JP2000076629A - Magnetoresistive effect type head, its manufacture and magnetic storage device - Google Patents

Magnetoresistive effect type head, its manufacture and magnetic storage device

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JP2000076629A
JP2000076629A JP24801098A JP24801098A JP2000076629A JP 2000076629 A JP2000076629 A JP 2000076629A JP 24801098 A JP24801098 A JP 24801098A JP 24801098 A JP24801098 A JP 24801098A JP 2000076629 A JP2000076629 A JP 2000076629A
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Japan
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film
magneto
head
pair
permanent magnet
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JP24801098A
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Japanese (ja)
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Nobuyuki Ishiwata
延行 石綿
Tsutomu Ishi
勉 石
Kiyokazu Nagahara
聖万 永原
Shigeru Mori
茂 森
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetoresistive effect type head ('MRE head') capable of a high output corresponding to a narrow track width, to provide a manufacturing method by which the MRE head can be manufactured easily and surely, and to provide a magnetic storage device capable of recording and reproducing in excess of 20 giga bit/(square) inch in surface recording density by means of the MRE head. SOLUTION: The MRE head is arranged such that an effective reproducing track width is 0.5 μm or less and that a distance between a pair of permanent magnet films 23, which applies bias to a magnet sensing area 100, is made longer by 0.3 μm or more than a distance between a pair of electrode films 24 for feeding an electric current. The permanent magnet films 23 and the electrode films 24 are formed by the ion beam sputter method using a separate photo mask. The recording and reproducing head is designed to use such MRE head.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気媒体上に記録
された磁化を0.1μm〜0.5μmの挟幅で再生でき
る磁気抵抗効果型ヘッド、その製造方法、及び磁気記憶
装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive head capable of reproducing magnetization recorded on a magnetic medium with a narrow width of 0.1 .mu.m to 0.5 .mu.m, a method of manufacturing the same, and a magnetic storage device.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気記録装置の大容量化に伴って、Ni
Fe膜の異方性磁気抵抗効果を応用した磁気抵抗効果型
ヘッド(以下、AMRヘッドと記す)が実用化されてい
る。このAMRヘッドについては、「IEEE Tra
ns.On Magn,MAG7(1971)150」
において「A Magnetoresistivity
Read Out Transducer」として論じ
られている。
2. Description of the Related Art With the increase in capacity of magnetic recording devices, Ni
A magnetoresistive head (hereinafter, referred to as an AMR head) utilizing the anisotropic magnetoresistance effect of an Fe film has been put to practical use. Regarding this AMR head, “IEEE Tra
ns. On Magn, MAG7 (1971) 150 "
In "A Magnetoresistivity"
Read Out Transducer ".

【0003】近年、磁気記録密度の向上に対応して、A
MRヘッドよりも更に大幅な高出力化が可能な巨大磁気
抵抗効果(以下、GMRと記す)を用いたGMRヘッド
が注目されている。このGMRに於いて、特に、抵抗の
変化が2枚の隣接する磁性層の磁化方向間の余弦と対応
する、一般にスピンバルブ効果と呼ばれる磁気抵抗効果
は、小さな動作磁界で大きな抵抗変化をすることから、
AMRヘッドの次世代のGMRヘッドとして期待されて
いる。
In recent years, in response to the improvement in magnetic recording density, A
A GMR head using a giant magnetoresistive effect (hereinafter, referred to as GMR) capable of achieving a much higher output than an MR head has attracted attention. In this GMR, in particular, the magnetoresistive effect generally called a spin valve effect, in which the change in resistance corresponds to the cosine between the magnetization directions of two adjacent magnetic layers, means that a large change in resistance occurs with a small operating magnetic field. From
It is expected as the next generation GMR head of the AMR head.

【0004】このスピンバルブ素子の積層構造を図7に
示す。このスピンバルブ積層膜10は、第1強磁性層1
1、非磁性層12、第2強磁性層13、反強磁性層14
の順序で薄膜が積層されている。このスピンバルブ積層
膜10では、第2強磁性層13の磁化が反強磁性層14
でピン止めされ、トラック幅方向と直交する方向(図中
16の方向)に一軸異方性が与えられている。一方、第
1強磁性層11はピン止めされていない磁化回転層であ
り、磁化はトラック幅方向と平行(図中15の方向)で
あり、第2強磁性層13と直交する方向である。これら
の第1強磁性層と第2強磁性層の磁化方向間の余弦に対
応する抵抗変化により、磁気媒体から漏洩する磁界を検
出できるようになっている。
FIG. 7 shows a laminated structure of this spin valve element. The spin-valve laminated film 10 includes the first ferromagnetic layer 1
1, nonmagnetic layer 12, second ferromagnetic layer 13, antiferromagnetic layer 14
Are stacked in this order. In the spin valve laminated film 10, the magnetization of the second ferromagnetic layer 13 is
, And a uniaxial anisotropy is given in a direction perpendicular to the track width direction (direction 16 in the figure). On the other hand, the first ferromagnetic layer 11 is a non-pinned magnetization rotating layer, and the magnetization is parallel to the track width direction (the direction of 15 in the figure) and perpendicular to the second ferromagnetic layer 13. A magnetic field leaking from the magnetic medium can be detected by a resistance change corresponding to a cosine between the magnetization directions of the first and second ferromagnetic layers.

【0005】このスピンバルブ効果を用いたGMRヘッ
ドについては「IEEE Trans.On Mag
n,.Vol.30,No.6(1994)3801」
において「Design,Fabri cation&
Testing of Spin Valve Rea
d Heads for High DensityR
ecording」として論じられている。
A GMR head using the spin valve effect is described in IEEE Trans. On Mag.
n,. Vol. 30, no. 6 (1994) 3801 "
"Design, Fabrication &
Testing of Spin Valve Rea
d Heads for High DensityR
and "ecoding".

【0006】このスピンバルブ素子を用いた記録再生ヘ
ッドの一例を図8に示す。この記録再生ヘッドは、スラ
イダとなるセラミック基体20上に下シールド層21、
下ギャップ層22が順次積層され、その上にトラック幅
のスピンバルブ層10が形成されている。スピンバルブ
層10のトラック幅方向両端側にスピンバルブ層10の
磁化回転層11にバイアス磁界を印加して単磁区化する
永久磁石膜23が形成され、この永久磁石膜23の上に
スピンバルブ層10に電流を供給する電極膜24が形成
されている。これらの永久磁石膜23と電極膜24の積
層膜が、スピンバルブ層10をトラック幅方向両端部に
おいて挟むような構造になっている。これらの上に、上
ギャップ層25、記録磁極と兼用される上シールド層2
6、記録ギャップ層27を介して記録磁極28が形成さ
れている。更に、これらを覆う保護層29が設けられて
いる。記録磁極26、27間には図の奥行き方向にフォ
トレジストにより絶縁された図示しない励磁コイルが設
けられている。
FIG. 8 shows an example of a recording / reproducing head using this spin valve element. This recording / reproducing head includes a lower shield layer 21 on a ceramic base 20 serving as a slider.
The lower gap layer 22 is sequentially stacked, and the track width spin valve layer 10 is formed thereon. A permanent magnet film 23 for applying a bias magnetic field to the magnetization rotation layer 11 of the spin valve layer 10 to form a single magnetic domain is formed on both ends in the track width direction of the spin valve layer 10. An electrode film 24 for supplying a current to the electrode 10 is formed. The laminated film of the permanent magnet film 23 and the electrode film 24 has a structure in which the spin valve layer 10 is sandwiched at both ends in the track width direction. On these, an upper gap layer 25 and an upper shield layer 2 which is also used as a recording magnetic pole.
6. A recording magnetic pole 28 is formed via a recording gap layer 27. Further, a protective layer 29 covering them is provided. Between the recording magnetic poles 26 and 27, an exciting coil (not shown) insulated by a photoresist in the depth direction of the drawing is provided.

【0007】以上のAMRヘッド、GMRヘッドにおい
ては、媒体磁界に対応して磁化変化する磁性層11を単
磁区化することが、バルクハウゼンノイズを抑制するた
めには必要不可欠である。これを実現するための素子構
造については、特公平3−125311号公報に記載さ
れている。図9を用いてこの素子構造を説明する。
In the above-described AMR head and GMR head, it is indispensable to make the magnetic layer 11 whose magnetization changes according to the medium magnetic field into a single magnetic domain in order to suppress Barkhausen noise. An element structure for realizing this is described in Japanese Patent Publication No. 3-125311. This element structure will be described with reference to FIG.

【0008】図9では媒体磁界を感磁する感磁領域にス
ピンバルブ層を用いた場合を想定することとする。
(a)に素子を媒体対向面から見たときの層構成を示
す。スピンバルブ層である感磁領域100にバイアス磁
界とセンス電流を供給する端部領域として永久磁石膜2
3と電極膜24が形成されている。永久磁石膜24はス
ピンバルブ膜10の第1強磁性層11に接合されてい
る。(b)は媒体磁界がないときの、スピンバルブ膜中
の外部磁界に対して変化する第1強磁性層11の磁化の
様子、および、第1強磁性層11をバイアスする永久磁
石膜23の磁化の様子を示す。図9のように、永久磁石
膜23からのバイアス磁界によって、感磁領域100の
第1強磁性層11が単磁区化されている。
In FIG. 9, it is assumed that a spin valve layer is used in a magneto-sensitive region where the medium magnetic field is detected.
(A) shows the layer configuration when the element is viewed from the medium facing surface. The permanent magnet film 2 serves as an end region for supplying a bias magnetic field and a sense current to the magneto-sensitive region 100 which is a spin valve layer.
3 and an electrode film 24 are formed. The permanent magnet film 24 is joined to the first ferromagnetic layer 11 of the spin valve film 10. (B) shows the state of magnetization of the first ferromagnetic layer 11 that changes with respect to an external magnetic field in the spin valve film when there is no medium magnetic field, and the state of the permanent magnet film 23 that biases the first ferromagnetic layer 11. The state of magnetization is shown. As shown in FIG. 9, the first ferromagnetic layer 11 in the magneto-sensitive region 100 is made into a single magnetic domain by the bias magnetic field from the permanent magnet film 23.

