JP2000113416A - Magnetoresistive head and its manufacturing method - Google Patents

Magnetoresistive head and its manufacturing method

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JP2000113416A
JP2000113416A JP10279558A JP27955898A JP2000113416A JP 2000113416 A JP2000113416 A JP 2000113416A JP 10279558 A JP10279558 A JP 10279558A JP 27955898 A JP27955898 A JP 27955898A JP 2000113416 A JP2000113416 A JP 2000113416A
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JP
Japan
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layer
soft magnetic
spin valve
magnetic layer
film
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Withdrawn
Application number
JP10279558A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Hayashi
智幸 林
Yasutoshi Suzuki
保敏 鈴木
Masaru Sadayuki
勝 定行
Makoto Ishikura
誠 石倉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a head in which a Barkhausen noise can be suppressed while making a magnetic variation characteristic good. SOLUTION: A lower part shield layer 3 and a lower part insulation layer 4 are formed at the upper side of an AlTiC substrate 1. A soft magnetic layer 6 is formed on the surface of the lower insulation layer 4. When this soft magnetic layer 6 is formed, a target is arranged on the axis being tilted from the axis being perpendicular to the surface of the substrate 1 only at a prescribed angle and sputter is performed. A non-magnetic layer 7 and a fixed layer 8 are formed on the surface of the soft magnetic layer 6 by overhead filming and a spin valve film 5 is formed. Then, a hard bias layer 9a and an electrode layer 9b of a prescribed pattern are successively formed at the side of the spin valve film 5. Then, an upper part gap layer and an upper part shield layer are formed on the surface of the lower part insulation layer on which the spin valve layer and the electrode layer are formed, further, the prescribed layer is formed and a magnetoresistive head is manufactured by cutting it at a prescribed position.

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、磁気ディスク等の
磁気記録媒体に記録されたデータを再現するために用い
られる磁気抵抗型ヘッド及びその製造方法に関するもの
で、特に、スピンバルブ膜を用いて構成される磁気抵抗
型ヘッド及びその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive head used for reproducing data recorded on a magnetic recording medium such as a magnetic disk and a method of manufacturing the same. The present invention relates to a configured magnetoresistive head and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】図1は、スピンバルブ膜を用いて構成さ
れる磁気抵抗型ヘッドの構造の一例を示している。そし
て、係る磁気抵抗型ヘッドを製造する場合には、半導体
製造プロセスを利用しながら、基板上にパターニングし
た所定層を順次積層形成するようにしている。図1を参
照して、従来の磁気抵抗型ヘッドの製造方法を説明す
る。アルチック基板1の上面に、基板保護層2,下部シ
ールド層3,下部ギャップ層4を形成する。その下部ギ
ャップ層4の上面所定位置にスピンバルブ膜5を形成す
る。
2. Description of the Related Art FIG. 1 shows an example of the structure of a magnetoresistive head constituted by using a spin valve film. When such a magnetoresistive head is manufactured, predetermined patterned layers are sequentially formed on a substrate by utilizing a semiconductor manufacturing process. With reference to FIG. 1, a method of manufacturing a conventional magnetoresistive head will be described. On the upper surface of the Altic substrate 1, a substrate protective layer 2, a lower shield layer 3, and a lower gap layer 4 are formed. A spin valve film 5 is formed at a predetermined position on the upper surface of the lower gap layer 4.

【0003】係るスピンバルブ膜5の形成工程を説明す
ると、まず、下部ギャップ層4の上面に軟磁性層6をス
パッタ成膜する。このとき、軟磁性膜形成用のターゲッ
トとアルチック基板1の中心位置が一致するように両者
を配置し、直上成膜,回転成膜,自転成膜のいずれかの
成膜方法によって軟磁性層6を形成する。そして、軟磁
性層6の上面に非磁性層7を成膜し、非磁性層7の上面
に固定層8を形成することにより、軟磁性層6,非磁性
層7,固定層8からなるスピンバルブ膜5を形成する。
なお、上記各層は、実際には全面に成膜後パターニング
することにより所定形状の各層を形成する。また固定層
8は、軟磁性層8aの上に反強磁性層8bを積層して形
成される。
The process of forming the spin valve film 5 will be described. First, a soft magnetic layer 6 is formed on the upper surface of the lower gap layer 4 by sputtering. At this time, both the target for forming the soft magnetic film and the center position of the Altic substrate 1 are arranged so as to coincide with each other. To form Then, the non-magnetic layer 7 is formed on the upper surface of the soft magnetic layer 6 and the fixed layer 8 is formed on the upper surface of the non-magnetic layer 7, whereby the spin of the soft magnetic layer 6, the non-magnetic layer 7, and the fixed layer 8 is formed. The valve film 5 is formed.
Each of the above layers is actually formed on the entire surface and then patterned to form each layer having a predetermined shape. The fixed layer 8 is formed by laminating an antiferromagnetic layer 8b on the soft magnetic layer 8a.

【0004】その後、固定層8の上面両側を一部覆うよ
うにして、スピンバルブ膜5の側面と接触するように、
下部ギャップ層4の上面に永久磁石膜からなるハードバ
イアス層9aを形成し、さらに、そのハードバイアス層
9aの上面に低抵抗の電極層9bを積層形成することに
より電極部9を形成する。この電極部9は、スピンバル
ブ膜5(軟磁性層6)に対して磁界を与え軟磁性層6の
単磁区化を図る機能(ハードバイアス層9aにより実現
される)と、スピンバルブ膜5に電流を流し、スピンバ
ルブ膜5の抵抗変化を測定する機能(主として電極層9
bにより実現される)を有している。
Then, the upper surface of the fixed layer 8 is partially covered so as to be in contact with the side surface of the spin-valve film 5.
A hard bias layer 9a made of a permanent magnet film is formed on the upper surface of the lower gap layer 4, and a low-resistance electrode layer 9b is formed on the upper surface of the hard bias layer 9a to form the electrode section 9. The electrode section 9 has a function of applying a magnetic field to the spin valve film 5 (soft magnetic layer 6) to make the soft magnetic layer 6 a single magnetic domain (realized by the hard bias layer 9a). A function of flowing a current and measuring a resistance change of the spin valve film 5 (mainly, the electrode layer 9
b).

【0005】また、軟磁性層6,8aの磁化方向として
は、軟磁性層6の磁化の向きは電流方向と平行となるよ
うに制御されている。また、係る軟磁性層8aの磁化の
向きは、反強磁性層8bの磁界により電流方向と垂直に
なるように制御されてている。
The magnetization directions of the soft magnetic layers 6 and 8a are controlled so that the magnetization direction of the soft magnetic layer 6 is parallel to the current direction. The direction of magnetization of the soft magnetic layer 8a is controlled by the magnetic field of the antiferromagnetic layer 8b to be perpendicular to the current direction.

【0006】そして、上記したスピンバルブ膜5と電極
部9の上面に上部絶縁層10,上部シールド層11を順
次積層形成する。係る上部シールド層11の上方には、
保護膜またはライト部を形成し、所定位置で切断するこ
とにより、磁気抵抗型ヘッドを製造する。
Then, an upper insulating layer 10 and an upper shield layer 11 are sequentially laminated on the upper surfaces of the spin valve film 5 and the electrode section 9. Above the upper shield layer 11,
A magnetoresistive head is manufactured by forming a protective film or a write portion and cutting at a predetermined position.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】上記した従来の磁気抵
抗型ヘッドの製造方法により製造される磁気抵抗型ヘッ
ドは、以下に示す問題がある。すなわち、軟磁性層6の
膜厚(図1中、上下方向)が数十オングストロームから
数百オングストローム程度であるのに対し、長さ(図1
中、左右方向)が0.8μmから2μm程度であり、非
常に薄くて長い形状となっている。そして、その軟磁性
層6の異方性磁界が3〜8[Oe]程度の大きさであ
る。一方、下部絶縁層4や上部絶縁層10の厚さは、1
000オングストローム程度と薄く、隣接して厚み数ミ
クロンの下部シ−ルド層3、上部シ−ルド層11が存在
する。従って、軟磁性層6内を真っ直ぐに通るよりも、
下部絶縁層4、上部絶縁層10を飛び越えて、下部シー
ルド層3や上部シ−ルド層11に流れる方が磁気的に有
利となる。
The magnetoresistive head manufactured by the above-mentioned conventional method for manufacturing a magnetoresistive head has the following problems. That is, while the thickness (in the vertical direction in FIG. 1) of the soft magnetic layer 6 is about several tens angstroms to several hundred angstroms, the length (FIG.
(Middle, left-right direction) is about 0.8 μm to 2 μm, and is very thin and long. The anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 is about 3 to 8 [Oe]. On the other hand, the thickness of the lower insulating layer 4 and the upper insulating layer 10 is 1
The lower shield layer 3 and the upper shield layer 11, which are as thin as about 000 angstroms and are several microns in thickness, are adjacent to each other. Therefore, rather than passing straight through the soft magnetic layer 6,
It is magnetically advantageous to flow over the lower insulating layer 4 and the upper insulating layer 10 and flow to the lower shield layer 3 and the upper shield layer 11.

