JP2001084529A - Magnetic head and its manufacture - Google Patents

Magnetic head and its manufacture

Info

Publication number
JP2001084529A
JP2001084529A JP26083299A JP26083299A JP2001084529A JP 2001084529 A JP2001084529 A JP 2001084529A JP 26083299 A JP26083299 A JP 26083299A JP 26083299 A JP26083299 A JP 26083299A JP 2001084529 A JP2001084529 A JP 2001084529A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
magnetic
ferromagnetic
antiferromagnetic
heat treatment
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26083299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keishi Shigematsu
恵嗣 重松
Koichi Nishioka
浩一 西岡
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP26083299A priority Critical patent/JP2001084529A/en
Publication of JP2001084529A publication Critical patent/JP2001084529A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Magnetic Heads (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a magnetic head magnetically stabler and simple in manufacturing procase, reduced in leakage magnetic field from a magnetic shield layer provided with a laminated structure of a ferromagnetic layer and an anti- ferromagnetic layer to a magnetoresistance effect layer. SOLUTION: This magnetic head is provided with a magnetic shielding layer 7 formed by laminating plural antiferromagnetic layers 71 and ferromagnetic layers and a magnetoresistance effect layer and executes recording of information to a magnetic recording medium and reproducing of information from the magnetic recording medium. At least one separating layer 73 for suppressing exchange interaction to the ferromagnetic layer 70 by the antiferromagnetic layers 71 is formed in the magnetic shielding layer 7.

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、磁気ディスクのへ
の情報の記録や磁気ディスクからの情報の再生を行う磁
気ヘッドの製造方法及び磁気ヘッドに係わり、特に、イ
ンダクティブヘッドと磁気抵抗効果ヘッドとを備えた複
合型の磁気ヘッドの製造方法及び磁気ヘッドに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetic head manufacturing method and a magnetic head for recording information on a magnetic disk and reproducing information from the magnetic disk, and more particularly to an inductive head and a magnetoresistive head. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing a composite magnetic head provided with a magnetic head and a magnetic head.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の磁気ディスク装置の高記録密度化
に伴い、当該磁気ディスクの読み取りヘッドとしてスピ
ンバルブ素子を使用した磁気ヘッドが実用化されてい
る。
2. Description of the Related Art With the recent increase in recording density of a magnetic disk device, a magnetic head using a spin valve element has been put to practical use as a read head of the magnetic disk.

【0003】図11は、かかるスピンバルブ素子を使用
した磁気ヘッドの断面図を示したものである。なお、本
明細書においては、磁気記録媒体の記録面から直立する
方向(第1の方向)をX方向とし、磁気記録媒体の記録
磁化方向をZ方向とし、X、Z方向にともに直交する方
向をY方向(第2の方向とする)。
FIG. 11 is a sectional view of a magnetic head using such a spin valve element. In this specification, a direction (first direction) that stands upright from a recording surface of a magnetic recording medium is defined as an X direction, a recording magnetization direction of a magnetic recording medium is defined as a Z direction, and a direction perpendicular to both the X and Z directions. Is a Y direction (a second direction).

【0004】同図に示したように、磁気ヘッド1は、基
板2と、下部磁気シールド層3と、下部絶縁層4と、ス
ピンバルブ素子5と、上部絶縁層6と、上部磁気シール
ド層7と、ギャップ絶縁層8と、有機絶縁層9で絶縁さ
れたコイル10と、上部磁気ポール11とを備えてい
る。なお、磁気ヘッド1における記録媒体(図示せず)
に対向する面部には、空気ベアリング層12としてAB
S樹脂からなるABS層が形成されている。
As shown in FIG. 1, a magnetic head 1 comprises a substrate 2, a lower magnetic shield layer 3, a lower insulating layer 4, a spin valve element 5, an upper insulating layer 6, and an upper magnetic shield layer 7. , A gap insulating layer 8, a coil 10 insulated by an organic insulating layer 9, and an upper magnetic pole 11. The recording medium (not shown) in the magnetic head 1
The air bearing layer 12 is formed on the surface facing
An ABS layer made of S resin is formed.

【0005】この磁気ヘッド1においては、下部磁気シ
ールド層3から上部磁気シールド層7の部分が磁気抵抗
効果型の読み出しヘッドである。インダクティブ型書き
込みヘッドの磁気ポールは通常一対の磁気ポールからな
り、ここでは、読み出しヘッドの上部磁気シールド層7
が書き込みヘッドの下部磁気ポールを兼備している。よ
って、この上部磁気シールド層7から上部磁気ポール1
1の部分がインダクティブ型の書き込みヘッドである。
In the magnetic head 1, the portion from the lower magnetic shield layer 3 to the upper magnetic shield layer 7 is a magnetoresistive read head. The magnetic pole of an inductive write head usually comprises a pair of magnetic poles.
Also serve as the lower magnetic pole of the write head. Therefore, the upper magnetic pole 1
1 is an inductive write head.

【0006】磁気ポールの磁化は通常空気ベアリング層
12内のY方向に向けられている。インダクティブ・ヘ
ッドのコイル10に電流を流すと、電磁誘導により磁束
が発生し、磁気ポールの磁化がX方向に向く。この時に
ABS層12から漏洩する磁界によって磁気記録媒体の
磁化を適宜反転させ、磁気記録媒体の記録磁化方向であ
るZ方向に情報を書き込むように構成されている。
[0006] The magnetization of the magnetic pole is usually oriented in the Y direction within the air bearing layer 12. When a current is applied to the coil 10 of the inductive head, a magnetic flux is generated by electromagnetic induction, and the magnetization of the magnetic pole is oriented in the X direction. At this time, the magnetization of the magnetic recording medium is appropriately reversed by a magnetic field leaking from the ABS layer 12, and information is written in the Z direction which is the recording magnetization direction of the magnetic recording medium.

【0007】斯かる磁気ヘッド1のスピンバルブ素子の
従来技術として、図12に示したものが知られている。
この図は、図11におけるABS層12側から見た図で
あり、図11と共通する部分には同一符号を付してい
る。
As a prior art of such a spin valve element of the magnetic head 1, the one shown in FIG. 12 is known.
This figure is a view as seen from the ABS layer 12 side in FIG. 11, and the same parts as those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

【0008】同図に示したように、スピンバルブ素子5
は第1及び第2の強磁性層51,52と、これらの2つ
の強磁性層51,52を分離する非磁性層53と、第2
の強磁性層52に接する反強磁性層54とからなる磁気
抵抗効果層50を備えている。また、磁気抵抗効果層5
0の両端部には、バルクハウゼン・ノイズを抑制するた
めの磁区制御層55及びセンス電流を流すための電極層
56を備えている。
[0008] As shown in FIG.
Represents a first and a second ferromagnetic layers 51 and 52, a non-magnetic layer 53 separating the two ferromagnetic layers 51 and 52, and a second
And an antiferromagnetic layer 54 in contact with the ferromagnetic layer 52 of FIG. In addition, the magnetoresistive layer 5
At both ends of the magnetic layer 0, a magnetic domain control layer 55 for suppressing Barkhausen noise and an electrode layer 56 for flowing a sense current are provided.

【0009】上記第2の強磁性層52は、反強磁性層5
4によりその磁化方向が実質的に固定された固定層であ
る。固定層には、Co、CoFe等の磁性材料、反強磁
性層には、PtMn、NiMn、CrMnPt、MnI
r等の磁性材料が用いられている。これらの磁性材料を
使用した場合には、固定層の磁化を固定する交換結合磁
界は200Oe以上である。第1の強磁性層51の磁化
方向は磁気記録媒体からの信号磁界に応じて回転する。
この第1の強磁性層51は上記固定層に対して自由層と
呼ばれている(以下の説明では、第1の強磁性層を自由
層(51)、第2の磁性層を固定層(52)ともい
う。)。
The second ferromagnetic layer 52 includes an antiferromagnetic layer 5
4 is a fixed layer whose magnetization direction is substantially fixed. Magnetic materials such as Co and CoFe are used for the fixed layer, and PtMn, NiMn, CrMnPt, and MnI are used for the antiferromagnetic layer.
A magnetic material such as r is used. When these magnetic materials are used, the exchange coupling magnetic field for fixing the magnetization of the fixed layer is 200 Oe or more. The magnetization direction of the first ferromagnetic layer 51 rotates according to the signal magnetic field from the magnetic recording medium.
The first ferromagnetic layer 51 is called a free layer with respect to the fixed layer (in the following description, the first ferromagnetic layer is a free layer (51), and the second magnetic layer is a free layer ( 52)).

【0010】図13は、スピンバルブ素子5の磁気抵抗
効果層50のバイアス状態での磁化方向を示した概略図
である。同図において図11と共通する部分については
同一符号を付している。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a magnetization direction of the magnetoresistive layer 50 of the spin valve element 5 in a bias state. In this figure, parts common to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals.

