JP2000058321A - 磁化方向制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法 - Google Patents
磁化方向制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法Info
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気抵抗センサ、巨大磁気抵抗効果センサ等
の磁気センサの製造方法並びにこれら磁気センサに使用
する磁化方向制御膜の製造方法に関し、無地場中での磁
化方向制御が可能な磁化方向制御膜の製造方法及び磁気
センサの製造方法を提供する。 【解決手段】 下地基板１０上に、第１の方向に沿った
一方向異方性磁界を付与した軟磁性層１４を形成する工
程と、軟磁性層１４上に、反強磁性を示さない状態で反
強磁性層１６を形成する工程と、下地基板１０を無磁場
中で熱処理することにより、軟磁性層１４の磁化方向を
第１の方向に制御するための磁気異方性を反強磁性層１
６に付与する工程とにより磁化方向制御膜を製造する。
の磁気センサの製造方法並びにこれら磁気センサに使用
する磁化方向制御膜の製造方法に関し、無地場中での磁
化方向制御が可能な磁化方向制御膜の製造方法及び磁気
センサの製造方法を提供する。 【解決手段】 下地基板１０上に、第１の方向に沿った
一方向異方性磁界を付与した軟磁性層１４を形成する工
程と、軟磁性層１４上に、反強磁性を示さない状態で反
強磁性層１６を形成する工程と、下地基板１０を無磁場
中で熱処理することにより、軟磁性層１４の磁化方向を
第１の方向に制御するための磁気異方性を反強磁性層１
６に付与する工程とにより磁化方向制御膜を製造する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗センサ、
巨大磁気抵抗効果センサ等の磁気センサの製造方法並び
にこれら磁気センサに使用する磁化方向制御膜の製造方
法に関する。
巨大磁気抵抗効果センサ等の磁気センサの製造方法並び
にこれら磁気センサに使用する磁化方向制御膜の製造方
法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスクドライブに代表される磁
気記録装置の読み取りヘッドとして、巨大磁気抵抗効果
を利用した磁気センサが知られている。例えば、特開平
４−３５８３１０号公報には、非磁性金属層によって分
離された二つの結合されていない強磁性体層を備え、一
方の強磁性体層の磁化が固定されたサンドイッチ構造よ
りなる磁気センサが開示されている。磁化の固定は、鉄
−マンガン（ＦｅＭｎ）に代表される反強磁性層を一方
の強磁性体層に付着することによって行われている。こ
のような構造に外部磁場が印加されると、固定されてい
ない強磁性体層（フリー層）の磁化方向は外部磁場の方
向に一致して自由に回転するため、磁化が固定された強
磁性体層（ピン層）の磁化方向と角度差を生じる。この
角度差に依存して、伝導電子のスピンに依存した散乱が
変化し、電気抵抗値が変化する。したがって、この電気
抵抗値の変化を検出することによって、外部磁場の状
況、すなわち磁気記録媒体からの信号磁場を取得するこ
とができる。
気記録装置の読み取りヘッドとして、巨大磁気抵抗効果
を利用した磁気センサが知られている。例えば、特開平
４−３５８３１０号公報には、非磁性金属層によって分
離された二つの結合されていない強磁性体層を備え、一
方の強磁性体層の磁化が固定されたサンドイッチ構造よ
りなる磁気センサが開示されている。磁化の固定は、鉄
−マンガン（ＦｅＭｎ）に代表される反強磁性層を一方
の強磁性体層に付着することによって行われている。こ
のような構造に外部磁場が印加されると、固定されてい
ない強磁性体層（フリー層）の磁化方向は外部磁場の方
向に一致して自由に回転するため、磁化が固定された強
磁性体層（ピン層）の磁化方向と角度差を生じる。この
角度差に依存して、伝導電子のスピンに依存した散乱が
変化し、電気抵抗値が変化する。したがって、この電気
抵抗値の変化を検出することによって、外部磁場の状
況、すなわち磁気記録媒体からの信号磁場を取得するこ
とができる。
【０００３】ここで、磁気記録媒体からの信号磁界は、
記録媒体面に対して垂直方向に変化するため、このスピ
ンバルブ磁気抵抗センサのフリー層の磁化方向は、媒体
面に平行な方向を基準とし、信号磁界に対して上下鉛直
方向に変化することが望ましい。このとき、信号磁界に
対して線形応答をなし、最大のダイナミックレンジを確
保するためには、ピン層の磁化方向を鉛直上向きまたは
鉛直下向きに固定することが望ましい。したがって、ス
ピンバルブ磁気抵抗センサでは信号磁界のない状態、す
なわちゼロ磁場状態においてピン層とフリー層との磁化
方向を直交化させる必要がある。
記録媒体面に対して垂直方向に変化するため、このスピ
ンバルブ磁気抵抗センサのフリー層の磁化方向は、媒体
面に平行な方向を基準とし、信号磁界に対して上下鉛直
方向に変化することが望ましい。このとき、信号磁界に
対して線形応答をなし、最大のダイナミックレンジを確
保するためには、ピン層の磁化方向を鉛直上向きまたは
鉛直下向きに固定することが望ましい。したがって、ス
ピンバルブ磁気抵抗センサでは信号磁界のない状態、す
なわちゼロ磁場状態においてピン層とフリー層との磁化
方向を直交化させる必要がある。
【０００４】一般に、反強磁性材料は、その反強磁性を
消失する温度であるネール温度まで加熱し、冷却時に所
望の方向の直流外部磁場を印加することにより、隣接軟
磁性層に一方向異方性磁界を付与することができる。そ
こで、スピンバルブ磁気抵抗センサでは、ピン層に隣接
する反強磁性層のネール温度付近まで加熱し、フリー層
の容易軸方向と垂直な直流外部磁場を印加しながら冷却
することにより、ピン層とフリー層との磁化方向の直交
化を実現している。
消失する温度であるネール温度まで加熱し、冷却時に所
望の方向の直流外部磁場を印加することにより、隣接軟
磁性層に一方向異方性磁界を付与することができる。そ
こで、スピンバルブ磁気抵抗センサでは、ピン層に隣接
する反強磁性層のネール温度付近まで加熱し、フリー層
の容易軸方向と垂直な直流外部磁場を印加しながら冷却
することにより、ピン層とフリー層との磁化方向の直交
化を実現している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ネール温度が１５０℃
と低いＦｅＭｎ反強磁性材料等においては、２００℃以
下の低温の熱処理によって磁化方向の直交化が可能とな
るため、他の磁性層の磁化方向に影響することなく当該
熱処理の実施が可能である。しかしながら、動作中のハ
ードディスク装置内部では、１５０℃程度まで温度が上
昇することもあり、ＦｅＭｎのようにネール温度の低い
反強磁性材料を用いた場合、一方向異方性磁界が著しく
低下し、正常動作が望めない。このため、ネール温度の
より高い反強磁性材料の適用が望まれている。
と低いＦｅＭｎ反強磁性材料等においては、２００℃以
下の低温の熱処理によって磁化方向の直交化が可能とな
るため、他の磁性層の磁化方向に影響することなく当該
熱処理の実施が可能である。しかしながら、動作中のハ
ードディスク装置内部では、１５０℃程度まで温度が上
昇することもあり、ＦｅＭｎのようにネール温度の低い
反強磁性材料を用いた場合、一方向異方性磁界が著しく
低下し、正常動作が望めない。このため、ネール温度の
より高い反強磁性材料の適用が望まれている。
