JP2002124721A - スピンバルブ構造およびその形成方法、並びに再生ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
スピンバルブ構造およびその形成方法、並びに再生ヘッドおよびその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ヘッド特性を十分に向上させることが可能な
スピンバルブ構造およびこれを適用した再生ヘッドを提
供する。 【解決手段】 基体２１上に、シード層２２，ピンニン
グ層３３，シンセティック反強磁性ピンド層３４，スペ
ーサ層２５，ＮｉＦｅおよびこれより厚みの薄いＣｏＦ
ｅよりなる極薄のフリー層３５，高導電層３６，鏡面反
射層３７，保護層３８がこの順に積層されてなるボトム
ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ（スピンフィルターシンセティック
反強磁性スピンバルブ）構造を構成する。このボトムＳ
Ｆ−ＳｙＡＦＳＶ構造が適用された再生ヘッドでは、セ
ンサ感度および出力信号強度が十分に確保される。
スピンバルブ構造およびこれを適用した再生ヘッドを提
供する。 【解決手段】 基体２１上に、シード層２２，ピンニン
グ層３３，シンセティック反強磁性ピンド層３４，スペ
ーサ層２５，ＮｉＦｅおよびこれより厚みの薄いＣｏＦ
ｅよりなる極薄のフリー層３５，高導電層３６，鏡面反
射層３７，保護層３８がこの順に積層されてなるボトム
ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ（スピンフィルターシンセティック
反強磁性スピンバルブ）構造を構成する。このボトムＳ
Ｆ−ＳｙＡＦＳＶ構造が適用された再生ヘッドでは、セ
ンサ感度および出力信号強度が十分に確保される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主に、磁気抵抗効
果を利用した再生ヘッドを備える磁気ディスクシステム
用ヘッドに係り、特に、再生ヘッドに用いられるスピン
バルブ構造およびその形成方法、並びにこのスピンバル
ブ構造を含む再生ヘッドおよびその製造方法に関する。
果を利用した再生ヘッドを備える磁気ディスクシステム
用ヘッドに係り、特に、再生ヘッドに用いられるスピン
バルブ構造およびその形成方法、並びにこのスピンバル
ブ構造を含む再生ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive
）に搭載される薄膜磁気ヘッドなどの磁気ディスクシ
ステム用記録・再生ヘッドがめざましい進歩を遂げてい
る。特に、薄膜磁気ヘッドの構成は、単一のデバイス
（記録兼再生ヘッド）により記録および再生の双方の機
能を実行する態様から、記録および再生の機能をそれぞ
れ異なるデバイス（記録ヘッドまたは再生ヘッド）によ
り別個に独立して実行する態様へと移行している。
）に搭載される薄膜磁気ヘッドなどの磁気ディスクシ
ステム用記録・再生ヘッドがめざましい進歩を遂げてい
る。特に、薄膜磁気ヘッドの構成は、単一のデバイス
（記録兼再生ヘッド）により記録および再生の双方の機
能を実行する態様から、記録および再生の機能をそれぞ
れ異なるデバイス（記録ヘッドまたは再生ヘッド）によ
り別個に独立して実行する態様へと移行している。
【０００３】図５は、従来の薄膜磁気ヘッドにおける要
部構成の一例を表すものである。なお、図５では、薄膜
磁気ヘッドのうち、記録媒体１５と対向する側と反対側
の部分の図示を省略している。この薄膜磁気ヘッドは、
再生用の磁気抵抗効果（ＭＲ；magneto-resistive）素
子２０と、このＭＲ素子２０を周囲から磁気的に分離す
る下部シールド層１１および上部シールド層兼上部磁極
（以下、単に「下部磁極」という。）１２とを含んで構
成された再生ヘッド部と、下部磁極１２と、この下部磁
極１２に対向配置された上部磁極１３と、下部磁極１２
と上部磁極１３との間に図示しない絶縁層を介して埋設
された渦巻状の巻線構造を有するコイル１４とを含んで
構成された記録ヘッド部とを備えている。なお、図５で
は、コイル１４のうち、２個の巻線のみを図示してい
る。下部磁極１２および上部磁極１３のうち、記録媒体
１５と対向する側におけるそれぞれの一端部はギャップ
１６を介して隔てられ、互いに同一の微小幅を有し、一
方、記録媒体１５と対向する側と反対側におけるそれぞ
れの他端部（図示せず）は互いに連結されている。コイ
ル１４により発生した磁束は、下部磁極１２および上部
磁極１３の内部を伝播して記録媒体１５に近い側に到達
し、ギャップ１６近傍において記録用の磁束として外部
に放出される。この記録用の磁束により、記録媒体１５
の表面が順次磁化され、情報が記録される。
部構成の一例を表すものである。なお、図５では、薄膜
磁気ヘッドのうち、記録媒体１５と対向する側と反対側
の部分の図示を省略している。この薄膜磁気ヘッドは、
再生用の磁気抵抗効果（ＭＲ；magneto-resistive）素
子２０と、このＭＲ素子２０を周囲から磁気的に分離す
る下部シールド層１１および上部シールド層兼上部磁極
（以下、単に「下部磁極」という。）１２とを含んで構
成された再生ヘッド部と、下部磁極１２と、この下部磁
極１２に対向配置された上部磁極１３と、下部磁極１２
と上部磁極１３との間に図示しない絶縁層を介して埋設
された渦巻状の巻線構造を有するコイル１４とを含んで
構成された記録ヘッド部とを備えている。なお、図５で
は、コイル１４のうち、２個の巻線のみを図示してい
る。下部磁極１２および上部磁極１３のうち、記録媒体
１５と対向する側におけるそれぞれの一端部はギャップ
１６を介して隔てられ、互いに同一の微小幅を有し、一
方、記録媒体１５と対向する側と反対側におけるそれぞ
れの他端部（図示せず）は互いに連結されている。コイ
ル１４により発生した磁束は、下部磁極１２および上部
磁極１３の内部を伝播して記録媒体１５に近い側に到達
し、ギャップ１６近傍において記録用の磁束として外部
に放出される。この記録用の磁束により、記録媒体１５
の表面が順次磁化され、情報が記録される。
【０００４】ＭＲ素子２０は、例えば、薄膜が積層され
た構成をなしており、磁界中の物質（以下、単に「磁化
物質」という）の抵抗変化を検出することにより再生機
能を実行する。すなわち、多くの磁性材料は、外部磁界
により容易に磁化可能な所定の方向性（容易軸）を有
し、異方性を示す。容易軸に対して直交する方向に物質
が磁化されると、抵抗の増加現象として磁気抵抗効果が
生じる。一方、容易軸と平行に磁化されると、磁気抵抗
効果が消失する。これにより、抵抗変化を通じて、磁化
物質の磁化方向を変化させることとなる磁界（ディスク
に書き込まれた磁気信号等）を検出することが可能とな
る。以下では、上記した異方性に伴う抵抗の最大増加量
を「ＡＭＲ（異方性磁気抵抗；Anisotropic Magneto-Re
sistance）」と呼ぶこととする。
た構成をなしており、磁界中の物質（以下、単に「磁化
物質」という）の抵抗変化を検出することにより再生機
能を実行する。すなわち、多くの磁性材料は、外部磁界
により容易に磁化可能な所定の方向性（容易軸）を有
し、異方性を示す。容易軸に対して直交する方向に物質
が磁化されると、抵抗の増加現象として磁気抵抗効果が
生じる。一方、容易軸と平行に磁化されると、磁気抵抗
効果が消失する。これにより、抵抗変化を通じて、磁化
物質の磁化方向を変化させることとなる磁界（ディスク
に書き込まれた磁気信号等）を検出することが可能とな
る。以下では、上記した異方性に伴う抵抗の最大増加量
を「ＡＭＲ（異方性磁気抵抗；Anisotropic Magneto-Re
sistance）」と呼ぶこととする。
【０００５】磁気抵抗効果は、例えば、「スピンバル
ブ」と呼ばれる構造をＭＲ素子２０に適用することによ
り顕著に向上する。スピンバルブ構造では、磁化物質全
体の磁化方向に対して、その磁化物質中における電子自
身のスピンに起因する磁気ベクトルが平行（方向が反対
の場合を除く）になると、結晶格子により電子が極めて
散乱されにくくなるという現象を利用している。スピン
バルブ構造を適用したＭＲ素子２０における抵抗の最大
増加量は、上記したＡＭＲに対して、「ＧＭＲ（巨大磁
気抵抗；Giant Magneto-Resistance）」と呼ばれてい
る。
ブ」と呼ばれる構造をＭＲ素子２０に適用することによ
り顕著に向上する。スピンバルブ構造では、磁化物質全
体の磁化方向に対して、その磁化物質中における電子自
身のスピンに起因する磁気ベクトルが平行（方向が反対
の場合を除く）になると、結晶格子により電子が極めて
散乱されにくくなるという現象を利用している。スピン
バルブ構造を適用したＭＲ素子２０における抵抗の最大
増加量は、上記したＡＭＲに対して、「ＧＭＲ（巨大磁
気抵抗；Giant Magneto-Resistance）」と呼ばれてい
る。
【０００６】図６は、従来のスピンバルブ構造の断面構
成の一例を表すものである。このＭＲ素子２０は、例え
ば、基体２１上に、シード層２２，ピンニング層２３，
ピンド層２４，スペーサ層２５，フリー層２６，保護層
２７がこの順に積層された構成をなしている。ピンニン
グ層２３はピンド層２４の磁化方向を固定するものであ
り、フリー層２６は外部磁界により磁化方向が自由に変
化可能である。ピンニング層２３，ピンド層２４，スペ
ーサ層２５，フリー層２６は、それぞれ反強磁性材料
（ＡＦＭ；Antiferromagnetic Material），磁性材料，
非磁性材料，磁性材料により構成されている。スペーサ
層２５の厚みは、例えば、ピンド層２４とフリー層２６
とを互いに交換結合が生じない程度（原子レベルにおい
て互いの磁気特性に影響を及ぼし合わない程度）に離間
させ、かつピンド層２４とフリー層２６との間の距離が
伝導電子の平均自由行程以内となるような厚みになって
いる。例えば、磁化方向が互いに反対になるように磁化
されたピンド層２４およびフリー層２６の内部を磁化方
向（図中の矢印２８の方向）に沿って電流が流れるとす
ると、ピンド層２４およびフリー層２６の内部を流れる
半数の電子が散乱現象に寄与し、残りの半数の電子は散
乱現象に寄与しないこととなる。そして、散乱現象に寄
与しない電子のみが、高い確率でピンド層２４からフリ
ー層２６（またはフリー層２６からピンド層２４）へ移
行可能な平均自由行程を有することとなる。しかしなが
ら、これらの電子は、一旦移動方向を変えると直ちに散
乱現象に寄与し、移動方向が元の方向に戻らなくなって
しまい、結果として全体として抵抗が大きく増加するこ
ととなる。
成の一例を表すものである。このＭＲ素子２０は、例え
ば、基体２１上に、シード層２２，ピンニング層２３，
ピンド層２４，スペーサ層２５，フリー層２６，保護層
２７がこの順に積層された構成をなしている。ピンニン
グ層２３はピンド層２４の磁化方向を固定するものであ
り、フリー層２６は外部磁界により磁化方向が自由に変
化可能である。ピンニング層２３，ピンド層２４，スペ
ーサ層２５，フリー層２６は、それぞれ反強磁性材料
（ＡＦＭ；Antiferromagnetic Material），磁性材料，
非磁性材料，磁性材料により構成されている。スペーサ
層２５の厚みは、例えば、ピンド層２４とフリー層２６
とを互いに交換結合が生じない程度（原子レベルにおい
て互いの磁気特性に影響を及ぼし合わない程度）に離間
させ、かつピンド層２４とフリー層２６との間の距離が
伝導電子の平均自由行程以内となるような厚みになって
いる。例えば、磁化方向が互いに反対になるように磁化
されたピンド層２４およびフリー層２６の内部を磁化方
向（図中の矢印２８の方向）に沿って電流が流れるとす
ると、ピンド層２４およびフリー層２６の内部を流れる
半数の電子が散乱現象に寄与し、残りの半数の電子は散
乱現象に寄与しないこととなる。そして、散乱現象に寄
与しない電子のみが、高い確率でピンド層２４からフリ
ー層２６（またはフリー層２６からピンド層２４）へ移
行可能な平均自由行程を有することとなる。しかしなが
ら、これらの電子は、一旦移動方向を変えると直ちに散
乱現象に寄与し、移動方向が元の方向に戻らなくなって
しまい、結果として全体として抵抗が大きく増加するこ
ととなる。
【０００７】スピンバルブ構造では、例えば、ピンド層
２４の磁化方向が固定される。ピンド層２４の磁化方向
を固定する際には、主に、成膜処理およびアニール処理
によりピンニング層２３上にピンド層２４を形成したの
ち、反強磁性材料よりなるピンニング層２３によりピン
ド層２４を磁化する。フリー層２６の磁化方向は、例え
ば磁気ディスクなどの記録媒体１５の表面のビットに起
因して生じる磁界により、容易に変化可能となってい
る。
２４の磁化方向が固定される。ピンド層２４の磁化方向
を固定する際には、主に、成膜処理およびアニール処理
によりピンニング層２３上にピンド層２４を形成したの
ち、反強磁性材料よりなるピンニング層２３によりピン
ド層２４を磁化する。フリー層２６の磁化方向は、例え
ば磁気ディスクなどの記録媒体１５の表面のビットに起
因して生じる磁界により、容易に変化可能となってい
る。
【０００８】図６に示したスピンバルブ構造は、特に、
ピンニング層２３がフリー層２６よりも基体２１に近い
側（図中の下側）に位置している構成に基づき、「ボト
ムスピンバルブ構造」と呼ばれる。これに対して、基体
２１，シード層２２，フリー層２６，スペーサ層２５，
ピンド層２４，ピンニング層２３，保護層２７がこの順
に積層され、ピンニング層２３がフリー層２６よりも基
体２１から遠い側に位置する構成は「トップスピンバル
ブ構造」と呼ばれる。
ピンニング層２３がフリー層２６よりも基体２１に近い
側（図中の下側）に位置している構成に基づき、「ボト
ムスピンバルブ構造」と呼ばれる。これに対して、基体
２１，シード層２２，フリー層２６，スペーサ層２５，
ピンド層２４，ピンニング層２３，保護層２７がこの順
に積層され、ピンニング層２３がフリー層２６よりも基
体２１から遠い側に位置する構成は「トップスピンバル
ブ構造」と呼ばれる。
【０００９】３０Ｇｂ／ｉｎｃｈ2 以上の高密度記録に
適用可能な高出力の再生ヘッドを得るためには、ＭＲ比
を改善するだけでなく、フリー層２６を極薄化すること
も有効である。一般に、ＭＲ素子２０などの磁気抵抗効
果デバイスに特有の応答曲線では、感度は磁界の付与に
応じて増加したのち一定となり、そののち大きな磁界が
付与されてもゼロまで減少してしまう。このことから、
最も高感度な領域、すなわち応答曲線中の直線領域にお
いてＭＲセンサが継続的に駆動することとなるように、
ＭＲセンサにバイアスを印加する必要がある。しかしな
がら、フリー層２６の厚みが小さくなるにつれて、バイ
アス印加位置を高精度に制御したり、高ＧＭＲ比や軟質
な磁気特性を確保することが困難になる。シンセティッ
