JP2001331913A - 磁気トンネル接合型読み取りヘッド、その製造方法および磁場検出装置 - Google Patents
磁気トンネル接合型読み取りヘッド、その製造方法および磁場検出装置Info
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- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
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- G11B5/3916—Arrangements in which the active read-out elements are coupled to the magnetic flux of the track by at least one magnetic thin film flux guide
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 抵抗変化率およびフラックスガイド効率を向
上することにより、大きな信号出力を得ることができる
磁気トンネル接合型ヘッド、その製造方法および磁場検
出装置を提供する。 【解決手段】 磁気トンネル接合型ヘッドは、データを
検出する検出面と、磁気トンネル接合膜１４と、磁気ト
ンネル接合膜１４から検出面まで延出するフラックスガ
イド１０とを備えている。磁気トンネル接合膜１４は、
強磁性フリー層２０と、トンネルバリア層３０と、強磁
性ピンド層４０とを有しており、フラックスガイド１０
は、強磁性フリー層２０に磁気的に結合している。フラ
ックスガイド１０は、強磁性フリー層２０よりも小さい
飽和磁化を有しており、抵抗変化率およびフラックスガ
イド効率を向上できるようになっている。
上することにより、大きな信号出力を得ることができる
磁気トンネル接合型ヘッド、その製造方法および磁場検
出装置を提供する。 【解決手段】 磁気トンネル接合型ヘッドは、データを
検出する検出面と、磁気トンネル接合膜１４と、磁気ト
ンネル接合膜１４から検出面まで延出するフラックスガ
イド１０とを備えている。磁気トンネル接合膜１４は、
強磁性フリー層２０と、トンネルバリア層３０と、強磁
性ピンド層４０とを有しており、フラックスガイド１０
は、強磁性フリー層２０に磁気的に結合している。フラ
ックスガイド１０は、強磁性フリー層２０よりも小さい
飽和磁化を有しており、抵抗変化率およびフラックスガ
イド効率を向上できるようになっている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気記録媒体の磁
場を検出する磁気トンネル接合型読み取りヘッドに関す
る。本発明は、特にハードディスク装置に使用するもの
であり、以下では、本発明をハードディスク装置に適用
した例について説明する。なお、本発明は、他の磁気記
録媒体あるいは他の磁場検出装置にも適用でき、さら
に、他の装置や環境においても使用できるものである。
場を検出する磁気トンネル接合型読み取りヘッドに関す
る。本発明は、特にハードディスク装置に使用するもの
であり、以下では、本発明をハードディスク装置に適用
した例について説明する。なお、本発明は、他の磁気記
録媒体あるいは他の磁場検出装置にも適用でき、さら
に、他の装置や環境においても使用できるものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気情報を読み取るための磁
気変換素子として、異方性磁気抵抗（Anisotropic Magn
eto-Resistance：ＡＭＲ）効果やスピンバルブ（Spin-V
alve：ＳＶ）効果を利用した磁気抵抗（ＭＲ）センサが
広く用いられている。このようなＭＲセンサは、磁気材
料よりなる読み出し部における抵抗変化を利用して、磁
気記録媒体の磁場を検出するものである。ＡＭＲ効果を
利用したＭＲセンサ（ＡＭＲセンサ）では、抵抗変化率
ΔＲ／Ｒ（ＭＲ比ともいう）が一般に１〜３％であるの
に対し、ＳＶ効果を利用したＭＲセンサ（ＳＶセンサ）
では、抵抗変化率ΔＲ／Ｒは一般に２〜７％である。こ
のようなＳＶセンサを読み取りヘッドに適用すれば、数
Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2を超える超高密度記録を実現する
ことが可能になる。このようなＳＶヘッドは、徐々に、
ＡＭＲセンサを利用した読み取りヘッド（ＡＭＲヘッ
ド）に取って代わりつつある。
気変換素子として、異方性磁気抵抗（Anisotropic Magn
eto-Resistance：ＡＭＲ）効果やスピンバルブ（Spin-V
alve：ＳＶ）効果を利用した磁気抵抗（ＭＲ）センサが
広く用いられている。このようなＭＲセンサは、磁気材
料よりなる読み出し部における抵抗変化を利用して、磁
気記録媒体の磁場を検出するものである。ＡＭＲ効果を
利用したＭＲセンサ（ＡＭＲセンサ）では、抵抗変化率
ΔＲ／Ｒ（ＭＲ比ともいう）が一般に１〜３％であるの
に対し、ＳＶ効果を利用したＭＲセンサ（ＳＶセンサ）
では、抵抗変化率ΔＲ／Ｒは一般に２〜７％である。こ
のようなＳＶセンサを読み取りヘッドに適用すれば、数
Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2を超える超高密度記録を実現する
ことが可能になる。このようなＳＶヘッドは、徐々に、
ＡＭＲセンサを利用した読み取りヘッド（ＡＭＲヘッ
ド）に取って代わりつつある。
【０００３】ＳＶセンサは、米国特許第５，１５９，５
１３号に一例が記載されているように、２つの強磁性層
の間に非磁性層を挟み込んだ基本構造を有している。さ
らに、ＳＶセンサでは、一方の強磁性層に隣接して、Ｆ
ｅＭｎ（鉄マンガン合金）よりなるピン止め層（交換結
合層ともいう。）が設けられている。ピン止め層とそれ
に隣接する強磁性層との間には交換結合が生じ、その強
磁性層の磁化が一方向にピン止め（すなわち固定）され
るようになっている。他方の強磁性層の磁化は、磁気記
録媒体の磁場に応じて自由に回転する。ＳＶセンサで
は、２つの強磁性層の磁化の方向が平行から反平行に変
化するにつれて電気抵抗が増加するようになっており、
これにより、比較的大きい抵抗変化率（ＭＲ比）を生じ
るようになっている。
１３号に一例が記載されているように、２つの強磁性層
の間に非磁性層を挟み込んだ基本構造を有している。さ
らに、ＳＶセンサでは、一方の強磁性層に隣接して、Ｆ
ｅＭｎ（鉄マンガン合金）よりなるピン止め層（交換結
合層ともいう。）が設けられている。ピン止め層とそれ
に隣接する強磁性層との間には交換結合が生じ、その強
磁性層の磁化が一方向にピン止め（すなわち固定）され
るようになっている。他方の強磁性層の磁化は、磁気記
録媒体の磁場に応じて自由に回転する。ＳＶセンサで
は、２つの強磁性層の磁化の方向が平行から反平行に変
化するにつれて電気抵抗が増加するようになっており、
これにより、比較的大きい抵抗変化率（ＭＲ比）を生じ
るようになっている。
【０００４】近年、磁気トンネル接合を利用した新しい
ＭＲセンサを、超高密度記録に対応した読み取りヘッド
として使用することが大いに期待されている。このセン
サは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ、磁気抵抗磁
気トンネル接合（ＭＲＴＪ）センサ、あるいはトンネル
型磁気抵抗効果（ＴＭＲ）センサとして知られており、
室温で初めて大きなトンネル磁気抵抗効果が観察された
ことで注目を集めたものである。これについては、Mood
era他により発表された”磁性薄膜磁気トンネル接合の
室温における大磁気抵抗”（"Large magneto resistanc
e at room temperature in ferromagnetic thin film t
unnel junctions",Phys.Rev.Lett.V.74,pp.3273-3276,1
995）に記載されている。このＭＴＪセンサでは、１２
％という抵抗変化率が得られている。
ＭＲセンサを、超高密度記録に対応した読み取りヘッド
として使用することが大いに期待されている。このセン
サは、磁気トンネル接合（ＭＴＪ）センサ、磁気抵抗磁
気トンネル接合（ＭＲＴＪ）センサ、あるいはトンネル
型磁気抵抗効果（ＴＭＲ）センサとして知られており、
室温で初めて大きなトンネル磁気抵抗効果が観察された
ことで注目を集めたものである。これについては、Mood
era他により発表された”磁性薄膜磁気トンネル接合の
室温における大磁気抵抗”（"Large magneto resistanc
e at room temperature in ferromagnetic thin film t
unnel junctions",Phys.Rev.Lett.V.74,pp.3273-3276,1
995）に記載されている。このＭＴＪセンサでは、１２
％という抵抗変化率が得られている。
【０００５】超高密度記録に対応した読み取りヘッドの
需要の増大に伴い、ＭＴＪセンサは、ＳＶセンサに代わ
る次世代のセンサとして期待を集めている。しかしなが
ら、ＭＴＪセンサがＳＶセンサに取って代わるには、磁
気抵抗特性をさらに改善した新しいＭＴＪヘッド構造が
求められている。
需要の増大に伴い、ＭＴＪセンサは、ＳＶセンサに代わ
る次世代のセンサとして期待を集めている。しかしなが
ら、ＭＴＪセンサがＳＶセンサに取って代わるには、磁
気抵抗特性をさらに改善した新しいＭＴＪヘッド構造が
求められている。
【０００６】ＳＶセンサと同様、ＭＴＪセンサは、２つ
の強磁性層によって非磁性層を挟み込んだ構造を有して
いる。２つの強磁性層のうち、一方の強磁性層は、一方
向に磁化が固着された強磁性ピンド層であり、他方の強
磁性層は外部磁場に応じて磁化が自由に回転する強磁性
フリー層（センス層ともいう）である。
の強磁性層によって非磁性層を挟み込んだ構造を有して
いる。２つの強磁性層のうち、一方の強磁性層は、一方
向に磁化が固着された強磁性ピンド層であり、他方の強
磁性層は外部磁場に応じて磁化が自由に回転する強磁性
フリー層（センス層ともいう）である。
【０００７】しかしながら、ＳＶセンサと異なり、ＭＴ
Ｊセンサにおける非磁性層は、薄い絶縁層（トンネルバ
リア層とする。）により構成される。さらに、ＭＴＪセ
ンサは、ＳＶセンサと異なり、積層膜の厚さ方向に（す
なわち、強磁性層の表面に直交する方向に）センス電流
を流す、いわゆるＣＰＰ（Current Perpendicular toth
e Plane）幾何学構造で作動する。
Ｊセンサにおける非磁性層は、薄い絶縁層（トンネルバ
リア層とする。）により構成される。さらに、ＭＴＪセ
ンサは、ＳＶセンサと異なり、積層膜の厚さ方向に（す
なわち、強磁性層の表面に直交する方向に）センス電流
を流す、いわゆるＣＰＰ（Current Perpendicular toth
e Plane）幾何学構造で作動する。
【０００８】トンネルバリア層を流れる電流は大きく２
つの強磁性層のスピン分極状態に依存する。センス電流
が第１の強磁性層（強磁性ピンド層）を通過すると、電
子はスピン分極を受ける。２つの強磁性層の磁化の向き
が反平行（平行で互いに逆向き）の場合、電子がトンネ
ルバリア層を通過する確率は低くなるので、電流は流れ
にくくなり、これにより大きな接合抵抗Ｒapが得られ
る。一方、２つの強磁性層の磁化の向きが平行の場合、
電子がトンネルバリア層を通過する確率が高くなるの
で、電流が流れやすくなり、これにより小さな接合抵抗
Ｒpが得られる。２つの強磁性層の磁化の向きが平行と
反平行の中間の状態の場合、例えば２つの強磁性層の磁
化の向きが互いに直交しているときには、接合抵抗Ｒa
p，Ｒpの中間の接合抵抗Ｒmが得られる。つまり、Ｒap
＜Ｒm＜Ｒpとなる。これらの接合抵抗Ｒap，Ｒpを用い
ると、抵抗変化率（ＭＲ比）は、ΔＲ／Ｒ＝（Ｒap−Ｒ
p）／Ｒpと定義することができる。
つの強磁性層のスピン分極状態に依存する。センス電流
が第１の強磁性層（強磁性ピンド層）を通過すると、電
子はスピン分極を受ける。２つの強磁性層の磁化の向き
が反平行（平行で互いに逆向き）の場合、電子がトンネ
ルバリア層を通過する確率は低くなるので、電流は流れ
にくくなり、これにより大きな接合抵抗Ｒapが得られ
る。一方、２つの強磁性層の磁化の向きが平行の場合、
電子がトンネルバリア層を通過する確率が高くなるの
で、電流が流れやすくなり、これにより小さな接合抵抗
Ｒpが得られる。２つの強磁性層の磁化の向きが平行と
反平行の中間の状態の場合、例えば２つの強磁性層の磁
化の向きが互いに直交しているときには、接合抵抗Ｒa
p，Ｒpの中間の接合抵抗Ｒmが得られる。つまり、Ｒap
＜Ｒm＜Ｒpとなる。これらの接合抵抗Ｒap，Ｒpを用い
ると、抵抗変化率（ＭＲ比）は、ΔＲ／Ｒ＝（Ｒap−Ｒ
p）／Ｒpと定義することができる。
【０００９】２つの強磁性層の磁化の向きの相対角度
は、外部磁場の変化（磁気記録媒体の信号磁場の変化）
によって変化する。これによりＭＴＪセンサの電気抵抗
が変化し、従って出力電圧が変化する。電気抵抗の変化
（すなわち２つの強磁性層の磁化の向きの相対角度の変
化）に基づく出力電圧の変化を検出することにより、信
号磁場の変化が検出される。このようにして、ＭＴＪセ
ンサは、磁気記録媒体に記録された情報を読み取るよう
になっている。
は、外部磁場の変化（磁気記録媒体の信号磁場の変化）
によって変化する。これによりＭＴＪセンサの電気抵抗
が変化し、従って出力電圧が変化する。電気抵抗の変化
（すなわち２つの強磁性層の磁化の向きの相対角度の変
化）に基づく出力電圧の変化を検出することにより、信
号磁場の変化が検出される。このようにして、ＭＴＪセ
ンサは、磁気記録媒体に記録された情報を読み取るよう
になっている。
【００１０】しかしながら、このＭＴＪセンサには、読
み取りギャップの微細化が難しい（すなわち、高密度記
録に対応するには読み取りギャップが大きすぎる）とい
う問題がある。この問題に関し、米国特許第５，７２
９，４１０号では、ＭＴＪセンサを読み取りヘッドに適
用した例が説明されている。この文献に記載された例で
は、ＭＴＪ膜（すなわち、強磁性フリー層、非磁性層、
強磁性ピンド層などを含む積層体）を、互いに平行な２
つのリード線（すなわち電極）の間に配置すると共に、
これらをＡｌ2Ｏ3などからなる一対の絶縁ギャップ層に
よって挟み込み、これらをさらに一対の磁気シールド層
によって挟み込む構造としている。この構造では、磁気
記録媒体に対向する検出面（すなわちエアベアリング
面：Air Bearing Surface：ＡＢＳ）において、ＭＴＪ
膜、リードおよび絶縁ギャップ層が読み取りギャップを
構成するが、この読み取りギャップを小さくすることが
難しく、従って、高密度記録に対応した読み取りヘッド
への対応が難しい。さらに、この構造では、ＭＴＪ膜の
強磁性フリー層と、その強磁性フリー層にバイアス磁界
を印加するための永久磁石とが離れて配置されているた
め、バイアス磁界の印加効率（バイアス効率）が低いと
いう問題もある。また、バイアス効率を改善するために
永久磁石をＭＴＪ膜上に重ねて形成すれば、永久磁石と
ＭＴＪ膜との間の抵抗が大きいため、抵抗変化率が大幅
に低下すると考えられる。このようにバイアス効率が低
いと、大きな信号出力を長期間に亘って維持することが
できず、出力の安定性が低いという問題がある。
み取りギャップの微細化が難しい（すなわち、高密度記
録に対応するには読み取りギャップが大きすぎる）とい
う問題がある。この問題に関し、米国特許第５，７２
９，４１０号では、ＭＴＪセンサを読み取りヘッドに適
用した例が説明されている。この文献に記載された例で
は、ＭＴＪ膜（すなわち、強磁性フリー層、非磁性層、
強磁性ピンド層などを含む積層体）を、互いに平行な２
つのリード線（すなわち電極）の間に配置すると共に、
これらをＡｌ2Ｏ3などからなる一対の絶縁ギャップ層に
よって挟み込み、これらをさらに一対の磁気シールド層