【0011】特開平4−358310号公報に開示され
ているように、スピンバルブ素子5は、バイアス状態に
おいて固定層52の磁化方向を磁気記録媒体(磁気ディ
スク)Mからの信号磁界方向であるX方向、自由層51
の磁化方向を固定層52の磁化方向と直交する方向であ
るY方向とすることで信号磁界に対して線形な応答が得
られる。
As disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-358310, in the spin valve element 5, the magnetization direction of the fixed layer 52 in the bias state is X, which is the direction of the signal magnetic field from the magnetic recording medium (magnetic disk) M. Direction, free layer 51
Is set in the Y direction which is a direction orthogonal to the magnetization direction of the fixed layer 52, a linear response to the signal magnetic field can be obtained.

【0012】固定層52の磁化方向を所定の方向に固定
するには、反強磁性層54のブロッキング温度程度の温
度で磁場中熱処理する必要があり、この時に自由層51
の磁化容易軸が固定層52の磁化方向に傾く。よって、
前述のような自由層51と固定層52との磁化方向の直
交関係を実現するためには、固定層52の磁化方向を着
磁する熱処理及び自由層の磁化容易軸を固定層52の磁
化方向と直交方向に戻すための印加磁界方向の異なる熱
処理の少なくとも2回以上の磁場中熱処理を行う必要が
ある。
In order to fix the magnetization direction of the fixed layer 52 to a predetermined direction, it is necessary to perform a heat treatment in a magnetic field at a temperature approximately equal to the blocking temperature of the antiferromagnetic layer 54.
Is inclined in the magnetization direction of the fixed layer 52. Therefore,
In order to realize the orthogonal relationship between the magnetization directions of the free layer 51 and the fixed layer 52 as described above, a heat treatment for magnetizing the magnetization direction of the fixed layer 52 and the easy axis of magnetization of the free layer are changed to the magnetization direction of the fixed layer 52. It is necessary to perform at least two or more heat treatments in a magnetic field of heat treatments different in the direction of the applied magnetic field for returning to the direction orthogonal to the above.

【0013】斯かる自由層と固定層との磁化方向の直交
関係を実現する従来技術としては、特開平10−222
815号公報に開示された技術(以下、従来技術1とい
う。)が知られている。
As a prior art for realizing the orthogonal relationship between the magnetization directions of the free layer and the pinned layer, Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-222 discloses a conventional technique.
A technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 815 (hereinafter, referred to as Conventional Technique 1) is known.

【0014】この従来技術1では、最初に固定層をX方
向に着磁した後に、Y方向において正逆方向に磁界を印
加する磁場中熱処理を正逆方向に同じ時間だけ行ってい
る。
In the prior art 1, after the fixed layer is first magnetized in the X direction, a heat treatment in a magnetic field for applying a magnetic field in the forward and reverse directions in the Y direction is performed for the same time in the forward and reverse directions.

【0015】ところで、上述のインダクティブ型書込ヘ
ッドと磁気抵抗効果ヘッドとを備えたいわゆる複合磁気
ヘッドでは、インダクティブ型ヘッドによる書き込み動
作直後に磁気抵抗効果ヘッドにノイズが発生することが
知られている。この書き込み後ノイズの原因は、書き込
み動作により上部磁気シールド層の空気ベアリング層に
接する部分に磁壁が発生し、書き込み終了直後にこの磁
壁が移動するためであると考えられている。
By the way, in a so-called composite magnetic head including the above-described inductive type write head and magneto-resistance effect head, it is known that noise occurs in the magneto-resistance effect head immediately after the write operation by the inductive type head. . It is considered that the cause of the post-write noise is that a domain wall is generated in a portion of the upper magnetic shield layer in contact with the air bearing layer by the write operation, and the domain wall moves immediately after the end of the write.

【0016】斯かる複合磁気ヘッドにおける書き込み後
ノイズを抑制する従来技術として、米国特許第5515
211号(以下、従来技術2という。)の技術が知られ
ている。この技術は、上部磁気シールド層を強磁性層と
反強磁性層との積層構造とし、上部磁気シールド層の強
磁性層に交換結合磁界を印加することにより上部磁気シ
ールド層の磁区を制御している。
As a conventional technique for suppressing post-write noise in such a composite magnetic head, US Pat.
The technique of No. 211 (hereinafter, referred to as conventional technique 2) is known. In this technology, the upper magnetic shield layer has a laminated structure of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer, and a magnetic domain of the upper magnetic shield layer is controlled by applying an exchange coupling magnetic field to the ferromagnetic layer of the upper magnetic shield layer. I have.

【0017】図14は、従来技術2における上部磁気シ
ールド層を、磁気ヘッドにおける空気ベアリング層(A
BS層)側から見た図を示したものである。同図におい
て、図11と共通する部分については、同一符号を付
し、その説明は省略する。同図に示したように、この上
部磁気シールド層7は、強磁性層71と反強磁性層72
との積層構造を有しており、全ての強磁性層71の磁化
は、これらに接する反強磁性層72からの交換結合磁界
により外部磁界に対して磁気的に安定となる。各強磁性
層71は軟磁気特性に優れたFeベースの磁性材料であ
り、反強磁性層72はNiMnである。
FIG. 14 shows an upper magnetic shield layer according to prior art 2 as an air bearing layer (A) in a magnetic head.
FIG. 3 is a view as viewed from the (BS layer) side. In this figure, parts common to those in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. As shown in the figure, the upper magnetic shield layer 7 includes a ferromagnetic layer 71 and an antiferromagnetic layer 72.
, And the magnetizations of all the ferromagnetic layers 71 are magnetically stable against an external magnetic field due to the exchange coupling magnetic field from the antiferromagnetic layer 72 in contact therewith. Each ferromagnetic layer 71 is a Fe-based magnetic material having excellent soft magnetic properties, and the antiferromagnetic layer 72 is NiMn.

【0018】従来技術2によれば、上部磁気シールド層
7を磁区制御するための交換結合磁界は3〜10Oeが
適当であるとされている。また、従来技術2における上
部磁気シールド層7の磁化方向は、非書き込み時にはA
BS層12内のY方向に向けられており、上部磁気シー
ルド層7の磁化方向はスピンバルブ素子5の固定層52
の磁化方向(X方向)と直交する。よって、スピンバル
ブ素子5と磁区制御された上部磁気シールド層7とを用
いる場合、スピンバルブ素子5の固定層52と磁区制御
された上部磁気シールド層3との磁化方向を互いに直交
する方向に着磁する熱処理が必要となる。
According to the prior art 2, the exchange coupling magnetic field for controlling the magnetic domain of the upper magnetic shield layer 7 is suitably from 3 to 10 Oe. The magnetization direction of the upper magnetic shield layer 7 in the prior art 2 is A
The magnetization direction of the upper magnetic shield layer 7 is oriented in the Y direction in the BS layer 12 and the fixed layer 52 of the spin valve element 5
At right angles to the magnetization direction (X direction). Therefore, when the spin valve element 5 and the magnetic domain-controlled upper magnetic shield layer 7 are used, the magnetization directions of the fixed layer 52 of the spin valve element 5 and the magnetic domain-controlled upper magnetic shield layer 3 are perpendicular to each other. A heat treatment for magnetizing is required.

【0019】上述のように、スピンバルブ素子の固定層
以外に新たに強磁性層と反強磁性層とを配置した磁気ヘ
ッドが提案されているが、スピンバルブの固定層以外に
新たな反強磁性層で固定された強磁性層の磁化方向を直
交させる磁気ヘッドの製造方法については提案されてい
ない。
As described above, a magnetic head in which a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer are newly disposed in addition to the fixed layer of the spin valve element has been proposed. No method has been proposed for manufacturing a magnetic head in which the magnetization directions of the ferromagnetic layers fixed by the magnetic layers are orthogonal.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、スピン
バルブ素子は、バイアス状態において固定層の磁化方向
と自由層の磁化容易軸の方向を直交させる必要がある。
As described above, in the spin valve element, it is necessary to make the magnetization direction of the fixed layer orthogonal to the direction of the easy axis of magnetization of the free layer in the bias state.

【0021】従来技術1では、固定層の磁化方向と自由
層の磁化容易軸の方向を直交させるために、固定層の磁
化方向を固定した後、自由層の磁化容易軸方向及びこれ
と逆方向に磁場を印加してそれぞれの磁場雰囲気におい
て正逆方向に等しい時間だけ磁場中熱処理を行ってい
る。
In prior art 1, in order to make the magnetization direction of the fixed layer orthogonal to the direction of the easy axis of magnetization of the free layer, the magnetization direction of the fixed layer is fixed, and then the direction of the easy axis of the free layer and the opposite direction. And heat treatment in a magnetic field is performed in each magnetic field atmosphere for the same time in the forward and reverse directions.