【0009】図9(c)は素子が媒体磁界を受けた場
合、(d)は(c)と反対方向の媒体磁界を受けた場合
であり、感磁領域100の第1強磁性層11の磁化が、
媒体磁界に応答して変化していることを示す。このと
き、感磁領域100の磁化は均一に変化するのではな
く、永久磁石からのバイアス磁化の影響の大きい接合領
域近辺では、その変化が小さくなる。このことが記録密
度の向上に伴い、感磁領域の幅が狭くなるにしたがっ
て、以下の問題を生じさせている。
FIG. 9C shows the case where the element receives the medium magnetic field, and FIG. 9D shows the case where the element receives the medium magnetic field in the opposite direction to that of FIG. The magnetization is
Indicates that it is changing in response to the medium magnetic field. At this time, the magnetization of the magneto-sensitive region 100 does not change uniformly, but the change becomes small near the junction region where the influence of the bias magnetization from the permanent magnet is large. This causes the following problems as the width of the magneto-sensitive area becomes narrower with the improvement in recording density.

【0010】即ち、図10を参照して説明すると、
(a)に示すように、トラック幅を規定する感磁領域1
00の幅が狭くなると、媒体磁化を感磁する、この場合
スピンバルブ層10中の第1強磁性層11の磁化の感度
が低下する。これは、(b)に示す媒体磁界がないとき
から変化した(c)、(d)に示すように、永久磁石膜
23からのバイアス磁界の影響の大きい接合領域近辺
の、磁界感度の低い領域の影響が相対的に大きくなるた
めである。このため、再生ヘッド出力は、トラック幅が
減少することに比例した減少量以上に、大幅に減少して
しまう。特に、トラック幅がサブミクロン、すなわち
0.5μm以下の超高密度領域では、まさに図10に示
した状況となるため、従来の再生素子構造では、0.5
μm以下の超高密度領域の再生は不可能であった。これ
によって、面記録密度で20ギガビット/平方インチを
超える記録再生を行う磁気記憶装置は実現されていなか
った。
That is, with reference to FIG.
As shown in (a), the magneto-sensitive area 1 that defines the track width
When the width of 00 is small, the medium is magnetized. In this case, the sensitivity of the magnetization of the first ferromagnetic layer 11 in the spin valve layer 10 is reduced. This is a change from the absence of the medium magnetic field shown in (b), as shown in (c) and (d), as shown in FIG. The reason for this is that the influence of becomes relatively large. For this reason, the output of the reproducing head is greatly reduced more than a reduction amount proportional to the reduction of the track width. In particular, in a super-high-density region where the track width is submicron, that is, 0.5 μm or less, the situation exactly as shown in FIG. 10 is obtained.
Reproduction of an ultra-high-density region of μm or less was impossible. As a result, a magnetic storage device that performs recording and reproduction with a surface recording density exceeding 20 gigabits / square inch has not been realized.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
磁気記録密度の向上は著しく、0.5μm以下の超高密
度領域の再生が要望されている。そのため、再生ヘッド
のトラック幅を狭めていった場合、上記した、再生出力
がトラック幅が減少することに比例した減少量以上に大
幅に減少してしまうことを回避して、狭トラックでも高
出力な再生ヘッドが必要である。
However, the improvement in magnetic recording density in recent years has been remarkable, and there is a demand for reproduction in an ultra-high-density region of 0.5 μm or less. For this reason, when the track width of the reproducing head is reduced, it is possible to prevent the reproduction output from being greatly reduced more than the above-described reduction amount proportional to the reduction in the track width, and to achieve high output even in a narrow track. Requires a suitable reproducing head.

【0012】したがって、本発明は、挟トラック幅に対
応した高出力な磁気抵抗効果型ヘッドを提供することを
目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high-output magnetoresistive head corresponding to a narrow track width.

【0013】また、本発明は、かかる磁気抵抗効果型ヘ
ッドを容易にかつ確実に製造することができるな磁気抵
抗効果型ヘッドの製造方法を提供することを目的として
いる。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a magnetoresistive head which can easily and surely manufacture such a magnetoresistive head.

【0014】更に、かかる磁気抵抗効果型ヘッドを用い
て、面記録密度で20ギガビット/平方インチを超える
記録再生を行うことができる磁気記憶装置を提供するこ
とを目的とする。
It is a further object of the present invention to provide a magnetic storage device capable of performing recording and reproduction with a surface recording density exceeding 20 gigabits / square inch using such a magnetoresistive head.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッドは、媒体磁界
を感磁する磁気抵抗効果を有する感磁領域と、前記感磁
領域に電流を供給する互いに離間した一対の電極膜と、
前記感磁領域にバイアス磁界を印加する互いに離間した
一対の永久磁石膜とを備える磁気抵抗効果素子を有する
磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、実効的な再生トラック
幅が0.1μm〜0.5μmであり、かつ、前記一対の
永久磁石膜間の間隔が前記一対の電極膜間の間隔より
0.3μm〜10μm長い構成としてある。
According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetoresistive head having a magnetosensitive region having a magnetoresistive effect for sensing a magnetic field of a medium, and a current flowing in the magnetosensitive region. A pair of electrode films spaced apart from each other,
In a magnetoresistive head having a magnetoresistive element including a pair of spaced permanent magnet films for applying a bias magnetic field to the magnetosensitive region, an effective reproduction track width is 0.1 μm to 0.5 μm. The distance between the pair of permanent magnet films is 0.3 μm to 10 μm longer than the distance between the pair of electrode films.

【0016】図1に本発明の素子構造を示す。図1では
媒体磁界を感磁する感磁領域にスピンバルブ膜を用いた
場合を想定することとする。(a)に素子を媒体対向面
から見た時の層構成を示す。トラック幅より幅広の感磁
領域100であるスピンバルブ層即ち感磁領域100の
両端部にバイアス磁界を印加する永久磁石膜23とセン
ス電流を供給する電極膜24が積層され、永久磁石膜間
L2は電極膜間Llに比べ、小さく設定されている。こ
うすることにより、以下で述べるスピンバルブ膜中のフ
リー層(第1強磁性層)11中の、媒体磁界に対して高
感度な領域を再生トラックとすることが出来る。
FIG. 1 shows an element structure of the present invention. In FIG. 1, it is assumed that a spin-valve film is used in a magneto-sensitive region where the medium magnetic field is detected. (A) shows the layer configuration when the element is viewed from the medium facing surface. A spin valve layer, which is a magnetically sensitive region 100 wider than the track width, that is, a permanent magnet film 23 for applying a bias magnetic field and an electrode film 24 for supplying a sense current are laminated on both ends of the magnetically sensitive region 100. Is set smaller than the inter-electrode film Ll. By doing so, a region in the free layer (first ferromagnetic layer) 11 in the spin valve film described below that is highly sensitive to the medium magnetic field can be used as a reproduction track.

【0017】図1(b)は媒体磁界がないときの、スピ
ンバルブ膜10中の外部磁界に対して磁化変化するフリ
ー層11の磁化の様子、および、フリー層11をバイア
スする永久磁石膜23の磁化の様子を示す。図1(b)
に示すように、永久磁石膜23からのバイアス磁界によ
って、感磁領域100の感磁膜11が単磁区化されてい
る。図1(c)は素子が媒体磁界を受けた場合、(d)
は(c)と反対方向の媒体磁界を受けた場合であり、フ
リー層11の磁化が、媒体磁界に応答して変化している
ことを示す。このとき、フリー層11の磁化は均一に変
化するのではなく、永久磁石膜23からのバイアス磁界
の影響の大きい接合領域近辺では、その変化が小さくな
る。そこで、電極膜24を、フリー層11中の磁化が大
きく変化している中心方向へ延ばし、電極間L1でトラ
ック幅を規定することにより、磁化変化の大きい領域の
みを実効的な再生トラック(図中のLl)とすることが
できる。この効果はトラック幅の小さいときに、実質的
にはLlが0.5μm以下で、具体的には(0.1〜
0.5μm)より顕著となる。トラック幅Llと、スピ
ンバルブ10の幅、即ち永久磁石膜23の間隔L2との
位置関係は図2に示される結果から規定される。
FIG. 1B shows the state of magnetization of the free layer 11 whose magnetization changes with an external magnetic field in the spin valve film 10 when there is no medium magnetic field, and the permanent magnet film 23 that biases the free layer 11. 3 shows the state of magnetization. FIG. 1 (b)
As shown in (1), the magneto-sensitive film 11 in the magneto-sensitive area 100 is made into a single magnetic domain by the bias magnetic field from the permanent magnet film 23. FIG. 1C shows a case where the element receives a medium magnetic field, and FIG.
3C shows a case where a medium magnetic field in a direction opposite to that of FIG. 3C is received, and shows that the magnetization of the free layer 11 changes in response to the medium magnetic field. At this time, the magnetization of the free layer 11 does not change uniformly, but the change becomes small near the junction region where the influence of the bias magnetic field from the permanent magnet film 23 is large. Therefore, the electrode film 24 is extended in the direction of the center where the magnetization in the free layer 11 is largely changed, and the track width is defined by the distance L1 between the electrodes. Ll). This effect is obtained when the track width is small and Ll is substantially 0.5 μm or less, and specifically, (0.1 to 0.1 μm).
0.5 μm). The positional relationship between the track width L1 and the width of the spin valve 10, that is, the interval L2 between the permanent magnet films 23 is defined from the results shown in FIG.

【0018】図2は、図1で示す素子の感磁領域100
の中心に対して、LlおよびL2の中心を一致させ、か
つ、(L2−Ll)/2で示される永久磁石膜と電極膜
とのずれ量を変えて作製したヘッドの、規格化出力の変
化を示す。再生トラック幅は0.5μm弱である。電極
膜の位置に対して、磁石膜の位置が後退するに従って出
力が大きくなる。これは、図1に示したように、媒体磁
界を感磁する感磁領域100中の、磁界感度のより高い
部分をトラック幅とすることができることによる。図2
より、(L2−L1)/2≧0.15μmとすること
で、感磁領域100中の低感度の部分の影響のない、高
出力な挟トラック再生素子が得られることが認められ
る。したがって、電極膜24間の離間距離L2と永久磁
石膜23間の離間距離L1の差は0.3μm〜10μm
以上である必要がある。なお、図2中の(L2−L1)
/2=0は、図9に示した従来例に相当する。また、電
極膜24間の離間距離L2と永久磁石膜23間の離間距
離L1の差は10μm以下が適当である。これは、媒体
対向面に露出するパタン幅をむやみに大きくしないため
である。
FIG. 2 shows a magneto-sensitive region 100 of the device shown in FIG.
Of the heads manufactured by making the centers of Ll and L2 coincide with the center of the head and changing the amount of displacement between the permanent magnet film and the electrode film represented by (L2-Ll) / 2 Is shown. The reproduction track width is less than 0.5 μm. The output increases as the position of the magnet film moves backward with respect to the position of the electrode film. This is because, as shown in FIG. 1, a portion having a higher magnetic field sensitivity in the magneto-sensitive region 100 where the magnetic field is detected can be used as the track width. FIG.
It can be seen from the above that by setting (L2−L1) /2≧0.15 μm, it is possible to obtain a high-output narrow-track reproducing element which is not affected by a low-sensitivity portion in the magnetosensitive region 100. Therefore, the difference between the distance L2 between the electrode films 24 and the distance L1 between the permanent magnet films 23 is 0.3 μm to 10 μm.
It is necessary to be above. (L2-L1) in FIG.
/ 2 = 0 corresponds to the conventional example shown in FIG. The difference between the distance L2 between the electrode films 24 and the distance L1 between the permanent magnet films 23 is suitably not more than 10 μm. This is because the width of the pattern exposed on the medium facing surface is not excessively increased.