【０００６】一方、ネール温度が３００℃程度の反強磁
性材料としては、ＮｉＭｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、Ｐｄ
ＰｔＭｎなどの正方晶系の金属反強磁性材料が知られて
いる。これらの反強磁性材料を用いたスピンバルブ膜で
は、当該熱処理を行うためには２８０℃程度の加熱が必
要となるが、２８０℃程度まで加熱され、垂直方向に外
部磁界が作用した場合、代表的な軟磁性材料であるＮｉ
Ｆｅなどは誘導磁気異方性により容易軸方向が垂直方向
に変化するため、直交化を実現することができない。ま
た、シールド、ライトポール部の容易軸方向も変化する
ため、正常動作を妨げることとなる。
性材料としては、ＮｉＭｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、Ｐｄ
ＰｔＭｎなどの正方晶系の金属反強磁性材料が知られて
いる。これらの反強磁性材料を用いたスピンバルブ膜で
は、当該熱処理を行うためには２８０℃程度の加熱が必
要となるが、２８０℃程度まで加熱され、垂直方向に外
部磁界が作用した場合、代表的な軟磁性材料であるＮｉ
Ｆｅなどは誘導磁気異方性により容易軸方向が垂直方向
に変化するため、直交化を実現することができない。ま
た、シールド、ライトポール部の容易軸方向も変化する
ため、正常動作を妨げることとなる。
【０００７】このため、より低温での熱処理、無磁場中
での磁化方向性制御工程の実現が望まれている。本発明
の目的は、無磁場中での磁化方向制御が可能な磁化方向
制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法を提供する
ことにある。
での磁化方向性制御工程の実現が望まれている。本発明
の目的は、無磁場中での磁化方向制御が可能な磁化方向
制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法を提供する
ことにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、下地基板上
に、第１の方向に沿った一方向異方性磁界を付与した軟
磁性層を形成する工程と、前記軟磁性層上に、反強磁性
を示さない状態で反強磁性層を形成する工程と、前記下
地基板を無磁場中で熱処理することにより、前記軟磁性
層の磁化方向を前記第１の方向に制御するための磁気異
方性を前記反強磁性層に付与する工程とを有することを
特徴とする磁化方向制御膜の製造方法によって達成され
る。このようにして磁化方向制御膜を製造することによ
り、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加
することなく反強磁性層に磁気異方性を付与することが
できるので、他の磁性層の磁化方向に影響を与えること
なく、軟磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与した一方
向異方性磁界方向に制御することができる。
に、第１の方向に沿った一方向異方性磁界を付与した軟
磁性層を形成する工程と、前記軟磁性層上に、反強磁性
を示さない状態で反強磁性層を形成する工程と、前記下
地基板を無磁場中で熱処理することにより、前記軟磁性
層の磁化方向を前記第１の方向に制御するための磁気異
方性を前記反強磁性層に付与する工程とを有することを
特徴とする磁化方向制御膜の製造方法によって達成され
る。このようにして磁化方向制御膜を製造することによ
り、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加
することなく反強磁性層に磁気異方性を付与することが
できるので、他の磁性層の磁化方向に影響を与えること
なく、軟磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与した一方
向異方性磁界方向に制御することができる。
【０００９】また、上記の磁化方向制御膜の製造方法に
おいて、前記第１の方向に沿った直流磁場中で前記軟磁
性層を形成することにより、前記軟磁性層に一方向異方
性磁界を付与するようにしてもよい。また、上記の磁化
方向制御膜の製造方法において、前記軟磁性層を形成し
た後に、前記第１の方向に沿った直流磁場を印加するこ
とにより、前記軟磁性層に一方向異方性磁界を付与する
ようにしてもよい。
おいて、前記第１の方向に沿った直流磁場中で前記軟磁
性層を形成することにより、前記軟磁性層に一方向異方
性磁界を付与するようにしてもよい。また、上記の磁化
方向制御膜の製造方法において、前記軟磁性層を形成し
た後に、前記第１の方向に沿った直流磁場を印加するこ
とにより、前記軟磁性層に一方向異方性磁界を付与する
ようにしてもよい。
【００１０】また、上記の磁化方向制御膜の製造方法に
おいて、表面周期性に異方性を有する前記下地基板上に
前記軟磁性層を形成することにより、前記軟磁性層に一
方向異方性磁界を付与するようにしてもよい。また、上
記の磁化方向制御膜の製造方法において、前記下地基板
としては、ＭｇＯ（１１０）基板又はサファイア（００
０１）基板を適用することができる。
おいて、表面周期性に異方性を有する前記下地基板上に
前記軟磁性層を形成することにより、前記軟磁性層に一
方向異方性磁界を付与するようにしてもよい。また、上
記の磁化方向制御膜の製造方法において、前記下地基板
としては、ＭｇＯ（１１０）基板又はサファイア（００
０１）基板を適用することができる。
【００１１】また、上記の磁化方向制御膜の製造方法に
おいて、前記反強磁性層としては、ＰｄＭｎ層、ＰｔＭ
ｎ層又はＰｄＰｔＭｎ層を適用することができる。ま
た、上記の磁化方向制御膜の製造方法において、前記反
強磁性層に磁気異方性を付与する工程では、前記軟磁性
層のネール温度よりも低い温度で熱処理を行うようにし
てもよい。
おいて、前記反強磁性層としては、ＰｄＭｎ層、ＰｔＭ
ｎ層又はＰｄＰｔＭｎ層を適用することができる。ま
た、上記の磁化方向制御膜の製造方法において、前記反
強磁性層に磁気異方性を付与する工程では、前記軟磁性
層のネール温度よりも低い温度で熱処理を行うようにし
てもよい。
【００１２】また、上記目的は、下地基板上に、第１の
方向に沿った一方向異方性磁界を付与した軟磁性層を形
成する工程と、前記軟磁性層上に、反強磁性を示さない
状態で反強磁性層を形成する工程と、前記下地基板を無
磁場中で熱処理することにより、前記軟磁性層の磁化方
向を前記第１の方向に制御するための磁気異方性を前記
反強磁性層に付与する工程とを有することを特徴とする
磁気センサの製造方法によっても達成される。このよう
にして磁気センサを製造することにより、反強磁性層の
結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加することなく反強
磁性層に磁気異方性を付与することができるので、シー
ルド、ライトポールなどの他の磁気ヘッドを構成する磁
性層の磁化方向に影響を与えることなく、軟磁性層の磁
化方向を、軟磁性層に付与した一方向異方性磁界方向に
制御することができる。
方向に沿った一方向異方性磁界を付与した軟磁性層を形
成する工程と、前記軟磁性層上に、反強磁性を示さない
状態で反強磁性層を形成する工程と、前記下地基板を無
磁場中で熱処理することにより、前記軟磁性層の磁化方
向を前記第１の方向に制御するための磁気異方性を前記
反強磁性層に付与する工程とを有することを特徴とする
磁気センサの製造方法によっても達成される。このよう