ク反強磁性（ＳｙＡＦ；Synthetic Antiferromagneti
c）材よりなるピンド層を用いれば、その静磁界が減少
することが知られているが、センス電流磁界によりバイ
アス印加位置が大きくシフトした場合には、フリー層２
６の極薄化に起因して、上記した一連の問題が依然とし
て残ることとなる。この問題を解決するために発明され
たのが、スピンフィルタースピンバルブ（ＳＦＳＶ；Sp
in Filter Spin Valve）構造である。
適用可能な高出力の再生ヘッドを得るためには、ＭＲ比
を改善するだけでなく、フリー層２６を極薄化すること
も有効である。一般に、ＭＲ素子２０などの磁気抵抗効
果デバイスに特有の応答曲線では、感度は磁界の付与に
応じて増加したのち一定となり、そののち大きな磁界が
付与されてもゼロまで減少してしまう。このことから、
最も高感度な領域、すなわち応答曲線中の直線領域にお
いてＭＲセンサが継続的に駆動することとなるように、
ＭＲセンサにバイアスを印加する必要がある。しかしな
がら、フリー層２６の厚みが小さくなるにつれて、バイ
アス印加位置を高精度に制御したり、高ＧＭＲ比や軟質
な磁気特性を確保することが困難になる。シンセティッ
ク反強磁性（ＳｙＡＦ；Synthetic Antiferromagneti
c）材よりなるピンド層を用いれば、その静磁界が減少
することが知られているが、センス電流磁界によりバイ
アス印加位置が大きくシフトした場合には、フリー層２
６の極薄化に起因して、上記した一連の問題が依然とし
て残ることとなる。この問題を解決するために発明され
たのが、スピンフィルタースピンバルブ（ＳＦＳＶ；Sp
in Filter Spin Valve）構造である。
【００１０】このＳＦＳＶ構造では、例えば、非磁性の
銅などよりなるスペーサ層と高導電層（ＨＣＬ；High-c
onductance-layer）との間にフリー層が配設される。こ
れにより、ＳＦＳＶ構造では、センス電流の流路の中心
がフリー層に近い側にシフトすることによりセンス電流
磁界が小さくなり、このセンス電流磁界によりバイアス
印加位置が僅かしかシフトしなくなるため、バイアス印
加位置を十分に制御することが可能になる。したがっ
て、ＳＦＳＶ構造では、スピンアップ電子とスピンダウ
ン電子との間の平均自由行程差が維持されつつ、高導電
層によりスピンアップ電子の平均自由行程が改善される
ため、フリー層が極めて薄い場合においても高ＧＭＲ比
が確保される。
銅などよりなるスペーサ層と高導電層（ＨＣＬ；High-c
onductance-layer）との間にフリー層が配設される。こ
れにより、ＳＦＳＶ構造では、センス電流の流路の中心
がフリー層に近い側にシフトすることによりセンス電流
磁界が小さくなり、このセンス電流磁界によりバイアス
印加位置が僅かしかシフトしなくなるため、バイアス印
加位置を十分に制御することが可能になる。したがっ
て、ＳＦＳＶ構造では、スピンアップ電子とスピンダウ
ン電子との間の平均自由行程差が維持されつつ、高導電
層によりスピンアップ電子の平均自由行程が改善される
ため、フリー層が極めて薄い場合においても高ＧＭＲ比
が確保される。
【００１１】上記したように、ＧＭＲヘッドに適用され
るスピンバルブ構造には、トップスピンバルブ構造およ
びボトムスピンバルブ構造の２種類がある。いずれの構
造においても、ＧＭＲセンサトラックは縦方向バイアス
層により生じ、ＧＭＲセンサはその表面と平行な方向に
永久的に磁化される。これは、フリー層中に多数の磁区
が発生しないようにするためである。ボトムスピンバル
ブ構造については、連続的な接合ハードバイアスにより
縦方向バイアスを発生させるのが一般的であるが、この
接合ハードバイアスを利用する際には、ＭＲセンサの端
部においてデッドゾーンが生じるという問題がある。こ
れに対して、連続的なスペーサ交換バイアスにより生じ
たＡＭＲセンサトラックでは、デッドゾーンが生じな
い。このことは、超高密度記録の実現に係るトラック幅
の極狭化について、極めて重要である。
るスピンバルブ構造には、トップスピンバルブ構造およ
びボトムスピンバルブ構造の２種類がある。いずれの構
造においても、ＧＭＲセンサトラックは縦方向バイアス
層により生じ、ＧＭＲセンサはその表面と平行な方向に
永久的に磁化される。これは、フリー層中に多数の磁区
が発生しないようにするためである。ボトムスピンバル
ブ構造については、連続的な接合ハードバイアスにより
縦方向バイアスを発生させるのが一般的であるが、この
接合ハードバイアスを利用する際には、ＭＲセンサの端
部においてデッドゾーンが生じるという問題がある。こ
れに対して、連続的なスペーサ交換バイアスにより生じ
たＡＭＲセンサトラックでは、デッドゾーンが生じな
い。このことは、超高密度記録の実現に係るトラック幅
の極狭化について、極めて重要である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
再生ヘッドでは、ＧＭＲ素子にスピンバルブ構造を適用
したにも関わらず、高密度記録化に伴いヘッド特性を十
分に向上させることが困難であるという問題があった。
再生ヘッドでは、ＧＭＲ素子にスピンバルブ構造を適用
したにも関わらず、高密度記録化に伴いヘッド特性を十
分に向上させることが困難であるという問題があった。
【００１３】なお、本発明の目的と同様の目的に係る先
願文献を調査したところ、いくつか興味深い文献が発見
された。例えば、米国特許第５６３７２３５号では、Ki
m 等により、保護層を備えたスピンバルブ構造について
開示されている。また、米国特許第５８９６２５２号で
は、Kanai 等により、コバルト鉄層およびニッケル鉄層
よりなるフリー層を備えたスピンバル部構造について開
示されている。さらに、米国特許第５６４８８８５号で
は、Nishioka等により、コバルト鉄よりなるフリー層を
備えたスピンバル部構造について開示されている。
願文献を調査したところ、いくつか興味深い文献が発見
された。例えば、米国特許第５６３７２３５号では、Ki
m 等により、保護層を備えたスピンバルブ構造について
開示されている。また、米国特許第５８９６２５２号で
は、Kanai 等により、コバルト鉄層およびニッケル鉄層
よりなるフリー層を備えたスピンバル部構造について開
示されている。さらに、米国特許第５６４８８８５号で
は、Nishioka等により、コバルト鉄よりなるフリー層を
備えたスピンバル部構造について開示されている。
【００１４】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その第１の目的は、ヘッド特性を十分に向上させ
ることが可能なスピンバルブ構造およびこれを適用した
再生ヘッドを提供することにある。
ので、その第１の目的は、ヘッド特性を十分に向上させ
ることが可能なスピンバルブ構造およびこれを適用した
再生ヘッドを提供することにある。
【００１５】また、本発明の第２の目的は、上記した本
発明のスピンバルブ構造に適用可能な最適な縦方向バイ
アスリードを提供することにある。
発明のスピンバルブ構造に適用可能な最適な縦方向バイ
アスリードを提供することにある。
【００１６】さらに、本発明の第３の目的は、上記した
本発明のスピンバルブ構造の形成方法および再生ヘッド
の製造方法を提供することにある。
本発明のスピンバルブ構造の形成方法および再生ヘッド
の製造方法を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明のスピンバルブ構
造の形成方法は、基体上に磁気抵抗効果を高めるための
シード層を形成する第１の工程と、このシード層上にピ
ンニング層を形成する第２の工程と、このピンニング層
上にシンセティック反強磁性ピンド層を形成する第３の
工程と、このシンセティック反強磁性ピンド層上に非磁
性の銅よりなるスペーサ層を形成する第４の工程と、こ
のスペーサ層上に１．０ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄層
および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みの
ニッケル鉄層を含むようにフリー層を形成する第５の工
程と、このフリー層上に高導電性の銅よりなる高導電層
を形成する第６の工程と、この高導電層上に鏡面反射層
を形成する第７の工程と、この鏡面反射層上に酸化アル
ミニウムよりなる保護層を形成する第８の工程と、全体
をアニールする第９の工程とを含むようにしたものであ
る。
造の形成方法は、基体上に磁気抵抗効果を高めるための
シード層を形成する第１の工程と、このシード層上にピ
ンニング層を形成する第２の工程と、このピンニング層
上にシンセティック反強磁性ピンド層を形成する第３の
工程と、このシンセティック反強磁性ピンド層上に非磁
性の銅よりなるスペーサ層を形成する第４の工程と、こ
のスペーサ層上に１．０ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄層
および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みの
ニッケル鉄層を含むようにフリー層を形成する第５の工
程と、このフリー層上に高導電性の銅よりなる高導電層
を形成する第６の工程と、この高導電層上に鏡面反射層
を形成する第７の工程と、この鏡面反射層上に酸化アル
ミニウムよりなる保護層を形成する第８の工程と、全体
をアニールする第９の工程とを含むようにしたものであ
る。
【００１８】本発明の再生ヘッドの製造方法は、０．３
ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄層および３．０ｎｍ以上
４．０ｎｍ以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフ
リー層と、高導電性の銅よりなる高導電層と、鏡面反射
層と、保護層とを有するスピンバルブ構造を形成する第
１の工程と、ウェットエッチングによってスピンバルブ
構造のうちの保護層を除去することにより、鏡面反射層
を露出させる第２の工程と、鏡面反射層の露出面上に、
導電リードを形成するためのフォトレジストリフトオフ
パターンを形成する第３の工程と、四フッ化炭素を用い
たリアクティブイオンエッチングによって、鏡面反射層
のうち、フォトレジストリフトオフパターンにより被覆
されていない部分を除去することにより、エッチングス
トップ層として機能する高導電層を露出させる第４の工
程と、スパッタエッチングによって、高導電層の露出部
を除去すると共に、フリー層のうちのニッケル鉄層を所
定の深さまで部分的に除去する第５の工程と、フリー層
のうち、ニッケル鉄層が除去された部分を復元する第６
の工程と、フリー層のうち、ニッケル鉄層が復元された
部分上に、バイアス層を形成する第７の工程と、バイア
ス層上に導電材層を形成する第８の工程と、フォトレジ
ストリフトオフパターンを除去することにより導電リー
ドを形成する第９の工程と、全体をアニールする第１０
の工程とを含むようにしたものである。
ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄層および３．０ｎｍ以上
４．０ｎｍ以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフ
リー層と、高導電性の銅よりなる高導電層と、鏡面反射
層と、保護層とを有するスピンバルブ構造を形成する第
１の工程と、ウェットエッチングによってスピンバルブ
構造のうちの保護層を除去することにより、鏡面反射層
を露出させる第２の工程と、鏡面反射層の露出面上に、
導電リードを形成するためのフォトレジストリフトオフ
パターンを形成する第３の工程と、四フッ化炭素を用い
たリアクティブイオンエッチングによって、鏡面反射層
のうち、フォトレジストリフトオフパターンにより被覆
されていない部分を除去することにより、エッチングス
トップ層として機能する高導電層を露出させる第４の工
程と、スパッタエッチングによって、高導電層の露出部
を除去すると共に、フリー層のうちのニッケル鉄層を所
定の深さまで部分的に除去する第５の工程と、フリー層
のうち、ニッケル鉄層が除去された部分を復元する第６
の工程と、フリー層のうち、ニッケル鉄層が復元された
部分上に、バイアス層を形成する第７の工程と、バイア
ス層上に導電材層を形成する第８の工程と、フォトレジ
ストリフトオフパターンを除去することにより導電リー
ドを形成する第９の工程と、全体をアニールする第１０
の工程とを含むようにしたものである。
【００１９】本発明のスピンバルブ構造は、基体と、こ
の基体上に配設された磁気抵抗効果を高めるためのシー
ド層と、このシード層上に配設されたピンニング層と、
このピンニング層上に配設されたシンセティック反強磁
性ピンド層と、このシンセティック反強磁性ピンド層上
に配設された非磁性の銅よりなるスペーサ層と、このス
ペーサ層上に配設された１．０ｎｍ未満の厚みのコバル
ト鉄／ニッケル鉄積層体および１．０ｎｍ以上３．０ｎ
ｍ以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフリー層
と、このフリー層上に配設された高導電性の銅よりなる
高導電層と、この高導電層上に配設された鏡面反射層
と、この鏡面反射層上に配設された酸化アルミニウムよ
りなる保護層とを備えるようにしたものである。
の基体上に配設された磁気抵抗効果を高めるためのシー
ド層と、このシード層上に配設されたピンニング層と、
このピンニング層上に配設されたシンセティック反強磁
性ピンド層と、このシンセティック反強磁性ピンド層上
に配設された非磁性の銅よりなるスペーサ層と、このス
ペーサ層上に配設された１．０ｎｍ未満の厚みのコバル
ト鉄／ニッケル鉄積層体および１．０ｎｍ以上３．０ｎ
ｍ以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフリー層
と、このフリー層上に配設された高導電性の銅よりなる
高導電層と、この高導電層上に配設された鏡面反射層
と、この鏡面反射層上に配設された酸化アルミニウムよ
りなる保護層とを備えるようにしたものである。
【００２０】本発明の再生ヘッドは、１．０ｎｍ未満の
厚みのコバルト鉄層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以
下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフリー層を有す
るスピンバルブ構造と、このスピンバルブ構造における
フリー層上のうち、リードエリア以外の領域に選択的に
配設された高導電性の銅よりなる高導電層と、この高導
電層上に配設された鏡面反射層と、フリー層におけるニ
ッケル鉄層上のうち、リードエリアに配設されたバイア