によって挟み込む構造としている。この構造では、磁気
記録媒体に対向する検出面（すなわちエアベアリング
面：Air Bearing Surface：ＡＢＳ）において、ＭＴＪ
膜、リードおよび絶縁ギャップ層が読み取りギャップを
構成するが、この読み取りギャップを小さくすることが
難しく、従って、高密度記録に対応した読み取りヘッド
への対応が難しい。さらに、この構造では、ＭＴＪ膜の
強磁性フリー層と、その強磁性フリー層にバイアス磁界
を印加するための永久磁石とが離れて配置されているた
め、バイアス磁界の印加効率（バイアス効率）が低いと
いう問題もある。また、バイアス効率を改善するために
永久磁石をＭＴＪ膜上に重ねて形成すれば、永久磁石と
ＭＴＪ膜との間の抵抗が大きいため、抵抗変化率が大幅
に低下すると考えられる。このようにバイアス効率が低
いと、大きな信号出力を長期間に亘って維持することが
できず、出力の安定性が低いという問題がある。
【００１１】米国特許第５，８９８，５４７号、第５，
８９８，５４８号および第５，９０１，０１８号では、
ＭＴＪセンサを読み取りヘッドに適用した他の例が開示
されている。これらの文献では、主に超高密度記録に対
応した読み取りヘッドを得るための技術的な改善が提案
されている。しかしながら、超高密度記録に対応できる
読み取りヘッドに現在求められている性能を満足するに
は、これらの文献により提案された改善ではもはや不十
分であり、より高性能なＭＴＪ読み取りヘッドの開発が
求められている。
８９８，５４８号および第５，９０１，０１８号では、
ＭＴＪセンサを読み取りヘッドに適用した他の例が開示
されている。これらの文献では、主に超高密度記録に対
応した読み取りヘッドを得るための技術的な改善が提案
されている。しかしながら、超高密度記録に対応できる
読み取りヘッドに現在求められている性能を満足するに
は、これらの文献により提案された改善ではもはや不十
分であり、より高性能なＭＴＪ読み取りヘッドの開発が
求められている。
【００１２】また、ＭＴＪセンサには、抵抗変化率およ
び信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ：Signalto Noise）の両方を
向上させることが難しいという問題もある。抵抗変化率
は、２つの強磁性層のそれぞれのスピン分極に比例す
る。Perkin他による「交換バイアス磁気磁気トンネル接
合とその不揮発性ランダムアクセスメモリへの応
用」（"Exchange-biased magnetic tunnel junctions a
ndapplication to nonvolatile magnetic random acces
s memory",J.Appl.Phys.,v85,pp.5828-5833,15 April19
99）では、２つの強磁性層を良好な組み合わせにするこ
とにより、４０％という抵抗変化率が得られている。し
かしながら、これだけ抵抗変化率が大きいにも関わら
ず、現在まで、このＭＴＪセンサは読み取りヘッドに適
用されていない。その理由は、このＭＴＪセンサでは、
接合抵抗が大きいためにショットノイズ（電子がトンネ
ルバリア層を通過する際に生じるノイズ）が大きくな
り、Ｓ／Ｎ比が悪化するからである。なお、ショットノ
イズＶrms、電流Ｉ、周波数帯域Δｆ、および抵抗Ｒの
関係は以下の（１）式で表される。なお、ｅは１．６×
１０ -19Ｃである。
び信号対ノイズ比（Ｓ／Ｎ：Signalto Noise）の両方を
向上させることが難しいという問題もある。抵抗変化率
は、２つの強磁性層のそれぞれのスピン分極に比例す
る。Perkin他による「交換バイアス磁気磁気トンネル接
合とその不揮発性ランダムアクセスメモリへの応
用」（"Exchange-biased magnetic tunnel junctions a
ndapplication to nonvolatile magnetic random acces
s memory",J.Appl.Phys.,v85,pp.5828-5833,15 April19
99）では、２つの強磁性層を良好な組み合わせにするこ
とにより、４０％という抵抗変化率が得られている。し
かしながら、これだけ抵抗変化率が大きいにも関わら
ず、現在まで、このＭＴＪセンサは読み取りヘッドに適
用されていない。その理由は、このＭＴＪセンサでは、
接合抵抗が大きいためにショットノイズ（電子がトンネ
ルバリア層を通過する際に生じるノイズ）が大きくな
り、Ｓ／Ｎ比が悪化するからである。なお、ショットノ
イズＶrms、電流Ｉ、周波数帯域Δｆ、および抵抗Ｒの
関係は以下の（１）式で表される。なお、ｅは１．６×
１０ -19Ｃである。
【００１３】 Ｖrms＝（２ｅＩΔｆ）1/2Ｒ ・・・ （１）
【００１４】このショットノイズは、ＭＴＪセンサの抵
抗値と面積との積Ｒ・Ａ（ＲＡと記す。）を小さくする
ことにより、低減できる。なお、ＲＡの単位はΩμｍ2
であり、ある面積ＪuncＡ（μｍ2）についての抵抗Ｒ
（Ω）は、Ｒ＝ＲＡ／ＪuncＡで表される。さらに、こ
のＲＡは、自然酸化法により形成したトンネルバリア層
を用いることにより、小さくすることができる。例え
ば、厚さ０．７ｎｍ以下のＡｌ（アルミニウム）に適切
な自然酸化処理を施して形成したトンネルバリア層を用
いることにより、１５Ωμｍ2のＲＡが達成することが
できる。このようにすれば、抵抗変化率を犠牲にするこ
となく、ＲＡを小さくしてショットノイズを低減するこ
とができるため、高記録密度に対応できる読み取りヘッ
ドに適用することが可能なる。
抗値と面積との積Ｒ・Ａ（ＲＡと記す。）を小さくする
ことにより、低減できる。なお、ＲＡの単位はΩμｍ2
であり、ある面積ＪuncＡ（μｍ2）についての抵抗Ｒ
（Ω）は、Ｒ＝ＲＡ／ＪuncＡで表される。さらに、こ
のＲＡは、自然酸化法により形成したトンネルバリア層
を用いることにより、小さくすることができる。例え
ば、厚さ０．７ｎｍ以下のＡｌ（アルミニウム）に適切
な自然酸化処理を施して形成したトンネルバリア層を用
いることにより、１５Ωμｍ2のＲＡが達成することが
できる。このようにすれば、抵抗変化率を犠牲にするこ
となく、ＲＡを小さくしてショットノイズを低減するこ
とができるため、高記録密度に対応できる読み取りヘッ
ドに適用することが可能なる。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに薄いトンネルバリア層を備えたＭＴＪセンサでは、
製造上、ラッピング工程（エアベアリング面の形成工程
も含まれる）において、トンネルバリア層の損傷が発生
しやすいという問題がある。すなわち、トンネルバリア
層が極めて薄いため、トンネルバリア層を挟み込むよう
に設けられた２つの強磁性層の間に電気的短絡（ショー
ト）が生じ、ＭＴＪセンサが使用不能になってしまう可
能性がある。そこで、このようなラッピング工程におけ
るトンネルバリア層の損傷を防止すべく、実際の設計で
は、フラックスガイド（磁束案内路）を設けることによ
り、積層膜がエアベアリング面に露出しないようにした
構造が採用されている。米国特許第５，８９８，５４７
号には、ＭＴＪセンサの強磁性フリー層を他の層よりも
広く延出させ、この強磁性フリー層をフラックスガイド
として用いたヘッド構造が開示されている。このヘッド
構造によれば、フラックスガイドと強磁性フリー層との
間の磁気的な連続性が確保されるため、フラックスガイ
ド効率（すなわち、磁気記録媒体からの磁束を強磁性フ
リー層に導く効率）が改善される。しかしながら、大き
な抵抗変化率を得るためには、強磁性フリー層として、
大きな飽和磁化を有するＣｏＦｅ（コバルト鉄合金）な
どを用いる必要があるが、このような大きな飽和磁化を
有する材料は、フラックスガイド効率を改善する上では
適当ではない。従って、この文献に記載されたヘッド構
造では、強磁性フリー層の材料（すなわち、フラックス
ガイドの材料）として、抵抗変化率およびフラックスガ
イド効率が共に「ほぼ」良好な値となるような材料を選
択するようにしている。そのため、抵抗変化率およびフ
ラックスガイド効率の両方をさらに向上することが強く
望まれている。
うに薄いトンネルバリア層を備えたＭＴＪセンサでは、
製造上、ラッピング工程（エアベアリング面の形成工程
も含まれる）において、トンネルバリア層の損傷が発生
しやすいという問題がある。すなわち、トンネルバリア
層が極めて薄いため、トンネルバリア層を挟み込むよう
に設けられた２つの強磁性層の間に電気的短絡（ショー
ト）が生じ、ＭＴＪセンサが使用不能になってしまう可
能性がある。そこで、このようなラッピング工程におけ
るトンネルバリア層の損傷を防止すべく、実際の設計で
は、フラックスガイド（磁束案内路）を設けることによ
り、積層膜がエアベアリング面に露出しないようにした
構造が採用されている。米国特許第５，８９８，５４７
号には、ＭＴＪセンサの強磁性フリー層を他の層よりも
広く延出させ、この強磁性フリー層をフラックスガイド
として用いたヘッド構造が開示されている。このヘッド
構造によれば、フラックスガイドと強磁性フリー層との
間の磁気的な連続性が確保されるため、フラックスガイ
ド効率（すなわち、磁気記録媒体からの磁束を強磁性フ
リー層に導く効率）が改善される。しかしながら、大き
な抵抗変化率を得るためには、強磁性フリー層として、
大きな飽和磁化を有するＣｏＦｅ（コバルト鉄合金）な
どを用いる必要があるが、このような大きな飽和磁化を
有する材料は、フラックスガイド効率を改善する上では
適当ではない。従って、この文献に記載されたヘッド構
造では、強磁性フリー層の材料（すなわち、フラックス
ガイドの材料）として、抵抗変化率およびフラックスガ
イド効率が共に「ほぼ」良好な値となるような材料を選
択するようにしている。そのため、抵抗変化率およびフ
ラックスガイド効率の両方をさらに向上することが強く
望まれている。
【００１６】本発明は、かかる問題点に鑑みてなされた
ものであり、その目的は、抵抗変化率を向上すると共に
フラックスガイド効率を改善することにより、大きな信
号出力を得ることができる磁気トンネル接合型読み取り
ヘッド、その製造方法および磁場検出装置を提供するに
ある。
ものであり、その目的は、抵抗変化率を向上すると共に
フラックスガイド効率を改善することにより、大きな信
号出力を得ることができる磁気トンネル接合型読み取り
ヘッド、その製造方法および磁場検出装置を提供するに
ある。
【００１７】また、本発明の他の目的は、高いＳ／Ｎ比
を得ることができる磁気トンネル接合型読み取りヘッ
ド、その製造方法および磁場検出装置を提供することに
ある。
を得ることができる磁気トンネル接合型読み取りヘッ
ド、その製造方法および磁場検出装置を提供することに
ある。
【００１８】本発明の更に他の目的は、バイアス磁場を
効率よく発生させる、安定した信号出力を得ることがで
きる磁気トンネル接合型読み取りヘッド、その製造方法
および磁場検出装置を提供することにある。
効率よく発生させる、安定した信号出力を得ることがで
きる磁気トンネル接合型読み取りヘッド、その製造方法
および磁場検出装置を提供することにある。
【００１９】
【発明を解決するための手段】本発明による磁気トンネ
ル接合型読み取りヘッドは、磁気記録媒体に磁気的に記
録されたデータを検出するための検出面を有する磁気ト
ンネル接合型読み取りヘッドであって、強磁性フリー層
と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれたトンネルバリ
ア層とを含む磁気トンネル接合膜と、磁気トンネル接合
膜の強磁性フリー層と磁気的に結合すると共に、検出面
に延出し、かつ、強磁性フリー層の飽和磁化よりも小さ
い飽和磁化を有する強磁性フラックスガイドとを備えた
ことを特徴とするものである。
ル接合型読み取りヘッドは、磁気記録媒体に磁気的に記
録されたデータを検出するための検出面を有する磁気ト
ンネル接合型読み取りヘッドであって、強磁性フリー層
と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれたトンネルバリ
ア層とを含む磁気トンネル接合膜と、磁気トンネル接合
膜の強磁性フリー層と磁気的に結合すると共に、検出面
に延出し、かつ、強磁性フリー層の飽和磁化よりも小さ
い飽和磁化を有する強磁性フラックスガイドとを備えた
ことを特徴とするものである。
【００２０】なお、フリー層は、検出面から後退した位
置に設けられていることが好ましい。また、フラックス
ガイドは、Ｔａ（タンタル），Ｎｂ（ニオブ），Ｃｕ
（銅），Ｃｒ（クロム），Ｗ（タングステン），Ａｌ
（アルミニウム），Ａｕ（金），Ｉｎ（インジウム），
Ｉｒ（イリジウム），Ｍｇ（マグネシウム），Ｒｈ（ロ
ジウム）およびＲｕ（ルテニウム）からなる群のうち少
なくとも１つと、Ｎｉ（ニッケル）と、Ｆｅ（鉄）とを
含む材料よりなることが好ましい。
置に設けられていることが好ましい。また、フラックス
ガイドは、Ｔａ（タンタル），Ｎｂ（ニオブ），Ｃｕ
（銅），Ｃｒ（クロム），Ｗ（タングステン），Ａｌ
（アルミニウム），Ａｕ（金），Ｉｎ（インジウム），
Ｉｒ（イリジウム），Ｍｇ（マグネシウム），Ｒｈ（ロ
ジウム）およびＲｕ（ルテニウム）からなる群のうち少
なくとも１つと、Ｎｉ（ニッケル）と、Ｆｅ（鉄）とを
含む材料よりなることが好ましい。
【００２１】フラックスガイドは、検出面側から、フロ
ント部とリア部とを有し、フロント部は、磁気トンネル
接合膜の検出面側から検出面まで延出すると共に、この
延出方向に直交する方向の幅Ｆｆｗを有し、リア部は、
磁気トンネル接合膜に隣接すると共に、延出方向に直交
する方向の幅Ｆｂｗを有し、フラックスガイドの延出方
向に直交する方向における磁気トンネル接合膜の幅をＪ
ｗとすると、フロント部の幅Ｆｆｗが磁気トンネル接合
膜の幅Ｊｗよりも狭いことが好ましい。さらに、幅ｆｂ
ｗは幅Ｊｗよりも広いことが好ましい。
ント部とリア部とを有し、フロント部は、磁気トンネル
接合膜の検出面側から検出面まで延出すると共に、この
延出方向に直交する方向の幅Ｆｆｗを有し、リア部は、
磁気トンネル接合膜に隣接すると共に、延出方向に直交
する方向の幅Ｆｂｗを有し、フラックスガイドの延出方
向に直交する方向における磁気トンネル接合膜の幅をＪ
ｗとすると、フロント部の幅Ｆｆｗが磁気トンネル接合
膜の幅Ｊｗよりも狭いことが好ましい。さらに、幅ｆｂ
ｗは幅Ｊｗよりも広いことが好ましい。
【００２２】本発明による磁気トンネル接合型読み取り
ヘッドの製造方法は、磁気記録媒体に磁気的に記録され
たデータを検出するための検出面を有する磁気トンネル
接合型読み取りヘッドの製造方法であって、強磁性フリ
ー層と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれたトンネル
バリア層とを含む磁気トンネル接合膜を形成するステッ
プであって、金属層を形成したのちに酸素を導入してこ
の金属層を酸化することによりトンネルバリア層を形成
するようにしたステップと、磁気トンネル接合膜の強磁
性フリー層と磁気的に結合すると共に、検出面に延出
し、かつ、強磁性フリー層の飽和磁化よりも小さい飽和
磁化を有する強磁性フラックスガイドを形成するステッ
プとを含むことを特徴とするものである。
ヘッドの製造方法は、磁気記録媒体に磁気的に記録され
たデータを検出するための検出面を有する磁気トンネル
接合型読み取りヘッドの製造方法であって、強磁性フリ
ー層と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれたトンネル
バリア層とを含む磁気トンネル接合膜を形成するステッ
プであって、金属層を形成したのちに酸素を導入してこ
の金属層を酸化することによりトンネルバリア層を形成
するようにしたステップと、磁気トンネル接合膜の強磁
性フリー層と磁気的に結合すると共に、検出面に延出
し、かつ、強磁性フリー層の飽和磁化よりも小さい飽和
磁化を有する強磁性フラックスガイドを形成するステッ
プとを含むことを特徴とするものである。
【００２３】本発明による磁場検出装置は、磁場の変化
