JP2002123913A - Magneto-resistive effect sensor, thin film magnetic head furnished with this sensor, and manufacturing method of these sensor and head - Google Patents

Magneto-resistive effect sensor, thin film magnetic head furnished with this sensor, and manufacturing method of these sensor and head

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JP2002123913A
JP2002123913A JP2000317819A JP2000317819A JP2002123913A JP 2002123913 A JP2002123913 A JP 2002123913A JP 2000317819 A JP2000317819 A JP 2000317819A JP 2000317819 A JP2000317819 A JP 2000317819A JP 2002123913 A JP2002123913 A JP 2002123913A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an MR sensor coped with the increase of recording density by making the resistance change ΔRs to be large, a thin film magnetic head furnished with this MR sensor, a manufacturing method of this MR sensor and a manufacturing method of this thin film magnetic head. SOLUTION: This MR sensor is provided with an antiferromagetic layer 134, a 1st ferromagnetic layer (pinned layer) 133 laminated in the adjacent relation to the antiferromagnetic layer, a nonmagnetic layer 132 laminated in the adjacent relation to the 1st ferromagnetic layer and a 2nd ferromagnetic layer (free layer) 131 laminated in the adjacent relation to the nonmagnetic layer, then this sensor makes use of the bias magnetic field formed by the exchanging combination between the antiferromagnetic layer and the 1st ferromagnetic layer. The 1st ferromagnetic layer is constituted of antiferromagnetically coupled 1st and 2nd ferromagnetic films 133a, 133b each other by being separated with an antiferromagnetic combination film 133c, and a specific metal is diffused to at least a part of the 1st ferromagnetic film 133a adjacent to the antiferromagnetic layer 134.

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、巨大磁気抵抗効果
(GMR)又はトンネル磁気抵抗効果(TMR)を利用
した磁気抵抗効果(MR)センサ、このMRセンサを備
えており例えばハードディスク装置(HDD)、フロッ
ピー(登録商標)ディスク装置(FDD)等の磁気記録
再生装置に用いられる薄膜磁気ヘッド、このMRセンサ
の製造方法及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistance (MR) sensor utilizing a giant magnetoresistance effect (GMR) or a tunnel magnetoresistance effect (TMR), and is provided with this MR sensor, for example, a hard disk drive (HDD). The present invention relates to a thin-film magnetic head used for a magnetic recording / reproducing device such as a floppy (registered trademark) disk device (FDD), a method of manufacturing this MR sensor, and a method of manufacturing a thin-film magnetic head.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、HDDの高密度化に伴って高感度
及び高出力の磁気ヘッドが要求されており、このような
要求に答えるものとして、GMRを呈するセンサの1つ
であるスピンバルブ効果を利用したMRセンサを備えた
薄膜磁気ヘッドが提案されている。スピンバルブ(S
V)MRセンサは、2つの強磁性層を非磁性金属層で磁
気的に分離してサンドイッチ構造とし、その一方の強磁
性層に反強磁性層を積層することによってその界面で生
じる交換バイアス磁界をこの一方の強磁性層(ピンド
(pinned)層)に印加するようにしたものであ
る。交換バイアス磁界を受けるピンド層と受けない他方
の強磁性層(フリー(free)層)とでは磁化反転す
る磁界が異なるので、非磁性金属層を挟むこれら2つの
強磁性層の磁化の向きが平行、反平行と変化し、これに
より電気抵抗率が大きく変化するのでGMRが得られ
る。
2. Description of the Related Art In recent years, a magnetic head with high sensitivity and high output has been demanded with the increase in the density of HDDs. To meet such demands, a spin valve effect, which is one of the sensors exhibiting GMR, has been demanded. There has been proposed a thin film magnetic head provided with an MR sensor utilizing the same. Spin valve (S
V) The MR sensor has a sandwich structure in which two ferromagnetic layers are magnetically separated by a non-magnetic metal layer, and an exchange bias magnetic field generated at the interface by stacking an antiferromagnetic layer on one of the ferromagnetic layers. Is applied to this one ferromagnetic layer (pinned layer). Since the pinned layer that receives the exchange bias magnetic field and the other ferromagnetic layer that does not receive the exchange bias magnetic field (free layer) have different magnetic fields for magnetization reversal, the magnetization directions of these two ferromagnetic layers sandwiching the nonmagnetic metal layer are parallel. , Antiparallel, and thereby the electrical resistivity greatly changes, so that GMR can be obtained.

【0003】SVMRセンサの出力特性等は、非磁性金
属層を挟むこれら2つの強磁性層(ピンド層及びフリー
層)の磁化のなす角度によって定まる。フリー層の磁化
方向は磁気記録媒体からの漏洩磁界の方向に容易に向
く。一方、ピンド層の磁化方向は反強磁性層との交換結
合により一方向(ピンニングされる方向、ピンド方向)
に制御される。
The output characteristics and the like of the SVMR sensor are determined by the angle between the magnetizations of the two ferromagnetic layers (pinned layer and free layer) sandwiching the nonmagnetic metal layer. The magnetization direction of the free layer easily points in the direction of the leakage magnetic field from the magnetic recording medium. On the other hand, the magnetization direction of the pinned layer is one direction (pinning direction, pinned direction) due to exchange coupling with the antiferromagnetic layer.
Is controlled.

【0004】特開平7−169026号公報には、この
ようなSVMRセンサのピンド層を反強磁性的結合膜に
よって分離された2つの強磁性膜による多層膜で構成す
ることによって、ピンド層の安定性を高め、再生波形の
上下非対称性を制御し易くしたSVMRセンサ(シンセ
ティックピンSVMRセンサ)について記載されてい
る。
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-169006 discloses that the pinned layer of such an SVMR sensor is composed of a multilayer film composed of two ferromagnetic films separated by an antiferromagnetic coupling film, thereby stabilizing the pinned layer. An SVMR sensor (synthetic pin SVMR sensor) has been described which has enhanced characteristics and facilitates control of the vertical asymmetry of the reproduced waveform.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
シンセティックピン構造を有するMRセンサのMR変化
率及び抵抗変化ΔRsの向上を図るものである。即ち、
本発明の目的は、抵抗変化ΔRsを大きくすることによ
って高記録密度化に対応するMRセンサ、このMRセン
サを備えた薄膜磁気ヘッド、このMRセンサの製造方法
及びこの薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。
An object of the present invention is to improve the MR ratio and the resistance change ΔRs of an MR sensor having such a synthetic pin structure. That is,
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an MR sensor capable of increasing the recording density by increasing the resistance change ΔRs, a thin-film magnetic head having the MR sensor, a method of manufacturing the MR sensor, and a method of manufacturing the thin-film magnetic head. Is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層
と、反強磁性層に隣接して積層されている第1の強磁性
層(ピンド層)と、第1の強磁性層に隣接して積層され
ている非磁性層と、非磁性層に隣接して積層されている
第2の強磁性層(フリー層)とを備えており、反強磁性
層と第1の強磁性層との交換結合によるバイアス磁界を
利用したMRセンサに関する。特に、本発明によれば、
第1の強磁性層が反強磁性結合膜によって分離され互い
に反強磁性的に結合された第1及び第2の強磁性膜から
構成されており、反強磁性層に隣接する第1の強磁性膜
の少なくとも一部に所定金属が拡散されているMRセン
サ、及びそのMRセンサを備えた薄膜磁気ヘッドが提供
される。
The present invention provides an antiferromagnetic layer, a first ferromagnetic layer (pinned layer) laminated adjacent to the antiferromagnetic layer, and a first ferromagnetic layer. An antiferromagnetic layer and a first ferromagnetic layer, comprising a nonmagnetic layer stacked adjacent to the second ferromagnetic layer (free layer) stacked adjacent to the nonmagnetic layer; The present invention relates to an MR sensor using a bias magnetic field by exchange coupling with a magnetic field. In particular, according to the present invention,
The first ferromagnetic layer is composed of first and second ferromagnetic films separated by an antiferromagnetic coupling film and antiferromagnetically coupled to each other, and a first ferromagnetic layer adjacent to the antiferromagnetic layer. Provided are an MR sensor in which a predetermined metal is diffused into at least a part of a magnetic film, and a thin-film magnetic head including the MR sensor.