【0008】その結果、図4中矢印(実線)で示すよう
に、ハードバイアス層9aからの磁束は、軟磁性層6を
流れる途中で、下部絶縁層4を通過して、下部シールド
層3側に流れ込んでしまう。従って、ハードバイアス層
9aからの磁束を軟磁性層6内に同一方向に真っ直ぐに
流すことができず、軟磁性層6の端部にのみ磁束が流
れ、真中に磁束が流れない状態となるので、図5に示す
ように、軟磁性層6に複数の磁区が生じてしまう。よっ
て、実際には単磁区化ができずに、磁気データ読取り時
に軟磁性層6の磁壁が移動してバルクハウゼンノイズが
発生してしまう。
As a result, as shown by an arrow (solid line) in FIG. 4, the magnetic flux from the hard bias layer 9 a passes through the lower insulating layer 4 while flowing through the soft magnetic layer 6, and Will flow into. Therefore, the magnetic flux from the hard bias layer 9a cannot flow straight into the soft magnetic layer 6 in the same direction, and the magnetic flux flows only at the end of the soft magnetic layer 6, and no magnetic flux flows in the middle. As shown in FIG. 5, a plurality of magnetic domains are generated in the soft magnetic layer 6. Therefore, the magnetic domain walls of the soft magnetic layer 6 move when reading magnetic data, and Barkhausen noise is generated.

【0009】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、特性を良好としたままで、バルクハウゼンノイズ
を抑制することができる磁気抵抗型ヘッド及びその製造
方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above background, and has as its object to solve the above problems and to suppress Barkhausen noise while maintaining good characteristics. An object of the present invention is to provide a magnetoresistive head and a method of manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、本発明に係る磁気抵抗型ヘッドでは、基板上に下
部シールド層,下部絶縁層をその順に備え、前記下部絶
縁層の上面に軟磁性層,非磁性層,固定層から構成され
るスピンバルブ膜を備え、前記スピンバルブ膜の側方に
ハードバイアス層が形成され、前記スピンバルブ膜,前
記ハードバイアス層の上面に上部絶縁層,上部シールド
層をその順に備えた磁気抵抗型ヘッドであって、前記軟
磁性層の異方性磁界が20[Oe]以上に設定されるよ
うに構成した(請求項1)。
In order to achieve the above object, a magnetoresistive head according to the present invention includes a lower shield layer and a lower insulating layer on a substrate in that order, and a soft upper surface of the lower insulating layer. A spin valve film including a magnetic layer, a non-magnetic layer, and a fixed layer; a hard bias layer formed on a side of the spin valve film; an upper insulating layer on an upper surface of the spin valve film and the hard bias layer; A magnetoresistive head including an upper shield layer in this order, wherein the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is set to 20 [Oe] or more.

【0011】スピンバルブ膜の両側に設置されたハード
バイアス層から軟磁性層に流れ込んだ磁束は、下部シ−
ルド層3、上部シ−ルド層11に流れ込むが、軟磁性層
の異方性磁界が20[Oe]以上と大きいため、軟磁性
層内に磁壁は生じず、軟磁性層は単磁区化される。よっ
て、バルクハウゼンノイズの発生が可及的に減少し、製
品の良品率が向上する。そして、バルクハウゼンノイズ
は、異方性磁界が大きくなるほど発生率は抑制できる。
The magnetic flux that has flowed into the soft magnetic layer from the hard bias layers provided on both sides of the spin valve film,
The soft magnetic layer flows into the shield layer 3 and the upper shield layer 11, but since the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is as large as 20 [Oe] or more, no domain wall is generated in the soft magnetic layer, and the soft magnetic layer is formed into a single magnetic domain. You. Therefore, occurrence of Barkhausen noise is reduced as much as possible, and the non-defective product rate is improved. The occurrence rate of Barkhausen noise can be suppressed as the anisotropic magnetic field increases.

【0012】そして、異方性磁界の下限を20[Oe]
としたのは、異方性磁界が20[Oe]よりも小さい
と、バルクハウゼンノイズの発生率が高いので、磁気抵
抗型ヘッドの良品率が非常に低くなってしまうためであ
る。
The lower limit of the anisotropic magnetic field is set to 20 [Oe].
The reason for this is that if the anisotropic magnetic field is smaller than 20 [Oe], the yield of Barkhausen noise is high, and the yield of the magnetoresistive head is extremely low.

【0013】なお、実験の結果、軟磁性層の異方性磁界
が大きすぎると、MR比が劣化してしまうことが確認さ
れているので、異方性磁界を50[Oe]以下にする
と、MR比を有効に保持しながらバルクハウゼンノイズ
を抑制することができるので好ましい。
[0013] As a result of experiments, it has been confirmed that if the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is too large, the MR ratio is degraded. Therefore, when the anisotropic magnetic field is set to 50 [Oe] or less, This is preferable because Barkhausen noise can be suppressed while effectively maintaining the MR ratio.

【0014】そして、生産した磁気抵抗型ヘッドに対す
る不良率の発生率は、本発明の実験結果によれば、異方
性磁界が20[Oe]以上とするとバルクハウゼンノイ
ズは発生しないので、製造した素子総てを使用すること
ができ、ばらつきもない等の点において優位となる。
According to the experimental results of the present invention, when the anisotropic magnetic field is set to 20 [Oe] or more, Barkhausen noise does not occur. This is advantageous in that all elements can be used and there is no variation.

【0015】上記した磁気抵抗型ヘッドを製造する方法
としては、基板の上面に直接または所定層を介して下部
シールド層を形成し、前記下部シールド層の上面に下部
ギャップ層を形成し、前記下部ギャップ層の上面に軟磁
性層,非磁性層,固定層の順に積層してスピンバルブ膜
を形成し、前記スピンバルブ膜の側方にハードバイアス
層をパターン形成し、前記スピンバルブ膜,ハードバイ
アス層の上面に上部絶縁層を形成し、前記上部絶縁層の
上面に上部シールド層を形成する工程を含む磁気抵抗型
ヘッドの製造方法であって、前記軟磁性層を、成膜対象
面に所定角度傾斜方向から原子を入射させる斜め成膜に
よって形成するようにした(請求項2)。
As a method of manufacturing the above-described magnetoresistive head, a lower shield layer is formed directly or via a predetermined layer on an upper surface of a substrate, and a lower gap layer is formed on an upper surface of the lower shield layer. Forming a spin valve film by laminating a soft magnetic layer, a non-magnetic layer, and a fixed layer in this order on the upper surface of the gap layer; patterning a hard bias layer on the side of the spin valve film; Forming an upper insulating layer on the upper surface of the layer and forming an upper shield layer on the upper surface of the upper insulating layer, wherein the soft magnetic layer is formed on a surface on which a film is to be formed. It is formed by oblique film formation in which atoms are incident from an angle inclination direction (claim 2).

