JP2001216614A - Magnetoresistive effect element - Google Patents

Magnetoresistive effect element

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JP2001216614A
JP2001216614A JP2000023483A JP2000023483A JP2001216614A JP 2001216614 A JP2001216614 A JP 2001216614A JP 2000023483 A JP2000023483 A JP 2000023483A JP 2000023483 A JP2000023483 A JP 2000023483A JP 2001216614 A JP2001216614 A JP 2001216614A
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film
magnetic
diffusion
thickness
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JP2000023483A
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Japanese (ja)
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Hitoshi Kishi
均 岸
Atsushi Tanaka
厚志 田中
Reiko Kondo
玲子 近藤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetoresistive effect element dealing with the request of high sensitivity and micronized size by suppressing the expansion of effective core width. SOLUTION: The magnetoresistive effect element consists of one or more magnetic material layers 1 magnetized to one direction and a diffusion material layer 5 consisting of a non-magnetic material is provided on a part except an external signal reading part so as to come into contact with the part. The magnetic layer 1 directly under the diffusion material layer 5 is specified to be a diffusion layer 7 in which elements of the diffusion material layer 5 are diffused.

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】本発明は磁気抵抗効果素子に
関するものであり、特に、ハードディスクドライブ(H
DD)等の磁気記録装置の再生ヘッド(リードヘッド)
に用いるオーバーレイド構造の磁気抵抗効果素子におけ
る実効コア幅の増大を抑制するための構成に特徴のある
磁気抵抗効果素子に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive effect element, and more particularly to a hard disk drive (H
Reproduction head (read head) for magnetic recording devices such as DD)
The present invention relates to a magnetoresistive element characterized by a configuration for suppressing an increase in the effective core width in a magnetoresistive element having an overlaid structure used for the present invention.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュータの外部記憶装置であ
るハードディスク装置等の小型化,大容量化の要請の高
まりに伴い、リードヘッド素子の高感度化・微細化が求
められており、一般的な見方では、40Gbit/in
ch2 (≒6.2Gbit/cm2 )の記録密度を実現
するためには磁気記録媒体に記録されるトラックの幅は
0.3μmになると予想されている。
2. Description of the Related Art In recent years, as demands for miniaturization and large capacity of a hard disk device or the like as an external storage device of a computer have increased, read head elements have been required to have high sensitivity and fineness. From a viewpoint, 40 Gbit / in
In order to achieve a recording density of ch 2 (≒ 6.2 Gbit / cm 2 ), the width of a track recorded on a magnetic recording medium is expected to be 0.3 μm.

【0003】ここで、図8を参照して、従来のリードヘ
ッドを構成するスピンバルブ膜を用いた磁気抵抗効果素
子を説明する。 図8参照 図8は、従来の磁気抵抗効果素子の概略的断面図であ
り、スライダーの母体となるAl2 3 −TiC基板上
に、Al2 3 膜を介してNiFe合金等からなる下部
磁気シールド層(いずれも図示せず)を設け、Al2
3 等の下部リードギャップ層41及びTa層42を介し
て、フリー層43、中間層44、ピンド層45、及び、
反強磁性層46からなるスピンバルブ膜を設け、このス
ピンバルブ膜を所定の形状にパターニングしたのち、ス
ピンバルブ膜の両端にCoCrPt等の高保磁力膜から
なるハードバイアス層47を設け、次いで、W/Ti/
Ta多層膜等からなる導電膜を堆積させてリード電極4
8を形成する。次いで、図示を省略するものの、再び、
Al2 3 等の上部リードギャップ層を介してNiFe
合金等からなる上部磁気シールド層を設けることによっ
て、リードヘッドの基本構成が完成する。
Here, a magnetoresistive element using a spin valve film constituting a conventional read head will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a conventional magnetoresistive element. A lower portion made of a NiFe alloy or the like is interposed on an Al 2 O 3 —TiC substrate serving as a base of the slider via an Al 2 O 3 film. A magnetic shield layer (both not shown) is provided, and Al 2 O
The free layer 43, the intermediate layer 44, the pinned layer 45, and the lower read gap layer 41 and the Ta layer 42 such as 3
After providing a spin valve film composed of an antiferromagnetic layer 46 and patterning the spin valve film into a predetermined shape, a hard bias layer 47 composed of a high coercivity film such as CoCrPt is provided on both ends of the spin valve film. / Ti /
A conductive film composed of a Ta multilayer film or the like is deposited to form a lead electrode 4.
8 is formed. Then, although illustration is omitted, again,
NiFe through an upper read gap layer such as Al 2 O 3
By providing the upper magnetic shield layer made of an alloy or the like, the basic configuration of the read head is completed.

【0004】このリードヘッドにおける再生原理は、磁
気記録媒体等から外部磁場が印加された場合、磁化が固
定されていない強磁性体層、即ち、フリー(free)
層43の磁化方向が外部磁場に一致して自由に回転する
ため、磁化が固定された強磁性体層、即ち、ピンド(p
inned)層45の磁化方向と角度差を生ずることに
なる。
[0004] The principle of reproduction in this read head is that when an external magnetic field is applied from a magnetic recording medium or the like, a ferromagnetic layer whose magnetization is not fixed, that is, a free layer is used.
Since the magnetization direction of the layer 43 is freely rotated in accordance with the external magnetic field, the ferromagnetic layer having a fixed magnetization, that is, a pinned (p
(Need) An angle difference is generated between the magnetization direction of the layer 45 and the magnetization direction.

【0005】この角度差に依存して伝導電子のスピンに
依存した散乱が変化し、電気抵抗値が変化するので、こ
の電気抵抗値の変化をリード電極47から定電流のセン
ス電流を流すことによって電圧値の変化として検出する
ことによって、外部磁場の状況、即ち、磁気記録媒体か
らの信号磁場を取得するものであり、このスピンバルブ
膜を用いたリードヘッドの磁気抵抗変化率は約5%程度
となる。
Since the scattering depending on the spin of the conduction electrons changes depending on the angle difference and the electric resistance changes, the change in the electric resistance is determined by flowing a constant sense current from the lead electrode 47. The state of the external magnetic field, that is, the signal magnetic field from the magnetic recording medium is obtained by detecting the change in the voltage value, and the magnetoresistance change rate of the read head using this spin valve film is about 5%. Becomes

【0006】また、この様な磁気抵抗効果素子によっ
て、磁気記録媒体上に微細な幅で書き込まれたトラック
からの信号を、隣接するトラックの影響を受けずに読み
込むためにはリードヘッドのコア幅wを磁気記録媒体に
記録されたトラック幅よりも狭く形成する必要がある。
In order to read a signal from a track written on a magnetic recording medium with a fine width by using such a magnetoresistive element without being affected by an adjacent track, the core width of a read head is required. It is necessary to make w smaller than the track width recorded on the magnetic recording medium.

【0007】また、この様な磁気抵抗効果素子において
高感度化を目指す場合、スピンバルブ膜を構成するフリ
ー層43が単磁区にならないとバルクハウゼンノイズが
発生し、再生出力が大きく変動するので、フリー層43
の磁区を制御するためにハードバイアス層47を設けて
いる。
In order to increase the sensitivity of such a magnetoresistive element, Barkhausen noise occurs if the free layer 43 constituting the spin valve film does not form a single magnetic domain, and the reproduction output fluctuates greatly. Free layer 43
A hard bias layer 47 is provided to control the magnetic domain of the semiconductor device.