を検出するための検出面を有する磁場検出装置であっ
て、第１強磁性層と、第２強磁性層と、これらに挟まれ
た絶縁層とを有する磁気トンネル接合膜と、磁気トンネ
ル接合膜の第１強磁性層と電気的に結合されると共に、
検出面に延出し、かつ、第１強磁性層の飽和磁化よりも
小さい飽和磁化を有する第３強磁性層とを備えたことを
特徴とするものである。
を検出するための検出面を有する磁場検出装置であっ
て、第１強磁性層と、第２強磁性層と、これらに挟まれ
た絶縁層とを有する磁気トンネル接合膜と、磁気トンネ
ル接合膜の第１強磁性層と電気的に結合されると共に、
検出面に延出し、かつ、第１強磁性層の飽和磁化よりも
小さい飽和磁化を有する第３強磁性層とを備えたことを
特徴とするものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態
に係る磁気トンネル接合型（ＭＴＪ）読み取りヘッド１
を表す斜視図である。本実施の形態のＭＴＪ読み取りヘ
ッド１は、破線で示したＭＴＪ膜（多層膜）１４と、こ
のＭＴＪ膜１４に隣接するフラックスガイド１０とを備
えており、ＭＴＪ膜１４は下部ギャップ層１８に埋設さ
れている。ＭＴＪ膜１４は、磁気抵抗スピントンネル効
果を発揮するものである。このＭＴＪ膜１４は、トンネ
ルバリア層３０と、このトンネルバリア層３０の表面に
形成された強磁性フリー層（強磁性センス層ともい
う。）２０と、トンネルバリア層３０の裏面に形成され
た強磁性ピンド層４０とを備えている。強磁性ピンド層
４０の下には、ピン止め層（交換結合層ともいう。）６
０が形成されている。強磁性ピンド層４０は、ピン止め
層６０との交換結合によって、その磁化の方向が矢印５
０で示された方向に固定されるようになっている。な
お、強磁性ピンド層４０は、反強磁性シンセティック構
造を有いてもよい。ＭＴＪ読み取りヘッド１は、さら
に、図示しない磁気記録媒体に対向するＡＢＳ７０を有
している。このＡＢＳ７０は、強磁性ピンド層４０の磁
化方向に直交する面となっている。
一実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態
に係る磁気トンネル接合型（ＭＴＪ）読み取りヘッド１
を表す斜視図である。本実施の形態のＭＴＪ読み取りヘ
ッド１は、破線で示したＭＴＪ膜（多層膜）１４と、こ
のＭＴＪ膜１４に隣接するフラックスガイド１０とを備
えており、ＭＴＪ膜１４は下部ギャップ層１８に埋設さ
れている。ＭＴＪ膜１４は、磁気抵抗スピントンネル効
果を発揮するものである。このＭＴＪ膜１４は、トンネ
ルバリア層３０と、このトンネルバリア層３０の表面に
形成された強磁性フリー層（強磁性センス層ともい
う。）２０と、トンネルバリア層３０の裏面に形成され
た強磁性ピンド層４０とを備えている。強磁性ピンド層
４０の下には、ピン止め層（交換結合層ともいう。）６
０が形成されている。強磁性ピンド層４０は、ピン止め
層６０との交換結合によって、その磁化の方向が矢印５
０で示された方向に固定されるようになっている。な
お、強磁性ピンド層４０は、反強磁性シンセティック構
造を有いてもよい。ＭＴＪ読み取りヘッド１は、さら
に、図示しない磁気記録媒体に対向するＡＢＳ７０を有
している。このＡＢＳ７０は、強磁性ピンド層４０の磁
化方向に直交する面となっている。
【００２５】上述したフラックスガイド１０は、ＭＴＪ
膜１４からＡＢＳ７０まで延出している。ＡＢＳ７０上
では、ハードディスクなどの磁気記録媒体におけるトラ
ックライン（すなわち連続したビット列）の幅とほぼ同
一のトラック幅が規定されている。なお、「幅」とは、
フラックスガイド１０の延出方向と直交する方向におけ
る寸法をいうものとする。ＭＴＪ膜１４は、その側端面
が傾斜面となっているが、この傾斜面は、後述する工程
により形成されるものである。ＡＢＳ７０からＭＴＪ膜
１４の前端面までの長さを、「フラックス高さＦｈ」と
定義する。ＭＴＪ膜１４の、フラックスガイド１０の延
出方向（すなわちＡＢＳと直交する方向）における長さ
を、「接合高さＪｈ」と定義する。なお、ＭＴＪ膜１４
の側面には僅かに傾斜があるため、ＭＴＪ膜１４の面積
は、トンネルバリア層３０の面積により規定する。
膜１４からＡＢＳ７０まで延出している。ＡＢＳ７０上
では、ハードディスクなどの磁気記録媒体におけるトラ
ックライン（すなわち連続したビット列）の幅とほぼ同
一のトラック幅が規定されている。なお、「幅」とは、
フラックスガイド１０の延出方向と直交する方向におけ
る寸法をいうものとする。ＭＴＪ膜１４は、その側端面
が傾斜面となっているが、この傾斜面は、後述する工程
により形成されるものである。ＡＢＳ７０からＭＴＪ膜
１４の前端面までの長さを、「フラックス高さＦｈ」と
定義する。ＭＴＪ膜１４の、フラックスガイド１０の延
出方向（すなわちＡＢＳと直交する方向）における長さ
を、「接合高さＪｈ」と定義する。なお、ＭＴＪ膜１４
の側面には僅かに傾斜があるため、ＭＴＪ膜１４の面積
は、トンネルバリア層３０の面積により規定する。
【００２６】本実施の形態では、ＭＴＪ膜１４の強磁性
フリー層２０は、大きな抵抗変化率を実現するためにＮ
ｉＦｅ（ニッケル鉄合金）およびＣｏＦｅによりそれぞ
れ構成される２つの層を含む積層構造を有している。Ｎ
ｉＦｅにより構成された第１層の厚さは１ｎｍ以上であ
ることが好ましく、ＣｏＦｅにより構成された第２層の
厚さは１．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下であることが好ま
しい。なお、これら第１層および第２層については、図
示を省略する。
フリー層２０は、大きな抵抗変化率を実現するためにＮ
ｉＦｅ（ニッケル鉄合金）およびＣｏＦｅによりそれぞ
れ構成される２つの層を含む積層構造を有している。Ｎ
ｉＦｅにより構成された第１層の厚さは１ｎｍ以上であ
ることが好ましく、ＣｏＦｅにより構成された第２層の
厚さは１．５ｎｍ以上４．０ｎｍ以下であることが好ま
しい。なお、これら第１層および第２層については、図
示を省略する。
【００２７】トンネルバリア層３０は、Ａｌ膜を形成し
たのちに酸素を導入してそのＡｌ膜を酸化すること（い
わゆる”in situ”酸化）により形成されるＡｌＯｘよ
りなる薄膜であることが好ましい。なお、トンネルバリ
ア層３０は、Ａｌ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＧｄＯ、ＭｇＯ、Ｔｇ
2Ｏ5、ＭｏＯ2、ＴｉＯ2、ＷＯ2などで形成してもよ
い。トンネルバリア層３０の厚さは、ＭＴＪ膜１４の電
気抵抗を小さくするためには薄い方が好ましいが、ピン
ホールができるほど薄いと電流の漏れが生じる可能性が
あるため、０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内であること
が好ましい。
たのちに酸素を導入してそのＡｌ膜を酸化すること（い
わゆる”in situ”酸化）により形成されるＡｌＯｘよ
りなる薄膜であることが好ましい。なお、トンネルバリ
ア層３０は、Ａｌ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＧｄＯ、ＭｇＯ、Ｔｇ
2Ｏ5、ＭｏＯ2、ＴｉＯ2、ＷＯ2などで形成してもよ
い。トンネルバリア層３０の厚さは、ＭＴＪ膜１４の電
気抵抗を小さくするためには薄い方が好ましいが、ピン
ホールができるほど薄いと電流の漏れが生じる可能性が
あるため、０．５ｎｍ〜２．０ｎｍの範囲内であること
が好ましい。
【００２８】強磁性ピンド層４０は、一対のＣｏＦｅ層
によりＲｕ層を挟み込んだ反強磁性シンセティック構造
を有している。なお、強磁性フリー層２０および強磁性
ピンド層４０は、大きな抵抗変化率を得るために、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、
ＦｅＣｏＮｉなどの高スピン分極材料により構成しても
よい。また、強磁性フリー層２０および強磁性ピンド層
４０は、いずれも、単層構造であっても良いし、多層構
造であっても良い。
によりＲｕ層を挟み込んだ反強磁性シンセティック構造
を有している。なお、強磁性フリー層２０および強磁性
ピンド層４０は、大きな抵抗変化率を得るために、Ｆ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、
ＦｅＣｏＮｉなどの高スピン分極材料により構成しても
よい。また、強磁性フリー層２０および強磁性ピンド層
４０は、いずれも、単層構造であっても良いし、多層構
造であっても良い。
【００２９】ピン止め層６０は、ＰｔＭｎ、ＰｄＰｔＭ
ｎ、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎおよびＮｉＭｎなどの反強磁性
材料により構成されていることが好ましい。また、この
ピン止め層６０は、強磁性ピンド層４０の磁化の方向を
固定する機能を有するものであれば、反強磁性材料に限
らず、強磁性材料により構成してもよい。下部ギャップ
層１８は、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）を成膜するこ
とにより形成される。
ｎ、ＩｒＭｎ、ＦｅＭｎおよびＮｉＭｎなどの反強磁性
材料により構成されていることが好ましい。また、この
ピン止め層６０は、強磁性ピンド層４０の磁化の方向を
固定する機能を有するものであれば、反強磁性材料に限
らず、強磁性材料により構成してもよい。下部ギャップ
層１８は、Ａｌ2Ｏ3（酸化アルミニウム）を成膜するこ
とにより形成される。
【００３０】本実施の形態では、フラックスガイド１０
の材料として、強磁性フリー層２０に用いられる強磁性
材料よりも小さい飽和磁化を有するものが用いられる。
例えば、フラックスガイド１０は、Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｍｇ，Ｒｈおよび
Ｒｕを含む群のうち少なくとも１つと、Ｎｉと、Ｆｅと
を含む材料により構成されている。言い換えると、フラ
ックスガイド１０は、ＮｉＦｅＸ（Ｘは、Ｔａ，Ｎｂ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｍｇ，Ｒｈ
およびＲｕを含む群のうちの少なくとも１種）により構
成されている。なお、この組成では、Ｘの含有量が大き
いほど、ＮｉＦｅＸの飽和磁化が小さくなる。フラック
スガイド１０と強磁性フリー層２０とは、磁気的に結合
（強磁性交換結合）しており、フラックスガイド１０と
強磁性フリー層２０との良好な交換硬度（magnetic sti
ffness）が確保される。このようにフラックスガイド１
０と強磁性フリー層２０とを磁気的に結合させることに
より、磁気記録媒体の信号磁場に応じて、フラックスガ
イド１０および強磁性フリー層２０の磁化が一体的に回
転するようにすることができる。良好な磁気的結合を得
るため、フラックスガイド１０は、予め表面が清掃され
た強磁性フリー層２０の表面（平面領域）にスパッタリ
ング法により成膜され、そののち、イオンミリング処理
によりパターニングされる。フラックスガイド１０は、
ほぼ長方形形状を有しており、ＭＴＪ膜１４の平面領域
よりも大きな平面領域を有している。接合高さ（ＭＴＪ
１４のフラックスガイド１０の延出方向における長さ）
Ｊｈと、フラックスガイド１０の幅（フラックスガイド
１０の延出方向に直交する方向の幅）Ｆｗとの間には、
０．８Ｆｗ≦Ｊｈ≦３Ｆｗの関係があることが好まし
い。
の材料として、強磁性フリー層２０に用いられる強磁性
材料よりも小さい飽和磁化を有するものが用いられる。
例えば、フラックスガイド１０は、Ｔａ，Ｎｂ，Ｃｕ，
Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｍｇ，Ｒｈおよび
Ｒｕを含む群のうち少なくとも１つと、Ｎｉと、Ｆｅと
を含む材料により構成されている。言い換えると、フラ
ックスガイド１０は、ＮｉＦｅＸ（Ｘは、Ｔａ，Ｎｂ，
Ｃｕ，Ｃｒ，Ｗ，Ａｌ，Ａｕ，Ｉｎ，Ｉｒ，Ｍｇ，Ｒｈ
およびＲｕを含む群のうちの少なくとも１種）により構
成されている。なお、この組成では、Ｘの含有量が大き
いほど、ＮｉＦｅＸの飽和磁化が小さくなる。フラック
スガイド１０と強磁性フリー層２０とは、磁気的に結合
（強磁性交換結合）しており、フラックスガイド１０と
強磁性フリー層２０との良好な交換硬度（magnetic sti
ffness）が確保される。このようにフラックスガイド１
０と強磁性フリー層２０とを磁気的に結合させることに
より、磁気記録媒体の信号磁場に応じて、フラックスガ
イド１０および強磁性フリー層２０の磁化が一体的に回
転するようにすることができる。良好な磁気的結合を得
るため、フラックスガイド１０は、予め表面が清掃され
た強磁性フリー層２０の表面（平面領域）にスパッタリ
ング法により成膜され、そののち、イオンミリング処理
によりパターニングされる。フラックスガイド１０は、
ほぼ長方形形状を有しており、ＭＴＪ膜１４の平面領域
よりも大きな平面領域を有している。接合高さ（ＭＴＪ
１４のフラックスガイド１０の延出方向における長さ）
Ｊｈと、フラックスガイド１０の幅（フラックスガイド
１０の延出方向に直交する方向の幅）Ｆｗとの間には、
０．８Ｆｗ≦Ｊｈ≦３Ｆｗの関係があることが好まし
い。
【００３１】フラックスガイド１０の幅方向両側には、
図１に矢印１１０で示した磁化方向を有する一対のバイ
アス付与層１００が配置されている。バイアス付与層１
００は、その構成材料（ＣｏＰｔなど）を、下部ギャッ
プ層１８の上に通常の成膜方法を用いて成膜したのち、
強い磁場を印加して磁化処理を施すことにより形成され
る。
図１に矢印１１０で示した磁化方向を有する一対のバイ
アス付与層１００が配置されている。バイアス付与層１
００は、その構成材料（ＣｏＰｔなど）を、下部ギャッ
プ層１８の上に通常の成膜方法を用いて成膜したのち、
強い磁場を印加して磁化処理を施すことにより形成され
る。
【００３２】バイアス付与層１００の発生するバイアス
磁場によって、フラックスガイド１０およびＭＴＪ膜１
４の強磁性フリー層２０は、単磁区構成（single domai
n configuration）となっている。バイアス付与層１０
０の磁化方向１１０は、強磁性ピンド層４０の磁化の方
向に対して直交しており、ＡＢＳ７０に平行である。こ
れらフラックスガイド１０，バイアス付与層１００、お
よびＭＴＪ膜１４は、ＭＴＪ読み取りヘッド１の主要部
を構成している。
磁場によって、フラックスガイド１０およびＭＴＪ膜１
４の強磁性フリー層２０は、単磁区構成（single domai
n configuration）となっている。バイアス付与層１０
０の磁化方向１１０は、強磁性ピンド層４０の磁化の方
向に対して直交しており、ＡＢＳ７０に平行である。こ
れらフラックスガイド１０，バイアス付与層１００、お
よびＭＴＪ膜１４は、ＭＴＪ読み取りヘッド１の主要部
を構成している。
【００３３】図２ないし図４は、本実施の形態のＭＴＪ
読み取りヘッド１を形成する工程を表す工程毎の断面図
である。ここでは、フォトレジスト処理、イオンミリン
グ法、リフトオフ法、スパッタリング法などの技術が用
いられるが、これら個々の技術は公知なので、ここで
は、それぞれについての詳細な説明は省略する。
読み取りヘッド１を形成する工程を表す工程毎の断面図
である。ここでは、フォトレジスト処理、イオンミリン
グ法、リフトオフ法、スパッタリング法などの技術が用
いられるが、これら個々の技術は公知なので、ここで
は、それぞれについての詳細な説明は省略する。
【００３４】図２に示したように、ＭＴＪ膜１４は下部
シールド層１５０の上に形成される。下部シールド層１
５０は、ＭＴＪ膜１４を支持する基体であると共に、Ｍ
ＴＪ膜１４に電流を流すためのリードとして機能する。
この下部シールド層１５０は、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合
金）、センダスト（Ａｌ，ＳｉおよびＦｅを含む合金の
