 31 zu sammen mit dem Spinventil-GMR-Film und den Elektroden 7a und 7b eine Lese-Untere-Abschirmung 21 oder untere Abschirmung 21 des Lesekopfes (engl. read lower shield) und eine Lese-Obere- Abschirmung 22 oder obere Abschirmung 22 des Lesekopfes (engl. read upper shield) auf, die jeweils auf den gegenüber liegenden Seiten der Elektroden 7a und 7b angeordnet sind.

Der Schreibkopf 32 weist eine Schreibspule 25, eine orga nische Isolationsschicht 24, einen unteren Schreibmagneten 22 oder unteren Magneten 22 des Schreibkopfes und einen oberen Schreibmagneten 26 oder oberen Magneten 26 des Schreibkopfes auf, die auf den gegenüberliegenden Seiten der organischen Isolationsschicht 24 gelegen sind. Die obere Abschirmung 22 des Lesekopfes und der untere Magnet 22 des Schreibkopfes sind das gleiche Element, das als das eine oder andere dieser Elemente für eine Lese/Schreiboperation dient. Der untere Ma gnet 22 des Schreibkopfes und der obere Magnet 26 des Schreibkopfes sind voneinander beabstandet. Die organische Isolationsschicht 24 und eine Lückenisolationsschicht 23 sind jeweils zwischen dem unteren und oberen Magneten 22 und 23 des Schreibkopfes fest angeordnet. Die Schreibspule 25 ist in die organische Isolationsschicht 24 eingebettet.

Der zusammengesetzte Magnetkopf 30 ist somit einteilig aus dem Lesekopf 31 und dem Schreibkopf 32 gebildet.

Fig. 7 zeigt eine Endansicht des Lesekopfes 31 vom Auf zeichnungsmedium 27 aus betrachtet. In der Figur sieht man, daß eine Lückenisolationsschicht 20 zwischen der unteren Ab schirmung 21 des Lesekopfes und der oberen Abschirmung 22 des Lesekopfes angeordnet ist und daß die GMR-Schicht in einem in der Lückenisolationsschicht 20 gebildeten Fenster plaziert ist.

Nun auf Fig. 8 verweisend, werden Schritte zum Herstellen des in Fig. 6 dargestellten zusammengesetzten Magnetkopfes kurz beschrieben.

Zuerst wird in Schritt S40 die untere Abschirmungsschicht 21 des Lesekopfes hergestellt. Die untere Abschirmung 21 des Lesekopfes wird z. B. aus FeN hergestellt.

Im nächsten Schritt S41 wird die untere Lückenisolations schicht des Lesekopfes gebildet. Die untere Lückenisolations schicht des Lesekopfes wird z. B. aus Aluminium-Oxid hergestellt.

In Schritt S42 wird der Spinventil-GMR-Film, wie in Ver bindung mit Fig. 4 beschrieben, gebildet, der dann gemustert wird, um die Elektroden 7a und 7b zu bilden. Dies wird z. B. getan, indem zuerst in der erwähnten Reihenfolge die Unter schicht 1, die erste freie magnetische Schicht 2a, die zweite freie magnetische Schicht 2b, die nichtmagnetische metalli sche Schicht 3, die fixierte magnetische Schicht 4, die anti ferromagnetische Schicht 5, die Deckschicht 6 unter Verwen dung beispielsweise eines Sputter-Verfahrens abgelagert wer den. Zweitens wird der Mehrschicht-GMR-Film unter Verwendung eines Standard-Lithographieverfahrens gemustert, um ein planares rechtwinkeliges Objekt zu bilden, das dann weiter mit dem Paar der Elektroden 7a und 7b versehen wird, die auf und an den gegenüberliegenden Enden der Oberseite der Deck schicht 6 gebildet werden.

Im folgenden Schritt S43 wird die obere Lückenschicht des Lesekopfes gebildet.

In Schritt S44 wird die obere Abschirmung 22 des Lesekop fes geschaffen. Die obere Abschirmung 22 des Lesekopfes kann aus NiFe hergestellt werden.