【0007】このように、ピンド層の一部に所定金属が
拡散されているので、MRセンサ全体のシート抵抗Rs
が大きくなる。一般に、MRセンサの抵抗変化ΔRs
は、MR変化率をMR、シート抵抗をRsとすると、Δ
Rs[Ω]=MR[%]×Rs[Ω]で与えられる。従
って、シート抵抗Rsを大きくすることにより、高いΔ
Rsを得ることができる。その結果、MRセンサの狭小
化を図り、高記録密度化に対応したMRセンサ及び薄膜
磁気ヘッドを提供することができる。
As described above, since the predetermined metal is diffused into a part of the pinned layer, the sheet resistance Rs of the entire MR sensor is increased.
Becomes larger. Generally, the resistance change ΔRs of the MR sensor
Is ΔΔ, where MR is the MR change rate and Rs is the sheet resistance.
Rs [Ω] = MR [%] × Rs [Ω] Therefore, by increasing the sheet resistance Rs, a high Δ
Rs can be obtained. As a result, the size of the MR sensor can be reduced, and an MR sensor and a thin-film magnetic head corresponding to high recording density can be provided.

【0008】第1の強磁性膜の中間に、この第1の強磁
性膜を構成する金属が拡散されている所定金属による相
互拡散層が形成されていることが好ましい。
It is preferable that an interdiffusion layer of a predetermined metal in which a metal constituting the first ferromagnetic film is diffused is formed in the middle of the first ferromagnetic film.

【0009】相互拡散層が、0.05〜0.4nmの膜
厚を有していることも好ましい。
It is also preferred that the interdiffusion layer has a thickness of 0.05 to 0.4 nm.

【0010】所定金属が、Al、Si、Ti、V、C
r、Mn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、
Rh、Pd、In、Sn、Hf、Ta、W、Re、O
s、Ir及びPtのグループから選択された少なくとも
1つを含む金属であることが好ましい。
The predetermined metal is Al, Si, Ti, V, C
r, Mn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, Mo, Ru,
Rh, Pd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, O
The metal is preferably a metal containing at least one selected from the group consisting of s, Ir, and Pt.

【0011】本発明は、さらに、下地層、第2の強磁性
層(フリー層)、非磁性層、反強磁性結合膜によって分
離され互いに反強磁性的に結合された第1及び第2の強
磁性膜からなる第1の強磁性層(ピンド層)、並びに反
強磁性層を順次積層して形成されるMRセンサの製造方
法、又は下地層、反強磁性層、反強磁性結合膜によって
分離され互いに反強磁性的に結合された第1及び第2の
強磁性膜からなる第1の強磁性層(ピンド層)、非磁性
層、並びに第2の強磁性層(フリー層)を順次積層して
形成されるMRセンサの製造方法に関する。特に、本発
明によれば、反強磁性層に隣接する第1の強磁性膜の中
間に所定金属による相互拡散層を形成し、この第1の強
磁性膜の少なくとも一部に所定金属を拡散させるMRセ
ンサの製造方法、並びに磁気情報の再生に用いるMRセ
ンサを、上述の製造方法によって形成する薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法が提供される。
According to the present invention, the first and second ferromagnetic layers (free layers), the non-magnetic layer, and the first and second ferromagnetic layers separated by an antiferromagnetic coupling film and antiferromagnetically coupled to each other are further provided. A method of manufacturing an MR sensor formed by sequentially stacking a first ferromagnetic layer (pinned layer) made of a ferromagnetic film and an antiferromagnetic layer, or using an underlayer, an antiferromagnetic layer, and an antiferromagnetic coupling film A first ferromagnetic layer (pinned layer), a nonmagnetic layer, and a second ferromagnetic layer (free layer) composed of the first and second ferromagnetic films separated and antiferromagnetically coupled to each other are sequentially formed. The present invention relates to a method for manufacturing a laminated MR sensor. In particular, according to the present invention, an interdiffusion layer of a predetermined metal is formed in the middle of the first ferromagnetic film adjacent to the antiferromagnetic layer, and the predetermined metal is diffused into at least a part of the first ferromagnetic film. The present invention provides a method of manufacturing an MR sensor to be used, and a method of manufacturing a thin film magnetic head in which an MR sensor used for reproducing magnetic information is formed by the above-described method.

【0012】相互拡散層を、0.05〜0.4nmの膜
厚に形成することが好ましい。
It is preferable that the interdiffusion layer is formed to a thickness of 0.05 to 0.4 nm.

【0013】反強磁性層又は第2の強磁性層(フリー
層)上に保護層を積層することも好ましい。
It is also preferable that a protective layer is laminated on the antiferromagnetic layer or the second ferromagnetic layer (free layer).

【0014】所定金属が、Al、Si、Ti、V、C
r、Mn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、Ru、
Rh、Pd、In、Sn、Hf、Ta、W、Re、O
s、Ir及びPtのグループから選択された少なくとも
1つを含む金属であるかもしれない。
The predetermined metal is Al, Si, Ti, V, C
r, Mn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, Mo, Ru,
Rh, Pd, In, Sn, Hf, Ta, W, Re, O
The metal may include at least one selected from the group consisting of s, Ir, and Pt.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】図1は本発明の一実施形態とし
て、本発明による薄膜磁気ヘッドの主要部の構成を概略
的に示す断面図であり、図2はそのSVMR積層構造体
の層構成を示す、浮上面(ABS)方向から見た断面図
である。本実施形態の薄膜磁気ヘッドは、MRセンサで
構成された読出しヘッド部とインダクティブ磁気変換素
子で形成された書込みヘッド部とを備えた複合型薄膜磁
気ヘッドである。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing the structure of a main part of a thin film magnetic head according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing the layer structure of an SVMR laminated structure. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the air bearing surface (ABS) direction. The thin-film magnetic head according to the present embodiment is a composite thin-film magnetic head including a read head formed of an MR sensor and a write head formed of an inductive magnetic transducer.