【0008】しかし、この場合、スピンバルブ膜の両側
のハードバイアス層47の接する近傍の領域の磁化が、
ハードバイアス層47からの巨大な磁界により固着され
てしまうため、フリー層43の両端部の0.1〜0.2
μm程度は磁気記録媒体からの磁界に対する反応が鈍く
なる不感帯49となり、実効的なコア幅は、外観的なコ
ア幅より0.2〜0.4μm程度小さくなってしまう。
However, in this case, the magnetization of the region near the hard bias layer 47 on both sides of the spin valve film becomes
Since the magnetic layer is fixed by a huge magnetic field from the hard bias layer 47, both ends of the free layer 43 are 0.1 to 0.2.
About μm is a dead zone 49 where the response to the magnetic field from the magnetic recording medium becomes dull, and the effective core width is smaller by about 0.2 to 0.4 μm than the apparent core width.

【0009】そのため、この外観的なコア幅は、実質的
に必要なコア幅より0.2〜0.4μm広く形成するこ
とが必要になり、幅が0.3μmのトラックを読み取ら
せるためには、0.8μm程度のコア幅が必要になる。
しかし、不感帯49での磁気抵抗変化は小さく、また、
スピンバルブ膜の電気抵抗はリード端子48に比べて遙
に大きいため、実際のコア幅を必要なコア幅よりも大き
くすることは磁気抵抗効果素子の出力を著しく低下させ
る結果となる。
For this reason, it is necessary to form the apparent core width 0.2 to 0.4 μm wider than the substantially required core width, and to read a track having a width of 0.3 μm. , A core width of about 0.8 μm is required.
However, the change in magnetoresistance in the dead zone 49 is small, and
Since the electrical resistance of the spin valve film is much higher than that of the lead terminal 48, making the actual core width larger than the required core width results in a significant decrease in the output of the magnetoresistive element.

【0010】現在、この様な不感帯49に伴う感度の低
下を回避するために、オーバーレイド構造の研究がなさ
れているので、この様なオーバーレイド構造を採用した
磁気抵抗効果素子を図9を参照して説明する。 図9参照 図9は、オーバーレイド構造の磁気抵抗効果素子の概略
的断面図であり、基本的構成は図8の磁気抵抗効果素子
と同様であるが、この様なオーバーレイド構造の磁気抵
抗効果素子の場合には、リード電極48の間隔に比べ
て、ハードバイアス層47の間隔を広くとる構造、即
ち、オーバーレイド構造を採用したものである。
At present, studies have been made on an overlay structure in order to avoid a decrease in sensitivity due to such a dead zone 49. A magnetoresistive element employing such an overlay structure is shown in FIG. I will explain. FIG. 9 is a schematic sectional view of a magneto-resistance effect element having an overlaid structure. The basic configuration is the same as that of the magneto-resistance effect element of FIG. In the case of the element, a structure in which the interval between the hard bias layers 47 is wider than the interval between the lead electrodes 48, that is, an overlaid structure is employed.

【0011】この様なオーバーレイド構造にすることに
よって、不感帯49が再生出力を検出するリード電極4
8から遠ざかるため、不感帯49には電流が流れず、そ
の結果、磁気記録媒体の磁界にスピンバルブ膜が十分反
応して効率良く出力を取り出すことができるため、感度
が向上することになる。
By adopting such an overlaid structure, the dead zone 49 can be used as the lead electrode 4 for detecting the reproduction output.
8, the current does not flow in the dead zone 49. As a result, the spin valve film sufficiently responds to the magnetic field of the magnetic recording medium and the output can be efficiently taken out, so that the sensitivity is improved.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかし、オーバーレイ
ド構造の磁気抵抗効果素子においても、リード電極の下
部となるスピンバルブ膜のフリー層43はハードバイア
ス層47の磁化によって完全に磁化方向が固着されてい
るわけではなく、外部磁界によって僅かながら磁化方向
を変えてしまい、結果として設計コア幅より、信号読み
取り幅である実効コア幅wが広がることになり、コア幅
の不要な増大を招き、隣接するトラックの影響を受ける
ことになる。
However, in the magnetoresistive element of the overlay structure, the magnetization direction of the free layer 43 of the spin valve film below the lead electrode is completely fixed by the magnetization of the hard bias layer 47. However, the magnetization direction is slightly changed by the external magnetic field, and as a result, the effective core width w, which is the signal reading width, becomes wider than the design core width. Track will be affected.

【0013】したがって、実効コア幅の広がりを抑制し
て高感度化・微細化の要請に応える磁気抵抗効果素子を
提供することを目的とする。
Accordingly, it is an object of the present invention to provide a magnetoresistive element which suppresses the expansion of the effective core width and responds to the demand for higher sensitivity and finer structure.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図1
(a)は、反強磁性層を上側にした場合の磁気抵抗効果
素子の概略的断面図であり、また、図1(b)は反強磁
性層を下側にした場合の磁気抵抗効果素子の概略的断面
図である。 図1(a)及び(b)参照 (1)本発明は、磁気抵抗効果素子において、一方向に
磁化された一層以上の磁性材料層1からなり、外部信号
読み取り部分以外の部分に、当該部分と接するように非
磁性材料からなる拡散材料層5を設けるとともに、拡散
材料層5に接する磁性材料層1を拡散材料層5の元素が
拡散した拡散層7とすることを特徴とする。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. FIG.
FIG. 1A is a schematic cross-sectional view of a magnetoresistive element in which an antiferromagnetic layer is on an upper side, and FIG. 1B is a magnetoresistive element in which an antiferromagnetic layer is on a lower side. It is a schematic sectional drawing of. 1 (a) and 1 (b) (1) The present invention relates to a magnetoresistive effect element comprising one or more magnetic material layers 1 magnetized in one direction, and a portion other than an external signal reading portion. And a diffusion material layer 5 made of a non-magnetic material is provided so as to be in contact with the diffusion material layer 5, and the diffusion layer 7 in which the elements of the diffusion material layer 5 are diffused is provided.

【0015】この様に、磁性材料の磁気特性は組成に非
常に敏感であるので、外部信号読み取り部分以外の部分
にAu等の非磁性材料の元素を拡散させることによっ
て、磁性材料層1の磁気特性を劣化させることができ、
それによって設計コア幅以外の領域における感磁性をな
くすことができる。
As described above, since the magnetic properties of the magnetic material are very sensitive to the composition, the element of the non-magnetic material such as Au is diffused into a portion other than the external signal reading portion, so that the magnetic property of the magnetic material layer 1 is increased. Characteristics can be degraded,
Thereby, the magnetic sensitivity in a region other than the design core width can be eliminated.

【0016】また、本発明は、上記(1)において、一
層以上の磁性材料層1が、異方性磁気抵抗(AMR:A
nisotropy Magneto−Resisti
vity)膜或いは人工格子膜のいずれかであることを
特徴とする。即ち、AMR膜或いは人工格子膜における
設計コア幅以外の周辺領域にAu等の非磁性材料の元素
を拡散させることによって、AMR膜或いは人工格子膜
の磁気特性を劣化させることができる。
Further, according to the present invention, in the above (1), one or more magnetic material layers 1 may have an anisotropic magnetoresistance (AMR: AMR).
Nisotropic Magneto-Resisti
vity) film or an artificial lattice film. That is, by diffusing an element of a nonmagnetic material such as Au into a peripheral region other than the design core width in the AMR film or the artificial lattice film, the magnetic characteristics of the AMR film or the artificial lattice film can be deteriorated.