【0019】なお、特開平7−307012号公報に
は、電極間距離を感磁領域より狭くすることにより、永
久磁石膜で磁化の動きが抑制されない感磁領域の中央部
を用いることが提案されているが、この公報の従来技術
では、トラック幅が0.5μmより大きい場合を示して
いて、それより小さい場合を想定していない。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-307012 proposes to use the central portion of the magneto-sensitive region where the movement of magnetization is not suppressed by the permanent magnet film by making the distance between the electrodes narrower than the magneto-sensitive region. However, the prior art of this publication shows a case where the track width is larger than 0.5 μm, and does not assume a case where the track width is smaller than 0.5 μm.

【0020】本発明は、トラック幅が0.5μmより小
さい場合の最適な電極間幅を実験により求めたものであ
る。
In the present invention, the optimum inter-electrode width when the track width is smaller than 0.5 μm is obtained by experiments.

【0021】また、請求項2記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ドは、請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
前記感磁領域が、電気抵抗の変化が非磁性層を介して対
向する2つの磁性層の磁化の方向間の余弦に比例するス
ピンバルブ層を有する構成としてある。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a magnetoresistive head according to the first aspect.
The magneto-sensitive region includes a spin valve layer in which a change in electric resistance is proportional to a cosine between the magnetization directions of the two magnetic layers facing each other via the non-magnetic layer.

【0022】このような構成の発明によれば、感磁領域
をスピンバルブ層としたことにより、電極間幅と永久磁
石膜間隔を規定する効果が最大限に発揮される。
According to the invention having such a configuration, the effect of defining the electrode-to-electrode width and the permanent magnet film interval is maximized by using the magnetically sensitive region as the spin valve layer.

【0023】請求項3記載の磁気抵抗効果型ヘッドは、
請求項1又は2記載の磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、
前記スピンバルブ層を構成する2つの磁性層のうち、磁
化が変化する回転磁化層に対して前記一対の永久磁石膜
が接合してバイアス磁界を印加している構成としてあ
る。
According to a third aspect of the invention, there is provided a magnetoresistive head.
3. The magnetoresistive head according to claim 1, wherein
Among the two magnetic layers constituting the spin valve layer, the pair of permanent magnet films are joined to a rotating magnetization layer whose magnetization changes, and a bias magnetic field is applied.

【0024】このような構成の発明によれば、スピンバ
ルブ層の回転磁化層を単磁区化している永久磁石膜の悪
影響をなくして高感度にする本発明の目的を達成するこ
とができる。
According to the invention having such a configuration, it is possible to achieve the object of the present invention in which high sensitivity is achieved by eliminating the adverse effect of the permanent magnet film in which the rotational magnetization layer of the spin valve layer is made into a single magnetic domain.

【0025】請求項4記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、実効的な再生トラック幅が0.1μm〜0.
5μmの磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法において、媒
体磁界を感磁する磁気抵抗効果を有する感磁領域となる
積層膜を形成する工程と、前記感磁領域となる積層膜の
上に第1フォトレジスト膜をパターニングする工程と、
前記第1フォトレジスト膜をマスクとして前記感磁領域
となる積層膜をパターニングして感磁領域を形成する工
程と、前記工程で用いた第1フォトレジスト膜をマスク
として前記感磁領域にバイアス磁界を印加する互いに離
間する一対の永久磁石膜を成膜した後、前記第1フォト
レジスト膜をリフトオフする工程と、前記第1フォトレ
ジスト膜よりトラック幅方向の幅が狭い第2フォトレジ
スト膜を形成する工程と、前記第2フォトレジスト膜を
マスクとして、前記一対の永久磁石膜間の間隔より0.
3μm〜10μmだけ互いの離間距離が狭い一対の電極
膜を成膜した後、前記第2フォトレジスト膜をリフトオ
フする工程とを有することを特徴とする。
According to a fourth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a magnetoresistive head, the effective reproduction track width is 0.1 μm to 0.1 μm.
In the method of manufacturing a magnetoresistive head of 5 μm, a step of forming a laminated film to be a magnetically sensitive region having a magnetoresistive effect for magnetically detecting a medium magnetic field; Patterning a resist film;
Patterning the laminated film to be the magnetically sensitive region using the first photoresist film as a mask to form a magnetically sensitive region; and applying a bias magnetic field to the magnetically sensitive region using the first photoresist film used in the step as a mask. A step of lifting off the first photoresist film after forming a pair of spaced apart permanent magnet films, and forming a second photoresist film narrower in the track width direction than the first photoresist film. And a step of using the second photoresist film as a mask to reduce the distance between the pair of permanent magnet films by 0.1 mm.
Forming a pair of electrode films having a small distance from each other by 3 μm to 10 μm, and then lifting off the second photoresist film.

【0026】このような発明によれば、電極間幅を永久
磁石膜間の幅より小さくして、感磁領域の中央部の感度
の良い領域を用いる挟トラックで高感度な磁気抵抗効果
型ヘッドを確実に製造することができる。
According to such an invention, the width between the electrodes is made smaller than the width between the permanent magnet films, and the magnetoresistive head having a high sensitivity in a narrow track using a sensitive area in the center of the magnetosensitive area. Can be reliably manufactured.

【0027】請求項5記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、請求項4記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製造
方法において、前記電極膜を形成する工程が、スパッタ
粒子の飛来の方向の指向性が高いスパッタリング法であ
ることを特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a magnetoresistive head according to the fourth aspect, wherein the step of forming the electrode film is performed in a direction in which sputtered particles fly. It is characterized by being a sputtering method having high performance.

【0028】このような発明によれば、挟トラック幅の
磁気抵抗効果型ヘッドに必要な正確な幅で電極膜を成膜
することができる。
According to the invention, it is possible to form an electrode film with an accurate width required for a magnetoresistive head having a narrow track width.

【0029】請求項6記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、請求項5記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製造
方法において、前記スパッタリング法が、イオンビーム
スパッタリング法であることを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the fifth aspect, the sputtering method is an ion beam sputtering method.

【0030】このような発明によれば、指向性の高いイ
オンビームスパッタリング法で電極間隔を正確に形成す
ることができる。
According to such an invention, the electrode spacing can be accurately formed by the ion beam sputtering method having high directivity.

【0031】請求項7記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、請求項6記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製造
方法において、前記イオンビームスパッタリング法にお
けるガス圧力が1×10-5〜1×10-3Torrである
ことを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the sixth aspect, the gas pressure in the ion beam sputtering method is 1 × 10 -5 to 1 ×. 10 -3 Torr.

【0032】このような発明によれば、指向性に優れた
スパッタ粒子を得ることができ、電極間隔を正確に形成
することができる。
According to the present invention, sputtered particles having excellent directivity can be obtained, and the electrode interval can be accurately formed.

【0033】請求項8記載の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法は、請求項6又は7記載の磁気抵抗効果型ヘッド
の製造方法において、前記イオンビームスパッタリング
法におけるターゲット面と基板との距離が20〜100
cmであることを特徴とする。
According to a eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the sixth or seventh aspect, the distance between the target surface and the substrate in the ion beam sputtering method is 20 or less. ~ 100
cm.

【0034】このような発明によれば、飛来方向の揃っ
たスパッタ粒子を得ることができ、電極間隔を正確に形
成することができる。
According to the invention, it is possible to obtain sputtered particles having a uniform flying direction, and it is possible to accurately form an electrode interval.

【0035】請求項9記載の磁気記憶装置は、情報を磁
気的に記録する磁気記録媒体と、電気信号に応じた磁界
を発生し、この磁界により情報を前記磁気記録媒体に記
録させる記録ヘッドと、前記磁気記録媒体から漏洩する
磁界の変化を電気信号に変換する再生ヘッドとをそなえ
る磁気記憶装置において、前記再生ヘッドが、媒体磁界
を感磁する磁気抵抗効果を有する感磁領域と、前記感磁
領域に電流を供給する互いに離間した一対の電極膜と、
前記感磁領域にバイアス磁界を印加する互いに離間した
一対の永久磁石膜とを備える磁気抵抗効果素子を有し、
実効的な再生トラック幅が0.1μm〜0.5μm、か
つ、前記一対の永久磁石膜間の離間距離が前記一対の電
極膜間の間隔より0.3μm〜10μm長い磁気抵抗効
果型ヘッドである構成としてある。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a magnetic recording medium for magnetically recording information, and a recording head for generating a magnetic field corresponding to an electric signal and recording the information on the magnetic recording medium with the magnetic field. A magnetic storage device comprising a reproducing head for converting a change in a magnetic field leaking from the magnetic recording medium into an electric signal, wherein the reproducing head has a magneto-sensitive region having a magneto-resistance effect for detecting a medium magnetic field; A pair of spaced apart electrode films for supplying current to the magnetic region,
A magnetoresistive element including a pair of spaced permanent magnet films that apply a bias magnetic field to the magneto-sensitive region,
A magnetoresistive head having an effective reproduction track width of 0.1 μm to 0.5 μm and a separation distance between the pair of permanent magnet films of 0.3 μm to 10 μm longer than a distance between the pair of electrode films. There is a configuration.

【0036】このような構成の発明によれば、前述した
本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを再生ヘッドに用いてい
るので、挟トラック幅でも高出力で再生できる。
According to the invention having such a configuration, since the above-described magnetoresistive head according to the present invention is used as a reproducing head, it is possible to reproduce with high output even with a narrow track width.