１種）、ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＮｉなどにより構成す
る。
シールド層１５０の上に形成される。下部シールド層１
５０は、ＭＴＪ膜１４を支持する基体であると共に、Ｍ
ＴＪ膜１４に電流を流すためのリードとして機能する。
この下部シールド層１５０は、ＮｉＦｅ（ニッケル鉄合
金）、センダスト（Ａｌ，ＳｉおよびＦｅを含む合金の
１種）、ＣｏＦｅまたはＣｏＦｅＮｉなどにより構成す
る。
【００３５】本実施の形態では、下部シールド層１５０
の上に、ピン止め層６０、強磁性ピンド層４０、トンネ
ルバリア層３０および強磁性フリー層２０を順に積層す
ることによりＭＴＪ膜１４を形成し、このＭＴＪ膜１４
を埋設するように下部ギャップ層１８を成膜する。下部
ギャップ層１８の上には、フラックスガイド１０を、強
磁性フリー層２０の上面に接触するように形成する。Ｍ
ＴＪ膜１４の積層順は、逆でもよい。この場合には、下
部シールド層１５０の上にフラックスガイド１０を形成
し、その上に、強磁性フリー層２０、トンネルバリア層
３０、強磁性ピンド層４０およびピン止め層６０を順に
積層する。なお、ＭＴＪ膜１４の積層順は、ＭＴＪ読み
取りヘッドの特性には影響を与えない。
の上に、ピン止め層６０、強磁性ピンド層４０、トンネ
ルバリア層３０および強磁性フリー層２０を順に積層す
ることによりＭＴＪ膜１４を形成し、このＭＴＪ膜１４
を埋設するように下部ギャップ層１８を成膜する。下部
ギャップ層１８の上には、フラックスガイド１０を、強
磁性フリー層２０の上面に接触するように形成する。Ｍ
ＴＪ膜１４の積層順は、逆でもよい。この場合には、下
部シールド層１５０の上にフラックスガイド１０を形成
し、その上に、強磁性フリー層２０、トンネルバリア層
３０、強磁性ピンド層４０およびピン止め層６０を順に
積層する。なお、ＭＴＪ膜１４の積層順は、ＭＴＪ読み
取りヘッドの特性には影響を与えない。
【００３６】本実施の形態におけるＭＴＪ膜１４の各層
の構成例は、下部シールド層１５０側から順に、以下の
とおりとなる。 （１）バッファ層：Ｔａ層（厚さ８．５ｎｍ）およびＮ
ｉＦｅ層（厚さ２．０ｎｍ）の積層構造、 （２）ピン止め層６０：ＰｔＭｎ層（厚さ３０ｎｍ）、 （３）強磁性ピンド層４０：ＣｏＦｅ層（厚さ２．５ｎ
ｍ）、Ｒｕ層（厚さ０．９ｎｍ）およびＣｏＦｅ層（厚
さ２．５ｎｍ）の積層構造、 （４）トンネルバリア層３０：ＡｌＯｘ層（厚さ０．７
ｎｍ）、 （５）強磁性フリー層２０：ＣｏＦｅ層（厚さ１．５ｎ
ｍ）およびＮｉＦｅ層（厚さ３．０ｎｍ）の積層構造。
の構成例は、下部シールド層１５０側から順に、以下の
とおりとなる。 （１）バッファ層：Ｔａ層（厚さ８．５ｎｍ）およびＮ
ｉＦｅ層（厚さ２．０ｎｍ）の積層構造、 （２）ピン止め層６０：ＰｔＭｎ層（厚さ３０ｎｍ）、 （３）強磁性ピンド層４０：ＣｏＦｅ層（厚さ２．５ｎ
ｍ）、Ｒｕ層（厚さ０．９ｎｍ）およびＣｏＦｅ層（厚
さ２．５ｎｍ）の積層構造、 （４）トンネルバリア層３０：ＡｌＯｘ層（厚さ０．７
ｎｍ）、 （５）強磁性フリー層２０：ＣｏＦｅ層（厚さ１．５ｎ
ｍ）およびＮｉＦｅ層（厚さ３．０ｎｍ）の積層構造。
【００３７】なお、上記のバッファ層は、図示は省略す
るが、下部シールド層１５０とピン止め層６０との間に
形成されているものとする。
るが、下部シールド層１５０とピン止め層６０との間に
形成されているものとする。
【００３８】強磁性ピンド層４０は、強磁性フリー層２
０およびフラックスガイド１０に与える静磁結合（magn
eto-static coupling）を最小限にできるよう、反強磁
性シンセティック構造を有している。なお、ここでは、
静磁結合とは、強磁性ピンド層４０の磁気的な影響が、
トンネルバリア層３０を飛び越えて、強磁性フリー層２
０およびフラックスガイド１０に及ぶことをいう。この
反強磁性シンセティック構造は、ＭＴＪ読み取りヘッド
の出力の対称性を向上するために必要なものである。Ｍ
ＴＪ膜１４を積層方向に流れるセンス電流は、静磁結合
を相殺するには向いていないからである。トンネルバリ
ア層３０は、０．７ｎｍのＡｌ層を形成したのち酸素を
導入してＡｌ層を酸化すること（いわゆる"in situ"酸
化法）により形成される。この酸化法によれば、ＲＡを
３０Ωμｍ2まで小さくすることができる。強磁性フリ
ー層２０は、ＮｉＦｅ層とＣｏＦｅ層との２層により構
成する。ＣｏＦｅ層は、高いスピン分極を確保するため
には１．５ｎｍより薄くせず、必要な保持力を確保する
ためには４．０ｎｍより厚くしないことが好ましい。Ｎ
ｉＦｅ層はスピン分極の改善には寄与しないが、保持力
を減少させる作用を有する。保持力を充分に小さくする
ためには、ＮｉＦｅの厚さは、１．０ｎｍ以上であるこ
とが必要である。
０およびフラックスガイド１０に与える静磁結合（magn
eto-static coupling）を最小限にできるよう、反強磁
性シンセティック構造を有している。なお、ここでは、
静磁結合とは、強磁性ピンド層４０の磁気的な影響が、
トンネルバリア層３０を飛び越えて、強磁性フリー層２
０およびフラックスガイド１０に及ぶことをいう。この
反強磁性シンセティック構造は、ＭＴＪ読み取りヘッド
の出力の対称性を向上するために必要なものである。Ｍ
ＴＪ膜１４を積層方向に流れるセンス電流は、静磁結合
を相殺するには向いていないからである。トンネルバリ
ア層３０は、０．７ｎｍのＡｌ層を形成したのち酸素を
導入してＡｌ層を酸化すること（いわゆる"in situ"酸
化法）により形成される。この酸化法によれば、ＲＡを
３０Ωμｍ2まで小さくすることができる。強磁性フリ
ー層２０は、ＮｉＦｅ層とＣｏＦｅ層との２層により構
成する。ＣｏＦｅ層は、高いスピン分極を確保するため
には１．５ｎｍより薄くせず、必要な保持力を確保する
ためには４．０ｎｍより厚くしないことが好ましい。Ｎ
ｉＦｅ層はスピン分極の改善には寄与しないが、保持力
を減少させる作用を有する。保持力を充分に小さくする
ためには、ＮｉＦｅの厚さは、１．０ｎｍ以上であるこ
とが必要である。
【００３９】ＭＴＪ膜１４は、レジストマスクとイオン
ミリングを利用して例えば正方形にパターニングされ
る。このイオンミリングにより、ＭＴＪ膜１４の側端面
には、図２ないし図４に示したような傾斜が形成され
る。ＭＴＪ膜１４の側端面をＡｌ 2Ｏ3よりなる下部ギャ
ップ層１８に埋設することにより、トンネルバリア層３
０の電気的短絡を防ぐことができる。
ミリングを利用して例えば正方形にパターニングされ
る。このイオンミリングにより、ＭＴＪ膜１４の側端面
には、図２ないし図４に示したような傾斜が形成され
る。ＭＴＪ膜１４の側端面をＡｌ 2Ｏ3よりなる下部ギャ
ップ層１８に埋設することにより、トンネルバリア層３
０の電気的短絡を防ぐことができる。
【００４０】続いて、図３に示したように、ＭＴＪ膜１
４の強磁性フリー層２０の表面に、（フラックスガイド
１０との良好な磁気結合が得られるよう）ソフト洗浄を
施したのち、その強磁性フリー層２０の上にフラックス
ガイド１０をスパッタリング法により成膜する。このフ
ラックスガイド１０は、上述した合金ＮｉＦｅＸにより
構成する（Ｘは上述したとおりだが、より好ましくはＴ
ａまたはＮｂである）。続いて、フラックスガイド１０
をＭＴＪ膜１４より広い正方形にパターニングする。こ
のフラックスガイド１０の幅方向両側に、リフトオフ法
を用いて、バイアス付与層１００を形成する。
４の強磁性フリー層２０の表面に、（フラックスガイド
１０との良好な磁気結合が得られるよう）ソフト洗浄を
施したのち、その強磁性フリー層２０の上にフラックス
ガイド１０をスパッタリング法により成膜する。このフ
ラックスガイド１０は、上述した合金ＮｉＦｅＸにより
構成する（Ｘは上述したとおりだが、より好ましくはＴ
ａまたはＮｂである）。続いて、フラックスガイド１０
をＭＴＪ膜１４より広い正方形にパターニングする。こ
のフラックスガイド１０の幅方向両側に、リフトオフ法
を用いて、バイアス付与層１００を形成する。
【００４１】図４に示したように、フラックスガイド１
０およびバイアス付与層１００の上に、スパッタリング
法を用いて、上部ギャップ層（金属ギャップ層）１６０
を成膜する。その上部ギャップ層１６０の上に、上部シ
ールド層１７０を成膜する。これにより、図４に示した
ＭＴＪ読み取りヘッドが完成する。上部ギャップ層１６
０は金属により構成し、ＭＴＪ膜１４と上部シールド層
１７０との電気的な接触を確実にする。これにより、下
部シールド層１５０から上部シールド層１７０に流れる
センス電流の経路が形成される。下部シールド層１５０
と上部シールド層１７０との間隔は、磁気記録媒体の記
録密度（特にトラックの各ビットの長さ）に合わせて定
められる。下部ギャップ層１８と上部ギャップ層１６０
は、磁気記録媒体からフラックスガイド１０に侵入した
磁束が、下部シールド層１５０や上部シールド層１７０
に漏れ出さないようにするものである。
０およびバイアス付与層１００の上に、スパッタリング
法を用いて、上部ギャップ層（金属ギャップ層）１６０
を成膜する。その上部ギャップ層１６０の上に、上部シ
ールド層１７０を成膜する。これにより、図４に示した
ＭＴＪ読み取りヘッドが完成する。上部ギャップ層１６
０は金属により構成し、ＭＴＪ膜１４と上部シールド層
１７０との電気的な接触を確実にする。これにより、下
部シールド層１５０から上部シールド層１７０に流れる
センス電流の経路が形成される。下部シールド層１５０
と上部シールド層１７０との間隔は、磁気記録媒体の記
録密度（特にトラックの各ビットの長さ）に合わせて定
められる。下部ギャップ層１８と上部ギャップ層１６０
は、磁気記録媒体からフラックスガイド１０に侵入した
磁束が、下部シールド層１５０や上部シールド層１７０
に漏れ出さないようにするものである。
【００４２】ここで、本実施の形態のＭＴＪ読み取りヘ
ッド１を用いて、フラックスガイド１０の構成材料等に
ついての評価を行った。表１に、フラックスガイド１０
の材質およびフラックス高さＦｈを変化させた場合の信
号出力と信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を表す。
ッド１を用いて、フラックスガイド１０の構成材料等に
ついての評価を行った。表１に、フラックスガイド１０
の材質およびフラックス高さＦｈを変化させた場合の信
号出力と信号ノイズ比（Ｓ／Ｎ比）を表す。
【００４３】
【表１】
【００４４】なお、表１の評価に当たって使用したＭＴ
Ｊ読み取りヘッド１の主要な寸法は以下のとおりであ
る。すなわち、下部シールド層１５０と上部シールド層
１７０との間隔を０．１１μｍとし、接合面積（トンネ
ルバリア層３０の面積）を０．０９μｍ2（０．３μｍ
×０．３μｍ）とした。さらに、フラックスガイド１０
の面積を０．１６μｍ2（０．４μｍ×０．４μｍ）と
し、フラックス高さＦｈを０．１μｍ〜０．３μｍとし
た。また、バイアス付与層１００はＣｏＰｔにより形成
し、その厚さは３０ｎｍとした。ＭＴＪ膜１４の構成
は、上述した実施の形態で説明したとおりである。これ
により得られた抵抗変化率は２７％であり、ＲＡは３５
Ωμｍ2であった。
Ｊ読み取りヘッド１の主要な寸法は以下のとおりであ
る。すなわち、下部シールド層１５０と上部シールド層
１７０との間隔を０．１１μｍとし、接合面積（トンネ
ルバリア層３０の面積）を０．０９μｍ2（０．３μｍ
×０．３μｍ）とした。さらに、フラックスガイド１０
の面積を０．１６μｍ2（０．４μｍ×０．４μｍ）と
し、フラックス高さＦｈを０．１μｍ〜０．３μｍとし
た。また、バイアス付与層１００はＣｏＰｔにより形成
し、その厚さは３０ｎｍとした。ＭＴＪ膜１４の構成
は、上述した実施の形態で説明したとおりである。これ
により得られた抵抗変化率は２７％であり、ＲＡは３５
Ωμｍ2であった。
【００４５】ＭＴＪ読み取りヘッド１の評価は、いずれ
も、同一のディスク媒体（Ｍr.t＝０．３２ｍｅｍｕ／
ｃｍ2，Ｈｃ＝４０００エルステッド）を用い、同一の
センス電流（０．３１ｍＡ）を用いて行った。センス電
流として０．３１ｍＡを採用したのは、低い印加電圧
（１２０ｍＶ）で済むようにしてＭＴＪ読み取りヘッド
の耐用年数を長くするためである。表１より、飽和磁化
の小さい磁性材料であるＮｉＦｅＴａおよびＮｉＦｅＮ
ｂよりなるフラックスガイドが最も高い信号出力を示し
た。すなわち、フラックスガイドの厚さを４．０ｎｍ、
フラックス高さＦｈを０．１μｍとしたときに、５．４
ｍＶ（すなわち、トラック幅１μｍ当たり１８ｍＶ）以
上の信号出力を得ると共に、最大のＳ／Ｎ比を得た。
も、同一のディスク媒体（Ｍr.t＝０．３２ｍｅｍｕ／
ｃｍ2，Ｈｃ＝４０００エルステッド）を用い、同一の
センス電流（０．３１ｍＡ）を用いて行った。センス電
流として０．３１ｍＡを採用したのは、低い印加電圧
（１２０ｍＶ）で済むようにしてＭＴＪ読み取りヘッド
の耐用年数を長くするためである。表１より、飽和磁化
の小さい磁性材料であるＮｉＦｅＴａおよびＮｉＦｅＮ
ｂよりなるフラックスガイドが最も高い信号出力を示し
た。すなわち、フラックスガイドの厚さを４．０ｎｍ、
フラックス高さＦｈを０．１μｍとしたときに、５．４
ｍＶ（すなわち、トラック幅１μｍ当たり１８ｍＶ）以
上の信号出力を得ると共に、最大のＳ／Ｎ比を得た。
【００４６】ＭＴＪ膜１４の強磁性フリー層２０とフラ
ックスガイド１０との磁気的な結合が無い場合には（例
えば、強磁性フリー層２０の表面が僅かに酸化された場
合には）、信号出力は大幅に低下する。フラックスガイ
ド１０の磁化と強磁性フリー層２０の磁化とが一体的に
回転しないためである。この効果は、表１において、Ｎ
ｉＦｅの信号出力と、磁気的な結合が無い場合のＮｉＦ
ｅＴａの信号出力との違いに表れている。なお、磁気的
な結合が無い場合のＮｉＦｅＴａは、強磁性フリー層２
０の表面に酸化物層を設けることにより、フラックスガ
イド１０と強磁性フリー層２０とを分離して作製した。
ックスガイド１０との磁気的な結合が無い場合には（例
えば、強磁性フリー層２０の表面が僅かに酸化された場
合には）、信号出力は大幅に低下する。フラックスガイ
ド１０の磁化と強磁性フリー層２０の磁化とが一体的に
回転しないためである。この効果は、表１において、Ｎ
ｉＦｅの信号出力と、磁気的な結合が無い場合のＮｉＦ
ｅＴａの信号出力との違いに表れている。なお、磁気的
な結合が無い場合のＮｉＦｅＴａは、強磁性フリー層２
０の表面に酸化物層を設けることにより、フラックスガ
イド１０と強磁性フリー層２０とを分離して作製した。
【００４７】強磁性フリー層をフラックスガイドとして
用いるＭＴＪ読み取りヘッドでは、信号出力が最も小さ
くなった。さらに、このＭＴＪ読み取りヘッドでは、Ｓ
／Ｎ比がかなり低く、従来のスピンバルブヘッドのＳ／
Ｎよりも低い値となった。
用いるＭＴＪ読み取りヘッドでは、信号出力が最も小さ
くなった。さらに、このＭＴＪ読み取りヘッドでは、Ｓ
／Ｎ比がかなり低く、従来のスピンバルブヘッドのＳ／
Ｎよりも低い値となった。
【００４８】図５に示したように、評価の対象となった
全てのフラックスガイドについて、その構成材料に関わ
らず、信号出力はフラックス高さＦｈに依存している。
つまり、フラックス高さＦｈが小さいほど信号出力は大
きくなる。特に、飽和磁化の小さい磁性材料よりなるフ
ラックス高さＦｈを０．１μｍ未満にすることにより、
より大きな密度記録を達成できる。フラックス高さＦｈ
の好ましい範囲は、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下で
ある。下限を０．０１μｍとしたのは、これ未満では、
ラッピング工程においてトンネルバリア層３０の損傷を
防止する効果があまり期待できないからである。上限を
３．０μｍとしたのは、フラックス高さＦｈがこれより
長いと、信号出力があまり向上できないからである。
全てのフラックスガイドについて、その構成材料に関わ
らず、信号出力はフラックス高さＦｈに依存している。
つまり、フラックス高さＦｈが小さいほど信号出力は大