ス層と、このバイアス層上に配設された導電材層とを備
えるようにしたものである。
厚みのコバルト鉄層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以
下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフリー層を有す
るスピンバルブ構造と、このスピンバルブ構造における
フリー層上のうち、リードエリア以外の領域に選択的に
配設された高導電性の銅よりなる高導電層と、この高導
電層上に配設された鏡面反射層と、フリー層におけるニ
ッケル鉄層上のうち、リードエリアに配設されたバイア
ス層と、このバイアス層上に配設された導電材層とを備
えるようにしたものである。
【００２１】本発明のスピンバルブ構造の形成方法で
は、基体上に、シード層，ピンニング層，シンセティッ
ク反強磁性ピンド層，スペーサ層，フリー層，高導電
層，鏡面反射層，保護層がこの順に形成されたのち、全
体にアニール処理が施されることにより、スピンバルブ
構造が形成される。フリー層は、１．０ｎｍ未満の厚み
のコバルト鉄層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の
範囲内の厚みのニッケル鉄層を含んで極薄に形成され
る。
は、基体上に、シード層，ピンニング層，シンセティッ
ク反強磁性ピンド層，スペーサ層，フリー層，高導電
層，鏡面反射層，保護層がこの順に形成されたのち、全
体にアニール処理が施されることにより、スピンバルブ
構造が形成される。フリー層は、１．０ｎｍ未満の厚み
のコバルト鉄層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の
範囲内の厚みのニッケル鉄層を含んで極薄に形成され
る。
【００２２】本発明の再生ヘッドの製造方法では、ま
ず、０．３ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄層および３．０
ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層
を含むフリー層と、高導電性の銅よりなる高導電層と、
鏡面反射層と、保護層とを有するスピンバルブ構造が形
成される。続いて、ウェットエッチングによって保護層
が除去されることにより鏡面反射層が露出したのち、鏡
面反射層の露出面上に、導電リードを形成するためのフ
ォトレジストリフトオフパターンが形成される。続い
て、四フッ化炭素を用いたリアクティブイオンエッチン
グによって、鏡面反射層のうち、フォトレジストリフト
オフパターンにより被覆されていない部分が全て除去さ
れることにより、エッチングストップ層として機能する
高導電性が露出する。続いて、スパッタエッチングによ
って、高導電層の露出部の全てが除去されると共に、フ
リー層のうちのニッケル鉄層が所定の深さまで部分的に
除去されたのち、フリー層のうち、ニッケル鉄層が除去
された部分が復元される。続いて、フリー層のうち、ニ
ッケル鉄合金が復元された部分上にバイアス層が形成さ
れたのち、バイアス層上に導電材層が形成される。最後
に、フォトレジストが除去されることにより導電リード
が形成されたのち、全体がアニールされることにより再
生ヘッド製造される。
ず、０．３ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄層および３．０
ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層
を含むフリー層と、高導電性の銅よりなる高導電層と、
鏡面反射層と、保護層とを有するスピンバルブ構造が形
成される。続いて、ウェットエッチングによって保護層
が除去されることにより鏡面反射層が露出したのち、鏡
面反射層の露出面上に、導電リードを形成するためのフ
ォトレジストリフトオフパターンが形成される。続い
て、四フッ化炭素を用いたリアクティブイオンエッチン
グによって、鏡面反射層のうち、フォトレジストリフト
オフパターンにより被覆されていない部分が全て除去さ
れることにより、エッチングストップ層として機能する
高導電性が露出する。続いて、スパッタエッチングによ
って、高導電層の露出部の全てが除去されると共に、フ
リー層のうちのニッケル鉄層が所定の深さまで部分的に
除去されたのち、フリー層のうち、ニッケル鉄層が除去
された部分が復元される。続いて、フリー層のうち、ニ
ッケル鉄合金が復元された部分上にバイアス層が形成さ
れたのち、バイアス層上に導電材層が形成される。最後
に、フォトレジストが除去されることにより導電リード
が形成されたのち、全体がアニールされることにより再
生ヘッド製造される。
【００２３】本発明のスピンバルブ構造では、基体上
に、シード層，ピンニング層，シンセティック反強磁性
ピンド層，スペーサ層，フリー層，高導電層，鏡面反射
層，保護層がこの順に積層された構成をなす。フリー層
は、１．０ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄／ニッケル鉄積
層体および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚
みのニッケル鉄層を含んで極薄に構成される。
に、シード層，ピンニング層，シンセティック反強磁性
ピンド層，スペーサ層，フリー層，高導電層，鏡面反射
層，保護層がこの順に積層された構成をなす。フリー層
は、１．０ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄／ニッケル鉄積
層体および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚
みのニッケル鉄層を含んで極薄に構成される。
【００２４】本発明の再生ヘッドでは、１．０ｎｍ未満
の厚みのコバルト鉄層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ
以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフリー層を有
するスピンバルブ構造と、このスピンバルブ構造におけ
るフリー層上のうち、リードエリア以外の領域に選択的
に配設された高導電性の銅よりなる高導電層と、この高
導電層上に配設された鏡面反射層と、フリー層における
ニッケル鉄層上のうち、リードエリアに配設されたバイ
アス層と、このバイアス層上に配設された導電材層とを
備えた構成をなす。
の厚みのコバルト鉄層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ
以下の範囲内の厚みのニッケル鉄層を含むフリー層を有
するスピンバルブ構造と、このスピンバルブ構造におけ
るフリー層上のうち、リードエリア以外の領域に選択的
に配設された高導電性の銅よりなる高導電層と、この高
導電層上に配設された鏡面反射層と、フリー層における
ニッケル鉄層上のうち、リードエリアに配設されたバイ
アス層と、このバイアス層上に配設された導電材層とを
備えた構成をなす。
【００２５】本発明のスピンバルブ構造の形成方法で
は、第７の工程において、タンタルまたは酸化タンタル
を用いて鏡面反射層を形成してもよい。タンタルを用い
る場合には、１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるように鏡面反射層を形成してもよい。
は、第７の工程において、タンタルまたは酸化タンタル
を用いて鏡面反射層を形成してもよい。タンタルを用い
る場合には、１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるように鏡面反射層を形成してもよい。
【００２６】また、本発明のスピンバルブ構造の形成方
法では、第２の工程において、マンガン白金，イリジウ
ムマンガン，マンガンニッケルおよびマンガン白金パラ
ジウムからなる群のうちの一つを用いて、７ｎｍ以上２
０ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるようにピンニング層を
形成してもよい。
法では、第２の工程において、マンガン白金，イリジウ
ムマンガン，マンガンニッケルおよびマンガン白金パラ
ジウムからなる群のうちの一つを用いて、７ｎｍ以上２
０ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるようにピンニング層を
形成してもよい。
【００２７】また、本発明のスピンバルブ構造の形成方
法では、第３の工程が、１．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下
の範囲内の厚みとなるように第１のコバルト鉄層を形成
する工程と、０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるようにルテニウム層を形成する工程と、１．
２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるように
第２のコバルト鉄層を形成する工程とをこの順に含み、
第１のコバルト鉄層と第２のコバルト鉄層との厚みの差
が０．２ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内となるように
シンセティック反強磁性ピンド層を形成してもよい。
法では、第３の工程が、１．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下
の範囲内の厚みとなるように第１のコバルト鉄層を形成
する工程と、０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるようにルテニウム層を形成する工程と、１．
２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるように
第２のコバルト鉄層を形成する工程とをこの順に含み、
第１のコバルト鉄層と第２のコバルト鉄層との厚みの差
が０．２ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内となるように
シンセティック反強磁性ピンド層を形成してもよい。
【００２８】また、本発明のスピンバルブ構造の形成方
法では、第４の工程において、１．８ｎｍ以上２．５以
下の範囲内の厚みとなるようにスペーサ層を形成し、第
６の工程において、０．５ｎｍ以上１．５以下の範囲内
の厚みとなるように高導電層を形成してもよい。
法では、第４の工程において、１．８ｎｍ以上２．５以
下の範囲内の厚みとなるようにスペーサ層を形成し、第
６の工程において、０．５ｎｍ以上１．５以下の範囲内
の厚みとなるように高導電層を形成してもよい。
【００２９】また、本発明のスピンバルブ構造の形成方
法では、第７の工程において、鏡面反射層を形成する工
程が、タンタル層を形成する工程と、このタンタル層を
酸素プラズマ中において灰化することにより、２．０ｎ
ｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるように、酸
化タンタルよりなる鏡面反射層を形成する工程とを含む
ようにしてもよい。
法では、第７の工程において、鏡面反射層を形成する工
程が、タンタル層を形成する工程と、このタンタル層を
酸素プラズマ中において灰化することにより、２．０ｎ
ｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるように、酸
化タンタルよりなる鏡面反射層を形成する工程とを含む
ようにしてもよい。
【００３０】また、本発明のスピンバルブ構造の形成方
法では、第９の工程が、４８０ｋＡ／ｍ以上８００ｋＡ
／ｍ以下の範囲内の横方向磁界中において、２５０℃以
上２８０℃以下の範囲内の温度で５時間以上１０時間以
下の範囲内に渡ってアニールする工程を含むようにして
もよい。
法では、第９の工程が、４８０ｋＡ／ｍ以上８００ｋＡ
／ｍ以下の範囲内の横方向磁界中において、２５０℃以
上２８０℃以下の範囲内の温度で５時間以上１０時間以
下の範囲内に渡ってアニールする工程を含むようにして
もよい。
【００３１】本発明の再生ヘッドの製造方法では、第１
の工程において、タンタルまたは酸化タンタルを用いて
鏡面反射層を形成してもよい。
の工程において、タンタルまたは酸化タンタルを用いて
鏡面反射層を形成してもよい。
【００３２】また、本発明の再生ヘッドの製造方法で
は、第７の工程において、マンガン白金，イリジウムマ
ンガン，マンガンニッケルおよびマンガン白金パラジウ
ムからなる群のうちの一つを用いて、交換バイアス層と
して機能するようにバイアス層を形成してもよい。この
場合には、７．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるようにバイアス層を形成してもよい。
は、第７の工程において、マンガン白金，イリジウムマ
ンガン，マンガンニッケルおよびマンガン白金パラジウ
ムからなる群のうちの一つを用いて、交換バイアス層と
して機能するようにバイアス層を形成してもよい。この
場合には、７．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるようにバイアス層を形成してもよい。
【００３３】また、本発明の再生ヘッドの製造方法で
は、第８の工程において、タンタル／金／タンタルおよ
びクロム／ロジウム／クロムからなる群のうちの一つを
用いて、３０．０ｎｍ以上４０．０ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるように導電材層を形成してもよい。
は、第８の工程において、タンタル／金／タンタルおよ
びクロム／ロジウム／クロムからなる群のうちの一つを
用いて、３０．０ｎｍ以上４０．０ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるように導電材層を形成してもよい。
【００３４】また、本発明の再生ヘッドの製造方法で
は、第１０の工程が、８ｋＡ／ｍ以上１６ｋＡ／ｍ以下
の範囲内の縦方向磁界中において、２５０℃以上２８０
℃以下の範囲内の温度で２時間以上５時間以下の範囲内
に渡ってアニールする工程を含むようにしてもよい。
は、第１０の工程が、８ｋＡ／ｍ以上１６ｋＡ／ｍ以下
の範囲内の縦方向磁界中において、２５０℃以上２８０
℃以下の範囲内の温度で２時間以上５時間以下の範囲内
に渡ってアニールする工程を含むようにしてもよい。
【００３５】本発明のスピンバルブ構造では、鏡面反射
層がタンタルまたは酸化タンタルにより構成されるよう
にしてもよい。
層がタンタルまたは酸化タンタルにより構成されるよう
にしてもよい。
【００３６】また、本発明のスピンバルブ構造では、ピ