【0037】請求項10記載の磁気記憶装置は、請求項
9記載の磁気記憶装置において、前記磁気記録媒体が保
磁力2500Oe〜4000Oeであるときに、面記録
密度が20ギガビット/平方インチ〜100ギガビット
/平方インチの記録再生を行う構成としてある。
According to a tenth aspect of the present invention, in the magnetic storage device of the ninth aspect, when the magnetic recording medium has a coercive force of 2500 Oe to 4000 Oe, the areal recording density is 20 gigabits / square inch to 100 gigabits. / Square inch.

【0038】このような発明によれば、これまで達成す
ることができなかった高面記録密度を達成することがで
きる。
According to the invention, it is possible to achieve a high areal recording density, which could not be achieved until now.

【0039】[0039]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0040】図1(a)は、本発明の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの主要部を示す構成図である。トラック幅より幅広
の感磁領域100の両側面に感磁領域100の図7に示
した回転磁化層11と接合している互いに離間する一対
の永久磁石膜23が配置され、回転磁化層11にバイア
ス磁界を印加して単磁区化している。永久磁石膜23の
上には互いに離間している一対の電極膜24が積層さ
れ、対向する電極膜24の端部は感磁領域100の上に
もオーバーラップしている。電極膜24の間隙の中心
は、感磁領域100のトラック幅方向の中心とほぼ一致
している。
FIG. 1A is a configuration diagram showing a main part of a magnetoresistive head according to the present invention. A pair of permanent magnet films 23 separated from each other and joined to the rotating magnetic layer 11 shown in FIG. 7 of the magnetic sensing region 100 are arranged on both side surfaces of the magnetic sensing region 100 wider than the track width. A single magnetic domain is formed by applying a bias magnetic field. A pair of electrode films 24 spaced apart from each other is stacked on the permanent magnet film 23, and the ends of the opposing electrode films 24 also overlap the magneto-sensitive region 100. The center of the gap between the electrode films 24 substantially coincides with the center of the magneto-sensitive region 100 in the track width direction.

【0041】電極膜24の離間距離L1は、実質的にト
ラック幅となっており、0.1μm〜0.5μmであ
る。また、永久磁石膜23のトラック幅方向先端間の離
間距離L2よりも、一端側が0.15μm〜5μm短
く、両端合計で0.3μm〜10μm短くなっている。
このように電極膜24間幅を永久磁石膜23の離間距離
より0.15μm〜5μmずつ短くすることにより、図
2に示したように、トラック幅が0.1μm〜0.5μ
mの挟トラック幅であっても、高出力を得ることができ
る。
The separation distance L1 of the electrode film 24 is substantially the track width, and is 0.1 μm to 0.5 μm. One end side is shorter by 0.15 μm to 5 μm than the separation distance L2 between the front ends in the track width direction of the permanent magnet film 23, and the total of both ends is shorter by 0.3 μm to 10 μm.
As described above, by reducing the width between the electrode films 24 by 0.15 μm to 5 μm at a time from the separation distance of the permanent magnet film 23, the track width becomes 0.1 μm to 0.5 μm as shown in FIG.
Even with a narrow track width of m, high output can be obtained.

【0042】感磁領域100は、図7に示したスピンバ
ルブ層10とすることが、本発明の構成を最も生かすこ
とになる。このスピンバルブ層10は、自由層としての
第1強磁性層11は、例えばNiFe、CoFe、Co
NiFeなどを用いて膜厚2〜15nmであり、非磁性
層12は、例えば銅を1〜5nm、第2強磁性層13
は、固定層として、例えばNiFeが1〜5nmの厚さ
で用いられる。反強磁性層14には例えばPtMn、N
iOが用いられ、20〜80nmの膜厚である。
When the magneto-sensitive region 100 is the spin valve layer 10 shown in FIG. 7, the configuration of the present invention is most utilized. The spin valve layer 10 includes a first ferromagnetic layer 11 serving as a free layer formed of, for example, NiFe, CoFe, or CoFe.
The nonmagnetic layer 12 is made of, for example, 1-5 nm of copper, and has a thickness of 2-15 nm using NiFe or the like.
For example, NiFe is used as a fixed layer in a thickness of 1 to 5 nm. For example, PtMn, N
iO is used and has a thickness of 20 to 80 nm.

【0043】また、永久磁石膜23として、例えばCo
CrPt系の合金が用いられ4〜30nmの膜厚であ
る。この永久磁石膜23は、自由層11の磁区制御層と
して自由層11と接合されている。また、一対の電極膜
24は、例えばAu,Cu、Ta等の金属で構成されて
いる。
As the permanent magnet film 23, for example, Co
A CrPt-based alloy is used and has a thickness of 4 to 30 nm. This permanent magnet film 23 is joined to the free layer 11 as a magnetic domain control layer of the free layer 11. The pair of electrode films 24 are made of, for example, a metal such as Au, Cu, or Ta.

【0044】図2は、このような磁気抵抗効果素子を用
いた再生記録複合ヘッドの断面図を示す。この記録再生
ヘッドは、スライダとなるセラミック基体20上に下シ
ールド層21、下ギャップ層22が順次積層され、その
上にトラック幅のスピンバルブ層10が形成されてい
る。スピンバルブ層10のトラック幅方向両端側にスピ
ンバルブ層の磁化回転層にバイアス磁界を印加して単磁
区化する永久磁石膜23が形成され、この永久磁石膜の
上にスピンバルブ層に電流を供給する電極膜24が形成
されている。これらの永久磁石膜23と電極膜24の積
層膜がスピンバルブ層10をトラック幅方向両端部にお
いて挟むような構造になっている。電極膜24の離間距
離L1は実質的にトラック幅であり、永久磁石膜23の
離間距離L2より0.3μm〜10μm狭くなってい
る。これらの上に、上ギャップ層25、記録磁極と兼用
される上シールド層26、記録ギャップ層27を介して
記録磁極28が形成されている。更に、これらを覆う保
護層29が設けられている。記録磁極26、27間には
図の奥行き方向にフォトレジストにより絶縁された図示
しない励磁コイルが設けられている。
FIG. 2 is a sectional view of a read / write composite head using such a magnetoresistive element. In this recording / reproducing head, a lower shield layer 21 and a lower gap layer 22 are sequentially laminated on a ceramic base 20 serving as a slider, and a spin valve layer 10 having a track width is formed thereon. A permanent magnet film 23 for applying a bias magnetic field to the magnetization rotation layer of the spin valve layer to form a single magnetic domain is formed on both ends of the spin valve layer 10 in the track width direction, and a current is applied to the spin valve layer on the permanent magnet film. An electrode film 24 to be supplied is formed. The laminated film of the permanent magnet film 23 and the electrode film 24 has a structure in which the spin valve layer 10 is sandwiched at both ends in the track width direction. The distance L1 between the electrode films 24 is substantially the track width, and is 0.3 μm to 10 μm smaller than the distance L2 between the permanent magnet films 23. On these, a recording magnetic pole 28 is formed via an upper gap layer 25, an upper shield layer 26 also serving as a recording magnetic pole, and a recording gap layer 27. Further, a protective layer 29 covering them is provided. Between the recording magnetic poles 26 and 27, an exciting coil (not shown) insulated by a photoresist in the depth direction of the drawing is provided.

【0045】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法
を図5を参照して説明する。まず、図5(a)に示すよ
うに、媒体磁界を感磁するための感磁領域を形成するス
ピンバルブ膜10aを成膜する。このスピンバルブ膜1
0aは、図5では図示していないが、下シールド層と下
ギャップ層を積層した基板上に形成される。また、スピ
ンバルブ膜10aの構造は、図7に示したものと同じで
ある。
A method of manufacturing a magnetoresistive head according to the present invention will be described with reference to FIG. First, as shown in FIG. 5A, a spin valve film 10a for forming a magnetically sensitive region for sensing a medium magnetic field is formed. This spin valve film 1
Although not shown in FIG. 5, Oa is formed on a substrate on which a lower shield layer and a lower gap layer are stacked. The structure of the spin valve film 10a is the same as that shown in FIG.

【0046】次に、図5(b)に示すように、スピンバ
ルブ膜10aの上にこのスピンバルブ膜10aをパタン
化するための第1フォトレジストパタンR1を形成す
る。この第1フォトレジストパタンR1は、基端側が細
くなっている2段型形状又は逆テーパー状に形成され
る。
Next, as shown in FIG. 5B, a first photoresist pattern R1 for patterning the spin valve film 10a is formed on the spin valve film 10a. The first photoresist pattern R1 is formed in a two-step shape or a reverse taper shape in which the base end side is thin.

【0047】次に、図5(c)に示すように、第1フォ
トレジストR1をマスクとして、イオンビームエッチン
グによりスピンバルブ膜10aをパタン化して感磁領域
100を形成する。このエッチングでは、第1フォトレ
ジストR1の形状から、感磁領域100の端部が傾斜を
有するように行われる。
Next, as shown in FIG. 5C, using the first photoresist R1 as a mask, the spin-valve film 10a is patterned by ion beam etching to form the magnetosensitive region 100. This etching is performed so that the end of the magneto-sensitive region 100 has an inclination from the shape of the first photoresist R1.

【0048】次に、図5(d)に示すように、感磁領域
100にバイアス磁界を印加する永久磁石膜を成膜し、
リフトオフして永久磁石膜23を形成する。
Next, as shown in FIG. 5D, a permanent magnet film for applying a bias magnetic field to the magneto-sensitive region 100 is formed.
The permanent magnet film 23 is formed by lift-off.

【0049】従来の素子構造では、永久磁石膜と電極膜
は同じ離間距離で形成されていたため、図11(a)〜
(e)に示すように、スピンバルブ膜10aの上にフォ
トレジスト膜R3を形成し、スピンバルブ膜をエッチン
グして感磁領域100を形成した後、フォトマスクR3
を用いて永久磁石膜231と電極膜241とを連続的に
成膜し、リフトオフする。
In the conventional device structure, since the permanent magnet film and the electrode film are formed at the same distance, FIGS.
As shown in (e), a photoresist film R3 is formed on the spin-valve film 10a, and the spin-valve film is etched to form the magneto-sensitive region 100. Then, the photomask R3 is formed.
Is used to form a permanent magnet film 231 and an electrode film 241 continuously, and lift off.