にして磁気センサを製造することにより、反強磁性層の
結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加することなく反強
磁性層に磁気異方性を付与することができるので、シー
ルド、ライトポールなどの他の磁気ヘッドを構成する磁
性層の磁化方向に影響を与えることなく、軟磁性層の磁
化方向を、軟磁性層に付与した一方向異方性磁界方向に
制御することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による磁化方向制御膜の製造方法について図１乃
至図３を用いて説明する。図１は本発明による磁化方向
制御膜の製造方法を示す工程図、図２は本実施形態によ
る磁化方向制御膜の製造方法を示す工程断面図、図３は
本実施形態による磁化方向制御膜の製造方法により形成
した磁化方向制御膜について測定した磁化−外部磁界曲
線を示すグラフである。
施形態による磁化方向制御膜の製造方法について図１乃
至図３を用いて説明する。図１は本発明による磁化方向
制御膜の製造方法を示す工程図、図２は本実施形態によ
る磁化方向制御膜の製造方法を示す工程断面図、図３は
本実施形態による磁化方向制御膜の製造方法により形成
した磁化方向制御膜について測定した磁化−外部磁界曲
線を示すグラフである。
【００１４】本発明による磁化方向制御膜の製造方法
は、図１に示すように、一方向異方性磁界を付与した軟
磁性層を形成する工程（Ｓ１）と、軟磁性層上に反強磁
性を示さない状態で反強磁性層を形成する工程（Ｓ２）
と、無磁場中で熱処理することにより、軟磁性層の磁化
方向を所定の方向に制御するための磁気異方性を反強磁
性層に付与する工程（Ｓ３）とにより構成される。
は、図１に示すように、一方向異方性磁界を付与した軟
磁性層を形成する工程（Ｓ１）と、軟磁性層上に反強磁
性を示さない状態で反強磁性層を形成する工程（Ｓ２）
と、無磁場中で熱処理することにより、軟磁性層の磁化
方向を所定の方向に制御するための磁気異方性を反強磁
性層に付与する工程（Ｓ３）とにより構成される。
【００１５】ある種の反強磁性材料は、スパッタ法など
による堆積直後には反強磁性を示さないが、その後の熱
処理によって反強磁性を示すようになる。例えば、Ｎｉ
Ｍｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭｎなどの正方晶
系の金属反強磁性材料は、成膜直後には準安定相である
立方晶となり反強磁性を示さないが、その後の２００〜
３００℃程度の熱処理により安定相である正方晶に規則
化して反強磁性を示すようになる。また、この熱処理温
度が隣接する軟磁性層のキュリー温度以下である場合、
反強磁性層に、軟磁性層の磁化方向と同一方向の磁気異
方性を付与することができる。また、反強磁性層に異方
性磁界を与える熱処理過程では、外部直流磁場を印加す
る必要はない。
による堆積直後には反強磁性を示さないが、その後の熱
処理によって反強磁性を示すようになる。例えば、Ｎｉ
Ｍｎ、ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭｎなどの正方晶
系の金属反強磁性材料は、成膜直後には準安定相である
立方晶となり反強磁性を示さないが、その後の２００〜
３００℃程度の熱処理により安定相である正方晶に規則
化して反強磁性を示すようになる。また、この熱処理温
度が隣接する軟磁性層のキュリー温度以下である場合、
反強磁性層に、軟磁性層の磁化方向と同一方向の磁気異
方性を付与することができる。また、反強磁性層に異方
性磁界を与える熱処理過程では、外部直流磁場を印加す
る必要はない。
【００１６】したがって、上記工程により軟磁性層及び
反強磁性層を形成することにより、軟磁性層に付与した
のと同一方向の磁気異方性を反強磁性層に付与すること
ができる。これにより、軟磁性層に付与した一方向異方
性磁界方向に、軟磁性層の磁化方向を制御することがで
きる。また、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁
場を印加することなく一方向異方性磁界を付与するの
で、異方性磁界を付与した他の層がすでに形成されてい
る場合にも、これら層の磁化方向に誘導磁気異方性によ
る影響を与えることはない。
反強磁性層を形成することにより、軟磁性層に付与した
のと同一方向の磁気異方性を反強磁性層に付与すること
ができる。これにより、軟磁性層に付与した一方向異方
性磁界方向に、軟磁性層の磁化方向を制御することがで
きる。また、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁
場を印加することなく一方向異方性磁界を付与するの
で、異方性磁界を付与した他の層がすでに形成されてい
る場合にも、これら層の磁化方向に誘導磁気異方性によ
る影響を与えることはない。
【００１７】次に、本実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法について図２を用いて具体的に説明する。ま
ず、基板１０上に、基板１０の表面に平行に直流外部磁
場を印加しながら軟磁性材料を堆積し、所定の方向に結
晶磁気異方性を有する軟磁性層１４を形成する（ステッ
プＳ１、図２（ａ））。例えば、通常のスパッタ法によ
り、膜厚約５ｎｍのＮｉＦｅよりなる軟磁性層１４を形
成する。ＮｉとＦｅの比率は、例えばＮｉ：Ｆｅ＝８
０：２０とする。なお、軟磁性層１４の膜厚は１ｎｍ以
上とすることが望ましい。また、直流外部磁場は、基板
１０の外部に設置された硬質磁石、例えばアルニコ磁石
により印加する。直流外部磁場の大きさは、軟磁性層１
４の保磁力以上あればよく、例えば１００Ｏｅとする。
製造方法について図２を用いて具体的に説明する。ま
ず、基板１０上に、基板１０の表面に平行に直流外部磁
場を印加しながら軟磁性材料を堆積し、所定の方向に結
晶磁気異方性を有する軟磁性層１４を形成する（ステッ
プＳ１、図２（ａ））。例えば、通常のスパッタ法によ
り、膜厚約５ｎｍのＮｉＦｅよりなる軟磁性層１４を形
成する。ＮｉとＦｅの比率は、例えばＮｉ：Ｆｅ＝８
０：２０とする。なお、軟磁性層１４の膜厚は１ｎｍ以
上とすることが望ましい。また、直流外部磁場は、基板
１０の外部に設置された硬質磁石、例えばアルニコ磁石
により印加する。直流外部磁場の大きさは、軟磁性層１
４の保磁力以上あればよく、例えば１００Ｏｅとする。
【００１８】次いで、軟磁性層１４上に、反強磁性層１
６を堆積する。例えば、通常のスパッタ法により、膜厚
約１５ｎｍのＰｄＰｔＭｎよりなる反強磁性層１６を形
成する。Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎの比率は、例えばＰｄ：Ｐ
ｔ：Ｍｎ＝３１：１７：５２とする。なお、反強磁性層
１６の膜厚は５ｎｍ以上とすることが望ましい。ここ
で、反強磁性層１６を構成する材料は、堆積直後には反
強磁性をもたないが、その後の熱処理によって反強磁性
を示す反強磁性材料から選択する。例えば、ＮｉＭｎ、
ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭｎなどの正方晶系の金
属反強磁性材料は、スパッタ等の成膜時には準安定相で
ある立方晶となり反強磁性を示さないが、その後の２０
０〜３００℃程度の熱処理により安定相である正方晶に
規則化して反強磁性を示す材料であり、本実施形態によ
る磁化方向制御膜の製造方法に用いるのに好適である。
このような特性を有する反強磁性材料であれば、上記材