【0016】図1において、10はスライダの主要部を
構成する基板、11は基板10上に図示しない下地膜を
介して形成されている下部シールド層、12は書込みヘ
ッド部の下部磁性層をも兼用する上部シールド層、13
は絶縁層14及び15を介して下部シールド層11及び
上部シールド層12間に、ABS10aに沿って伸長す
るように形成されたSVMR積層構造体、16は上部磁
性層、17は有機樹脂で構成された絶縁層18に取り囲
まれているコイル導電層、19はギャップ層、20は保
護層をそれぞれ示している。
In FIG. 1, reference numeral 10 denotes a substrate constituting a main part of the slider, 11 denotes a lower shield layer formed on a substrate 10 via a base film (not shown), and 12 denotes a lower magnetic layer of a write head. Upper shield layer that also serves as 13
Is an SVMR laminated structure formed so as to extend along the ABS 10a between the lower shield layer 11 and the upper shield layer 12 via the insulating layers 14 and 15, 16 is an upper magnetic layer, and 17 is an organic resin. , A coil conductive layer surrounded by an insulating layer 18, a gap layer 19, and a protective layer 20.

【0017】下部磁性層12及び上部磁性層16の先端
部は微小厚みのギャップ層19を隔てて対向するポール
部12a及び16aを構成しており、これらポール部1
2a及び16aにおいて書き込みが行われる。ヨーク部
を構成する下部磁性層12及び上部磁性層16のポール
部12a及び16aとは反対側はバックギャップ部であ
り、磁気回路を完成するように互いに結合されている。
コイル導電層17は、絶縁層18上に、ヨーク部の結合
部のまわりを渦巻状に回って形成されている。
The tip portions of the lower magnetic layer 12 and the upper magnetic layer 16 form pole portions 12a and 16a opposed to each other with a very small gap layer 19 therebetween.
Writing is performed in 2a and 16a. A back gap portion of the lower magnetic layer 12 and the upper magnetic layer 16 constituting the yoke portion opposite to the pole portions 12a and 16a is a back gap portion and is coupled to each other so as to complete a magnetic circuit.
The coil conductive layer 17 is formed on the insulating layer 18 so as to spiral around the joint of the yoke.

【0018】図2に示すように、SVMR積層構造体1
3は、下地層130と、第2の強磁性層(フリー層)1
31と、非磁性導電層132と、第1の強磁性層(ピン
ド層)133と、反強磁性層134と、保護層135と
を順次積層した構成となっている。
As shown in FIG. 2, the SVMR laminated structure 1
Reference numeral 3 denotes an underlayer 130 and a second ferromagnetic layer (free layer) 1
31, a nonmagnetic conductive layer 132, a first ferromagnetic layer (pinned layer) 133, an antiferromagnetic layer 134, and a protective layer 135 are sequentially stacked.

【0019】ピンド層133は、第1の強磁性膜133
aと、第2の強磁性膜133bと、これら第1及び第2
の強磁性膜133a及び133bを分離しかつ反強磁性
的に結合する反強磁性結合膜133cとを備えたシンセ
ティックピン構造となっている。
The pinned layer 133 is formed of the first ferromagnetic film 133
a, the second ferromagnetic film 133b, and the first and second ferromagnetic films 133b.
And an antiferromagnetic coupling film 133c that separates and ferromagnetically couples the ferromagnetic films 133a and 133b.

【0020】本実施形態では、特に、反強磁性層134
に隣接する第1の強磁性膜133aの中間に相互拡散層
136が挿入されている。ただし、アニーリング後は、
ピンド層133の第1の強磁性膜133a内には相互拡
散層136の金属成分が拡散しており、また、相互拡散
層136内には第1の強磁性膜133aの金属成分が拡
散している。
In this embodiment, in particular, the antiferromagnetic layer 134
The interdiffusion layer 136 is inserted in the middle of the first ferromagnetic film 133a adjacent to. However, after annealing,
The metal component of the interdiffusion layer 136 is diffused in the first ferromagnetic film 133a of the pinned layer 133, and the metal component of the first ferromagnetic film 133a is diffused in the interdiffusion layer 136. I have.

【0021】具体的には、本実施形態においては、下地
層130は、例えば、膜厚が約3nmのNiCr膜又は
Ta膜を用いている。フリー層131は、例えば、膜厚
が約2nmのNiFe膜と、膜厚が約1nmのCoFe
膜との2層構造となっている。このような2層構造の他
に、単層構造又は2層以上の多層構造を採用することも
できる。なお、CoFe膜の代わりにCo膜を用いても
良い。非磁性導電層132は、例えば、膜厚が約1.8
〜2.5nmのCu膜によって構成される。
Specifically, in the present embodiment, the underlayer 130 is, for example, a NiCr film or a Ta film having a thickness of about 3 nm. The free layer 131 includes, for example, a NiFe film having a thickness of about 2 nm and a CoFe film having a thickness of about 1 nm.
It has a two-layer structure with a film. In addition to such a two-layer structure, a single-layer structure or a multilayer structure of two or more layers can be employed. Note that a Co film may be used instead of the CoFe film. The nonmagnetic conductive layer 132 has, for example, a thickness of about 1.8.
It is constituted by a Cu film of about 2.5 nm.

【0022】ピンド層133の構成については、後で詳
しく説明する。ピンド層133は、反強磁性層134と
交換結合しており、この交換結合により一方向に固定磁
化されている。
The configuration of the pinned layer 133 will be described later in detail. The pinned layer 133 is exchange-coupled to the antiferromagnetic layer 134, and is fixedly magnetized in one direction by the exchange coupling.

【0023】反強磁性層134は、例えば、膜厚が約1
2nmのPtMn膜等によって構成される。なお、反強
磁性層134として、NiMn、RuRh、Mn又はI
rMn膜を用いても良い。さらに、反強磁性層134
は、Ru、Rh、Pd、Au、Ag、Fe及びCrのグ
ループから選択された少なくとも1つを含有していても
良い。保護層135は、例えば、膜厚が約2nmのTa
膜を用いることができる。
The antiferromagnetic layer 134 has, for example, a thickness of about 1
It is composed of a 2 nm PtMn film or the like. The antiferromagnetic layer 134 is made of NiMn, RuRh, Mn or I
An rMn film may be used. Further, the antiferromagnetic layer 134
May contain at least one selected from the group consisting of Ru, Rh, Pd, Au, Ag, Fe and Cr. The protective layer 135 is made of, for example, Ta having a thickness of about 2 nm.
A membrane can be used.

【0024】ピンド層133は、非磁性導電層132側
から例えば膜厚が約2.5nmのCoFe膜による第2
の強磁性膜133bと、膜厚が約0.8nmのRu膜に
よる反強磁性結合膜133cと、中間に相互拡散層13
6を備えており、膜厚が約1.4nmのCoFe膜によ
る第1の強磁性膜133aとから構成されている。
The pinned layer 133 is formed of a CoFe film having a thickness of about 2.5 nm from the nonmagnetic conductive layer 132 side.
A ferromagnetic film 133b, an antiferromagnetic coupling film 133c made of a Ru film having a thickness of about 0.8 nm,
6 and a first ferromagnetic film 133a of a CoFe film having a thickness of about 1.4 nm.