【0016】斜め成膜は、請求項中にも定義したよう
に、成膜対象面に対して斜めに原子が入射するようにし
てその対象面上に原子を付着させつつ成膜して行く方法
である。具体的な手法としては、例えば、所定層が形成
された基板の表面の法線(基板の中心を通る)に対して
所定角度を傾けた軸上に、中心が位置するようにターゲ
ットを配置した状態で軟磁性層を成膜すると、軟磁性層
を構成する原子は斜め方向から入射、すなわち、斜め成
膜を行うことができる。そして、そのずらす角度によっ
て入射角(基板表面の法線とのなす角)が異なる。
The oblique film formation is, as defined in the claims, a method in which atoms are obliquely incident on a film formation target surface and a film is formed while attaching atoms to the target surface. It is. As a specific method, for example, the target is arranged such that the center is located on an axis inclined at a predetermined angle with respect to a normal line (passing through the center of the substrate) of the surface of the substrate on which the predetermined layer is formed. When the soft magnetic layer is formed in this state, the atoms constituting the soft magnetic layer enter from an oblique direction, that is, the oblique film formation can be performed. The angle of incidence (the angle formed with the normal to the substrate surface) varies depending on the angle of the shift.

【0017】従来から一般に行われている成膜は、成膜
対象面に対して垂直(入射角0度)に原子を入射させる
方法を採っているのに対し、このように斜め成膜によっ
て軟磁性層を形成するのが特徴である。そして、斜め成
膜によって形成された軟磁性層の原子の配列は、直上成
膜,回転成膜,自転成膜のいずれかの成膜方法(いずれ
も原子の入射角0度)により形成された軟磁性層の原子
の配列と異なり、安定する。そして、実験の結果、入射
角度によって、成膜された軟磁性層の異方性磁界の強弱
を調整することが確認できた。
Conventionally, a film is generally formed by injecting atoms perpendicularly (at an incident angle of 0 °) to a surface to be formed. The feature is that a magnetic layer is formed. The arrangement of the atoms in the soft magnetic layer formed by the oblique film formation was formed by any one of the film formation methods of the direct film formation, the rotation film formation, and the rotation film formation (in each case, the incident angle of the atoms was 0 degree). Unlike the arrangement of the atoms in the soft magnetic layer, it is stable. As a result of the experiment, it was confirmed that the strength of the anisotropic magnetic field of the formed soft magnetic layer was adjusted depending on the incident angle.

【0018】そして、軟磁性層の異方性磁界を20〜5
0[Oe]の範囲内に調整することにより、磁気抵抗型
ヘッドの特性を良好に保ちつつ、軟磁性層内が単磁区化
されるので、バルクハウゼンノイズの発生が可及的に抑
制される。
Then, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is set to 20 to 5
By adjusting the value within the range of 0 [Oe], the inside of the soft magnetic layer is formed into a single magnetic domain while maintaining the characteristics of the magnetoresistive head satisfactorily, so that Barkhausen noise is suppressed as much as possible. .

【0019】また、上記した目的を達成する別の磁気抵
抗型ヘッドとしては、基板上に下部シールド層,下部絶
縁層をその順に備え、前記下部絶縁層の上面に下地層が
形成され、軟磁性層,非磁性膜,軟磁性層,反強固定層
の順に積層されて構成されるスピンバルブ膜を備え、前
記軟磁性層は下地層の上面に形成され、前記スピンバル
ブ膜の側方にハードバイアス層が形成され、前記スピン
バルブ膜,前記ハードバイアス層の上面に上部絶縁層,
上部シールド層をその順に備えた磁気抵抗型ヘッドであ
っても、前記軟磁性層の異方性磁界が20[Oe]以上
に設定するように構成した(請求項3)。
According to another magnetoresistive head for achieving the above-mentioned object, a lower shield layer and a lower insulating layer are provided on a substrate in this order, and a base layer is formed on the upper surface of the lower insulating layer. A spin valve film formed by laminating a layer, a non-magnetic film, a soft magnetic layer, and an anti-strong pinned layer in this order. The soft magnetic layer is formed on an upper surface of an underlayer, and a hard magnetic layer is formed beside the spin valve film. A bias layer is formed, and an upper insulating layer is formed on the spin valve film and the hard bias layer.
Even in a magnetoresistive head having an upper shield layer in this order, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is set to 20 [Oe] or more.

【0020】すなわち、軟磁性層の下側に下地層を設け
るタイプのものでも、請求項1と同様に軟磁性層の異方
性磁界を大きくすることにより、単磁区化ができ、バル
クハウゼンノイズを可及的に抑制できる。
That is, even in the type in which the underlayer is provided under the soft magnetic layer, a single magnetic domain can be formed by increasing the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer, and the Barkhausen noise is reduced. Can be suppressed as much as possible.

【0021】そして、請求項3に記載の磁気抵抗型ヘッ
ドを製造する方法としては、基板の上面に直接または所
定層を介して下部シールド層を形成し、前記下部シール
ド層の上面に下部ギャップ層を形成し、前記下部ギャッ
プ層の上面に下地層を形成し、前記下地層の上面に、軟
磁性層,非磁性層,固定層の順に積層してスピンバルブ
膜を形成し、前記スピンバルブ膜の側方にハードバイア
ス層をパターン形成し、前記スピンバルブ膜,ハードバ
イアス層の上面に上部絶縁層を形成し、前記上部絶縁層
の上面に上部シールド層を形成する工程を含む磁気抵抗
型ヘッドの製造方法であって、前記下地層を、成膜対象
面に所定角度傾斜方向から原子を入射させる斜め成膜に
よって形成するようにすることである(請求項4)。
According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a magnetoresistive head, wherein a lower shield layer is formed directly or via a predetermined layer on an upper surface of a substrate, and a lower gap layer is formed on the upper surface of the lower shield layer. Forming an underlayer on the upper surface of the lower gap layer, laminating a soft magnetic layer, a nonmagnetic layer, and a fixed layer on the upper surface of the underlayer in this order to form a spin valve film; Forming a hard bias layer on the sides of the magnetoresistive head, forming an upper insulating layer on the spin valve film and the hard bias layer, and forming an upper shield layer on the upper insulating layer. The method according to claim 1, wherein the underlayer is formed by oblique film formation in which atoms are incident on a surface to be film-formed at a predetermined angle.

【0022】スピンバルブ膜を構成する軟磁性層は下地
層の上面に形成されているので、係る軟磁性層の原子配
列は下地層の原子配列に影響を受ける。そして、係る下
地層を斜め成膜によって形成することにより、係る下地
層の上面に形成された軟磁性層の原子配列は安定し、軟
磁性層の異方性磁界は強化される。そして、下地層の斜
め成膜の角度を調整することにより、軟磁性層の異方性
磁界の強弱を制御することができる。なお、下地層の斜
め成膜の方法は、請求項2に記載した磁気抵抗型ヘッド
の製造方法における軟磁性層の形成方法と同様である。
Since the soft magnetic layer constituting the spin valve film is formed on the upper surface of the underlayer, the atomic arrangement of the soft magnetic layer is affected by the atomic arrangement of the underlayer. By forming the underlayer by oblique film formation, the atomic arrangement of the soft magnetic layer formed on the upper surface of the underlayer is stabilized, and the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is strengthened. By adjusting the angle of the oblique film formation of the underlayer, the strength of the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer can be controlled. The method of forming the underlayer obliquely is the same as the method of forming the soft magnetic layer in the method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 2.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は本発明に係る磁気抵抗型ヘ
ッドにおける要部を示している。同図に示すように、ア
ルチック基板1の上面に、アルミナからなる基板保護層
2を介して、下部シールド層(センダスト)3が形成さ
れ、係る下部シールド層3の上面に下部絶縁層(アルミ
ナ)4が形成されている。係る下部絶縁層4の上面に直
接磁気抵抗センサ部であるスピンバルブ膜5が形成され
ている。
FIG. 1 shows a main part of a magnetoresistive head according to the present invention. As shown in the figure, a lower shield layer (sendust) 3 is formed on an upper surface of an Altic substrate 1 via a substrate protective layer 2 made of alumina. A lower insulating layer (alumina) is formed on an upper surface of the lower shield layer 3. 4 are formed. On the upper surface of the lower insulating layer 4, a spin valve film 5, which is a magnetoresistive sensor unit, is formed directly.