ンニング層が、７．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲
内の厚みを有し、マンガン白金，イリジウムマンガン，
マンガンニッケルおよびマンガン白金パラジウムからな
る群のうちの一つにより構成されるようにしてもよい。
ンニング層が、７．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲
内の厚みを有し、マンガン白金，イリジウムマンガン，
マンガンニッケルおよびマンガン白金パラジウムからな
る群のうちの一つにより構成されるようにしてもよい。
【００３７】また、本発明のスピンバルブ構造では、シ
ンセティック反強磁性ピンド層が、１．２ｎｍ以上２．
５ｎｍ以下の範囲内の厚みの第１のコバルト鉄層と、
０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の範囲内の厚みのルテニ
ウム層と、１．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚
みの第２のコバルト鉄層とをこの順に積層した積層体を
含み、第１のコバルト鉄層と第２のコバルト鉄層との厚
みの差が０．２ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内となる
ようにしてもよい。
ンセティック反強磁性ピンド層が、１．２ｎｍ以上２．
５ｎｍ以下の範囲内の厚みの第１のコバルト鉄層と、
０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の範囲内の厚みのルテニ
ウム層と、１．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚
みの第２のコバルト鉄層とをこの順に積層した積層体を
含み、第１のコバルト鉄層と第２のコバルト鉄層との厚
みの差が０．２ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内となる
ようにしてもよい。
【００３８】また、本発明のスピンバルブ構造では、ス
ペーサ層が１．８ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚
みを有し、高導電層が０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の
範囲内の厚みを有するようにしてもよい。
ペーサ層が１．８ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚
みを有し、高導電層が０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の
範囲内の厚みを有するようにしてもよい。
【００３９】また、本発明のスピンバルブ構造では、鏡
面反射層が、タンタルにより構成されたときは１．０ｎ
ｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内の厚みを有するように
し、酸化タンタルに構成されたときは１．５ｎｍ以上
３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みを有するようにしてもよ
い。
面反射層が、タンタルにより構成されたときは１．０ｎ
ｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内の厚みを有するように
し、酸化タンタルに構成されたときは１．５ｎｍ以上
３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みを有するようにしてもよ
い。
【００４０】本発明の再生ヘッドでは、鏡面反射層がタ
ンタルまたは酸化タンタルにより構成されるようにして
もよい。
ンタルまたは酸化タンタルにより構成されるようにして
もよい。
【００４１】また、本発明の再生ヘッドでは、バイアス
層が、マンガン白金，イリジウムマンガン，マンガンニ
ッケルおよびマンガン白金パラジウムからなる群のうち
の一つにより構成され、交換バイアス層として機能する
ようにしてもよいし、あるいはコバルト白金およびコバ
ルト白金クロムからなる群のうちの一つにより構成さ
れ、ハードバイアス層として機能するようにしてもよ
い。
層が、マンガン白金，イリジウムマンガン，マンガンニ
ッケルおよびマンガン白金パラジウムからなる群のうち
の一つにより構成され、交換バイアス層として機能する
ようにしてもよいし、あるいはコバルト白金およびコバ
ルト白金クロムからなる群のうちの一つにより構成さ
れ、ハードバイアス層として機能するようにしてもよ
い。
【００４２】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００４３】＜スピンバルブ構造の形成方法＞まず、図
１を参照して、本発明の一実施の形態に係る再生ヘッド
の製造方法うち、この再生ヘッドの一構成要素をなすス
ピンバルブ構造の形成方法について説明する。図１は、
本実施の形態に係るスピンバルブ構造の形成方法を説明
するためのものであり、完成したスピンバルブ構造の断
面構成を示している。図１に示した構成要素のうち、上
記「従来の技術」の項（図６参照）において説明した従
来のスピンバルブ構造の構成要素と同一の部分には、同
一の符号を付している。
１を参照して、本発明の一実施の形態に係る再生ヘッド
の製造方法うち、この再生ヘッドの一構成要素をなすス
ピンバルブ構造の形成方法について説明する。図１は、
本実施の形態に係るスピンバルブ構造の形成方法を説明
するためのものであり、完成したスピンバルブ構造の断
面構成を示している。図１に示した構成要素のうち、上
記「従来の技術」の項（図６参照）において説明した従
来のスピンバルブ構造の構成要素と同一の部分には、同
一の符号を付している。
【００４４】このスピンバルブ構造は、ピンニング層が
フリー層よりも基体に近い側に位置する鏡面反射型のボ
トムスピンバルブ構造であり、再生ヘッド（ＭＲ素子）
に適用可能なものである。なお、本発明のスピンバルブ
構造および再生ヘッドは、以下で説明するスピンバルブ
構造の形成方法および再生ヘッドの製造方法によりそれ
ぞれ具現化されるので、以下併せて説明する。本実施の
形態に係るスピンバルブ構造や再生ヘッドの構成等につ
いて以下で説明する以外の点は、例えば上記「従来の技
術」の項において説明した場合と同様である。
フリー層よりも基体に近い側に位置する鏡面反射型のボ
トムスピンバルブ構造であり、再生ヘッド（ＭＲ素子）
に適用可能なものである。なお、本発明のスピンバルブ
構造および再生ヘッドは、以下で説明するスピンバルブ
構造の形成方法および再生ヘッドの製造方法によりそれ
ぞれ具現化されるので、以下併せて説明する。本実施の
形態に係るスピンバルブ構造や再生ヘッドの構成等につ
いて以下で説明する以外の点は、例えば上記「従来の技
術」の項において説明した場合と同様である。
【００４５】このボトムスピンバルブ構造を形成する際
には、まず、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｔｉ
Ｃ）よりなる基体２１を準備したのち、この基体２１上
に、例えばニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケル鉄ク
ロム（ＮｉＦｅＣｒ）よりなるシード層２２を形成す
る。このシード層２２は、磁気抵抗効果を高めるための
ものである。
には、まず、例えばアルティック（Ａｌ2 Ｏ3 ・Ｔｉ
Ｃ）よりなる基体２１を準備したのち、この基体２１上
に、例えばニッケルクロム（ＮｉＣｒ）やニッケル鉄ク
ロム（ＮｉＦｅＣｒ）よりなるシード層２２を形成す
る。このシード層２２は、磁気抵抗効果を高めるための
ものである。
【００４６】続いて、シード層２２上に、例えばマンガ
ン白金（ＭｎＰｔ），イリジウムマンガン（ＩｒＭ
ｎ），マンガンニッケル（ＭｎＮｉ），マンガン白金パ
ラジウム（ＭｎＰｔＰｄ）からなる群のうちの一つより
なるピンニング層３３を約７．０ｎｍ〜２０．０ｎｍ，
好ましくは約１０．０ｎｍ〜２０．０ｎｍの厚みで形成
する。
ン白金（ＭｎＰｔ），イリジウムマンガン（ＩｒＭ
ｎ），マンガンニッケル（ＭｎＮｉ），マンガン白金パ
ラジウム（ＭｎＰｔＰｄ）からなる群のうちの一つより
なるピンニング層３３を約７．０ｎｍ〜２０．０ｎｍ，
好ましくは約１０．０ｎｍ〜２０．０ｎｍの厚みで形成
する。
【００４７】続いて、ピンニング層３３上に、例えば約
１．２ｎｍ〜２．５ｎｍの厚みの第１のコバルト鉄（Ｃ
ｏＦｅ）層と、約０．６ｎｍ〜０．９ｎｍの厚みのルテ
ニウム（Ｒｕ）層と、約１．２ｎｍ〜２．５ｎｍの厚み
の第２のコバルト鉄層とをこの順に積層することによ
り、シンセティック反強磁性ピンド層（以下、単に「ピ
ンド層」という）３４を形成する。このピンド層３４を
形成する際には、例えば、例えば第１のコバルト鉄層と
第２のコバルト鉄層との厚みの差が、約０．２ｎｍ〜約
１．０ｎｍとなるようにするのが好ましい。
１．２ｎｍ〜２．５ｎｍの厚みの第１のコバルト鉄（Ｃ
ｏＦｅ）層と、約０．６ｎｍ〜０．９ｎｍの厚みのルテ
ニウム（Ｒｕ）層と、約１．２ｎｍ〜２．５ｎｍの厚み
の第２のコバルト鉄層とをこの順に積層することによ
り、シンセティック反強磁性ピンド層（以下、単に「ピ
ンド層」という）３４を形成する。このピンド層３４を
形成する際には、例えば、例えば第１のコバルト鉄層と
第２のコバルト鉄層との厚みの差が、約０．２ｎｍ〜約
１．０ｎｍとなるようにするのが好ましい。
【００４８】続いて、ピンド層３４上に、例えば銅（Ｃ
ｕ）などの非磁性材料よりなるスペーサ層２５を約１．
８ｎｍ〜２．５ｎｍの厚みで形成する。
ｕ）などの非磁性材料よりなるスペーサ層２５を約１．
８ｎｍ〜２．５ｎｍの厚みで形成する。
【００４９】続いて、スペーサ層２５上に、例えば約
０．３ｎｍ〜１．５ｎｍ，好ましくは約１．０ｎｍ未満
の厚みのコバルト鉄層と、約１．０ｎｍ〜３．５ｎｍ，
好ましくは約１．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚みのニッケル
鉄（ＮｉＦｅ）層とをこの順に積層させることにより、
フリー層３５を形成する。なお、フリー層３５を形成す
る際には、例えば、コバルト鉄層の厚みを約０．３ｎｍ
未満とし、ニッケル鉄層の厚みを約３．０ｎｍ〜４．０
ｎｍとするようにしてもよいし、あるいは上記したコバ
ルト鉄層の代わりに、コバルト鉄／ニッケル鉄の複合層
を用いるようにしてもよい。
０．３ｎｍ〜１．５ｎｍ，好ましくは約１．０ｎｍ未満
の厚みのコバルト鉄層と、約１．０ｎｍ〜３．５ｎｍ，
好ましくは約１．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚みのニッケル
鉄（ＮｉＦｅ）層とをこの順に積層させることにより、
フリー層３５を形成する。なお、フリー層３５を形成す
る際には、例えば、コバルト鉄層の厚みを約０．３ｎｍ
未満とし、ニッケル鉄層の厚みを約３．０ｎｍ〜４．０
ｎｍとするようにしてもよいし、あるいは上記したコバ
ルト鉄層の代わりに、コバルト鉄／ニッケル鉄の複合層
を用いるようにしてもよい。
【００５０】続いて、フリー層３５上に、例えば銅など
の高導電材料よりなる高導電層３６を約０．５ｎｍ〜
１．５ｎｍの厚みで形成する。
の高導電材料よりなる高導電層３６を約０．５ｎｍ〜
１．５ｎｍの厚みで形成する。
【００５１】続いて、高導電層３６上にタンタル層（非
酸化物）を形成したのち、このタンタル層をプラズマ酸
化法によって灰化（酸化）することにより、酸化タンタ
ルよりなる鏡面反射層３７を約１．０ｎｍ〜３．０ｎ
ｍ，好ましくは約１．５ｎｍ〜３．０ｎｍ，より好まし
くは約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚みで形成する。な
お、鏡面反射層３７を形成する際には、例えば上記した
酸化タンタルの代わりにタンタル（非酸化物）を用い
て、約１．０ｎｍ〜２．０ｎｍ，好ましくは約１．０ｎ
ｍ〜１．５ｎｍの厚みとなるようにしてもよい。
酸化物）を形成したのち、このタンタル層をプラズマ酸
化法によって灰化（酸化）することにより、酸化タンタ
ルよりなる鏡面反射層３７を約１．０ｎｍ〜３．０ｎ
ｍ，好ましくは約１．５ｎｍ〜３．０ｎｍ，より好まし
くは約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍの厚みで形成する。な
お、鏡面反射層３７を形成する際には、例えば上記した
酸化タンタルの代わりにタンタル（非酸化物）を用い
て、約１．０ｎｍ〜２．０ｎｍ，好ましくは約１．０ｎ
ｍ〜１．５ｎｍの厚みとなるようにしてもよい。
【００５２】続いて、鏡面反射層３７上に、例えば酸化
アルミニウムよりなる保護層３８を約１０．０ｎｍ〜３
０．０ｎｍの厚みで形成する。
アルミニウムよりなる保護層３８を約１０．０ｎｍ〜３
０．０ｎｍの厚みで形成する。
【００５３】最後に、例えば約４００ｋＡ／ｍ（５００
０Ｏｅ）〜８００ｋＡ／ｍ（１００００Ｏｅ），好まし
くは約４８０ｋＡ／ｍ（６０００Ｏｅ）〜８００ｋＡ／
ｍ（１００００Ｏｅ）の横方向磁界中において、約２５
０℃〜２８０℃の温度で全体に約５時間〜１０時間に渡
ってアニール処理を施すことにより、ボトムスピンバル
ブ構造が完成する。
０Ｏｅ）〜８００ｋＡ／ｍ（１００００Ｏｅ），好まし
くは約４８０ｋＡ／ｍ（６０００Ｏｅ）〜８００ｋＡ／
ｍ（１００００Ｏｅ）の横方向磁界中において、約２５
０℃〜２８０℃の温度で全体に約５時間〜１０時間に渡
ってアニール処理を施すことにより、ボトムスピンバル
ブ構造が完成する。
【００５４】＜再生ヘッドの製造方法＞次に、図２〜図
４を参照して、図１に示したボトムスピンバルブ構造を
用いた再生ヘッドの製造方法について説明する。図２お
よび図３は本実施の形態に係る再生ヘッドの要部の製造
方法を説明するためのものであり、いずれも図１に対応
している。図４は、図３に示した断面構成に対応する平
面構成を表すものである。なお、図３では、図４中のII
I−III線に沿った断面構成を示している。
４を参照して、図１に示したボトムスピンバルブ構造を
用いた再生ヘッドの製造方法について説明する。図２お
よび図３は本実施の形態に係る再生ヘッドの要部の製造
方法を説明するためのものであり、いずれも図１に対応
している。図４は、図３に示した断面構成に対応する平
面構成を表すものである。なお、図３では、図４中のII
I−III線に沿った断面構成を示している。
【００５５】この再生ヘッドの要部を製造する際には、
図１に示したボトムスピンバルブ構造を準備したのち、
まず、全体にウェットエッチングを施して保護層３８を
除去し、鏡面反射層３７を露出させる。
図１に示したボトムスピンバルブ構造を準備したのち、