【0025】相互拡散層136としては、例えば、膜厚
が0.05〜0.4nmのTa膜を用いることができ
る。なお、相互拡散層136として、Al、Si、T
i、V、Cr、Mn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、M
o、Ru、Rh、Pd、In、Sn、Hf、Ta、W、
Re、Os、Ir及びPtのグループから選択された少
なくとも1つを含む金属膜を用いる。ただし、アニーリ
ング後のこの相互拡散層136内には、第1の強磁性膜
133aの金属成分が拡散している。逆に、アニーリン
グ後の第1の強磁性膜133a内には相互拡散層136
の金属成分が拡散している。
As the interdiffusion layer 136, for example, a Ta film having a thickness of 0.05 to 0.4 nm can be used. Note that, as the interdiffusion layer 136, Al, Si, T
i, V, Cr, Mn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, M
o, Ru, Rh, Pd, In, Sn, Hf, Ta, W,
A metal film containing at least one selected from the group consisting of Re, Os, Ir, and Pt is used. However, the metal component of the first ferromagnetic film 133a is diffused into the interdiffusion layer 136 after annealing. Conversely, the interdiffusion layer 136 is provided in the first ferromagnetic film 133a after annealing.
Metal components are diffused.

【0026】図2には示されていないが、スピンバルブ
MR積層構造体の両側面には、フリー層131に縦方向
磁気バイアスを加える磁区制御層が備えられている。磁
区制御層は永久磁石層であってもよいし、反強磁性層に
よって構成し、この反強磁性層とフリー層131との間
で交換結合を生じさせてもよい。さらに、磁区制御層上
には、リード導体層がそれぞれ積層されている。これら
リード導体層は、スピンバルブMR積層構造体の非磁性
導電層132にセンス電流を流すために備えられてい
る。
Although not shown in FIG. 2, magnetic domain control layers for applying a vertical magnetic bias to the free layer 131 are provided on both sides of the spin valve MR multilayer structure. The magnetic domain control layer may be a permanent magnet layer or an antiferromagnetic layer, and exchange coupling may occur between the antiferromagnetic layer and the free layer 131. Further, a lead conductor layer is laminated on the magnetic domain control layer. These lead conductor layers are provided for passing a sense current to the nonmagnetic conductive layer 132 of the spin valve MR multilayer structure.

【0027】次に、本実施形態におけるSVMR積層構
造体13を製造するには、まず、図2に示すように、基
板上に下地層130(NiCr、3nm)と、フリー層
131(NiFe、2nm、及びCoFe、1nm)
と、非磁性導電層132(Cu、1.9nm)と、ピン
ド層133の第2の強磁性膜133b(CoFe、2n
m)と、ピンド層133の反強磁性結合膜133c(R
u、0.8nm)と、ピンド層133の第1の強磁性膜
133aの一部(CoFe、0.7nm)と、相互拡散
層136(Ta、0.05〜0.4nm)と、第1の強
磁性膜133aの残りの部分(CoFe、0.7nm)
と、反強磁性層134(PtMn、12nm)と、保護
層135(Ta、2nm)とを順次積層する。
Next, in order to manufacture the SVMR laminated structure 13 in this embodiment, first, as shown in FIG. 2, a base layer 130 (NiCr, 3 nm) and a free layer 131 (NiFe, 2 nm) are formed on a substrate. , And CoFe, 1 nm)
, A nonmagnetic conductive layer 132 (Cu, 1.9 nm), and a second ferromagnetic film 133 b (CoFe, 2n) of the pinned layer 133.
m) and the antiferromagnetic coupling film 133 c of the pinned layer 133 (R
u, 0.8 nm), a part (CoFe, 0.7 nm) of the first ferromagnetic film 133a of the pinned layer 133, the mutual diffusion layer 136 (Ta, 0.05 to 0.4 nm), and the first Of the remaining ferromagnetic film 133a (CoFe, 0.7 nm)
And an antiferromagnetic layer 134 (PtMn, 12 nm) and a protective layer 135 (Ta, 2 nm) are sequentially stacked.

【0028】次いで、1000mT(10kG)の磁界
中で270℃の温度を5時間保持するアニーリングを行
う。このアニーリングにより、相互拡散層136内に
は、第1の強磁性膜133aの金属成分が拡散し、第1
の強磁性膜133a内には相互拡散層136の金属成分
が拡散することとなる。
Next, annealing is performed at a temperature of 270 ° C. for 5 hours in a magnetic field of 1000 mT (10 kG). Due to this annealing, the metal component of the first ferromagnetic film 133a diffuses into the interdiffusion layer 136,
In the ferromagnetic film 133a, the metal component of the mutual diffusion layer 136 is diffused.

【0029】複合型薄膜磁気ヘッドを形成するためのそ
の他の工程は従来技術と同様であるため、説明は省略す
る。
The other steps for forming the composite type thin film magnetic head are the same as those in the prior art, and the description is omitted.

【0030】このようにして得られるSVMRセンサに
ついて、相互拡散層136であるTa膜の膜厚を変えた
場合のMR抵抗変化ΔRs、MR変化率MR、シート抵
抗Rsを測定した結果が図3〜図5に示されている。た
だし、測定磁界は、72000A/m(900Oe)で
ある。
With respect to the thus obtained SVMR sensor, the MR resistance change ΔRs, MR change rate MR, and sheet resistance Rs when the thickness of the Ta film as the interdiffusion layer 136 is changed are shown in FIGS. This is shown in FIG. However, the measurement magnetic field is 72000 A / m (900 Oe).

【0031】これらの図から分かるように、相互拡散層
136を設けることにより、その膜厚が厚くなるとMR
変化率が若干低下する(ただし、膜厚が0.4nm程度
までは12%以上の値を有する)。しかしながら、相互
拡散層136を設けることにより、ピンド層133の第
1の強磁性層133a内には相互拡散層136の金属成
分が拡散するのでシート抵抗Rsが大きくなるため、抵
抗変化ΔRsは大きくなり、Ta膜の膜厚が0.05〜
0.4nmの範囲でほぼ2.1Ωを越える値となってい
る。
As can be seen from these figures, by providing the interdiffusion layer 136, when the film
The rate of change slightly decreases (however, it has a value of 12% or more up to a film thickness of about 0.4 nm). However, since the metal component of the mutual diffusion layer 136 diffuses into the first ferromagnetic layer 133a of the pinned layer 133 by providing the mutual diffusion layer 136, the sheet resistance Rs increases, so that the resistance change ΔRs increases. , The thickness of the Ta film is 0.05 to
The value substantially exceeds 2.1Ω in the range of 0.4 nm.

【0032】以下の表1は、本実施形態の積層構造を有
するが相互拡散層の材料が異なる種々のSVMRセンサ
について、種々のサンプルを作成し、ΔRsを測定した
結果を表している。
Table 1 below shows the results obtained by preparing various samples and measuring ΔRs for various SVMR sensors having the laminated structure of the present embodiment but having different materials for the interdiffusion layer.

【0033】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のAlTiCを使用し、その上に、Ta(3nm)/N
iFe(2nm)/CoFe(1nm)/Cu(2.5
nm)/シンセティックピン構造を有し、相互拡散層を
挿入したピンド層/PtMn(12nm)/Ta(2n
m)を順次積層して成膜し、1200mT(12kG)
の磁界中で270℃の温度を5時間保持するアニーリン
グを行っている。測定磁界は、72000A/m(90
0Oe)である。
For each sample, AlTiC with an alumina film was used as a substrate, and a Ta (3 nm) / N
iFe (2 nm) / CoFe (1 nm) / Cu (2.5
nm) / a pinned layer having a synthetic pin structure with an interdiffusion layer inserted / PtMn (12 nm) / Ta (2n
m) are sequentially laminated to form a film, and 1200 mT (12 kG)
Annealing at a temperature of 270 ° C. for 5 hours in the magnetic field of FIG. The measurement magnetic field was 72000 A / m (90
0 Oe).