【0050】一方、本発明では、永久磁石膜23を成膜
しリフトオフした後、第1フォトマスクR1を除去し、
図5(e)に示すように、新たに第1フォトマスクR1
よりも幅の狭い第2フォトマスクR2を形成した後、図
5(f)に示すように、イオンビームスパッタ法で電極
膜24を成膜する。
On the other hand, in the present invention, after the permanent magnet film 23 is formed and lifted off, the first photomask R1 is removed.
As shown in FIG. 5E, a first photomask R1 is newly added.
After forming the second photomask R2 having a smaller width, the electrode film 24 is formed by an ion beam sputtering method as shown in FIG.

【0051】この永久磁石膜成膜23と電極膜24成膜
時には、本実施形態ではイオンビームスパッタ法を用い
る。従来の素子では、トラック幅が広いため、永久磁石
膜や電極膜を成膜する際には、通常のRFスパッタ法や
マグネトロンスパッタ法で十分であった。しかし、トラ
ック幅が0.5μm以下の本発明では、これらの方法で
は不十分である。
In forming the permanent magnet film 23 and the electrode film 24, the present embodiment uses an ion beam sputtering method. In a conventional device, since a track width is wide, a normal RF sputtering method or a magnetron sputtering method is sufficient when a permanent magnet film or an electrode film is formed. However, in the present invention having a track width of 0.5 μm or less, these methods are not sufficient.

【0052】図12(a)〜(g)は、図5と同じ工程
で、第1フォトマスクR4を用いてスピンバルブ膜10
aをエッチングし、永久磁石膜232をスパッタで形成
し、第2フォトマスクR5をマスクとして通常のRFス
パック法やマグネトロンスパッタ法を用いて電極膜24
2を成膜した場合、トラック幅の狭い素子であるため
に、電極膜242がフォトマスクR5に回り込む影響が
大きくなり、マスクR5を壁としたバリが発生している
ことを示す。このバリが素子の絶縁抵抗の減少などの問
題を発生させる原因となる。
FIGS. 12 (a) to 12 (g) show the same steps as those of FIG. 5 in which the spin valve film 10 is formed using the first photomask R4.
is etched to form a permanent magnet film 232 by sputtering, and using the second photomask R5 as a mask, the electrode film 24 is formed using a normal RF sputtering method or magnetron sputtering method.
When film No. 2 is formed, the influence of the electrode film 242 wrapping around the photomask R5 is increased because the element has a narrow track width, which indicates that burrs having the mask R5 as a wall are generated. The burrs cause problems such as a decrease in the insulation resistance of the element.

【0053】また、図13(a)〜(g)は、図5と同
じ工程で、第1フォトマスクR6を用いてスピンバルブ
膜10aをエッチングし、永久磁石膜233をスパッタ
で形成した後、第2フォトマスクR7を成膜すると、第
2フォトマスクR7の幅が狭くなることによって、フォ
トマスクR7の茎部が消失し、紙面前後方向のブリッジ
状にフォトマスクR7が形成された例を示す。この場
合、通常のRFスパッタ法やマグネトロンスパック法を
用いて電極膜243を成膜すると、電極膜243の回り
込みによって短絡が発生する。
FIGS. 13 (a) to 13 (g) show the same process as in FIG. 5 in which the spin valve film 10a is etched using the first photomask R6 to form the permanent magnet film 233 by sputtering. When the second photomask R7 is formed, the stem of the photomask R7 disappears due to the narrowing of the width of the second photomask R7, and the photomask R7 is formed in a bridge shape in the front-back direction of the drawing. . In this case, when the electrode film 243 is formed by using a normal RF sputtering method or a magnetron spar method, a short circuit occurs due to the wraparound of the electrode film 243.

【0054】以上のように、狭い再生幅を電極膜間隔で
規定するためには、通常のRFスパッタ法やマグネトロ
ンスパッタ法とは異なる、膜を堆積させる飛来粒子の、
即ちスパック粒子の基板入射角度の分散の少ない、つま
り、指向性の高い特殊な成膜技術が必要である。
As described above, in order to define the narrow reproduction width by the electrode film interval, the flying particles of the film to be deposited are different from the ordinary RF sputtering method or magnetron sputtering method.
That is, a special film forming technique that has a small dispersion of the incident angle of the substrate of the spack particles, that is, a high directivity is required.

【0055】本発明では、この指向性の高い成膜技術と
して、イオンビームスパッタ法が最適であることを発見
し、この方法を本発明の製造工程に適用することによ
り、挟トラックで高出力な素子を確実に製造することが
可能となった。イオンビームスパッタ法では、成膜時の
アルゴンなどのガス圧力を1×10-5〜1×10-3To
rrと低くできることから、スパック粒子のガスによる
散乱を抑制でき、さらにスパッタ粒子を発散させる母材
(ターゲット)と、膜を堆積させる基体との距離を20
cm〜100cmと長くすることが容易であることか
ら、飛来方向の揃ったスパッタ粒子を堆積させて膜を形
成することが可能となる。
According to the present invention, the ion beam sputtering method was found to be the most suitable as the film forming technique having a high directivity, and by applying this method to the manufacturing process of the present invention, a high output with a narrow track was obtained. The device can be manufactured reliably. In the ion beam sputtering method, the gas pressure of argon or the like during film formation is set to 1 × 10 −5 to 1 × 10 −3 To.
Since rr can be reduced to as low as rr, scattering of gas due to the spack particles can be suppressed, and the distance between the base material (target) for diverging sputtered particles and the substrate on which the film is deposited is set at 20.
Since it is easy to increase the length to about 100 cm to about 100 cm, it is possible to form a film by depositing sputter particles having a uniform flight direction.

【0056】さらに、成膜時の基板の温度が低く抑えら
れるため、フォトレジストマスクの熱による変形が発生
しないため、電極間隔を正確に形成できる。成膜時のア
ルゴンなどのガス圧が1×10-3(Torr)を超える
と、スパッタ粒子のガスによる散乱が大きくなり、スパ
ッタ粒子の飛来方向の分散が著しくなること、1×10
-5(Torr)を下回るとイオンビームの安定性が低下
すること、ターゲットと基板の距離が20cm以下と短
くなると、スパック粒子の飛来方向を揃えにくくなるこ
と、ターゲットと基板の距離が100cm以上となると
設備が大規模になりすぎるといった問題が顕著となる。
イオンビームスパック法を導入した本発明の工程によ
り、初めて、再生トラック幅が0.5μm以下の素子を
簡便に実現することが可能となった。なお、本方法によ
るトラック幅の下限は、電極膜のリフトオフの限界から
0.1μm程度とすることが好ましい。
Further, since the temperature of the substrate at the time of film formation is kept low, the photoresist mask is not deformed by heat, so that the electrode interval can be accurately formed. If the gas pressure of argon or the like during film formation exceeds 1 × 10 −3 (Torr), the scattering of sputter particles due to the gas becomes large, and the dispersion of the sputter particles in the flying direction becomes remarkable.
If the distance is lower than -5 (Torr), the stability of the ion beam is reduced. If the distance between the target and the substrate is shortened to 20 cm or less, it is difficult to align the flying directions of the spar particles, and the distance between the target and the substrate is 100 cm or more. Then, the problem that the equipment becomes too large becomes remarkable.
For the first time, an element having a reproduction track width of 0.5 μm or less can be easily realized by the process of the present invention in which the ion beam spatter method is introduced. Note that the lower limit of the track width according to the present method is preferably about 0.1 μm from the limit of lift-off of the electrode film.

【0057】本発明により再生トラック幅が0.5μm
以下の高密度ヘッドが実現したことから、これを搭載す
ることによって、面記録密度が20ギガビット/平方イ
ンチ以上の磁気記憶装置が実現する。磁気記憶装置の構
成を図6に示す。
According to the present invention, the reproduction track width is 0.5 μm.
Since the following high-density heads have been realized, mounting them will realize a magnetic storage device having a surface recording density of 20 gigabits / square inch or more. FIG. 6 shows the configuration of the magnetic storage device.

【0058】図6に示す磁気記憶装置は、駆動用のモー
タ101で回転する磁気媒体102の、磁気記憶面に対
向して図3に示したような本発明の記録再生ヘッド10
3が、サスペンション104、アーム105により取り
付けられ、ヴォイスコイルモータ(VCM)106でト
ラッキングされる。記録再生動作は、ヘッド103ヘの
記録再生チャネル107からの信号により行われる。こ
の記録再生チャネル107、ヘッド103の位置決めを
行うVCM106、及び磁気媒体102を回転させる駆
動モータ101は、制御ユニット108で制御される。
The magnetic storage device shown in FIG. 6 has a recording / reproducing head 10 according to the present invention as shown in FIG. 3 which faces a magnetic storage surface of a magnetic medium 102 rotated by a driving motor 101.
3 is attached by a suspension 104 and an arm 105, and is tracked by a voice coil motor (VCM) 106. The recording / reproducing operation is performed by a signal from the recording / reproducing channel 107 to the head 103. The control unit 108 controls the recording / reproducing channel 107, the VCM 106 for positioning the head 103, and the drive motor 101 for rotating the magnetic medium 102.

【0059】以上の磁気記憶装置において、磁気媒体1
02の保磁力を2500Oe〜4000Oeとすること
によって、20ギガビット/平方インチ〜100ギガビ
ット/平方インチの記録が可能となった。さらに、本発
明による狭トラックな磁気ヘッド103と組み合わせる
と、面記録密度が20ギガビット/平方インチ以上の磁
気記憶装置が実現した。
In the above magnetic storage device, the magnetic medium 1
By setting the coercive force of No. 02 to 2500 Oe to 4000 Oe, recording of 20 gigabits / square inch to 100 gigabits / square inch became possible. Further, when combined with the magnetic head 103 having a narrow track according to the present invention, a magnetic storage device having an areal recording density of 20 gigabits / square inch or more was realized.

【0060】[0060]

【実施例】以下、図を用いて、本発明の実施例を説明す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0061】[実施例1]図3に、本発明によるスピン
バルブ再生、インダクテイブ記録複合ヘッドを媒体対向
面(ABS)から観察した構造を示す。スライダとなる
Al23−TiCセラミック基体20上に、CoTaZ
r膜からなる膜厚1μmの下シールド層21、膜厚80
nmのアルミナ膜からなる下ギャップ層22を形成した
後、以下に示すスピンバルブ素子を形成した。
[Embodiment 1] FIG. 3 shows a structure of a combined spin-valve reproducing / inductive recording head according to the present invention as viewed from the medium facing surface (ABS). On the Al 2 O 3 —TiC ceramic substrate 20 serving as a slider, CoTaZ
Lower shield layer 21 of 1 μm in thickness consisting of an r film, thickness of 80
After forming the lower gap layer 22 made of an alumina film having a thickness of 10 nm, a spin valve element shown below was formed.