きくなる。特に、飽和磁化の小さい磁性材料よりなるフ
ラックス高さＦｈを０．１μｍ未満にすることにより、
より大きな密度記録を達成できる。フラックス高さＦｈ
の好ましい範囲は、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下で
ある。下限を０．０１μｍとしたのは、これ未満では、
ラッピング工程においてトンネルバリア層３０の損傷を
防止する効果があまり期待できないからである。上限を
３．０μｍとしたのは、フラックス高さＦｈがこれより
長いと、信号出力があまり向上できないからである。
【００４９】厚さ４ｎｍのＮｉＦｅＴａをフラックスガ
イド１０として用いたＭＴＪ読み取りヘッドでは、信号
出力が非常に大きいため、抵抗を小さくする目的で接合
高さＪｈを大きくすることが可能になる。図６および表
２に、上述した実施の形態のＭＴＪ読み取りヘッド（２
０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2の記録密度に対応）における接
合高さＪｈと信号出力との関係を示す。なお、図６およ
び表２に示した信号出力は、ＭＴＪ膜１４に流すセンス
電流を一定にした場合（Ｉ＝０．３１ｍＡ）およびＭＴ
Ｊ膜１４への印加電圧を一定にした場合（Ｖ＝１２０ｍ
Ｖ）の両方に関するものである。表２には、さらに、接
合高さＪｈと、抵抗およびＳ／Ｎ比との関係も合わせて
示す。
イド１０として用いたＭＴＪ読み取りヘッドでは、信号
出力が非常に大きいため、抵抗を小さくする目的で接合
高さＪｈを大きくすることが可能になる。図６および表
２に、上述した実施の形態のＭＴＪ読み取りヘッド（２
０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃｈ2の記録密度に対応）における接
合高さＪｈと信号出力との関係を示す。なお、図６およ
び表２に示した信号出力は、ＭＴＪ膜１４に流すセンス
電流を一定にした場合（Ｉ＝０．３１ｍＡ）およびＭＴ
Ｊ膜１４への印加電圧を一定にした場合（Ｖ＝１２０ｍ
Ｖ）の両方に関するものである。表２には、さらに、接
合高さＪｈと、抵抗およびＳ／Ｎ比との関係も合わせて
示す。
【００５０】
【表２】
【００５１】図６および表２によれば、信号出力は、接
合高さＪｈに依存している。つまり、接合高さＪｈが短
いほど信号出力が大きくなっている。この傾向は、ＭＴ
Ｊ膜１４に流すセンス電流を一定（Ｉ＝０．３１ｍＡ）
にした場合と、ＭＴＪ膜１４に印加する電圧を一定（Ｖ
＝１２０ｍＶ）にした場合の両方に見られる。
合高さＪｈに依存している。つまり、接合高さＪｈが短
いほど信号出力が大きくなっている。この傾向は、ＭＴ
Ｊ膜１４に流すセンス電流を一定（Ｉ＝０．３１ｍＡ）
にした場合と、ＭＴＪ膜１４に印加する電圧を一定（Ｖ
＝１２０ｍＶ）にした場合の両方に見られる。
【００５２】表２に示したように、ＭＴＪ膜１４に流す
センス電流を一定とした場合には、接合高さＪｈの増加
につれて、信号出力が急激に減少する。一方、ＭＴＪ膜
１４に印加する電圧を一定とした場合、やはり接合高さ
Ｊｈの増加につれて信号出力は減少するが、センス電流
を一定とした場合に比較して、さほど極端な減少ではな
い。いずれの場合も、接合高さＪｈが増加するにつれて
信号出力は減少するが、抵抗も減少する（従って、抵抗
に起因するノイズも同様に減少する）ため、Ｓ／Ｎ比の
変動は小さい。例えば、接合高さＪｈが２倍になって
も、Ｓ／Ｎ比は高いままである。
センス電流を一定とした場合には、接合高さＪｈの増加
につれて、信号出力が急激に減少する。一方、ＭＴＪ膜
１４に印加する電圧を一定とした場合、やはり接合高さ
Ｊｈの増加につれて信号出力は減少するが、センス電流
を一定とした場合に比較して、さほど極端な減少ではな
い。いずれの場合も、接合高さＪｈが増加するにつれて
信号出力は減少するが、抵抗も減少する（従って、抵抗
に起因するノイズも同様に減少する）ため、Ｓ／Ｎ比の
変動は小さい。例えば、接合高さＪｈが２倍になって
も、Ｓ／Ｎ比は高いままである。
【００５３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、フラックスガイド１０がＭＴＪ膜１４の強磁性フリ
ー層２０よりも小さい飽和磁化を有するようにしたの
で、強磁性フリー層２０として、大きな飽和磁化を有す
る材料を用いることで抵抗変化率を向上させ、かつ、フ
ラックスガイド１０として飽和磁化の小さい磁性材料を
用いることでフラックスガイド効率を向上させることが
できる。これにより、ＭＴＪ読み取りヘッドの信号出力
を大きくし、超高密度記録への応用を可能にすることが
できる。
ば、フラックスガイド１０がＭＴＪ膜１４の強磁性フリ
ー層２０よりも小さい飽和磁化を有するようにしたの
で、強磁性フリー層２０として、大きな飽和磁化を有す
る材料を用いることで抵抗変化率を向上させ、かつ、フ
ラックスガイド１０として飽和磁化の小さい磁性材料を
用いることでフラックスガイド効率を向上させることが
できる。これにより、ＭＴＪ読み取りヘッドの信号出力
を大きくし、超高密度記録への応用を可能にすることが
できる。
【００５４】ここで、ＭＴＪ膜１４の面積が大きいほ
ど、抵抗が小さくなってノイズが低減されるだけでな
く、リソグラフィー工程がより容易になる（すなわち、
さらなる高記録密度化が可能になる）。この点を考慮す
ると、ＭＴＪ膜１４の幅をトラック幅ＴＷよりも広くし
た構成が好ましい。以下に説明する第２の実施の形態
は、このような観点に基づくものである。
ど、抵抗が小さくなってノイズが低減されるだけでな
く、リソグラフィー工程がより容易になる（すなわち、
さらなる高記録密度化が可能になる）。この点を考慮す
ると、ＭＴＪ膜１４の幅をトラック幅ＴＷよりも広くし
た構成が好ましい。以下に説明する第２の実施の形態
は、このような観点に基づくものである。
【００５５】図７は、本発明の第２の実施の形態に係る
ＭＴＪ読み取りヘッド１ａの構成を表すものである。第
２の実施の形態に係るＭＴＪ読み取りヘッド１ａは、そ
れぞれほぼ長方形のフロント部２００とリア部２１０と
を含む、Ｔ字形状のフラックスガイド１０ａを有してい
る。図１に示した構成要素と同様または類似の構成要素
には、同一の符号を用いるが、符号のうしろに”ａ”を
付して区別している。
ＭＴＪ読み取りヘッド１ａの構成を表すものである。第
２の実施の形態に係るＭＴＪ読み取りヘッド１ａは、そ
れぞれほぼ長方形のフロント部２００とリア部２１０と
を含む、Ｔ字形状のフラックスガイド１０ａを有してい
る。図１に示した構成要素と同様または類似の構成要素
には、同一の符号を用いるが、符号のうしろに”ａ”を
付して区別している。
【００５６】図８は、ＭＴＪ読み取りヘッド１ａの平面
形状を表すものである。フラックスガイド１０ａのフロ
ント部２００はＡＢＳ７０ａと同一面となる端面を有し
ている。このフロント部２００は、フラックスガイド１
０ａの延出方向と直交する方向における幅（ＡＢＳ７０
ａにおいて規定される）Ｆｆｗを有している。このフロ
ント部２００の幅Ｆｆｗは、トラック幅ＴＷを規定す
る。リア部２１０は、フラックスガイド１０ａの延出方
向と直交する方向における幅Ｆｂｗを有している。リア
部２１０の両側には、一対のバイアス付与層１００ａが
隣接して設けられている。
形状を表すものである。フラックスガイド１０ａのフロ
ント部２００はＡＢＳ７０ａと同一面となる端面を有し
ている。このフロント部２００は、フラックスガイド１
０ａの延出方向と直交する方向における幅（ＡＢＳ７０
ａにおいて規定される）Ｆｆｗを有している。このフロ
ント部２００の幅Ｆｆｗは、トラック幅ＴＷを規定す
る。リア部２１０は、フラックスガイド１０ａの延出方
向と直交する方向における幅Ｆｂｗを有している。リア
部２１０の両側には、一対のバイアス付与層１００ａが
隣接して設けられている。
【００５７】フロント部２００の幅Ｆｆｗは、ＭＴＪ膜
１４の幅Ｊｗよりも短くなるよう構成されている。この
ような構成により、ＭＴＪ膜１４の面積を大きくするこ
とができるため、抵抗を小さくしてショットノイズを抑
えると共に、Ｓ／Ｎ比を高く保つことができる。フラッ
クスガイド１０ａにおいて、幅ＦｆｗがＭＴＪ膜１４の
幅Ｊｗよりも狭いのは、フロント部２００のみ、つまり
ＡＢＳ７０ａとＭＴＪ膜１４の前端の間の領域（すなわ
ち、ＡＢＳ７０ａからフラックス高さＦｈに亘る領域）
のみである。これに対し、リア部２１０の幅Ｆｂｗは、
ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗよりも広くなっており、強磁性フ
リー層２０の上面が全面に亘ってリア部２１０と接触す
るようになっている。リア部２１０の面積はＭＴＪ膜１
４の面積よりも大きく、これによりＭＴＪ膜１４におい
て良好な磁束分布を得ることができる。
１４の幅Ｊｗよりも短くなるよう構成されている。この
ような構成により、ＭＴＪ膜１４の面積を大きくするこ
とができるため、抵抗を小さくしてショットノイズを抑
えると共に、Ｓ／Ｎ比を高く保つことができる。フラッ
クスガイド１０ａにおいて、幅ＦｆｗがＭＴＪ膜１４の
幅Ｊｗよりも狭いのは、フロント部２００のみ、つまり
ＡＢＳ７０ａとＭＴＪ膜１４の前端の間の領域（すなわ
ち、ＡＢＳ７０ａからフラックス高さＦｈに亘る領域）
のみである。これに対し、リア部２１０の幅Ｆｂｗは、
ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗよりも広くなっており、強磁性フ
リー層２０の上面が全面に亘ってリア部２１０と接触す
るようになっている。リア部２１０の面積はＭＴＪ膜１
４の面積よりも大きく、これによりＭＴＪ膜１４におい
て良好な磁束分布を得ることができる。
【００５８】さらに、リア部２１０の面積をＭＴＪ膜１
４の面積よりも大きくすることにより、リア部２１０の
両側に設けられたバイアス付与層１００ａを、ＭＴＪ膜
１４の強磁性フリー層２０から離間させることができ、
この強磁性フリー層２０にバイアス付与層１００ａから
の強いバイアス磁界の影響が及ぶのを防止できる。な
お、この強いバイアス磁界は、バイアス付与層１００ａ
の永久磁石によるもので、あまり強すぎると、強磁性フ
リー層２０の能動領域（磁化が自由に回転しうる領域）
を狭めてしまうものである。これにより、強磁性フリー
層２０に対して効率的にバイアス磁場を印加できるよう
になり、信号出力の安定性が増す。
４の面積よりも大きくすることにより、リア部２１０の
両側に設けられたバイアス付与層１００ａを、ＭＴＪ膜
１４の強磁性フリー層２０から離間させることができ、
この強磁性フリー層２０にバイアス付与層１００ａから
の強いバイアス磁界の影響が及ぶのを防止できる。な
お、この強いバイアス磁界は、バイアス付与層１００ａ
の永久磁石によるもので、あまり強すぎると、強磁性フ
リー層２０の能動領域（磁化が自由に回転しうる領域）
を狭めてしまうものである。これにより、強磁性フリー
層２０に対して効率的にバイアス磁場を印加できるよう
になり、信号出力の安定性が増す。
【００５９】このＴ字形状のフラックスガイド１０ａ
は、高解像度のネガティブレジストを用い、向きが９０
度異なり一部が重なり合った２つの棒状部分（あるいは
層）を二重露光することにより、形成される。なお、他
の製造方法を利用してフラックスガイド１０ａを形成し
てもよい。
は、高解像度のネガティブレジストを用い、向きが９０
度異なり一部が重なり合った２つの棒状部分（あるいは
層）を二重露光することにより、形成される。なお、他
の製造方法を利用してフラックスガイド１０ａを形成し
てもよい。
【００６０】次に、本実施の形態のＭＴＪ読み取りヘッ
ド１ａの構成例について説明する。接合高さＪｈは０．
３μｍとし、フラックス高さＦｈは０．１μｍとした。
フラックスガイド１０ａのフロント部２００の幅Ｆｆｗ
は０．３μｍとし、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗは０．３μｍ
から０．７μｍの範囲で変化させた。フラックスガイド
１０ａのリア部Ｆｂｗの幅は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗよ
りも０．１μｍ広くした。他の寸法は、第１の実施の形
態において説明した例と同様である。すなわち、このＭ
ＴＪ読み取りヘッドの構成例は、２０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃ
ｈ2に対応するようになっている。
ド１ａの構成例について説明する。接合高さＪｈは０．
３μｍとし、フラックス高さＦｈは０．１μｍとした。
フラックスガイド１０ａのフロント部２００の幅Ｆｆｗ
は０．３μｍとし、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗは０．３μｍ
から０．７μｍの範囲で変化させた。フラックスガイド
１０ａのリア部Ｆｂｗの幅は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗよ
りも０．１μｍ広くした。他の寸法は、第１の実施の形
態において説明した例と同様である。すなわち、このＭ
ＴＪ読み取りヘッドの構成例は、２０Ｇｂｉｔ／ｉｎｃ
ｈ2に対応するようになっている。
【００６１】表３に、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗを変化させ
たときの、信号出力、抵抗およびＳ／Ｎ比の変化を示
す。なお、信号出力は、ＭＴＪ膜１４に流すセンス電流
を一定にした場合と、ＭＴＪ膜１４に印加する電圧を一
定にした場合で調べた。
たときの、信号出力、抵抗およびＳ／Ｎ比の変化を示
す。なお、信号出力は、ＭＴＪ膜１４に流すセンス電流
を一定にした場合と、ＭＴＪ膜１４に印加する電圧を一
定にした場合で調べた。
【００６２】
【表３】
【００６３】図９は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗを変化させ
たときの、信号出力の変化（ＭＴＪ膜１４に流すセンス
電流を一定にした場合、および印加電圧を一定にした場
合）を示したものである。ＭＴＪ膜１４に流すセンス電
流を一定にした場合には、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗを広く
するにつれて信号出力は指数関数的に減少しているが、
印加電圧を一定にした場合には階段状に減少している。
このような出力になる理由は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗを
広くするとＭＴＪ膜１４内の単位体積当たりの磁束は減
少するが、ＭＴＪ膜１４内を流れる電流が増加するた
め、両者が釣り合う場合もあるからである。表３に示し
たように、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗが０．６μｍ（すなわ
ち、フロント部２００の幅Ｆｆｗの２倍）のときのＳ／
Ｎ比は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗが０．３μｍ（すなわ
ち、フロント部２００の幅Ｆｆｗと同じ）のときのＳ／
Ｎ比よりも大きい。すなわち、フラックスガイド１０ａ
をＴ字形状としたことにより、Ｓ／Ｎ比を低下すること
なく、面積の大きいＭＴＪ膜１４を用いることが可能に
なる。これは、超高密度記録の実現のためには極めて有
望である。特に、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗは、０．８Ｆｆ
ｗ≦Ｊｗ≦３．０Ｆｆｗの範囲にあることが好ましい。
また、接合高さＪｈは、０．８Ｆｆｗ≦Ｊｈ≦３．０Ｆ
ｆｗの範囲にあることが好ましい。
たときの、信号出力の変化（ＭＴＪ膜１４に流すセンス
電流を一定にした場合、および印加電圧を一定にした場
合）を示したものである。ＭＴＪ膜１４に流すセンス電
流を一定にした場合には、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗを広く
するにつれて信号出力は指数関数的に減少しているが、
印加電圧を一定にした場合には階段状に減少している。
このような出力になる理由は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗを
広くするとＭＴＪ膜１４内の単位体積当たりの磁束は減
少するが、ＭＴＪ膜１４内を流れる電流が増加するた
め、両者が釣り合う場合もあるからである。表３に示し
たように、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗが０．６μｍ（すなわ
ち、フロント部２００の幅Ｆｆｗの２倍）のときのＳ／
Ｎ比は、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗが０．３μｍ（すなわ
ち、フロント部２００の幅Ｆｆｗと同じ）のときのＳ／
Ｎ比よりも大きい。すなわち、フラックスガイド１０ａ
をＴ字形状としたことにより、Ｓ／Ｎ比を低下すること
なく、面積の大きいＭＴＪ膜１４を用いることが可能に
なる。これは、超高密度記録の実現のためには極めて有
望である。特に、ＭＴＪ膜１４の幅Ｊｗは、０．８Ｆｆ
ｗ≦Ｊｗ≦３．０Ｆｆｗの範囲にあることが好ましい。
また、接合高さＪｈは、０．８Ｆｆｗ≦Ｊｈ≦３．０Ｆ
ｆｗの範囲にあることが好ましい。
【００６４】図１０は、本発明の第３の実施の形態のＭ
ＴＪ読み取りヘッド１ｂを表す断面図である。図１０で
は、図１に示した構成要素と同様または類似の構成要素
には、同一の符号を用いるが、符号のうしろに”ｂ”を
付して区別している。本実施の形態では、第２の実施の
形態で説明した形状のフラックスガイド１０ｂが、その
後端部（ＡＢＳ７０ｂと反対側の端部）２５０におい
て、上部シールド層１７０ｂに接触するようにしてい
る。このような構成により、フラックスガイド１０ｂの
後端部での磁束の滞留を防止または抑制し、これにより
ＭＴＪ膜１４に磁束を導く効率を高めることができる。
言い換えれば、フラックスガイド１０ｂが上部シールド
層１７０ｂと接触することにより、磁化の向きが変化し
にくい領域は殆ど無くなる。このような構成により、フ
ラックスガイド１０ｂの延出方向に進むに従って磁束が
減衰することが抑制され、これにより、より高い信号出
力を得ることができる。なお、本実施の形態では、第１
の実施の形態において説明した形状のフラックスガイド
１０の後端が上部シールド層に接触するようになってい
てもよい。
ＴＪ読み取りヘッド１ｂを表す断面図である。図１０で
は、図１に示した構成要素と同様または類似の構成要素
には、同一の符号を用いるが、符号のうしろに”ｂ”を
付して区別している。本実施の形態では、第２の実施の
形態で説明した形状のフラックスガイド１０ｂが、その
後端部（ＡＢＳ７０ｂと反対側の端部）２５０におい
て、上部シールド層１７０ｂに接触するようにしてい
る。このような構成により、フラックスガイド１０ｂの
後端部での磁束の滞留を防止または抑制し、これにより
ＭＴＪ膜１４に磁束を導く効率を高めることができる。
言い換えれば、フラックスガイド１０ｂが上部シールド
層１７０ｂと接触することにより、磁化の向きが変化し
にくい領域は殆ど無くなる。このような構成により、フ
ラックスガイド１０ｂの延出方向に進むに従って磁束が
減衰することが抑制され、これにより、より高い信号出
力を得ることができる。なお、本実施の形態では、第１
の実施の形態において説明した形状のフラックスガイド
１０の後端が上部シールド層に接触するようになってい
てもよい。
【００６５】本発明の様々な局面を付加的に開示するた
めに、米国特許出願第０９／５１７，５８０号”Magnet
o-Resistive Tunnel Junction Head”を、ここに参照文
献として挙げる。この米国特許出願は、超高密度記録の
ため特殊な構造を有する強磁性フリー層を備えたＭＴＪ
ヘッドに関するものである。
めに、米国特許出願第０９／５１７，５８０号”Magnet
o-Resistive Tunnel Junction Head”を、ここに参照文
献として挙げる。この米国特許出願は、超高密度記録の
ため特殊な構造を有する強磁性フリー層を備えたＭＴＪ
ヘッドに関するものである。
【００６６】以上、上記の各実施の形態を挙げて本発明
を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。従って、請求項の均等の
範囲において、上記の詳細な説明における態様以外の態
様で本発明を実施することが可能である。
を説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。従って、請求項の均等の
範囲において、上記の詳細な説明における態様以外の態
様で本発明を実施することが可能である。
【００６７】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項１８のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読み
取りヘッドまたは請求項１９ないし請求項２４のいずれ
か１に記載の磁気トンネル接合型読み取りヘッドの製造
方法によれば、強磁性フラックスガイドが磁気トンネル
接合膜の強磁性フリー層よりも小さい飽和磁化を有する
ようにしたので、比較的磁化の大きい強磁性フリー層を
用いて抵抗変化率を向上させ、かつ、比較的磁化の小さ
い強磁性フラックスガイドを用いてフラックスガイド効
率を向上させることができる。これにより、抵抗変化率
とフラックスガイド効率の両方を向上させることがで
き、従って、磁気トンネル接合型読み取りヘッドの信号
出力が大きくなり、超高密度記録への応用が可能にな
る。
求項１８のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読み
取りヘッドまたは請求項１９ないし請求項２４のいずれ
か１に記載の磁気トンネル接合型読み取りヘッドの製造
方法によれば、強磁性フラックスガイドが磁気トンネル
接合膜の強磁性フリー層よりも小さい飽和磁化を有する
ようにしたので、比較的磁化の大きい強磁性フリー層を
用いて抵抗変化率を向上させ、かつ、比較的磁化の小さ
い強磁性フラックスガイドを用いてフラックスガイド効
率を向上させることができる。これにより、抵抗変化率
とフラックスガイド効率の両方を向上させることがで
き、従って、磁気トンネル接合型読み取りヘッドの信号
出力が大きくなり、超高密度記録への応用が可能にな
る。
【００６８】また、請求項２５ないし請求項３０のいず
れか１に記載の磁場検出装置によれば、第３の強磁性層
が磁気トンネル接合膜の第１の強磁性層よりも小さい飽
和磁化を有するようにしたので、より大きな信号出力を
得ることができ、超高密度記録への応用が可能になる。
れか１に記載の磁場検出装置によれば、第３の強磁性層
が磁気トンネル接合膜の第１の強磁性層よりも小さい飽
和磁化を有するようにしたので、より大きな信号出力を
得ることができ、超高密度記録への応用が可能になる。
【００６９】さらに、請求項３１記載の磁気トンネル接
合型読み取りヘッドによれば、フラックスガイドのフロ
ント部の幅よりもリア部の幅が大きくなるようにしたの
で、磁気トンネル接合膜の面積を大きくすることがで
き、従って、信号出力を低下させることなく、抵抗を小
さくしてショットノイズを抑え、これによりＳ／Ｎ比を
改善することができる。また、リア部の幅Ｆｂｗが磁気
トンネル接合膜の幅Ｊｗよりも大きくなるようにしたの
で、リア部の両側にバイアス付与層を形成する場合に、
そのバイアス付与層と磁気トンネル接合膜との間に適切
なスペースを設けることができるため、抵抗変化率を低
下させずに、バイアス磁場を効率よく発生させることが
できる。
合型読み取りヘッドによれば、フラックスガイドのフロ
ント部の幅よりもリア部の幅が大きくなるようにしたの
で、磁気トンネル接合膜の面積を大きくすることがで
き、従って、信号出力を低下させることなく、抵抗を小
さくしてショットノイズを抑え、これによりＳ／Ｎ比を
改善することができる。また、リア部の幅Ｆｂｗが磁気
トンネル接合膜の幅Ｊｗよりも大きくなるようにしたの
で、リア部の両側にバイアス付与層を形成する場合に、
そのバイアス付与層と磁気トンネル接合膜との間に適切
なスペースを設けることができるため、抵抗変化率を低
下させずに、バイアス磁場を効率よく発生させることが
できる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るＭＴＪ読み取
りヘッドの構造を表す斜視図である。
りヘッドの構造を表す斜視図である。
【図２】図１に示したＭＴＪ読み取りヘッドの製造プロ
セスにおける一工程を表すものであり、ＡＢＳと平行な
断面における断面図である。
セスにおける一工程を表すものであり、ＡＢＳと平行な
断面における断面図である。
【図３】図２に示した工程に続く工程を表す断面図であ
る。
る。
【図４】図３に示した工程に続く工程を表す断面図であ
る。
る。
【図５】図１に示したＭＴＪヘッドについて、フラック
スガイドの構成材料およびフラックス高さと信号出力と
の関係を表す特性図である。
スガイドの構成材料およびフラックス高さと信号出力と
の関係を表す特性図である。
【図６】図１に示したＭＴＪヘッドについて、接合高さ
と信号出力との関係を表す特性図である。
と信号出力との関係を表す特性図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るＭＴＪヘッド
の構造を表す斜視図である。
の構造を表す斜視図である。
【図８】図７に示したＭＴＪヘッドの平面形状を表す平
面図である。
面図である。
【図９】図７に示したＭＴＪヘッドについて、接合高さ
と信号出力との関係を表す特性図である。
と信号出力との関係を表す特性図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係るＭＴＪヘッ
ドの構造を表す断面図である。
ドの構造を表す断面図である。
１０，１０ａ，１０ｂ…フラックスガイド、１４…磁気
トンネル接合膜、１８…下部ギャップ層、２０…強磁性
フリー層、３０…トンネルバリア層、４０…強磁性ピン
ド層、６０…ピン止め層、７０…エアベアリング面（Ａ
ＢＳ）、１００…バイアス付与層、１５０…下部シール
ド層、１６０…上部ギャップ層、１７０…上部シールド
層、２００…フロント部、２１０…リア部。
トンネル接合膜、１８…下部ギャップ層、２０…強磁性
フリー層、３０…トンネルバリア層、４０…強磁性ピン
ド層、６０…ピン止め層、７０…エアベアリング面（Ａ
ＢＳ）、１００…バイアス付与層、１５０…下部シール
ド層、１６０…上部ギャップ層、１７０…上部シールド
層、２００…フロント部、２１０…リア部。
Claims (33)
- 【請求項１】 磁気記録媒体に磁気的に記録されたデー
タを検出するための検出面を有する磁気トンネル接合型
読み取りヘッドであって、 強磁性フリー層と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれ
たトンネルバリア層とを含む磁気トンネル接合膜と、 前記磁気トンネル接合膜の前記強磁性フリー層と磁気的
に結合すると共に、前記検出面に延出し、かつ、前記強
磁性フリー層の飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する
強磁性フラックスガイドとを備えたことを特徴とする磁
気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項２】 前記強磁性フリー層は、前記検出面から
退避した位置に設けられていることを特徴とする請求項
１記載の磁気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項３】 前記フラックスガイドは、タンタル（Ｔ
ａ），ニオブ（Ｎｂ），銅（Ｃｕ），クロム（Ｃｒ），
タングステン（Ｗ），アルミニウム（Ａｌ），金（Ａ
ｕ），インジウム（Ｉｎ），イリジウム（Ｉｒ），マグ
ネシウム（Ｍｇ），ロジウム（Ｒｈ）およびルテニウム
（Ｒｕ）からなる群のうち少なくとも１種と、ニッケル
（Ｎｉ）と、鉄（Ｆｅ）とを含む材料よりなることを特
徴とする請求項１または請求項２に記載の磁気トンネル
接合型読み取りヘッド。 - 【請求項４】 前記フラックスガイドは平面領域を有
し、かつ、前記強磁性フリー層は前記フラックスガイド
の平面領域に接する平面領域を有し、 前記フラックスガイドの平面領域は、前記強磁性フリー
層の平面領域よりも広いことを特徴とする請求項１ない
し請求項３のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読
み取りヘッド。 - 【請求項５】 さらに、 前記フラックスガイドと隣接している磁気バイアス付与
手段と、 前記フラックスガイドおよび前記磁気バイアス付与手段
と電気的に接触している金属ギャップ層とを備えたこと
を特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１に記
載の磁気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項６】 さらに、 前記磁気トンネル接合膜にセンス電流を流すために、前
記磁気トンネル接合膜、前記フラックスガイドおよび前
記金属ギャップ層を挟み込むよう設けられた、磁性を有
する一対の導電層を備えたことを特徴とする請求項５記
載の磁気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項７】 さらに、 前記フラックスガイドの平面領域にギャップ層を介して
隣接するシールド層を有し、 このシールド層が、前記検出面と反対の側において、前
記フラックスガイドと接触していることを特徴とする請
求項１ないし請求項４にいずれか１に記載の磁気トンネ
ル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項８】 前記強磁性ピンド層は、反強磁性シンセ
ティック構造を有していることを特徴とする請求項１な
いし請求項７のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型
読み取りヘッド。 - 【請求項９】 前記強磁性ピンド層の磁化は、この強磁
性ピンド層と反強磁性材料との間の反強磁性結合によっ
て固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求
項８のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読み取り
ヘッド。 - 【請求項１０】 前記反強磁性材料は、ニッケル，白金
（Ｐｔ），パラジウム（Ｐｄ），イリジウムおよび鉄か
らなる群のうち少なくとも１種と、マンガン（Ｍｎ）と
を含む材料よりなることを特徴とする請求項９記載の磁
気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項１１】 前記フラックスガイドの延出方向にお
ける、前記検出面から前記磁気トンネル接合膜までの長
さＦｈは０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であることを
特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１に記
載の磁気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項１２】 前記フラックスガイドの延出方向に直
交する方向における幅をＦｗとし、 前記フラックスガイドの延出方向における前記磁気トン
ネル接合膜の長さをＪｈとすると、前記幅Ｆｗと前記長
さＪｈとの間には、 （０．８×Ｆｗ）≦Ｊｈ≦（３．０×Ｆｗ） の関係が成立することを特徴とする請求項１ないし請求
項１１のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読み取
りヘッド。 - 【請求項１３】 前記強磁性フリー層は、少なくとも、
ニッケルおよび鉄を含む第１層と、コバルトおよび鉄を
含む第２層とを有することを特徴とする請求項１ないし
請求項１２のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読
み取りヘッド。 - 【請求項１４】 前記第１層の厚さは１ｎｍ以上であ
り、 前記第２層の厚さは１．５ｎｍ以上４ｎｍ以下であるこ
とを特徴とする請求項１３記載の磁気トンネル接合型読
み取りヘッド。 - 【請求項１５】 前記フラックスガイドは、前記検出面
側から、フロント部とリア部とを有しており、 前記フロント部は、前記磁気トンネル接合膜の前記検出
面側から前記検出面まで延出すると共に、この延出方向
に直交する方向における幅Ｆｆｗを有し、 前記リア部は、前記磁気トンネル接合膜に隣接すると共
に、前記延出方向に直交する方向における幅Ｆｂｗを有
し、 前記フラックスガイドの延出方向に直交する方向におけ
る前記磁気トンネル接合膜の幅をＪｗとすると、 前記フロント部の前記幅Ｆｆｗが前記磁気トンネル接合
膜の前記幅Ｊｗよりも狭いことを特徴とする請求項１な
いし請求項１４のいずれか１に記載の磁気トンネル接合
型読み取りヘッド。 - 【請求項１６】 前記幅Ｊｗと前記幅Ｆｆｗとの間に
は、 （０．８×Ｆｆｗ）≦Ｊｗ≦（３．０×Ｆｆｗ） の関係が成立することを特徴とする請求項１５記載の磁
気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項１７】 前記フラックスガイドの延出方向にお
ける前記磁気トンネル接合膜の長さをＪｈとすると、前
記幅Ｆｆｗと前記長さＪｈとの間には、 （０．８×Ｆｆｗ）≦Ｊｈ≦（３．０×Ｆｆｗ） の関係が成立することを特徴とする請求項１５または請
求項１６に記載の磁気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項１８】 前記磁気トンネル接合膜において、前
記強磁性フリー層および前記強磁性ピンド層の側端面
は、絶縁層に埋設されていることを特徴とする請求項１
ないし請求項１７のいずれか１に記載の磁気トンネル接
合型読み取りヘッド。 - 【請求項１９】 磁気記録媒体に磁気的に記録されたデ
ータを検出するための検出面を有する磁気トンネル接合
型読み取りヘッドの製造方法であって、 強磁性フリー層と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれ
たトンネルバリア層とを含む磁気トンネル接合膜を形成
するステップであって、金属層を形成したのちに酸素を
導入してこの金属層を酸化することにより前記トンネル
バリア層を形成するようにしたステップと、 前記磁気トンネル接合膜の強磁性フリー層と磁気的に結
合すると共に、前記検出面に延出し、かつ、前記強磁性
フリー層の飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する強磁
性フラックスガイドを形成するステップとを含むことを
特徴とする磁気トンネル接合型読み取りヘッドの製造方
法。 - 【請求項２０】 前記フラックスガイドを形成するステ
ップでは、 タンタル，ニオブ，銅，クロム，タングステン，アルミ
ニウム，金，インジウム，イリジウム、マグネシウム，
ロジウムおよびルテニウムからなる群のうち少なくとも
１種と、ニッケルと、鉄とを含む材料を用いて、前記フ
ラックスガイドを形成するようにしたことを特徴とする
請求項１９記載の磁気トンネル接合型読み取りヘッドの
製造方法。 - 【請求項２１】 さらに、 前記フラックスガイドをほぼＴ字形状に形成するステッ
プを含むことを特徴とする請求項１９または請求項２０
に記載の磁気トンネル接合型読み取りヘッドの製造方
法。 - 【請求項２２】 さらに、 前記フラックスガイドの上に、金属ギャップ層を成膜す
る工程を含むことを特徴とする請求項１９ないし請求項
２１のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読み取り
ヘッドの製造方法。 - 【請求項２３】 さらに、 前記磁気トンネル接合膜、前記フラックスガイドおよび
前記金属ギャップ層を、磁性を有する一対の導電層で挟
み込んで電流経路を形成するステップを含むことを特徴
とする請求項２２記載の磁気トンネル接合型読み取りヘ
ッドの製造方法。 - 【請求項２４】 前記フラックスガイド上に金属ギャッ
プ層を形成するステップと、 前記フラックスガイドの前記検出面とは反対側の端部を
形成するステップと、前記磁気トンネル接合膜、前記フ
ラックスガイドおよび金属ギャップ層を、磁性を有する
一対の導電層で挟み込むステップと、 前記一対の導電層の少なくとも一方を、前記検出面と反
対の側において、前記フラックスガイドに接触させるス
テップとを含むことを特徴とする請求項１９ないし請求
項２１のいずれか１に記載の磁気トンネル接合型読み取
りヘッドの製造方法。 - 【請求項２５】 磁場の変化を検出するための検出面を
有する磁場検出装置であって、 第１強磁性層と、第２強磁性層と、これらに挟まれた絶
縁層とを有する磁気トンネル接合膜と、 前記磁気トンネル接合膜の前記第１強磁性層と磁気的に
結合されると共に、前記検出面に延出し、かつ、前記第
１強磁性層の飽和磁化よりも小さい飽和磁化を有する第
３強磁性層とを備えたことを特徴とする磁場検出装置。 - 【請求項２６】 前記第３強磁性層は、タンタル，ニオ
ブ，銅，クロム，タングステン，アルミニウム，金，イ
ンジウム，イリジウム，マグネシウム，ロジウムおよび
ルテニウムからなる群のうち少なくとも１種と、ニッケ
ルと、鉄とを含む材料よりなることを特徴とする請求項
２５記載の磁場検出装置。 - 【請求項２７】 前記第３強磁性層は平面領域を有し、
かつ、前記第１強磁性層は、前記第３強磁性層の平面領
域に接する平面領域を有し、 前記第３強磁性層の平面領域は、前記第１強磁性層の平
面領域よりも広いことを特徴とする請求項２５または請
求項２６に記載の磁場検出装置。 - 【請求項２８】 前記第３強磁性層は、前記検出面側か
ら、フロント部とリア部とを有し、 前記フロント部は、前記磁気トンネル接合膜の前記検出
面側から前記検出面まで長さＦｈだけ延出すると共に、
その延出方向と直交する方向における幅Ｆｆｗを有し、 前記リア部は、前記磁気トンネル接合膜と隣接すると共
に、前記延出方向に直交する方向における幅Ｆｂｗを有
し、 前記第３強磁性層の延出方向に直交する方向における前
記磁気トンネル接合膜の幅をＪｗとすると、 前記フロント部の幅Ｆｆｗが前記磁気トンネル接合膜の
前記幅Ｊｗよりも狭いことを特徴とする請求項２５ない
し請求項２７のいずれか１に記載の磁場検出装置。 - 【請求項２９】 前記第の強磁性層は、前記検出面側か
ら、フロント部とリア部とを有し、 前記フロント部は、前記磁気トンネル接合膜の前記検出
面側から前記検出面まで長さＦｈだけ延出すると共に、
その延出方向と直交する方向における幅Ｆｆｗを有し、 前記リア部は、前記磁気トンネル接合膜と隣接すると共
に、前記延出方向に直交する方向における幅Ｆｂｗを有
し、 前記第３強磁性層の延出方向に直交する方向における前
記磁気トンネル接合膜の幅をＪｗとすると、 前記リア部の前記幅Ｆｂｗが前記磁気トンネル接合膜の
前記幅Ｊｗよりも広いことを特徴とする請求項２５ない
し請求項２８のいずれか１に記載の磁場検出装置。 - 【請求項３０】 さらに、 前記第３強磁性層の平面領域にギャップ層を介して隣接
すると共に、第３強磁性層における前記検出面と反対側
の端部と接するシールド層を備えたことを特徴とする請
求項２５ないし請求項２９のいずれか１に記載の磁場検
出装置。 - 【請求項３１】 磁気記録媒体に磁気的に記録されたデ
ータを検出するための検出面を有する磁気トンネル接合
型読み取りヘッドであり、 強磁性フリー層と、強磁性ピンド層と、これらに挟まれ
たトンネルバリア層とを有すると共に、前記検出面より
も後退する位置に設けられ、かつ、前記強磁性フリー層
および前記強磁性ピンド層の側端面が絶縁層に埋設され
た磁気トンネル接合膜と、 前記磁気トンネル接合膜と磁気的に結合すると共に、前
記検出面に延出し、かつ、前記強磁性フリー層の飽和磁
化よりも小さい飽和磁化を有する強磁性フラックスガイ
ドとを備えると共に、 前記強磁性フラックスガイドは、前記検出面側から、フ
ロント部とリア部とを有し、 前記フロント部は、前記磁気トンネル接合膜の前記検出
面側から前記検出面まで長さＦｈだけ延出すると共に、
その延出方向に直交する方向における幅Ｆｆｗを有し、 前記リア部は、前記磁気トンネル接合膜と燐接すると共
に、前記延出方向に直交する方向における幅Ｆｂｗを有
し、 前記フラックスガイドの延出方向に直交する方向におけ
る前記磁気トンネル接合膜の幅をＪｗとすると、 前記リア部の幅Ｆｂｗが前記磁気トンネル接合膜の前記
幅Ｊｗよりも大きく、かつ、前記フロント部分の前記長
さＦｈが、０．０１μｍ以上０．３μｍ以下であること
を特徴とする磁気トンネル接合型読み取りヘッド。 - 【請求項３２】 前記フロント部の前記幅Ｆｆｗが、前
記磁気トンネル接合膜における前記幅Ｊｗよりも狭いこ
とを特徴とする請求項３１記載の磁気トンネル接合型読
み取りヘッド。 - 【請求項３３】 さらに、 前記フラックスガイドの平面領域にギャップ層を介して
隣接すると共に、前記フラックスガイドにおける前記検
出面と反対側の端部と接触しているシールド層を備えた
ことを特徴とする請求項３１または請求項３２に記載の
磁気トンネル接合型読み取りヘッド。
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|---|---|
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Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6798620B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magneto-resistive element, magnetic head, and magnetic recording and reproduction apparatus |
| JP2007142424A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Headway Technologies Inc | トンネルバリア層の形成方法、ならびにｔｍｒセンサおよびその製造方法 |
| WO2010035873A1 (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | オムロン株式会社 | 磁界検出素子および信号伝達素子 |
| US7876534B2 (en) | 2008-01-15 | 2011-01-25 | Tdk Corporation | Magneto-resistive effect device of the CPP type, and magnetic disk system |
| US7952839B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-05-31 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element including an antiferromagnetic layer disposed away from a detection surface |
| US8087157B2 (en) * | 2004-04-20 | 2012-01-03 | Headway Technologies, Inc. | Process to manufacture magnetic tunnel junction read head |
| US8552720B2 (en) | 2008-03-18 | 2013-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Mobile information terminal apparatus and magnetic sensor, including magnetoresistive detecting device |
Families Citing this family (30)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3468419B2 (ja) * | 2000-03-17 | 2003-11-17 | Ｔｄｋ株式会社 | トンネル磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置 |
| US6785100B2 (en) * | 2000-04-10 | 2004-08-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic head comprising a multilayer magnetoresistive device and a yoke for introducing magnetic flux from a medium to the magnetoresistive device |
| JP3474523B2 (ja) * | 2000-06-30 | 2003-12-08 | Ｔｄｋ株式会社 | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 |
| KR100438341B1 (ko) * | 2000-09-26 | 2004-07-02 | 가부시끼가이샤 도시바 | 요크형 재생 자기 헤드 및 그 제조 방법, 및 자기 디스크장치 |
| JP3890893B2 (ja) * | 2000-12-28 | 2007-03-07 | 日本電気株式会社 | スピントンネル磁気抵抗効果膜及び素子及びそれを用いた磁気抵抗センサー、及び磁気装置及びその製造方法 |
| US6724582B2 (en) * | 2001-01-19 | 2004-04-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Current perpendicular to plane type magnetoresistive device, magnetic head, and magnetic recording/reproducing apparatus |
| JP2002260204A (ja) * | 2001-02-27 | 2002-09-13 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッド |
| US6597546B2 (en) * | 2001-04-19 | 2003-07-22 | International Business Machines Corporation | Tunnel junction sensor with an antiferromagnetic (AFM) coupled flux guide |
| US6680830B2 (en) * | 2001-05-31 | 2004-01-20 | International Business Machines Corporation | Tunnel valve sensor and flux guide with improved flux transfer therebetween |