【0034】[0034]

【表1】 [Table 1]

【0035】表1より、相互拡散層136として、A
l、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ga、Ge、Y、Z
r、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、In、Sn、H
f、Ta、W、Pt、Re、Os、Ir、TaCo又は
TaNiを用いた場合、いずれも、相互拡散層の存在し
ない比較例よりも抵抗変化ΔRsは大きくなっているこ
とが分かる。
According to Table 1, as the mutual diffusion layer 136, A
1, Si, Ti, V, Cr, Mn, Ga, Ge, Y, Z
r, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, In, Sn, H
When f, Ta, W, Pt, Re, Os, Ir, TaCo or TaNi are used, it can be seen that the resistance change ΔRs is larger in each case than in the comparative example having no interdiffusion layer.

【0036】上述した実施形態では、ピンド層133に
おける第1の強磁性膜133aの膜厚方向の中央に相互
拡散層136が挿入されているが、この相互拡散層13
6は、第1の強磁性膜133aの途中であればどの位置
であっても良い。
In the embodiment described above, the mutual diffusion layer 136 is inserted in the center of the pinned layer 133 in the thickness direction of the first ferromagnetic film 133a.
6 may be at any position in the middle of the first ferromagnetic film 133a.

【0037】以下の表2は、相互拡散層の挿入位置が第
1の強磁性膜133aの厚さ方向で異なる種々のSVM
Rセンサについて、種々のサンプルを作成し、ΔRsを
測定した結果を表している。
Table 2 below shows various SVMs in which the positions where the interdiffusion layers are inserted differ in the thickness direction of the first ferromagnetic film 133a.
For the R sensor, various samples were created and the results of measuring ΔRs are shown.

【0038】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のAlTiCを使用し、その上に、Ta(3nm)/N
iFe(2nm)/Co(1nm)/Cu(2.5n
m)/シンセティックピン構造を有し、相互拡散層を挿
入したピンド層/PtMn(12nm)/Ta(2n
m)を順次積層して成膜し、1200mT(12kG)
の磁界中で270℃の温度を5時間保持するアニーリン
グを行っている。測定磁界は、72000A/m(90
0Oe)である。
For each sample, AlTiC with an alumina film was used as a substrate, and a Ta (3 nm) / N
iFe (2 nm) / Co (1 nm) / Cu (2.5 n
m) / a pinned layer having a synthetic pin structure with an interdiffusion layer inserted / PtMn (12 nm) / Ta (2n
m) are sequentially laminated to form a film, and 1200 mT (12 kG)
Annealing at a temperature of 270 ° C. for 5 hours in the magnetic field of FIG. The measurement magnetic field was 72000 A / m (90
0 Oe).

【0039】[0039]

【表2】 [Table 2]

【0040】表2より、第1の強磁性膜133aの反強
磁性結合膜133c側の部分の膜厚が0.3nm以上と
なる位置に相互拡散層136を挿入することが好まし
い。これは、相互拡散層136を構成する金属が第2の
強磁性膜133b内に不純物として拡散されて、スピン
依存散乱の効果が悪化するのを防止するためである。ま
た、第1の強磁性膜133aの反強磁性層134側の部
分の膜厚が0.2nm以上となる位置に相互拡散層13
6を挿入することが好ましい。これは、相互拡散層13
6を構成する金属が反強磁性層134内に不純物として
拡散されることを防止するためである。
From Table 2, it is preferable to insert the interdiffusion layer 136 at a position where the thickness of the portion of the first ferromagnetic film 133a on the antiferromagnetic coupling film 133c side is 0.3 nm or more. This is to prevent the metal forming the interdiffusion layer 136 from being diffused as an impurity in the second ferromagnetic film 133b, thereby preventing the effect of spin-dependent scattering from deteriorating. Further, the mutual diffusion layer 13 is located at a position where the thickness of the first ferromagnetic film 133a on the side of the antiferromagnetic layer 134 becomes 0.2 nm or more.
Preferably, 6 is inserted. This is because the interdiffusion layer 13
This is for preventing the metal constituting 6 from being diffused into the antiferromagnetic layer 134 as an impurity.

【0041】図6は本発明の他の実施形態におけるSV
MR積層構造体の層構成を示す、ABS方向から見た断
面図である。
FIG. 6 shows an SV according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a layer configuration of the MR multilayer structure, as viewed from an ABS direction.

【0042】本実施形態において、SVMR積層構造体
は、下地層130と、反強磁性層134と、第2の強磁
性層(ピンド層)133と、非磁性導電層132と、第
1の強磁性層(フリー層)131と、保護層135とを
順次積層した構成となっている。
In the present embodiment, the SVMR laminated structure includes an underlayer 130, an antiferromagnetic layer 134, a second ferromagnetic layer (pinned layer) 133, a nonmagnetic conductive layer 132, and a first ferromagnetic layer. The magnetic layer (free layer) 131 and the protective layer 135 are sequentially laminated.

【0043】ピンド層133は、第1の強磁性膜133
aと、第2の強磁性膜133bと、これら強磁性膜13
3a及び133bを分離しかつ反強磁性的に結合する反
強磁性結合膜133cとを備えたシンセティックピン構
造となっている。
The pinned layer 133 is formed of the first ferromagnetic film 133
a, the second ferromagnetic film 133b,
An antiferromagnetic coupling film 133c that separates 3a and 133b and antiferromagnetically couples has a synthetic pin structure.

【0044】本実施形態では、特に、反強磁性層134
に隣接する第1の強磁性膜133aの中間に相互拡散層
136が挿入されている。ただし、アニーリング後は、
ピンド層133の第1の強磁性膜133a内には相互拡
散層136の金属成分が拡散しており、また、相互拡散
層136内には第1の強磁性膜133aの金属成分が拡
散している。
In this embodiment, in particular, the antiferromagnetic layer 134
The interdiffusion layer 136 is inserted in the middle of the first ferromagnetic film 133a adjacent to. However, after annealing,
The metal component of the interdiffusion layer 136 is diffused in the first ferromagnetic film 133a of the pinned layer 133, and the metal component of the first ferromagnetic film 133a is diffused in the interdiffusion layer 136. I have.

【0045】このように、本実施形態は、SVMR積層
構造体の各層の積層順序を図2の場合と反対にしたもの
であり、その他の構成及び作用効果等は、先の実施形態
の場合とほぼ同様であり、ほぼ2.1Ωを越える抵抗変
化ΔRsが得られる。本実施形態においては、先の実施
形態の場合と同じ構成要素には、同じ参照番号が付され
ている。
As described above, in the present embodiment, the order of lamination of each layer of the SVMR laminated structure is reversed from that in the case of FIG. 2, and other configurations, functions and effects are the same as those of the previous embodiment. This is almost the same, and a resistance change ΔRs exceeding approximately 2.1Ω is obtained. In this embodiment, the same components as those in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals.