料以外の反強磁性材料であっても適用することができ
る。
６を堆積する。例えば、通常のスパッタ法により、膜厚
約１５ｎｍのＰｄＰｔＭｎよりなる反強磁性層１６を形
成する。Ｐｄ、Ｐｔ、Ｍｎの比率は、例えばＰｄ：Ｐ
ｔ：Ｍｎ＝３１：１７：５２とする。なお、反強磁性層
１６の膜厚は５ｎｍ以上とすることが望ましい。ここ
で、反強磁性層１６を構成する材料は、堆積直後には反
強磁性をもたないが、その後の熱処理によって反強磁性
を示す反強磁性材料から選択する。例えば、ＮｉＭｎ、
ＰｄＭｎ、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭｎなどの正方晶系の金
属反強磁性材料は、スパッタ等の成膜時には準安定相で
ある立方晶となり反強磁性を示さないが、その後の２０
０〜３００℃程度の熱処理により安定相である正方晶に
規則化して反強磁性を示す材料であり、本実施形態によ
る磁化方向制御膜の製造方法に用いるのに好適である。
このような特性を有する反強磁性材料であれば、上記材
料以外の反強磁性材料であっても適用することができ
る。
【００１９】なお、反強磁性層１６の形成過程では直流
外部磁場を印加する必要はないが、軟磁性層１４の成膜
時に印加する磁場と同一方向の直流外部磁場を印加して
もよい。また、軟磁性層１４の一方向異方性磁界は、反
強磁性層１６の形成時に付与してもよい。すなわち、軟
磁性層１４の形成時に直流外部磁場を印加せず、反強磁
性層の形成時に直流外部磁場を印加することによっても
軟磁性層１４に一方向異方性磁界を付与することができ
る。少なくとも、反強磁性層１６の堆積直前までの状態
で軟磁性層１４が直流外部磁場に曝されればよい。
外部磁場を印加する必要はないが、軟磁性層１４の成膜
時に印加する磁場と同一方向の直流外部磁場を印加して
もよい。また、軟磁性層１４の一方向異方性磁界は、反
強磁性層１６の形成時に付与してもよい。すなわち、軟
磁性層１４の形成時に直流外部磁場を印加せず、反強磁
性層の形成時に直流外部磁場を印加することによっても
軟磁性層１４に一方向異方性磁界を付与することができ
る。少なくとも、反強磁性層１６の堆積直前までの状態
で軟磁性層１４が直流外部磁場に曝されればよい。
【００２０】続いて、軟磁性層１４及び反強磁性層１６
を形成した基板１０を、例えば、真空中、２３０〜３０
０℃の温度で１〜３時間熱処理し、反強磁性を示す相に
反強磁性層１６を規則化する。これにより、反強磁性層
１６には軟磁性層１４に付与した一方向異方性磁界と同
一方向の磁気異方性が付与され、また、軟磁性層１４の
磁化方向は、軟磁性層に付与した一方向異方性磁界方向
に制御される（ステップＳ３、図２（ｃ））。
を形成した基板１０を、例えば、真空中、２３０〜３０
０℃の温度で１〜３時間熱処理し、反強磁性を示す相に
反強磁性層１６を規則化する。これにより、反強磁性層
１６には軟磁性層１４に付与した一方向異方性磁界と同
一方向の磁気異方性が付与され、また、軟磁性層１４の
磁化方向は、軟磁性層に付与した一方向異方性磁界方向
に制御される（ステップＳ３、図２（ｃ））。
【００２１】このようにして作成した試料に、直流外部
磁場を印加した方向に測定した磁化−外部磁界曲線を図
３（ａ）に、直流外部磁場を印加した方向に垂直な方向
に測定した磁化−外部磁界曲線を図３（ｂ）に示す。図
３（ａ）に示すように、軟磁性層１４には、軟磁性層１
４の堆積の際に印加した直流外部磁界の方向に異方性磁
界が付与されているが、図３（ｂ）に示すように、直流
外部磁界を印加した方向と垂直な方向には異方性磁界が
付与されていない。すなわち、軟磁性層１４は、軟磁性
層１４の形成時に印加した直流外部磁場の方向に磁化方
向が制御されている。
磁場を印加した方向に測定した磁化−外部磁界曲線を図
３（ａ）に、直流外部磁場を印加した方向に垂直な方向
に測定した磁化−外部磁界曲線を図３（ｂ）に示す。図
３（ａ）に示すように、軟磁性層１４には、軟磁性層１
４の堆積の際に印加した直流外部磁界の方向に異方性磁
界が付与されているが、図３（ｂ）に示すように、直流
外部磁界を印加した方向と垂直な方向には異方性磁界が
付与されていない。すなわち、軟磁性層１４は、軟磁性
層１４の形成時に印加した直流外部磁場の方向に磁化方
向が制御されている。
【００２２】このように、本実施形態によれば、一方向
異方性磁界を付与した軟磁性層上に反強磁性層を形成す
るので、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を
印加することなく反強磁性層に磁気異方性を付与するこ
とができる。これにより、軟磁性層の磁化方向を、軟磁
性層に付与した一方向異方性磁界方向に制御することが
できる。
異方性磁界を付与した軟磁性層上に反強磁性層を形成す
るので、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を
印加することなく反強磁性層に磁気異方性を付与するこ
とができる。これにより、軟磁性層の磁化方向を、軟磁
性層に付与した一方向異方性磁界方向に制御することが
できる。
【００２３】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる磁化方向制御膜の製造方法について図４及び図５を
用いて説明する。なお、上記第１実施形態による磁化方
向制御膜の製造方法と同一の構成要素には同一の符号を
付し、説明を省略し或いは簡略にする。図４は本実施形
態による磁化方向制御膜の製造方法を示す工程断面図、
図５は本実施形態による磁化方向制御膜の製造方法によ
り形成した磁化方向制御膜について測定した磁化−外部
磁界曲線を示すグラフである。
よる磁化方向制御膜の製造方法について図４及び図５を
用いて説明する。なお、上記第１実施形態による磁化方
向制御膜の製造方法と同一の構成要素には同一の符号を
付し、説明を省略し或いは簡略にする。図４は本実施形
態による磁化方向制御膜の製造方法を示す工程断面図、
図５は本実施形態による磁化方向制御膜の製造方法によ
り形成した磁化方向制御膜について測定した磁化−外部
磁界曲線を示すグラフである。
【００２４】上記第１実施形態では、直流外部磁場を印
加することにより軟磁性層１４に一方向異方性磁界を付
与したが、他の方法によっても一方向異方性磁界を付与
することができる。表面周期性に異方性を有する基板上
に軟磁性層を堆積すると、その基板の異方性に応じた方
向に結晶磁気異方性を付与することができる。例えば、
ＭｇＯ（１１０）基板上にＮｉＦｅよりなる軟磁性層を
形成すると、軟磁性層の磁化容易軸は（１１０）方向と
なり、これと垂直な（００１）方向が磁化困難軸とな
る。したがって、このように表面周期性に異方性を有す
る基板上に軟磁性層を形成することにより、軟磁性層に
一方向異方性磁界を付与することができる。
加することにより軟磁性層１４に一方向異方性磁界を付
与したが、他の方法によっても一方向異方性磁界を付与
することができる。表面周期性に異方性を有する基板上
に軟磁性層を堆積すると、その基板の異方性に応じた方
向に結晶磁気異方性を付与することができる。例えば、
ＭｇＯ（１１０）基板上にＮｉＦｅよりなる軟磁性層を
形成すると、軟磁性層の磁化容易軸は（１１０）方向と
なり、これと垂直な（００１）方向が磁化困難軸とな
る。したがって、このように表面周期性に異方性を有す
る基板上に軟磁性層を形成することにより、軟磁性層に
一方向異方性磁界を付与することができる。
【００２５】表面周期性に異方性を有する基板は種々考