In Schritt S45 wird eine Lückenschicht des Schreibkopfes gebildet.

In Schritt S46 wird die Schreibspule 25 hergestellt. In Schritt S47 wird der obere Schreib-Magnetpol 26 gebil det.

In Schritt S48 wird eine Schutzschicht gebildet.

Die in Fig. 8 gezeigten Herstellungsschritte beinhalten eine Anzahl von Heizprozessen, wie in Fig. 9 dargestellt ist. Unter diesen Heizprozessen beeinflußt ein Wärmehärteprozeß zum Härten der organischen Isolationsschicht 24, die ein Ge biet um die Schreibspule 25 nach der Bildung des GMR-Films füllt, die Orientierung der fixierten Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht 4. Dieser Wärmehärteprozeß wird im allgemeinen bei Temperaturen im Bereich von 230°C- 250°C während drei Stunden ausgeführt.

Der Wärmehärteprozeß verursacht ein Problem, daß im Ge gensatz zur Erwartung die Wärme die Magnetisierung Mp in der fixierten magnetischen Schicht 4 unerwünschterweise aus der beabsichtigten Richtung entlang der X-Achse weg hin zur Y- Achse fehlorientiert. Dieses Problem kann jedoch gemäß dem Prinzip der Erfindung umgangen werden, wie in den folgenden Beispielen beschrieben wird.

Erstes Beispiel

In einem ersten Verfahren zum Herstellen eines Spinven til-GMR-Kopfes gemäß der Erfindung wird eine zweistufige Wär mebehandlung nach der Bildung des Spinventil-GMR-Films ausge führt, vorzugsweise nach dem oben erwähnten Wärmehärteprozeß der organischen Isolationsschicht 24. In der ersten Stufe wird die Wärmebehandlung ausgeführt, indem der Spinventil- GMR-Film bei z. B. 230°C unter dem Einfluß eines Magnetfeldes (worauf als Wärmebehandlung im Feld verwiesen wird) von etwa (2500 . 10³/4π) A/m erwärmt wird, das entlang der Y-Achse ge richtet ist, eine geeignete magnetische Quelle verwendend, um dadurch eine magnetische Anisotropie der freien magnetischen Schicht 2 in der Richtung der Y-Achse zu erhöhen. In der zwei ten Stufe wird der Spinventil-GMR-Film unter dem Einfluß eines entlang der X-Achse gerichteten Magnetfeldes von z. B. etwa (2500 . 10³/4π) A/m einer zweiten Wärmebehandlung im Feld un terzogen, um dadurch die Magnetisierung Mp entlang der X- Achse in der fixierten magnetischen Schicht 4 neu zu orien tieren und zu fixieren, worin der Spinventil-GMR-Film bis zu einer Temperatur erwärmt wird, die die maximale vorhergehende Temperatur übersteigt, welche als die maximale Temperatur de finiert ist, die mit den Prozessen verbunden ist, die der zweiten Wärmebehandlung im Feld vorausgehen.

Fig. 10 zeigt die in der zweiten Wärmebehandlung wieder hergestellte Magnetisierung Mp in Form der Richtung θp der Magnetisierung Mp bezüglich der Y-Achse (d. h. der Richtung der freien magnetischen Schicht 2 bei Abwesenheit eines ex tern angelegten Magnetfeldes). Der Magnetisierungswinkel θp ist als eine Funktion der Temperatur T der zweiten Wärmebe handlung für den Fall aufgetragen, bei dem die Temperatur der ersten Wärmebehandlung (welche die maximale vorhergehende Temperatur ist) 230°C beträgt. Der Winkel beträgt bei Abwe senheit jeglichen extern angelegten Magnetfeldes idealerweise 90 Grad. Der minimale zulässige Magnetisierungswinkel (oder Entwurfsspezifikation eines Magnetisierungswinkels) ist 70 Grad.