【0062】感磁領域100となるスピンバルブパタン
は、膜厚3nmのTa下地膜、反強磁性層14として膜
厚25nmのPtMn膜、第2強磁性層13として膜厚
4nmのCoFe膜、非磁性層12として膜厚2.7n
mのCu膜、第1強磁性層11として膜厚1nmのCo
Fe膜及び膜厚8nmのNiFe膜、膜厚3nmのTa
保護膜からなる。感磁領域100の幅L2を0.4μ
m、0.6μm、0.7μm、0.8μm、1.0μ
m、1.2μmの6通りとし、その端部に感磁領域にバ
イアス磁界を印加する永久磁石膜23を配置した。この
永久磁石膜23はCoPtを主成分とし膜厚は30nm
である。この下地膜として膜厚10nmのCr膜を挿入
することによってCoPt膜の保磁力を大きくすること
ができる。感磁領域100上に0.4μmの間隔L1を
介して膜厚50nmのAu膜からなる電極膜24を配置
した。L1及びL2の中心点はほぼ一致させた。
The spin valve pattern serving as the magneto-sensitive region 100 includes a Ta underlayer having a thickness of 3 nm, a PtMn film having a thickness of 25 nm as the antiferromagnetic layer 14, a CoFe film having a thickness of 4 nm as the second ferromagnetic layer 13, 2.7 n film thickness as the magnetic layer 12
m Cu film, 1 nm thick Co as the first ferromagnetic layer 11
Fe film, 8 nm thick NiFe film, 3 nm thick Ta
It consists of a protective film. The width L2 of the magneto-sensitive area 100 is set to 0.4 μm.
m, 0.6μm, 0.7μm, 0.8μm, 1.0μ
m and 1.2 μm, and a permanent magnet film 23 for applying a bias magnetic field to the magneto-sensitive region was arranged at the end. The permanent magnet film 23 is mainly composed of CoPt and has a thickness of 30 nm.
It is. By inserting a 10 nm-thick Cr film as the base film, the coercive force of the CoPt film can be increased. An electrode film 24 made of a 50 nm-thick Au film was arranged on the magneto-sensitive region 100 with an interval L1 of 0.4 μm therebetween. The center points of L1 and L2 were almost matched.

【0063】上記のスピンバルブ素子10上に、膜厚6
0nmのアルミナ膜からなる上ギャップ層25、記録磁
極と兼用される膜厚3μmのNiFe膜からなる上シー
ルド膜26を形成し、さらに膜厚0.2μmのアルミナ
膜からなる記録ギャップ27を介して、膜厚2.5μm
のCoFeNi膜からなる記録磁極28を形成した。記
録磁極26,27間には図3の奥行き方向にフォトレジ
ストにより絶縁された図示しない励磁コイルを形成し
た。更に、記録磁極28を覆って保護層29を形成し
た。
A film having a thickness of 6
An upper gap layer 25 made of a 0 nm alumina film, an upper shield film 26 made of a 3 μm-thick NiFe film also used as a recording magnetic pole, and a recording gap 27 made of a 0.2 μm-thick alumina film are formed. , Film thickness 2.5 μm
The recording magnetic pole 28 made of the CoFeNi film was formed. An exciting coil (not shown) insulated by a photoresist in the depth direction of FIG. 3 was formed between the recording magnetic poles 26 and 27. Further, a protective layer 29 was formed to cover the recording magnetic pole 28.

【0064】以上のヘッドを、保磁力2500OeのC
oCrPt磁性膜からなる磁気媒体を用いて、記録再生
特性を評価した。その結果、実効的な再生トラック幅と
して0.5μm以下が得られた。また、再生出力は、図
2に示すように、スピンバルブパタン幅L2(すなわち
永久磁石膜幅)、この場合、0.4μm、0.6μm、
0.7μm、0.8μm、1.0μm、1.2μmと、
電極間隔L1、この場合0.4μmとの差の半分の値
((L2−L1)/2)が0.15μm以上となると、
ほぼ一定な高出力が得られた。
The head described above was subjected to a coercive force of 2500 Oe in C
The recording / reproducing characteristics were evaluated using a magnetic medium composed of an oCrPt magnetic film. As a result, an effective reproduction track width of 0.5 μm or less was obtained. As shown in FIG. 2, the reproduction output is a spin valve pattern width L2 (that is, a permanent magnet film width), in this case, 0.4 μm, 0.6 μm,
0.7 μm, 0.8 μm, 1.0 μm, 1.2 μm,
When the value ((L2−L1) / 2) that is half of the difference between the electrode spacing L1 and 0.4 μm in this case is 0.15 μm or more,
Almost constant high output was obtained.

【0065】[実施例2]図4に、本発明によるスピン
バルブ再生、インダクテイブ記録複合ヘッドを媒体対向
面(ABS)から観察した構造を示す。スライダとなる
A1203〜TiCセラミック基体20上に、CoTa
ZrCr膜からなる膜厚1μmの下シールド層21、膜
厚80nmのアルミナ膜からなる下ギャップ層22を形
成した後、以下に示す感磁領域100'を形成した。
[Embodiment 2] FIG. 4 shows a structure of a combined spin-valve reproducing / inductive recording head according to the present invention as viewed from the medium facing surface (ABS). On the A1203-TiC ceramic substrate 20 serving as a slider, CoTa
After forming a lower shield layer 21 made of a ZrCr film and having a thickness of 1 μm and a lower gap layer 22 made of an alumina film having a thickness of 80 nm, a magneto-sensitive region 100 ′ shown below was formed.

【0066】感磁領域100'はスピンバルブ膜を含
み、膜厚3nmのZr下地膜、膜厚30nmのPtMn
膜、膜厚3.5nmのCoFe膜、膜厚2.5nmのC
u膜、膜厚1nmのCoFe膜、膜厚7nmのNiFe
膜、膜厚3nmのTa保護膜からなる。この感磁領域1
00'はパターニングを行わなかった。
The magneto-sensitive region 100 'includes a spin valve film, a 3 nm thick Zr base film, and a 30 nm thick PtMn film.
Film, 3.5 nm thick CoFe film, 2.5 nm thick C
u film, 1 nm thick CoFe film, 7 nm thick NiFe
The film is made of a Ta protective film having a thickness of 3 nm. This magnetic sensing area 1
00 'was not patterned.

【0067】この感磁領域100'上に、バイアス磁界
を印加する永久磁石膜23'を配置した。この永久磁石
膜23'はCoPtを主成分とし膜厚は30nmであ
る。この下地膜として膜厚10nmのCr膜を挿入する
ことによって、CoPt膜の保磁力を大きくすることが
出来る。永久磁石膜間隔L2を0.4μm、0.6μ
m、0.7μm、0.8μm、1.0μm、1.2μm
の6通りとした。さらに、0.4μmの間隔Llを介し
て、膜厚75nmのAu膜からなる電極膜24'を配置
した。LlおよびL2の中心点はほぼ一致させた。
On the magneto-sensitive area 100 ', a permanent magnet film 23' for applying a bias magnetic field was arranged. The permanent magnet film 23 'contains CoPt as a main component and has a thickness of 30 nm. By inserting a 10 nm-thick Cr film as the base film, the coercive force of the CoPt film can be increased. The permanent magnet film interval L2 is 0.4 μm, 0.6 μm
m, 0.7 μm, 0.8 μm, 1.0 μm, 1.2 μm
6 types. Further, an electrode film 24 ′ made of an Au film having a film thickness of 75 nm was arranged at an interval Ll of 0.4 μm. The center points of L1 and L2 were almost matched.

【0068】上記の感磁領域100'上に、膜厚60n
mのアルミナ膜からなる上ギャップ層25、記録磁極と
兼用される膜厚3μmのNiFe膜からなる上シールド
膜26を形成し、さらに膜厚0.2μmのアルミナ膜か
らなる記録ギャップ27を介して、膜厚2.5μmのC
oFeNi膜からなる記録磁極28を形成した。記録磁
極26,27間には図4の奥行き方向に、フォトレジス
トにより絶縁された図示しない励磁コイルを形成した。
以上のヘッドを、保磁力2500OeのCoCrPt磁
性膜からなる磁気媒体を用いて、記録再生特性を評価し
た。
On the magneto-sensitive area 100 ', a film thickness of 60 n
An upper gap layer 25 made of an alumina film having a thickness of m and an upper shield film 26 made of a NiFe film having a thickness of 3 μm also serving as a recording magnetic pole are formed. , 2.5 μm thick C
A recording magnetic pole 28 made of an oFeNi film was formed. An exciting coil (not shown) insulated by a photoresist was formed between the recording magnetic poles 26 and 27 in the depth direction of FIG.
The recording / reproducing characteristics of the above head were evaluated using a magnetic medium comprising a CoCrPt magnetic film having a coercive force of 2500 Oe.

【0069】その結果、実効的な再生トラック幅として
0.1μm〜0.5μmが得られた。また、再生出力は
図2に示すように、永久磁石膜幅L2、この場合0.4
μm、0.6μm、0.7μm、0.8μm、1.0μ
m、1.2μmと、電極間隔L1、この場合0.4μm
との差の半分の値((L2−Ll)/2)が0.15μ
m以上となると、ほぼ一定な高出力が得られた。
As a result, an effective reproduction track width of 0.1 μm to 0.5 μm was obtained. As shown in FIG. 2, the reproduction output is a permanent magnet film width L2, in this case, 0.4.
μm, 0.6 μm, 0.7 μm, 0.8 μm, 1.0 μ
m, 1.2 μm and electrode spacing L1, in this case 0.4 μm
The half value of the difference ((L2-L1) / 2) is 0.15 μm.
m, an almost constant high output was obtained.

【0070】[実施例3]図2に示す本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドの製造方法の実施例を、図5を参照して説
明する。
[Embodiment 3] An embodiment of a method for manufacturing a magnetoresistive head according to the present invention shown in FIG. 2 will be described with reference to FIG.

【0071】(a)に示すように、まず、スピンバルブ
膜10aを成膜する。成膜はマグネトロンスパッタ法を
用いているが、高周波(RF)スパッタ法やイオンビー
ムスパック法でも可能である。
As shown in (a), first, a spin valve film 10a is formed. Although the film is formed by the magnetron sputtering method, it can be formed by a radio frequency (RF) sputtering method or an ion beam sputtering method.