【0046】以下の表3は、本実施形態の積層構造を有
するが相互拡散層の材料が異なる種々のSVMRセンサ
について、種々のサンプルを作成し、ΔRsを測定した
結果を表している。
Table 3 below shows the results obtained by preparing various samples and measuring ΔRs for various SVMR sensors having the laminated structure of the present embodiment but having different materials for the interdiffusion layers.

【0047】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のAlTiCを使用し、その上に、NiCr(3nm)
/PtMn(15nm)/シンセティックピン構造を有
し、相互拡散層を挿入したピンド層/Cu(1.9n
m)/CoFe(3nm)/Ta(3nm)を順次積層
して成膜し、1200mT(12kG)の磁界中で27
0℃の温度を5時間保持するアニーリングを行ってい
る。測定磁界は、72000A/m(900Oe)であ
る。
Each sample uses AlTiC with an alumina film as a substrate, and NiCr (3 nm)
/ PtMn (15 nm) / Pinned layer having synthetic pin structure and interdiffusion layer inserted / Cu (1.9 n
m) / CoFe (3 nm) / Ta (3 nm) are sequentially laminated to form a film, and the film is formed in a magnetic field of 1200 mT (12 kG).
Annealing is performed at a temperature of 0 ° C. for 5 hours. The measurement magnetic field is 72000 A / m (900 Oe).

【0048】[0048]

【表3】 [Table 3]

【0049】表3より、相互拡散層136として、A
l、Si、Ti、V、Cr、Mn、Ga、Ge、Y、Z
r、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、In、Sn、H
f、Ta、W、Pt、Re、Os、Ir、TaCo又は
TaNiを用いた場合、いずれも、相互拡散層の存在し
ない比較例よりも抵抗変化ΔRsは大きくなっているこ
とが分かる。
As shown in Table 3, as the mutual diffusion layer 136, A
1, Si, Ti, V, Cr, Mn, Ga, Ge, Y, Z
r, Nb, Mo, Ru, Rh, Pd, In, Sn, H
When f, Ta, W, Pt, Re, Os, Ir, TaCo or TaNi are used, it can be seen that the resistance change ΔRs is larger in each case than in the comparative example having no interdiffusion layer.

【0050】上述した実施形態では、ピンド層133に
おける第1の強磁性膜133aの膜厚方向の中央に相互
拡散層136が挿入されているが、この相互拡散層13
6は、第1の強磁性膜133aの途中であればどの位置
であっても良い。
In the embodiment described above, the mutual diffusion layer 136 is inserted in the center of the pinned layer 133 in the thickness direction of the first ferromagnetic film 133a.
6 may be at any position in the middle of the first ferromagnetic film 133a.

【0051】以下の表4は、相互拡散層の挿入位置が第
1の強磁性膜133aの厚さ方向で異なる種々のSVM
Rセンサについて、種々のサンプルを作成し、ΔRsを
測定した結果を表している。
Table 4 below shows various SVMs in which the positions where the interdiffusion layers are inserted differ in the thickness direction of the first ferromagnetic film 133a.
For the R sensor, various samples were created and the results of measuring ΔRs are shown.

【0052】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のAlTiCを使用し、その上に、NiCr(3nm)
/PtMn(15nm)/シンセティックピン構造を有
し、相互拡散層を挿入したピンド層/Cu(1.9n
m)/CoFe(3nm)/Ta(3nm)を順次積層
して成膜し、1200mT(12kG)の磁界中で27
0℃の温度を5時間保持するアニーリングを行ってい
る。測定磁界は、72000A/m(900Oe)であ
る。
Each sample uses AlTiC with an alumina film as a substrate, and NiCr (3 nm)
/ PtMn (15 nm) / Pinned layer having synthetic pin structure and interdiffusion layer inserted / Cu (1.9 n
m) / CoFe (3 nm) / Ta (3 nm) are sequentially laminated to form a film, and the film is formed in a magnetic field of 1200 mT (12 kG).
Annealing is performed at a temperature of 0 ° C. for 5 hours. The measurement magnetic field is 72000 A / m (900 Oe).

【0053】[0053]

【表4】 [Table 4]

【0054】表4より、第1の強磁性膜133aの反強
磁性結合膜133c側の部分の膜厚が0.3nm以上と
なる位置に相互拡散層136を挿入することが好まし
い。これは、相互拡散層136を構成する金属が第2の
強磁性膜133b内に不純物として拡散されて、スピン
依存散乱の効果が悪化するのを防止するためである。ま
た、第1の強磁性膜133aの反強磁性層134側の部
分の膜厚が0.2nm以上となる位置に相互拡散層13
6を挿入することが好ましい。これは、相互拡散層13
6を構成する金属が反強磁性層134内に不純物として
拡散されることを防止するためである。
According to Table 4, it is preferable to insert the interdiffusion layer 136 at a position where the thickness of the portion on the antiferromagnetic coupling film 133c side of the first ferromagnetic film 133a becomes 0.3 nm or more. This is to prevent the metal forming the interdiffusion layer 136 from being diffused as an impurity in the second ferromagnetic film 133b, thereby preventing the effect of spin-dependent scattering from deteriorating. Further, the mutual diffusion layer 13 is located at a position where the thickness of the first ferromagnetic film 133a on the side of the antiferromagnetic layer 134 becomes 0.2 nm or more.
Preferably, 6 is inserted. This is because the interdiffusion layer 13
This is for preventing the metal constituting 6 from being diffused into the antiferromagnetic layer 134 as an impurity.

【0055】相互拡散層を第2の強磁性膜133bの途
中に挿入しても抵抗変化ΔRsは増大しない。以下の表
5は、相互拡散層を挿入しない場合及び第2の強磁性膜
133bの途中に挿入した場合について、それぞれサン
プルを作成し、ΔRsを測定した結果を表している。
Even if the interdiffusion layer is inserted in the middle of the second ferromagnetic film 133b, the resistance change ΔRs does not increase. Table 5 below shows the results obtained by preparing samples and measuring ΔRs for the case where the interdiffusion layer was not inserted and the case where the interdiffusion layer was inserted in the middle of the second ferromagnetic film 133b.

【0056】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のAlTiCを使用し、その上に、Ta(3nm)/N
iFe(2nm)/Co(1nm)/Cu(1.8n
m)/シンセティックピン構造を有するピンド層/Pt
Mn(12nm)/Ta(2nm)を順次積層して成膜
し、1200mT(12kG)の磁界中で270℃の温
度を5時間保持するアニーリングを行っている。測定磁
界は、72000A/m(900Oe)である。
For each sample, AlTiC with an alumina film was used as a substrate, and a Ta (3 nm) / N
iFe (2 nm) / Co (1 nm) / Cu (1.8 n
m) / Pinned layer having synthetic pin structure / Pt
Mn (12 nm) / Ta (2 nm) is sequentially laminated to form a film, and annealing is performed at a temperature of 270 ° C. for 5 hours in a magnetic field of 1200 mT (12 kG). The measurement magnetic field is 72000 A / m (900 Oe).