まず、全体にウェットエッチングを施して保護層３８を
除去し、鏡面反射層３７を露出させる。
【００５６】続いて、鏡面反射層３７の露出面上に、フ
ォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成したの
ち、このフォトレジスト膜を高精度のフォトリソグラフ
ィ処理によってパターニングすることにより、図２に示
したように、マスク４０を選択的に形成する。このマス
ク４０は、主に、後工程においてリフトオフ処理を行う
ために用いられるものである。マスク４０を形成する際
には、例えば、ウェットエッチングに用いたエッチング
液に可溶な下層マスク４０Ａおよび不溶な上層マスク４
０Ｂを含むようにすると共に、ボトムスピンバルブ構造
のうち、後工程において一対の導電リード５０（バイア
ス層４１および導電材層４２）が形成されることとなる
領域（リードエリアＬＡ）以外の領域をマスク４０が覆
うこととなるように、フォトレジスト膜をパターニング
する。ここで、マスク４０が本発明における「フォトレ
ジストリフトオフパターン」の一具体例に対応する。
ォトレジストを塗布してフォトレジスト膜を形成したの
ち、このフォトレジスト膜を高精度のフォトリソグラフ
ィ処理によってパターニングすることにより、図２に示
したように、マスク４０を選択的に形成する。このマス
ク４０は、主に、後工程においてリフトオフ処理を行う
ために用いられるものである。マスク４０を形成する際
には、例えば、ウェットエッチングに用いたエッチング
液に可溶な下層マスク４０Ａおよび不溶な上層マスク４
０Ｂを含むようにすると共に、ボトムスピンバルブ構造
のうち、後工程において一対の導電リード５０（バイア
ス層４１および導電材層４２）が形成されることとなる
領域（リードエリアＬＡ）以外の領域をマスク４０が覆
うこととなるように、フォトレジスト膜をパターニング
する。ここで、マスク４０が本発明における「フォトレ
ジストリフトオフパターン」の一具体例に対応する。
【００５７】続いて、マスク４０を利用し、例えば四フ
ッ化炭素（ＣＦ4 ）を用いて全体にリアクティブイオン
エッチング（ＲＩＥ；Reactive Ion Etching）を施し、
鏡面反射層３７のうち、マスク４０により覆われていな
い部分を選択的に掘り下げることにより、高導電層３６
を露出させる。このとき、高導電層３６は、ＲＩＥによ
るエッチング処理をストップさせるストップ層として機
能する。
ッ化炭素（ＣＦ4 ）を用いて全体にリアクティブイオン
エッチング（ＲＩＥ；Reactive Ion Etching）を施し、
鏡面反射層３７のうち、マスク４０により覆われていな
い部分を選択的に掘り下げることにより、高導電層３６
を露出させる。このとき、高導電層３６は、ＲＩＥによ
るエッチング処理をストップさせるストップ層として機
能する。
【００５８】続いて、全体にスパッタエッチングを施
し、マスク４０により覆われていない領域において高導
電層３６を選択的に掘り下げると共に、引き続きフリー
層３５を所定の深さまで掘り下げる。この「所定の深
さ」とは、例えば、フリー層３５を構成するコバルト鉄
層（下層）およびニッケル鉄層（上層）のうち、ニッケ
ル鉄層の途中まで部分的に掘り下げられるような深さで
ある。
し、マスク４０により覆われていない領域において高導
電層３６を選択的に掘り下げると共に、引き続きフリー
層３５を所定の深さまで掘り下げる。この「所定の深
さ」とは、例えば、フリー層３５を構成するコバルト鉄
層（下層）およびニッケル鉄層（上層）のうち、ニッケ
ル鉄層の途中まで部分的に掘り下げられるような深さで
ある。
【００５９】続いて、フリー層３５のうち、前工程のエ
ッチング処理（スパッタエッチング）により除去された
部分に、例えばニッケル鉄やコバルト鉄などよりなる強
磁性材層を形成することにより、ほぼエッチング工程前
の状態となるようにフリー層３５を復元する。このと
き、例えば、復元時における形成厚みむらを考慮して、
エッチング処理による除去厚みよりも復元厚みが若干大
きくなるようにするのが好ましい。
ッチング処理（スパッタエッチング）により除去された
部分に、例えばニッケル鉄やコバルト鉄などよりなる強
磁性材層を形成することにより、ほぼエッチング工程前
の状態となるようにフリー層３５を復元する。このと
き、例えば、復元時における形成厚みむらを考慮して、
エッチング処理による除去厚みよりも復元厚みが若干大
きくなるようにするのが好ましい。
【００６０】続いて、図２に示したように、全体に、例
えばマンガン白金を用いて、交換バイアス層（以下、単
に「バイアス層」という）４１を約７．０ｎｍ〜２０．
０ｎｍ，好ましくは約１０．０ｎｍ〜１５．０ｎｍの厚
みで形成する。このバイアス層４１は、フリー層３５の
うちの復元部分上およびマスク４０上の双方に形成され
る。なお、バイアス層４１の形成材料としては、例え
ば、上記したマンガン白金の代わりに、イリジウムマン
ガン，マンガンニッケル，マンガン白金パラジウムなど
を用いるようにしてもよい。
えばマンガン白金を用いて、交換バイアス層（以下、単
に「バイアス層」という）４１を約７．０ｎｍ〜２０．
０ｎｍ，好ましくは約１０．０ｎｍ〜１５．０ｎｍの厚
みで形成する。このバイアス層４１は、フリー層３５の
うちの復元部分上およびマスク４０上の双方に形成され
る。なお、バイアス層４１の形成材料としては、例え
ば、上記したマンガン白金の代わりに、イリジウムマン
ガン，マンガンニッケル，マンガン白金パラジウムなど
を用いるようにしてもよい。
【００６１】続いて、図２に示したように、全体に、例
えばタンタル／金（Ａｕ）／タンタルの積層構成よりな
る導電材層４２を約３０．０ｎｍ〜４０．０ｎｍの厚み
で形成する。なお、導電材層４２の積層構成は、例え
ば、上記したタンタル／金／タンタルの代わりに、クロ
ム（Ｃｒ）／ロジウム（Ｒｈ）／クロムとしてもよい。
えばタンタル／金（Ａｕ）／タンタルの積層構成よりな
る導電材層４２を約３０．０ｎｍ〜４０．０ｎｍの厚み
で形成する。なお、導電材層４２の積層構成は、例え
ば、上記したタンタル／金／タンタルの代わりに、クロ
ム（Ｃｒ）／ロジウム（Ｒｈ）／クロムとしてもよい。
【００６２】続いて、マスク４０を、その上方に設けら
れたバイアス層４１および導電材層４２と共に除去する
（リフトオフ処理）。これにより、図３および図４に示
したように、リードエリアＬＡにのみバイアス層４１お
よび導電材層４２が残存することとなり、これらのバイ
アス層４１および導電材層４２により導電リード５０が
構成される。
れたバイアス層４１および導電材層４２と共に除去する
（リフトオフ処理）。これにより、図３および図４に示
したように、リードエリアＬＡにのみバイアス層４１お
よび導電材層４２が残存することとなり、これらのバイ
アス層４１および導電材層４２により導電リード５０が
構成される。
【００６３】最後に、例えば約８ｋＡ／ｍ（１００Ｏ
ｅ）〜１６ｋＡ／ｍ（２００Ｏｅ）の縦方向磁界中にお
いて、約２５０℃〜２８０℃の温度で全体に約２時間〜
５時間に渡ってアニール処理を施すことにより、再生ヘ
ッドの要部が完成する。
ｅ）〜１６ｋＡ／ｍ（２００Ｏｅ）の縦方向磁界中にお
いて、約２５０℃〜２８０℃の温度で全体に約２時間〜
５時間に渡ってアニール処理を施すことにより、再生ヘ
ッドの要部が完成する。
【００６４】＜再生ヘッドの動作＞次に、図３および図
４を参照して、再生ヘッドの動作について簡単に説明す
る。この再生ヘッドでは、一対の導電リード５０に連続
的にバイアスが付与されると、これに応じてスピンバル
ブ構造に縦方向バイアスが印加される。これにより、ス
ピンバルブ構造においてＧＭＲ効果が発生し、記録媒体
に記録された信号磁界が検出されることにより、情報の
再生が行われる。
４を参照して、再生ヘッドの動作について簡単に説明す
る。この再生ヘッドでは、一対の導電リード５０に連続
的にバイアスが付与されると、これに応じてスピンバル
ブ構造に縦方向バイアスが印加される。これにより、ス
ピンバルブ構造においてＧＭＲ効果が発生し、記録媒体
に記録された信号磁界が検出されることにより、情報の
再生が行われる。
【００６５】＜スピンバルブ構造に関する実験結果＞次
に、本実施の形態に係るボトムスピンバルブ構造に関す
る実験結果について説明する。なお、実験を行う際に
は、本実施の形態に対する比較例として、ＮｉＣｒ／Ｃ
ｕ／ＮｉＦｅ＋ＣｏＦｅ／（フリー層）／Ｃｕ／ＣｏＦ
ｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＭｎＰｔ／ＮｉＣｒの構成よりな
るトップスピンフィルター−シンセティック反強磁性ス
ピンバルブ構造（以下、単に「ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構
造」という。；各層の厚みは本実施の形態と同様）を形
成し、これについても同様に評価を行った。
に、本実施の形態に係るボトムスピンバルブ構造に関す
る実験結果について説明する。なお、実験を行う際に
は、本実施の形態に対する比較例として、ＮｉＣｒ／Ｃ
ｕ／ＮｉＦｅ＋ＣｏＦｅ／（フリー層）／Ｃｕ／ＣｏＦ
ｅ／Ｒｕ／ＣｏＦｅ／ＭｎＰｔ／ＮｉＣｒの構成よりな
るトップスピンフィルター−シンセティック反強磁性ス
ピンバルブ構造（以下、単に「ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構
造」という。；各層の厚みは本実施の形態と同様）を形
成し、これについても同様に評価を行った。
【００６６】表１は、ＳＦＳＶ構造の磁気特性を表す実
験結果であり、「Ｂs 」は磁気モーメント，「Ｈc （Ａ
／ｍ）」はフリー層の保持力，「Ｈk （Ａ／ｍ）」は異
方性磁界，「Ｒs （Ω／□）」はシート抵抗，「Ｄｒ／
ｒ（％）」はＧＭＲ比，「Ｈ HA（Ａ／ｍ）」はフリー層
の磁化方向を困難軸（ＨＡ；Hard Axis ）に近づけるた
めに要する磁界をそれぞれ示している。表中のＳ１１は
ＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）−ＣｏＦｅ（０．３ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（５．０ｎｍ厚）の構
成よりなるトップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造，Ｓ１２はＮ
ｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．３ｎｍ厚）−ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（１．５ｎｍ厚）／ＴａＯ／Ａｌ2Ｏ3の構成よりなる
フリー層を備えたボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造をそれ
ぞれ表している。
験結果であり、「Ｂs 」は磁気モーメント，「Ｈc （Ａ
／ｍ）」はフリー層の保持力，「Ｈk （Ａ／ｍ）」は異
方性磁界，「Ｒs （Ω／□）」はシート抵抗，「Ｄｒ／
ｒ（％）」はＧＭＲ比，「Ｈ HA（Ａ／ｍ）」はフリー層
の磁化方向を困難軸（ＨＡ；Hard Axis ）に近づけるた
めに要する磁界をそれぞれ示している。表中のＳ１１は
ＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）−ＣｏＦｅ（０．３ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（５．０ｎｍ厚）の構
成よりなるトップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造，Ｓ１２はＮ
ｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．３ｎｍ厚）−ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（１．５ｎｍ厚）／ＴａＯ／Ａｌ2Ｏ3の構成よりなる
フリー層を備えたボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造をそれ
ぞれ表している。
【００６７】これらのトップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ
１１およびボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ１２の形成
手順は以下の通りである。すなわち、各積層構造を形成
したのち、これらに約４８０ｋＡ／ｍ（６０００Ｏｅ）
の横方向磁界中において約２８０℃で約５時間だけアニ
ール処理を施すことにより、ピンド層の磁化方向を固定
した。続いて、ウェットエッチングを用いて酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2Ｏ3）よりなる保護層を除去したのち、さ
らに、各積層構造に約８ｋＡ／ｍ（１００Ｏｅ）の低磁
界中において約２５０℃で約５時間アニール処理を施す
ことにより、フリー層の磁化方向がリセットされ、ＳＦ
−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ１１，Ｓ１２が得られた。
１１およびボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ１２の形成
手順は以下の通りである。すなわち、各積層構造を形成
したのち、これらに約４８０ｋＡ／ｍ（６０００Ｏｅ）
の横方向磁界中において約２８０℃で約５時間だけアニ
ール処理を施すことにより、ピンド層の磁化方向を固定
した。続いて、ウェットエッチングを用いて酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2Ｏ3）よりなる保護層を除去したのち、さ
らに、各積層構造に約８ｋＡ／ｍ（１００Ｏｅ）の低磁
界中において約２５０℃で約５時間アニール処理を施す
ことにより、フリー層の磁化方向がリセットされ、ＳＦ
−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ１１，Ｓ１２が得られた。
【００６８】
【表１】
【００６９】表１に示した結果から、ボトムＳＦ−Ｓｙ
ＡＦＳＶ構造Ｓ１２では、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構
造Ｓ１１と比較して保持力（Ｈc ）や異方性磁界
（Ｈk ）が小さくなり、より軟質な磁気特性を示した。
フリー層の磁化方向を困難軸（ＨＡ）に近づけるために
は、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ１１について約７
２０Ａ／ｍ（９Ｏｅ），ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造
Ｓ１２について約３２０Ａ／ｍ（４Ｏｅ）の縦方向磁界
をそれぞれ要した。
ＡＦＳＶ構造Ｓ１２では、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構
造Ｓ１１と比較して保持力（Ｈc ）や異方性磁界
（Ｈk ）が小さくなり、より軟質な磁気特性を示した。
フリー層の磁化方向を困難軸（ＨＡ）に近づけるために
は、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ１１について約７
２０Ａ／ｍ（９Ｏｅ），ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造
Ｓ１２について約３２０Ａ／ｍ（４Ｏｅ）の縦方向磁界
をそれぞれ要した。
【００７０】表２は、ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造の磁気動
作特性を表す実験結果であり、「Ｈ e （Ａ／ｍ）」は層
間結合磁界，「Ｄｒ（Ω／□）」はＧＭＲ効果に基づく
抵抗変化（出力強度），「ＦＯＭ（Figure-of-merit
）」は磁気モーメント（Ｂｓ），シート抵抗
（Ｒs ），ＧＭＲ比（Ｄｒ／ｒ）等の一連のパラメータ
に基づいて算出した示性数をそれぞれ示している。表中
のＳ２１はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎ
ｍ厚）／ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．５
ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎ
ｍ厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎ
ｍ厚）／ＭｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（３．
０ｎｍ厚）／Ａｌ2 Ｏ3 の構成よりなるトップＳＦ−Ｓ
ｙＡＦＳＶ構造，Ｓ２２はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ）／Ｍ
ｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）
／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）
／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．５ｎｍ厚）／
ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ厚）／Ｔ
ａ（１．０ｎｍ厚）／ＯＬ（Oxidation layer ）／Ａｌ
2 Ｏ3 の構成よりなるボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造，
Ｓ２３はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ
厚）／ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．２ｎ
ｍ厚）／Ｃｕ（１．９ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ
厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ
厚）／ＭｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（３．０
ｎｍ厚）／Ａｌ2 Ｏ3 の構成よりなるトップＳＦ−Ｓｙ
ＡＦＳＶ構造，Ｓ２４はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｍ
ｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）
／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）
／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．２ｎｍ厚）／
ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ厚）／Ｔ
ａ（１．０ｎｍ厚）／ＯＬ／Ａｌ2 Ｏ3 の構成よりなる
ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造，Ｓ２５はＮｉＣｒ
（５．５ｎｍ厚）／ＭｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（１．８ｎｍ厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（２．３ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦ
ｅ（１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｕ
（１．０ｎｍ厚）／Ｔａ（１．０ｎｍ厚）／ＯＬ／Ａｌ
2 Ｏ3 の構成よりなるボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を
それぞれ表している。ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２３，
Ｓ２４，Ｓ２５はいずれも極薄フリー層を備えたもので
あり、Ｓ２４とＳ２５との差異は、フリー層を構成する
ＣｏＦｅ成分の厚みがＳ２４（０．２ｎｍ厚）よりもＳ
２５（１．０ｎｍ厚）について大きいことである。超高
密度記録に適用されるボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造で
は、約３．７ｎｍ厚のＮｉＦｅ層の磁気モーメントと等
しい磁気モーメントを有する極薄のＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ
によりフリー層が構成される。
作特性を表す実験結果であり、「Ｈ e （Ａ／ｍ）」は層
間結合磁界，「Ｄｒ（Ω／□）」はＧＭＲ効果に基づく
抵抗変化（出力強度），「ＦＯＭ（Figure-of-merit
）」は磁気モーメント（Ｂｓ），シート抵抗
（Ｒs ），ＧＭＲ比（Ｄｒ／ｒ）等の一連のパラメータ
に基づいて算出した示性数をそれぞれ示している。表中
のＳ２１はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎ
ｍ厚）／ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．５
ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎ
ｍ厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎ
ｍ厚）／ＭｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（３．
０ｎｍ厚）／Ａｌ2 Ｏ3 の構成よりなるトップＳＦ−Ｓ
ｙＡＦＳＶ構造，Ｓ２２はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ）／Ｍ
ｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）
／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）
／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．５ｎｍ厚）／
ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ厚）／Ｔ
ａ（１．０ｎｍ厚）／ＯＬ（Oxidation layer ）／Ａｌ
2 Ｏ3 の構成よりなるボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造，
Ｓ２３はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ
厚）／ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．２ｎ
ｍ厚）／Ｃｕ（１．９ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ
厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ
厚）／ＭｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（３．０
ｎｍ厚）／Ａｌ2 Ｏ3 の構成よりなるトップＳＦ−Ｓｙ
ＡＦＳＶ構造，Ｓ２４はＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｍ
ｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）
／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）
／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．２ｎｍ厚）／
ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．５ｎｍ厚）／Ｔ
ａ（１．０ｎｍ厚）／ＯＬ／Ａｌ2 Ｏ3 の構成よりなる
ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造，Ｓ２５はＮｉＣｒ
（５．５ｎｍ厚）／ＭｎＰｔ（１５．０ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（１．８ｎｍ厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（２．３ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦ
ｅ（１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｕ
（１．０ｎｍ厚）／Ｔａ（１．０ｎｍ厚）／ＯＬ／Ａｌ
2 Ｏ3 の構成よりなるボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を
それぞれ表している。ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２３，
Ｓ２４，Ｓ２５はいずれも極薄フリー層を備えたもので
あり、Ｓ２４とＳ２５との差異は、フリー層を構成する
ＣｏＦｅ成分の厚みがＳ２４（０．２ｎｍ厚）よりもＳ
２５（１．０ｎｍ厚）について大きいことである。超高
密度記録に適用されるボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造で
は、約３．７ｎｍ厚のＮｉＦｅ層の磁気モーメントと等
しい磁気モーメントを有する極薄のＣｏＦｅ／ＮｉＦｅ
によりフリー層が構成される。
【００７１】
【表２】
【００７２】表２に示した結果から、トップＳＦ−Ｓｙ
ＡＦＳＶ構造Ｓ２１では、ＧＭＲ比（Ｄｒ／ｒ）＝約
９．５４％，出力強度（Ｄｒ）＝約１．２０Ω／□であ
った。ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２２では、トッ
プＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２１と比較してＧＭＲ比
（Ｄｒ／ｒ）や出力強度（Ｄｒ）が１０％程度大きくな
ったが、保持力（Ｈc ）や異方性磁界（Ｈk ）が小さく
なった。
ＡＦＳＶ構造Ｓ２１では、ＧＭＲ比（Ｄｒ／ｒ）＝約
９．５４％，出力強度（Ｄｒ）＝約１．２０Ω／□であ
った。ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２２では、トッ
プＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２１と比較してＧＭＲ比
（Ｄｒ／ｒ）や出力強度（Ｄｒ）が１０％程度大きくな
ったが、保持力（Ｈc ）や異方性磁界（Ｈk ）が小さく
なった。
【００７３】ＮｉＦｅ（３．４ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ
（０．２ｎｍ厚）の構成を含むトップＳＦ−ＳｙＡＦＳ
Ｖ構造Ｓ２３では、ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）／ＣｏＦ
ｅ（０．５ｎｍ厚）の構成を含むトップＳＦ−ＳｙＡＦ
ＳＶ構造Ｓ２１やボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造２２と
比較して、ＦＯＭが２倍程度大きくなった。また、ＨＣ
Ｌ（高導電層）してＣｕ（１．０ｎｍ厚）を備え、Ｃｏ
Ｆｅ（１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）の構
成を含むボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２５では、Ｈ
ＣＬとしてＣｕ（１．５ｎｍ厚）を備え、ＣｏＦｅ
（０．５ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）を構成を
含むトップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２１やボトムＳＦ
−ＳｙＡＦＳＶ構造２２と比較して、ＦＯＭが２．５倍
程度大きくなった。このボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造
Ｓ２５では、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２３と比
較して保持力（Ｈc ）や異方性磁界（Ｈk ）が小さくな
り、より軟質な磁気特性を示した。ボトムＳＦ−ＳｙＡ
ＦＳＶ構造Ｓ２５について見られた上記傾向は、程度が
若干劣るものの、ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２４
についてもほぼ同様であった。
（０．２ｎｍ厚）の構成を含むトップＳＦ−ＳｙＡＦＳ
Ｖ構造Ｓ２３では、ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）／ＣｏＦ
ｅ（０．５ｎｍ厚）の構成を含むトップＳＦ−ＳｙＡＦ