【0072】次に、(b)に示すように、このスピンバ
ルブ膜10aをパタン化するためのフォトレジストパタ
ンR1を形成する。フォトレジスト材料は、パタンR1
の茎部を形成するレジスト材料と上頭部を形成するそれ
との材質を変えることによって、(b)に示す茎部より
上頭部が大きく広がったR1に示す形状を得た。
Next, as shown in (b), a photoresist pattern R1 for patterning the spin valve film 10a is formed. The photoresist material is pattern R1
By changing the resist material forming the stalk portion and the material forming the upper head portion, the shape shown by R1 in which the upper head portion was wider than the stalk portion shown in (b) was obtained.

【0073】次に、(c)に示すように、はフォトレジ
ストパタンR1を用いてイオンビームエッチングにより
スピンバルブ膜10aをパタン化する。
Next, as shown in (c), the spin valve film 10a is patterned by ion beam etching using a photoresist pattern R1.

【0074】次に、(d)に示すように、感磁領域のス
ピンバルブ10にバイアス磁界を印加する永久磁石膜2
3成膜しリフトオフする。本工程はイオンビームスパッ
ク法により成膜を行った。また、本工程は、マグネトロ
ンスパッタ法や高周波(RF)スパッタ法でも可能であ
る。
Next, as shown in (d), the permanent magnet film 2 for applying a bias magnetic field to the spin valve 10 in the magneto-sensitive region.
3 Film formation and lift-off. In this step, a film was formed by an ion beam sparging method. This step can be performed by a magnetron sputtering method or a radio frequency (RF) sputtering method.

【0075】次に、(e)に示すように、新たにフォト
マスクR1よりも幅の狭いフォトマスクR2を形成す
る。このときフォトマスクR2の中心は、フォトマスク
R1の中心に出来るだけ一致させた。
Next, as shown in (e), a photomask R2 having a smaller width than the photomask R1 is newly formed. At this time, the center of the photomask R2 was made to coincide with the center of the photomask R1 as much as possible.

【0076】次に、(f)に示すように、電極膜23を
成膜する。電極材料としてはAu膜を用いたが、WやT
aなどごも可能である。本発明ではこの工程を実施する
ために、指向性の高い成膜技術として、イオンビームス
パック法が最適であることを発見し、適用した。イオン
ビームスパック法では、成膜時のアルゴンなどのガス圧
力を1×10-4(Torr)以下と低くできることか
ら、スパック粒子のガスによる散乱を抑制できること、
さらにスパック粒子を発散させる母材(ターゲット)
と、膜を堆積させる基体との距離を20cm以上と長く
することが容易であることから、飛来方向の揃ったスパ
ッタ粒子を堆積させて膜を形成することが可能であっ
た。さらに、成膜時の基板の温度が低く押さえられるた
め、フォトレジストマスクR2の熱による変形が発生し
ないため、電極間隔を正確に形成できた。また、このと
き、成膜時のアルゴンなどのガス圧が1×10-3(To
rr)を超えると、スパッタ粒子のガスによる散乱が大
きくなり、スパッタ粒子の飛来方向の分散が著しくなる
こと、ターゲットと基板の距離が20cmよりと短くな
ると、スパッた粒子の飛来方向を揃えにくくなること、
といった問題が顕著であった。このことから、イオンビ
ームスパッタ法を用いるとともに、さらに好ましくは、
成膜時のアルゴンガス圧力を1×10-4(Torr)以
下と低くすること、ターゲットと膜を堆積させる基体と
の距離を20cm以上と長くすることが好ましいといえ
る。
Next, as shown in (f), an electrode film 23 is formed. The Au film was used as the electrode material.
a is also possible. In the present invention, in order to carry out this step, it has been discovered that the ion beam spatter method is the most suitable as a film forming technique having high directivity, and applied. In the ion beam sparging method, the gas pressure of argon or the like at the time of film formation can be reduced to 1 × 10 −4 (Torr) or less.
Base material (target) that further emits spar particles
In addition, since it is easy to increase the distance from the substrate on which the film is deposited to 20 cm or more, it was possible to form a film by depositing sputter particles having a uniform flight direction. Further, since the temperature of the substrate at the time of film formation was kept low, the photoresist mask R2 was not deformed by heat, so that the electrode interval could be accurately formed. At this time, the gas pressure of argon or the like at the time of film formation is 1 × 10 −3 (To
If rr) is exceeded, the scattering of sputtered particles due to gas becomes large, and the dispersion of the sputtered particles in the flying direction becomes remarkable. If the distance between the target and the substrate becomes shorter than 20 cm, it becomes difficult to align the flying directions of the sputtered particles. thing,
Such a problem was remarkable. From this, while using the ion beam sputtering method, more preferably,
It can be said that it is preferable that the argon gas pressure at the time of film formation be as low as 1 × 10 −4 (Torr) or less and the distance between the target and the substrate on which the film is deposited is as long as 20 cm or more.

【0077】次に、(g)に示すように、フォトレジス
トマスクR2を除去し素子を完成させた。以上のイオン
ビームスパッタ法を導入した本発明の工程により、初め
て、再生トラック幅が0.5μm以下の素子を簡便に実
現することが可能となった。なお、本方法によるトラッ
ク幅の下限は0.1μmであった。
Next, as shown in (g), the photoresist mask R2 was removed to complete the device. For the first time, an element having a reproduction track width of 0.5 μm or less can be easily realized by the steps of the present invention in which the above-described ion beam sputtering method is introduced. The lower limit of the track width according to this method was 0.1 μm.

【0078】本発明の製造方法の比較例として、(f)
の工程で、従来からの素子作製時に用いられてきた通常
のRFスパッタ法やマグネトロンスパッタ法を用いた際
に確認された問題点を、以下に述べる。
As a comparative example of the production method of the present invention, (f)
The problems identified in the step (3) when using a normal RF sputtering method or a magnetron sputtering method that has been used in the conventional device fabrication will be described below.

【0079】図12は、通常のRFスパッタ法やマグネ
トロンスパッタ法を用いて電極膜を成膜した場合であ
る。トラック幅の狭い素子であるために、電極242が
フォトマスクに回り込む影響が大きくなり、マスクを壁
としたバリが発生していることが確認された。このバリ
が素子の絶縁抵抗の減少などの問題を発生させる原因と
なった。
FIG. 12 shows a case where an electrode film is formed by using a normal RF sputtering method or a magnetron sputtering method. Since the element has a narrow track width, the influence of the electrode 242 wrapping around the photomask is increased, and it has been confirmed that burrs having the mask as a wall are generated. The burrs caused problems such as a decrease in insulation resistance of the element.

【0080】また、図12はフォトマスクR7の幅が狭
いために、フォトマスクR7の茎部が消失し、紙面前後
方向のブリッジ状にフォトマスクR7が形成された場合
である。この場合、通常のRFスパック法やマグネトロ
ンスパッタ法を用いて電極膜を成膜すると、電極膜の回
り込みによって電気的な短絡が発生した。以上のよう
に、狭い再生幅を電極間隔で規定するためには、通常の
RFスパッタ法やマグネトロンスパッタ法では実現不可
能であった。
FIG. 12 shows a case where the stem of the photomask R7 disappears because the width of the photomask R7 is narrow, and the photomask R7 is formed in a bridge shape in the front-back direction of the drawing. In this case, when the electrode film was formed by using the normal RF sputtering method or the magnetron sputtering method, an electric short circuit occurred due to the wraparound of the electrode film. As described above, in order to define the narrow reproduction width by the electrode interval, it has not been possible to realize the normal RF sputtering method or the magnetron sputtering method.

【0081】[0081]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の磁気抵抗
効果型ヘッドによれば、高密度記録再生を行うために、
再生ヘッドのトラック幅を狭めていった場合、再生出力
がトラック幅が減少することに比例した減少量以上に大
幅に減少してしまうことが回避され、0.5μm以下の
狭トラックでも高出力な再生ヘッドを実現することがで
きる。
As described above, according to the magnetoresistive head of the present invention, in order to perform high-density recording and reproduction,
When the track width of the reproducing head is narrowed, it is possible to prevent the reproduction output from being greatly reduced more than a reduction amount proportional to the decrease in the track width, and high output can be obtained even in a narrow track of 0.5 μm or less. A reproducing head can be realized.

【0082】また、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法によれば、かかる挟トラック幅でも高出力で再生
できる磁気抵抗効果型ヘッドを確実に製造することがで
きる。
Further, according to the method of manufacturing a magnetoresistive head of the present invention, a magnetoresistive head capable of reproducing with high output even with such a narrow track width can be surely manufactured.

【0083】更に、本発明の磁気記憶装置によれば、本
発明の磁気抵抗効果型ヘッドを再生ヘッドに用いている
ので、磁気媒体の保磁力を2500Oe以上とすること
により、面記録密度を20ギガビット/平方インチ以上
とすることができるようになった。
Further, according to the magnetic storage device of the present invention, since the magnetoresistive head of the present invention is used for the reproducing head, the coercive force of the magnetic medium is set to 2500 Oe or more, so that the areal recording density becomes 20%. Gigabits per square inch or more.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】(a)は、本発明の磁気抵抗効果型ヘッドの素
子構成を示す断面図であり、(b)〜(d)は磁性膜の
磁化挙動を示す模式図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view showing an element configuration of a magnetoresistive head according to the present invention, and FIGS. 1B to 1D are schematic views showing magnetization behavior of a magnetic film.

【図2】規格化出力の電極膜間隔による変化の様子を示
すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing how a normalized output changes with an electrode film interval.

【図3】本発明による記録再生ヘッドの一実施形態の構
成を示す断面図である。
FIG. 3 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of a recording / reproducing head according to the present invention.

【図4】本発明による記録再生ヘッドの一実施形態の構
成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of an embodiment of a recording / reproducing head according to the present invention.

【図5】(a)〜(g)は、本発明の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの製造工程を示す断面図である。
FIGS. 5A to 5G are cross-sectional views showing the steps of manufacturing the magnetoresistive head of the present invention.

【図6】本発明による磁気記憶装置構成を示す構成図で
ある。
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a magnetic storage device according to the present invention.

【図7】スピンバルブ膜の構成を示す模式図である。FIG. 7 is a schematic diagram showing a configuration of a spin valve film.