Fig. 10 zeigt, daß, wenn die maximale vorhergehende Tem peratur von 230°C gegeben ist, der Magnetisierungswinkel θp der fixierten magnetischen Schicht durch die zweite Wärmebe handlung bei 230°C zu etwa 62 Grad und durch die zweite Wär mebehandlung bei 250°C zu etwa 77 Grad und durch die zweite Wärmebehandlung bei 280°C zu etwa 80 Grad wiederhergestellt wird. Falls die maximale vorhergehende Temperatur 230°C be trägt, ist daher bestimmt, daß die Temperatur der zweiten Wärmebehandlung zum Wiederherstellen des minimalen zulässigen Magnetisierungswinkels (d. h. θp ≧ 70°) 242°C beträgt. Es wird richtig erkannt, daß die zweite Wärmebehandlung bei einer noch höheren Heiztemperatur, z. B. 250°C, einen besseren Ma gnetisierungswinkel θp mit sich bringen wird und daß die Tem peratur von 280°C zu diesem Zweck noch besser ist.

Es sollte besonders erwähnt werden, daß, je höher die ma ximale vorhergehende Temperatur ist, desto höher die Tempera tur ist, um den minimalen zulässigen Magnetisierungswinkel von 70° wiederherzustellen, so daß die Temperatur der zweiten Wärmebehandlung durch die maximale vorhergehende Temperatur bestimmt ist.

Nach der zweiten magnetischen Wärmebehandlung im Feld für die fixierte magnetische Schicht 4 ist es vorzuziehen, keine Wärmebehandlung im Feld anzuwenden. Sollte irgendeine Wärme behandlung für die organische Isolationsschicht 24 benötigt werden, sollte nach der zweiten Wärmebehandlung im Feld die Wärmebehandlung bei Abwesenheit eines Magnetfeldes vorgenom men werden. Die Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht 4 wird dann bei einem größeren Winkel als dem oben erwähnten minimalen Entwurfsmagnetisierungswinkel gehalten werden, und der Spinventil-GMR-Kopf wird eine lineare Antwort auf das Signalmagnetfeld Hsig beibehalten.

Zweites Beispiel

Im zweiten Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR- Kopfes gemäß der Erfindung wird eine Wärmebehandlung in drei Stufen ausgeführt, nachdem der Spinventil-GMR-Film gebildet ist, wie unten beschrieben ist. In der ersten Stufe wird dem Spinventil-GMR-Film eine Wärmebehandlung im Feld gegeben oder zuteil, um die Magnetisierung in der fixierten magnetischen Schicht 4 in der Richtung der X-Achse zu fixieren. Diese Wär mebehandlung im Feld beinhaltet ein Erwärmen des Spinventil- GMR-Films bei z. B. 280°C in einem unter Verwendung einer ge eigneten Quelle eines Magnetfeldes in der Richtung der X- Achse orientierten Magnetfeld von (2500 . 10³/4π) A/m. In der zweiten Stufe wird dem Spinventil-GMR-Film eine andere Wärme behandlung im Feld zuteil, um die magnetische Anisotropie der freien magnetischen Schicht 2 in der Richtung der Y-Achse zu erhöhen. In dieser Wärmebehandlung wird der Spinventil-GMR- Film in einem in der Richtung der Y-Achse orientierenden Ma gnetfeld von etwa (2500 . 10³/4π) A/m auf z. B. 230°C erhitzt.

In der dritten Stufe wird eine weitere Wärmebehandlung auf den Spinventil-GMR-Film ohne irgendein Magnetfeld ange wandt.

Fig. 11 veranschaulicht den Magnetisierungswinkel θp in der fixierten magnetischen Schicht 4 nach den entsprechenden Wärmebehandlungen. Man sieht in der Figur, daß nach der Fi xierung der Magnetisierungsrichtung in der fixierten magneti schen Schicht 4 durch die erste Wärmebehandlung der Magneti sierungswinkel θp in der fixierten magnetischen Schicht be züglich der Y-Achse idealerweise 90° beträgt. Nach der Wärme behandlung zum Erhöhen der magnetischen Anisotropie der frei en magnetischen Schicht in der zweiten Wärmebehandlung ist der Magnetisierungswinkel θp der fixierten magnetischen Schicht 4 aufgrund der Wärme in der Wärmebehandlung auf etwa 52° reduziert. Bei dieser Stufe kann der GMR-Kopf die Anfor derung nach dem minimalen magnetischen Winkel von 70° nicht erfüllen und wird daher dabei versagen, notwendige Ausgangs charakteristiken zu liefern. Nach der dritten Wärmebehandlung ist jedoch der Magnetisierungswinkel θp zu etwa 76° wieder hergestellt.