えられるが、ＭｇＯ（１１０）基板の他、例えば、サフ
ァイア（０００１）基板を適用することができる。な
お、本願明細書にいう表面周期性に異方性を有する基板
とは、基板表面に平行な面における構成原子間の距離
が、直交する２つの軸方向で異なっている基板を意味す
る。
えられるが、ＭｇＯ（１１０）基板の他、例えば、サフ
ァイア（０００１）基板を適用することができる。な
お、本願明細書にいう表面周期性に異方性を有する基板
とは、基板表面に平行な面における構成原子間の距離
が、直交する２つの軸方向で異なっている基板を意味す
る。
【００２６】次に、本実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法について図５を用いて具体的に説明する。ま
ず、表面研磨したＭｇＯ（１１０）基板１２上に、例え
ば通常のスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＮｉＦｅより
なる軟磁性層１４を形成する（ステップＳ１、図４
（ａ））。ＭｇＯは岩塩構造であり、ＭｇＯ（１１０）
面は表面周期性に異方性をもっているので、形成した軟
磁性層１４はＭｇＯ基板の（１１０）方向に結晶磁気異
方性を有することとなる。
製造方法について図５を用いて具体的に説明する。ま
ず、表面研磨したＭｇＯ（１１０）基板１２上に、例え
ば通常のスパッタ法により、膜厚５ｎｍのＮｉＦｅより
なる軟磁性層１４を形成する（ステップＳ１、図４
（ａ））。ＭｇＯは岩塩構造であり、ＭｇＯ（１１０）
面は表面周期性に異方性をもっているので、形成した軟
磁性層１４はＭｇＯ基板の（１１０）方向に結晶磁気異
方性を有することとなる。
【００２７】次いで、軟磁性層１４上に、例えば通常の
スパッタ法により、膜厚約１５ｎｍのＰｄＰｔＭｎより
なる反強磁性層１６を形成する（ステップＳ２、図４
（ｂ））。反強磁性層１６を構成する材料は、第１実施
形態による磁化方向制御膜の製造方法と同様に、堆積直
後には反強磁性をもたないが、その後の熱処理によって
反強磁性を示す反強磁性材料から選択する。
スパッタ法により、膜厚約１５ｎｍのＰｄＰｔＭｎより
なる反強磁性層１６を形成する（ステップＳ２、図４
（ｂ））。反強磁性層１６を構成する材料は、第１実施
形態による磁化方向制御膜の製造方法と同様に、堆積直
後には反強磁性をもたないが、その後の熱処理によって
反強磁性を示す反強磁性材料から選択する。
【００２８】なお、反強磁性層１６の形成過程におい
て、軟磁性層１４の成膜時に印加する磁場の同一方向の
直流外部磁場を印加してもよい。続いて、軟磁性層１４
及び反強磁性層１６を形成した基板１０を、例えば、真
空中、２３０〜３００℃の温度で１〜３時間熱処理し、
反強磁性を示す相に反強磁性層１６を規則化する。これ
により、反強磁性層１６には軟磁性層１４に付与した一
方向異方性磁界と同一方向（（１１０）方向）の磁気異
方性が付与され、また、軟磁性層１４の磁化方向は、軟
磁性層に付与した一方向異方性磁界方向に制御される
（ステップＳ３、図４（ｃ））。
て、軟磁性層１４の成膜時に印加する磁場の同一方向の
直流外部磁場を印加してもよい。続いて、軟磁性層１４
及び反強磁性層１６を形成した基板１０を、例えば、真
空中、２３０〜３００℃の温度で１〜３時間熱処理し、
反強磁性を示す相に反強磁性層１６を規則化する。これ
により、反強磁性層１６には軟磁性層１４に付与した一
方向異方性磁界と同一方向（（１１０）方向）の磁気異
方性が付与され、また、軟磁性層１４の磁化方向は、軟
磁性層に付与した一方向異方性磁界方向に制御される
（ステップＳ３、図４（ｃ））。
【００２９】このようにして作成した試料に、ＭｇＯ基
板１２の（１１０）方向に測定した磁化−外部磁界曲線
を図５（ａ）に、ＭｇＯ基板１２の（００１）方向に測
定した磁化−外部磁界曲線を図５（ｂ）に示す。図５
（ａ）に示すように、軟磁性層１４には、ＭｇＯ基板の
（１１０）方向に沿った方向には異方性磁界が付与され
ているが、図５（ｂ）に示すように、ＭｇＯ基板の（０
０１）方向には異方性磁界が付与されていない。すなわ
ち、軟磁性層１４は、ＭｇＯ基板の表面周期性に応じた
方向に、磁化方向が制御されている。
板１２の（１１０）方向に測定した磁化−外部磁界曲線
を図５（ａ）に、ＭｇＯ基板１２の（００１）方向に測
定した磁化−外部磁界曲線を図５（ｂ）に示す。図５
（ａ）に示すように、軟磁性層１４には、ＭｇＯ基板の
（１１０）方向に沿った方向には異方性磁界が付与され
ているが、図５（ｂ）に示すように、ＭｇＯ基板の（０
０１）方向には異方性磁界が付与されていない。すなわ
ち、軟磁性層１４は、ＭｇＯ基板の表面周期性に応じた
方向に、磁化方向が制御されている。
【００３０】このように、本実施形態によれば、一方向
異方性磁界を付与した軟磁性層上に反強磁性層を形成す
るので、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を
印加することなく反強磁性層に磁気異方性を付与するこ
とができる。これにより、軟磁性層の磁化方向を、軟磁
性層に付与した一方向異方性磁界方向に制御することが
できる。
異方性磁界を付与した軟磁性層上に反強磁性層を形成す
るので、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を
印加することなく反強磁性層に磁気異方性を付与するこ
とができる。これにより、軟磁性層の磁化方向を、軟磁
性層に付与した一方向異方性磁界方向に制御することが
できる。
【００３１】［第３実施形態］本発明の第３実施形態に
よる磁気センサの製造方法について図６及び図７を用い
て説明する。図６及び図７は本実施形態による磁気セン
サの製造方法を示す工程断面図である。
よる磁気センサの製造方法について図６及び図７を用い
て説明する。図６及び図７は本実施形態による磁気セン
サの製造方法を示す工程断面図である。
【００３２】上記第１又は第２実施形態による磁化方向
制御膜の製造方法により製造した磁化方向制御膜は、磁
気センサに適用することができる。本実施形態では、第
１実施形態による磁化方向制御膜をスピンバルブ構造の
磁気センサに適用する例について説明する。但し、本発
明はスピンバルブ構造の磁気センサのみならず、磁化方
向制御膜を必要とする他の磁気センサにも同様に適用す
ることができる。
制御膜の製造方法により製造した磁化方向制御膜は、磁
気センサに適用することができる。本実施形態では、第
１実施形態による磁化方向制御膜をスピンバルブ構造の
磁気センサに適用する例について説明する。但し、本発
明はスピンバルブ構造の磁気センサのみならず、磁化方
向制御膜を必要とする他の磁気センサにも同様に適用す
ることができる。
【００３３】まず、下地基板３０上に、例えば通常のス
パッタ法により、例えばＮｉＦｅよりなる軟質強磁性層
３２を堆積する。この際、基板表面と平行な方向に直流
外部磁場を印加し、軟質強磁性層３２に、磁場方向と同
一方向の一方向異方性磁界を付与する（図６（ａ））。
なお、本願明細書にいう下地基板とは、ベア基板のみな
らず、すでにシールドやライトポールなど磁気ヘッドを
構成する他の磁性層が形成されている状態の基板をも意
味する。
パッタ法により、例えばＮｉＦｅよりなる軟質強磁性層
３２を堆積する。この際、基板表面と平行な方向に直流
外部磁場を印加し、軟質強磁性層３２に、磁場方向と同
一方向の一方向異方性磁界を付与する（図６（ａ））。
なお、本願明細書にいう下地基板とは、ベア基板のみな
らず、すでにシールドやライトポールなど磁気ヘッドを