【0017】(2)また、本発明は、磁気抵抗効果素子
において、非磁性材料からなる中間層2の両側に一方向
に磁化された一層以上の磁性材料層3を設けるととも
に、一方の側の磁性材料層3に接するように反強磁性層
4を設け、外部信号読み取り部分以外の部分に、当該部
分の反強磁性層4或いは他方の側の磁性材料層1のいず
れかと接するように非磁性材料からなる拡散材料層5を
設けるとともに、拡散材料層5に接する反強磁性層4或
いは他方の側の磁性材料層1のいずれかを拡散材料層5
の元素が拡散した拡散層6,7とすることを特徴とす
る。
(2) Further, according to the present invention, in a magnetoresistance effect element, one or more magnetic material layers 3 magnetized in one direction are provided on both sides of an intermediate layer 2 made of a nonmagnetic material, An antiferromagnetic layer 4 is provided so as to be in contact with the magnetic material layer 3, and a portion other than the external signal reading portion is non-magnetic so as to be in contact with either the antiferromagnetic layer 4 in the portion or the magnetic material layer 1 on the other side. A diffusion material layer 5 made of a material is provided, and either the antiferromagnetic layer 4 in contact with the diffusion material layer 5 or the magnetic material layer 1 on the other side is connected to the diffusion material layer 5.
Are formed as diffusion layers 6 and 7 in which the above elements are diffused.

【0018】この様に、一方の側の磁性材料層3、即
ち、ピンド層に接するように設けた反強磁性層4、或い
は、他方の側の磁性材料層1、即ち、フリー層のいずれ
かにAu等の非磁性材料の元素を拡散することによっ
て、反強磁性層4の反強磁性特性を無くしたり或いはフ
リー層の磁気特性を劣化させることができ、それによっ
て、設計コア幅と実効コア幅を一致させることができ
る。
As described above, one of the magnetic material layer 3 on one side, that is, the antiferromagnetic layer 4 provided in contact with the pinned layer, and the magnetic material layer 1 on the other side, that is, the free layer By diffusing an element of a nonmagnetic material such as Au, the antiferromagnetic properties of the antiferromagnetic layer 4 can be eliminated or the magnetic properties of the free layer can be degraded. The width can be matched.

【0019】また、本発明は、上記(2)において、非
磁性材料からなる中間層2が、非磁性金属層からなるこ
とを特徴とする。即ち、本発明は、スピンバルブ素子に
適用することによって、スピンバルブ素子の設計コア幅
と実効コア幅を一致させることができる。
Further, the present invention is characterized in that, in the above (2), the intermediate layer 2 made of a non-magnetic material is made of a non-magnetic metal layer. That is, by applying the present invention to a spin valve element, it is possible to make the designed core width and the effective core width of the spin valve element coincide.

【0020】また、本発明は、上記(2)において、非
磁性材料からなる中間層2が、非磁性金属層及び非磁性
金属層に接する酸化絶縁材料層からなることを特徴とす
る。即ち、本発明は、強磁性トンネル接合構造を有する
素子(TMR素子)に適用することによって、TMR素
子の設計コア幅と実効コア幅を一致させることができ
る。
Further, the present invention is characterized in that, in the above (2), the intermediate layer 2 made of a nonmagnetic material comprises a nonmagnetic metal layer and an oxide insulating material layer in contact with the nonmagnetic metal layer. That is, by applying the present invention to an element (TMR element) having a ferromagnetic tunnel junction structure, the design core width and the effective core width of the TMR element can be matched.

【0021】(3)また、本発明は、上記(1)または
(2)において、拡散材料層5が、Pt,Pd,Au,
Ag,Cu,Ir,Rh,Ni,Fe,Cr,Coのう
ちの一種類または2種類以上のいずれかからなることを
特徴とする。
(3) In the present invention, in the above (1) or (2), the diffusion material layer 5 is made of Pt, Pd, Au,
It is characterized by being made of one or more of Ag, Cu, Ir, Rh, Ni, Fe, Cr and Co.

【0022】この様に、磁気特性をなくす或いは劣化さ
せる拡散元素としては、Pt,Pd,Au,Ag,C
u,Ir,Rh,Ni,Fe,Cr,Coのうちの一種
類または2種類以上のいずれかが好適である。特に、磁
性材料層1がNi,Fe,Coからなる場合、磁気特性
を劣化させる元素としては、Au,Ag,Cu,Ni,
Fe,Coのうちの一種類または2種類以上のいずれか
が好適であり、また、反強磁性層4がPt,Pd,A
u,Ag,Cu,Ir,Rh,Ni,Fe,Crのうち
の一種類または2種類以上とMnとの合金材料からなる
場合、反強磁性特性をなくす拡散元素としては、Pt,
Pd,Au,Ag,Cu,Ir,Rh,Ni,Fe,C
rが好適である。
As described above, Pt, Pd, Au, Ag, C
One of at least one of u, Ir, Rh, Ni, Fe, Cr, and Co is preferable. In particular, when the magnetic material layer 1 is made of Ni, Fe, and Co, the elements that degrade the magnetic properties include Au, Ag, Cu, Ni, and Ni.
One or more of Fe and Co are suitable, and the antiferromagnetic layer 4 is made of Pt, Pd, A
When one or more of u, Ag, Cu, Ir, Rh, Ni, Fe, and Cr is made of an alloy material with Mn, the diffusion element that eliminates the antiferromagnetic properties is Pt,
Pd, Au, Ag, Cu, Ir, Rh, Ni, Fe, C
r is preferred.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】ここで、図2及び図3を参照し
て、本発明の第1の実施の形態の製造工程を説明する。 図2(a)参照 まず、Al2 3 −TiC基板上にスパッタリング法を
用いて厚さ2μmのAl2 3 膜を堆積させたのち、選
択電解メッキ法を用いて、100〔Oe〕の磁界を印加
しながら、厚さが、1〜3μm、例えば、3μmのNi
Fe膜を形成して下部磁気シールド層(いずれも図示せ
ず)とし、次いで、スパッタリング法を用いて、厚さ
が、例えば、500ÅのAl2 3 膜を堆積させたの
ち、イオンミリング法によって所定形状にパターニング
することによって下部リードギャップ層11を形成し、
次いで、磁気抵抗効果素子を構成するためのスピンバル
ブ膜を堆積させる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A manufacturing process according to a first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS. Referring to FIG. 2A, first, an Al 2 O 3 film having a thickness of 2 μm is deposited on an Al 2 O 3 —TiC substrate by a sputtering method, and then 100 [Oe] is deposited by a selective electrolytic plating method. While applying a magnetic field, Ni having a thickness of 1 to 3 μm, for example, 3 μm.
An Fe film is formed to form a lower magnetic shield layer (none is shown). Then, an Al 2 O 3 film having a thickness of, for example, 500 ° is deposited by sputtering, and then ion milling is performed. The lower read gap layer 11 is formed by patterning into a predetermined shape,
Next, a spin valve film for forming a magnetoresistive element is deposited.

【0024】このスピンバルブ膜としては、例えば、8
0〔Oe〕の磁界を印加しながらスパッタリング法を用
いて、下地層となる厚さが、例えば、50ÅのTa層1
2を形成したのち、厚さが、例えば、40ÅのNiFe
フリー層13、厚さが、例えば、25ÅのCoFeフリ
ー層14、厚さが、例えば、25ÅのCu中間層15、
厚さが、例えば、25ÅのCoFeピンド層16、及
び、厚さが20〜300Å、例えば、250ÅのPdP
tMn膜反強磁性層17を順次積層させて形成する。
As the spin valve film, for example, 8
By applying a magnetic field of 0 [Oe] and using a sputtering method, the thickness of the Ta layer
2 is formed, and the thickness is, for example, 40 ° NiFe.
A free layer 13, a CoFe free layer 14 having a thickness of, for example, 25 °, a Cu intermediate layer 15 having a thickness of, for example, 25 °,
For example, a CoFe pinned layer 16 having a thickness of 25 ° and a PdP layer having a thickness of 20 to 300 °, for example, 250 °
The tMn film antiferromagnetic layer 17 is formed by sequentially laminating.