Durch die Experimente wurde von den Erfindern beobachtet, daß die Wiederherstellung des Magnetisierungswinkels durch die dritte Wärmebehandlung bei einer höheren Temperatur und/oder durch eine verlängerte Heizzeit gefördert wird. Der Magnetisierungswinkel kann folglich gut oberhalb 76 Grad wie derhergestellt werden, falls erwünscht.

In den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen wurden die ersten und die zweiten Beispiele zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes gemäß der Erfindung beschrieben. Es sollte sich jedoch verstehen, daß die Reihenfolge der Wär mebehandlungen nicht beschränkend ist. Tatsächlich kann, wenn die Wärmebehandlung zum Erhöhen der Anisotropie der freien magnetischen Schicht zuerst auf den in den vorhergehenden Prozessen gebildeten GMR-Film angewandt wird, eine Wärmebe handlung im Feld für die Fixierung der fixierten magnetischen Schicht bei einer Temperatur oberhalb der maximalen vorherge henden Temperatur angewendet werden, wie im ersten Beispiel der Erfindung diskutiert wurde. In diesem Fall ist es vorzu ziehen, keine weitere Wärmebehandlung im Feld anzuwenden. Ein alternativer Weg ist, die Wärmebehandlung für die Fixierung der fixierten magnetischen Schicht zuerst anzuwenden, gefolgt von der Wärmebehandlung für die Erhöhung der Anisotropie der freien magnetischen Schicht und der feldfreien Wärmebehand lung für die Wiederherstellung des Magnetisierungswinkels in der fixierten magnetischen Schicht, wie im zweiten Beispiel der Erfindung diskutiert wurde.

Die oben beschriebene Erfindung kann vorteilhafterweise einen Spinventil-GMR-Kopf liefern, der eine lineare Antwort auf ein gegebenes externes Signalmagnetfeld Hsig aufweist, wodurch eine im wesentlichen unverzerrte Ausgabewellenform erzeugt wird. Die Erfindung kann ferner ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Spinventil-GMR-Kopfes liefern.

Weil die vorliegende Erfindung viele Variationen, Modifi kationen und Änderungen im Detail zuläßt, soll der oben dis kutierte und in den beiliegenden Zeichnungen dargestellte Sachverhalt in einem nicht beschränkenden Sinn als veran schaulichend interpretiert werden. Andere mögliche Modifika tionen der beschriebenen Ausführungsform sind dem Fachmann ohne weiteres klar. Zum Beispiel sind verschiedene Kombina tionen von Materialien und Dicken für die Teilschichten des Spinventil-GMR-Films möglich. Variationen in solchen Her stellparametern für den Spinventil-GMR-Film, wie Temperatu ren, Dauern der Prozesse, sind auch innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) mit den Schritten eines:
Bildens eines Films, der zumindest eine freie magnetische Schicht (2), eine nichtmagnetische metallische Schicht (3), eine fixierte magnetische Schicht (4) und eine Magnetdomänen- Steuerschicht (5) enthält;
Unterziehens des Films einer ersten Wärmebehandlung unter einem Magnetfeld, um eine magnetische Anisotropie der freien magnetischen Schicht (2) zu erhöhen; und
Unterziehens des Films einer zweiten Wärmebehandlung un ter einem Magnetfeld und bei einer höheren Temperatur als der maximalen Temperatur, die in den Prozessen verwendet wurde, die der zweiten Wärmebehandlung vorausgehen, um die Magneti sierung (Mp) in der fixierten magnetischen Schicht (4) zu fi xieren.

2. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 1, worin der Film nach der zweiten Wärme behandlung keiner weiteren Wärmebehandlung unter einem Ma gnetfeld unterzogen wird.

3. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 1, worin die Temperatur der zweiten Wärme behandlung auf der Grundlage der maximalen Temperatur be stimmt ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 1, worin die Temperatur der zweiten Wärme behandlung so ausgewählt ist, daß der Winkel zwischen den Ma gnetisierungsrichtungen (Mf, Mp) in der freien magnetischen Schicht (2) und in der fixierten magnetischen Schicht (4) ei ne vorgeschriebene Bedingung erfüllt, die durch den Spinven til-GMR-Kopf (10) verlangt wird.

5. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 1, worin die Temperatur der ersten Wärme behandlung etwa 230°C beträgt und die Temperatur der zweiten Wärmebehandlung etwa 250°C beträgt.

6. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) mit den Schritten eines:
Bildens eines Films, der zumindest eine freie magnetische Schicht (2), eine nichtmagnetische metallische Schicht (3), eine fixierte magnetische Schicht (4) und eine Magnetdomänen- Steuerschicht (5) enthält;
Unterziehens des Films einer ersten Wärmebehandlung unter einem Magnetfeld, um die Magnetisierung (Mp) in der fixierten magnetischen Schicht (4) zu fixieren;
Unterziehens des Films einer zweiten Wärmebehandlung un ter einem Magnetfeld, um eine magnetische Anisotropie der freien magnetischen Schicht (2) zu erhöhen; und
Unterziehens des Films einer dritten Wärmebehandlung bei Abwesenheit eines extern angelegten Magnetfeldes.

7. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 6, worin die Temperatur der feldfreien Wärmebehandlung so ausgewählt ist, daß der Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen (Mf, Mp) in der freien magneti schen Schicht (2) und in der fixierten magnetischen Schicht (4) eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt, die durch den Spinventil-GMR-Kopf (10) verlangt wird.

8. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 6, worin die Dauer der dritten Wärmebe handlung so ausgewählt ist, daß der Winkel zwischen den Ma gnetisierungsrichtungen (Mf, Mp) in der freien magnetischen Schicht (2) und in der fixierten magnetischen Schicht (4) ei ne vorgeschriebene Bedingung erfüllt, die durch den Spinven til-GMR-Kopf (10) verlangt wird.

9. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 6, worin die Temperatur und die Dauer der dritten Wärmebehandlung so ausgewählt sind, daß der Winkel zwischen den Magnetisierungsrichtungen in der freien magneti schen Schicht (2) und in der fixierten magnetischen Schicht (4) eine vorgeschriebene Bedingung erfüllt, die durch den Spinventil-GMR-Kopf (10) verlangt wird.

10. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 6, worin:
die freie magnetische Schicht (2) eine Nickel-Eisen- (NiFe)-Schicht (2a) und eine Kobalt-Eisen-Bor-(CoFeB)-Schicht (2b) enthält;
die nichtmagnetische Schicht (3) eine Kupfer enthaltende Schicht enthält;
die fixierte magnetische Schicht (4) zwei Kobalt-Eisen- Bor-(CoFeB)-Schichten enthält; und
die Magnetdomänen-Steuerschicht (5) eine geordnete anti ferromagnetische Schicht enthält.

11. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 10, worin die Magnetdomänen-Steuerschicht (5) eine Manganlegierung enthält.

12. Verfahren zum Herstellen eines Spinventil-GMR-Kopfes (10) nach Anspruch 11, worin die Magnetdomänen-Steuerschicht (5) eine Legierung ist, die aus einer aus einer Palladium- Platin-Mangan-Legierung, Platin-Mangan-Legierung, Palladium- Mangan-Legierung, Nickel-Mangan-Legierung und Chrom-Mangan- Legierung bestehenden Gruppe ausgewählt ist.

13. Spinventil-GMR-Kopf (10), hergestellt durch ein Ver fahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12.

14. Zusammengesetzter Magnetkopf mit:
einem Spinventil-GMR-Kopf (10) nach Anspruch 13; und
einem Schreib-Induktionsmagnetkopf.