| US7057864B2 (en) * | 2001-07-10 | 2006-06-06 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method and apparatus for achieving physical connection between the flux guide and the free layer and that insulates the flux guide from the shields |
| US7329362B2 (en) * | 2003-08-29 | 2008-02-12 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Dual angle milling for current perpendicular to plane (CPP) magnetoresistive sensor definition |
| US8236484B2 (en) * | 2003-11-14 | 2012-08-07 | Headway Technologies, Inc. | Single layer resist liftoff process for nano track width |
| US20050110004A1 (en) * | 2003-11-24 | 2005-05-26 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction with improved tunneling magneto-resistance |
| US7283333B2 (en) * | 2004-02-11 | 2007-10-16 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Self-pinned double tunnel junction head |
| US7268980B2 (en) * | 2004-02-11 | 2007-09-11 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Magnetic head having self-pinned CPP sensor with multilayer pinned layer |
| KR100541558B1 (ko) * | 2004-04-19 | 2006-01-11 | 삼성전자주식회사 | 양 단들에 구부러진 팁들을 구비하는 자기터널 접합구조체들, 이들을 채택하는 자기램 셀들 및 이들의 형성에사용되는 포토 마스크들 |
| US7323215B2 (en) * | 2004-05-14 | 2008-01-29 | Headway Technologies, Inc. | Free layer design for CPP GMR enhancement |
| JP4690675B2 (ja) * | 2004-07-30 | 2011-06-01 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置 |
| US7290325B2 (en) * | 2004-08-13 | 2007-11-06 | Quantum Corporation | Methods of manufacturing magnetic heads with reference and monitoring devices |
| US7602590B2 (en) * | 2005-01-12 | 2009-10-13 | Headway Technologies, Inc. | Tunneling magneto-resistive spin valve sensor with novel composite free layer |
| US7742261B2 (en) * | 2005-01-12 | 2010-06-22 | Headway Technologies, Inc. | Tunneling magneto-resistive spin valve sensor with novel composite free layer |
| US7751154B2 (en) * | 2005-05-19 | 2010-07-06 | Quantum Corporation | Magnetic recording heads with bearing surface protections and methods of manufacture |
| US7918014B2 (en) * | 2005-07-13 | 2011-04-05 | Headway Technologies, Inc. | Method of manufacturing a CPP structure with enhanced GMR ratio |
| US7598579B2 (en) * | 2007-01-30 | 2009-10-06 | Magic Technologies, Inc. | Magnetic tunnel junction (MTJ) to reduce spin transfer magnetization switching current |
| US8164863B2 (en) * | 2008-03-26 | 2012-04-24 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Current-perpendicular-to-plane (CPP) read sensor with multiple ferromagnetic sense layers |
| JP5517315B2 (ja) * | 2010-11-01 | 2014-06-11 | アルプス・グリーンデバイス株式会社 | 電流センサ |
| US8881378B2 (en) | 2011-08-22 | 2014-11-11 | Headway Technologies, Inc. | Method to improve performance of a magneto-resistive (MR) sensor |
| US8339752B1 (en) | 2011-09-26 | 2012-12-25 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head with wide sensor back edge, low resistance, and high signal to-noise ratio and methods of production thereof |
| US9786302B1 (en) * | 2016-04-08 | 2017-10-10 | Western Digital Technologies, Inc. | Flux-guided tunneling magnetoresistive (TMR) sensor for magnetic tape with reduced likelihood of electrical shorting |
| EP3470863A1 (en) * | 2017-10-12 | 2019-04-17 | Melexis Technologies NV | Integrated magnetic structure |
Family Cites Families (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3940797A (en) | 1973-09-20 | 1976-02-24 | International Business Machines Corporation | Shielded magnetoresistive magnetic transducer |
| US3908194A (en) | 1974-08-19 | 1975-09-23 | Ibm | Integrated magnetoresistive read, inductive write, batch fabricated magnetic head |
| US5159513A (en) | 1991-02-08 | 1992-10-27 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor based on the spin valve effect |
| KR100225179B1 (ko) * | 1992-11-30 | 1999-10-15 | 니시무로 타이죠 | 박막 자기 헤드 및 자기 저항 효과형 헤드 |
| US5493467A (en) * | 1994-12-27 | 1996-02-20 | International Business Machines Corporation | Yoke spin valve MR read head |
| US5909344A (en) * | 1995-11-30 | 1999-06-01 | International Business Machines Corporation | Magnetoresistive sensor with high resistivity flux guide |
| KR100201681B1 (ko) * | 1996-01-03 | 1999-06-15 | 포만 제프리 엘 | 직교 자기저항 센서와 자기 저장 시스템 및 직교 자기저항 센서 제조 방법 |
| US5627704A (en) * | 1996-02-12 | 1997-05-06 | Read-Rite Corporation | Thin film giant magnetoresistive CPP transducer with flux guide yoke structure |
| US5696656A (en) * | 1996-09-06 | 1997-12-09 | International Business Machines Corporation | Highly sensitive orthogonal spin valve read head |
| US5666248A (en) * | 1996-09-13 | 1997-09-09 | International Business Machines Corporation | Magnetizations of pinned and free layers of a spin valve sensor set by sense current fields |
| SG72760A1 (en) | 1996-09-19 | 2000-05-23 | Tdk Corp | Ferromagnetic tunnel junction magnetoresistive element and magnetic head |
| JPH10334418A (ja) * | 1997-06-03 | 1998-12-18 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気ヘッドおよびその製法ならびに該磁気ヘッドを用いた磁気記録装置 |
| US5901018A (en) | 1997-10-24 | 1999-05-04 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as rear flux guide |
| US5898547A (en) | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as flux guide |
| US5898548A (en) | 1997-10-24 | 1999-04-27 | International Business Machines Corporation | Shielded magnetic tunnel junction magnetoresistive read head |
| US5930087A (en) * | 1997-11-20 | 1999-07-27 | Hewlett-Packard Company | Robust recording head for near-contact operation |
| US6223420B1 (en) * | 1998-12-04 | 2001-05-01 | International Business Machines Corporation | Method of making a read head with high resistance soft magnetic flux guide layer for enhancing read sensor efficiency |
-
2000
- 2000-07-20 US US09/621,003 patent/US6519124B1/en not_active Expired - Lifetime
-
2001
- 2001-03-23 JP JP2001084585A patent/JP2001331913A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6798620B2 (en) | 2000-11-15 | 2004-09-28 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magneto-resistive element, magnetic head, and magnetic recording and reproduction apparatus |
| US8087157B2 (en) * | 2004-04-20 | 2012-01-03 | Headway Technologies, Inc. | Process to manufacture magnetic tunnel junction read head |
| JP2007142424A (ja) * | 2005-11-16 | 2007-06-07 | Headway Technologies Inc | トンネルバリア層の形成方法、ならびにｔｍｒセンサおよびその製造方法 |
| US7876534B2 (en) | 2008-01-15 | 2011-01-25 | Tdk Corporation | Magneto-resistive effect device of the CPP type, and magnetic disk system |
| US7952839B2 (en) | 2008-01-28 | 2011-05-31 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element including an antiferromagnetic layer disposed away from a detection surface |
| US8552720B2 (en) | 2008-03-18 | 2013-10-08 | Ricoh Company, Ltd. | Mobile information terminal apparatus and magnetic sensor, including magnetoresistive detecting device |
| WO2010035873A1 (ja) * | 2008-09-29 | 2010-04-01 | オムロン株式会社 | 磁界検出素子および信号伝達素子 |
| US8963544B2 (en) | 2008-09-29 | 2015-02-24 | The Research Institute For Electric And Magnetic Materials | Signal transmission device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6519124B1 (en) | 2003-02-11 |
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