【0025】なお、この場合のNiFeの組成は、例え
ば、Ni81Fe19であり、CoFeの組成は、例えば、
Co90Fe10であり、また、PdPtMnの組成は、例
えば、Pd31Pt17Mn52である。また、この場合、印
加する磁界の大きさは、NiFeフリー層13に異方性
を付与できる程度の大きさである必要があるが、過大な
場合には、スパッタリング法によって堆積させる膜厚の
分布に悪影響を与えることになる。
In this case, the composition of NiFe is, for example, Ni 81 Fe 19 , and the composition of CoFe is, for example,
Co 90 Fe 10 , and the composition of PdPtMn is, for example, Pd 31 Pt 17 Mn 52 . In this case, the magnitude of the applied magnetic field needs to be large enough to give anisotropy to the NiFe free layer 13, but if it is excessive, the distribution of the film thickness deposited by the sputtering method. Will be adversely affected.

【0026】引き続いて、厚さが、20〜500Å、例
えば、400ÅのAu層18を堆積させたのち、スピン
バルブ膜の外部磁界読み取り領域となる以外の領域にレ
ジスト膜(図示せず)を形成し、スピンバルブ膜の外部
磁界読み取り領域上のAu層18を除去し、次いで、レ
ジスト層を除去する。なお、この場合のAu層18の除
去幅は、40Gbit/inch2 (≒6.2Gbit
/cm2 )の記録密度を実現するためには0.25μm
とする。
Subsequently, after depositing an Au layer 18 having a thickness of 20 to 500 Å, for example, 400 Å, a resist film (not shown) is formed in a region other than an external magnetic field reading region of the spin valve film. Then, the Au layer 18 on the external magnetic field reading region of the spin valve film is removed, and then the resist layer is removed. In this case, the removal width of the Au layer 18 is 40 Gbit / inch 2 (≒ 6.2 Gbit).
/ Cm 2 ) to achieve a recording density of 0.25 μm
And

【0027】図2(b)参照 次いで、再びスパッタリング法を用いて全面に酸化防止
膜となるTa層19を、厚さが、例えば、60Åになる
ように堆積させたのち、1×10-4Pa以下、例えば、
1×10-5Paの真空中において、成膜時に印加した磁
界と直交する方向の100〔Oe〕以上、例えば、25
00〔Oe〕の直流磁場を印加しながら、真空中で25
0〜280℃、例えば、280℃で0.5〜5時間、例
えば、3時間の熱処理を行う。なお、この場合、280
℃の熱処理工程において、Cu中間層15を構成するC
uとNiFeフリー層13との間の相互拡散が生じない
ように、両者の間にバリア層となるCoFeフリー層1
4を設けてフリー層を2層構造としている。
Next, as shown in FIG. 2B, a Ta layer 19 serving as an antioxidant film is deposited on the entire surface again by sputtering to a thickness of, for example, 60 °, and then 1 × 10 -4. Pa or less, for example,
In a vacuum of 1 × 10 −5 Pa, 100 [Oe] or more in a direction orthogonal to the magnetic field applied during film formation, for example, 25
While applying a DC magnetic field of 00 [Oe], 25
Heat treatment is performed at 0 to 280 ° C, for example, 280 ° C for 0.5 to 5 hours, for example, 3 hours. In this case, 280
In the heat treatment step of C.degree.
The CoFe free layer 1 serving as a barrier layer between the u and the NiFe free layer 13 so that no mutual diffusion occurs between them.
4 to form a two-layer free layer.

【0028】この磁場を印加した状態における熱処理に
よって、PdPtMn反強磁性層17の磁化方向を印加
した直流磁場の方向として、CoFeピンド層16の磁
化方向を固定するとともに、Au層18からPdPtM
n反強磁性層17にAuを拡散してスピンバルブ膜の外
部磁界読み取り領域となる以外の領域をAu拡散層20
として反強磁性特性を失わせる。したがって、外部磁界
読み取り領域となる以外の領域において磁気抵抗変化が
発生することがない。
By the heat treatment in the state where the magnetic field is applied, the magnetization direction of the CoFe pinned layer 16 is fixed as the direction of the DC magnetic field to which the magnetization direction of the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 is applied.
The region other than the region where the external magnetic field is read out of the spin valve film by diffusing Au into the n anti-ferromagnetic layer 17 is removed.
As a result, the antiferromagnetic properties are lost. Therefore, no change in magnetoresistance occurs in a region other than the external magnetic field reading region.

【0029】図2(c)参照 次いで、レジストパターン21をマスクとしてArイオ
ンを用いたイオンミリングを施すことによって、スピン
バルブ膜、Au層18、及び、Ta層19の露出部を除
去してスピンバルブ素子を形成する。次いで、スパッタ
リング法を用いて全面に、厚さが10〜500Å、例え
ば、200ÅのCoCrPt膜からなるハードバイアス
層22を堆積させる。なお、この場合のハードバイアス
層22を構成するCoCrPtの組成は、例えば、Co
78Cr10Pt12である。
Next, by performing ion milling using Ar ions by using the resist pattern 21 as a mask, the exposed portions of the spin valve film, the Au layer 18 and the Ta layer 19 are removed, and the spin pattern is removed. Form a valve element. Next, a hard bias layer 22 made of a CoCrPt film having a thickness of 10 to 500 Å, for example, 200 Å is deposited on the entire surface by sputtering. In this case, the composition of CoCrPt constituting the hard bias layer 22 is, for example, Co
78 Cr 10 Pt 12 .

【0030】図3(d)参照 次いで、リフトオフ法によってレジストパターン21と
共に、レジストパターン21上に堆積したハードバイア
ス層22を除去したのち、再び、スパッタリング法を用
いてリード電極を構成するために厚さが、例えば、10
0nm(=1000Å)のAl膜23を全面に堆積させ
る。
Next, after the hard bias layer 22 deposited on the resist pattern 21 is removed together with the resist pattern 21 by a lift-off method, a thick electrode is again formed by a sputtering method to form a lead electrode. For example, 10
An Al film 23 of 0 nm (= 1000 °) is deposited on the entire surface.

【0031】図3(e)参照 次いで、コア幅に対応する開口部を有するレジストパタ
ーン24をマスクとしてArイオンを用いたイオンミリ
ングを施すことによって、Al層23を露出部を除去す
ることによってリード電極25を形成する。
Referring to FIG. 3E, the Al layer 23 is subjected to ion milling using Ar ions by using a resist pattern 24 having an opening corresponding to the core width as a mask, thereby removing the exposed portion of the Al layer 23 to thereby obtain a lead. An electrode 25 is formed.

【0032】図3(f)参照 次いで、レジストパターン24を除去したのち、以降は
図示を省略するものの、再び、スパッタリング法によっ
て、厚さが、例えば、500ÅのAl2 3 膜を堆積し
たのち、イオンミリング法を用いて所定形状にパターニ
ングすることによって上部リードギャップ層を形成し、
次いで、選択電解メッキ法によって、厚さが1〜3μ
m、例えば、3μmのNiFe膜を成膜して上部磁気シ
ールド層とすることによってシングルスピンバルブ素子
を磁気抵抗効果素子としたMRヘッドの基本構成が完成
する。
Next, after removing the resist pattern 24, although not shown, an Al 2 O 3 film having a thickness of, for example, 500 ° is deposited again by a sputtering method, after which the illustration is omitted. Forming an upper read gap layer by patterning into a predetermined shape using an ion milling method,
Then, the thickness is 1-3 μm by selective electrolytic plating.
The basic configuration of the MR head using a single spin valve element as a magnetoresistive effect element is completed by forming a NiFe film having a thickness of m, for example, 3 μm to form an upper magnetic shield layer.