構成する他の磁性層が形成されている状態の基板をも意
味する。
【００３４】次いで、軟質強磁性層３２上に、例えば通
常のスパッタ法により、例えばＣｕよりなる非磁性層３
４を堆積する（図６（ｂ））。続いて、非磁性層３４上
に、例えば通常のスパッタ法により、例えばＮｉＦｅよ
りなる軟質強磁性層３６を堆積する。この際、基板表面
と平行な方向に、軟質強磁性層３２を堆積する際に印加
した磁場と直交する方向の直流外部磁場を印加し、軟質
強磁性層３６に、磁場方向と同一方向の一方向異方性磁
界を付与する（図６（ｃ））。なお、軟質強磁性層３６
は、第１実施形態における軟磁性層１４に相当する。
常のスパッタ法により、例えばＣｕよりなる非磁性層３
４を堆積する（図６（ｂ））。続いて、非磁性層３４上
に、例えば通常のスパッタ法により、例えばＮｉＦｅよ
りなる軟質強磁性層３６を堆積する。この際、基板表面
と平行な方向に、軟質強磁性層３２を堆積する際に印加
した磁場と直交する方向の直流外部磁場を印加し、軟質
強磁性層３６に、磁場方向と同一方向の一方向異方性磁
界を付与する（図６（ｃ））。なお、軟質強磁性層３６
は、第１実施形態における軟磁性層１４に相当する。
【００３５】この後、軟質強磁性層３６上に、例えば通
常のスパッタ法により、ＰｄＰｔＭｎよりなる反強磁性
層３８を形成する（図７（ａ））。反強磁性層３８を構
成する材料は、第１実施形態による磁化方向制御膜の製
造方法と同様に、堆積直後には反強磁性をもたないが、
その後の熱処理によって反強磁性を示す反強磁性材料か
ら選択する。
常のスパッタ法により、ＰｄＰｔＭｎよりなる反強磁性
層３８を形成する（図７（ａ））。反強磁性層３８を構
成する材料は、第１実施形態による磁化方向制御膜の製
造方法と同様に、堆積直後には反強磁性をもたないが、
その後の熱処理によって反強磁性を示す反強磁性材料か
ら選択する。
【００３６】次いで、このようにスピンバルブ構造を形
成した下地基板３０を、例えば、真空中、２３０〜３０
０℃の温度で１〜３時間熱処理し、反強磁性を示す相に
反強磁性層３８を規則化する。これにより、反強磁性層
３８には、軟質強磁性層３６に付与した方向と同一方向
の磁気異方性が付与され、軟質強磁性層３６の磁化方向
は、軟質強磁性層３６の成膜時に与えた一方向異方性磁
界方向に制御される（図７（ｂ））。
成した下地基板３０を、例えば、真空中、２３０〜３０
０℃の温度で１〜３時間熱処理し、反強磁性を示す相に
反強磁性層３８を規則化する。これにより、反強磁性層
３８には、軟質強磁性層３６に付与した方向と同一方向
の磁気異方性が付与され、軟質強磁性層３６の磁化方向
は、軟質強磁性層３６の成膜時に与えた一方向異方性磁
界方向に制御される（図７（ｂ））。
【００３７】これにより、軟質強磁性層３２と軟質強磁
性層３６との磁化方向は互いに垂直となり、すなわち、
ピン層（軟質強磁性層３６）とフリー層（軟質強磁性層
３２）の磁化方向の直交化を実現することができる。な
お、反強磁性層３８に異方性磁界を付与する熱処理工程
では直流外部磁界を印加しないので、軟質強磁性層３２
その他の磁性層の磁化容易軸が変化することはない。
性層３６との磁化方向は互いに垂直となり、すなわち、
ピン層（軟質強磁性層３６）とフリー層（軟質強磁性層
３２）の磁化方向の直交化を実現することができる。な
お、反強磁性層３８に異方性磁界を付与する熱処理工程
では直流外部磁界を印加しないので、軟質強磁性層３２
その他の磁性層の磁化容易軸が変化することはない。
【００３８】このように、本実施形態によれば、一方向
異方性磁界を付与した軟質強磁性層上に反強磁性層を形
成し、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印
加することなく反強磁性層に異方性磁界を付与し、これ
に隣接する軟質強磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与
した一方向異方性磁界方向に制御するので、スピンバル
ブ構造を有する磁気センサにおいて、シールド、ライト
ポールなどの他の磁気ヘッドを構成する磁性層の磁化方
向に影響することなくピン層とフリー層の磁化方向の直
交化を実現することができる。
異方性磁界を付与した軟質強磁性層上に反強磁性層を形
成し、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印
加することなく反強磁性層に異方性磁界を付与し、これ
に隣接する軟質強磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与
した一方向異方性磁界方向に制御するので、スピンバル
ブ構造を有する磁気センサにおいて、シールド、ライト
ポールなどの他の磁気ヘッドを構成する磁性層の磁化方
向に影響することなくピン層とフリー層の磁化方向の直
交化を実現することができる。
【００３９】［第４実施形態］本発明の第４実施形態に
よる磁気センサの製造方法について図８及び図９を用い
て説明する。図８及び図９は本実施形態による磁気セン
サの製造方法を示す工程断面図である。
よる磁気センサの製造方法について図８及び図９を用い
て説明する。図８及び図９は本実施形態による磁気セン
サの製造方法を示す工程断面図である。
【００４０】本実施形態では、第２実施形態による磁化
方向制御膜をスピンバルブ構造の磁気センサに適用する
例について説明する。但し、本発明はスピンバルブ構造
の磁気センサのみならず、磁化方向制御膜を必要とする
他の磁気センサにも同様に適用することができる。ま
ず、表面研磨したＭｇＯ（１１０）基板４０上に、例え
ば通常のスパッタ法により、例えばＮｉＦｅよりなる軟
磁性層４２を形成する。ＭｇＯ（１１０）面は表面周期
性に異方性をもっているので、形成した軟磁性層４２は
（１１０）方向に結晶磁気異方性を有することとなる
（図８（ａ））。なお、図１０及び図１１において、Ｍ
ｇＯ基板４０の（１１０）方向は紙面水平方向であると
する。
方向制御膜をスピンバルブ構造の磁気センサに適用する
例について説明する。但し、本発明はスピンバルブ構造
の磁気センサのみならず、磁化方向制御膜を必要とする
他の磁気センサにも同様に適用することができる。ま
ず、表面研磨したＭｇＯ（１１０）基板４０上に、例え
ば通常のスパッタ法により、例えばＮｉＦｅよりなる軟
磁性層４２を形成する。ＭｇＯ（１１０）面は表面周期
性に異方性をもっているので、形成した軟磁性層４２は
（１１０）方向に結晶磁気異方性を有することとなる
（図８（ａ））。なお、図１０及び図１１において、Ｍ
ｇＯ基板４０の（１１０）方向は紙面水平方向であると
する。
【００４１】次いで、軟磁性層４２上に、例えば通常の
スパッタ法により、例えばＰｄＰｔＭｎよりなる反強磁
性層４４を形成する（図８（ｂ））。反強磁性層４４を
構成する材料は、第１実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法と同様に、堆積直後には反強磁性をもたない
が、その後の熱処理によって反強磁性を示す反強磁性材
料から選択する。
スパッタ法により、例えばＰｄＰｔＭｎよりなる反強磁
性層４４を形成する（図８（ｂ））。反強磁性層４４を
構成する材料は、第１実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法と同様に、堆積直後には反強磁性をもたない
が、その後の熱処理によって反強磁性を示す反強磁性材
料から選択する。
【００４２】続いて、反強磁性層４４上に、例えば、Ｎ