【図8】従来の磁気記録再生ヘッドの構成を示す断面図
である。
FIG. 8 is a sectional view showing a configuration of a conventional magnetic recording / reproducing head.

【図9】(a)は、従来の磁気抵抗効果型ヘッドの素子
構成を示す断面図であり、(b)〜(d)は磁性膜の磁
化挙動を示す。
FIG. 9A is a cross-sectional view showing the element configuration of a conventional magnetoresistive head, and FIGS. 9B to 9D show the magnetization behavior of a magnetic film.

【図10】従来の磁気抵抗効果型ヘッドにおけるトラッ
ク幅が狭くなったときの素子構造を示す断面図であり、
(b)〜(d)は磁性膜の磁化挙動を示す。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element structure when a track width in a conventional magnetoresistive head is reduced,
(B) to (d) show the magnetization behavior of the magnetic film.

【図11】(a)〜(e)は従来の磁気抵抗効果型ヘッ
ドの製造方法を示すフローチャートである。
FIGS. 11A to 11E are flowcharts showing a conventional method for manufacturing a magnetoresistive head.

【図12】(a)〜(g)は、従来の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの製造方法におけるバリの発生を説明するフローチ
ャートである。
12 (a) to 12 (g) are flowcharts for explaining generation of burrs in a conventional method of manufacturing a magnetoresistive head.

【図13】(a)〜(g)は、従来の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの製造方法における問題点を説明するフローチャー
トである。
FIGS. 13A to 13G are flowcharts for explaining problems in a conventional method of manufacturing a magnetoresistive head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 感磁領域 10 スピンバルブ層 11 (第1強磁性層)回転磁化層 23 永久磁石膜 24 電極膜 L1 電極膜間の離間距離 L2 永久磁石膜間の離間距離 REFERENCE SIGNS LIST 100 magnetic sensitive region 10 spin valve layer 11 (first ferromagnetic layer) rotating magnetization layer 23 permanent magnet film 24 electrode film L1 separation distance between electrode films L2 separation distance between permanent magnet films

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永原 聖万 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 森 茂 東京都港区芝五丁目7番1号 日本電気株 式会社内 Fターム(参考) 5D034 BA03 BA05 BA09 CA04 DA07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Seiman Nagahara 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo Inside NEC Corporation (72) Inventor Shigeru Mori 5-7-1 Shiba, Minato-ku, Tokyo NEC Corporation F term (reference) 5D034 BA03 BA05 BA09 CA04 DA07

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 媒体磁界を感磁する磁気抵抗効果を有す
る感磁領域と、前記感磁領域に電流を供給する互いに離
間した一対の電極膜と、前記感磁領域にバイアス磁界を
印加する互いに離間した一対の永久磁石膜とを備える磁
気抵抗効果素子を有する磁気抵抗効果型ヘッドにおい
て、実効的な再生トラック幅が0.1μm〜0.5μm
であり、かつ、前記一対の永久磁石膜間の間隔が前記一
対の電極膜間の間隔より0.3μm〜10μmであるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
1. A magneto-sensitive area having a magnetoresistive effect for sensing a medium magnetic field, a pair of electrode films separated from each other for supplying a current to the magneto-sensitive area, and a pair of electrode films separated from each other for applying a bias magnetic field to the magneto-sensitive area. In a magnetoresistive head having a magnetoresistive element having a pair of spaced permanent magnet films, an effective reproduction track width is 0.1 μm to 0.5 μm
Wherein the distance between the pair of permanent magnet films is 0.3 μm to 10 μm than the distance between the pair of electrode films.
【請求項2】 請求項1記載の磁気抵抗効果型ヘッドに
おいて、前記感磁領域が、電気抵抗の変化が非磁性層を
介して対向する2つの磁性層の磁化の方向間の余弦に比
例するスピンバルブ層を有することを特徴とする磁気抵
抗効果型ヘッド。
2. The magneto-resistive head according to claim 1, wherein the magneto-sensitive region has a change in electric resistance proportional to a cosine between directions of magnetization of two magnetic layers opposed to each other via the non-magnetic layer. A magnetoresistive head comprising a spin valve layer.
【請求項3】 請求項1又は2記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッドにおいて、前記スピンバルブ層を構成する2つの磁
性層のうち、磁化が変化する回転磁化層に対して前記一
対の永久磁石膜が接合してバイアス磁界を印加している
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
3. The magnetoresistive head according to claim 1, wherein, of the two magnetic layers constituting the spin-valve layer, the pair of permanent magnet films are arranged with respect to a rotating magnetic layer whose magnetization changes. A magnetoresistive head, wherein a bias magnetic field is applied by bonding.
【請求項4】 実効的な再生トラック幅が0.1μm〜
0.5μmの磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法におい
て、媒体磁界を感磁する磁気抵抗効果を有する感磁領域
となる積層膜を形成する工程と、前記感磁領域となる積
層膜の上に第1フォトレジスト膜をパターニングする工
程と、前記第1フォトレジスト膜をマスクとして前記感
磁領域となる積層膜をパターニングして感磁領域を形成
する工程と、前記工程で用いた第1フォトレジスト膜を
マスクとして前記感磁領域にバイアス磁界を印加する互
いに離間する一対の永久磁石膜を成膜した後、前記第1
フォトレジスト膜をリフトオフする工程と、前記第1フ
ォトレジスト膜よりトラック幅方向の幅が狭い第2フォ
トレジスト膜を形成する工程と、前記第2フォトレジス
ト膜をマスクとして、前記一対の永久磁石膜間の間隔よ
り0.3μm〜10μmだけ互いの離間距離が狭い一対
の電極膜を成膜した後、前記第2フォトレジスト膜をリ
フトオフする工程とを有することを特徴とする磁気抵抗
効果型ヘッドの製造方法。
4. An effective reproduction track width is 0.1 μm or more.
In a method of manufacturing a 0.5 μm magnetoresistive head, a step of forming a laminated film that becomes a magneto-sensitive region having a magneto-resistive effect of magneto-optically detecting a medium magnetic field; (1) a step of patterning a photoresist film, a step of patterning a laminated film to be the magnetically sensitive region using the first photoresist film as a mask to form a magnetically sensitive region, and a first photoresist film used in the step. After forming a pair of spaced apart permanent magnet films for applying a bias magnetic field to the magneto-sensitive area using the
Lifting off the photoresist film, forming a second photoresist film having a smaller width in the track width direction than the first photoresist film, and using the second photoresist film as a mask, the pair of permanent magnet films Forming a pair of electrode films whose distance from each other is narrower by 0.3 μm to 10 μm than the distance between them, and then lifting off the second photoresist film. Production method.
【請求項5】 請求項4記載の磁気抵抗効果型ヘッドの
製造方法において、前記電極膜を形成する工程が、スパ
ッタ粒子の飛来の方向の指向性が高いスパッタリング法
であることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法。
5. The method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 4, wherein the step of forming the electrode film is a sputtering method having high directivity in a direction in which sputtered particles fly. A method for manufacturing a resistance effect type head.
【請求項6】 請求項5記載の磁気抵抗効果型ヘッドの
製造方法において、前記スパッタリング法が、イオンビ
ームスパッタリング法であることを特徴とする磁気抵抗
効果型ヘッドの製造方法。
6. The method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 5, wherein said sputtering method is an ion beam sputtering method.
【請求項7】 請求項6記載の磁気抵抗効果型ヘッドの
製造方法において、前記イオンビームスパッタリング法
におけるガス圧力が1×10-5〜1×10-3Torrで
あることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法。
7. The method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 6, wherein the gas pressure in said ion beam sputtering method is 1 × 10 −5 to 1 × 10 −3 Torr. Manufacturing method of effect type head.
【請求項8】 請求項6又は7記載の磁気抵抗効果型ヘ
ッドの製造方法において、前記イオンビームスパッタリ
ング法におけるターゲット面と基板との距離が20cm
〜100cmであることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘ
ッドの製造方法。
8. The method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 6, wherein a distance between a target surface and a substrate in the ion beam sputtering method is 20 cm.
A method for manufacturing a magnetoresistive head, wherein
【請求項9】 情報を磁気的に記録する磁気記録媒体
と、電気信号に応じた磁界を発生し、この磁界により情
報を前記磁気記録媒体に記録させる記録ヘッドと、前記
磁気記録媒体から漏洩する磁界の変化を電気信号に変換
する再生ヘッドとをそなえる磁気記憶装置において、前
記再生ヘッドが、媒体磁界を感磁する磁気抵抗効果を有
する感磁領域と、前記感磁領域に電流を供給する互いに
離間した一対の電極膜と、前記感磁領域にバイアス磁界
を印加する互いに離間した一対の永久磁石膜とを備える
磁気抵抗効果素子を有し、実効的な再生トラック幅が
0.1μm〜0.5μm、かつ、前記一対の永久磁石膜
間の離間距離が前記一対の電極膜間の間隔より0.3μ
m〜10μm長い磁気抵抗効果型ヘッドであることを特
徴とする磁気記憶装置。
9. A magnetic recording medium for magnetically recording information, a recording head for generating a magnetic field corresponding to an electric signal, and recording the information on the magnetic recording medium by the magnetic field, and leaking from the magnetic recording medium. In a magnetic storage device having a reproducing head for converting a change in a magnetic field into an electric signal, the reproducing head includes a magneto-sensitive region having a magneto-resistance effect for detecting a medium magnetic field and a current supplying region for supplying a current to the magneto-sensitive region. The magnetoresistive element includes a pair of spaced electrode films and a pair of spaced permanent magnet films for applying a bias magnetic field to the magneto-sensitive region, and has an effective reproduction track width of 0.1 μm to 0.1 μm. 5 μm, and the distance between the pair of permanent magnet films is 0.3 μm more than the distance between the pair of electrode films.
A magnetic storage device characterized by being a magnetoresistive head of m to 10 μm long.
【請求項10】 請求項9記載の磁気記憶装置におい
て、前記磁気記録媒体が保磁力2500Oe〜4000
Oeであるときに、面記録密度が20ギガビット/平方
インチ〜100ギガビット/平方インチの記録再生を行
うことを特徴とする磁気記憶装置。
10. The magnetic storage device according to claim 9, wherein the magnetic recording medium has a coercive force of 2500 Oe to 4000 Oe.
A magnetic storage device which performs recording / reproduction with an areal recording density of 20 gigabits / square inch to 100 gigabits / square inch when Oe.
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