【0033】この様に、本発明の第1の実施の形態にお
いては、反強磁性特性が組成に非常に敏感なことを利用
してPdPtMn反強磁性層17の外部磁界読み取り領
域となる以外の領域にAuを拡散して反強磁性特性を失
わせているので、Au拡散層20においてピンニング力
が激減し、この領域において磁気抵抗変化が発生するこ
とがなくなり、設計コア幅と実効コア幅とがほぼ一致す
ることになり、狭いコア幅化と感度の向上の両立が可能
になる。
As described above, in the first embodiment of the present invention, the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 is used as an external magnetic field reading area by utilizing the fact that the antiferromagnetic property is very sensitive to the composition. Since Au is diffused into the region to lose the antiferromagnetic property, the pinning force is drastically reduced in the Au diffusion layer 20, and no change in magnetoresistance occurs in this region. Are almost the same, and it is possible to achieve both narrower core width and improved sensitivity.

【0034】次に、図4を参照して、スピンバルブ膜の
積層順序を反対にした本発明の第2の実施の形態を説明
するが、積層順序を除いた基本的な製造工程は上記の第
1の実施の形態と全く同様であるので、図示は簡略化す
る。 図4参照 図4は、本発明の第2の実施の形態のMRヘッドの概略
的断面図であり、まず、Al2 3 −TiC基板上にス
パッタリング法を用いて厚さ2μmのAl2 3 膜を堆
積させたのち、選択電解メッキ法を用いて、100〔O
e〕の磁界を印加しながら、厚さが、1〜3μm、例え
ば、3μmのNiFe膜を形成して下部磁気シールド層
(いずれも図示せず)とし、次いで、スパッタリング法
を用いて、厚さが、例えば、500ÅのAl2 3 膜を
堆積させたのち、イオンミリング法によって所定形状に
パターニングすることによって下部リードギャップ層1
1を形成し、次いで、磁気抵抗効果素子を構成するため
のスピンバルブ膜を堆積させる。
Next, referring to FIG.
A second embodiment of the present invention in which the stacking order is reversed will be described.
However, the basic manufacturing process excluding the lamination order is
Since it is completely the same as the first embodiment, the illustration is simplified.
You. FIG. 4 is a schematic diagram of an MR head according to a second embodiment of the present invention.
FIG.TwoOThree-Switch on TiC substrate
Al with a thickness of 2 μm using the sputtering methodTwoO ThreePile membrane
After that, 100 [O
e) while applying the magnetic field, the thickness is 1 to 3 μm, for example.
For example, a 3 μm NiFe film is formed to form a lower magnetic shield layer.
(Neither is shown) and then sputtering
And the thickness is, for example, 500 °TwoOThreeMembrane
After being deposited, it is formed into a predetermined shape by ion milling.
Lower read gap layer 1 by patterning
1 and then to form a magnetoresistive element
Is deposited.

【0035】この第2の実施の形態におけるスピンバル
ブ膜としては、例えば、80〔Oe〕の磁界を印加しな
がらスパッタリング法を用いて、下地層となる厚さが、
例えば、50ÅのTa層12及び50ÅのNiFe層
(図示を省略)を形成したのち、厚さが20〜300
Å、例えば、250ÅのPdPtMn膜反強磁性層1
7、厚さが、例えば、25ÅのCoFeピンド層16、
厚さが、例えば、25ÅのCu中間層15、厚さが、例
えば、25ÅのCoFeフリー層14、及び、厚さが、
例えば、40ÅのNiFeフリー層13、を順次積層さ
せて形成する。
As the spin valve film according to the second embodiment, for example, the thickness serving as an underlayer is formed by sputtering while applying a magnetic field of 80 [Oe].
For example, after forming a 50 ° Ta layer 12 and a 50 ° NiFe layer (not shown), the thickness is 20 to 300 mm.
{, For example, 250 ° PdPtMn film antiferromagnetic layer 1
7, a CoFe pinned layer 16 having a thickness of, for example, 25 °,
The thickness is, for example, a Cu intermediate layer 15 having a thickness of 25 °, the thickness is, for example, a CoFe free layer 14 having a thickness of 25 °, and the thickness is, for example,
For example, it is formed by sequentially laminating a 40 ° NiFe free layer 13.

【0036】以降は、上記の第1の実施の形態と同様
に、厚さが、250〜500Å、例えば、400ÅのA
u層18を堆積させたのち、スピンバルブ膜の外部磁界
読み取り領域となる以外の領域にレジスト層(図示せ
ず)を形成し、スピンバルブ膜の幅が、例えば、0.2
5μmの外部磁界読み取り領域上のAu層18を除去
し、次いで、レジスト層を除去する。
Thereafter, similarly to the first embodiment, the thickness is 250 to 500 °, for example, 400 ° A.
After the u-layer 18 is deposited, a resist layer (not shown) is formed in a region other than the region for reading the external magnetic field of the spin valve film.
The Au layer 18 on the external magnetic field reading area of 5 μm is removed, and then the resist layer is removed.

【0037】次いで、再びスパッタリング法を用いて全
面に酸化防止膜となるTa層19を、厚さが、例えば、
60Åになるように堆積させたのち、1×10-4Pa以
下、例えば、1×10-5Paの真空中において、成膜時
に印加した磁界と直交する方向の100〔Oe〕以上、
例えば、2500〔Oe〕の直流磁場を印加しながら、
真空中で250〜280℃、例えば、280℃で30〜
300分、例えば、180分間の熱処理を行う。
Next, a Ta layer 19 serving as an antioxidant film is formed on the entire surface again by the sputtering method.
After being deposited at 60 °, in a vacuum of 1 × 10 −4 Pa or less, for example, 1 × 10 −5 Pa, at least 100 [Oe] in a direction orthogonal to the magnetic field applied at the time of film formation,
For example, while applying a DC magnetic field of 2500 [Oe],
250-280 ° C. in vacuum, for example 30-280 ° C.
Heat treatment is performed for 300 minutes, for example, 180 minutes.

【0038】この磁場を印加した状態における熱処理に
よって、NiFeフリー層13及びCoFeフリー層1
4にAu層18からAuを拡散してスピンバルブ膜の外
部磁界読み取り領域となる以外の領域をAu拡散層26
として磁気特性を劣化させる。したがって、外部磁界読
み取り領域となる以外の領域において、Cu中間層15
との界面での磁化方向による電子散乱が発生しなくな
り、磁気抵抗変化が抑制される。
By the heat treatment in the state where the magnetic field is applied, the NiFe free layer 13 and the CoFe free layer 1
The region other than the region where the Au magnetic field is read out of the spin valve film by diffusing Au from the Au layer 18 to the Au
Degrades magnetic characteristics. Therefore, in an area other than the external magnetic field reading area, the Cu intermediate layer 15
Electron scattering due to the magnetization direction at the interface with the substrate does not occur, and the change in magnetoresistance is suppressed.

【0039】次いで、レジストパターン(図示を省略)
をマスクとしてArイオンを用いたイオンミリングを施
すことによって、スピンバルブ膜、Au層18、及び、
Ta層19の露出部を除去してスピンバルブ素子を形成
する。次いで、スパッタリング法を用いて全面に、厚さ
が10〜500Å、例えば、200ÅのCoCrPt膜
からなるハードバイアス層22を堆積させる。
Next, a resist pattern (not shown)
Milling using Ar ions as a mask, the spin valve film, the Au layer 18, and
The exposed portion of the Ta layer 19 is removed to form a spin valve element. Next, a hard bias layer 22 made of a CoCrPt film having a thickness of 10 to 500 Å, for example, 200 Å is deposited on the entire surface by sputtering.

【0040】次いで、リフトオフ法によってレジストパ
ターンと共に、レジストパターン上に堆積したハードバ
イアス層22を除去したのち、再び、スパッタリング法
を用いてリード電極を構成するために厚さが、例えば、
1000ÅのAl膜を全面に堆積させる。
Next, after removing the hard bias layer 22 deposited on the resist pattern together with the resist pattern by a lift-off method, the thickness of the lead electrode is again set by using a sputtering method, for example.
A 1000 ° Al film is deposited on the entire surface.