【0057】[0057]

【表5】 [Table 5]

【0058】表5から分かるように、第2の強磁性膜1
33bの途中に相互拡散層を挿入した場合は、相互拡散
層を全く挿入しない場合よりも抵抗変化ΔRsが低下し
ている。これは、相互拡散層136を構成する金属が非
磁性導電層132に近い第2の強磁性膜133b内に不
純物として拡散されてしまい、その結果、スピン依存散
乱の効果が悪化するためである。
As can be seen from Table 5, the second ferromagnetic film 1
When the interdiffusion layer is inserted in the middle of 33b, the resistance change ΔRs is lower than when no interdiffusion layer is inserted. This is because the metal constituting the interdiffusion layer 136 is diffused as an impurity in the second ferromagnetic film 133b close to the nonmagnetic conductive layer 132, and as a result, the effect of spin-dependent scattering deteriorates.

【0059】シンセティックピン構造を有しないSVM
R素子のピンド層に相互拡散層を挿入しても抵抗変化Δ
Rsは増大しない。以下の表6は、シンセティックピン
構造を有しないSVMR素子において相互拡散層を挿入
しない場合及び挿入した場合について、それぞれサンプ
ルを作成し、ΔRsを測定した結果を表している。
SVM without synthetic pin structure
Even if an interdiffusion layer is inserted into the pinned layer of the R element, the resistance change Δ
Rs does not increase. Table 6 below shows the results obtained by preparing samples and measuring ΔRs for the case where the interdiffusion layer was not inserted and the case where the interdiffusion layer was inserted in the SVMR element having no synthetic pin structure.

【0060】各サンプルは、基板としてアルミナ膜付き
のAlTiCを使用し、その上に、Ta(4nm)/N
iFe(3nm)/CoFe(1nm)/Cu(2n
m)/シンセティックピン構造を有しないピンド層/P
tMn(15nm)/Ta(3nm)を順次積層して成
膜し、1200mT(12kG)の磁界中で270℃の
温度を5時間保持するアニーリングを行っている。測定
磁界は、72000A/m(900Oe)である。
For each sample, AlTiC with an alumina film was used as a substrate, and a Ta (4 nm) / N
iFe (3 nm) / CoFe (1 nm) / Cu (2n
m) / Pinned layer without synthetic pin structure / P
tMn (15 nm) / Ta (3 nm) are sequentially laminated to form a film, and annealing is performed at a temperature of 270 ° C. for 5 hours in a magnetic field of 1200 mT (12 kG). The measurement magnetic field is 72000 A / m (900 Oe).

【0061】[0061]

【表6】 [Table 6]

【0062】表6から分かるように、シンセティックピ
ン構造を有しないSVMR素子のピンド層に相互拡散層
を挿入した場合は、相互拡散層を全く挿入しない場合よ
りも抵抗変化ΔRsが低下している。これは、相互拡散
層136を構成する金属が非磁性導電層132に近い第
1の強磁性層(ピンド層)内に不純物として拡散されて
しまい、その結果、スピン依存散乱の効果が悪化するた
めである。
As can be seen from Table 6, when the interdiffusion layer is inserted in the pinned layer of the SVMR element having no synthetic pin structure, the resistance change ΔRs is lower than when no interdiffusion layer is inserted. This is because the metal forming the interdiffusion layer 136 is diffused as an impurity in the first ferromagnetic layer (pinned layer) close to the nonmagnetic conductive layer 132, and as a result, the effect of spin-dependent scattering deteriorates. It is.

【0063】なお、上述した実施形態は、SVMRセン
サに関するものであるが、本発明がその他のGMRセン
サやTMRセンサにも適用できることは明らかである。
Although the above embodiment relates to the SVMR sensor, it is apparent that the present invention can be applied to other GMR sensors and TMR sensors.

【0064】以上述べた実施形態は全て本発明を例示的
に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明
は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することがで
きる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均
等範囲によってのみ規定されるものである。
The embodiments described above all show the present invention by way of example and not by way of limitation, and the present invention can be embodied in other various modifications and alterations. Therefore, the scope of the present invention is defined only by the appended claims and their equivalents.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、ピンド層の一部に所定金属が拡散されているので、
MRセンサ全体のシート抵抗Rsが大きくなる。一般
に、MRセンサの抵抗変化ΔRsは、MR変化率をM
R、シート抵抗をRsとすると、ΔRs[Ω]=MR
[%]×Rs[Ω]で与えられる。従って、シート抵抗
Rsを大きくすることにより、高いΔRsを得ることが
できる。その結果、MRセンサの狭小化を図り、高記録
密度化に対応したMRセンサ及び薄膜磁気ヘッドを提供
することができる。
As described above in detail, according to the present invention, the predetermined metal is diffused in a part of the pinned layer.
The sheet resistance Rs of the entire MR sensor increases. Generally, the resistance change ΔRs of the MR sensor is obtained by setting the MR change rate to M
Assuming that R and the sheet resistance are Rs, ΔRs [Ω] = MR
[%] × Rs [Ω]. Therefore, a high ΔRs can be obtained by increasing the sheet resistance Rs. As a result, the size of the MR sensor can be reduced, and an MR sensor and a thin-film magnetic head corresponding to high recording density can be provided.

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

【図1】本発明の一実施形態として、本発明による薄膜
磁気ヘッドの主要部の構成を概略的に示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a sectional view schematically showing a configuration of a main part of a thin-film magnetic head according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1のSVMR積層構造体の層構成を示す、浮
上面(ABS)方向から見た断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a layer configuration of the SVMR laminated structure of FIG. 1 as viewed from a floating surface (ABS) direction.

【図3】Ta膜の膜厚を変えた場合のMR抵抗変化ΔR
sを測定した結果を示す図である。
FIG. 3 shows a change in MR resistance ΔR when the thickness of a Ta film is changed.
It is a figure showing the result of having measured s.

【図4】Ta膜の膜厚を変えた場合のMR変化率MRを
測定した結果を示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing the results of measuring the MR ratio MR when the thickness of the Ta film is changed.

【図5】Ta膜の膜厚を変えた場合のシート抵抗Rsを
測定した結果を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing the results of measuring sheet resistance Rs when the thickness of a Ta film is changed.

【図6】本発明の他の実施形態におけるSVMR積層構
造体の層構成を示すABS方向から見た断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing a layer configuration of an SVMR laminated structure according to another embodiment of the present invention, as viewed from the ABS direction.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 基板 11 下部シールド層 12 上部シールド層 12a、16a ポール部 13 スピンバルブMR層 14、15、18 絶縁層 16 上部磁性層 17 コイル導電層 19 ギャップ層 20、135 保護層 130 下地層 131 第2の強磁性層(フリー層) 136 相互拡散層 132 非磁性導電層 133 第1の強磁性層(ピンド層) 133a 第1の強磁性膜 133b 第2の強磁性膜 133c 反強磁性結合膜 134 反強磁性層 136 相互拡散層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Substrate 11 Lower shield layer 12 Upper shield layer 12a, 16a Pole part 13 Spin valve MR layer 14, 15, 18 Insulating layer 16 Upper magnetic layer 17 Coil conductive layer 19 Gap layer 20, 135 Protective layer 130 Underlayer 131 Second Ferromagnetic layer (free layer) 136 Interdiffusion layer 132 Nonmagnetic conductive layer 133 First ferromagnetic layer (pinned layer) 133a First ferromagnetic film 133b Second ferromagnetic film 133c Antiferromagnetic coupling film 134 Anti-strong Magnetic layer 136 Mutual diffusion layer

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反強磁性層と、該反強磁性層に隣接して
積層されている第1の強磁性層と、該第1の強磁性層に
隣接して積層されている非磁性層と、該非磁性層に隣接
して積層されている第2の強磁性層とを備えており、前
記反強磁性層と前記第1の強磁性層との交換結合による
バイアス磁界を利用した磁気抵抗効果センサであって、
前記第1の強磁性層が反強磁性結合膜によって分離され
互いに反強磁性的に結合された第1及び第2の強磁性膜
から構成されており、前記反強磁性層に隣接する前記第
1の強磁性膜の少なくとも一部に所定金属が拡散されて
いることを特徴とする磁気抵抗効果センサ。
1. An antiferromagnetic layer, a first ferromagnetic layer laminated adjacent to the antiferromagnetic layer, and a nonmagnetic layer laminated adjacent to the first ferromagnetic layer And a second ferromagnetic layer stacked adjacent to the non-magnetic layer, wherein a magnetoresistance utilizing a bias magnetic field due to exchange coupling between the antiferromagnetic layer and the first ferromagnetic layer is provided. An effect sensor,
The first ferromagnetic layer includes first and second ferromagnetic films separated by an antiferromagnetic coupling film and antiferromagnetically coupled to each other, and the first ferromagnetic layer is adjacent to the antiferromagnetic layer. A magnetoresistive sensor, wherein a predetermined metal is diffused into at least a part of the ferromagnetic film.
【請求項2】 前記第1の強磁性膜の中間に、該第1の
強磁性膜を構成する金属が拡散されている前記所定金属
による相互拡散層が形成されていることを特徴とする請
求項1に記載のセンサ。
2. An interdiffusion layer of the predetermined metal, in which a metal constituting the first ferromagnetic film is diffused, is formed in the middle of the first ferromagnetic film. Item 2. The sensor according to Item 1.
【請求項3】 前記相互拡散層が、0.05〜0.4n
mの膜厚を有していることを特徴とする請求項2に記載
のセンサ。
3. The method according to claim 1, wherein the interdiffusion layer has a thickness of 0.05 to 0.4 n.
The sensor according to claim 2, wherein the sensor has a thickness of m.
【請求項4】 前記所定金属が、Al、Si、Ti、
V、Cr、Mn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、
Ru、Rh、Pd、In、Sn、Hf、Ta、W、R
e、Os、Ir及びPtのグループから選択された少な
くとも1つを含む金属であることを特徴とする請求項1
から3のいずれか1項に記載のセンサ。
4. The method according to claim 1, wherein the predetermined metal is Al, Si, Ti,
V, Cr, Mn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, Mo,
Ru, Rh, Pd, In, Sn, Hf, Ta, W, R
2. A metal containing at least one selected from the group consisting of e, Os, Ir and Pt.
The sensor according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 請求項1から4のいずれか1項に記載の
磁気抵抗効果センサを備えたことを特徴とする薄膜磁気
ヘッド。
5. A thin-film magnetic head comprising the magneto-resistance effect sensor according to claim 1. Description:
【請求項6】 下地層、第2の強磁性層、非磁性層、反
強磁性結合膜によって分離され互いに反強磁性的に結合
された第1及び第2の強磁性膜からなる第1の強磁性
層、並びに反強磁性層を順次積層して形成される磁気抵
抗効果センサの製造方法であって、前記反強磁性層に隣
接する前記第1の強磁性膜の中間に所定金属による相互
拡散層を形成し、該第1の強磁性膜の少なくとも一部に
前記所定金属を拡散させることを特徴とする磁気抵抗効
果センサの製造方法。
6. A first ferromagnetic film composed of an underlayer, a second ferromagnetic layer, a nonmagnetic layer, and a first and second ferromagnetic films separated by an antiferromagnetic coupling film and antiferromagnetically coupled to each other. A method for manufacturing a magnetoresistive effect sensor formed by sequentially stacking a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer, wherein the first ferromagnetic film adjacent to the antiferromagnetic layer has an intermediate layer formed of a predetermined metal. A method for manufacturing a magnetoresistive sensor, comprising: forming a diffusion layer; and diffusing the predetermined metal into at least a part of the first ferromagnetic film.
【請求項7】 下地層、反強磁性層、反強磁性結合膜に
よって分離され互いに反強磁性的に結合された第1及び
第2の強磁性膜からなる第1の強磁性層、非磁性層、並
びに第2の強磁性層を順次積層して形成される磁気抵抗
効果センサの製造方法であって、前記反強磁性層に隣接
する前記第1の強磁性膜の中間に所定金属による相互拡
散層を形成し、該第1の強磁性膜の少なくとも一部に前
記所定金属を拡散させることを特徴とする磁気抵抗効果
センサの製造方法。
7. A first ferromagnetic layer comprising a first and second ferromagnetic films separated by an underlayer, an antiferromagnetic layer, and an antiferromagnetic coupling film and antiferromagnetically coupled to each other; A method of manufacturing a magnetoresistive sensor formed by sequentially laminating a first ferromagnetic layer and a second ferromagnetic layer, the first ferromagnetic film being adjacent to the antiferromagnetic layer and being interposed by a predetermined metal. A method for manufacturing a magnetoresistive sensor, comprising: forming a diffusion layer; and diffusing the predetermined metal into at least a part of the first ferromagnetic film.
【請求項8】 前記相互拡散層を、0.05〜0.4n
mの膜厚に形成することを特徴とする請求項6又は7に
記載の製造方法。
8. The method according to claim 1, wherein the mutual diffusion layer has a thickness of 0.05 to 0.4 n.
The method according to claim 6, wherein the film is formed to have a thickness of m.
【請求項9】 前記反強磁性層又は前記第2の強磁性層
上に保護層を積層することを特徴とする請求項6から8
のいずれか1項に記載の製造方法。
9. The semiconductor device according to claim 6, wherein a protective layer is laminated on the antiferromagnetic layer or the second ferromagnetic layer.
The production method according to any one of the above.
【請求項10】 前記所定金属が、Al、Si、Ti、
V、Cr、Mn、Ga、Ge、Y、Zr、Nb、Mo、
Ru、Rh、Pd、In、Sn、Hf、Ta、W、R
e、Os、Ir及びPtのグループから選択された少な
くとも1つを含む金属であることを特徴とする請求項6
から9のいずれか1項に記載の製造方法。
10. The method according to claim 10, wherein the predetermined metal is Al, Si, Ti,
V, Cr, Mn, Ga, Ge, Y, Zr, Nb, Mo,
Ru, Rh, Pd, In, Sn, Hf, Ta, W, R
7. A metal containing at least one selected from the group consisting of e, Os, Ir and Pt.
10. The production method according to any one of items 1 to 9.
【請求項11】 磁気情報の再生に用いる磁気抵抗効果
センサを、請求項6から10のいずれか1項に記載の製
造方法によって形成することを特徴とする薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法。
11. A method for manufacturing a thin-film magnetic head, wherein a magnetoresistive sensor used for reproducing magnetic information is formed by the manufacturing method according to any one of claims 6 to 10.
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