【0022】一方、従来技術2によれば、複合磁気ヘッ
ドにおける上部磁気シールド層を反強磁性層と強磁性層
との積層構造とすることにより、スピンバルブ素子の書
き込み動作後のノイズを抑制できるが、そのためには、
固定層の磁化方向と上部磁気シールド層の磁化方向を直
交させる必要がある。
On the other hand, according to the prior art 2, since the upper magnetic shield layer in the composite magnetic head has a laminated structure of an antiferromagnetic layer and a ferromagnetic layer, noise after the write operation of the spin valve element can be suppressed. But for that,
It is necessary to make the magnetization direction of the fixed layer orthogonal to the magnetization direction of the upper magnetic shield layer.

【0023】しかしながら、固定層の磁化方向を固定し
た後、上部磁気シールド層の磁化方向に磁場を印加して
熱処理を行うと、固定層の磁化方向が磁場印加方向に傾
いてしまうため、磁化の直交関係を実現できない。この
とき、従来技術1に示されているように、固定層の磁化
方向を固定した後、上部磁気シールド層の磁化方向及び
これとは逆方向に磁場を印加してそれぞれ正逆方向に等
しい時間だけ磁場中熱処理すると、上部磁気シールド層
の磁化は一定の方向に固定されないか、あるいは非常に
小さな交換結合磁界しか得られない。
However, if the heat treatment is performed by applying a magnetic field to the magnetization direction of the upper magnetic shield layer after fixing the magnetization direction of the fixed layer, the magnetization direction of the fixed layer is inclined to the direction of applying the magnetic field. Orthogonal relationship cannot be realized. At this time, as shown in the prior art 1, after the magnetization direction of the fixed layer is fixed, a magnetic field is applied in the magnetization direction of the upper magnetic shield layer and in the opposite direction to apply the magnetic field for the same time in the forward and reverse directions. If only the heat treatment is performed in a magnetic field, the magnetization of the upper magnetic shield layer is not fixed in a fixed direction, or only a very small exchange coupling magnetic field is obtained.

【0024】また、従来技術2による磁気シールド層は
次のような問題点を含んでいる。すなわち、従来技術2
におけるように上部磁気シールド層を磁区制御するため
に、上部磁気シールド層の強磁性層としてNiFe、反
強磁性層としてNiMnを用いて10Oeの交換結合磁
界を得ようとすると、NiFe層厚は約3500オング
ストロームと薄くなる。これは、強磁性層と反強磁性層
の交換結合磁界が強磁性層の飽和磁化と反比例の関係に
あるため、大きな交換結合磁界を得るためには強磁性層
の層厚を薄くする必要があるからである。この3500
オングストロームのNiFe膜を用いて全強磁性層層厚
が20000オングストローム(2μm)の上部磁気シ
ールド層を構成しようとすると、NiFe/NiMn構
造を5〜6回繰り返し積層する必要があり、その製造工
程は複雑にならざるを得ない。
The magnetic shield layer according to the prior art 2 has the following problems. That is, the prior art 2
In order to control the magnetic domain of the upper magnetic shield layer as in the above, to obtain an exchange coupling magnetic field of 10 Oe using NiFe as the ferromagnetic layer and NiMn as the antiferromagnetic layer of the upper magnetic shield layer, the NiFe layer thickness becomes about It is as thin as 3500 angstroms. This is because the exchange coupling magnetic field between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer is inversely proportional to the saturation magnetization of the ferromagnetic layer. Therefore, it is necessary to reduce the thickness of the ferromagnetic layer in order to obtain a large exchange coupling magnetic field. Because there is. This 3500
When an upper magnetic shield layer having a total ferromagnetic layer thickness of 20,000 angstroms (2 μm) is to be formed using an Angstrom NiFe film, the NiFe / NiMn structure must be repeatedly laminated 5 to 6 times. It has to be complicated.

【0025】さらに、従来技術2におけるように、上部
磁気シールド層全てを強磁性層/反強磁性層の積層構造
で構成すると次のような問題点が発生する。すなわち、
磁気シールド層の強磁性層と反強磁性層との交換結合磁
界が十分に大きい場合には、磁気シールド層の全ての強
磁性層はABS層と平行なY方向に向けられて単磁区化
される。この状態では磁気シールド層のY方向の端部に
磁化が発生し、磁気シールド層の外部に漏洩した磁界が
磁気抵抗効果層に達する。この漏洩磁界は磁気シールド
層の磁化状態により変化するため、磁気抵抗効果層の磁
気的な安定性を低下させる。
Further, when all the upper magnetic shield layers are formed in a laminated structure of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer as in the prior art 2, the following problem occurs. That is,
When the exchange coupling magnetic field between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer of the magnetic shield layer is sufficiently large, all the ferromagnetic layers of the magnetic shield layer are oriented in the Y direction parallel to the ABS layer to form a single magnetic domain. You. In this state, magnetization occurs at the end of the magnetic shield layer in the Y direction, and the magnetic field leaking outside the magnetic shield layer reaches the magnetoresistive layer. Since the leakage magnetic field changes depending on the magnetization state of the magnetic shield layer, the magnetic stability of the magnetoresistive layer is reduced.

【0026】したがって、本発明の目的は、複合磁気ヘ
ッドにおける上部磁気シールド層を反強磁性層と強磁性
層との積層構造とし、磁気抵抗効果層及び上部磁気シー
ルド層の2つの反強磁性層により磁化方向が互いに直交
に固定される強磁性層がある場合に、その直交関係を実
現し、しかも十分な交換結合磁界を得ることが可能で、
結果的にノイズを抑制した安定な再生出力が得られる磁
気ヘッドの製造方法を提供することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a composite magnetic head in which the upper magnetic shield layer has a laminated structure of an antiferromagnetic layer and a ferromagnetic layer, and has two antiferromagnetic layers, a magnetoresistive layer and an upper magnetic shield layer. When there is a ferromagnetic layer whose magnetization directions are fixed orthogonally to each other, it is possible to realize the orthogonal relationship and obtain a sufficient exchange coupling magnetic field,
As a result, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a magnetic head capable of obtaining a stable reproduction output with suppressed noise.

【0027】また、本発明の目的は、強磁性層及び反強
磁性層の積層構造を備えた磁気シールド層から磁気抵抗
効果層への漏洩磁界を低減し、磁気的により安定でしか
も製造工程を単純な磁気ヘッドを提供することにある。
It is another object of the present invention to reduce a leakage magnetic field from a magnetic shield layer having a laminated structure of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer to a magnetoresistive effect layer, to be more magnetically stable and to reduce the manufacturing process. It is to provide a simple magnetic head.

【0028】[0028]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、反強磁性層及び強磁性層を複数積層した磁
気シールド層と、固定層及び自由層を備えた磁気抵抗効
果層とを具備し、磁気記録媒体への情報の記録及び磁気
記録媒体からの情報の再生を行う磁気ヘッドの製造方法
であって、前記磁気抵抗効果層を成膜する第1のステッ
プと、前記固定層の磁化方向を、磁気記録媒体の記録面
から直立する第1の方向と該第1の方向及び該磁気記録
媒体の記録磁化方向に直交する第2の方向とを含む平面
に平行な平面内において該第1の方向に鋭角に交差する
第3の方向に向ける第2のステップと、前記磁気シール
ド層を成膜する第3のステップと、前記強磁性層の磁化
方向を前記第2の方向に着磁して、前記固定層の磁化方
向を前記第1の方向に着磁させる第4のステップとを含
むことを特徴としている。
According to the present invention, there is provided a magnetic shield layer comprising a plurality of antiferromagnetic layers and a plurality of ferromagnetic layers, a magnetoresistive layer having a fixed layer and a free layer. A method of manufacturing a magnetic head for recording information on a magnetic recording medium and reproducing information from the magnetic recording medium, comprising: a first step of forming the magnetoresistive layer; In a plane parallel to a plane including a first direction erecting from the recording surface of the magnetic recording medium and a second direction orthogonal to the first direction and the recording magnetization direction of the magnetic recording medium. A second step of directing in a third direction that intersects the first direction at an acute angle, a third step of forming the magnetic shield layer, and changing a magnetization direction of the ferromagnetic layer in the second direction. Magnetized to change the magnetization direction of the pinned layer to the first direction. It is characterized in that it comprises a fourth step of magnetizing the.

【0029】また、本発明は、前記特徴を有する磁気ヘ
ッドの製造方法において、前記第4のステップが前記第
2の方向に磁場を印加しつつ熱処理を行う少なくとも1
回の第1の磁場中熱処理と、前記第2の方向と逆方向に
磁場を印加しつつ熱処理を行う少なくとも1回の第2の
磁場中熱処理とを含み、前記第1の磁場中熱処理の処理
時間の総和を前記第2の磁場中熱処理の処理時間の総和
よりも長くすることを特徴としている。
According to the present invention, in the method of manufacturing a magnetic head having the above-mentioned characteristics, the fourth step may include performing at least one heat treatment while applying a magnetic field in the second direction.
The first magnetic field heat treatment including at least one first magnetic field heat treatment and at least one second magnetic field heat treatment for performing a heat treatment while applying a magnetic field in a direction opposite to the second direction. The total time is made longer than the total time of the second magnetic field heat treatment.