ｉＦｅよりなる強磁性層４６と、Ｃｕよりなる非磁性層
４８と、ＮｉＦｅよりなる強磁性層５０とを順次堆積す
る（図８（ｃ））。この後、このようにスピンバルブ構
造を形成したＭｇＯ基板１２を、例えば、真空中、２３
０〜３００℃の温度で１〜３時間熱処理し、反強磁性を
示す相に反強磁性層４４を規則化する。これにより、反
強磁性層４４には、軟磁性層４２に付与した方向と同じ
ＭｇＯ基板４０の（１１０）方向の磁気異方性が付与さ
れ、反強磁性層４４に隣接する強磁性層４６の磁化方向
は、ＭｇＯ基板４０の（１１０）方向に制御される。
ｉＦｅよりなる強磁性層４６と、Ｃｕよりなる非磁性層
４８と、ＮｉＦｅよりなる強磁性層５０とを順次堆積す
る（図８（ｃ））。この後、このようにスピンバルブ構
造を形成したＭｇＯ基板１２を、例えば、真空中、２３
０〜３００℃の温度で１〜３時間熱処理し、反強磁性を
示す相に反強磁性層４４を規則化する。これにより、反
強磁性層４４には、軟磁性層４２に付与した方向と同じ
ＭｇＯ基板４０の（１１０）方向の磁気異方性が付与さ
れ、反強磁性層４４に隣接する強磁性層４６の磁化方向
は、ＭｇＯ基板４０の（１１０）方向に制御される。
【００４３】これにより、ピン層（強磁性層４６）とフ
リー層（強磁性層５０）の磁化方向の直交化を実現する
ことができる（図９）。なお、反強磁性層４４に磁気異
方性を付与する熱処理工程では直流外部磁界を印加しな
いので、強磁性層５０その他の磁性層の磁化容易軸が変
化することはない。
リー層（強磁性層５０）の磁化方向の直交化を実現する
ことができる（図９）。なお、反強磁性層４４に磁気異
方性を付与する熱処理工程では直流外部磁界を印加しな
いので、強磁性層５０その他の磁性層の磁化容易軸が変
化することはない。
【００４４】このように、本実施形態によれば、一方向
異方性磁界を付与した軟質強磁性層上に反強磁性層を形
成し、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印
加することなく反強磁性層に異方性磁界を付与し、これ
に隣接する軟質強磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与
した一方向異方性磁界方向に制御するので、スピンバル
ブ構造を有する磁気センサにおいて、シールド、ライト
ポールなどの他の磁気ヘッドを構成する磁性層の磁化方
向に影響することなくピン層とフリー層の磁化方向の直
交化を実現することができる。
異方性磁界を付与した軟質強磁性層上に反強磁性層を形
成し、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印
加することなく反強磁性層に異方性磁界を付与し、これ
に隣接する軟質強磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与
した一方向異方性磁界方向に制御するので、スピンバル
ブ構造を有する磁気センサにおいて、シールド、ライト
ポールなどの他の磁気ヘッドを構成する磁性層の磁化方
向に影響することなくピン層とフリー層の磁化方向の直
交化を実現することができる。
【００４５】
【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、下地基板
上に、第１の方向に沿った一方向異方性磁界を付与した
軟磁性層を形成する工程と、軟磁性層上に、反強磁性を
示さない状態で反強磁性層を形成する工程と、下地基板
を無磁場中で熱処理することにより、軟磁性層の磁化方
向を第１の方向に制御するための磁気異方性を反強磁性
層に付与する工程とにより磁化方向制御膜を製造するの
で、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加
することなく反強磁性層に磁気異方性を付与することが
できる。これにより、他の磁性層の磁化方向に影響を与
えることなく、軟磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与
した一方向異方性磁界方向に制御することができる。
上に、第１の方向に沿った一方向異方性磁界を付与した
軟磁性層を形成する工程と、軟磁性層上に、反強磁性を
示さない状態で反強磁性層を形成する工程と、下地基板
を無磁場中で熱処理することにより、軟磁性層の磁化方
向を第１の方向に制御するための磁気異方性を反強磁性
層に付与する工程とにより磁化方向制御膜を製造するの
で、反強磁性層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加
することなく反強磁性層に磁気異方性を付与することが
できる。これにより、他の磁性層の磁化方向に影響を与
えることなく、軟磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与
した一方向異方性磁界方向に制御することができる。
【００４６】また、本発明によれば、下地基板上に、第
１の方向に沿った一方向異方性磁界を付与した軟磁性層
を形成する工程と、軟磁性層上に、反強磁性を示さない
状態で反強磁性層を形成する工程と、下地基板を無磁場
中で熱処理することにより、軟磁性層の磁化方向を第１
の方向に制御するための磁気異方性を反強磁性層に付与
する工程とにより磁気センサを製造するので、反強磁性
層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加することなく
反強磁性層に磁気異方性を付与することができる。これ
により、シールド、ライトポールなどの他の磁気ヘッド
を構成する磁性層の磁化方向に影響を与えることなく、
軟磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与した一方向異方
性磁界方向に制御することができる。
１の方向に沿った一方向異方性磁界を付与した軟磁性層
を形成する工程と、軟磁性層上に、反強磁性を示さない
状態で反強磁性層を形成する工程と、下地基板を無磁場
中で熱処理することにより、軟磁性層の磁化方向を第１
の方向に制御するための磁気異方性を反強磁性層に付与
する工程とにより磁気センサを製造するので、反強磁性
層の結晶化熱処理時に直流外部磁場を印加することなく
反強磁性層に磁気異方性を付与することができる。これ
により、シールド、ライトポールなどの他の磁気ヘッド
を構成する磁性層の磁化方向に影響を与えることなく、
軟磁性層の磁化方向を、軟磁性層に付与した一方向異方
性磁界方向に制御することができる。
【図１】本発明による磁化方向制御膜の製造方法を示す
工程図である。
工程図である。
【図２】本発明の第１実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【図３】本発明の第１実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法により形成した磁化方向制御膜について測定し
た磁化−外部磁界曲線を示すグラフである。
製造方法により形成した磁化方向制御膜について測定し
た磁化−外部磁界曲線を示すグラフである。
【図４】本発明の第２実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法を示す工程断面図である。
製造方法を示す工程断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態による磁化方向制御膜の
製造方法により形成した磁化方向制御膜について測定し
た磁化−外部磁界曲線を示すグラフである。