【0041】次いで、コア幅に対応する開口部を有する
レジストパターンをマスクとしてArイオンを用いたイ
オンミリングを施すことによって、Al層を露出部を除
去することによってリード電極25を形成したのち、レ
ジストパターンを除去し、次いで、再び、スパッタリン
グ法によって、厚さが、例えば、500ÅのAl2 3
膜を堆積したのち、イオンミリング法を用いて所定形状
にパターニングすることによって上部リードギャップ層
を形成し、次いで、選択電解メッキ法によって、厚さが
1〜3μm、例えば、3μmのNiFe膜を成膜して上
部磁気シールド層とすることによってシングルスピンバ
ルブ素子を磁気抵抗効果素子としたMRヘッドの基本構
成が完成する。
Next, an opening corresponding to the core width is provided.
Using Ar ions with the resist pattern as a mask
By performing on-milling, the exposed portion of the Al layer is removed.
After forming the lead electrode 25 by removing,
The distaste pattern is removed and then sputtered again.
The thickness is, for example, 500 °TwoO Three
After depositing the film, the desired shape is formed using the ion milling method.
By patterning the upper lead gap layer
Is formed, and then the thickness is reduced by selective electrolytic plating.
After forming a 1-3 μm, for example, 3 μm, NiFe film,
Single spin bar
Basic structure of an MR head using a lube element as a magnetoresistive element.
The result is completed.

【0042】この様に、本発明の第2の実施の形態にお
いては、磁性材料の磁気特性が組成に非常に敏感なこと
を利用してNiFeフリー層13及びCoFeフリー層
14の外部磁界読み取り領域となる以外の領域にAuを
拡散して磁気特性を劣化させているので、Au拡散層2
6とCu中間層15との界面での磁化方向による電子散
乱が発生しなくなり、磁気抵抗変化が抑制され、設計コ
ア幅と実効コア幅とがほぼ一致することになり、狭いコ
ア幅化と感度の向上の両立が可能になる。
As described above, in the second embodiment of the present invention, the external magnetic field reading area of the NiFe free layer 13 and the CoFe free layer 14 is utilized by utilizing the fact that the magnetic properties of the magnetic material are very sensitive to the composition. Since Au is diffused into a region other than the region to deteriorate the magnetic characteristics, the Au diffusion layer 2
Electron scattering due to the magnetization direction at the interface between the Cu 6 and the Cu intermediate layer 15 does not occur, the change in magnetoresistance is suppressed, and the design core width and the effective core width almost coincide with each other. Can be improved at the same time.

【0043】次に、図5を参照して、磁気抵抗効果素子
としてスピンバルブ素子の代わりに異方性磁気抵抗効果
素子(AMR素子)を用いた本発明の第3の実施の形態
を説明するが、AMR素子の形成工程以外は、上記第1
の実施の形態と同様であるので、製造工程の説明は省略
する。 図5参照 図5は、本発明の第3の実施の形態の概略的断面図であ
り、Al2 3 からなる下部リードギャップ層11の上
に、Ta層12を介して、厚さが、例えば、50ÅのN
iFeからなるバイアス付与層27、厚さが、例えば、
50ÅのAl23 層28、及び、例えば、厚さが10
0ÅのNiFe磁気抵抗層29を順次堆積させ、Au層
18からNiFe磁気抵抗層29にAuを拡散してAu
拡散層30を形成したものである。なお、この場合のバ
イアス付与層27とNiFe磁気抵抗層29の組成は、
例えば、Ni81Fe19とする。
Next, a third embodiment of the present invention using an anisotropic magnetoresistive element (AMR element) instead of a spin valve element as a magnetoresistive element will be described with reference to FIG. However, except for the step of forming the AMR element,
Therefore, the description of the manufacturing process will be omitted. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a third embodiment of the present invention. The thickness of a lower read gap layer 11 made of Al 2 O 3 is For example, 50 ° N
The bias applying layer 27 made of iFe has a thickness of, for example,
A 50 ° Al 2 O 3 layer 28 and, for example, a thickness of 10
0 ° NiFe magnetoresistive layer 29 is sequentially deposited, and Au is diffused from the Au layer 18 to the NiFe magnetoresistive layer 29 to form Au.
The diffusion layer 30 is formed. In this case, the compositions of the bias applying layer 27 and the NiFe magnetoresistive layer 29 are as follows:
For example, Ni 81 Fe 19 is used.

【0044】この第3の実施の形態においても、NiF
e磁気抵抗層29の外部磁界読み取り領域となる以外の
領域にAuを拡散して磁気特性を劣化させているので、
Au拡散層30における磁気抵抗変化が抑制され、設計
コア幅と実効コア幅とがほぼ一致することになり、狭い
コア幅化と感度の向上の両立が可能になる。
Also in the third embodiment, NiF
Since the Au is diffused into a region other than the external magnetic field reading region of the e-magnetoresistive layer 29 to deteriorate the magnetic characteristics,
The change in the magnetoresistance in the Au diffusion layer 30 is suppressed, and the design core width and the effective core width substantially match, so that it is possible to achieve both narrower core width and improved sensitivity.

【0045】次に、図6を参照して、磁気抵抗効果素子
としてスピンバルブ素子の代わりにトンネル磁気抵抗効
果素子(TMR素子)を用いた本発明の第4の実施の形
態を説明するが、TMR素子の形成工程以外は、上記第
1の実施の形態と同様であるので、製造工程の説明は省
略する。 図6参照 図6は、本発明の第4の実施の形態の概略的断面図であ
り、Al2 3 からなる下部リードギャップ層11の上
に、Ta層12を介して、厚さが、例えば、40ÅのN
iFeフリー層31、厚さが、例えば、25ÅのCoF
eフリー層32、厚さが、例えば、25ÅのCu中間層
33、厚さが、例えば、13ÅのAl23 からなる酸
化層34、厚さが、例えば、25ÅのCoFeピンド層
35、及び、厚さが20〜300Å、例えば、250Å
のPdPtMn膜反強磁性層36を順次積層させたもの
である。
Next, a fourth embodiment of the present invention using a tunnel magnetoresistive element (TMR element) instead of a spin valve element as a magnetoresistive element will be described with reference to FIG. Except for the process of forming the TMR element, it is the same as the first embodiment, and the description of the manufacturing process is omitted. FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a fourth embodiment of the present invention. The thickness of the lower read gap layer 11 made of Al 2 O 3 is reduced via a Ta layer 12 via a Ta layer 12. For example, 40 ° N
iFe free layer 31, CoF having a thickness of, for example, 25 °
e-free layer 32, Cu intermediate layer 33 having a thickness of, for example, 25 °, oxide layer 34 made of Al 2 O 3 having a thickness of, for example, 13 °, CoFe pinned layer 35 having a thickness of, for example, 25 °, and , Having a thickness of 20 to 300 mm, for example, 250 mm
Of the PdPtMn film antiferromagnetic layer 36 are sequentially laminated.

【0046】この第4の実施の形態においても、PdP
tMn膜反強磁性層36の外部磁界読み取り領域となる
以外の領域にAuを拡散して磁気特性を劣化させている
ので、Au拡散層37におけるピンニング力が激減する
ので磁気抵抗変化が抑制され、設計コア幅と実効コア幅
とがほぼ一致することになり、狭いコア幅化と感度の向
上の両立が可能になる。
Also in the fourth embodiment, PdP
Since Au is diffused in the tMn film antiferromagnetic layer 36 in a region other than the external magnetic field reading region to deteriorate the magnetic characteristics, the pinning force in the Au diffusion layer 37 is drastically reduced, so that the change in magnetoresistance is suppressed. Since the design core width and the effective core width are almost the same, it is possible to achieve both narrower core width and improved sensitivity.

【0047】次に、図7を参照して、磁気抵抗効果素子
として上記の第2の実施の形態に対応するように反強磁
性層を下側にしたTMR素子を用いた本発明の第5の実
施の形態を説明するが、TMR素子の形成工程以外は、
上記第1の実施の形態と同様であるので、製造工程の説
明は省略する。 図7参照 図7は、本発明の第5の実施の形態の概略的断面図であ
り、Al2 3 からなる下部リードギャップ層11の上
に、Ta層12を介して、厚さが20〜300Å、例え
ば、250ÅのPdPtMn膜反強磁性層36、厚さ
が、例えば、25ÅのCoFeピンド層35、厚さが、
例えば、25ÅのCu中間層33、厚さが、例えば、1
3ÅのAl2 3 からなる酸化層34、厚さが、例え
ば、25ÅのCoFeフリー層32、及び、厚さが、例
えば、40ÅのNiFeフリー層31、を順次積層させ
たものである。
Next, referring to FIG. 7, a fifth embodiment of the present invention using a TMR element having an antiferromagnetic layer on the lower side as a magnetoresistive element corresponding to the second embodiment described above. However, except for the step of forming the TMR element,
Since it is the same as the first embodiment, the description of the manufacturing process is omitted. FIG. 7 is a schematic sectional view of a fifth embodiment of the present invention, in which a thickness of 20 μm is formed on a lower read gap layer 11 made of Al 2 O 3 via a Ta layer 12. A PdPtMn film antiferromagnetic layer 36 of about 300 °, for example, 250 °, a CoFe pinned layer 35 of, for example, 25 °
For example, a Cu intermediate layer 33 of 25 °
An oxide layer 34 made of Al 2 O 3 with a thickness of 3 °, a CoFe free layer 32 with a thickness of, for example, 25 °, and a NiFe free layer 31 with a thickness of, for example, 40 ° are sequentially laminated.

【0048】この第5の実施の形態においても、NiF
eフリー層31及びCoFeフリー層32の外部磁界読
み取り領域となる以外の領域にAuを拡散して磁気特性
を劣化させているので、Au拡散層38とCu中間層3
3との界面での磁化方向による電子散乱が発生しなくな
り、磁気抵抗変化が抑制され、設計コア幅と実効コア幅
とがほぼ一致することになり、狭いコア幅化と感度の向
上の両立が可能になる。
Also in the fifth embodiment, NiF
Since Au is diffused into the e-free layer 31 and the CoFe-free layer 32 in regions other than the external magnetic field reading region to deteriorate the magnetic characteristics, the Au diffusion layer 38 and the Cu intermediate layer 3
Electron scattering due to the magnetization direction at the interface with No. 3 does not occur, the change in magnetoresistance is suppressed, and the design core width and the effective core width are almost the same. Will be possible.

【0049】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、磁気
抵抗効果素子としては、上記の第3の実施の形態におい
て、AMR素子の代わりに人工格子膜を用いた磁気抵抗
効果素子を用いても良いものである。この場合には、例
えば、厚さが11ÅのCo90Fe10膜及び厚さ21Åの
Cu膜を交互に10層順次堆積させて人工格子膜とした
のち、人工格子膜の外部磁界読み取り領域となる以外の
領域にAu層を選択的に設け、このAu層からAuを拡
散して磁気特性を劣化させれば良い。
The embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the configuration described in each embodiment, and various modifications are possible. For example, as the magnetoresistive element, a magnetoresistive element using an artificial lattice film in the third embodiment may be used instead of the AMR element. In this case, for example, a Co 90 Fe 10 film having a thickness of 11 ° and a Cu film having a thickness of 21 ° are alternately sequentially deposited into 10 layers to form an artificial lattice film, which becomes an external magnetic field reading region of the artificial lattice film. An Au layer may be selectively provided in a region other than the above, and Au may be diffused from the Au layer to deteriorate magnetic properties.

【0050】また、本発明の第1及び第2の実施の形態
の説明においては、磁気抵抗効果素子としてスピンバル
ブ膜、即ち、NiFe/CoFe/Cu/CoFe/P
dPtMnからなるシングルスピンバルブ素子を用いて
いるが、この様なシングルスピンバルブ素子に限られる
ものではなく、例えば、NiFe/Cu/NiFe/F
eMn等の他の積層構造のシングルスピンバルブ素子を
用いても良いものであり、さらには、ダブルスピンバル
ブ素子を用いても良いものである。
In the description of the first and second embodiments of the present invention, a spin valve film, ie, NiFe / CoFe / Cu / CoFe / P is used as a magnetoresistive element.
Although a single spin valve element made of dPtMn is used, the invention is not limited to such a single spin valve element. For example, NiFe / Cu / NiFe / F
A single spin valve element having another laminated structure such as eMn may be used, and further, a double spin valve element may be used.

【0051】また、上記の各実施の形態の説明において
は、ハードバイアス層としてCoCrPtを用いている
が、CoCrPtに限られるものではなく、CoPt,
CoCr等の他の高保磁力膜を用いても良い。
In the description of each of the above embodiments, CoCrPt is used as the hard bias layer. However, the hard bias layer is not limited to CoCrPt.
Another high coercive force film such as CoCr may be used.

【0052】また、上記の各実施の形態においては、N
iFe、CoFe、PdPtMn、及び、CoCrPt
として、夫々、Ni81Fe19、Co90Fe10、Pd31
17Mn52、及び、Co78Cr10Pt12を用いている
が、この様な組成比に限られるものではなく、必要とす
る磁気特性及び加工特性等に応じて適宜組成比を選択す
れば良いものである。
In each of the above embodiments, N
iFe, CoFe, PdPtMn, and CoCrPt
Ni 81 Fe 19 , Co 90 Fe 10 , Pd 31 P
Although t 17 Mn 52 and Co 78 Cr 10 Pt 12 are used, the composition ratio is not limited to such a composition ratio. If the composition ratio is appropriately selected according to the required magnetic characteristics and processing characteristics, etc. Good thing.

【0053】さらに、反強磁性層はPdPtMnに限ら
れるものではなく、Pt,Pd,Au,Ag,Cu,I
r,Rh,Ni,Fe,Crのうちの一種類または2種
類以上とMnとの合金材料を用いても良いものであり、
また、反強磁性特性をなくす拡散元素はAuに限られる
ものではなく、Pt,Pd,Ag,Cu,Ir,Rh,
Ni,Fe,Crのうちの一種類または2種類以上のい
ずれかを用いても良いものである。
Further, the antiferromagnetic layer is not limited to PdPtMn, but may be Pt, Pd, Au, Ag, Cu, I
An alloy material of Mn and one or more of r, Rh, Ni, Fe, and Cr may be used.
Further, the diffusion element for eliminating the antiferromagnetic properties is not limited to Au, but may be Pt, Pd, Ag, Cu, Ir, Rh,
One or more of Ni, Fe, and Cr may be used.

【0054】また、フリー層はNiFe或いはCoFe
に限られるものではなく、NiFeCoを用いて良いも
のであり、また、この場合も、磁気特性を劣化させる元
素はAuに限られるものではなく、Ag,Cu,Ni,
Fe,Coのうちの一種類または2種類以上のいずれか
を用いても良いものである。
The free layer is made of NiFe or CoFe.
It is not limited to Au, but NiFeCo may be used. Also in this case, the element that deteriorates the magnetic characteristics is not limited to Au, and Ag, Cu, Ni,
One or more of Fe and Co may be used.

【0055】また、上記の各実施の形態の説明において
は、リード電極25としてAl膜を用いているが、Al
膜に限られるものではなく、Ta/TiW/Ta積層構
造膜、Cu膜、或いは、Au膜を用いても良いものであ
る。
In the description of each of the above embodiments, an Al film is used as the lead electrode 25.
The film is not limited to a film, and a Ta / TiW / Ta laminated structure film, a Cu film, or an Au film may be used.

【0056】また、上記の各実施の形態においては、リ
ード電極25をパターニングする際に、イオンミリング
法を用いているが、イオンミリング法に限られるもので
はなく、RIE(反応性イオンエッチング)法を用いて
も良いものである。
In each of the above embodiments, the ion milling method is used when patterning the lead electrode 25. However, the present invention is not limited to the ion milling method, and the RIE (reactive ion etching) method may be used. May be used.

【0057】また、本発明の各実施の形態の説明におい
ては、単独のMRヘッド構造として説明しているが、本
発明はこの様な単独のMRヘッドに限られるものではな
く、誘導型の薄膜磁気ヘッドと積層した複合型薄膜磁気
ヘッドにも適用されるものであることは言うまでもない
ことである。
In the description of each embodiment of the present invention, a single MR head structure is described. However, the present invention is not limited to such a single MR head, but may be an inductive thin film. It goes without saying that the present invention is also applied to a composite type thin film magnetic head laminated with a magnetic head.

【0058】[0058]

【発明の効果】本発明によれば、薄膜磁気ヘッドを構成
する磁気抵抗効果素子の外部磁界読み取り領域となる以
外の領域にAu等の非磁性元素を拡散して磁気特性を劣
化させたり或いは反強磁性特性を失わせているので、外
部磁界読み取り領域以外での磁気抵抗変化を抑制して、
信号読取幅の狭い高密度化が可能な磁気抵抗効果素子を
実現することができ、ひいては、高記録密度のHDD装
置の普及に寄与するところが大きい。
According to the present invention, a non-magnetic element such as Au is diffused into a region other than an external magnetic field reading region of a magnetoresistive element constituting a thin-film magnetic head to deteriorate magnetic characteristics or to reduce magnetic characteristics. Since the ferromagnetic properties are lost, the change in magnetoresistance outside the external magnetic field reading area is suppressed,
It is possible to realize a magnetoresistive element having a narrow signal reading width and a high density, which greatly contributes to the spread of HDD devices having a high recording density.

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

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の図2以降の製造工
程の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention after FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施の形態の概略的断面図であ
る。
FIG. 4 is a schematic sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態の概略的断面図であ
る。
FIG. 5 is a schematic sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態の概略的断面図であ
る。
FIG. 6 is a schematic sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施の形態の概略的断面図であ
る。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の磁気抵抗効果素子の概略的断面図であ
る。
FIG. 8 is a schematic sectional view of a conventional magnetoresistance effect element.

【図9】従来のオーバーレイド構造の磁気抵抗効果素子
の概略的断面図である。
FIG. 9 is a schematic sectional view of a conventional magnetoresistive element having an overlay structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 磁性材料層 2 中間層 3 磁性材料層 4 反強磁性層 5 拡散材料層 6 拡散層 7 拡散層 11 下部リードギャップ層 12 Ta層 13 NiFeフリー層 14 CoFeフリー層 15 Cu中間層 16 CoFeピンド層 17 PdPtMn反強磁性体層 18 Au層 19 Ta層 20 Au拡散層 21 レジストパターン 22 ハードバイアス層 23 Al層 24 レジストパターン 25 リード電極 26 Au拡散層 27 バイアス付与層 28 Al2 3 層 29 NiFe磁気抵抗層 30 Au拡散層 31 NiFeフリー層 32 CoFeフリー層 33 Cu中間層 34 酸化層 35 CoFeピンド層 36 PdPtMn反強磁性層 37 Au拡散層 38 Au拡散層 41 下部リードギャップ層 42 Ta層 43 フリー層 44 中間層 45 ピンド層 46 反強磁性体層 47 ハードバイアス層 48 リード電極 49 不感帯Reference Signs List 1 magnetic material layer 2 intermediate layer 3 magnetic material layer 4 antiferromagnetic layer 5 diffusion material layer 6 diffusion layer 7 diffusion layer 11 lower read gap layer 12 Ta layer 13 NiFe free layer 14 CoFe free layer 15 Cu intermediate layer 16 CoFe pinned layer 17 PdPtMn antiferromagnetic layer 18 Au layer 19 Ta layer 20 Au diffusion layer 21 a resist pattern 22 hard bias layer 23 Al layer 24 a resist pattern 25 lead electrode 26 Au diffusion layer 27 biasing layer 28 Al 2 O 3 layer 29 NiFe magnetic Resistance layer 30 Au diffusion layer 31 NiFe free layer 32 CoFe free layer 33 Cu intermediate layer 34 Oxide layer 35 CoFe pinned layer 36 PdPtMn antiferromagnetic layer 37 Au diffusion layer 38 Au diffusion layer 41 Lower read gap layer 42 Ta layer 43 free layer 44 Middle layer 45 Pinned 46 antiferromagnetic layer 47 hard bias layer 48 lead electrode 49 deadband

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 玲子 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5D034 BA04 BA05 BA21 CA08  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Reiko Kondo 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F-term in Fujitsu Limited (reference) 5D034 BA04 BA05 BA05 BA21 CA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一方向に磁化された一層以上の磁性材料
層からなり、外部信号読み取り部分以外の部分に、当該
部分と接するように非磁性材料からなる拡散材料層を設
けるとともに、前記拡散材料層に接する前記磁性材料層
を前記拡散材料層の元素が拡散した拡散層とすることを
特徴とする磁気抵抗効果素子。
A diffusion material layer made of one or more magnetic material layers magnetized in one direction, and a diffusion material layer made of a non-magnetic material is provided in a portion other than an external signal reading portion so as to be in contact with the portion. A magnetoresistive element, wherein the magnetic material layer in contact with the layer is a diffusion layer in which elements of the diffusion material layer are diffused.
【請求項2】 非磁性材料からなる中間層の両側に一方
向に磁化された一層以上の磁性材料層を設けるととも
に、一方の側の磁性材料層に接するように反強磁性層を
設け、外部信号読み取り部分以外の部分に、当該部分の
前記反強磁性層或いは他方の側の磁性材料層のいずれか
と接するように非磁性材料からなる拡散材料層を設ける
とともに、前記拡散材料層に接する反強磁性層或いは他
方の側の磁性材料層のいずれかを前記拡散材料層の元素
が拡散した拡散層とすることを特徴とする磁気抵抗効果
素子。
2. One or more magnetic material layers magnetized in one direction are provided on both sides of an intermediate layer made of a non-magnetic material, and an antiferromagnetic layer is provided so as to be in contact with the magnetic material layer on one side. A diffusion material layer made of a non-magnetic material is provided in a portion other than the signal reading portion so as to be in contact with either the antiferromagnetic layer in the portion or the magnetic material layer on the other side, and the anti-ferromagnetic layer in contact with the diffusion material layer A magnetoresistive element, wherein either the magnetic layer or the magnetic material layer on the other side is a diffusion layer in which elements of the diffusion material layer are diffused.
【請求項3】 上記拡散材料層が、Pt,Pd,Au,
Ag,Cu,Ir,Rh,Ni,Fe,Cr,Coのう
ちの一種類または2種類以上のいずれかからなることを
特徴とする請求項1または2に磁気抵抗効果素子。
3. The method according to claim 1, wherein the diffusion material layer is made of Pt, Pd, Au,
3. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein the element is made of one or more of Ag, Cu, Ir, Rh, Ni, Fe, Cr, and Co.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7672092B2 (en) 2006-06-14 2010-03-02 Tdk Corporation Method for manufacturing magnetic field detecting element, utilizing diffusion of metal

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