【0030】また、上記目的を達成するための本発明
は、反強磁性層及び強磁性層を複数積層した磁気シール
ド層と、磁気抵抗効果層とを備え、磁気記録媒体への情
報の記録や磁気記録媒体からの情報の再生を行う磁気ヘ
ッドにおいて、前記磁気シールド層に、前記反強磁性層
による前記強磁性層への交換相互作用を抑制する分離層
を少なくとも一層形成したことを特徴としている。
According to another aspect of the present invention, there is provided a magnetic shield layer in which a plurality of antiferromagnetic layers and ferromagnetic layers are stacked, and a magnetoresistive layer, for recording information on a magnetic recording medium. In a magnetic head for reproducing information from a magnetic recording medium, at least one separation layer for suppressing exchange interaction between the antiferromagnetic layer and the ferromagnetic layer is formed on the magnetic shield layer. .

【0031】また、本発明は、前記特徴を有する磁気ヘ
ッドにおいて、前記反強磁性層により交換相互作用を受
ける強磁性層の飽和磁束密度と該強磁性層の層厚との積
の総和が、前記反強磁性層により交換相互作用を受けな
い他の強磁性層の飽和磁束密度と該他の強磁性層の層厚
との積の総和に等しいことを特徴としている。
According to the present invention, in a magnetic head having the above characteristics, the sum of the product of the saturation magnetic flux density of the ferromagnetic layer subjected to exchange interaction by the antiferromagnetic layer and the thickness of the ferromagnetic layer is as follows: It is characterized in that it is equal to the sum of the products of the saturation magnetic flux densities of the other ferromagnetic layers not subjected to exchange interaction by the antiferromagnetic layer and the thicknesses of the other ferromagnetic layers.

【0032】前記磁気ヘッドにおいては、前記反強磁性
層は、反強磁性材料、特に、NiMn,MnPt,Mn
PtPd,MnIr又はCrMnPtのいずれかの反強
磁性材料で形成することが好ましい。
In the magnetic head, the antiferromagnetic layer is made of an antiferromagnetic material, particularly, NiMn, MnPt, Mn.
It is preferable that the antiferromagnetic material be made of any one of PtPd, MnIr and CrMnPt.

【0033】また、前記磁気ヘッドにおいては、前記磁
気シールド層のうち1つが磁気ポールのうち1つを兼備
されていることが好ましい。
In the magnetic head, it is preferable that one of the magnetic shield layers has one of the magnetic poles.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面に基づいて説明する。なお、本発明は、本実施形態に
限定されるものではない。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the present embodiment.

【0035】図1は、本発明に係る磁気ヘッドの一実施
形態を示したものである。図において、符号1は磁気ヘ
ッドを示している。なお、図11に示した従来技術にお
ける磁気ヘッド1と共通する部分については同一符号を
付し、その説明は省略する。
FIG. 1 shows an embodiment of a magnetic head according to the present invention. In the figure, reference numeral 1 indicates a magnetic head. Parts common to those of the magnetic head 1 in the prior art shown in FIG. 11 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0036】図1に示したように、本実施形態による磁
気ヘッド1は、基板2と、下部磁気シールド層3と、下
部絶縁層4と、スピンバルブ素子5と、上部絶縁層6
と、上部磁気シールド層7と、ギャップ絶縁層8と、有
機絶縁層9で絶縁されたコイル10と、上部磁気ポール
11とを備えている。
As shown in FIG. 1, the magnetic head 1 according to the present embodiment includes a substrate 2, a lower magnetic shield layer 3, a lower insulating layer 4, a spin valve element 5, and an upper insulating layer 6.
, An upper magnetic shield layer 7, a gap insulating layer 8, a coil 10 insulated by an organic insulating layer 9, and an upper magnetic pole 11.

【0037】なお、磁気ヘッド1における記録媒体(図
示せず)に対向する面部には、空気ベアリング層12が
形成されている。
An air bearing layer 12 is formed on the surface of the magnetic head 1 facing the recording medium (not shown).

【0038】上記構成のうち、基板1、下部磁気シール
ド層2、下部絶縁層3、上部絶縁層4、ギャップ絶縁層
8、有機絶縁層9、コイル10、上部磁気ポール11、
空気ベアリング層12は、従来からこの種の複合型磁気
ヘッド1に使用されている通常のものを使用することが
できる。
In the above configuration, the substrate 1, the lower magnetic shield layer 2, the lower insulating layer 3, the upper insulating layer 4, the gap insulating layer 8, the organic insulating layer 9, the coil 10, the upper magnetic pole 11,
As the air bearing layer 12, a normal air bearing layer conventionally used for this type of composite magnetic head 1 can be used.

【0039】上記スピンバルブ素子5における強磁性層
からなる自由層51及び固定層52としては、従来から
スピンバルブ素子5における自由層51及び固定層52
として使用されている強磁性材料を使用することができ
るが、これらのなかでも、特に、NiFe,CoFe,
Coのいずれかの強磁性材料からなる単層体又はこれら
の積層体で形成することが好ましい。
As the free layer 51 and the fixed layer 52 made of a ferromagnetic layer in the spin valve element 5, the free layer 51 and the fixed layer 52 in the spin valve element 5 are conventionally used.
Ferromagnetic materials used as NiFe, CoFe, and NiFe can be used.
It is preferable to form a single layer made of any ferromagnetic material of Co or a laminated body of these.

【0040】上記スピンバルブ素子5における非磁性層
53としては、従来から非磁性層として使用されている
非磁性材料を使用することができるが、特に、Cuが好
ましい。
As the non-magnetic layer 53 in the spin valve element 5, a non-magnetic material conventionally used as a non-magnetic layer can be used, but Cu is particularly preferable.

【0041】上記スピンバルブ素子5における反強磁性
層51としては、従来からスピンバルブ素子における反
強磁性層として使用されている反強磁性材料を使用する
ことができるが、これらのなかでも、高温での再生動作
の安定性が確保できブロッキング温度が高く交換結合エ
ネルギーが大きなNiMn,PtMn、PtPdMn、
CrMnPt,MnIrのいずれかの反強磁性材料を使
用することが好ましい。
As the antiferromagnetic layer 51 in the spin valve element 5, an antiferromagnetic material conventionally used as an antiferromagnetic layer in a spin valve element can be used. NiMn, PtMn, PtPdMn, which has a high blocking temperature and a high exchange coupling energy while ensuring the stability of the reproducing operation in
It is preferable to use one of CrMnPt and MnIr antiferromagnetic materials.

【0042】本発明に係る磁気ヘッドにおける上部磁気
シールド層は、反強磁性層及び強磁性層を複数積層する
が、上部磁気シールド層には、その反強磁性層による強
磁性層への交換相互作用を抑制する分離層を少なくとも
一層形成する。
In the magnetic head according to the present invention, the upper magnetic shield layer is formed by stacking a plurality of antiferromagnetic layers and a plurality of ferromagnetic layers. At least one separation layer for suppressing the action is formed.

【0043】このような構成の上部磁気シールド層にお
いては、反強磁性層から交換結合が付加される(交換相
互作用を受ける)強磁性層から漏洩した磁界は、磁気抵
抗効果層に漏れるよりも、交換結合を付加されていない
(交換相互作用を受けない)強磁性層に吸収され易くな
る。
In the upper magnetic shield layer having such a configuration, the magnetic field leaking from the ferromagnetic layer to which exchange coupling is added (subject to exchange interaction) from the antiferromagnetic layer is more likely to leak to the magnetoresistive layer. , It is easily absorbed by the ferromagnetic layer to which exchange coupling has not been added (no exchange interaction).

【0044】このような構成の上部磁気シールド層にお
いては、特に、反強磁性層からの交換相互作用を受ける
強磁性層の飽和磁束密度とその層厚との積の総和と、反
強磁性層からの交換相互作用を受けない強磁性層の飽和
磁束密度とその層厚との積の総和とが等しくすることが
特に好ましい。かかる構成では、磁気シールド層から磁
気抵抗効果層への磁束の漏洩はなくなり、磁気抵抗効果
層の磁化状態は磁気シールド層の磁化状態に影響されな
るため、磁気抵抗効果層の磁気的な安定性が向上する。
In the upper magnetic shield layer having such a structure, in particular, the sum of the product of the saturation magnetic flux density of the ferromagnetic layer subjected to exchange interaction from the antiferromagnetic layer and its thickness, and the antiferromagnetic layer It is particularly preferable that the sum of the products of the saturation magnetic flux density of the ferromagnetic layer which is not subjected to exchange interaction from the layer and the thickness thereof is equal. In such a configuration, there is no leakage of magnetic flux from the magnetic shield layer to the magnetoresistive layer, and the magnetization state of the magnetoresistive layer is affected by the magnetization state of the magnetic shield layer. Is improved.

【0045】また、このような構成では、交換相互作用
を受けない強磁性層の層厚を大きくとることができるた
め、磁気シールド層全てを強磁性層と反強磁性層の積層
体とした従来技術2の磁気シールド層と比較して、積層
数が少なくなり、製造工程を少なくすることができる。
Further, in such a configuration, the thickness of the ferromagnetic layer which is not subjected to the exchange interaction can be made large, so that the entire magnetic shield layer is formed by stacking the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer. Compared with the magnetic shield layer of the technique 2, the number of layers is reduced, and the number of manufacturing steps can be reduced.

【0046】上部磁気シールド層における強磁性層の層
数及び配置場所は任意であり、書き込み後のノイズを抑
制できる範囲で適宜変更することができる。また、強磁
性層と反強磁性層の積層体を複数の分離層で分離するこ
とも可能である。なお、強磁性層と反強磁性層は大きな
交換結合磁界が得られる組み合わせにすることが特に好
ましい。
The number and location of the ferromagnetic layers in the upper magnetic shield layer are arbitrary, and can be appropriately changed as long as noise after writing can be suppressed. It is also possible to separate a stacked body of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer by a plurality of separation layers. Note that it is particularly preferable that the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer are combined so as to obtain a large exchange coupling magnetic field.

【0047】上部磁気シールド層における強磁性層とし
ては、従来から磁気シールド層として用いられている強
磁性材料を使用することができるが、軟磁気特性に優
れ、硬度が高く、耐食性に優れたものが好ましく、特
に、NiFe,FeAlSiのいずれかの強磁性材料を
使用することが好ましい。
As the ferromagnetic layer in the upper magnetic shield layer, a ferromagnetic material which has been conventionally used as a magnetic shield layer can be used, but it is excellent in soft magnetic properties, high in hardness and excellent in corrosion resistance. It is particularly preferable to use a ferromagnetic material of either NiFe or FeAlSi.

【0048】また、上部磁気シールド層における反強磁
性層としては、従来から、磁気シールド層として使用さ
れている反強磁性材料を使用することができるが、上記
強磁性層と大きな交換結合が得られる組み合わせのもの
が好ましく、特に、NiMn,PtMn、PtPdM
n、CrMnPt,MnIrのいずれかの反強磁性材料
を使用することが好ましい。
As the antiferromagnetic layer in the upper magnetic shield layer, an antiferromagnetic material conventionally used as a magnetic shield layer can be used, but a large exchange coupling with the above ferromagnetic layer is obtained. The following combinations are preferable, and in particular, NiMn, PtMn, PtPdM
It is preferable to use one of n, CrMnPt, and MnIr antiferromagnetic materials.

【0049】また、上部磁気シールド層における分離層
には、上部磁気シールド層におけるいずれかの上記強磁
性層及び上記反強磁性層との間の交換相互作用を抑制す
るものであれば特に制限なく使用することができるが、
例えば、各磁性層の結晶の配向を制御しやすいTa等の
材料を使用することが好ましい。
The separation layer in the upper magnetic shield layer is not particularly limited as long as it suppresses the exchange interaction between any one of the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer in the upper magnetic shield layer. Can be used but
For example, it is preferable to use a material such as Ta which can easily control the crystal orientation of each magnetic layer.

【0050】また、上部磁気シールド層には、交換結合
を大きくするために、強磁性層と反強磁性層との間に、
Co等からなる層を設けることが好ましい。
In order to increase exchange coupling, an upper magnetic shield layer is provided between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer.
It is preferable to provide a layer made of Co or the like.

【0051】また、上部磁気シールドの反強磁性層は、
スピンバルブ素子の反強磁性層と同じ材料で形成しても
よく、また、異なる材料で形成してもよい。
The antiferromagnetic layer of the upper magnetic shield is
It may be formed of the same material as the antiferromagnetic layer of the spin valve element, or may be formed of a different material.

【0052】かかる上部磁気シールド層としては、例え
ば、図2に示した構造とすることができる。
As the upper magnetic shield layer, for example, the structure shown in FIG. 2 can be used.

【0053】図2の上部磁気シールド層7は、互いに接
する2組の反強磁性層71/強磁性層72と、分離層7
3と、この分離層73により反強磁性層71の交換相互
作用を抑制した強磁性層70とを備えている。2つの強
磁性層72は反強磁性層71との交換結合磁界により磁
区制御されており、磁化は空気ベアリング層(図示せ
ず)内のY方向に固定されている。一方、分離層73を
隔てた強磁性層70は反強磁性層71に接していないの
で、その磁化方向は固定されていない。
The upper magnetic shield layer 7 shown in FIG. 2 includes two pairs of an antiferromagnetic layer 71 / a ferromagnetic layer 72 which are in contact with each other and a separation layer 7
3 and a ferromagnetic layer 70 in which the exchange interaction of the antiferromagnetic layer 71 is suppressed by the separation layer 73. The magnetic domains of the two ferromagnetic layers 72 are controlled by the exchange coupling magnetic field with the antiferromagnetic layer 71, and the magnetization is fixed in the Y direction in the air bearing layer (not shown). On the other hand, since the ferromagnetic layer 70 separated by the separation layer 73 is not in contact with the antiferromagnetic layer 71, its magnetization direction is not fixed.

【0054】上部磁気シールド層は、図2の上部磁気シ
ールド層7の他、例えば、図3〜図5に示す構成の上部
磁気シールド層7としてもよい。なお、これらの図にお
いて、図2と共通する部分については、同一符号を付
し、その説明は省略する。
The upper magnetic shield layer may be, for example, the upper magnetic shield layer 7 shown in FIGS. 3 to 5 in addition to the upper magnetic shield layer 7 of FIG. In these drawings, the same reference numerals are given to the same parts as those in FIG. 2, and the description thereof will be omitted.

【0055】次に本発明に係る磁気ヘッドの製造方法の
一実施形態を図6に基づいて説明する。
Next, an embodiment of a method of manufacturing a magnetic head according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0056】まず、基板上に下部磁気シールド層、下部
絶縁層を形成する(Step1,2)。下部磁気シールド層及
び下部絶縁層の形成は、従来からこの種の磁気ヘッドの
製造方法において用いられる通常の方法で行うことがで
きる。
First, a lower magnetic shield layer and a lower insulating layer are formed on a substrate (Steps 1 and 2). The lower magnetic shield layer and the lower insulating layer can be formed by a usual method conventionally used in a method of manufacturing this type of magnetic head.

【0057】次に、磁気抵抗効果層を成膜する(Step
3)。磁気抵抗効果層の成膜は、従来からこの種の磁気
ヘッドの製造方法において用いられる通常の方法で行
う。本発明においては、この成膜後、磁気抵抗効果層の
固定層を着磁するための磁場中熱処理を行う。
Next, a magnetoresistive effect layer is formed (Step
3). The formation of the magnetoresistive layer is performed by a usual method conventionally used in a method of manufacturing a magnetic head of this type. In the present invention, after this film formation, heat treatment in a magnetic field for magnetizing the fixed layer of the magnetoresistive effect layer is performed.

【0058】磁気抵抗効果層の固定層の磁化方向は磁気
記録媒体の記録面から直立するX方向に向けられるが、
後の有機絶縁層熱処理の際の磁場中熱処理によって固定
層の磁化方向が傾けられることを考慮して、ここではX
方向とY方向とを含む平面と平行な面内において所定の
傾斜角Θで傾いた方向(第3の方向)に着磁されるよう
に所定の磁場を印加しながら磁場中熱処理する。この傾
斜角Θは、0°<Θ<25°とすることが好ましい。
The magnetization direction of the fixed layer of the magnetoresistive effect layer is directed in the X direction that stands upright from the recording surface of the magnetic recording medium.
In consideration of the fact that the magnetization direction of the fixed layer is inclined by the heat treatment in the magnetic field at the time of the heat treatment of the organic insulating layer later, here X
Heat treatment in a magnetic field is performed while applying a predetermined magnetic field so as to be magnetized in a direction (third direction) inclined at a predetermined inclination angle に お い て in a plane parallel to a plane including the direction and the Y direction. This inclination angle Θ is preferably 0 ° <0 <25 °.

【0059】次に、磁気抵抗効果層の両端部に磁区制御
層及び電極層をパターンニングし、さらに、上部絶縁
層、上部磁気シールド層、ギャップ絶縁層を続けて形成
する(Step4〜Step7)。
Next, a magnetic domain control layer and an electrode layer are patterned on both ends of the magnetoresistive layer, and an upper insulating layer, an upper magnetic shield layer, and a gap insulating layer are successively formed (Step 4 to Step 7).

【0060】磁区制御層及び電極層のパターンニング、
並びに上部絶縁層及びギャップ絶縁層の形成は、従来か
らこの種の磁気ヘッドの製造方法に用いられる通常の方
法で行うことができる。
Patterning of the magnetic domain control layer and the electrode layer,
In addition, the formation of the upper insulating layer and the gap insulating layer can be performed by an ordinary method conventionally used in a method of manufacturing this type of magnetic head.

【0061】次に、有機絶縁層とコイルを形成する(St
ep8)。
Next, an organic insulating layer and a coil are formed (St.
ep8).

【0062】有機絶縁層とコイルの形成方法は、従来か
らこの種の磁気ヘッドの製造方法に用いられる通常の方
法で行うことができる。
The method of forming the organic insulating layer and the coil can be performed by a usual method conventionally used in a method of manufacturing this type of magnetic head.

【0063】そして、有機絶縁層熱処理時に、上部磁気
シールド層の強磁性層の磁化方向をY方向に着磁して、
固定層の磁化方向をX方向に着磁する磁場中熱処理を行
う。
Then, during the heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization direction of the ferromagnetic layer of the upper magnetic shield layer is magnetized in the Y direction,
A heat treatment in a magnetic field is performed to magnetize the magnetization direction of the fixed layer in the X direction.

【0064】この磁場中熱処理は、Y方向に磁場を印加
しつつ熱処理を行う少なくとも1回の第1の熱処理工程
と、Y方向と逆方向に磁場を印加しつつ熱処理を行う少
なくとも1回の第2の熱処理工程とを含み、第1の熱処
理工程の処理時間の総和を、第2の熱処理工程の処理時
間の総和よりも長くすることが好ましい。上記各熱処理
工程は、例えば、有機絶縁層を複数層で形成する場合に
は、各層の有機絶縁処理に対応して印可磁場を変化させ
て行うことが好ましいが、Y方向に磁場を印加する有機
絶縁層熱処理は1回のみとし、他の有機絶縁層熱処理中
には磁場を印加せずに、固定層の磁化方向をX方向に固
定させることもできる。
This heat treatment in a magnetic field includes at least one first heat treatment step of performing a heat treatment while applying a magnetic field in the Y direction, and at least one first heat treatment step of performing a heat treatment while applying a magnetic field in a direction opposite to the Y direction. And a total heat treatment time of the first heat treatment step is preferably longer than a total heat treatment time of the second heat treatment step. For example, when the organic insulating layer is formed of a plurality of layers, it is preferable to perform the heat treatment by changing the applied magnetic field in accordance with the organic insulating treatment of each layer. The heat treatment of the insulating layer may be performed only once, and the magnetization direction of the fixed layer may be fixed in the X direction without applying a magnetic field during the heat treatment of the other organic insulating layer.

【0065】また、固定層の初期着磁方向のX方向から
の傾斜角Θを適切な角度に設定することにより、前記第
1の熱処理工程における最高温度を前記第2の熱処理工
程における最高温度よりも高くした磁場中熱処理を行う
こともでき、前記第1の熱処理工程中における印加磁界
を前記第2の熱処理工程中における印加磁界よりも大き
くする磁場中熱処理を行うこともできる。
Further, by setting the inclination angle Θ of the initial magnetization direction of the fixed layer from the X direction to an appropriate angle, the maximum temperature in the first heat treatment step is made higher than the maximum temperature in the second heat treatment step. It is also possible to perform a heat treatment in a magnetic field in which the applied magnetic field during the first heat treatment step is higher than the applied magnetic field during the second heat treatment step.

【0066】以上の磁場中熱処理後、上部磁気ポールと
保護層を形成し(step9,10)、研磨処理等を施した後に
空気ベアリング層を形成する。
After the above-described heat treatment in a magnetic field, an upper magnetic pole and a protective layer are formed (steps 9 and 10), and an air bearing layer is formed after polishing and the like.

【0067】本実施形態の磁気ヘッドの製造方法によれ
ば、複合磁気ヘッドにおける上部磁気シールド層を反強
磁性層と強磁性層との積層構造とし、磁気抵抗効果層及
び上部磁気シールド層の2つの反強磁性層により磁化方
向が互いに直交に固定される強磁性層がある場合に、そ
の直交関係を実現し、しかも十分な交換結合磁界を得る
ことが可能で、結果的にノイズを抑制した安定な再生出
力が得られる。
According to the method of manufacturing a magnetic head of the present embodiment, the upper magnetic shield layer in the composite magnetic head has a laminated structure of an antiferromagnetic layer and a ferromagnetic layer, and the two layers of the magnetoresistive layer and the upper magnetic shield layer are formed. When there is a ferromagnetic layer whose magnetization directions are fixed orthogonal to each other by two antiferromagnetic layers, the orthogonal relationship can be realized and a sufficient exchange coupling magnetic field can be obtained, resulting in noise suppression. A stable reproduction output is obtained.

【0068】[0068]

【実施例】以下、実施例により、本発明をさらに具体的
に説明する。
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples.

【0069】本実施例では、まず、ガラス基板上に下部
シールド層、下部絶縁層、磁気抵抗効果層を形成した。
In this example, first, a lower shield layer, a lower insulating layer, and a magnetoresistive layer were formed on a glass substrate.

【0070】磁気抵抗効果層の固定層には、厚さ20オ
ングストロームのCoを、反強磁性層には、厚さ225
オングストロームのCrMnPtを形成した。
The fixed layer of the magnetoresistive effect layer is made of Co having a thickness of 20 angstroms, and the antiferromagnetic layer is made of Co having a thickness of 225.
Angstrom CrMnPt was formed.

【0071】固定層の磁場中熱処理は、磁場中熱処理後
の固定層の磁化方向が、X方向から所望の角度Θで傾く
ように、3000Oeの磁場中で、230℃、3時間の
処理を行った。そのX方向成分は、成分は400Oeで
あった。
The heat treatment in the magnetic field of the fixed layer is performed at 230 ° C. for 3 hours in a magnetic field of 3000 Oe so that the magnetization direction of the fixed layer after the heat treatment in the magnetic field is inclined at a desired angle か ら from the X direction. Was. The component in the X direction was 400 Oe.

【0072】次に、磁気抵抗効果層の両端部に磁区制御
層及び電極性をパターンニングし、さらに、上部絶縁
層、上部磁気シールド層、ギャップ絶縁層を続けて形成
した。
Next, a magnetic domain control layer and electrode properties were patterned on both ends of the magnetoresistive layer, and an upper insulating layer, an upper magnetic shield layer, and a gap insulating layer were successively formed.

【0073】上部磁気シールド層の構成及び層厚は[T
a50/NiFe800/Co30/CrMnPt40
0]2/Ta50/NiFe 2000(層厚単位;オ
ングストローム)とした(積層構成は図5参照)。
The structure and thickness of the upper magnetic shield layer are [T
a50 / NiFe800 / Co30 / CrMnPt40
0] 2 / Ta50 / NiFe 2000 (layer thickness unit: angstrom) (see FIG. 5 for the lamination structure).

【0074】本実施例では、上部磁気シールド層の強磁
性層72として、NiFe層74とCo層75の積層体
を用いた。強磁性層72は反強磁性層71との交換結合
磁界により磁区制御されている。Co層75は、反強磁
性層71のCrMnPtとの交換結合を大きくする目的
で、NiFeとCrMnPtとの層間に形成したもので
ある。Ta層(図5の符号73)は、強磁性層72と反
強磁性層71とを分離する分離層73として形成するほ
か、NiFe、Co、CrMnPt層の結晶配向を制御
するための下地層として形成した。最上部の強磁性層7
0は、NiFe層であり、分離層73で分離されて反強
磁性層71に接していないので、当該反強磁性層71に
よって磁区制御されない。
In this embodiment, a laminated body of a NiFe layer 74 and a Co layer 75 is used as the ferromagnetic layer 72 of the upper magnetic shield layer. The magnetic domain of the ferromagnetic layer 72 is controlled by the exchange coupling magnetic field with the antiferromagnetic layer 71. The Co layer 75 is formed between the layers of NiFe and CrMnPt for the purpose of increasing the exchange coupling between the antiferromagnetic layer 71 and CrMnPt. The Ta layer (reference numeral 73 in FIG. 5) is formed as a separation layer 73 for separating the ferromagnetic layer 72 and the antiferromagnetic layer 71, and as a base layer for controlling the crystal orientation of the NiFe, Co, and CrMnPt layers. Formed. Uppermost ferromagnetic layer 7
Numeral 0 denotes a NiFe layer, which is separated by the separation layer 73 and is not in contact with the antiferromagnetic layer 71, so that the magnetic domain is not controlled by the antiferromagnetic layer 71.

【0075】本実施例では、有機絶縁層を3層で形成
し、各層ごとに230℃、3時間の熱処理を行った。本
実施例では、1回目と3回目の有機絶縁層熱処理中に下
部磁気シールド層の磁化を向けたいY方向に磁場を印加
し、2回目の有機絶縁層熱処理時には1回目及び3回目
の有機絶縁層熱処理時と反対の−Y方向に磁場を印加し
た。印加磁界はいずれの有機絶縁層熱処理も600Oe
とした。
In this embodiment, three organic insulating layers were formed, and each layer was subjected to a heat treatment at 230 ° C. for 3 hours. In this embodiment, a magnetic field is applied in the Y direction in which the magnetization of the lower magnetic shield layer is to be directed during the first and third heat treatments of the organic insulating layer, and the first and third organic insulation heat treatments are performed at the second heat treatment of the organic insulation layer. A magnetic field was applied in the -Y direction opposite to that during the layer heat treatment. The applied magnetic field is 600 Oe for any heat treatment of the organic insulating layer.
And

【0076】作成した磁気ヘッドにおける抵抗効果層の
各工程での固定層の磁化方向及び交換結合磁界のX方向
成分を図7、図8に示す。これらの図中、磁化の方向は
X方向をΘ=0°とし、正の角度はXY平面内において
Y方向に傾いていることを示している。また、0回目と
は、磁気抵抗効果層の固定層を磁化処理した後で有機絶
縁層処理を行う前の値である。有機絶縁層熱処理時に実
際の磁気抵抗効果層に印加されている磁界は70Oe相
当であることから、有機絶縁層熱処理中の印加磁界は7
0Oeとした。図7に示したように、固定層の磁化方向
は磁気抵抗効果層熱処理後にΘ=約―13°であった
が、1回目の有機絶縁層熱処理後には、ほぼΘ=0°に
なることが確認された。そして、2回目の有機絶縁層熱
処理後には固定層の磁化方向がΘ=約12°傾いたが、
3回目の有機絶縁層熱処理後には再びΘ=0°に戻って
いることが確認された。また、図8の結果から、これら
の工程中の固定層の交換結合磁界は400Oe以上と大
きな値が得られており、熱処理に伴う交換結合磁界の劣
化は認められなかった。
FIGS. 7 and 8 show the magnetization direction of the fixed layer and the X-direction component of the exchange coupling magnetic field in each step of the resistance effect layer in the magnetic head thus produced. In these figures, the direction of magnetization is Θ = 0 ° in the X direction, and a positive angle indicates that it is inclined in the Y direction in the XY plane. The 0th time is a value before the organic insulating layer processing is performed after the fixed layer of the magnetoresistive layer is magnetized. Since the actual magnetic field applied to the magnetoresistive layer during the heat treatment of the organic insulating layer is equivalent to 70 Oe, the applied magnetic field during the heat treatment of the organic insulating layer is 7.
0 Oe. As shown in FIG. 7, the magnetization direction of the fixed layer was Θ = −13 ° after the heat treatment of the magnetoresistive layer, but after the first heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization direction was almost 0 = 0 °. confirmed. Then, after the second heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization direction of the fixed layer was inclined by about 12 °,
It was confirmed that 有機 returned to 0 ° again after the third heat treatment of the organic insulating layer. Also, from the results in FIG. 8, the exchange coupling magnetic field of the fixed layer during these steps was as large as 400 Oe or more, and deterioration of the exchange coupling magnetic field due to the heat treatment was not observed.

【0077】また、上部磁気シールド層の各工程での磁
化方向と結合磁界を図9、図10に示す。図9における
磁化方向の角度の定義は図7と同じである。上部磁気シ
ールド層の磁化方向は、1回目の有機絶縁層熱処理後
に、本来の方向である90°の方向に向いており、交換
結合磁界は約18Oeであった。2回目の有機絶縁層熱
処理後には上部磁気シールド層の磁化は反転し、交換結
合磁界は約5Oeと大幅に低下した。これは熱処理温度
の230℃がCrMnPtのブロッキング温度である2
75℃に近いために、7割程度の磁化が反対向きに着磁
されたことによる。3回目の有機絶縁層熱処理後を行う
と、上部磁気シールド層の磁化は再び反転し、交換結合
磁界は約12Oeと回復した。1回目の有機絶縁層熱処
理後まで完全に回復しないのは前記と同じ理由であり、
熱処理温度の230℃がCrMnPtのブロッキング温
度である275℃に近いためである。しかし、書き込み
動作後のノイズを抑制するには十分な交換結合磁界が得
られることが確認された。
FIGS. 9 and 10 show the magnetization direction and the coupling magnetic field in each step of the upper magnetic shield layer. The definition of the angle of the magnetization direction in FIG. 9 is the same as that in FIG. After the first heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization direction of the upper magnetic shield layer was oriented in the original direction of 90 °, and the exchange coupling magnetic field was about 18 Oe. After the second heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization of the upper magnetic shield layer was reversed, and the exchange coupling magnetic field was significantly reduced to about 5 Oe. This is because the heat treatment temperature of 230 ° C. is the blocking temperature of CrMnPt.
Because it is close to 75 ° C., about 70% of the magnetization was magnetized in the opposite direction. After the third heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization of the upper magnetic shield layer was reversed again, and the exchange coupling magnetic field was recovered to about 12 Oe. It is the same reason that it does not completely recover until after the first heat treatment of the organic insulating layer,
This is because the heat treatment temperature of 230 ° C. is close to the blocking temperature of CrMnPt of 275 ° C. However, it was confirmed that a sufficient exchange coupling magnetic field was obtained to suppress noise after the write operation.

【0078】以上のように、有機絶縁層熱処理において
磁場中熱処理を行うことにより、固定層の磁化をX方
向、上部磁気シールド層の磁化をY方向に向け、固定層
及び上部磁気シールド層の磁化を直交させることがで
き、固定層及び上部磁気シールド層の磁区制御層の十分
な結合磁界が得られることが確認された。
As described above, by performing the heat treatment in the magnetic field in the heat treatment of the organic insulating layer, the magnetization of the fixed layer is directed in the X direction, the magnetization of the upper magnetic shield layer is directed in the Y direction, and the magnetization of the fixed layer and the upper magnetic shield layer is changed. Can be made orthogonal to each other, and a sufficient coupling magnetic field of the fixed layer and the magnetic domain control layer of the upper magnetic shield layer can be obtained.

【0079】[0079]

【発明の効果】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法及び
磁気ヘッドによれば、以下の効果を奏する。
According to the method of manufacturing a magnetic head and the magnetic head of the present invention, the following effects can be obtained.

【0080】発明に係る磁気ヘッドの製造方法によれ
ば、反強磁性層により磁区制御された上部磁気シールド
層とスピンバルブの固定層の磁化を直交させることがで
き、ノイズを抑制した安定な再生出力が得られる磁気ヘ
ッドを製造することが出来る。
According to the method of manufacturing a magnetic head according to the present invention, the magnetization of the upper magnetic shield layer whose magnetic domain is controlled by the antiferromagnetic layer and the magnetization of the pinned layer of the spin valve can be made orthogonal to each other, thereby achieving stable reproduction with reduced noise. A magnetic head capable of obtaining an output can be manufactured.

【0081】また、本発明に係る磁気ヘッドによれば、
磁気シールド層から磁気抵抗効果層への漏洩磁界が低減
されるため、磁気抵抗効果層の磁気的な安定性が向上す
る。
According to the magnetic head of the present invention,
Since the leakage magnetic field from the magnetic shield layer to the magnetoresistive layer is reduced, the magnetic stability of the magnetoresistive layer is improved.

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

【図1】本発明に係る磁気ヘッドの一実施形態を示す要
部概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a main part showing an embodiment of a magnetic head according to the present invention.

【図2】本発明に係る磁気ヘッドにおける上部磁気シー
ルド層の一形態を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing one mode of an upper magnetic shield layer in the magnetic head according to the present invention.

【図3】同上部磁気シールド層の他の形態を示す概略断
面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing another embodiment of the upper magnetic shield layer.

【図4】同上部磁気シールド層の他の形態を示す概略断
面図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view showing another embodiment of the upper magnetic shield layer.

【図5】同上部磁気シールド層の他の形態を示す概略断
面図である。
FIG. 5 is a schematic sectional view showing another form of the upper magnetic shield layer.

【図6】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法の一実施形
態における製造手順を示すフローチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing a manufacturing procedure in a magnetic head manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

【図7】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法の一実施例
における有機絶縁層熱処理工程の固定層の磁化方向の変
化を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a change in the magnetization direction of a fixed layer in an organic insulating layer heat treatment step in one embodiment of the method of manufacturing a magnetic head according to the present invention.

【図8】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法の一実施例
における有機絶縁層熱処理工程の固定層の交換結合磁界
の変化を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a change in an exchange coupling magnetic field of a fixed layer in an organic insulating layer heat treatment step in one embodiment of the magnetic head manufacturing method according to the present invention.

【図9】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法の一実施例
における有機絶縁層熱処理工程の固定層の磁化方向の変
化を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a change in the magnetization direction of a fixed layer in an organic insulating layer heat treatment step in one embodiment of the method of manufacturing a magnetic head according to the present invention.

【図10】本発明に係る磁気ヘッドの製造方法の一実施
例における有機絶縁層熱処理工程の上部磁気シールド層
の交換結合磁界の変化を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a change in the exchange coupling magnetic field of the upper magnetic shield layer in the organic insulating layer heat treatment step in one embodiment of the magnetic head manufacturing method according to the present invention.

【図11】従来の複合磁気ヘッドの構成を示す要部概略
断面図である。
FIG. 11 is a schematic sectional view of a main part showing a configuration of a conventional composite magnetic head.

【図12】従来の複合磁気ヘッドにおけるスピンバルブ
素子の構成を示す概略図である。
FIG. 12 is a schematic diagram showing a configuration of a spin valve element in a conventional composite magnetic head.

【図13】スピンバルブ素子の磁気抵抗効果層のバイア
ス状態での磁化方向を示した概略図である。
FIG. 13 is a schematic diagram showing a magnetization direction of a magnetoresistive layer of a spin valve element in a bias state.

【図14】従来の複合磁気ヘッドにおける上部磁気シー
ルド層の構成を示す概略図である。
FIG. 14 is a schematic diagram showing a configuration of an upper magnetic shield layer in a conventional composite magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:磁気ヘッド、5:磁気抵抗効果層、7:上部磁気シ
ールド層(磁気シールド層)、52:固定層、71:反
強磁性層、72:強磁性層、73:分離層、M:磁気記
録媒体、X:第1の方向、Y:第2の方向、Z:記録磁
化方向。
1: magnetic head, 5: magnetoresistive layer, 7: upper magnetic shield layer (magnetic shield layer), 52: fixed layer, 71: antiferromagnetic layer, 72: ferromagnetic layer, 73: separation layer, M: magnetic Recording medium, X: first direction, Y: second direction, Z: recording magnetization direction.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反強磁性層及び強磁性層を複数積層した
磁気シールド層と、 固定層及び自由層を備えた磁気抵抗効果層とを具備し、
磁気記録媒体への情報の記録及び磁気記録媒体からの情
報の再生を行う磁気ヘッドの製造方法であって、 前記磁気抵抗効果層を成膜する第1のステップと、 前記固定層の磁化方向を、磁気記録媒体の記録面から直
立する第1の方向と該第1の方向及び該磁気記録媒体の
記録磁化方向に直交する第2の方向とを含む平面に平行
な平面内において該第1の方向に鋭角に交差する第3の
方向に向ける第2のステップと、 前記磁気シールド層を成膜する第3のステップと、 前記強磁性層の磁化方向を前記第2の方向に着磁して、
前記固定層の磁化方向を前記第1の方向に着磁させる第
4のステップとを含むことを特徴とする磁気ヘッドの製
造方法。
A magnetic shield layer including a plurality of antiferromagnetic layers and a plurality of ferromagnetic layers, a magnetoresistive layer including a fixed layer and a free layer,
A method for manufacturing a magnetic head for recording information on a magnetic recording medium and reproducing information from the magnetic recording medium, comprising: a first step of forming the magnetoresistive layer; and a magnetization direction of the fixed layer. The first direction in a plane parallel to a plane including a first direction erecting from a recording surface of the magnetic recording medium and a second direction orthogonal to the first direction and a recording magnetization direction of the magnetic recording medium; A second step of directing the magnetic shield layer in a third direction intersecting at an acute angle to the direction; a third step of forming the magnetic shield layer; and a step of magnetizing the magnetization direction of the ferromagnetic layer in the second direction. ,
A fourth step of magnetizing the magnetization direction of the fixed layer in the first direction.
【請求項2】 請求項1に記載の磁気ヘッドの製造方法
において、前記第4のステップが前記第2の方向に磁場
を印加しつつ熱処理を行う少なくとも1回の第1の磁場
中熱処理と、前記第2の方向と逆方向に磁場を印加しつ
つ熱処理を行う少なくとも1回の第2の磁場中熱処理と
を含み、前記第1の磁場中熱処理の処理時間の総和を前
記第2の磁場中熱処理の処理時間の総和よりも長くする
ことを特徴とする磁気ヘッドの製造方法。
2. The method of manufacturing a magnetic head according to claim 1, wherein the fourth step performs at least one heat treatment in a first magnetic field while applying a magnetic field in the second direction. And performing at least one heat treatment in a second magnetic field while applying a magnetic field in a direction opposite to the second direction. A method for manufacturing a magnetic head, wherein the total time is longer than a total processing time of heat treatment.
【請求項3】 反強磁性層及び強磁性層を複数積層した
磁気シールド層と、磁気抵抗効果層とを備え、磁気記録
媒体への情報の記録や磁気記録媒体からの情報の再生を
行う磁気ヘッドにおいて、前記磁気シールド層に、前記
反強磁性層による前記強磁性層への交換相互作用を抑制
する分離層を少なくとも一層形成したことを特徴とする
磁気ヘッド。
3. A magnetic recording medium comprising: a magnetic shield layer having a plurality of antiferromagnetic layers and a plurality of ferromagnetic layers stacked; and a magnetoresistive layer, for recording information on a magnetic recording medium and reproducing information from the magnetic recording medium. The magnetic head according to claim 1, wherein at least one separation layer for suppressing exchange interaction between the antiferromagnetic layer and the ferromagnetic layer is formed on the magnetic shield layer.
【請求項4】 請求項3に記載の磁気ヘッドにおいて、
前記反強磁性層により交換相互作用を受ける強磁性層の
飽和磁束密度と該強磁性層の層厚との積の総和が、前記
反強磁性層により交換相互作用を受けない他の強磁性層
の飽和磁束密度と該他の強磁性層の層厚との積の総和に
等しいことを特徴とする磁気ヘッド。
4. The magnetic head according to claim 3, wherein
The sum of the product of the saturation magnetic flux density of the ferromagnetic layer subjected to the exchange interaction by the antiferromagnetic layer and the thickness of the ferromagnetic layer is equal to that of another ferromagnetic layer not subjected to the exchange interaction by the antiferromagnetic layer. A magnetic head characterized by being equal to the sum of the products of the saturation magnetic flux density and the thickness of the other ferromagnetic layer.
JP26083299A 1999-09-14 1999-09-14 Magnetic head and its manufacture Pending JP2001084529A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26083299A JP2001084529A (en) 1999-09-14 1999-09-14 Magnetic head and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26083299A JP2001084529A (en) 1999-09-14 1999-09-14 Magnetic head and its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001084529A true JP2001084529A (en) 2001-03-30

Family

ID=17353387

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26083299A Pending JP2001084529A (en) 1999-09-14 1999-09-14 Magnetic head and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001084529A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8958176B2 (en) 2010-12-22 2015-02-17 HGST Netherlands B.V Write head pole laminate structure

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8958176B2 (en) 2010-12-22 2015-02-17 HGST Netherlands B.V Write head pole laminate structure

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002183915A (en) Two-element type reproducing sensor, perpendicular magnetic recording/reproducing thin-film magnetic head, and perpendicular magnetic recording/reproducing device
JP2009259354A (en) Magnetic head and manufacturing method thereof
JP2001176028A (en) Thin film magnetic head and method of producing the same
US20090080125A1 (en) Magnetic head
JP4185528B2 (en) Thin film magnetic head
JP2007531178A (en) Stabilizer for magnetoresistive head and manufacturing method
JP2001118217A (en) Spin valve type thin-film magnetic device, thin-film magnetic head, and manufacturing method of spin valve thin-film magnetic device
JP2006139886A (en) Magnetoresistive effect magnetic head and its manufacturing method
JP2002298314A (en) Thin film magnetic head
JP2002246671A (en) Method of manufacturing magnetic detection element
JP2008153295A (en) Magnetoresistance effect element, magnetic head, and magnetic storage device
KR20020013577A (en) Spin bulb magnetoresistance effect head and compound magnetic head and compound magnetic head using it and magnetic recording medium drive unit
JP2000215421A (en) Spin valve thin film magnetic element, thin film magnetic head, and production of spin valve thin film magnetic element
US20050174700A1 (en) Magnetic head and apparatus for recording/reproducing magnetic information using the same
JP3984839B2 (en) Magnetoresistive head
KR100277375B1 (en) Spin valve type thin film element and its manufacturing method
JPH0944819A (en) Magnetic conversion element and thin-film magnetic head
JPH1091920A (en) Magneto-resistance effect type head
JPH10149513A (en) Magneto-resistive composite head
JP2001067862A (en) Magnetic memory element
JP2001084529A (en) Magnetic head and its manufacture
JP2002032904A (en) Magnetic head and magnetic information recording/ reproducing device using the same
JPH06325329A (en) Thin film magnetic head
JP2008047795A (en) Magnetro-resistance effect element and its manufacturing method
JP2004128026A (en) Magnetoresistive effect element, magnetic head, magnetic recording device

Legal Events

Date Code Title Description
A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20041224