ＳＶ構造Ｓ２１やボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造２２と
比較して、ＦＯＭが２倍程度大きくなった。また、ＨＣ
Ｌ（高導電層）してＣｕ（１．０ｎｍ厚）を備え、Ｃｏ
Ｆｅ（１．０ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）の構
成を含むボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２５では、Ｈ
ＣＬとしてＣｕ（１．５ｎｍ厚）を備え、ＣｏＦｅ
（０．５ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（５．５ｎｍ厚）を構成を
含むトップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２１やボトムＳＦ
−ＳｙＡＦＳＶ構造２２と比較して、ＦＯＭが２．５倍
程度大きくなった。このボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造
Ｓ２５では、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２３と比
較して保持力（Ｈc ）や異方性磁界（Ｈk ）が小さくな
り、より軟質な磁気特性を示した。ボトムＳＦ−ＳｙＡ
ＦＳＶ構造Ｓ２５について見られた上記傾向は、程度が
若干劣るものの、ボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造Ｓ２４
についてもほぼ同様であった。
【００７４】これらのことから、ボトムＳＦ−ＳｙＡＦ
ＳＶ構造では、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造よりもセ
ンサ感度が高まり、より大きな出力信号を得られること
が判った。
ＳＶ構造では、トップＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造よりもセ
ンサ感度が高まり、より大きな出力信号を得られること
が判った。
【００７５】＜実施の形態の作用および効果＞以上説明
したように、本実施の形態に係るスピンバルブ構造で
は、ＮｉＦｅおよびこれより厚みの薄いＣｏＦｅよりな
る極薄のフリー層３５を含んだボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳ
Ｖ構造となるようにしたので、表１や表２に示した実験
結果から明らかなように、センサ感度および出力信号強
度を十分に確保することができる。
したように、本実施の形態に係るスピンバルブ構造で
は、ＮｉＦｅおよびこれより厚みの薄いＣｏＦｅよりな
る極薄のフリー層３５を含んだボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳ
Ｖ構造となるようにしたので、表１や表２に示した実験
結果から明らかなように、センサ感度および出力信号強
度を十分に確保することができる。
【００７６】また、本実施の形態では、上記したボトム
ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を含んで再生ヘッドを構成する
ようにしたので、センサ感度や出力信号強度等のヘッド
特性を十分に向上させることができる。
ＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を含んで再生ヘッドを構成する
ようにしたので、センサ感度や出力信号強度等のヘッド
特性を十分に向上させることができる。
【００７７】また、本実施の形態に係るスピバルブ構造
の形成方法または再生ヘッドの製造方法では、従来の各
種スピンバルブ構造や再生ヘッドの製造プロセスと比較
して新たな製造技術等を用いることがないため、既存の
製造技術等を利用してボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を
容易に形成することができると共に、このボトムＳＦ−
ＳｙＡＦＳＶ構造を適用した再生ヘッドを容易に製造す
ることができる。
の形成方法または再生ヘッドの製造方法では、従来の各
種スピンバルブ構造や再生ヘッドの製造プロセスと比較
して新たな製造技術等を用いることがないため、既存の
製造技術等を利用してボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を
容易に形成することができると共に、このボトムＳＦ−
ＳｙＡＦＳＶ構造を適用した再生ヘッドを容易に製造す
ることができる。
【００７８】また、本実施の形態では、ボトムスピンバ
ルブ構造（図１参照）に選択的にエッチング処理を施す
ことによりリードエリアＬＡを形成したのち、このリー
ドエリアＬＡにバイアス層４１および導電材層４２を選
択的に形成するようにしたので（図２，図３参照）、ス
ピンバルブ構造に縦方向バイアスを印加するために最適
な一対の導電リード５０（バイアス層４１および導電材
層４２）を形成することができる。
ルブ構造（図１参照）に選択的にエッチング処理を施す
ことによりリードエリアＬＡを形成したのち、このリー
ドエリアＬＡにバイアス層４１および導電材層４２を選
択的に形成するようにしたので（図２，図３参照）、ス
ピンバルブ構造に縦方向バイアスを印加するために最適
な一対の導電リード５０（バイアス層４１および導電材
層４２）を形成することができる。
【００７９】また、本実施の形態では、タンタルや酸化
タンタルよりなる鏡面反射層３７をエッチングする際の
エッチング手法として、四フッ化炭素を用いたＲＩＥを
利用するようにしたので、以下のような理由により、エ
ッチング処理を短時間で行うことができる。すなわち、
エッチング手法としてはＲＩＥの代わりにスパッタエッ
チングなどを用いることも可能であるが、このスパッタ
エッチングを用いた場合には、例えば、軟らかいニッケ
ル鉄などについては短時間でエッチング処理を行うこと
が可能になるが、硬いタンタルや酸化タンタルについて
はエッチング処理に長時間（３時間程度）を要してしま
う。これに対して、ＲＩＥを用いた場合には、物理的エ
ッチング作用および化学的エッチング作用の双方を利用
してエッチング処理が行われるため、硬いタンタルや酸
化タンタルについても比較的短時間でエッチング処理を
行うことが可能になる。
タンタルよりなる鏡面反射層３７をエッチングする際の
エッチング手法として、四フッ化炭素を用いたＲＩＥを
利用するようにしたので、以下のような理由により、エ
ッチング処理を短時間で行うことができる。すなわち、
エッチング手法としてはＲＩＥの代わりにスパッタエッ
チングなどを用いることも可能であるが、このスパッタ
エッチングを用いた場合には、例えば、軟らかいニッケ
ル鉄などについては短時間でエッチング処理を行うこと
が可能になるが、硬いタンタルや酸化タンタルについて
はエッチング処理に長時間（３時間程度）を要してしま
う。これに対して、ＲＩＥを用いた場合には、物理的エ
ッチング作用および化学的エッチング作用の双方を利用
してエッチング処理が行われるため、硬いタンタルや酸
化タンタルについても比較的短時間でエッチング処理を
行うことが可能になる。
【００８０】なお、本実施の形態では、マンガン白金，
イリジウムマンガン，マンガンニッケルおよびマンガン
白金パラジウムからなる群のうちの一つを用いて、交換
バイアス層として機能するようにバイアス層４１を形成
したが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記し
たマンガン白金等に代えて、コバルト白金（ＣｏＰｔ）
およびコバルト白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）からなる群
のうちの一つを用いて、ハードバイアス層として機能す
るようにバイアス層４１を形成してもよい。
イリジウムマンガン，マンガンニッケルおよびマンガン
白金パラジウムからなる群のうちの一つを用いて、交換
バイアス層として機能するようにバイアス層４１を形成
したが、必ずしもこれに限られるものではなく、上記し
たマンガン白金等に代えて、コバルト白金（ＣｏＰｔ）
およびコバルト白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）からなる群
のうちの一つを用いて、ハードバイアス層として機能す
るようにバイアス層４１を形成してもよい。
【００８１】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変
形が可能である。具体的には、上記実施の形態において
説明したスピンバルブヘッドや再生ヘッドの構成，機
能，動作等は、必ずしもこれに限られるものではなく、
極薄のフリー層を含んでボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造
を構成すると共にこのボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を
含んで再生ヘッドを構成することにより、センサ感度お
よび出力信号強度等のヘッド特性を十分に向上させるこ
とが可能な限り、自由に変形可能である。本発明は、例
えばハードディスクドライブなどに搭載される磁気ヘッ
ドや、磁気を利用した他の各種磁気検出装置などに適用
可能である。
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変
形が可能である。具体的には、上記実施の形態において
説明したスピンバルブヘッドや再生ヘッドの構成，機
能，動作等は、必ずしもこれに限られるものではなく、
極薄のフリー層を含んでボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造
を構成すると共にこのボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造を
含んで再生ヘッドを構成することにより、センサ感度お
よび出力信号強度等のヘッド特性を十分に向上させるこ
とが可能な限り、自由に変形可能である。本発明は、例
えばハードディスクドライブなどに搭載される磁気ヘッ
ドや、磁気を利用した他の各種磁気検出装置などに適用
可能である。
【００８２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項８のいずれか１項に記載のスピンバルブ構造の形成
方法または請求項１５ないし請求項２０のいずれか１項
に記載のスピンバルブ構造によれば、ニッケル鉄および
これより厚みの薄いコバルト鉄よりなる極薄のフリー層
を含み、一般にボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造と呼ばれ
るスピンバルブ構造となるようにしたので、センサ感度
および出力信号強度を十分に確保することができる。
求項８のいずれか１項に記載のスピンバルブ構造の形成
方法または請求項１５ないし請求項２０のいずれか１項
に記載のスピンバルブ構造によれば、ニッケル鉄および
これより厚みの薄いコバルト鉄よりなる極薄のフリー層
を含み、一般にボトムＳＦ−ＳｙＡＦＳＶ構造と呼ばれ
るスピンバルブ構造となるようにしたので、センサ感度
および出力信号強度を十分に確保することができる。
【００８３】また、請求項９ないし請求項１４のいずれ
か１項に記載の再生ヘッドの製造方法または請求項２１
ないし請求項２４のいずれか１項に記載の再生ヘッドに
よれば、本発明のスピンバルブ構造を含んで構成するよ
うにしたので、センサ感度や出力信号強度等のヘッド特
性を十分に向上させることができる。特に、スピンバル
ブ構造に選択的にエッチング処理を施したのち、このエ
ッチング領域（リードエリア）にバイアス層および導電
材層を形成すれば、スピンバルブ構造に縦方向バイアス
を印加するために最適な導電リード（バイアス層および
導電材層）を形成することができる。また、スピンバル
ブ構造のうちの鏡面反射層をエッチングする際、四フッ
化炭素を用いたＲＩＥを利用すれば、スパッタエッチン
グなどの他のエッチング手法を用いる場合よりもエッチ
ング処理を短時間で行うことができる。
か１項に記載の再生ヘッドの製造方法または請求項２１
ないし請求項２４のいずれか１項に記載の再生ヘッドに
よれば、本発明のスピンバルブ構造を含んで構成するよ
うにしたので、センサ感度や出力信号強度等のヘッド特
性を十分に向上させることができる。特に、スピンバル
ブ構造に選択的にエッチング処理を施したのち、このエ
ッチング領域（リードエリア）にバイアス層および導電
材層を形成すれば、スピンバルブ構造に縦方向バイアス
を印加するために最適な導電リード（バイアス層および
導電材層）を形成することができる。また、スピンバル
ブ構造のうちの鏡面反射層をエッチングする際、四フッ
化炭素を用いたＲＩＥを利用すれば、スパッタエッチン
グなどの他のエッチング手法を用いる場合よりもエッチ
ング処理を短時間で行うことができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係るスピンバルブ構造
の形成方法を説明するためのものであり、完成したスピ
ンバルブ構造の断面構成を表す断面図である。
の形成方法を説明するためのものであり、完成したスピ
ンバルブ構造の断面構成を表す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係る再生ヘッドの製造
方法を説明するための断面図である。
方法を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するためのものであり、
完成した再生ヘッドの断面構成を断面図である。
完成した再生ヘッドの断面構成を断面図である。
【図４】図３に示した再生ヘッドの断面構成に対応する
平面構成を表す平面図である。
平面構成を表す平面図である。
【図５】一般的な薄膜磁気ヘッドにおける要部構成の一
例を表す図である。
例を表す図である。
【図６】従来のスピンバルブ構造の断面構成の一例を表
す断面図である。
す断面図である。
２１…基体、２２…シード層、３３…ピンニング層、３
４…ピンド層、２５…スペーサ層、３５…フリー層、３
６…高導電層、３７…鏡面反射層、３８…保護層、４０
（４０Ａ，４０Ｂ）…マスク、４１…バイアス層、４２
…導電材層、５０…導電リード、ＬＡ…リードエリア。
４…ピンド層、２５…スペーサ層、３５…フリー層、３
６…高導電層、３７…鏡面反射層、３８…保護層、４０
（４０Ａ，４０Ｂ）…マスク、４１…バイアス層、４２
…導電材層、５０…導電リード、ＬＡ…リードエリア。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/32 Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ (72)発明者 茂民 陳 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95120 サンノゼ ウッドビュー プレー ス 1025 (72)発明者 民 李 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 94538 フレモント レスリー ストリー ト 39663 アパート 408 (72)発明者 茹瑛 童 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95130 サンノゼ レバイン ドライブ 2433 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AD55 AD65 5D034 BA03 BA04 BA05 BA09 BA12 BA17 CA08 DA07 5E049 AA01 AA04 AA07 AC05 BA12 CB02 DB12
Claims (24)
- 【請求項１】 基体上に、磁気抵抗効果を高めるための
シード層を形成する第１の工程と、 このシード層上に、ピンニング層を形成する第２の工程
と、 このピンニング層上に、シンセティック反強磁性ピンド
層を形成する第３の工程と、 このシンセティック反強磁性ピンド層上に、非磁性の銅
（Ｃｕ）よりなるスペーサ層を形成する第４の工程と、 このスペーサ層上に、１．０ｎｍ未満の厚みのコバルト
鉄（ＣｏＦｅ）層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下
の範囲内の厚みのニッケル鉄（ＮｉＦｅ）層を含むよう
にフリー層を形成する第５の工程と、 このフリー層上に、高導電性の銅よりなる高導電層を形
成する第６の工程と、 この高導電層上に、鏡面反射層を形成する第７の工程
と、 この鏡面反射層上に、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）
よりなる保護層を形成する第８の工程と、 全体をアニールする第９の工程とを含むことを特徴とす
るスピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項２】 前記第７の工程において、 タンタル（Ｔａ）または酸化タンタル（ＴａＯ）を用い
て前記鏡面反射層を形成することを特徴とする請求項１
記載のスピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項３】 前記第２の工程において、 マンガン白金（ＭｎＰｔ），イリジウムマンガン（Ｉｒ
Ｍｎ），マンガンニッケル（ＭｎＮｉ）およびマンガン
白金パラジウム（ＭｎＰｔＰｄ）からなる群のうちの一
つを用いて、７．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内
の厚みとなるように、前記ピンニング層を形成すること
を特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方
法。 - 【請求項４】 前記第３の工程は、 １．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるよ
うに第１のコバルト鉄層を形成する工程と、 ０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるよ
うにルテニウム（Ｒｕ）層を形成する工程と、 １．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるよ
うに第２のコバルト鉄層を形成する工程とをこの順に含
み、 前記第１のコバルト鉄層と前記第２のコバルト鉄層との
厚みの差が０．２ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内とな
るように、前記シンセティック反強磁性ピンド層を形成
することを特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造
の形成方法。 - 【請求項５】 前記第４の工程において、１．８ｎｍ以
上２．５以下の範囲内の厚みとなるように前記スペーサ
層を形成し、 前記第６の工程において、０．５ｎｍ以上１．５以下の
範囲内の厚みとなるように前記高導電層を形成すること
を特徴とする請求項１記載のスピンバルブ構造の形成方
法。 - 【請求項６】 前記鏡面反射層を形成する工程は、 タンタル層を形成する工程と、 このタンタル層を酸素プラズマ中において灰化すること
により、１．５ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚み
となるように、酸化タンタルよりなる前記鏡面反射層を
形成する工程とを含むことを特徴とする請求項２記載の
スピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項７】 タンタルを用いて、１．０ｎｍ以上１．
５ｎｍ以下の範囲内の厚みとなるように前記鏡面反射層
を形成することを特徴とする請求項２記載のスピンバル
ブ構造の形成方法。 - 【請求項８】 前記第９の工程は、 ４８０ｋＡ／ｍ以上８００ｋＡ／ｍ以下の範囲内の横方
向磁界中において、２５０℃以上２８０℃以下の範囲内
の温度で、５時間以上１０時間以下の範囲内に渡ってア
ニールする工程を含むことを特徴とする請求項１記載の
スピンバルブ構造の形成方法。 - 【請求項９】 ０．３ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄（Ｃ
ｏＦｅ）層および３．０ｎｍ以上４．０ｎｍ以下の範囲
内の厚みのニッケル鉄（ＮｉＦｅ）層を含むフリー層
と、高導電性の銅（Ｃｕ）よりなる高導電層と、鏡面反
射層と、保護層とを有するスピンバルブ構造を形成する
第１の工程と、 ウェットエッチングによって、前記スピンバルブ構造の
うちの前記保護層を除去することにより、前記鏡面反射
層を露出させる第２の工程と、 前記鏡面反射層の露出面上に、導電リードを形成するた
めのフォトレジストリフトオフパターンを形成する第３
の工程と、 四フッ化炭素（ＣＦ4 ）を用いたリアクティブイオンエ
ッチングによって、前記鏡面反射層のうち、前記フォト
レジストリフトオフパターンにより被覆されていない部
分を除去することにより、エッチングストップ層として
機能する前記高導電性を露出させる第４の工程と、 スパッタエッチングによって、前記高導電層の露出部を
除去すると共に、前記フリー層のうちの前記ニッケル鉄
層を所定の深さまで部分的に除去する第５の工程と、 前記フリー層のうち、前記ニッケル鉄層が除去された部
分を復元する第６の工程と、 前記フリー層のうち、前記ニッケル鉄層が復元された部
分上に、バイアス層を形成する第７の工程と、 前記バイアス層上に、導電材層を形成する第８の工程
と、 前記フォトレジストリフトオフパターンを除去すること
により、前記導電リードを形成する第９の工程と、 全体をアニールする第１０の工程とを含むことを特徴と
する再生ヘッドの製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１の工程において、 タンタル（Ｔａ）または酸化タンタル（ＴａＯ）を用い
て前記鏡面反射層を形成することを特徴とする請求項９
記載の再生ヘッドの製造方法。 - 【請求項１１】 前記第７の工程において、 マンガン白金（ＭｎＰｔ），イリジウムマンガン（Ｉｒ
Ｍｎ），マンガンニッケル（ＭｎＮｉ）およびマンガン
白金パラジウム（ＭｎＰｔＰｄ）からなる群のうちの一
つを用いて、交換バイアス層として機能するように、前
記バイアス層を形成することを特徴とする請求項９記載
の再生ヘッドの製造方法。 - 【請求項１２】 前記第７の工程において、 ７．０ｎｍ以上２０．０ｎｍ以下の範囲内の厚みとなる
ように、前記バイアス層を形成することを特徴とする請
求項９記載の再生ヘッドの製造方法。 - 【請求項１３】 前記第８の工程において、 タンタル／金（Ａｕ）／タンタルおよびクロム（Ｃｒ）
／ロジウム（Ｒｈ）／クロムからなる群のうちの一つを
用いて、３０．０ｎｍ以上４０．０ｎｍ以下の範囲内の
厚みとなるように、前記導電材層を形成することを特徴
とする請求項９記載の再生ヘッドの製造方法。 - 【請求項１４】 前記第１０の工程は、 ８ｋＡ／ｍ以上１６ｋＡ／ｍ以下の範囲内の縦方向磁界
中において、２５０℃以上２８０℃以下の範囲内の温度
で、２時間以上５時間以下の範囲内に渡ってアニールす
る工程を含むことを特徴とする請求項９記載の再生ヘッ
ドの製造方法。 - 【請求項１５】 基体と、 この基体上に配設された、磁気抵抗効果を高めるための
シード層と、 このシード層上に配設されたピンニング層と、 このピンニング層上に配設されたシンセティック反強磁
性ピンド層と、 このシンセティック反強磁性ピンド層上に配設された、
非磁性の銅（Ｃｕ）よりなるスペーサ層と、 このスペーサ層上に配設された、１．０ｎｍ未満の厚み
のコバルト鉄（ＣｏＦｅ）／ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）積
層体および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚
みのニッケル鉄層を含むフリー層と、 このフリー層上に配設された、高導電性の銅よりなる高
導電層と、 この高導電層上に配設された鏡面反射層と、 この鏡面反射層上に配設された、酸化アルミニウム（Ａ
ｌ2 Ｏ3 ）よりなる保護層とを備えたとを特徴とするス
ピンバルブ構造。 - 【請求項１６】 前記鏡面反射層は、タンタル（Ｔａ）
または酸化タンタル（Ｔａ）により構成されていること
を特徴とする請求項１５記載のスピンバルブ構造。 - 【請求項１７】 前記ピンニング層は、７．０ｎｍ以上
２０．０ｎｍ以下の範囲内の厚みを有し、マンガン白金
（ＭｎＰｔ），イリジウムマンガン（ＩｒＭｎ），マン
ガンニッケル（ＭｎＮｉ）およびマンガン白金パラジウ
ム（ＭｎＰｔＰｄ）からなる群のうちの一つにより構成
されていることを特徴とする請求項１５記載のスピンバ
ルブ構造。 - 【請求項１８】 前記シンセティック反強磁性ピンド層
は、 １．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みの第１の
コバルト鉄層と、 ０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の範囲内の厚みのルテニ
ウム（Ｒｕ）層と、 １．２ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みの第２の
コバルト鉄層とをこの順に積層した積層体を含み、 前記第１のコバルト鉄層と前記第２のコバルト鉄層との
厚みの差が０．２ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲内であ
ることを特徴とする請求項１５記載のスピンバルブ構
造。 - 【請求項１９】 前記スペーサ層は、１．８ｎｍ以上
２．５ｎｍ以下の範囲内の厚みを有し、 前記高導電層は、０．５ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲
内の厚みを有することを特徴とする請求項１５記載のス
ピンバルブ構造。 - 【請求項２０】 前記鏡面反射層は、タンタルにより構
成されたときは１．０ｎｍ以上１．５ｎｍ以下の範囲内
の厚みを有し、酸化タンタルに構成されたときは１．５
ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の範囲内の厚みを有することを
特徴とする請求項１６記載のスピンバルブ構造。 - 【請求項２１】 １．０ｎｍ未満の厚みのコバルト鉄
（ＣｏＦｅ）層および１．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の
範囲内の厚みのニッケル鉄（ＮｉＦｅ）層を含むフリー
層を有するスピンバルブ構造と、 このスピンバルブ構造における前記フリー層上のうち、
リードエリア以外の領域に選択的に配設された高導電性
の銅（Ｃｕ）よりなる高導電層と、 この高導電層上に配設された鏡面反射層と、 前記フリー層における前記ニッケル鉄層上のうち、前記
リードエリアに配設されたバイアス層と、 このバイアス層上に配設された導電材層とを備えたこと
を特徴とする再生ヘッド。 - 【請求項２２】 前記鏡面反射層は、タンタル（Ｔａ）
または酸化タンタル（ＴａＯ）により構成されているこ
とを特徴とする請求項２１記載の再生ヘッド。 - 【請求項２３】 前記バイアス層は、マンガン白金（Ｍ
ｎＰｔ），イリジウムマンガン（ＩｒＭｎ），マンガン
ニッケル（ＭｎＮｉ）およびマンガン白金パラジウム
（ＭｎＰｔＰｄ）からなる群のうちの一つにより構成さ
れ、交換バイアス層として機能するものであることを特
徴とする請求項２１記載の再生ヘッド。 - 【請求項２４】 前記バイアス層は、コバルト白金（Ｃ
ｏＰｔ）およびコバルト白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）か
らなる群のうちの一つにより構成され、ハードバイアス
層として機能するものであることを特徴とする請求項２
１記載の再生ヘッド。
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|---|---|---|---|
| US09/633768 | 2000-08-07 | ||
| US09/633,768 US6517896B1 (en) | 2000-08-07 | 2000-08-07 | Spin filter bottom spin valve head with continuous spacer exchange bias |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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ID=24541055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001239135A Expired - Fee Related JP4402326B2 (ja) | 2000-08-07 | 2001-08-07 | 再生ヘッドの製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US6517896B1 (ja) |
| JP (1) | JP4402326B2 (ja) |
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