【0024】係るスピンバルブ膜5は、軟磁性層(Ni
Fe)6,非磁性層7,固定層8をその順に積層形成し
て構成されている。さらに、固定層8は、軟磁性層(N
iFe)8a,反強磁性層8bの順に積層形成して構成
されている。また、反強磁性層8bの腐食を防止するよ
うに、反強磁性層8bの上面には、Taからなる保護キ
ャップ層(図示せず)が形成されている。
The spin valve film 5 is formed of a soft magnetic layer (Ni
Fe) 6, a non-magnetic layer 7, and a fixed layer 8 are laminated in that order. Further, the fixed layer 8 includes a soft magnetic layer (N
iFe) 8a and the antiferromagnetic layer 8b are laminated in this order. Further, a protective cap layer (not shown) made of Ta is formed on the upper surface of the antiferromagnetic layer 8b so as to prevent corrosion of the antiferromagnetic layer 8b.

【0025】そして、スピンバルブ膜5の両側端面に接
するようにハードバイアス層9aが形成されており、ス
ピンバルブ膜5に一定方向の磁界が加えられ、スピンバ
ルブ膜5を構成する軟磁性層6が単磁区化されている。
さらに、ハードバイアス層9aの上面に電極層9bが形
成されており、係る電極層9bを通して、スピンバルブ
膜5に電流を流すことを可能にしている。そして、この
ハードバイアス層9aと電極層9bにより電極部9が構
成される。
A hard bias layer 9 a is formed so as to be in contact with both side end surfaces of the spin valve film 5. A magnetic field in a fixed direction is applied to the spin valve film 5, and the soft magnetic layer 6 forming the spin valve film 5 is formed. Are single domain.
Further, an electrode layer 9b is formed on the upper surface of the hard bias layer 9a, and it is possible to flow a current to the spin valve film 5 through the electrode layer 9b. The electrode section 9 is constituted by the hard bias layer 9a and the electrode layer 9b.

【0026】さらに図示省略するが、スピンバルブ膜
5,電極部9並びに露出した下部絶縁層4の上面に、上
部絶縁層,上部シールド層が形成されている(構造とし
ては図4と同等)。上部シールド層の上面には所定層が
形成されて、ライト部が形成されて、本発明に係る磁気
抵抗型ヘッドが構成されている。
Although not shown, an upper insulating layer and an upper shield layer are formed on the upper surface of the spin valve film 5, the electrode portion 9, and the exposed lower insulating layer 4 (the structure is equivalent to that of FIG. 4). A predetermined layer is formed on the upper surface of the upper shield layer, and a write section is formed, thereby constituting a magnetoresistive head according to the present invention.

【0027】軟磁性層6は、軟磁性体(NiFe)によ
って形成されており、磁気記録媒体に記録された磁気デ
ータの磁界に影響されて、軟磁性層6の磁化方向は変化
する。一方、固定層8を構成する軟磁性層(NiFe)
8aは、それと接している反強磁性体層(FeMn,I
rMn,PtMnのうちの少なくとも一種)によって、
磁化方向が電流方向と垂直になるように制御・固定され
ている。そして、バルクハウゼンノイズの発生が問題に
なるのは、磁化方向が変化する軟磁性層6である。
The soft magnetic layer 6 is formed of a soft magnetic material (NiFe), and the magnetization direction of the soft magnetic layer 6 changes under the influence of the magnetic field of the magnetic data recorded on the magnetic recording medium. On the other hand, the soft magnetic layer (NiFe) constituting the fixed layer 8
8a is an antiferromagnetic layer (FeMn, I
rMn, at least one of PtMn)
The magnetization direction is controlled and fixed so as to be perpendicular to the current direction. The occurrence of Barkhausen noise is a problem in the soft magnetic layer 6 in which the magnetization direction changes.

【0028】ここで、本形態では、軟磁性層6の異方性
磁界が、20〜50[Oe]の範囲内となるように設定
されている。よって、たとえハ−ドバイアス層9aから
軟磁性層6に流れ込んだ磁束が下部シールド層3、上部
シ−ルド層11に流れ込んでも軟磁性層6の異方性磁界
が大きいため、軟磁性層6内の磁化方向を一定に保つこ
とができる。その結果、バルクハウゼンノイズの発生を
抑制することができる。
Here, in the present embodiment, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 is set so as to be in the range of 20 to 50 [Oe]. Therefore, even if the magnetic flux flowing into the soft magnetic layer 6 from the hard bias layer 9a flows into the lower shield layer 3 and the upper shield layer 11, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 is large. Can be kept constant. As a result, generation of Barkhausen noise can be suppressed.

【0029】なお、軟磁性層8aは材質の異なる複数の
層から構成してもよく、例えば、CoFe膜,Co膜,
CoFeB膜の少なくとも1つとNiFe膜の2層から
構成してもよい。
The soft magnetic layer 8a may be composed of a plurality of layers made of different materials, for example, a CoFe film, a Co film,
It may be composed of at least one of the CoFeB film and two layers of the NiFe film.

【0030】上記した構造(特に、軟磁性層6の異方性
磁界が、20〜50[Oe]の範囲内となるように設定
する構造)となる本発明に係る磁気抵抗型センサの製造
方法の好適な一実施の形態としては、以下のようにな
る。まず、アルチック基板1の上面全面に、アルミナに
より基板保護層2を形成する。そして、基板保護層2に
センダストをスパッタして下部シールド層3を形成し、
下部シールド層3の上面にアルミナにより下部絶縁層4
を形成する。ここまでは、従来の磁気抵抗型センサの製
造方法と同様である。
A method for manufacturing a magnetoresistive sensor according to the present invention having the above-described structure (particularly, a structure in which the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 is set to be in the range of 20 to 50 [Oe]). A preferred embodiment of the present invention is as follows. First, a substrate protection layer 2 is formed on the entire upper surface of the Altic substrate 1 using alumina. Then, sendust is sputtered on the substrate protective layer 2 to form the lower shield layer 3,
A lower insulating layer 4 made of alumina is formed on the upper surface of the lower shield layer 3.
To form Up to this point, it is the same as the method of manufacturing the conventional magnetoresistive sensor.

【0031】次いで、下部絶縁層4の上面所定位置に、
スピンバルブ膜5を形成する。このスピンバルブ膜5の
構成(材質及び膜厚)は、下記の表1に示すようにし
た。
Next, at a predetermined position on the upper surface of the lower insulating layer 4,
A spin valve film 5 is formed. The configuration (material and film thickness) of the spin valve film 5 was as shown in Table 1 below.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】また、このときの各層の成膜条件は、下記
の表2に示すようにした。
The film forming conditions for each layer at this time were as shown in Table 2 below.

【0034】[0034]

【表2】 [Table 2]

【0035】ここで、本形態では、スピンバルブ膜5を
構成する軟磁性層6の形成工程に特徴がある。係る軟磁
性層6は、一定方向の磁界を加えながら下部絶縁層4の
上面に軟磁性体をスパッタにより付着させることにより
形成される。この点では従来と同じである。ここで本発
明では、この軟磁性層6を形成するためのスパッタ成膜
は、斜め成膜によって行うようにしている。
Here, the present embodiment is characterized in the step of forming the soft magnetic layer 6 constituting the spin valve film 5. The soft magnetic layer 6 is formed by applying a soft magnetic material to the upper surface of the lower insulating layer 4 by sputtering while applying a magnetic field in a certain direction. This is the same as the conventional case. Here, in the present invention, the sputter deposition for forming the soft magnetic layer 6 is performed by oblique deposition.

【0036】すなわち、図2に示すように、下部絶縁層
4まで成膜された基板1を所定の溶剤により洗浄する。
次いで、係る基板1の表面に軟磁性層6を成膜するに際
し、軟磁性層6形成用のターゲット20を、基板1(各
層は、それぞれ均一な厚さで成膜されているので、基板
1の表面と成膜対象面の下部磁極層4の表面の平行度は
保たれているとみなせるため、基準面を取りやすい基板
を基準にしている)の表面に対して垂直をなす軸に対し
て、ターゲット20の中心と基板1の中心とを結ぶ軸が
角度αをなすようにターゲット20を配置する。このと
き、ターゲット20の表面と基板1の表面が平行になる
ようにセットする。この状態でスパッタを行い、基板1
の表面(下部ギャップ層4の表面)に軟磁性層6を斜め
成膜により成膜する。
That is, as shown in FIG. 2, the substrate 1 formed up to the lower insulating layer 4 is washed with a predetermined solvent.
Next, when the soft magnetic layer 6 is formed on the surface of the substrate 1, the target 20 for forming the soft magnetic layer 6 is formed on the substrate 1 (since each layer is formed with a uniform thickness, the substrate 1 The parallelism between the surface of the lower magnetic pole layer 4 and the surface of the lower magnetic pole layer 4 on the surface to be formed can be considered to be maintained, so that the substrate is easily taken as a reference surface. The target 20 is arranged such that an axis connecting the center of the target 20 and the center of the substrate 1 forms an angle α. At this time, it is set so that the surface of the target 20 and the surface of the substrate 1 are parallel. Sputtering is performed in this state, and the substrate 1
The soft magnetic layer 6 is formed on the surface (surface of the lower gap layer 4) by oblique film formation.

【0037】次に、軟磁性層6の上面に非磁性層7,軟
磁性層8a,反強磁性層8b,保護キャップ層を所定の
膜厚になるように順次形成する。このとき、各層は直上
成膜、つまり、角度αが0度で成膜する。この非磁性層
7以降の製造プロセスは、従来と同様である。そして、
各層を積層後に図1に示すような形状にパターニングす
る。
Next, a nonmagnetic layer 7, a soft magnetic layer 8a, an antiferromagnetic layer 8b, and a protective cap layer are sequentially formed on the upper surface of the soft magnetic layer 6 so as to have a predetermined thickness. At this time, each layer is formed directly above, that is, at an angle α of 0 degrees. The manufacturing process for the non-magnetic layer 7 and thereafter is the same as the conventional one. And
After laminating each layer, it is patterned into a shape as shown in FIG.

【0038】その後、記録媒体摺動面に対するスピンバ
ルブ膜5の両側面に接するようにハードバイアス層9a
を形成する。係るハードバイアス層9aはCoCrPt
を用いて形成し、永久磁石とする。そして、ハードバイ
アス層9aの上面に金等により、電極層9bを形成す
る。さらに、スピンバルブ膜5及びハードバイアス層9
a,電極層9bの表面にアルミナ等の絶縁体によって上
部絶縁層を形成し、上部絶縁層の上面に上部シールド層
を形成するなどの、通常の半導体プロセスを実行するこ
とにより、磁気抵抗型ヘッドを製造する。
Thereafter, the hard bias layer 9a is brought into contact with both sides of the spin valve film 5 with respect to the sliding surface of the recording medium.
To form The hard bias layer 9a is made of CoCrPt.
To form a permanent magnet. Then, an electrode layer 9b is formed on the upper surface of the hard bias layer 9a using gold or the like. Further, the spin valve film 5 and the hard bias layer 9
a, a normal semiconductor process such as forming an upper insulating layer with an insulator such as alumina on the surface of the electrode layer 9b and forming an upper shield layer on the upper surface of the upper insulating layer, thereby obtaining a magnetoresistive head. To manufacture.

【0039】上記した磁気抵抗型ヘッドの製造方法によ
り製造された磁気抵抗型ヘッドにおける効果を確かめる
ために、斜め成膜におけるターゲット配置の角度αを調
整することによって、軟磁性層6の異方性磁界の強度を
調整し、係る異方性磁界の強度とバルクハウゼンノイズ
の発生率の相関関係を調べた。
In order to confirm the effect of the magnetoresistive head manufactured by the above-described method of manufacturing the magnetoresistive head, the anisotropy of the soft magnetic layer 6 was adjusted by adjusting the angle α of the target arrangement in oblique film formation. The strength of the magnetic field was adjusted, and the correlation between the strength of the anisotropic magnetic field and the occurrence rate of Barkhausen noise was examined.

【0040】角度αは0度(従来方法)から55度まで
変化させており、各角度に対してサンプル(製造された
磁気抵抗型ヘッド)を50個形成する。そして、異方性
磁界の強度(Hk)及びMR比は、スピンバルブ膜での
特性値であり、スピンバルブ膜を構成する各層を全面ス
パッタした状態(パターニングする前)で4端子法で測
定する。またバルクハウゼンノイズ(BHN)の発生率
は、上部シールド層を形成した磁気抵抗型ヘッドに基づ
いて測定するようにした。その結果を下記表3に示す。
なお、ハードバイアス層は、残留磁束密度Br=550
0ガウスのCoCrPt膜を用い、その厚みTは軟磁性
層の飽和磁束密度Bsと膜厚(120オングストロー
ム)を掛けた値と等しくなるようにした。そして、軟磁
性層NiFeのBsは10000ガウスであるので、上
記条件から下記式が成り立つ。よって、ハードバイアス
層は220オングストロームとした。10000*12
0=5500*TT=220 [オングストローム]
The angle α is changed from 0 degree (conventional method) to 55 degrees, and 50 samples (manufactured magnetoresistive heads) are formed for each angle. The strength (Hk) of the anisotropic magnetic field and the MR ratio are characteristic values of the spin valve film, and are measured by a four-terminal method in a state where each layer constituting the spin valve film is entirely sputtered (before patterning). . The occurrence rate of Barkhausen noise (BHN) was measured based on a magnetoresistive head having an upper shield layer formed thereon. The results are shown in Table 3 below.
The hard bias layer has a residual magnetic flux density Br = 550.
A 0 Gauss CoCrPt film was used, and its thickness T was made equal to a value obtained by multiplying the saturation magnetic flux density Bs of the soft magnetic layer by the film thickness (120 Å). Since Bs of the soft magnetic layer NiFe is 10,000 Gauss, the following equation is satisfied from the above conditions. Therefore, the thickness of the hard bias layer is set to 220 angstroms. 10,000 * 12
0 = 5500 * TT = 220 [Angstrom]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】上記表3に示す実験結果から明らかなよう
に、角度αが増加するほど軟磁性層5の異方性磁界の強
度Hkは増加する。そして、Hkが増加するに従って、
バルクハウゼンノイズの発生率は減少していき、Hkが
20[Oe]以上(α=30度以上)となると、バルク
ハウゼンノイズは発生しないことがわかる。
As is clear from the experimental results shown in Table 3, as the angle α increases, the strength Hk of the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 5 increases. And, as Hk increases,
It can be seen that the occurrence rate of Barkhausen noise decreases, and when Hk becomes 20 [Oe] or more (α = 30 degrees or more), no Barkhausen noise is generated.

【0043】また、Hkが55以上(α=52度以上)
となると、MR比の減少が見られる。従って、MR比を
従来と同等に維持しながらバルクハウゼンノイズを減少
するためには、軟磁性層6の異方性磁界の強度Hkは2
0〜50[Oe]の範囲内とするのが好ましく、さらに
その中でも30〜50[Oe]の範囲であると、バルク
ハウゼンノイズをなくすことができるのでより好まし
い。もちろん、バルクハウゼンノイズをなくすことに着
目した場合には、50[Oe]以上としてももちろんよ
い。つまり、本発明は係る50[Oe]以下に限定する
ものではなく、それ以上の異方性磁界の強度であっても
よい。
Hk is 55 or more (α = 52 degrees or more)
Then, the MR ratio decreases. Therefore, in order to reduce the Barkhausen noise while maintaining the MR ratio equal to the conventional one, the strength Hk of the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 must be 2
It is preferably in the range of 0 to 50 [Oe], and more preferably in the range of 30 to 50 [Oe] because Barkhausen noise can be eliminated. Of course, if attention is paid to eliminating Barkhausen noise, it may of course be 50 [Oe] or more. That is, the present invention is not limited to 50 [Oe] or less, but may be an anisotropic magnetic field strength of more than 50 [Oe].

【0044】図3は、本発明に係る磁気抵抗型ヘッドの
第2の実施の形態における要部であるスピンバルブ膜の
構造を説明するための図を示している。本形態では、第
1の実施の形態における磁気抵抗型ヘッドの構造と比較
して、スピンバルブ膜5を構成する軟磁性層6の下層に
下地層が形成されていることを特徴としている。そし
て、本形態においても、軟磁性層6の異方性磁界を20
〜50[Oe]の範囲内とすることにより、係る軟磁性
層6の単磁区化を図っている。なお、その他の構成並び
に作用効果は、上記した第1の実施の形態と同様である
ので、同一符号を付し、その詳細な説明を省略する。
FIG. 3 is a view for explaining the structure of a spin valve film, which is a main part of a second embodiment of the magnetoresistive head according to the present invention. The present embodiment is characterized in that an underlayer is formed below the soft magnetic layer 6 constituting the spin valve film 5 as compared with the structure of the magnetoresistive head according to the first embodiment. Also in this embodiment, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic
By setting the soft magnetic layer 6 within the range of 50 [Oe], the soft magnetic layer 6 is made into a single magnetic domain. Since the other configuration and operation and effect are the same as those of the above-described first embodiment, the same reference numerals are given and the detailed description is omitted.

【0045】上記した構造の磁気抵抗型ヘッドを製造す
る方法を説明する。同図に示すように、アルチック基板
の上方に形成された下部絶縁層4の上面に斜め成膜によ
りTa膜を成膜することにより下地層30を形成するよ
うにしている。この斜め成膜の工程は、ターゲットの種
類を変えるだけで第1の実施の形態と同様のプロセスに
より実行できる。
A method for manufacturing the magnetoresistive head having the above-described structure will be described. As shown in the drawing, a Ta film is formed by oblique film formation on the upper surface of the lower insulating layer 4 formed above the Altic substrate, so that the underlayer 30 is formed. This oblique film forming step can be performed by the same process as in the first embodiment, only by changing the type of the target.

【0046】そして、この下地層30の成膜工程以外
は、従来と同様のプロセスにより各層を成膜・形成する
ようにした。すなわち軟磁性層6自体も従来と同様に直
上成膜など入射角度αを0度で成膜した。このように軟
磁性層6の角度αを0度で成膜したとしても、下地層3
0がすでに斜め成膜により形成されることから、その上
面に形成される軟磁性層6の結晶構造が下地膜30の影
響を受け、斜め方向に成長する。よって、軟磁性層6の
異方性磁界が大きくなる。そして、その異方性磁界の大
きさは、下地層30を形成するための斜め成膜の角度α
を制御することにより、制御できる。
Except for the step of forming the underlayer 30, each layer is formed and formed by a process similar to the conventional one. That is, the soft magnetic layer 6 itself was formed at an incident angle α of 0 °, such as a film directly above, as in the conventional case. Even if the soft magnetic layer 6 is formed at an angle α of 0 °, the underlayer 3
Since 0 is already formed by oblique film formation, the crystal structure of the soft magnetic layer 6 formed on the upper surface thereof is affected by the base film 30 and grows obliquely. Therefore, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 increases. The magnitude of the anisotropic magnetic field depends on the angle α of the oblique film formation for forming the underlayer 30.
Can be controlled by controlling

【0047】また、各層の膜厚及び形成材料も、第1の
実施の形態と同じにした。なお、この第2の実施の形態
で新たに追加された下地層30の膜厚は50オングスト
ロームとした。そして、下地層30の入射角度αを変え
て、磁気抵抗型ヘッドを作成し、そのときの下地層30
の斜め成膜の角度αに対する、軟磁性層6の異方性磁界
の強度(Hk),MR比並びに磁気抵抗型ヘッドのバル
クハウゼンノイズの発生率の関係を求めた。このときの
成膜条件・評価方法は、第1の実施の形態と同じにし
た。その結果を下記表4に示す。
The thickness of each layer and the material for forming each layer were the same as those in the first embodiment. The thickness of the underlayer 30 newly added in the second embodiment was set to 50 Å. Then, an incident angle α of the underlayer 30 is changed to produce a magnetoresistive head, and the underlayer 30 at that time is formed.
The relationship between the strength (Hk) of the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6, the MR ratio, and the incidence of Barkhausen noise of the magnetoresistive head with respect to the angle α of the oblique film formation was obtained. The film formation conditions and evaluation method at this time were the same as those in the first embodiment. The results are shown in Table 4 below.

【0048】[0048]

【表4】 [Table 4]

【0049】上記した表4に示すように、下地層30の
成膜角度αが増加すると、軟磁性層6の異方性磁界の強
度Hkも増加する。すると、バルクハウゼンノイズの発
生率は低下することがわかる。特に、Hkが20以上に
なると、バルクハウゼンノイズは発生しないことがわか
る。また、Hkが52[Oe](Hkが50[Oe]を
越えた状態)になると、MR比は2.2%となり、ヘッ
ドの特性が悪くなってしまう。よって、Hkが20〜5
0[Oe]とした状態で、磁気抵抗型ヘッドの特性を良
好としつつ、バルクハウゼンノイズの発生率を抑制する
ことができる。もちろん、第1の実施の形態と同様に、
バルクハウゼンノイズに着目すれば、Hkは50より大
きくてもよい。つまり、斜め成膜時の入射角度αを50
度より大きくしてもよい。
As shown in Table 4 above, as the deposition angle α of the underlayer 30 increases, the strength Hk of the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer 6 also increases. Then, it turns out that the incidence of Barkhausen noise is reduced. In particular, when Hk is 20 or more, Barkhausen noise does not occur. When Hk becomes 52 [Oe] (when Hk exceeds 50 [Oe]), the MR ratio becomes 2.2%, and the characteristics of the head deteriorate. Therefore, Hk is 20 to 5
In the state of 0 [Oe], it is possible to suppress the occurrence rate of Barkhausen noise while improving the characteristics of the magnetoresistive head. Of course, as in the first embodiment,
Focusing on Barkhausen noise, Hk may be larger than 50. That is, the incident angle α at the time of oblique film formation is 50
It may be larger than the degree.

【0050】次に、下地層30を斜め成膜せずに入射角
度α=0の直上成膜で形成し、軟磁性層6を斜め成膜に
より形成した場合に、軟磁性層の異方性磁界とバルクハ
ウゼンノイズの発生率がどのように変化するかを調べる
ための実験を行った。その結果を下記の表5に示す。
Next, in the case where the underlayer 30 is formed directly above the incident angle α = 0 without forming the oblique film and the soft magnetic layer 6 is formed obliquely, the anisotropy of the soft magnetic layer An experiment was conducted to investigate how the magnetic field and Barkhausen noise occurrence rate change. The results are shown in Table 5 below.

【0051】[0051]

【表5】 [Table 5]

【0052】上記した表5から、軟磁性層6の成膜角度
αを変化させても、異方性磁界の強度Hkに変化はほと
んどみられないことがわかる。これは軟磁性層6の結晶
構造が下地層30によって影響されるためと推測され
る。そして、係る異方性磁界の強度Hkの変化がほとん
どないので、軟磁性層6の斜め成膜の角度αが変化して
も、バルクハウゼンノイズの発生率は高い状態(88〜
90%)でほとんど変化しないことがわかる。
From the above Table 5, it can be seen that even when the film forming angle α of the soft magnetic layer 6 is changed, the intensity Hk of the anisotropic magnetic field hardly changes. This is presumably because the crystal structure of the soft magnetic layer 6 is affected by the underlayer 30. Since the intensity Hk of the anisotropic magnetic field hardly changes, even if the angle α of the oblique film formation of the soft magnetic layer 6 changes, the occurrence rate of Barkhausen noise is high (88 to 88).
90%).

【0053】上記した2つの実験結果から、スピンバル
ブ膜5を構成する軟磁性層6の下面に下地層30が形成
されている場合、バルクハウゼンノイズの発生率を抑制
するためには、下地層30を斜め成膜することが必要で
あることがわかる。
From the results of the above two experiments, when the underlayer 30 is formed on the lower surface of the soft magnetic layer 6 constituting the spin valve film 5, in order to suppress the occurrence rate of Barkhausen noise, It is understood that it is necessary to form the film 30 obliquely.

【0054】さらに、本形態において、軟磁性層の構造
を変えた場合におけるバルクハウゼンノイズの発生率等
の特性を調べる実験を行った。すなわち、軟磁性層6を
90オングストロームのNiFe膜の上に30オングス
トロームのCoFe膜を積層して形成した。また、軟磁
性層8aを30オングストロームのCoFe膜の上に1
0オングストロームのNiFe膜を積層して形成した。
そして、軟磁性層6,軟磁性層8aを構成する各CoF
e膜は、DCマグネトロンを電源としてスパッタし、成
膜速度0.6[オングストローム/sec]としてい
る。その他の各層の材質及び膜厚は、上記した第2の実
施の形態と同一とした。
Further, in this embodiment, an experiment was conducted to examine characteristics such as the incidence of Barkhausen noise when the structure of the soft magnetic layer was changed. That is, the soft magnetic layer 6 was formed by laminating a 30 Å CoFe film on a 90 Å NiFe film. Further, a soft magnetic layer 8a is formed on a 30 Å
It was formed by laminating a 0 Å NiFe film.
Each of the CoFs constituting the soft magnetic layer 6 and the soft magnetic layer 8a
The e film is sputtered by using a DC magnetron as a power source, and has a film formation rate of 0.6 [angstrom / sec]. The materials and thicknesses of the other layers were the same as those in the second embodiment.

【0055】そして、下地層の斜め成膜の角度αを異な
らせて製造した磁気抵抗型ヘッドの調整された軟磁性層
6の異方性磁界の強度Hk,MR比の変化と、そのとき
のバルクハウゼンノイズの発生率を調べてみた。その結
果を下記の表6に示す。
Then, the change of the strength Hk and MR ratio of the anisotropic magnetic field of the adjusted soft magnetic layer 6 of the magnetoresistive head manufactured by changing the angle α of the oblique film formation of the underlayer, I examined the incidence of Barkhausen noise. The results are shown in Table 6 below.

【0056】[0056]

【表6】 [Table 6]

【0057】上記した表6から、異方性磁界の強度Hk
が20[Oe]以上のとき(斜め成膜の角度α=25度
以上のとき)、バルクハウゼンノイズは発生しないこと
がわかった。そして、異方性磁界の強度Hkが10[O
e]のとき(すなわち、従来の磁気抵抗型ヘッドの製造
方法と同様に、斜め成膜の角度α=0度のとき)、MR
比が8%であるのに対して、Hkが64[Oe]以上の
とき(α=52度以上のとき)にはMR比が6%まで減
少してしまい、ヘッドの特性が悪くなってしまうことが
わかる。よって、軟磁性層6の構造をかえた場合でも、
異方性磁界の強度Hkを20〜49(約50)[Oe]
に調整するのが望ましい。この場合も、バルクハウゼン
ノイズの発生を抑制のみに着目すれば、それ以上の異方
性磁界の強度の場合でも効果は発揮する。
From Table 6 above, it can be seen that the intensity Hk of the anisotropic magnetic field is
Is not less than 20 [Oe] (when the angle α of the oblique film formation is not less than 25 degrees), it was found that no Barkhausen noise was generated. When the strength Hk of the anisotropic magnetic field is 10 [O
e] (ie, when the angle α of the oblique film formation is 0 °, as in the conventional method of manufacturing a magnetoresistive head), the MR
While the ratio is 8%, when Hk is 64 [Oe] or more (when α = 52 degrees or more), the MR ratio decreases to 6%, and the characteristics of the head deteriorate. You can see that. Therefore, even if the structure of the soft magnetic layer 6 is changed,
The strength Hk of the anisotropic magnetic field is 20 to 49 (about 50) [Oe]
It is desirable to adjust to. Also in this case, if attention is paid only to the suppression of the generation of Barkhausen noise, the effect is exhibited even when the intensity of the anisotropic magnetic field is higher.

【0058】さらに、上記した変形例(軟磁性層を2層
構造にした例)を基本とし、下地層の材料をZrに替え
て製造し、その特性を求めた。すなわち、ZrをRFマ
グネトロンを電源とし、成膜速度1.2[オングストロ
ーム/sec]でスパッタして下地層を形成した。そし
て、スパッタする際に斜め成膜の角度αを変えた下地層
を用いてそれぞれ磁気抵抗型ヘッドを製造した。このと
きの軟磁性層の異方性磁界の強度Hk,MR比の変化
と、そのときのバルクハウゼンノイズの発生率を調べて
みた。結果を下記の表7に示す。
Further, based on the above-mentioned modified example (an example in which the soft magnetic layer has a two-layer structure), the underlayer was manufactured by changing the material to Zr, and the characteristics were obtained. That is, Zr was sputtered using an RF magnetron as a power source at a film formation rate of 1.2 [angstrom / sec] to form an underlayer. Then, magnetoresistive heads were manufactured using the underlayers in which the angle α of the oblique film formation was changed during sputtering. At this time, the change in the strength Hk and MR ratio of the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer and the occurrence rate of Barkhausen noise at that time were examined. The results are shown in Table 7 below.

【0059】[0059]

【表7】 [Table 7]

【0060】上記した表7から、異方性磁界の強度Hk
が20[Oe]以上のとき(斜め成膜の角度α=15度
以上のとき)、バルクハウゼンノイズは発生しないこと
がわかった。そして、異方性磁界の強度Hkが17[O
e]のとき(すなわち、従来の磁気抵抗型ヘッドの製造
方法と同様に、斜め成膜の角度α=0度のとき)、MR
比が7.8%であるのに対して、Hkが62[Oe]の
とき(α=45度のとき)、MR比が5.4%まで減少
してしまい、ヘッドの特性が悪くなってしまうことがわ
かる。よって、下地層の形成材料をかえた場合でも、異
方性磁界の強度Hkを20〜47[Oe]に調整するの
が望ましく、係る範囲内の異方性磁界の強度によって、
ヘッドの特性を良好に保ちつつ、バルクハウゼンノイズ
の発生を抑制することができることがわかる。
From Table 7 above, it can be seen that the intensity Hk of the anisotropic magnetic field is
Is not less than 20 [Oe] (when the angle α of the oblique film formation is not less than 15 degrees), it was found that no Barkhausen noise was generated. Then, the strength Hk of the anisotropic magnetic field is 17 [O
e] (ie, when the angle α of the oblique film formation is 0 °, as in the conventional method of manufacturing a magnetoresistive head), the MR
While the ratio is 7.8%, when Hk is 62 [Oe] (when α = 45 degrees), the MR ratio decreases to 5.4%, and the characteristics of the head deteriorate. It turns out that it is. Therefore, even when the material for forming the underlayer is changed, it is desirable to adjust the strength Hk of the anisotropic magnetic field to 20 to 47 [Oe].
It can be seen that generation of Barkhausen noise can be suppressed while maintaining good head characteristics.

【0061】[0061]

【発明の効果】以上のように、請求項1,3に係る磁気
抵抗型ヘッドでは、スピンバルブ膜を構成する軟磁性層
の異方性磁界を20[Oe]以上にすることにより、バ
ルクハウゼンノイズの発生を可及的に抑制することがで
きる。特に、20〜50[Oe]の範囲内に設定するこ
とにより、磁気抵抗型ヘッドの特性(MR比)を良好に
しつつ、バルクハウゼンノイズの抑制を行うことができ
る。
As described above, in the magnetoresistive head according to the first and third aspects, by setting the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer constituting the spin valve film to 20 [Oe] or more, the Barkhausen Generation of noise can be suppressed as much as possible. In particular, by setting the value in the range of 20 to 50 [Oe], Barkhausen noise can be suppressed while improving the characteristics (MR ratio) of the magnetoresistive head.

【0062】そして、請求項2に記載の磁気抵抗型ヘッ
ドの製造方法では、直接、下部絶縁層の上面にスピンバ
ルブ膜(その構成層である軟磁性層)を形成する場合、
軟磁性層を斜め成膜することにより、そのときの斜め成
膜の角度を調整することで、軟磁性層の異方性磁界を調
整することができる。
In the method of manufacturing a magnetoresistive head according to the second aspect, when a spin valve film (a soft magnetic layer constituting the spin valve film) is formed directly on the upper surface of the lower insulating layer,
By forming the soft magnetic layer obliquely, by adjusting the angle of the oblique film formation at that time, the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer can be adjusted.

【0063】また、請求項4に記載の磁気抵抗型ヘッド
の製造方法では、下部絶縁層の上面に下地層を介してス
ピンバルブ膜(その構成層である軟磁性層)を形成する
場合、下地層を斜め成膜することにより、そのときの斜
め成膜の角度を調整することで、係る下地層の上面に形
成された軟磁性層の異方性磁界を制御することができ
る。
In the method of manufacturing a magnetoresistive head according to a fourth aspect, when a spin valve film (a soft magnetic layer constituting the spin valve film) is formed on an upper surface of a lower insulating layer via an underlayer, The anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer formed on the upper surface of the underlayer can be controlled by adjusting the angle of the oblique film formation at that time by forming the oblique film on the base layer.

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

【図1】本発明に係る磁気抵抗型ヘッドの第1の実施の
形態における磁気抵抗センサ部の構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a magnetoresistive sensor unit in a first embodiment of a magnetoresistive head according to the present invention.

【図2】斜め成膜する方法を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining a method of forming a film obliquely.

【図3】本発明に係る磁気抵抗型ヘッドの第2の実施の
形態における磁気抵抗センサ部の構造を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a structure of a magnetoresistive sensor unit in a second embodiment of the magnetoresistive head according to the present invention.

【図4】従来の磁気抵抗型ヘッドの製造方法により製造
された磁気抵抗型ヘッドにおいて、磁気抵抗膜に流れる
磁束を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a magnetic flux flowing through a magnetoresistive film in a magnetoresistive head manufactured by a conventional method of manufacturing a magnetoresistive head.

【図5】従来の磁気抵抗型ヘッドの製造方法により製造
された磁気抵抗型ヘッドにおいてハードバイアス層を端
部に配置した磁気抵抗膜の単磁区構造を説明するための
図である。
FIG. 5 is a view for explaining a single magnetic domain structure of a magnetoresistive film in which a hard bias layer is arranged at an end in a magnetoresistive head manufactured by a conventional method of manufacturing a magnetoresistive head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 アルチック基板 3 下部シールド層 4 下部ギャップ層 5 スピンバルブ膜 6 軟磁性層 7 非磁性層 8a 軟磁性層 8b 反強磁性層 9a ハードバイアス層 9b 電極層 20 ターゲット 30 下地層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Altic substrate 3 Lower shield layer 4 Lower gap layer 5 Spin valve film 6 Soft magnetic layer 7 Nonmagnetic layer 8a Soft magnetic layer 8b Antiferromagnetic layer 9a Hard bias layer 9b Electrode layer 20 Target 30 Underlayer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 定行 勝 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 石倉 誠 東京都港区新橋5丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 Fターム(参考) 5D034 BA02 BA12 BA15 BB09 CA04 DA07  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Masaru Tosho 5-36-11, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo Inside Fuji Electric Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Makoto Ishikura 5-36-11, Shimbashi, Minato-ku, Tokyo F-term in Fuji Electric Chemical Co., Ltd. (reference) 5D034 BA02 BA12 BA15 BB09 CA04 DA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板(1)上に下部シールド層(3),
下部絶縁層(4)をその順に備え、 前記下部絶縁層の上面に軟磁性層(6),非磁性層
(7),固定層(8),から構成されるスピンバルブ膜
(5)を備え、 前記スピンバルブ膜の側方にハードバイアス層(9)が
形成され、 前記スピンバルブ膜,前記ハードバイアス層の上面に上
部絶縁層,上部シールド層をその順に備えた磁気抵抗型
ヘッドであって、 前記軟磁性層の異方性磁界が20[Oe]以上に設定さ
れていることを特徴とする磁気抵抗型ヘッド。
1. A lower shield layer (3) on a substrate (1).
A lower insulating layer (4) is provided in that order, and a spin valve film (5) composed of a soft magnetic layer (6), a non-magnetic layer (7), and a fixed layer (8) is provided on the upper surface of the lower insulating layer. A magnetoresistive head comprising: a hard bias layer formed on a side of the spin valve film; and an upper insulating layer and an upper shield layer on the spin valve film, the upper surface of the hard bias layer in that order. A magnetoresistive head, wherein an anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is set to 20 [Oe] or more.
【請求項2】 基板の上面に直接または所定層を介して
下部シールド層を形成し、 前記下部シールド層の上面に下部ギャップ層を形成し、 前記下部ギャップ層の上面に軟磁性層,非磁性層,固定
層の順に積層してスピンバルブ膜を形成し、 前記スピンバルブ膜の側方にハードバイアス層をパター
ン形成し、 前記スピンバルブ膜,ハードバイアス層の上面に上部絶
縁層を形成し、 前記上部絶縁層の上面に上部シールド層を形成する工程
を含む磁気抵抗型ヘッドの製造方法であって、 前記軟磁性層を、成膜対象面に所定角度傾斜方向から原
子を入射させる斜め成膜によって形成するようにしたこ
とを特徴とする磁気抵抗型ヘッドの製造方法。
2. A lower shield layer is formed directly or via a predetermined layer on an upper surface of a substrate, a lower gap layer is formed on an upper surface of the lower shield layer, and a soft magnetic layer and a non-magnetic layer are formed on an upper surface of the lower gap layer. Forming a spin valve film by laminating a layer and a fixed layer in this order, patterning a hard bias layer on the side of the spin valve film, forming an upper insulating layer on the upper surface of the spin valve film and the hard bias layer, A method for manufacturing a magnetoresistive head including a step of forming an upper shield layer on an upper surface of the upper insulating layer, wherein the soft magnetic layer is formed by oblique film formation in which atoms are incident on a film formation surface at a predetermined angle. A method for manufacturing a magnetoresistive head.
【請求項3】 基板(1)上に下部シールド層(3),
下部絶縁層(4)をその順に備え、 前記下部絶縁層の上面に下地層(30)が形成され、 軟磁性層(6),非磁性膜(7),固定層(8)の順に
積層されて構成されるスピンバルブ膜(5)を備え、 前記スピンバルブ膜の側方にハードバイアス層(9)が
形成され、 前記スピンバルブ膜,前記ハードバイアス層の上面に上
部絶縁層,上部シールド層をその順に備えた磁気抵抗型
ヘッドであって、 前記軟磁性層の異方性磁界が20[Oe]以上に設定さ
れていることを特徴とする磁気抵抗型ヘッド。
3. A lower shield layer (3) on a substrate (1).
A lower insulating layer (4) is provided in that order, a base layer (30) is formed on the upper surface of the lower insulating layer, and a soft magnetic layer (6), a nonmagnetic film (7), and a fixed layer (8) are stacked in this order. A hard bias layer (9) formed on a side of the spin valve film, and an upper insulating layer and an upper shield layer on the spin valve film and the hard bias layer. Wherein the anisotropic magnetic field of the soft magnetic layer is set to 20 [Oe] or more.
【請求項4】 基板の上面に直接または所定層を介して
下部シールド層を形成し、 前記下部シールド層の上面に下部ギャップ層を形成し、 前記下部ギャップ層の上面に下地層を形成し、 前記下地層の上面に、軟磁性層,非磁性層,固定層の順
に積層してスピンバルブ膜を形成し、 前記スピンバルブ膜の側方にハードバイアス層をパター
ン形成し、 前記スピンバルブ膜,ハードバイアス層の上面に上部絶
縁層を形成し、 前記上部絶縁層の上面に上部シールド層を形成する工程
を含む磁気抵抗型ヘッドの製造方法であって、 前記下地層を、成膜対象面に所定角度傾斜方向から原子
を入射させる斜め成膜によって形成することを特徴とす
る磁気抵抗型ヘッドの製造方法。
4. A lower shield layer is formed directly or via a predetermined layer on an upper surface of the substrate, a lower gap layer is formed on an upper surface of the lower shield layer, and a base layer is formed on an upper surface of the lower gap layer. Forming a spin valve film by laminating a soft magnetic layer, a non-magnetic layer, and a fixed layer in this order on the upper surface of the underlayer; patterning a hard bias layer on a side of the spin valve film; A method for manufacturing a magnetoresistive head, comprising: forming an upper insulating layer on an upper surface of a hard bias layer; and forming an upper shield layer on an upper surface of the upper insulating layer. A method for manufacturing a magnetoresistive head, wherein the head is formed by oblique film formation in which atoms are incident from a predetermined angle of inclination.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2014010881A (en) * 2012-06-29 2014-01-20 Seagate Technology Llc Apparatus, magnetic element, and sensor

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