製造方法により形成した磁化方向制御膜について測定し
た磁化−外部磁界曲線を示すグラフである。
【図６】本発明の第３実施形態による磁気センサの製造
方法を示す工程断面図（その１）である。
方法を示す工程断面図（その１）である。
【図７】本発明の第３実施形態による磁気センサの製造
方法を示す工程断面図（その２）である。
方法を示す工程断面図（その２）である。
【図８】本発明の第４実施形態による磁気センサの製造
方法を示す工程断面図（その１）である。
方法を示す工程断面図（その１）である。
【図９】本発明の第４実施形態による磁気センサの製造
方法を示す工程断面図（その２）である。
方法を示す工程断面図（その２）である。
１０…基板 １２…ＭｇＯ基板 １４…軟磁性層 １６…反強磁性層 ３０…下地基板 ３２…軟質強磁性層 ３４…非磁性層 ３６…軟質強磁性層 ３８…反強磁性層 ４０…ＭｇＯ基板 ４２…軟磁性層 ４４…反強磁性層 ４６…強磁性層 ４８…非磁性層 ５０…強磁性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 恵一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5D034 BA05 BA16 CA08 DA07 5E049 AA01 AA07 AC00 AC05 BA16
Claims (8)
- 【請求項１】 下地基板上に、第１の方向に沿った一方
向異方性磁界を付与した軟磁性層を形成する工程と、 前記軟磁性層上に、反強磁性を示さない状態で反強磁性
層を形成する工程と、 前記下地基板を無磁場中で熱処理することにより、前記
軟磁性層の磁化方向を前記第１の方向に制御するための
磁気異方性を前記反強磁性層に付与する工程とを有する
ことを特徴とする磁化方向制御膜の製造方法。 - 【請求項２】 請求項１記載の磁化方向制御膜の製造方
法において、 前記第１の方向に沿った直流磁場中で前記軟磁性層を形
成することにより、前記軟磁性層に一方向異方性磁界を
付与することを特徴とする磁化方向制御膜の製造方法。 - 【請求項３】 請求項１記載の磁化方向制御膜の製造方
法において、 前記軟磁性層を形成した後に、前記第１の方向に沿った
直流磁場を印加することにより、前記軟磁性層に一方向
異方性磁界を付与することを特徴とする磁化方向制御膜
の製造方法。 - 【請求項４】 請求項１記載の磁化方向制御膜の製造方
法において、 表面周期性に異方性を有する前記下地基板上に前記軟磁
性層を形成することにより、前記軟磁性層に一方向異方
性磁界を付与することを特徴とする磁化方向制御膜の製
造方法。 - 【請求項５】 請求項４記載の磁化方向制御膜の製造方
法において、 前記下地基板は、ＭｇＯ（１１０）基板又はサファイア
（０００１）基板であることを特徴とする磁化方向制御
膜の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の
磁化方向制御膜の製造方法において、 前記反強磁性層は、ＰｄＭｎ層、ＰｔＭｎ層又はＰｄＰ
ｔＭｎ層であることを特徴とする磁化方向制御膜の製造
方法。 - 【請求項７】 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の
磁化方向制御膜の製造方法において、 前記反強磁性層に磁気異方性を付与する工程では、前記
軟磁性層のネール温度よりも低い温度で熱処理を行うこ
とを特徴とする磁化方向制御膜の製造方法。 - 【請求項８】 下地基板上に、第１の方向に沿った一方
向異方性磁界を付与した軟磁性層を形成する工程と、 前記軟磁性層上に、反強磁性を示さない状態で反強磁性
層を形成する工程と、 前記下地基板を無磁場中で熱処理することにより、前記
軟磁性層の磁化方向を前記第１の方向に制御するための
磁気異方性を前記反強磁性層に付与する工程とを有する
ことを特徴とする磁気センサの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10227907A JP2000058321A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 磁化方向制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10227907A JP2000058321A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 磁化方向制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058321A true JP2000058321A (ja) | 2000-02-25 |
Family
ID=16868178
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10227907A Withdrawn JP2000058321A (ja) | 1998-08-12 | 1998-08-12 | 磁化方向制御膜の製造方法及び磁気センサの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058321A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487611B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2005-05-24 | (주) 아모센스 | 박막형 자계센서 제조방법 |
| JP2011129930A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | 同一の基板上に形成されそれぞれの異なる磁化の向きを有する磁気構造を備えるデバイスの製造 |
| JP2011145300A (ja) * | 2007-07-26 | 2011-07-28 | Magic Technologies Inc | Ｍｒ素子の磁化方法 |
| US9753100B2 (en) | 2014-02-26 | 2017-09-05 | Denso Corporation | Magnetic sensor |
-
1998
- 1998-08-12 JP JP10227907A patent/JP2000058321A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100487611B1 (ko) * | 2002-07-24 | 2005-05-24 | (주) 아모센스 | 박막형 자계센서 제조방법 |
| JP2011145300A (ja) * | 2007-07-26 | 2011-07-28 | Magic Technologies Inc | Ｍｒ素子の磁化方法 |
| JP2011129930A (ja) * | 2009-12-21 | 2011-06-30 | Commissariat A L'energie Atomique & Aux Energies Alternatives | 同一の基板上に形成されそれぞれの異なる磁化の向きを有する磁気構造を備えるデバイスの製造 |
| US9753100B2 (en) | 2014-02-26 | 2017-09-05 | Denso Corporation | Magnetic sensor |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |