JP2002157712A - Spin valve type thin film magnetic element, thin film magnetic head, floating magnetic head, and manufacturing method of spin valve type thin film magnetic element - Google Patents

Spin valve type thin film magnetic element, thin film magnetic head, floating magnetic head, and manufacturing method of spin valve type thin film magnetic element

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JP2002157712A
JP2002157712A JP2000354145A JP2000354145A JP2002157712A JP 2002157712 A JP2002157712 A JP 2002157712A JP 2000354145 A JP2000354145 A JP 2000354145A JP 2000354145 A JP2000354145 A JP 2000354145A JP 2002157712 A JP2002157712 A JP 2002157712A
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magnetic
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Naoya Hasegawa
直也 長谷川
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Alps Alpine Co Ltd
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Alps Electric Co Ltd
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    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F10/00Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
    • H01F10/32Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
    • H01F10/324Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
    • H01F10/3268Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a spin valve type thin film magnetic element, with which the output property is improved and also the generation of the side reading can be prevented. SOLUTION: The spin valve type thin film magnetic element 1 is adopted, such as constituted to be furnished on a substrate 364 with a laminated body 9 showing the magnetic reluctance effect, a pair of hard bias layers 32 positioned at both sides of a free magnetic layer 7 in the direction X1 of track width to align the direction of magnetic moment of the free magnetic layer 7 to one direction, a pair of read layers 34 laminated on the hard bias layer 32, and a pair of insulated layers 30 positioned between at least the side surfaces 9b at the both sides of the laminated body 9 in the direction of track width and the hard bias layers 32, and also characterized by that overlay parts 34a extendedly provided onto a part 9a of the laminated body 9 are respectively arranged on a pair of the read layers 34, and tip parts 34b of the overlay parts 34a are joined to the laminated body 9.

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、スピンバルブ型薄
膜磁気素子及び薄膜磁気ヘッド及び浮上式磁気ヘッド並
びにスピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法に関するも
のであり、特に、検出電流の分流を防止してサイドリー
ディングの発生を低減することが可能な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spin-valve thin-film magnetic element, a thin-film magnetic head, a floating magnetic head, and a method for manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element. And a technology capable of reducing the occurrence of side reading.

【0002】[0002]

【従来の技術】スピンバルブ型薄膜磁気素子は、巨大磁
気抵抗効果を示すGMR(Giant Magnetoresistive)素
子の一種であり、ハードディスクなどの記録媒体から記
録磁界を検出するものである。しかもこのスピンバルブ
型薄膜磁気素子は、GMR素子の中で比較的構造が単純
で、外部磁界に対して抵抗変化率が高く、弱い磁界で抵
抗が変化するなどの優れた長所を有している。
2. Description of the Related Art A spin-valve thin-film magnetic element is a type of GMR (Giant Magnetoresistive) element that exhibits a giant magnetoresistance effect, and detects a recording magnetic field from a recording medium such as a hard disk. Moreover, this spin-valve thin-film magnetic element has such advantages that the structure is relatively simple among the GMR elements, the resistance change rate is high with respect to an external magnetic field, and the resistance changes with a weak magnetic field. .

【0003】図19は、従来のスピンバルブ型薄膜磁気
素子を、記録媒体との対向面(ABS面)側から見た構
造を示す断面図である。図19に示すスピンバルブ型薄
膜磁気素子は、フリー磁性層の厚さ方向両側にそれぞ
れ、非磁性導電層、固定磁性層、反強磁性層が一層ずつ
積層された、いわゆるデュアルスピンバルブ型薄膜磁気
素子である。なお図19において、図示Z方向はハード
ディスクなどの磁気記録媒体の移動方向であり、図示Y
方向は磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向であり、図示
1方向はスピンバルブ型薄膜磁気素子のトラック幅方
向である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a structure of a conventional spin-valve thin-film magnetic element viewed from a surface (ABS surface) facing a recording medium. The spin-valve thin-film magnetic element shown in FIG. 19 has a so-called dual spin-valve thin-film magnetic element in which a nonmagnetic conductive layer, a fixed magnetic layer, and an antiferromagnetic layer are laminated one on each side of the free magnetic layer in the thickness direction. Element. In FIG. 19, the Z direction in the drawing is the moving direction of a magnetic recording medium such as a hard disk, and the Y direction in the drawing.
Direction is the direction of a leakage magnetic field from the magnetic recording medium, shown X 1 direction is the track width direction of the spin valve thin film magnetic element.

【0004】図19に示す従来のスピンバルブ型薄膜磁
気素子301は、基板302上に、Taなどからなる下
地層303、第1反強磁性層304、第1固定磁性層3
05、Cuなどからなる第1非磁性導電層306、フリ
ー磁性層307、Cuなどからなる第2非磁性導電層3
08、第2固定磁性層309、第2反強磁性層310お
よびTaなどからなる保護層311が順次積層されて形
成された積層体312と、この積層体312の両側に形
成されたCoPt合金等からなる一対のハードバイアス
層332、332と、このハードバイアス層332、3
32上に形成されたCu等からなる一対のリード層33
4、334とを主体として構成されている。
A conventional spin-valve thin-film magnetic element 301 shown in FIG. 19 has an underlayer 303 made of Ta or the like, a first antiferromagnetic layer 304, and a first pinned magnetic layer 3 on a substrate 302.
05, a first nonmagnetic conductive layer 306 made of Cu or the like, a free magnetic layer 307, a second nonmagnetic conductive layer 3 made of Cu or the like
08, a second pinned magnetic layer 309, a second antiferromagnetic layer 310, and a protective layer 311 made of Ta or the like. And a pair of hard bias layers 332 and 332
A pair of lead layers 33 made of Cu or the like formed on
4 and 334.

【0005】第1固定磁性層305は、第1強磁性ピン
ド層305aと、第1非磁性中間層305bと、第2強
磁性ピンド層305cとが積層されて構成されている。
第2強磁性ピンド層305cの膜厚は、第1強磁性ピン
ド層305aの膜厚より大とされている。第1強磁性ピ
ンド層305aの磁気モーメント方向は、第1反強磁性
層304との交換結合磁界によって図示Y方向に固定さ
れ、また第2強磁性ピンド層305cは、第1強磁性ピ
ンド層305aと反強磁性的に結合してその磁気モーメ
ント方向が図示Y方向の反対方向に固定されている。
[0005] The first pinned magnetic layer 305 is formed by laminating a first ferromagnetic pinned layer 305a, a first non-magnetic intermediate layer 305b, and a second ferromagnetic pinned layer 305c.
The thickness of the second ferromagnetic pinned layer 305c is larger than the thickness of the first ferromagnetic pinned layer 305a. The magnetic moment direction of the first ferromagnetic pinned layer 305a is fixed in the illustrated Y direction by an exchange coupling magnetic field with the first antiferromagnetic layer 304, and the second ferromagnetic pinned layer 305c is connected to the first ferromagnetic pinned layer 305a. And its magnetic moment direction is fixed in the direction opposite to the Y direction in the figure.

【0006】このように第1、第2強磁性ピンド層30
5a、305cの磁気モーメント方向が互いに反平行と
されているため、それぞれの層の磁気モーメントが相互
に打ち消し合う関係にあるが、第2強磁性ピンド層30
5cが第1強磁性ピンド層305aよりも厚く形成され
ているので、第2強磁性ピンド層305cの磁気モーメ
ントが僅かに残存し、これにより第1固定磁性層305
全体の磁気モーメント方向が図示Y方向の反対方向に固
定される。
As described above, the first and second ferromagnetic pinned layers 30
Since the directions of the magnetic moments of the layers 5a and 305c are antiparallel to each other, the magnetic moments of the respective layers cancel each other.
5c is formed thicker than the first ferromagnetic pinned layer 305a, so that the magnetic moment of the second ferromagnetic pinned layer 305c slightly remains.
The direction of the entire magnetic moment is fixed in the direction opposite to the illustrated Y direction.

【0007】また、第2固定磁性層309は、第3強磁
性ピンド層309aと、第2非磁性中間層309bと、
第4強磁性ピンド層309cとが積層されて構成されて
いる。第3強磁性ピンド層309aの膜厚は、第4強磁
性ピンド層309cの膜厚より大とされている。第4強
磁性ピンド層309cの磁気モーメント方向は、第2反
強磁性層310との交換結合磁界によって図示Y方向の
反対方向に固定され、また第3強磁性ピンド層309a
は、第4強磁性ピンド層309cと反強磁性的に結合し
てその磁気モーメント方向が図示Y方向に固定されてい
る。
The second pinned magnetic layer 309 includes a third ferromagnetic pinned layer 309a, a second non-magnetic intermediate layer 309b,
The fourth ferromagnetic pinned layer 309c is laminated. The thickness of the third ferromagnetic pinned layer 309a is larger than the thickness of the fourth ferromagnetic pinned layer 309c. The magnetic moment direction of the fourth ferromagnetic pinned layer 309c is fixed in the opposite direction to the illustrated Y direction by the exchange coupling magnetic field with the second antiferromagnetic layer 310, and the third ferromagnetic pinned layer 309a
Is antiferromagnetically coupled to the fourth pinned ferromagnetic layer 309c, and its magnetic moment direction is fixed in the Y direction in the figure.

【0008】第2固定磁性層309では、第1固定磁性
層305の場合と同様に、第3、第4強磁性ピンド層3
09a、309cのそれぞれの磁気モーメントが相互に
打ち消し合う関係にあるが、第3強磁性ピンド層309
aが第4強磁性ピンド層309cより厚く形成されてい
るので、第3強磁性ピンド層309aの磁気モーメント
が僅かに残存し、第2固定磁性層309全体の磁気モー
メント方向が図示Y方向に固定される。
In the second pinned magnetic layer 309, as in the case of the first pinned magnetic layer 305, the third and fourth ferromagnetic pinned layers 3
Although the respective magnetic moments of the third ferromagnetic pinned layers 309a and 309c cancel each other,
Since a is formed thicker than the fourth ferromagnetic pinned layer 309c, the magnetic moment of the third ferromagnetic pinned layer 309a slightly remains, and the magnetic moment direction of the entire second pinned magnetic layer 309 is fixed in the Y direction in the figure. Is done.

【0009】このように第1、第2固定磁性層305、
309は、第1〜第4強磁性ピンド層305a、305
c、309a、309cがそれぞれ反強磁性的に結合
し、かつ第2、第3強磁性ピンド層305c、309a
の磁気モーメントがそれぞれ残存しており、人工的なフ
ェリ磁性状態(synthetic ferrimagnet;シンセティック
フェリ磁性)を示す層となる。
As described above, the first and second pinned magnetic layers 305,
309 denotes first to fourth ferromagnetic pinned layers 305a and 305
c, 309a and 309c are antiferromagnetically coupled, respectively, and the second and third ferromagnetic pinned layers 305c and 309a
The magnetic moment of each remains, and the layer shows an artificial ferrimagnetic state (synthetic ferrimagnet).

【0010】フリー磁性層307は、Co等よりなる第
1拡散防止層307aと、NiFe合金よりなる強磁性
自由層307bと、Co等よりなる第2拡散防止層30
7cとが積層されて構成されている。第1、第2拡散防
止層307a、307cは、強磁性自由層307bと第
1、第2非磁性導電層306、308との相互拡散を防
止する。このフリー磁性層307の磁気モーメント方向
は、ハードバイアス層332、332のバイアス磁界に
よって図示X1 方向に揃えられている。これにより、フ
リー磁性層307の磁気モーメント方向と第1、第2固
定磁性層305、309の磁気モーメント方向とが交叉
する関係になる。
The free magnetic layer 307 includes a first anti-diffusion layer 307a made of Co or the like, a ferromagnetic free layer 307b made of NiFe alloy, and a second anti-diffusion layer 30 made of Co or the like.
7c are laminated. The first and second diffusion preventing layers 307a and 307c prevent mutual diffusion between the ferromagnetic free layer 307b and the first and second nonmagnetic conductive layers 306 and 308. The direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 307 is aligned in the X1 direction by the bias magnetic field of the hard bias layers 332 and 332. As a result, the direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 307 and the direction of the magnetic moment of the first and second fixed magnetic layers 305 and 309 cross each other.

【0011】リード層334、334は、ハードバイア
ス層332、332上に積層され、更に積層体312の
図示X1 方向(トラック幅方向)両側から積層体312
の中央に向けて延出し、一部が積層体312の図示X1
方向両端部分(トラック幅方向両端部分)に乗り上げて
積層体312に被着している。積層体312に被着する
部分をリード層334、334のオーバーレイ部334
a、334aと称する。オーバーレイ部334a、33
4aは、積層体312上にて相互にTwの間隔をあけて
離間している。
The lead layers 334 and 334 are laminated on the hard bias layers 332 and 332, and further, from both sides of the laminate 312 in the X1 direction (track width direction) in the drawing.
X1 of the laminated body 312 extends toward the center of
It rides on both ends in the direction (the both ends in the track width direction) and is attached to the laminate 312. The portion to be attached to the stacked body 312 is formed by overlaying parts 334 of the lead layers 334 and 334.
a, 334a. Overlay parts 334a, 33
4a are spaced apart from each other on the stacked body 312 by a distance Tw.

【0012】第1反強磁性層304は、第1固定磁性層
305やフリー磁性層307よりも図示X1 方向(トラ
ック幅方向)両側に突出して形成されている。第1反強
磁性層304の突出部304a、304aとハードバイ
アス層332、332との間には、Ta、WまたはCr
からなるバイアス下地層331、331が積層されてい
る。さらに、ハードバイアス層332、332とリード
層334、334との間にはTa、WまたはCrからな
る中間層333、333が積層されている。
The first antiferromagnetic layer 304 is formed so as to protrude beyond the first fixed magnetic layer 305 and the free magnetic layer 307 on both sides in the X1 direction (track width direction). Ta, W, or Cr is provided between the protrusions 304a, 304a of the first antiferromagnetic layer 304 and the hard bias layers 332, 332.
Bias underlayers 331 and 331 are laminated. Further, intermediate layers 333, 333 made of Ta, W, or Cr are stacked between the hard bias layers 332, 332 and the lead layers 334, 334.

【0013】このスピンバルブ型薄膜磁気素子301で
は、リード層334、334から積層体312に検出電
流(センス電流)が与えられ、磁気記録媒体からの洩れ
磁界がY方向に与えられると、フリー磁性層307の磁
気モーメント方向がX1 方向からY方向へ向けて変化す
る。このフリー磁性層307の磁気モーメント方向の変
動と、第1、第2固定磁性層305、309の磁気モー
メント方向との関係で電気抵抗値が変化し(これを磁気
抵抗(MR)効果という)、この電気抵抗値の変化に基
づく電圧変化により、磁気記録媒体からの漏れ磁界が検
出される。
In the spin-valve thin-film magnetic element 301, when a detection current (sense current) is applied from the lead layers 334, 334 to the laminated body 312, and a leakage magnetic field from the magnetic recording medium is applied in the Y direction, free magnetic properties are obtained. The direction of the magnetic moment of the layer 307 changes from the X1 direction to the Y direction. The electrical resistance changes depending on the relationship between the change in the magnetic moment direction of the free magnetic layer 307 and the magnetic moment directions of the first and second pinned magnetic layers 305 and 309 (this is referred to as a magnetoresistance (MR) effect). The leakage magnetic field from the magnetic recording medium is detected by the voltage change based on the change in the electric resistance value.

【0014】ところで、このスピンバルブ型薄膜磁気素
子301では、リード層334、334から積層体31
2に与えられる検出電流(センス電流)は主に、図19
に示すようにオーバーレイ部334a、344aの先端
334b、334bの近傍から積層体312に印加され
る。従って、積層体312のなかで最もセンス電流が集
中するのは、図にJ1 で示すようにオーバーレイ部33
4a、334aが被着されていない中央部分であり、こ
の中央部分において磁気抵抗(MR)効果が顕著とな
り、磁気記録媒体の漏れ磁界の検出感度が高くなる。そ
こで、この中央部分を図19に示すように感度領域Sと
称する。一方、オーバーレイ部334a、334aが被
着されている部分においては、感度領域Sに比べてセン
ス電流が極めて小さく、磁気抵抗(MR)効果が小さく
なって磁気記録媒体の漏れ磁界の検出感度が低下する。
このオーバーレイ部334a、334aが被着された部
分を不感度領域Nと称する。
In the spin-valve thin-film magnetic element 301, the stacked layers 31 are formed from the lead layers 334 and 334.
The detection current (sense current) given to FIG.
As shown in FIG. 7, the voltage is applied to the stacked body 312 from the vicinity of the tips 334b and 334b of the overlay portions 334a and 344a. Therefore, the most concentrated sense current in the stacked body 312 is caused by the overlap portion 33 shown in FIG.
4a and 334a are the central portions where they are not adhered. At this central portion, the magnetoresistance (MR) effect becomes remarkable, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium increases. Therefore, this central portion is referred to as a sensitivity region S as shown in FIG. On the other hand, in the portion where the overlay portions 334a and 334a are attached, the sense current is extremely small as compared with the sensitivity region S, the magnetoresistance (MR) effect is reduced, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium is reduced. I do.
The portion where the overlay portions 334a and 334a are attached is referred to as an insensitive region N.

【0015】このように、リード層334、334のオ
ーバーレイ部334a、334aを積層体312の一部
に被着させることにより、実質的に磁気記録媒体からの
記録磁界の再生に寄与する部分(感度領域S)と、実質
的に磁気記録媒体からの記録磁界の再生に寄与しない部
分(不感度領域N)とが形成され、感度領域Sの幅Tw
がスピンバルブ型薄膜磁気素子301のトラック幅とな
り、狭トラック化に対応することが可能になる。
As described above, by attaching the overlay portions 334a and 334a of the lead layers 334 and 334 to a part of the laminated body 312, a portion (sensitivity) substantially contributing to the reproduction of the recording magnetic field from the magnetic recording medium. A region S) and a portion (insensitive region N) that does not substantially contribute to the reproduction of the recording magnetic field from the magnetic recording medium are formed, and the width Tw of the sensitive region S is formed.
Is the track width of the spin-valve thin-film magnetic element 301, and it is possible to cope with a narrow track.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかし図19に示すよ
うに、従来のスピンバルブ型薄膜磁気素子301におけ
るセンス電流には、オーバーレイ部の334a、334
aの基部334c、334cから積層体312に印加さ
れる分流成分J2 や、リード層334からハードバイア
ス層332を経由して第2反強磁性層310の基板30
2側から積層体312の側面に直接流れ込む分流成分J
3 が存在し、これらの分流成分J2、J3が無視できない
大きさになっている。
However, as shown in FIG. 19, the sense current in the conventional spin-valve thin-film magnetic element 301 is not affected by the overlay portions 334a and 334.
The substrate 30 of the second antiferromagnetic layer 310 from the lead layer 334 via the hard bias layer 332 and the shunt component J2 applied from the bases 334c and 334c to the laminate 312.
Split component J that flows directly from the second side to the side surface of the laminate 312
3 exists, and these branch components J2 and J3 have a size that cannot be ignored.

【0017】この結果、不感度領域Nにおいてセンス電
流の分流成分J2 、J3 による磁気抵抗変化が発現し、
この不感度領域Nに対応する磁気記録媒体の記録トラッ
クの信号を再生してしまう。特に高記録密度化を目的と
して、記録トラック幅および記録トラック間隔を減少さ
せて狭トラック化を図った場合、本来感度領域Sで読出
すべき記録トラックの他に、隣接する記録トラックの情
報が上記不感度領域Nにおいて読出されるサイドリーデ
ィングが発生し、これが出力信号に対してノイズとな
り、エラーを招く可能性があった。
As a result, in the insensitive region N, a change in magnetoresistance due to the shunt components J2 and J3 of the sense current appears,
The signal of the recording track of the magnetic recording medium corresponding to the insensitive area N is reproduced. In particular, when the recording track width and the recording track interval are reduced to reduce the track width for the purpose of increasing the recording density, the information of the adjacent recording tracks in addition to the recording tracks to be read out in the sensitivity region S is not limited to the above. Side reading that is read in the insensitive region N occurs, and this becomes noise with respect to the output signal, which may cause an error.

【0018】さらに根本的に、スピンバルブ型薄膜磁気
素子におけるより一層の出力特性の向上と感度の向上を
図りたいという要求が存在していた。
Further, there has been a fundamental need to further improve the output characteristics and the sensitivity of the spin-valve thin-film magnetic element.

【0019】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたも
ので、以下の目的を達成しようとするものである。 スピンバルブ型薄膜磁気素子における出力特性の向上
を図ること。 サイドリーディング発生の防止を図ること。 上記スピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法を提供す
ること。 上記スピンバルブ型薄膜磁気素子を備えた薄膜磁気ヘ
ッドを提供すること。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and aims to achieve the following objects. To improve output characteristics of a spin-valve thin-film magnetic element. To prevent the occurrence of side reading. Provided is a method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element. To provide a thin-film magnetic head including the spin-valve thin-film magnetic element.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の手段を採用した。本発明のスピン
バルブ型薄膜磁気素子は、基板上に、少なくともフリー
磁性層及び固定磁性層を備えて磁気抵抗効果を示す積層
体と、少なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方向両
側に位置して前記フリー磁性層の磁気モーメント方向を
一方向に揃える一対のハードバイアス層と、少なくとも
前記ハードバイアス層上に積層された一対のリード層
と、少なくとも前記積層体のトラック幅方向両側におけ
る前記積層体の側面と前記ハードバイアス層との間に位
置する一対の絶縁層と、を具備してなり、前記一対のリ
ード層には前記積層体の一部上まで延在するオーバーレ
イ部がそれぞれ設けられ、該オーバーレイ部の先端部分
が前記積層体に接合することを特徴とする。本発明のス
ピンバルブ型薄膜磁気素子において、前記絶縁層の前記
積層体の側面における膜厚が0.5nm以上5nm以下
の範囲であることが望ましい。また、本発明において、
前記絶縁膜が、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化
タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニ
ウム、酸化クロム、酸化バナジウム、酸化ニオブのうち
のいずれか1種またはこれら2種以上の混合物からなる
手段を採用することもできる。本発明における前記絶縁
層が前記ハードバイアス層の基板側に延在してなること
ができる。また、本発明においては、前記ハードバイア
ス層と前記絶縁層との間に、バイアス下地層を具備して
なることがある。本発明は、前記絶縁層が、前記積層体
の側面から前記積層体上面のトラック幅方向両端部分ま
で延在し、前記一対のリード層のオーバーレイ部がそれ
ぞれ設けられ、該オーバーレイ部の先端部分が前記絶縁
膜よりも前記積層体の中央側まで延在して前記積層体に
接合することが可能である。また、本発明において、前
記積層体上面における前記絶縁層の膜厚が、0.5nm
以上20nm以下の範囲であることもできる。本発明
は、前記オーバーレイ部の前記積層体に接合する各先端
部分のトラック幅方向幅寸法が0.01μm以上0.0
5μm以下の範囲であることがある。本発明は、前記オ
ーバーレイ部のトラック幅方向の幅が0.1μm以上
0.3μm以下の範囲であることが可能である。また、
本発明において、前記積層体は、前記フリー磁性層と、
非磁性導電層と、前記固定磁性層と、交換結合磁界によ
り前記固定磁性層の磁気モーメント方向を固定する反強
磁性層とが少なくとも順次積層されて形成されたもので
あることもできる。本発明は、前記積層体は、前記フリ
ー磁性層の厚さ方向両側にそれぞれ、非磁性導電層と、
前記固定磁性層と、交換結合磁界により前記固定磁性層
の磁気モーメント方向を固定する反強磁性層とが少なく
とも順次積層されて形成されたものである手段を採用す
ることがある。本発明は、前記ハードバイアス層と前記
リード層との間に、前記積層体のトラック幅方向両端部
分まで延在する絶縁膜が設けられてなることができる。
本発明の薄膜磁気ヘッドは、先のいずれかに記載のスピ
ンバルブ型薄膜磁気素子を磁気記録情報の読出し素子と
して備えたことができ、また、本発明の浮上式磁気ヘッ
ドは、スライダに、先に記載の薄膜磁気ヘッドを具備し
てなることができる。本発明のスピンバルブ型薄膜磁気
素子の製造方法は、基板上に、少なくともフリー磁性層
及び固定磁性層を含む積層膜を形成した後に、該積層膜
上に、前記積層膜に接する当接面と、該当接面を挟む両
側面と、前記当接面と前記両側面の間であって該当接面
のトラック幅方向両側に設けられた一対の切込部と、を
具備してなる第1リフトオフレジストを形成し、更に前
記積層膜にエッチング粒子を照射して前記第1リフトオ
フレジストの両側面よりトラック幅方向外側にある積層
膜の全部または一部をエッチングすることにより、断面
視略台形状とされトラック幅方向外側の両側面を有する
積層体を形成する積層体形成工程と、前記基板に対して
角度θd1の方向からスパッタ粒子を堆積することによ
り、前記積層体の側面上およびこの側面から前記切込部
に対応する位置にある前記積層体上まで延在する絶縁層
を形成する絶縁層形成工程と、前記積層体の両側位置の
前記絶縁層上に、前記基板に対して角度θd2(ただしθ
d2>θd1)の方向から別のスパッタ粒子を堆積すること
により、少なくとも前記フリー磁性層と同じ階層に位置
する一対のハードバイアス層を積層するバイアス層形成
工程と、前記第1リフトオフレジストを除去した後に、
前記第1リフトオフレジストの前記当接面よりも狭幅な
当接面と、この狭幅な当接面を挟む両側面と、前記当接
面と前記両側面の間であって該狭幅な当接面のトラック
幅方向両側に設けられた一対の切込部とを具備してなる
第2リフトオフレジストを前記積層体上面のトラック幅
方向ほぼ中央に形成する第2レジスト形成工程と、他の
スパッタ粒子を堆積することにより、前記絶縁層上から
前記第2リフトオフレジストの切込部に対応する位置に
ある積層体上まで延在する一対のリード層を形成するリ
ード層形成工程と、からなることを特徴とすることによ
り上記課題を解決した。本発明は、前記第2リフトオフ
レジストを形成した後に別のエッチング粒子を照射し
て、前記第2リフトオフレジストの切込部に対応する位
置にある積層体の一部をエッチングすることもできる。
本発明は、前記角度θd1が40〜80°の範囲であり、
前記角度θd2が60〜90°の範囲であることが可能で
ある。本発明は、前記ハードバイアス層を積層した後
に、別のスパッタ粒子を堆積することにより、前記ハー
ドバイアス層上に絶縁膜を積層する絶縁膜形成工程を有
することができる。また、本発明のスピンバルブ型薄膜
磁気素子の製造方法は、基板上に、少なくともフリー磁
性層及び固定磁性層を含む積層膜を形成した後に、該積
層膜上に、前記積層膜に接する当接面と該当接面を挟む
両側面と前記当接面と前記両側面の間であって該当接面
のトラック幅方向両側に設けられた一対の切込部とを具
備してなる第1リフトオフレジストを形成し、更に前記
積層膜にエッチング粒子を照射して前記第1リフトオフ
レジストの両側面よりトラック幅方向外側にある積層膜
の全部または一部をエッチングすることにより、断面視
略台形状とされトラック幅方向外側の両側面を有する積
層体を形成する積層体形成工程と、前記積層体の両側に
スパッタ粒子を堆積することにより、前記積層体の側面
上に延在する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、前記
積層体の両側にスパッタ粒子を堆積することにより、少
なくとも前記フリー磁性層と同じ階層に位置する一対の
ハードバイアス層を前記絶縁層上に積層するバイアス層
形成工程と、前記第1リフトオフレジストを除去した後
に、前記第1リフトオフレジストの前記当接面よりも狭
幅な当接面と、この狭幅な当接面を挟む両側面と、前記
当接面と前記両側面の間であって該狭幅な当接面のトラ
ック幅方向両側に設けられた一対の切込部とを具備して
なる第2リフトオフレジストを前記積層体上面のほぼ中
央に形成する第2レジスト形成工程と、前記基板に対し
て角度θd3の方向からスパッタ粒子を堆積することによ
り、前記ハードバイアス層上から積層体上まで延在する
一対の絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記基板に
対して角度θd4(ただしθd3>θd4)の方向から他のス
パッタ粒子を堆積することにより、前記絶縁膜上から前
記第2リフトオフレジストの切込部に対応する位置にあ
る積層体上まで延在する一対のリード層を形成するリー
ド層形成工程とからなることにより上記課題を解決し
た。本発明は、前記絶縁膜を形成した後に別のエッチン
グ粒子を照射して、前記第2リフトオフレジストの切込
部に対応する位置にある積層体の一部をエッチングする
手段を採用することもできる。本発明は、前記角度θd3
が60〜90°の範囲であり、前記角度θd4が40〜8
0°の範囲であることができる。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following means. A spin-valve thin-film magnetic element according to the present invention has a laminate having at least a free magnetic layer and a pinned magnetic layer and exhibiting a magnetoresistive effect on a substrate; A pair of hard bias layers for aligning the magnetic moment direction of the free magnetic layer in one direction, at least a pair of lead layers laminated on the hard bias layer, and at least side surfaces of the laminate on both sides in the track width direction of the laminate And a pair of insulating layers located between the hard bias layer and the pair of lead layers, wherein the pair of lead layers are respectively provided with overlay portions extending over a part of the laminate, The tip of the portion is joined to the laminate. In the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, it is preferable that a thickness of the insulating layer on a side surface of the stacked body is in a range of 0.5 nm or more and 5 nm or less. In the present invention,
The insulating film employs a means made of any one of aluminum oxide, silicon oxide, tantalum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, chromium oxide, vanadium oxide, niobium oxide, or a mixture of two or more of these. You can also. In the present invention, the insulating layer may extend to the substrate side of the hard bias layer. Further, in the present invention, a bias underlayer may be provided between the hard bias layer and the insulating layer. In the present invention, the insulating layer extends from a side surface of the laminate to both end portions in the track width direction of an upper surface of the laminate, and overlay portions of the pair of lead layers are provided, respectively, and a tip portion of the overlay portion is provided. It is possible to extend to the center side of the laminate from the insulating film and to join the laminate. In the present invention, the thickness of the insulating layer on the upper surface of the laminate is 0.5 nm.
The range can be not less than 20 nm and not more than 20 nm. In the present invention, a width dimension in a track width direction of each tip portion of the overlay portion bonded to the laminate is 0.01 μm or more and 0.0 μm or more.
It may be in the range of 5 μm or less. In the present invention, the width of the overlay portion in the track width direction may be in a range of 0.1 μm or more and 0.3 μm or less. Also,
In the present invention, the laminate includes the free magnetic layer,
A nonmagnetic conductive layer, the fixed magnetic layer, and an antiferromagnetic layer that fixes the direction of the magnetic moment of the fixed magnetic layer by an exchange coupling magnetic field may be at least sequentially laminated. In the present invention, the laminated body may include a nonmagnetic conductive layer on both sides in the thickness direction of the free magnetic layer,
A means may be employed in which the fixed magnetic layer and an antiferromagnetic layer for fixing the magnetic moment direction of the fixed magnetic layer by an exchange coupling magnetic field are at least sequentially laminated. In the present invention, an insulating film may be provided between the hard bias layer and the lead layer, the insulating film extending to both ends in the track width direction of the laminate.
A thin-film magnetic head according to the present invention may include the spin-valve thin-film magnetic element according to any one of the above as a read element for magnetically recorded information. And a thin-film magnetic head described in (1). The method for producing a spin-valve thin-film magnetic element of the present invention is characterized in that, after forming a laminated film including at least a free magnetic layer and a fixed magnetic layer on a substrate, on the laminated film, A first lift-off comprising: a pair of notches provided on both sides sandwiching the contact surface; and a pair of cuts provided between the contact surface and the both sides and on both sides in the track width direction of the contact surface. Forming a resist, further irradiating the laminated film with etching particles to etch all or a part of the laminated film on the outer side in the track width direction from both side surfaces of the first lift-off resist, thereby obtaining a substantially trapezoidal cross-sectional view a stack forming step of forming a laminate having both sides of the track width direction outside is, by depositing the sputtered particles from the direction of an angle theta d1 with respect to the substrate, or side surfaces and the side surfaces of the laminate An insulating layer forming step of forming an insulating layer extending to the said laminate at the position corresponding to the cutout portion, the on an insulating layer on both sides the position of the laminate, the angle with respect to the substrate theta d2 (However, θ
d2 > θd1 ) by depositing another sputtered particle from the direction, a bias layer forming step of stacking at least a pair of hard bias layers located at the same level as the free magnetic layer, and removing the first lift-off resist After doing
A contact surface narrower than the contact surface of the first lift-off resist, both side surfaces sandwiching the narrow contact surface, and the narrow surface between the contact surface and the both side surfaces; A second resist forming step of forming a second lift-off resist comprising a pair of cut portions provided on both sides of the contact surface in the track width direction substantially at the center of the upper surface of the stacked body in the track width direction; A lead layer forming step of forming a pair of lead layers extending from above the insulating layer to above the laminate at a position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist by depositing sputtered particles. With the features described above, the above-mentioned problem has been solved. According to the present invention, after the second lift-off resist is formed, another etching particle may be irradiated to etch a part of the laminate at a position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist.
In the present invention, the angle θ d1 is in the range of 40 to 80 °,
It is possible that the angle θ d2 is in the range of 60 to 90 °. The present invention can include an insulating film forming step of stacking an insulating film on the hard bias layer by depositing another sputtered particle after stacking the hard bias layer. In addition, the method of manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element of the present invention may include, after forming a laminated film including at least a free magnetic layer and a pinned magnetic layer on a substrate, contacting the laminated film on the laminated film. A first lift-off resist comprising a pair of notches provided between the contact surface and both side surfaces sandwiching the contact surface and the contact surface and both side surfaces in the track width direction of the contact surface. Is formed, and the laminated film is further irradiated with etching particles to etch all or a part of the laminated film on the outer side in the track width direction from both side surfaces of the first lift-off resist, thereby forming a substantially trapezoidal cross section. A laminate forming step of forming a laminate having both side surfaces on the outer side in the track width direction, and insulating forming an insulating layer extending on the side surface of the laminate by depositing sputter particles on both sides of the laminate. layer A bias layer forming step of stacking a pair of hard bias layers located at least on the same layer as the free magnetic layer on the insulating layer by depositing sputter particles on both sides of the laminate. After removing the lift-off resist, the contact surface of the first lift-off resist is narrower than the contact surface, both side surfaces sandwiching the narrow contact surface, and the contact surface and the both side surfaces. Forming a second lift-off resist substantially at the center of the upper surface of the stacked body, the second lift-off resist including a pair of cut portions provided between the narrow contact surfaces on both sides in the track width direction. An insulating film forming step of forming a pair of insulating films extending from above the hard bias layer to above the stacked body by depositing sputter particles from the direction of the angle θ d3 with respect to the substrate; and To And depositing another sputtered particle from the direction of the angle θ d4 (where θ d3 > θ d4 ), from the insulating film to the stacked body at the position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist. The above problem was solved by comprising a lead layer forming step of forming a pair of extending lead layers. The present invention may employ means for irradiating another etching particle after forming the insulating film to etch a part of the laminate at a position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist. . The present invention relates to the angle θ d3
Is in the range of 60 to 90 °, and the angle θ d4 is 40 to 8
It can be in the range of 0 °.

【0021】本発明によれば、前記積層体のトラック幅
方向両側における前記積層体の側面と前記ハードバイア
ス層との間に位置する一対の絶縁層を具備してなること
により、積層体の側面は絶縁層によってハードバイアス
層やリード層から絶縁されているので、積層体の側面へ
直接流れ込む検出電流の分流成分が絶縁層により遮断さ
れ、検出電流はすべてオーバーレイ部から積層体に印加
されることになり、これにより積層体の両端部分で磁気
抵抗効果が発現することがなく、スピンバルブ型薄膜磁
気素子のサイドリーディングを防止することが可能にな
る。
According to the present invention, by providing a pair of insulating layers located between the side surface of the laminate and the hard bias layer on both sides in the track width direction of the laminate, the side surface of the laminate is provided. Is insulated from the hard bias layer and the lead layer by the insulating layer, so that the shunt component of the detection current flowing directly to the side surface of the laminate is cut off by the insulation layer, and all the detection current is applied to the laminate from the overlay section. Accordingly, the magnetoresistive effect does not appear at both ends of the stacked body, and it is possible to prevent the side reading of the spin-valve thin-film magnetic element.

【0022】また、本発明において、前記絶縁層の前記
積層体の側面における膜厚が0.5nm以上5nm以下
の範囲に設定されるが、この膜厚が0.5nm以下とさ
れた場合には、積層体の側面を絶縁層によってハードバ
イアス層やリード層から絶縁する際にピンホールができ
て導通してしまうため好ましくなく、絶縁層の前記積層
体の側面における膜厚が5nm以上の範囲に設定された
場合には、ハードバイアス層のバイアス磁界によってフ
リー磁性層の磁気モーメント方向を所定の方向に充分揃
えることができなくなる可能性があるため好ましくな
い。
In the present invention, the thickness of the insulating layer on the side surface of the laminate is set in the range of 0.5 nm or more and 5 nm or less. When the side surface of the laminated body is insulated from the hard bias layer and the lead layer by the insulating layer, a pinhole is formed and conduction occurs, which is not preferable. If it is set, it is not preferable because the direction of the magnetic moment of the free magnetic layer may not be sufficiently aligned in a predetermined direction due to the bias magnetic field of the hard bias layer.

【0023】また本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子
においては、前記絶縁層が、酸化アルミニウム、酸化シ
リコン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニウ
ム、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化バナジウム、酸
化ニオブのうちのいずれか1種またはこれら2種以上の
混合物(複合酸化物)からなることが好ましい。係るス
ピンバルブ型薄膜磁気素子によれば、絶縁層の材質また
は膜厚を上記の構成にすることによって、積層体のトラ
ック幅方向両端部分への検出電流の分流成分をこの絶縁
膜により確実に遮断することができ、スピンバルブ型薄
膜磁気素子のサイドリーディングを確実に防止すること
が可能になる。
In the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, the insulating layer may be made of one of aluminum oxide, silicon oxide, tantalum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, chromium oxide, vanadium oxide, and niobium oxide. It is preferable to consist of any one kind or a mixture of these two or more kinds (composite oxide). According to such a spin-valve thin-film magnetic element, the insulating film has the above-described material or film thickness, so that the shunt component of the detection current to both ends in the track width direction of the laminated body can be reliably blocked by the insulating film. Therefore, side reading of the spin-valve thin film magnetic element can be reliably prevented.

【0024】本発明における前記絶縁層が前記ハードバ
イアス層の基板側に延在してなることができ、これによ
り、リード層からハードバイアス層を経由して積層体に
検出電流が流入することを防止できる。
In the present invention, the insulating layer may extend to the substrate side of the hard bias layer, thereby preventing a detection current from flowing from the lead layer into the stacked body via the hard bias layer. Can be prevented.

【0025】また、本発明においては、前記ハードバイ
アス層と前記絶縁層との間に、バイアス下地層を具備し
てなることにより、バイアス下地層上にハードバイアス
層を形成すると、ハードバイアス層の保磁力および角形
比が大きくなり、フリー磁性層の単磁区化に必要なバイ
アス磁界を増大させることができる。
Also, in the present invention, by providing a bias underlayer between the hard bias layer and the insulating layer, when the hard bias layer is formed on the bias underlayer, The coercive force and the squareness ratio are increased, and the bias magnetic field required for making the free magnetic layer a single magnetic domain can be increased.

【0026】本発明は、前記絶縁層が、前記積層体の側
面から前記積層体上面のトラック幅方向両端部分まで延
在し、前記一対のリード層のオーバーレイ部がそれぞれ
設けられ、該オーバーレイ部の先端部分が前記絶縁膜よ
りも前記積層体の中央側まで延在して前記積層体に接合
することにより、リード層のオーバーレイ部の先端部分
のみが積層体に接合し、リード層の他の部分は絶縁膜に
よって積層体及びハードバイアス層から絶縁されている
ので、積層体の側面からの検出電流の分流成分および上
面からトラック幅方向両端部分への検出電流の分流成分
が絶縁膜により遮断され、検出電流はすべてオーバーレ
イ部の先端部分から積層体に印加されることになり、こ
れにより積層体の両端部分で磁気抵抗効果が発現するこ
とがなく、スピンバルブ型薄膜磁気素子のサイドリーデ
ィングを防止することが可能になる。
According to the present invention, the insulating layer extends from the side surface of the laminate to both ends in the track width direction of the upper surface of the laminate, and overlay portions of the pair of lead layers are provided, respectively. The tip portion extends to the center side of the laminate from the insulating film and is joined to the laminate, so that only the tip portion of the overlay portion of the lead layer is joined to the laminate and the other portion of the lead layer Is insulated from the laminate and the hard bias layer by the insulating film, so that the shunt component of the detection current from the side surface of the laminate and the shunt component of the detection current from the upper surface to both ends in the track width direction are cut off by the insulating film. All of the detection current is applied to the multilayer body from the top end of the overlay portion, so that the magnetoresistive effect does not occur at both ends of the multilayer body, and the spin current is reduced. It is possible to prevent the side reading of lube thin film magnetic element.

【0027】また、本発明において、前記積層体上面に
おける前記絶縁層の膜厚が、0.5nm以上20nm以
下の範囲であることによって、積層体の上面からトラッ
ク幅方向両端部分への検出電流の分流成分をこの絶縁膜
により確実に遮断することができ、スピンバルブ型薄膜
磁気素子のサイドリーディングを確実に防止することが
可能になる。
In the present invention, when the thickness of the insulating layer on the upper surface of the laminate is in the range of 0.5 nm to 20 nm, the detection current from the upper surface of the laminate to both ends in the track width direction is reduced. The shunt component can be reliably blocked by the insulating film, and side reading of the spin-valve thin-film magnetic element can be reliably prevented.

【0028】また、本発明のリード層における前記オー
バーレイ部の前記積層体に接合する各先端部分のトラッ
ク幅方向の幅が0.01μm以上0.05μm以下であ
ることにより、リード層と積層体の接合面積が広く確保
されるので、先端部分における接触抵抗が低減されて積
層体に検出電流を効率よく与えることが可能になる。
In the lead layer according to the present invention, the width in the track width direction of each end portion of the lead layer, which is joined to the laminate, is 0.01 μm or more and 0.05 μm or less. Since a large bonding area is ensured, the contact resistance at the tip portion is reduced, and the detection current can be efficiently supplied to the laminate.

【0029】また、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子においては、前記オーバーレイ部のトラック幅方向の
幅が0.1μm以上0.3μm以下の範囲であることが
好ましく、これにより、ハードバイアス磁界によって磁
気モーメント方向が固定されるフリー磁性層の両端部分
をオーバーレイ部の幅とほぼ等しい不感度領域とするこ
とができ、再生感度を向上させることが可能になる。
In the spin-valve thin-film magnetic element according to the present invention, it is preferable that the width of the overlay portion in the track width direction is in the range of 0.1 μm to 0.3 μm. Both end portions of the free magnetic layer, in which the direction of the magnetic moment is fixed, can be formed as insensitive regions that are substantially equal to the width of the overlay portion, and the reproduction sensitivity can be improved.

【0030】また、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子においては、前記積層体が、前記フリー磁性層と、非
磁性導電層と、前記固定磁性層と、交換結合磁界により
前記固定磁性層の磁気モーメント方向を固定する反強磁
性層とが少なくとも順次積層されて形成されたものであ
ることが好ましい。
Further, in the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, the laminated body is formed by the free magnetic layer, the non-magnetic conductive layer, the fixed magnetic layer, and the magnetic field of the fixed magnetic layer by an exchange coupling magnetic field. It is preferable that the antiferromagnetic layer for fixing the moment direction is formed by laminating at least sequentially.

【0031】更に、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子においては、前記積層体が、前記フリー磁性層の厚さ
方向両側に、非磁性導電層と、前記固定磁性層と、交換
結合磁界により前記固定磁性層の磁気モーメント方向を
固定する反強磁性層とが少なくとも順次積層されて形成
されたものでもよい。
Further, in the spin-valve thin-film magnetic element according to the present invention, the laminated body may include a nonmagnetic conductive layer, the fixed magnetic layer, and an exchange coupling magnetic field on both sides in the thickness direction of the free magnetic layer. The pinned magnetic layer may be formed by at least sequentially laminating an antiferromagnetic layer that fixes the direction of the magnetic moment of the pinned magnetic layer.

【0032】更に、上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子
の積層体において、前記フリー磁性層が、いわゆる人工
的なフェリ磁性状態(synthetic ferrimagnet;シンセテ
ィックフェリ磁性)を示す層であることが好ましい。こ
のようなフリー磁性層の具体例として、2以上の強磁性
層と、これらの強磁性層の間に挿入される非磁性中間層
とが積層されてなり、隣接する各強磁性層の磁気モーメ
ント方向が相互に反平行とされて全体がフェリ磁性状態
とされたものを例示できる。
Further, in the above-mentioned laminated body of the spin-valve type thin-film magnetic element, it is preferable that the free magnetic layer is a layer showing a so-called artificial ferrimagnet state (synthetic ferrimagnet). As a specific example of such a free magnetic layer, two or more ferromagnetic layers and a non-magnetic intermediate layer inserted between these ferromagnetic layers are laminated, and the magnetic moment of each adjacent ferromagnetic layer is formed. An example in which the directions are antiparallel to each other and the whole is in a ferrimagnetic state can be exemplified.

【0033】更に、上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子
の積層体において、前記固定磁性層が、いわゆる人工的
なフェリ磁性状態(synthetic ferrimagnet;シンセティ
ックフェリ磁性)を示す層であることが好ましい。この
ような固定磁性層の具体例として、2以上の強磁性層
と、これらの強磁性層の間に挿入される非磁性中間層と
が積層されてなり、隣接する各強磁性層の磁気モーメン
ト方向が相互に反平行とされて全体がフェリ磁性状態と
されたものを例示できる。
Further, in the above-mentioned laminated body of the spin-valve thin-film magnetic element, it is preferable that the fixed magnetic layer is a layer showing a so-called artificial ferrimagnet state (synthetic ferrimagnet). As a specific example of such a pinned magnetic layer, two or more ferromagnetic layers and a non-magnetic intermediate layer inserted between these ferromagnetic layers are laminated, and the magnetic moment of each adjacent ferromagnetic layer is formed. An example in which the directions are antiparallel to each other and the whole is in a ferrimagnetic state can be exemplified.

【0034】本発明は、前記ハードバイアス層と前記リ
ード層との間に、前記積層体のトラック幅方向両端部分
まで延在する絶縁膜が設けられてなることにより、リー
ド層からハードバイアス層に流入する検出電流の分流成
分を規制できるため、より一層積層体側面に流入する検
出電流の分流成分の発生を防止することができる。ここ
で、前記絶縁層と絶縁膜とは、一体とされることも可能
であり、また同一の材質からなる構成とされていてもよ
い。
According to the present invention, an insulating film is provided between the hard bias layer and the lead layer so as to extend to both ends in the track width direction of the laminated body. Since the shunt component of the detection current flowing in can be regulated, the generation of the shunt component of the detection current flowing into the side surface of the stacked body can be further prevented. Here, the insulating layer and the insulating film may be integrated, and may be formed of the same material.

【0035】次に、本発明の薄膜磁気ヘッドは、先のい
ずれかに記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子を磁気記録
情報の読出し素子として備えたことを特徴とする。ま
た、本発明の浮上式磁気ヘッドは、スライダに、先に記
載の薄膜磁気ヘッドを具備してなることを特徴とする。
Next, a thin-film magnetic head according to the present invention is characterized in that the spin-valve thin-film magnetic element described above is provided as a read element for magnetically recorded information. A flying magnetic head according to the present invention is characterized in that the slider includes the thin-film magnetic head described above.

【0036】係る薄膜磁気ヘッドによれば、先に記載の
スピンバルブ型薄膜磁気素子を磁気記録情報の読出し素
子として備えているので、磁気記録情報の再生出力が高
く、サイドリーディング発生の確率が低い薄膜磁気ヘッ
ドを構成することが可能になる。また係る浮上式磁気ヘ
ッドによれば、上記の薄膜磁気ヘッドを備えているの
で、磁気情報の再生出力が高く、サイドリーディング発
生の確率が低い浮上式磁気ヘッドを構成することが可能
になる。
According to the thin-film magnetic head, since the spin-valve thin-film magnetic element described above is provided as a magnetic-recording-information reading element, the reproduction output of the magnetic-recording information is high, and the probability of occurrence of side reading is low. It becomes possible to configure a thin film magnetic head. According to such a floating magnetic head, since the above-mentioned thin-film magnetic head is provided, it is possible to configure a floating magnetic head having a high reproduction output of magnetic information and a low probability of occurrence of side reading.

【0037】次に、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子の製造方法は、基板上に第1リフトオフレジストを形
成し、前記基板に対して角度θd2の方向からエッチング
粒子を照射して更に積層体を形成した後に、前記基板に
対して角度θd1(ただしθd2>θd1)の方向からスパッ
タ粒子を堆積することにより、前記積層体の側面上およ
びこの側面から前記切込部に対応する位置にある前記積
層体上まで延在する絶縁層を形成し、さらに、前記角度
θd2と略同等の方向から別のスパッタ粒子を堆積するこ
とによりハードバイアス層を形成し、第2リフトオフレ
ジストの切込部位置にある積層体上までリード層を形成
するので、絶縁膜を積層体の側面、ハードバイアス層の
基板側および積層体のトラック幅両端部上まで延在させ
るとともに、リード層を絶縁膜よりも積層体上面のトラ
ック幅方向中央側に延在させて積層体に接合させること
ができ、サイドリーディングを防止することが可能なス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を製造できる。
Next, in the method of manufacturing a spin-valve thin film magnetic element according to the present invention, a first lift-off resist is formed on a substrate, and the substrate is further laminated by irradiating etching particles from the direction of an angle θ d2 to the substrate. After the body is formed, sputtered particles are deposited from the direction of the angle θ d1 (where θ d2 > θ d1 ) with respect to the substrate, so as to correspond to the cut portion from the side surface of the stacked body and from the side surface. Forming an insulating layer extending to a position above the stacked body, further forming another hard bias layer by depositing another sputtered particle from a direction substantially equal to the angle θ d2, and forming a second lift-off resist. Since the lead layer is formed on the stacked body at the notch position, the insulating film extends to the side surface of the stacked body, the substrate side of the hard bias layer and both ends of the track width of the stacked body, and The spin-valve thin-film magnetic element can be manufactured in which the layer can be extended to the center of the upper surface of the stacked body in the track width direction with respect to the insulating film and bonded to the stacked body, and side reading can be prevented.

【0038】また、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子の製造方法において、前記第2リフトオフレジストを
形成した後に別のエッチング粒子を照射して、前記第2
リフトオフレジストの両脇部分及び切込部に対応する位
置にある積層体の一部をエッチングすることにより、リ
ード層と積層体の接合面をクリーニングすることになる
ので、リード層を積層体に確実に接合させて検出電流を
積層体に効率よく印加させることが可能になる。
In the method of manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element according to the present invention, the second lift-off resist is formed and then irradiated with another etching particle to form the second lift-off resist.
By etching a part of the laminate at positions corresponding to both side portions and cut portions of the lift-off resist, the bonding surface between the lead layer and the laminate is cleaned, so that the lead layer is securely attached to the laminate. And the detection current can be efficiently applied to the laminate.

【0039】本発明は、前記角度θd1が40〜80°の
範囲であり、前記角度θd2が60〜90°の範囲である
ことにより、絶縁層を形成する際の角度θd1が上記の範
囲であり、ハードバイアス層を形成する際の角度θd2
り小さく設定されているので、絶縁層を第1リフトオフ
レジストの切込部の位置まで形成させることが可能にな
り、検出電流の分流成分を極力遮断させることが可能に
なる。
The present invention, the ranges of the angle theta d1 is 40 to 80 °, by the angle theta d2 is in the range of 60 to 90 °, the angle theta d1 at the time of forming the insulating layer is in the above And the angle θ d2 when forming the hard bias layer, the insulating layer can be formed up to the position of the cut portion of the first lift-off resist, and the shunt component of the detection current can be formed. Can be cut off as much as possible.

【0040】本発明は、前記ハードバイアス層を積層し
た後に、別のスパッタ粒子を堆積することにより、前記
ハードバイアス層上に絶縁膜を積層することで、リード
層からハードバイアス層への検出電流の分流をより一層
防止することが可能となる。
According to the present invention, the detection current from the lead layer to the hard bias layer is formed by stacking an insulating film on the hard bias layer by depositing another sputtered particle after stacking the hard bias layer. Can be further prevented.

【0041】次に本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子
の別の製造方法は、基板上に積層体およびその両側に絶
縁膜、ハードバイアス層を形成した後、第2リフトオフ
レジストを形成し、基板に対して角度θd3の方向からス
パッタ粒子を堆積することにより、前記積層体の両側お
よび前記側面上まで延在する絶縁膜を形成し、さらに、
前記基板に対して角度θd4(ただしθd3>θd4)の方向
から他のスパッタ粒子を堆積することにより、前記ハー
ドバイアス層上から前記第2リフトオフレジストの切込
部に対応する位置にある積層体上まで延在する一対のリ
ード層を形成するので、絶縁膜を積層体のトラック幅両
端部上まで延在させるとともに、リード層を絶縁膜より
も積層体の中央方向に延在させて積層体に接合させるこ
とができ、サイドリーディングを防止することが可能な
スピンバルブ型薄膜磁気素子を製造できる。ここで、前
記絶縁層と絶縁膜とは、一体とされることも可能であ
り、また同一の材質からなる構成とされていてもよい。
Next, another manufacturing method of the spin-valve thin film magnetic element of the present invention is to form a laminated body and an insulating film and a hard bias layer on both sides thereof on a substrate, and then form a second lift-off resist, By depositing sputtered particles from the direction of the angle θ d3 to form an insulating film extending to both sides and the side surfaces of the stacked body,
By depositing another sputtered particle from the direction of the angle θ d4 (where θ d3 > θ d4 ) with respect to the substrate, the sputtered particle is located at a position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist from above the hard bias layer. Since a pair of lead layers extending over the laminate are formed, the insulating film extends over both ends of the track width of the laminate, and the lead layer extends more toward the center of the laminate than the insulating film. It is possible to manufacture a spin-valve thin-film magnetic element that can be bonded to a laminate and that can prevent side reading. Here, the insulating layer and the insulating film may be integrated, and may be formed of the same material.

【0042】本発明は、前記角度θd3が60〜90°の
範囲であり、前記角度θd4が40〜80°の範囲である
ことにより、リード層を形成する際の角度θd4が上記の
範囲であり、絶縁膜を形成する際の角度θd3より小さく
設定されているので、リード層を第2リフトオフレジス
トの切込部の位置まで形成させることが可能になり、検
出電流の分流成分を極力遮断させることが可能になる。
ここで、前記絶縁層と絶縁膜とは、一体とされることも
可能であり、また同一の材質からなる構成とされていて
もよい。
According to the present invention, when the angle θ d3 is in the range of 60 to 90 ° and the angle θ d4 is in the range of 40 to 80 °, the angle θ d4 when forming the lead layer is as described above. Range, and is set smaller than the angle θ d3 when the insulating film is formed, so that the lead layer can be formed up to the position of the cut portion of the second lift-off resist, and the shunt component of the detection current can be reduced. It becomes possible to cut off as much as possible.
Here, the insulating layer and the insulating film may be integrated, and may be formed of the same material.

【0043】[0043]

【発明の実施の形態】以下、本発明における実施形態を
図面を参照して説明する。なお、図1〜図18におい
て、図示Z方向は磁気記録媒体の移動方向であり、図示
Y方向は磁気記録媒体からの漏れ磁界の方向であり、図
示X1方向はスピンバルブ型薄膜磁気素子のトラック幅
方向である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 18, the Z direction in the drawing is the moving direction of the magnetic recording medium, the Y direction in the drawing is the direction of the leakage magnetic field from the magnetic recording medium, and the X1 direction in the drawing is the track of the spin-valve thin film magnetic element. The width direction.

【0044】〔第1の実施形態〕図1に、本発明の第1
の実施形態であるスピンバルブ型薄膜磁気素子1を磁気
記録媒体側からみた断面模式図を示す。また、図2にス
ピンバルブ型薄膜磁気素子1を具備してなる薄膜磁気ヘ
ッド300を備えた浮上式磁気ヘッド350を示し、図
3に薄膜磁気ヘッド300の要部の断面図を示す。
[First Embodiment] FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention.
1 is a schematic cross-sectional view of a spin-valve thin-film magnetic element 1 according to an embodiment of the present invention as viewed from a magnetic recording medium side. FIG. 2 shows a floating magnetic head 350 provided with a thin-film magnetic head 300 including the spin-valve thin-film magnetic element 1, and FIG. 3 shows a cross-sectional view of a main part of the thin-film magnetic head 300.

【0045】図2に示す本発明に係る浮上式磁気ヘッド
350は、スライダ351と、スライダ351の端面3
51dに備えられた本発明に係る薄膜磁気ヘッド300
を主体として構成されている。符号355はスライダ3
51の磁気記録媒体の移動方向の上流側であるリーディ
ング側を示し、符号356はトレーリング側を示す。こ
のスライダ351の媒体対向面352には、レール35
1a、351a、351bが形成され、各レール同士間
は、エアーグルーブ351c、351cとされている。
A flying magnetic head 350 according to the present invention shown in FIG.
Thin film magnetic head 300 according to the present invention provided in 51d
Is mainly composed. Reference numeral 355 is the slider 3
Numeral 51 indicates a leading side which is an upstream side in the moving direction of the magnetic recording medium, and reference numeral 356 indicates a trailing side. A rail 35 is provided on the medium facing surface 352 of the slider 351.
1a, 351a, and 351b are formed, and air grooves 351c and 351c are formed between the rails.

【0046】また図3に示すように、本発明に係る薄膜
磁気ヘッド300は、スライダ351の端面351d上
に形成された絶縁層362に積層されており、絶縁層3
62上に積層された下部シールド層363と、下部シー
ルド層363に積層された下部絶縁層364と、下部絶
縁層364上に形成されて媒体対向面352上に露出す
る本発明に係るスピンバルブ型薄膜磁気素子1と、スピ
ンバルブ型薄膜磁気素子1を覆う上部絶縁層366と、
上部絶縁層366を覆う上部シールド層367とから構
成されている。また上部シールド層367は、後述する
インダクティブヘッドhの下部コア層と兼用とされてい
る。
As shown in FIG. 3, the thin-film magnetic head 300 according to the present invention is laminated on the insulating layer 362 formed on the end surface 351d of the slider 351.
62, a lower insulating layer 364 stacked on the lower shield layer 363, and a spin valve type according to the present invention formed on the lower insulating layer 364 and exposed on the medium facing surface 352. A thin-film magnetic element 1, an upper insulating layer 366 covering the spin-valve thin-film magnetic element 1,
And an upper shield layer 367 covering the upper insulating layer 366. The upper shield layer 367 is also used as a lower core layer of the inductive head h described later.

【0047】インダクティブヘッドhは、下部コア層
(上部シールド層)367と、下部コア層367に積層
されたギャップ層374と、コイル376と、コイル3
76を覆う上部絶縁層377と、ギャップ層374に接
合され、かつコイル376側にて下部コア層367に接
合される上部コア層378とから構成されている。コイ
ル376は、平面的に螺旋状となるようにパターン化さ
れている。また、コイル376のほぼ中央部分にて上部
コア層378の基端部378bが下部コア層367に磁
気的に接続されている。また、上部コア層378には、
アルミナなどからなるコア保護層379が積層されてい
る。
The inductive head h includes a lower core layer (upper shield layer) 367, a gap layer 374 laminated on the lower core layer 367, a coil 376, and a coil 3.
The upper core layer 378 is joined to the gap layer 374 and joined to the lower core layer 367 on the coil 376 side. The coil 376 is patterned so as to be spiral in a plane. In addition, the base end 378b of the upper core layer 378 is magnetically connected to the lower core layer 367 at a substantially central portion of the coil 376. In addition, the upper core layer 378 includes
A core protection layer 379 made of alumina or the like is laminated.

【0048】図1に示すように、本実施形態のスピンバ
ルブ型薄膜磁気素子1は、フリー磁性層、非磁性導電
層、固定磁性層及び反強磁性層が1層づつ積層され、更
に反強磁性層が下部絶縁層364側に配置されてなるボ
トム型のシングルスピンバルブ型薄膜磁気素子である。
As shown in FIG. 1, the spin-valve thin-film magnetic element 1 of the present embodiment has a free magnetic layer, a non-magnetic conductive layer, a fixed magnetic layer, and an antiferromagnetic layer laminated one by one. This is a bottom-type single spin-valve thin-film magnetic element in which a magnetic layer is disposed on the lower insulating layer 364 side.

【0049】本実施形態のスピンバルブ型薄膜磁気素子
1は、下部絶縁層364(基板)上に、Taなどからな
る下地層3、反強磁性層4、固定磁性層5、Cuなどか
らなる非磁性導電層6、フリー磁性層7及びTaなどか
らなる保護層8が順次積層されて形成された積層体9
と、この積層体9の両側に形成されてフリー磁性層7の
磁気モーメント方向を揃えるCoPt合金等からなる一
対のハードバイアス層32、32と、少なくともハード
バイアス層32、32上に形成されて検出電流(センス
電流)を積層体9に与えるCr、Ta、W、Au、R
h、Cu等からなる一対のリード層34、34とを主体
として構成されている。
In the spin-valve thin-film magnetic element 1 of this embodiment, a lower layer 3 made of Ta or the like, an antiferromagnetic layer 4, a fixed magnetic layer 5, and a non-magnetic layer made of Cu or the like are formed on a lower insulating layer 364 (substrate). A laminated body 9 formed by sequentially laminating a magnetic conductive layer 6, a free magnetic layer 7, and a protective layer 8 made of Ta or the like.
And a pair of hard bias layers 32, 32 made of a CoPt alloy or the like formed on both sides of the laminated body 9 and aligning the magnetic moment direction of the free magnetic layer 7, and formed on at least the hard bias layers 32, 32 and detected. Cr, Ta, W, Au, R for applying a current (sense current) to the laminate 9
It is mainly composed of a pair of lead layers 34, 34 made of h, Cu or the like.

【0050】フリー磁性層7は、第1強磁性自由層7a
と、第1非磁性中間層7bと、第2強磁性自由層7cと
が積層されて構成されている。第2強磁性自由層7cの
膜厚は、第1強磁性自由層7aの膜厚より小とされてい
る。第1強磁性自由層7aの磁気モーメント方向は、ハ
ードバイアス層32、32のバイアス磁界によって図示
X1 方向に揃えられている。また第2強磁性自由層7c
は、第1非磁性中間層7bを介して第1強磁性自由層7
aと反強磁性的に結合し、その磁気モーメント方向が図
示X1 方向の反対方向に揃えられる。
The free magnetic layer 7 includes a first ferromagnetic free layer 7a
, A first nonmagnetic intermediate layer 7b and a second ferromagnetic free layer 7c. The thickness of the second ferromagnetic free layer 7c is smaller than the thickness of the first ferromagnetic free layer 7a. The magnetic moment direction of the first ferromagnetic free layer 7a is aligned in the X1 direction in the figure by the bias magnetic field of the hard bias layers 32,32. The second ferromagnetic free layer 7c
Are connected to the first ferromagnetic free layer 7 via the first non-magnetic intermediate layer 7b.
a is antiferromagnetically coupled, and its magnetic moment direction is aligned in the direction opposite to the X1 direction in the figure.

【0051】このように第1、第2強磁性自由層7a、
7cの磁気モーメント方向が互いに反平行とされている
ため、それぞれの層の磁気モーメントが相互に打ち消し
合う関係にあるが、第1強磁性自由層7aが第2強磁性
自由層7cよりも厚く形成されているので、第1強磁性
自由層7aの磁気モーメントが僅かに残存し、これによ
りフリー磁性層7全体の磁気モーメント方向が図示X1
方向に揃えられる。なお、第1強磁性自由層7aの膜厚
を、第2強磁性自由層7cの膜厚より小としてもよく、
この場合はフリー磁性層7全体の磁気モーメント方向が
第1強磁性自由層7cの磁気モーメント方向に一致す
る。
As described above, the first and second ferromagnetic free layers 7a,
Since the directions of the magnetic moments of the layers 7c are antiparallel to each other, the magnetic moments of the respective layers are in a mutually canceling relationship. However, the first ferromagnetic free layer 7a is formed thicker than the second ferromagnetic free layer 7c. As a result, the magnetic moment of the first ferromagnetic free layer 7a slightly remains.
Aligned to the direction. The thickness of the first ferromagnetic free layer 7a may be smaller than the thickness of the second ferromagnetic free layer 7c,
In this case, the direction of the magnetic moment of the entire free magnetic layer 7 coincides with the direction of the magnetic moment of the first ferromagnetic free layer 7c.

【0052】また第1、2強磁性自由層7a、7cは、
NiFe合金、Co、CoNiFe合金、CoFe合
金、CoNi合金等により形成されるものであり、特に
NiFe合金より形成されることが好ましい。更に第
1、第2強磁性自由層7a、7cは同一の材料で形成さ
れることが好ましい。また第1非磁性中間層7bは、R
u、Rh、Ir、Cr、Re、Cuのうちの1種または
これらの合金からなることが好ましく、特にRuにより
形成されることが好ましい。第1強磁性自由層7aの膜
厚は3〜6nmの範囲が好ましく、第2強磁性自由層7
cの膜厚は0.5〜4nmの範囲が好ましく、第1非磁
性中間層7bの膜厚は0.7〜0.9nmの範囲が好ま
しい。
The first and second ferromagnetic free layers 7a and 7c are
It is formed of a NiFe alloy, Co, CoNiFe alloy, CoFe alloy, CoNi alloy, or the like, and is particularly preferably formed of a NiFe alloy. Further, the first and second ferromagnetic free layers 7a and 7c are preferably formed of the same material. Further, the first non-magnetic intermediate layer 7b is composed of R
It is preferably made of one of u, Rh, Ir, Cr, Re, and Cu or an alloy thereof, and particularly preferably made of Ru. The thickness of the first ferromagnetic free layer 7a is preferably in the range of 3 to 6 nm.
The thickness of c is preferably in the range of 0.5 to 4 nm, and the thickness of the first nonmagnetic intermediate layer 7b is preferably in the range of 0.7 to 0.9 nm.

【0053】フリー磁性層7は、第1、第2強磁性自由
層7a、7cが反強磁性的に結合し、かつ第1強磁性自
由層7aの磁気モーメントが残存しており、人工的なフ
ェリ磁性状態(synthetic ferrimagnet;シンセティック
フェリ磁性)を示す層となる。これによりフリー磁性層
7の磁気モーメント方向が、微少な外部磁界の変化でも
容易に変動することになり、スピンバルブ型薄膜磁気素
子1の再生感度を高くすることができる。
In the free magnetic layer 7, the first and second ferromagnetic free layers 7a and 7c are antiferromagnetically coupled, and the magnetic moment of the first ferromagnetic free layer 7a remains. The layer shows a ferrimagnetic state (synthetic ferrimagnet). As a result, the direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 7 easily fluctuates even with a small change in the external magnetic field, and the reproduction sensitivity of the spin-valve thin-film magnetic element 1 can be increased.

【0054】固定磁性層5は、第1強磁性ピンド層5a
と、第2非磁性中間層5bと、第2強磁性ピンド層5c
とが積層されて構成されている。第2強磁性ピンド層5
cの膜厚は、第1強磁性ピンド層5aの膜厚より大とさ
れている。第1強磁性ピンド層5aの磁気モーメント方
向は、反強磁性層4との交換結合磁界によって図示Y方
向に固定され、また第2強磁性ピンド層5cは、第2非
磁性中間層5bを介して第1強磁性ピンド層5aと反強
磁性的に結合し、その磁気モーメント方向が図示Y方向
の反対方向に固定される。
The fixed magnetic layer 5 includes a first ferromagnetic pinned layer 5a.
, A second nonmagnetic intermediate layer 5b, and a second ferromagnetic pinned layer 5c.
Are laminated. Second ferromagnetic pinned layer 5
The thickness of c is larger than the thickness of the first ferromagnetic pinned layer 5a. The direction of the magnetic moment of the first ferromagnetic pinned layer 5a is fixed in the illustrated Y direction by the exchange coupling magnetic field with the antiferromagnetic layer 4, and the second ferromagnetic pinned layer 5c is interposed via the second nonmagnetic intermediate layer 5b. As a result, the pinned layer is antiferromagnetically coupled to the first ferromagnetic pinned layer 5a, and its magnetic moment direction is fixed in the direction opposite to the Y direction in the figure.

【0055】このように第1、第2強磁性ピンド層5
a、5cの磁気モーメント方向が互いに反平行とされて
いるため、それぞれの層の磁気モーメントが相互に打ち
消し合う関係にあるが、第2強磁性ピンド層5cが第1
強磁性ピンド層5aよりも厚く形成されているので、第
2強磁性ピンド層5cの磁気モーメントが僅かに残存
し、これにより固定磁性層5全体の磁気モーメント方向
が図示Y方向の反対方向に固定される。なお、第2強磁
性ピンド層5cの膜厚を、第1強磁性ピンド層5aの膜
厚より小としてもよく、この場合は固定磁性層5全体の
磁気モーメント方向が第1強磁性ピンド層5aの磁気モ
ーメント方向に一致する。
As described above, the first and second ferromagnetic pinned layers 5
Since the directions of the magnetic moments a and 5c are antiparallel to each other, the magnetic moments of the respective layers are in a relationship of canceling each other, but the second ferromagnetic pinned layer 5c is
Since it is formed thicker than the ferromagnetic pinned layer 5a, the magnetic moment of the second ferromagnetic pinned layer 5c slightly remains, so that the direction of the magnetic moment of the entire fixed magnetic layer 5 is fixed in the direction opposite to the Y direction in the figure. Is done. The thickness of the second ferromagnetic pinned layer 5c may be smaller than the thickness of the first ferromagnetic pinned layer 5a. In this case, the direction of the magnetic moment of the entire fixed magnetic layer 5 is changed to the first ferromagnetic pinned layer 5a. In the direction of the magnetic moment.

【0056】また第1、2強磁性ピンド層5a、5c
は、NiFe合金、Co、CoNiFe合金、CoFe
合金、CoNi合金等により形成されるものであり、特
にCoより形成されることが好ましい。更に第1、第2
強磁性ピンド層5a、5cは同一の材料で形成されるこ
とが好ましい。また第2非磁性中間層5bは、Ru、R
h、Ir、Cr、Re、Cuのうちの1種またはこれら
の合金からなることが好ましく、特にRuにより形成さ
れることが好ましい。第1強磁性ピンド層5aの膜厚は
1〜2.5nmの範囲が好ましく、第2強磁性ピンド層
5cの膜厚は2〜3nmの範囲が好ましく、第2非磁性
中間層5bの膜厚は0.7〜0.9nmの範囲が好まし
い。
The first and second ferromagnetic pinned layers 5a, 5c
Are NiFe alloy, Co, CoNiFe alloy, CoFe
It is formed of an alloy, a CoNi alloy, or the like, and is particularly preferably formed of Co. Furthermore, the first and second
It is preferable that the ferromagnetic pinned layers 5a and 5c are formed of the same material. The second non-magnetic intermediate layer 5b is made of Ru, R
It is preferably made of one of h, Ir, Cr, Re, and Cu or an alloy thereof, and particularly preferably made of Ru. The thickness of the first ferromagnetic pinned layer 5a is preferably in the range of 1 to 2.5 nm, the thickness of the second ferromagnetic pinned layer 5c is preferably in the range of 2 to 3 nm, and the thickness of the second nonmagnetic intermediate layer 5b. Is preferably in the range of 0.7 to 0.9 nm.

【0057】固定磁性層5は、第1、第2強磁性ピンド
層5a、5cがそれぞれ反強磁性的に結合し、かつ第2
強磁性ピンド層5cの磁気モーメントが残存しており、
人工的なフェリ磁性状態(synthetic ferrimagnet;シン
セティックフェリ磁性)を示す層となる。これにより、
固定磁性層5の磁気モーメント方向を強固に固定して固
定磁性層5を安定させることができる。また、フリー磁
性層7の磁気モーメント方向と固定磁性層5の磁気モー
メント方向とが交叉する関係になる。
The pinned magnetic layer 5 includes first and second ferromagnetic pinned layers 5a and 5c which are antiferromagnetically coupled to each other, and
The magnetic moment of the ferromagnetic pinned layer 5c remains,
The layer shows an artificial ferrimagnetic state (synthetic ferrimagnet). This allows
The fixed magnetic layer 5 can be stabilized by firmly fixing the magnetic moment direction of the fixed magnetic layer 5. The direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 7 and the direction of the magnetic moment of the fixed magnetic layer 5 intersect.

【0058】なお、フリー磁性層7及び固定磁性層5は
それぞれ、2つの強磁性層(第1、2強磁性自由層7
a、7c、第1、2強磁性ピンド層5a、5c)により
構成されているが、これに限られず、2以上の強磁性層
により構成されていても良い。この場合には、これらの
強磁性層の間に非磁性中間層がそれぞれ挿入されるとと
もに、隣接する強磁性層同士のそれぞれの磁気モーメン
ト方向が反平行とされて全体がフェリ磁性状態とされて
いることが好ましい。
Each of the free magnetic layer 7 and the pinned magnetic layer 5 has two ferromagnetic layers (first and second ferromagnetic free layers 7).
a, 7c, the first and second ferromagnetic pinned layers 5a, 5c), but are not limited thereto, and may be composed of two or more ferromagnetic layers. In this case, a non-magnetic intermediate layer is inserted between these ferromagnetic layers, and the directions of the magnetic moments of the adjacent ferromagnetic layers are made antiparallel, and the whole is brought into a ferrimagnetic state. Is preferred.

【0059】非磁性導電層6はフリー磁性層7と固定磁
性層5との磁気的な結合を小さくさせるとともに検出電
流(センス電流)が主に流れる層であり、Cu、Cr、
Au、Agなどに代表される導電性を有する非磁性材料
より形成されることが好ましく、特にCuより形成され
ることが好ましい。また非磁性導電層6の膜厚は2〜3
nmの範囲とすることが好ましい。
The non-magnetic conductive layer 6 is a layer for reducing the magnetic coupling between the free magnetic layer 7 and the pinned magnetic layer 5 and for mainly supplying a detection current (sense current).
It is preferably formed of a nonmagnetic material having conductivity represented by Au, Ag, and the like, and particularly preferably formed of Cu. The thickness of the nonmagnetic conductive layer 6 is 2-3.
It is preferably in the range of nm.

【0060】反強磁性層4は、PtMn合金で形成され
ていることが好ましい。PtMn合金は、従来から反強
磁性層として使用されているNiMn合金やFeMn合
金などに比べて耐食性に優れ、しかもブロッキング温度
が高く、交換結合磁界も大きい。また、反強磁性層4
は、XMn合金、PtX’Mn合金(ただし前記組成式
において、XはPt、Pd、Ir、Rh、Ru、Osの
なかから選択される1種を示し、X’はPd、Cr、R
u、Ni、Ir、Rh、Os、Au、Ag、Ne、A
r、Xe、Krのなかから選択される1種または2種以
上を示す)のいずれかより形成されていても良い。
The antiferromagnetic layer 4 is preferably made of a PtMn alloy. The PtMn alloy has excellent corrosion resistance, a high blocking temperature, and a large exchange coupling magnetic field as compared with a NiMn alloy, a FeMn alloy, or the like which has been conventionally used as an antiferromagnetic layer. The antiferromagnetic layer 4
Represents an XMn alloy or a PtX'Mn alloy (wherein, in the above composition formula, X represents one selected from Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, and Os, and X 'represents Pd, Cr, R
u, Ni, Ir, Rh, Os, Au, Ag, Ne, A
r, Xe, or Kr).

【0061】前記PtMn合金および前記XMnの式で
示される合金において、PtあるいはXが37〜63原
子%の範囲であることが望ましい。より好ましくは、4
4〜57原子%の範囲である。さらにまた、PtX’M
nの式で示される合金において、X’+Ptが37〜6
3原子%の範囲であることが望ましい。より好ましく
は、44〜57原子%の範囲である。また反強磁性層4
の膜厚は8〜20nmの範囲とすることが好ましい。
In the PtMn alloy and the alloy represented by the formula XMn, Pt or X is desirably in the range of 37 to 63 atomic%. More preferably, 4
It is in the range of 4-57 atomic%. Furthermore, PtX'M
In the alloy represented by the formula n, X ′ + Pt is 37 to 6
It is desirable to be in the range of 3 atomic%. More preferably, it is in the range of 44 to 57 atomic%. The antiferromagnetic layer 4
Is preferably in the range of 8 to 20 nm.

【0062】反強磁性層4として上記した適正な組成範
囲の合金を使用し、これを磁場中熱処理することで、大
きな交換結合磁界を発生する反強磁性層4を得ることが
でき、この交換結合磁界によって固定磁性層5の磁気モ
ーメント方向を強固に固定できる。とくに、PtMn合
金であれば、6.4×104A/mを越える交換結合磁
界を有し、交換結合磁界を失うブロッキング温度が65
3K(380℃)と極めて高い反強磁性層4を得ること
ができる。
By using an alloy having an appropriate composition range as described above as the antiferromagnetic layer 4 and subjecting it to a heat treatment in a magnetic field, the antiferromagnetic layer 4 generating a large exchange coupling magnetic field can be obtained. The direction of the magnetic moment of the fixed magnetic layer 5 can be firmly fixed by the coupling magnetic field. In particular, a PtMn alloy has an exchange coupling magnetic field exceeding 6.4 × 10 4 A / m, and the blocking temperature at which the exchange coupling magnetic field is lost is 65.
The antiferromagnetic layer 4 as extremely high as 3 K (380 ° C.) can be obtained.

【0063】また反強磁性層4は、固定磁性層5やフリ
ー磁性層7よりも図示X1 方向両側に突出して形成され
ている。そして、この反強磁性層4の突出部4a、4a
上に、絶縁層30,30、ハードバイアス層32、3
2、および、リード層34、34が順次積層されてい
る。また反強磁性層4の突出部4a、4a上および積層
体9の側面9b,9bに位置する絶縁層30,30とハ
ードバイアス層32、32との間には、Ta、Wまたは
Crからなるバイアス下地層31、31が積層されてい
る。例えば、非磁性金属であって体心立方構造(bcc
構造)であるCrからなるバイアス下地層31、31上
にハードバイアス層32、32を形成すると、ハードバ
イアス層32、32の保磁力および角形比が大きくな
り、フリー磁性層7の単磁区化に必要なバイアス磁界を
増大させることができる。
The antiferromagnetic layer 4 is formed so as to protrude from the fixed magnetic layer 5 and the free magnetic layer 7 on both sides in the X1 direction in the figure. The protruding portions 4a, 4a of the antiferromagnetic layer 4
The insulating layers 30, 30 and the hard bias layers 32, 3
2, and lead layers 34, 34 are sequentially laminated. Also, between the insulating layers 30, 30 located on the protrusions 4a, 4a of the antiferromagnetic layer 4 and the side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9 and the hard bias layers 32, 32, are made of Ta, W or Cr. Bias underlayers 31, 31 are stacked. For example, a non-magnetic metal having a body-centered cubic structure (bcc
When the hard bias layers 32, 32 are formed on the bias underlayers 31, 31 made of Cr, the coercive force and the squareness of the hard bias layers 32, 32 increase, and the free magnetic layer 7 becomes a single magnetic domain. The required bias magnetic field can be increased.

【0064】ハードバイアス層32,32は例えばCo
Pt(コバルト白金)合金から構成され、積層体9の図
示X1 方向両側、即ちトラック幅方向両側に設けられて
いる。特にハードバイアス層32,32はフリー磁性層
7の図示X1 方向両側に位置させることにより、バイア
ス磁界をフリー磁性層7に効率よく印加してフリー磁性
層7の磁気モーメント方向を揃え、バルクハウゼンノイ
ズを低減することができる。
The hard bias layers 32 are made of, for example, Co.
Pt consists (cobalt platinum) alloy, illustrated X 1 direction on both sides of the stack 9, i.e. is provided on both sides in the track width direction. In particular, by disposing the hard bias layers 32 and 32 on both sides of the free magnetic layer 7 in the X1 direction in the drawing, a bias magnetic field is efficiently applied to the free magnetic layer 7 so that the magnetic moment directions of the free magnetic layer 7 are aligned, and Barkhausen noise is reduced. Can be reduced.

【0065】積層体9のトラック幅方向の側面9b,9
bには、絶縁層30,30が形成されており、この絶縁
層30,30は、積層体9の両側におけるハードバイア
ス層33,33の下側から積層体9の側面9b,9b、
および、積層体9の図示X1方向の両端部分9a、9a
上まで延在して形成されている。積層体9の図示X1方
向の両端部分とは、積層体9のうちハードバイアス層3
2,32に隣接する部分である。また、ハードバイアス
層32,32上には絶縁膜33,33が形成されてい
る。この絶縁膜33,33は、ハードバイアス層33,
33上積層体9側でそれぞれ絶縁層30,30と接続さ
れている。
The side surfaces 9 b and 9 of the laminated body 9 in the track width direction
b, insulating layers 30, 30 are formed, and the insulating layers 30, 30 are formed on both sides of the laminated body 9 from below the hard bias layers 33, 33, on the side surfaces 9 b, 9 b,
And both end portions 9a, 9a of the laminate 9 in the illustrated X1 direction.
It is formed to extend up. The both ends of the laminate 9 in the X1 direction in the drawing are the hard bias layers 3 of the laminate 9.
2 and 32. Further, insulating films 33, 33 are formed on the hard bias layers 32, 32. The insulating films 33, 33 are formed on the hard bias layer 33,
The upper layer 33 is connected to the insulating layers 30 on the side of the laminated body 33.

【0066】絶縁層30,30および絶縁膜33,33
は、酸化アルミニウム、酸化シリコン、酸化タンタル、
酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化ハフニウム、酸化
クロム、酸化バナジウム、酸化ニオブのうちのいずれか
1種またはこれら2種以上の混合物(複合酸化物)から
なることが好ましく、また膜厚は0.5nm以上20n
m以下の範囲であることが好ましい。絶縁層30,30
は、積層体9の側面9b,9b位置における、膜厚が
0.5nm未満であると、絶縁膜33,33にピンホー
ルの生じてハードバイアス層32,32と積層体9との
間の絶縁が不完全であるおそれがあるので好ましくな
く、膜厚が20nmを越えると、ハードバイアス層3
2,32のバイアス磁界によってフリー磁性層7の磁気
モーメント方向を上記の方向に充分揃えることができな
くなる可能性があるとともに、膜厚が増大してしまうこ
とでスピンバルブ型薄膜磁気素子1自体が厚くなり、ギ
ャップ幅が拡大してしまうので好ましくない。絶縁膜3
3,33は、膜厚が0.5nm未満であると、絶縁膜3
3,33にピンホールの生じるおそれがあるので好まし
くなく、膜厚が20nmを越えるとスピンバルブ型薄膜
磁気素子1自体が厚くなり、ギャップ幅が拡大してしま
うので好ましくない。
The insulating layers 30, 30 and the insulating films 33, 33
Is aluminum oxide, silicon oxide, tantalum oxide,
It is preferably made of any one of titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, chromium oxide, vanadium oxide, and niobium oxide or a mixture (complex oxide) of two or more thereof, and has a thickness of 0.5 nm or more. 20n
m or less. Insulating layers 30, 30
If the film thickness is less than 0.5 nm at the side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9, pinholes are formed in the insulating films 33, 33, and the insulation between the hard bias layers 32, 32 and the laminated body 9 is formed. Is not preferable because the thickness of the hard bias layer 3 may be incomplete.
Due to the bias magnetic fields of 2, 32, the direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 7 may not be sufficiently aligned with the above-mentioned direction, and the spin-valve thin-film magnetic element 1 itself may be reduced due to an increase in the film thickness. It is not preferable because the thickness is increased and the gap width is increased. Insulating film 3
The insulating films 3 and 33 have a thickness of less than 0.5 nm.
If the film thickness exceeds 20 nm, the spin-valve thin-film magnetic element 1 itself becomes thick and the gap width increases, which is not preferable.

【0067】次に一対のリード層34,34は、絶縁膜
33,33を介してハードバイアス層32,32上に形
成され、更に絶縁層30,30よりも積層体9の中央側
まで延在している。すなわち、リード層34,34には
積層体9の一部上まで延在するオーバーレイ部34a、
34aがそれぞれ設けられ、このオーバーレイ部34
a、34aの先端部分34b、34bが絶縁層30,3
0よりも積層体9の中央側まで延在し、この先端部分3
4b、34bが積層体9に接合している。またリード層
34,34は、図示X1 方向において相互にTwの間隔
をあけて配置されている。この間隔Twがスピンバルブ
型薄膜磁気素子1の光学的なトラック幅となる。オーバ
ーレイ部34a、34aのトラック幅方向の幅は、図1
において符号W1 で示しており、0.1μm以上0.3
μm以下の範囲が好ましい。オーバーレイ部34a、3
4aの幅W1 を上記の範囲とすることにより、バイアス
磁界によって磁気モーメント方向が固定されるフリー磁
性層の両端部分にセンス電流が流れることがなく、スピ
ンバルブ型薄膜磁気素子1のトラック幅を狭くするとと
もに感度を向上することができる。
Next, the pair of lead layers 34, 34 are formed on the hard bias layers 32, 32 via the insulating films 33, 33, and further extend to the center of the stacked body 9 beyond the insulating layers 30, 30. are doing. That is, the lead layers 34, 34 have an overlay portion 34 a extending over a part of the laminate 9,
34a are provided respectively, and the overlay portion 34a
a, 34a are insulating layers 30, 3
0, and extends to the center side of the laminated body 9.
4b and 34b are joined to the laminated body 9. The lead layers 34, 34 are arranged at an interval of Tw in the X1 direction in the figure. This interval Tw becomes the optical track width of the spin-valve thin-film magnetic element 1. The width of the overlay portions 34a, 34a in the track width direction is shown in FIG.
At 0.1 μm to 0.3 μm.
The range of not more than μm is preferred. Overlay portions 34a, 3
By setting the width W1 of 4a within the above range, a sense current does not flow to both ends of the free magnetic layer in which the direction of the magnetic moment is fixed by the bias magnetic field, and the track width of the spin-valve thin-film magnetic element 1 is reduced. And the sensitivity can be improved.

【0068】リード層34、34は、先端部分34b、
34bのみが積層体9に接合し、先端部分34b、34
b以外の部分は絶縁層30,30によって積層体9から
絶縁されるとともに、絶縁膜33,33によってハード
バイアス層32,32から絶縁されている。従ってリー
ド層34,34から積層体9に印加されるセンス電流
は、図1中、矢印Jで示すようにリード層34,34の
先端部分34b、34bのみから積層体9に印加され、
積層体9の側面9b,9bから積層体9に印加されるこ
とはない。
The lead layers 34, 34 have a tip portion 34b,
Only 34b is joined to the laminate 9 and the tip portions 34b, 34
Portions other than b are insulated from the stacked body 9 by the insulating layers 30 and 30 and are insulated from the hard bias layers 32 by the insulating films 33 and 33. Therefore, the sense current applied to the laminate 9 from the lead layers 34, 34 is applied to the laminate 9 only from the tip portions 34b, 34b of the lead layers 34, 34 as shown by the arrow J in FIG.
No voltage is applied to the laminate 9 from the side surfaces 9b, 9b of the laminate 9.

【0069】尚、各リード層34,34の先端部分34
b、34bの図示X1 方向の幅W2は0.01μm以上
0.05μm以下の範囲であることが好ましい。先端部
分34b、34bの幅が上記の範囲であれば、リード層
34,34と積層体9の接合面積が広く確保されるため
に先端部分34b、34bにおける接触抵抗が低減さ
れ、積層体9にセンス電流を効率よく与えることができ
る。
The leading end portions 34 of the lead layers 34, 34
It is preferable that the width W2 of the b and 34b in the X1 direction is in the range of 0.01 μm to 0.05 μm. When the widths of the tip portions 34b, 34b are within the above range, a large bonding area between the lead layers 34, 34 and the laminate 9 is ensured, so that the contact resistance at the tip portions 34b, 34b is reduced, and A sense current can be efficiently provided.

【0070】一方、リード層34,34とハードバイア
ス層32,32の間は絶縁膜33,33で絶縁されてお
り、さらにハードバイアス層32,32と積層体9の側
面9b,9bとの間は絶縁層30,30で絶縁されてい
るため、センス電流がハードバイアス層32,32を介
して積層体9の側面9b,9bに流入することがない。
さらに、オーバーレイ部34a,34aと積層体9の両
端部分9a、9aの間には絶縁層30,30が延在して
いるので、センス電流がオーバーレイ部34a、34a
から積層体9の両端部分9a,9aに向けて流れること
がない。
On the other hand, between the lead layers 34, 34 and the hard bias layers 32, 32 are insulated by insulating films 33, 33, and further, between the hard bias layers 32, 32 and the side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9. Is insulated by the insulating layers 30, 30, so that the sense current does not flow into the side surfaces 9 b, 9 b of the stacked body 9 via the hard bias layers 32, 32.
Furthermore, since the insulating layers 30, 30 extend between the overlay portions 34a, 34a and both end portions 9a, 9a of the laminated body 9, the sense current is reduced by the overlay portions 34a, 34a.
Does not flow toward both end portions 9a, 9a of the laminated body 9 from above.

【0071】従って積層体9のなかで最もセンス電流が
集中するのは、リード層34,34が形成されていない
中央の部分であり、この中央部分において磁気抵抗(M
R)効果が顕著となり、磁気記録媒体の漏れ磁界の検出
感度が高くなる。そこで、この中央部分を図1に示すよ
うに感度領域Sと称する。
Therefore, the most concentrated sense current in the laminated body 9 is the central portion where the lead layers 34 and 34 are not formed, and the magnetic resistance (M
R) The effect becomes remarkable, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium increases. Therefore, this central portion is referred to as a sensitivity region S as shown in FIG.

【0072】一方、積層体9のうち、リード層の先端部
分34b、34b及び絶縁層30,30が被着されてい
る部分(両端部分9a、9a)においては、センス電流
が少なくなって磁気抵抗(MR)効果が実質的に小さく
なり、磁気記録媒体の漏れ磁界の検出感度が小さくな
る。また、積層体9の両端部分9a、9aでは、フリー
磁性層7の磁気モーメント方向がハードバイアス層3
2,32のバイアス磁界により強く固定されているの
で、磁気抵抗効果が発現しにくい状態になっている。更
に両端部分9a、9aには絶縁層30,30の存在によ
ってセンス電流が全く流れないため、磁気抵抗効果が実
質的に発現せず、磁気記録媒体の漏れ磁界の検出感度が
0になる。以上のことから、リード層の先端部分34
b、34b及び絶縁層30,30が被着されている部分
(両端部分9a、9a)を図1に示すように不感度領域
Nと称することができる。
On the other hand, in the portions of the laminate 9 where the leading end portions 34b, 34b of the lead layer and the insulating layers 30, 30 are attached (both end portions 9a, 9a), the sense current is reduced and the magnetoresistance is reduced. The (MR) effect is substantially reduced, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium is reduced. At both end portions 9a of the laminated body 9, the direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 7 is
Since it is strongly fixed by the bias magnetic fields 2 and 32, the magnetoresistance effect is hardly developed. Further, no sense current flows at both ends 9a, 9a due to the presence of the insulating layers 30, 30, so that the magnetoresistive effect does not substantially appear, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium becomes zero. From the above, the leading end portion 34 of the lead layer
The portions (both end portions 9a, 9a) where b, 34b and the insulating layers 30, 30 are applied can be referred to as insensitive regions N as shown in FIG.

【0073】このように、リード層34、34の先端部
分34b、34bのみを積層体9に接合させ、リード層
34,34の他の部分を絶縁層30,30で絶縁すると
ともに、積層体9の側面9b,9bを絶縁層30,30
で絶縁することにより、実質的に磁気記録媒体からの記
録磁界の再生に寄与する部分(感度領域S)と、実質的
に磁気記録媒体からの記録磁界の再生に寄与しない部分
(不感度領域N)とが形成され、感度領域Sの幅Twが
スピンバルブ型薄膜磁気素子1のトラック幅となり、狭
トラック化に対応することができる。また、積層体9の
感度領域Sにセンス電流を集中させることができ、感度
領域Sにおける抵抗変化率が向上し、スピンバルブ型薄
膜磁気素子1の出力特性を向上できる。特に、積層体9
の両端部分9a、9aでは絶縁層30,30によってセ
ンス電流が遮断され、磁気抵抗効果が発現することなく
検出感度が0になるので、スピンバルブ型薄膜磁気素子
1のサイドリーディングを防止することができる。
As described above, only the leading end portions 34b, 34b of the lead layers 34, 34 are joined to the laminated body 9, and the other parts of the lead layers 34, 34 are insulated by the insulating layers 30, 30. Side surfaces 9b, 9b of insulating layers 30, 30
By insulating the magnetic recording medium, a portion that substantially contributes to the reproduction of the recording magnetic field from the magnetic recording medium (the sensitivity region S) and a portion that does not substantially contribute to the reproduction of the recording magnetic field from the magnetic recording medium (the insensitive region N) ) Is formed, and the width Tw of the sensitive region S becomes the track width of the spin-valve thin-film magnetic element 1, and it is possible to cope with a narrow track. Further, the sense current can be concentrated on the sensitivity region S of the multilayer body 9, the resistance change rate in the sensitivity region S is improved, and the output characteristics of the spin-valve thin-film magnetic element 1 can be improved. In particular, the laminate 9
In the both end portions 9a, 9a, the sense current is cut off by the insulating layers 30, 30 and the detection sensitivity becomes 0 without manifesting the magnetoresistive effect. it can.

【0074】次に、上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子
1の製造方法を図面を参照して説明する。この製造方法
は、基板上に断面視略台形状の積層体を形成する積層体
形成工程と、ハードバイアス層を積層するバイアス層形
成工程と、絶縁膜形成工程と、第2レジスト形成工程
と、エッチング工程と、リード層形成工程とからなる。
Next, a method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element 1 will be described with reference to the drawings. This manufacturing method includes a laminate forming step of forming a substantially trapezoidal laminate in cross section on a substrate, a bias layer forming step of laminating a hard bias layer, an insulating film forming step, a second resist forming step, It comprises an etching step and a lead layer forming step.

【0075】まず、積層体形成工程では、図4に示すよ
うに、下部絶縁層364(基板)上に下地層3、反強磁
性層4、第1強磁性ピンド層5a、第1非磁性中間層5
b、第2強磁性ピンド層5c、非磁性導電層6、第1強
磁性自由層7a、第2非磁性中間層7b、第2強磁性自
由層7c及び保護層8を順次積層して積層膜9cを形成
する。次に磁場中アニール処理等を行って反強磁性層4
から固定磁性層5に交換結合磁界を発現させて固定磁性
層5の磁化方向を固定する。次に、積層膜9c上に第1
リフトオフレジストL1 を形成する。第1リフトオフレ
ジストL1 は、積層膜9cに接する当接面51とこの当
接面51を挟む両側面52、52とを具備してなるもの
であり、また当接面51と両側面52、52の間であっ
て当接面51のトラック幅方向両側に一対の切込部5
3、53が設けられている。
First, in the laminated body forming step, as shown in FIG. 4, a lower layer 3, an antiferromagnetic layer 4, a first ferromagnetic pinned layer 5a, and a first nonmagnetic intermediate layer are formed on a lower insulating layer 364 (substrate). Layer 5
b, the second ferromagnetic pinned layer 5c, the nonmagnetic conductive layer 6, the first ferromagnetic free layer 7a, the second nonmagnetic intermediate layer 7b, the second ferromagnetic free layer 7c, and the protective layer 8 are sequentially laminated. 9c is formed. Next, annealing in a magnetic field or the like is performed to form the antiferromagnetic layer 4.
Then, an exchange coupling magnetic field is generated in the fixed magnetic layer 5 to fix the magnetization direction of the fixed magnetic layer 5. Next, the first film is formed on the laminated film 9c.
A lift-off resist L1 is formed. The first lift-off resist L1 has a contact surface 51 in contact with the laminated film 9c and both side surfaces 52, 52 sandwiching the contact surface 51. The contact surface 51 and both side surfaces 52, 52 are provided. And a pair of notches 5 on both sides of the contact surface 51 in the track width direction.
3 and 53 are provided.

【0076】 次に、図5に示すように、下部絶縁層3
64(基板)の面内方向に対して角度θd2の方向から、
Ar等の不活性ガス元素のイオンビーム等からなるエッ
チング粒子を積層膜9cに照射し、第1リフトオフレジ
ストL1 の両側面52、52よりも図示X1 方向外側
(トラック幅方向外側)にある積層膜9cを反強磁性層
4の途中までエッチングする。このようにして、断面視
略台形状で側面9b,9bを有する積層体9を形成す
る。ここまでの工程が積層体形成工程に相当する。な
お、積層体9の反強磁性層4は、この層の途中までエッ
チングされたことによってその一部が残存し、図示X1
方向両側に延出する延出部4a、4aを有した状態とさ
れている。
Next, as shown in FIG. 5, the lower insulating layer 3
64 (substrate) from the direction of the angle θ d2 with respect to the in-plane direction,
The laminated film 9c is irradiated with etching particles composed of an ion beam of an inert gas element such as Ar and the like, and the laminated film located outside the both side surfaces 52, 52 of the first lift-off resist L1 in the X1 direction (outside in the track width direction). 9c is etched partway through the antiferromagnetic layer 4. In this way, the laminate 9 having the substantially trapezoidal cross section and the side surfaces 9b, 9b is formed. The steps so far correspond to a laminate forming step. The antiferromagnetic layer 4 of the laminated body 9 remains partially due to being etched partway through the layer, and the antiferromagnetic layer 4 shown in FIG.
It has an extension 4a, 4a extending to both sides in the direction.

【0077】 また、エッチング粒子の照射は、Arに
よるイオンミリングや、反応性イオンエッチング(RI
E)等により行うことが好ましい。これらの方法は、エ
ッチング粒子の直進性に優れており、エッチング粒子を
特定の方向から照射できる。また、エッチング粒子の照
射方向を決める角度θd2は60〜90°の範囲であるこ
とが好ましい。角度角度θd2は、例えばイオンガンのグ
リッドと、下部絶縁層364とのなす角度を調整するこ
とにより規定することができる。
The irradiation of the etching particles is performed by ion milling with Ar or reactive ion etching (RI
It is preferable to carry out according to E) and the like. These methods are excellent in the straightness of the etching particles, and can irradiate the etching particles from a specific direction. The angle θ d2 for determining the irradiation direction of the etching particles is preferably in the range of 60 to 90 °. The angle θ d2 can be defined, for example, by adjusting the angle between the grid of the ion gun and the lower insulating layer 364.

【0078】 このように、角度角度θd2からエッチン
グ粒子を照射することにより、積層膜9cに対して異方
性エッチングを行うことができ、第1リフトオフレジス
トL1の両側面52、52より外側にある積層膜9aを
エッチングして、略台形状で側面9b,9bを有する積
層体9を形成することができる。
As described above, by irradiating the etching particles from the angle θ d2 , the anisotropic etching can be performed on the laminated film 9 c, and the anisotropic etching can be performed on both sides 52, 52 of the first lift-off resist L 1. By etching a certain laminated film 9a, a laminated body 9 having substantially trapezoidal side surfaces 9b, 9b can be formed.

【0079】次に絶縁層形成工程においては、図6に示
すように、イオンビームスパッタ法等を用いて、下部絶
縁層364(基板)に対して角度θd1(ただしθd2>θ
d1)の方向からスパッタ粒子を堆積することにより、絶
縁層30,30を形成する。このとき、スパッタ粒子
は、第1リフトオフレジストL1 のない反強磁性層4の
延出部4a、4a上および積層体9の両側面9b,9b
上に堆積するとともに、第1リフトオフレジストL1 の
切込部53,53にも入り込み、これにより絶縁層3
0,30が、反強磁性層4の延出部4a、4a上および
積層体9の両側面9b,9b上、そして、切込部53,
53に対応する位置にある積層体9の両端部分上まで延
在して形成される。また、スパッタ粒子の堆積の際に
は、第1リフトオフレジストL1 にもスパッタ粒子が堆
積し、絶縁層30と同じ組成の層30’が形成する。
Next, in the insulating layer forming step, as shown in FIG. 6, the angle θ d1 (where θ d2 > θ) is formed with respect to the lower insulating layer 364 (substrate) by using an ion beam sputtering method or the like.
The insulating layers 30, 30 are formed by depositing sputter particles from the direction of d1 ). At this time, the sputtered particles are deposited on the extended portions 4a, 4a of the antiferromagnetic layer 4 without the first lift-off resist L1 and on both side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9.
The insulating layer 3 is deposited on the insulating layer 3 while entering the cut portions 53 of the first lift-off resist L1.
0, 30 are provided on the extended portions 4a, 4a of the antiferromagnetic layer 4 and on both side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9;
It is formed to extend over both end portions of the laminated body 9 at positions corresponding to 53. When the sputter particles are deposited, the sputter particles also deposit on the first lift-off resist L1 to form a layer 30 'having the same composition as the insulating layer 30.

【0080】ここで、角度θd1は40〜80°の範囲で
あることが好ましい。角度θd1は角度θd2より小さくす
ること、即ち下部絶縁層364表面に対して角度θd1
角度θd2より鋭角にすることが好ましい。角度θd1は、
例えばスパッタ用ターゲットの表面と、下部絶縁層36
4とのなす角度を調整することにより規定することがで
きる。このようにスパッタ粒子を角度θd1の方向から堆
積することにより、スパッタ粒子を切込部53,53に
入り込ませ、これにより絶絶縁層30,30を反強磁性
層4の延出部4a、4aおよび積層体9の側面9b,9
b上から積層体9の両端部分9a、9aまで延在させて
形成することができる。
Here, it is preferable that the angle θ d1 is in the range of 40 to 80 °. Preferably, the angle θ d1 is smaller than the angle θ d2 , that is, the angle θ d1 is more acute than the angle θ d2 with respect to the surface of the lower insulating layer 364. The angle θ d1 is
For example, the surface of the sputtering target and the lower insulating layer 36
The angle can be defined by adjusting the angle between the first and fourth positions. By depositing the sputtered particles from the direction of the angle θ d1 as described above, the sputtered particles enter the cut portions 53, 53, and thereby the insulating layers 30, 30 extend from the extending portions 4a, 4a of the antiferromagnetic layer 4. 4a and side surfaces 9b, 9 of the laminate 9
b to extend to both end portions 9a, 9a of the laminated body 9 from above.

【0081】次にバイアス層形成工程においては、図7
に示すように、イオンビームスパッタ法等を用いて、下
部絶縁層364(基板)に対して角度θd2の方向から別
のスパッタ粒子を積層体9の両側に堆積することによ
り、バイアス下地層31とハードバイアス層32を積層
する。ここで、角度θd2は60〜90°の範囲であるこ
とが好ましく、積層体形成工程におけるエッチング角度
とほぼ同等の範囲に設定されることができる。ここで、
バイアス下地層31及びハードバイアス層32は、積層
体9の両側に延在する反強磁性層4の延出部4a、4a
上および積層体9の側面9b,9b上に位置する絶縁層
30,30上に積層する。また、ハードバイアス層3
2,32は、少なくともフリー磁性層7と同じ階層位置
まで積層することが好ましい。また、別のスパッタ粒子
の堆積の際には、第1リフトオフレジストL1 にもスパ
ッタ粒子が堆積し、層30’上にバイアス下地層31及
びハードバイアス層32と同じ組成の層31’,32’
が形成する。
Next, in the bias layer forming step, FIG.
As shown in FIG. 7, another sputtered particle is deposited on both sides of the stacked body 9 from the direction of the angle θ d2 with respect to the lower insulating layer 364 (substrate) by using an ion beam sputtering method or the like, so that the bias underlayer 31 is formed. And the hard bias layer 32 are laminated. Here, the angle θ d2 is preferably in the range of 60 to 90 °, and can be set to a range substantially equal to the etching angle in the stacked body forming step. here,
The bias underlayer 31 and the hard bias layer 32 are formed by extending portions 4 a, 4 a of the antiferromagnetic layer 4 extending on both sides of the stacked body 9.
It is laminated on the insulating layers 30, 30 located on the upper side and on the side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9. The hard bias layer 3
It is preferable that the layers 2 and 32 are stacked at least up to the same layer position as the free magnetic layer 7. When another sputtered particle is deposited, the sputtered particle is also deposited on the first lift-off resist L1, and the layers 31 'and 32' having the same composition as the bias underlayer 31 and the hard bias layer 32 are formed on the layer 30 '.
Is formed.

【0082】さらに絶縁膜形成工程では、図7に示すよ
うに、下部絶縁層364(基板)に対して角度θd2方向
からスパッタ粒子をハードバイアス層32、32上に堆
積して絶縁層30,30と同じ組成の絶縁膜33,33
を形成する。スパッタ粒子の堆積の際には、第1リフト
オフレジストL1 にもスパッタ粒子が堆積し、絶縁膜3
3と同じ組成の層33’が形成する。このスパッタ粒子
の堆積は、上記と同様にイオンビームスパッタ法等によ
り行うことが好ましく、このときのスパッタ角度θd2
60〜90°の範囲であることが好ましく、積層体形成
工程におけるエッチング角度とほぼ同等の範囲に設定さ
れることができる。
Further, in the insulating film forming step, as shown in FIG. 7, sputtered particles are deposited on the hard bias layers 32 and 32 from the direction of the angle θ d2 with respect to the lower insulating layer 364 (substrate) to form the insulating layers 30 and 32. Insulating films 33, 33 having the same composition as 30;
To form When the sputtered particles are deposited, the sputtered particles are also deposited on the first lift-off resist L1, and the insulating film 3
A layer 33 'having the same composition as that of No. 3 is formed. The deposition of the sputtered particles is preferably performed by an ion beam sputtering method or the like in the same manner as described above. At this time, the sputtering angle θ d2 is preferably in the range of 60 to 90 °, It can be set in substantially the same range.

【0083】ここで、絶縁膜形成工程において、スパッ
タ角度θd1の方向からスパッタ粒子を堆積することも可
能である。この場合には積層体9の両端部分9a、9a
に位置する絶縁層30,30上に絶縁膜33,33を積
層する。
Here, in the insulating film forming step, it is also possible to deposit sputtered particles from the direction of the sputter angle θ d1 . In this case, both end portions 9a, 9a
The insulating films 33, 33 are laminated on the insulating layers 30, 30 located at the position (1).

【0084】次に第2レジスト形成工程では、図8に示
すように、第1リフトオフレジストL1 を除去した後
に、積層体9の上面のほぼ中央に第2リフトオフレジス
トL2を形成する。第2フトオフレジストL2 は、積層
体9に接する当接面57とこの当接面57を挟む両側面
58、58とを具備してなるものであり、また当接面5
7と両側面58、58の間であって当接面57の図示X
1 方向両側に一対の切込部59、59が設けられてい
る。また当接面57の図示X1 方向の幅は、第1リフト
オフレジストL1 の当接面54の幅より狭幅とされてい
る。このように、第2リフトオフレジストL2 を形成す
ることにより、切込部59、59に対応する位置にある
保護層8(積層体9)の一部が露出する。この露出部分
9d,9dは、絶縁膜形成工程において第1リフトオフ
レジストに覆われていた部分が、狭幅な第2リフトオフ
レジストL2 を形成したことによって露出したものであ
る。
Next, in the second resist forming step, as shown in FIG. 8, after removing the first lift-off resist L1, a second lift-off resist L2 is formed substantially at the center of the upper surface of the laminated body 9. The second foot-off resist L2 has a contact surface 57 in contact with the laminated body 9 and both side surfaces 58, 58 sandwiching the contact surface 57.
7 and the contact surfaces 57 between the side surfaces 58, 58.
A pair of cut portions 59, 59 are provided on both sides in one direction. The width of the contact surface 57 in the illustrated X1 direction is smaller than the width of the contact surface 54 of the first lift-off resist L1. By forming the second lift-off resist L2 in this manner, a part of the protective layer 8 (laminated body 9) at a position corresponding to the cuts 59, 59 is exposed. In the exposed portions 9d, 9d, portions covered with the first lift-off resist in the insulating film forming step are exposed by forming the narrow second lift-off resist L2.

【0085】露出部分9d、9dの図示X1 方向の幅
は、第1リフトオフレジストL1 の当接面51の図示X
1 方向幅と第2リフトオフレジストL2 の当接面57の
図示X1 方向幅との寸法差により規定される。この露出
部分9d,9dの幅は、図1におけるリード層34の先
端部分34bの幅W2 に相当する。従って第1,第2リ
フトオフレジストL1 、L2 の大きさによって露出部分
9d,9dの幅を精密に制御することができ、リード層
34の接触面積を制御してセンス電流を効率よく積層体
9に印加できるように構成することができる。
The width of the exposed portions 9d, 9d in the illustrated X1 direction is the same as that of the contact surface 51 of the first lift-off resist L1.
It is defined by a dimensional difference between the width in the one direction and the width in the illustrated X1 direction of the contact surface 57 of the second lift-off resist L2. The width of the exposed portions 9d, 9d corresponds to the width W2 of the tip portion 34b of the lead layer 34 in FIG. Therefore, the width of the exposed portions 9d, 9d can be precisely controlled by the size of the first and second lift-off resists L1, L2, and the contact area of the lead layer 34 is controlled to efficiently supply the sense current to the stacked body 9. It can be configured to be able to apply.

【0086】次にエッチング工程では、図9に示すよう
に別のエッチング粒子を照射して、先の工程で露出した
露出部分9d,9dをエッチングする。このとき、絶縁
膜33,33も同時にエッチングされて膜厚が薄くな
る。露出部分9d,9dには、第2レジスト工程にて第
1リフトオフレジストL1の除去や第2リフトオフレジ
ストL2 の形成をした際に様々な汚染物が付着し、表面
が汚染された状態にある。このままの状態で後の工程で
リード層34を形成すると、リード層34と積層体9の
接触抵抗が増加するおそれがあるので、本工程にて露出
部分9d,9dをエッチングにより清浄化する。
Next, in the etching step, as shown in FIG. 9, another etching particle is irradiated to expose the exposed portions 9d, 9d exposed in the previous step. At this time, the insulating films 33 are also etched at the same time, so that the film thickness is reduced. Various contaminants adhere to the exposed portions 9d and 9d when the first lift-off resist L1 is removed or the second lift-off resist L2 is formed in the second resist process, and the surfaces are contaminated. If the lead layer 34 is formed in a subsequent step in this state, the contact resistance between the lead layer 34 and the stacked body 9 may increase. Therefore, in this step, the exposed portions 9d, 9d are cleaned by etching.

【0087】そして、リード層形成工程では、図10に
示すように、他のスパッタ粒子を絶縁膜33,33上に
堆積してリード層34,34を形成する。このとき他の
スパッタ粒子が第2リフトオフレジストL2 の切込部5
9,59にも入り込み、これによりリード層34,34
が切込部59,59に対応する位置にある絶縁膜33,
33及び露出部分9d,9d上まで延在して形成され
る。また、他のスパッタ粒子の堆積の際には、第2リフ
トオフレジストL2 にも他のスパッタ粒子が堆積し、リ
ード層34と同じ組成の層34’が形成する。
Then, in the lead layer forming step, as shown in FIG. 10, other sputtered particles are deposited on the insulating films 33, 33 to form the lead layers 34, 34. At this time, other sputtered particles are cut into the cut portions 5 of the second lift-off resist L2.
9, 59, which leads to lead layers 34, 34.
Are located at positions corresponding to the cut portions 59, 59,
33 and the exposed portions 9d, 9d. When other sputtered particles are deposited, other sputtered particles are also deposited on the second lift-off resist L2, and a layer 34 'having the same composition as the lead layer 34 is formed.

【0088】 他のスパッタ粒子の堆積は、上記の場合
と同様にイオンビームスパッタ法等により行うことが好
ましい。また、他のスパッタ粒子の照射角度は、エッチ
ング工程でのスパッタ粒子の照射角度とほぼ同じにする
ことが好ましい。
The deposition of other sputtered particles is preferably performed by ion beam sputtering or the like as in the above case. It is preferable that the irradiation angle of the other sputtered particles is substantially the same as the irradiation angle of the sputtered particles in the etching step.

【0089】このように、他のスパッタ粒子を切込部5
9,59までに入り込ませ、露出部分9d,9d上まで
リード層34,34を形成することにより、積層体9の
中央に向けて延在するオーバーレイ部34a,34aを
形成することができ、更にオーバーレイ部の先端部分3
4b、34bを積層体9に直接に接合させることができ
る。
As described above, another sputtered particle is cut into the notch 5
By forming the lead layers 34, 34 up to the exposed portions 9d, the overlay portions 34a, 34a extending toward the center of the stacked body 9 can be formed. Top part 3 of overlay part
4b and 34b can be directly joined to the laminated body 9.

【0090】最後に、第2リフトオフレジストL2 を除
去し、着磁処理等をを行ってハードバイアス層32、3
2にバイアス磁界を発現させてフリー磁性層7の磁気モ
ーメント方向を図示X1 方向に揃えさせることにより、
図1に示すスピンバルブ型薄膜磁気素子1が得られる。
Lastly, the second lift-off resist L2 is removed, and the hard bias layers 32, 3
2 by generating a bias magnetic field to align the magnetic moment direction of the free magnetic layer 7 with the X1 direction in the drawing.
The spin-valve thin-film magnetic element 1 shown in FIG. 1 is obtained.

【0091】上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子1の製
造方法によれば、角度θd1の方向からスパッタ粒子を堆
積させて積層体9の側面9b,9bから第1リフトオフ
レジストL1 の切込部53,53に対応する位置まで絶
縁層30,30を形成し、更に第2リフトオフレジスト
L2 の切込部59、59に対応する位置までリード層3
4,34を形成するので、絶縁膜33,33を積層体9
のトラック幅両端部9d,9d上まで延在させるととも
に、リード層34,34を絶縁層30,30よりも積層
体9の中央方向に延在させて積層体9に接合させること
ができ、側面9b,9bからの検出電流の分流成分の流
入を阻止してサイドリーディングを防止することが可能
なスピンバルブ型薄膜磁気素子1を製造できる。
According to the method of manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element 1 described above, the sputtered particles are deposited from the direction of the angle θ d1 and the cut portions 53 of the first lift-off resist L1 are cut from the side surfaces 9b, 9b of the laminated body 9. , 53 are formed up to the positions corresponding to the notches 59, 59 of the second lift-off resist L2.
4 and 34, the insulating films 33 and 33 are
And the lead layers 34, 34 extend toward the center of the laminated body 9 more than the insulating layers 30, 30, and can be joined to the laminated body 9. It is possible to manufacture the spin-valve thin-film magnetic element 1 capable of preventing the side reading by preventing the shunt components of the detection current from flowing from the components 9b and 9b.

【0092】次に、上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子
1の他の実施形態を図面を参照して説明する。この実施
形態における構成では、図11に示すように、積層体9
の両端部分9a、9aに絶縁層30,30のかわりに絶
縁膜33,33が延在している点が上記の実施形態と異
なっており、これ以外の略同等の構成要素には同一の符
号を付してその説明を省略する。ここで、絶縁層30,
30絶縁膜33,33とは略同等の材質からなるため、
このスピンバルブ型薄膜磁気素子1においては、上記の
実施形態と同様の効果を得ることができる。
Next, another embodiment of the spin-valve thin-film magnetic element 1 will be described with reference to the drawings. In the configuration of this embodiment, as shown in FIG.
Is different from the above-described embodiment in that insulating films 33, 33 extend in place of the insulating layers 30, 30 at both end portions 9a, 9a. And the description is omitted. Here, the insulating layer 30,
Since the insulating films 33 and 33 are made of substantially the same material,
In the spin-valve thin-film magnetic element 1, the same effect as in the above embodiment can be obtained.

【0093】さらに、この他の製造方法において、先の
実施形態における製造方法と異なる点は、ハードバイア
ス層を形成した後に第2リフトオフレジストを形成し、
更に絶縁膜及びリード層の形成を行う点である。この他
の製造方法は、積層体形成工程と、絶縁層形成工程と、
バイアス層形成工程と、第2レジスト形成工程と、絶縁
膜形成工程と、エッチング工程と、リード層形成工程と
から構成されている。
Further, the other manufacturing method is different from the manufacturing method in the previous embodiment in that a second lift-off resist is formed after forming a hard bias layer,
Another point is that an insulating film and a lead layer are formed. The other manufacturing method includes a laminate forming step, an insulating layer forming step,
It comprises a bias layer forming step, a second resist forming step, an insulating film forming step, an etching step, and a lead layer forming step.

【0094】まず積層体形成工程では、図4で説明した
のと同様にして下地層3から保護層8を順次積層して積
層膜9cを形成し、磁場中アニール処理等を行って反強
磁性層4から固定磁性層5に交換結合磁界を発現させて
固定磁性層5の磁化方向を固定し、この積層膜9c上に
第1リフトオフレジストL1 を形成する。第1リフトオ
フレジストL1 は、積層膜9cに接する当接面51とこ
の当接面51を挟む両側面52、52とを具備してなる
ものであり、また当接面51と両側面52、52の間で
あって当接面51のトラック幅方向両側には、一対の切
込部53、53が設けられている。
First, in the laminated body forming step, the laminated layer 9c is formed by sequentially laminating the underlayer 3 and the protective layer 8 in the same manner as described with reference to FIG. An exchange coupling magnetic field is generated from the layer 4 to the fixed magnetic layer 5 to fix the magnetization direction of the fixed magnetic layer 5, and a first lift-off resist L1 is formed on the laminated film 9c. The first lift-off resist L1 has a contact surface 51 in contact with the laminated film 9c and both side surfaces 52, 52 sandwiching the contact surface 51. The contact surface 51 and both side surfaces 52, 52 are provided. A pair of cuts 53 is provided on both sides of the contact surface 51 in the track width direction.

【0095】次に図12に示すように、図5と同様にし
て、下部絶縁層364(基板)に対してエッチング粒子
を積層膜9cに照射し、第1リフトオフレジストL1 の
両側面52、52よりも図示X1 方向外側(トラック幅
方向外側)にある積層膜9cを反強磁性層4の途中まで
エッチングする。このときの、エッチング粒子の照射方
向を決める角度は角度θd2と同等の60〜90°の範囲
であることが好ましい。このようにして断面視略台形状
で側面9b,9bを有する積層体9を形成する。なお、
積層体9の反強磁性層4は、この層の途中までエッチン
グされたことによってその一部が残存し、図示X1 方向
両側に延出する延出部4a、4aを積層体9の両側に有
している。
Next, as shown in FIG. 12, similarly to FIG. 5, the lower insulating layer 364 (substrate) is irradiated with etching particles on the laminated film 9c, and the both side surfaces 52, 52 of the first lift-off resist L1 are exposed. The laminated film 9c located further outside in the X1 direction (outer side in the track width direction) than shown in FIG. At this time, the angle for determining the irradiation direction of the etching particles is preferably in the range of 60 to 90 °, which is equivalent to the angle θ d2 . In this way, the laminated body 9 having a substantially trapezoidal cross section and side surfaces 9b, 9b is formed. In addition,
The antiferromagnetic layer 4 of the laminate 9 is partially etched by being etched halfway through the layer, and has extension portions 4a, 4a extending on both sides in the X1 direction on both sides of the laminate 9. are doing.

【0096】次に図13に示すように、図6と同様にし
てスパッタ粒子を積層体9の両側に堆積することによ
り、絶縁層30とバイアス下地層31とハードバイアス
層32を積層する。(絶縁層形成工程、バイアス層形成
工程)絶縁層30、バイアス下地層31、および、ハー
ドバイアス層32は、積層体9の側面9b,9bおよ
び、積層体9の両側に延在する反強磁性層4の延出部4
a、4a上に積層する。また、ハードバイアス層32、
32は、少なくともフリー磁性層7と同じ階層位置まで
積層することが好ましい。このときの、スパッタ粒子の
照射方向を決める角度は角度θd2と同等の60〜90°
の範囲であることが好ましい。また、スパッタ粒子の堆
積の際には、第1リフトオフレジストL1 にもスパッタ
粒子が堆積し、絶縁層30、バイアス下地層31および
ハードバイアス層32と同じ組成の層30’31’,3
2’が形成する。
Next, as shown in FIG. 13, the insulating layer 30, the bias underlayer 31, and the hard bias layer 32 are laminated by depositing sputter particles on both sides of the laminate 9 in the same manner as in FIG. (Insulating Layer Forming Step, Bias Layer Forming Step) The insulating layer 30, the bias underlayer 31, and the hard bias layer 32 are formed of antiferromagnetic materials extending on the side surfaces 9 b, 9 b of the laminate 9 and both sides of the laminate 9. Extension 4 of layer 4
a, 4a. Further, the hard bias layer 32,
32 is preferably laminated at least to the same hierarchical position as the free magnetic layer 7. At this time, the angle for determining the irradiation direction of the sputtered particles is 60 to 90 °, which is equivalent to the angle θ d2 .
Is preferably within the range. When the sputtered particles are deposited, the sputtered particles are also deposited on the first lift-off resist L1, and the layers 30'31 ', 3 having the same composition as the insulating layer 30, the bias underlayer 31, and the hard bias layer 32 are formed.
2 'forms.

【0097】次に第2レジスト形成工程では、図14に
示すように、第1リフトオフレジストL1 を除去した後
に、積層体9上に第2リフトオフレジストL12を形成す
る。第2リフトオフレジストL12は、積層体9に接する
当接面60とこの当接面60を挟む両側面61、61と
を具備してなるものであり、また当接面60と両側面6
1、61の間であって当接面60の図示X1 方向両側に
は、一対の切込部62、62が設けられている。当接面
60の図示X1 方向の幅は、第1リフトオフレジストL
1の当接面51の幅より小とされている。また、両側面
61、61同士の間隔は第1リフトオフレジストL1 の
両側面52,52同士の間隔より小とされ、更に両側面
61、61同士の間隔は積層体9の上面のトラック幅方
向の寸法より小とされている。
Next, in the second resist forming step, as shown in FIG. 14, after removing the first lift-off resist L1, a second lift-off resist L12 is formed on the laminated body 9. The second lift-off resist L12 has a contact surface 60 in contact with the laminated body 9 and both side surfaces 61, 61 sandwiching the contact surface 60.
A pair of cut portions 62, 62 are provided between the contact surfaces 1 and 61 on both sides of the contact surface 60 in the X1 direction in the drawing. The width of the contact surface 60 in the illustrated X1 direction is the first lift-off resist L
1 is smaller than the width of the contact surface 51. The interval between both side surfaces 61, 61 is smaller than the interval between both side surfaces 52, 52 of the first lift-off resist L1. It is smaller than the dimensions.

【0098】次に絶縁膜形成工程では、図15に示すよ
うに、下部絶縁層364(基板)に対して角度θd3の方
向から別のスパッタ粒子を堆積し、第2リフトオフレジ
ストL12の両側面61,61より図示X1 方向外側に絶
縁膜33、33を形成する。絶縁膜33,33は、両側
面61,61より図示X1 方向外側に位置する積層体9
の両端部分9a、9aからハードバイアス層32,32
上に延在して形成される。別のスパッタ粒子は、角度θ
d3の方向より堆積されるため、第2リフトオフレジスト
L12の切込部62,62には入り込まない。これによ
り、切込部62,62に対応する位置にある積層体9の
露出部分9c、9cには絶縁膜33、33が形成されな
い。また、別のスパッタ粒子の堆積の際には、第2リフ
トオフレジストL12にも別のスパッタ粒子が堆積し、絶
縁膜33と同じ組成の層33’が形成する。
Next, in the insulating film forming step, as shown in FIG. 15, another sputtered particle is deposited on the lower insulating layer 364 (substrate) from the direction of the angle θ d3 , and both side surfaces of the second lift-off resist L12 are formed. Insulating films 33, 33 are formed on the outer sides in the X1 direction of FIG. The insulating films 33, 33 are formed on the laminated body 9 located outside the both side surfaces 61, 61 in the X1 direction in the figure.
Hard bias layers 32, 32 from both end portions 9a, 9a of
It is formed to extend upward. Another sputtered particle is the angle θ
Since it is deposited from the direction of d3 , it does not enter the cut portions 62 of the second lift-off resist L12. As a result, the insulating films 33, 33 are not formed on the exposed portions 9c, 9c of the laminate 9 located at positions corresponding to the cuts 62, 62. When another sputtered particle is deposited, another sputtered particle is also deposited on the second lift-off resist L12, and a layer 33 'having the same composition as the insulating film 33 is formed.

【0099】 別のスパッタ粒子の堆積は、上記の場合
と同様にイオンビームスパッタ法等により行うことが好
ましい。また、角度θd3は60〜90°の範囲であるこ
とが好ましい。角度θd3が60°未満であると、スパッ
タ粒子が第2リフトオフレジストL12の切込部62,6
2に入り込んでしまい、後の工程にてリード層を積層体
に接合させることができなくなるので好ましくなく、角
度θd3が90°を越えると、絶縁膜33,33の端部の
位置を両側面61,61の位置に合わせることができな
くなるので好ましくない。角度角度θd3は、例えばスパ
ッタ用ターゲットの表面と、下部絶縁層364とのなす
角度を調整することにより規定することができる。
It is preferable that another sputtered particle is deposited by an ion beam sputtering method or the like as in the above case. Further, the angle θ d3 is preferably in the range of 60 to 90 °. If the angle θ d3 is less than 60 °, the sputtered particles may cause the cut portions 62, 6 of the second lift-off resist L12.
Will penetrate into 2, after it is not preferable because it becomes impossible to bond the lead layer to the laminate in step, the angle theta d3 exceeds 90 °, both sides of the position of the end portion of the insulating film 33, 33 It is not preferable because it cannot be adjusted to the positions of 61 and 61. The angle θ d3 can be defined, for example, by adjusting the angle between the surface of the sputtering target and the lower insulating layer 364.

【0100】 このように別のスパッタ粒子を角度角度
θd3の方向から堆積することにより、切込部62,62
に対応する位置にある積層体9の一部(露出部分9d,
9d)に絶縁膜33を形成させることなく、絶縁膜3
3,33をハードバイアス層32,32上から積層体9
の両端部分9a,9aまで延在させて形成することがで
きる。
By depositing another sputtered particle from the direction of the angle θ d3 in this manner, the cut portions 62, 62
A part of the laminated body 9 at the position corresponding to (the exposed part 9d,
9d), the insulating film 3 is formed without forming the insulating film 33.
The laminated bodies 9 and 33 are placed on the hard bias layers 32 and 32 from above.
Can be formed to extend to both end portions 9a, 9a.

【0101】次にエッチング工程では、図16に示すよ
うに角度θd4の(θd3>θd4)方向からべつのエッチン
グ粒子を照射し、このエッチング粒子を切込部62,6
2まで入り込ませることにより、積層体9の露出部分9
d,9dをエッチングする。このとき、絶縁膜33,3
3も同時にエッチングされて膜厚が薄くなる。露出部分
9d,9dには、第2レジスト工程にて第1リフトオフ
レジストL1の除去や第2リフトオフレジストL12の形
成をした際に様々な汚染物が付着し、表面が汚染された
状態にある。このままの状態で後の工程でリード層34
を形成すると、リード層34と積層体9の接触抵抗が増
加するおそれがあるので、本工程にて露出部分9d,9
dをエッチングして清浄化する。
Next, in the etching step, as shown in FIG. 16, another etching particle is irradiated from the direction of the angle θ d4d3 > θ d4 ), and this etching particle is cut into the cut portions 62 and 6.
2, the exposed portion 9 of the laminate 9
d, 9d are etched. At this time, the insulating films 33, 3
3 is also etched at the same time, and the film thickness is reduced. Various contaminants adhere to the exposed portions 9d and 9d when the first lift-off resist L1 is removed or the second lift-off resist L12 is formed in the second resist process, and the surfaces are contaminated. In this state, the lead layer 34 will be formed in a later process.
Is formed, the contact resistance between the lead layer 34 and the laminate 9 may increase.
d is etched and cleaned.

【0102】角度θd44は40〜80°の範囲であるこ
とが好ましい。角度θd4は角度θd3より小さくするこ
と、即ち下部絶縁層364表面に対して角度θd4を角度
θd3より鋭角にすることが好ましい。角度θd4は、例え
ばイオンガンのグリッドと、下部絶縁層364とのなす
角度を調整することにより規定することができる。角度
θd4を上記の範囲とするとともに角度θd3より小さくす
ることにより、エッチング粒子を切込部62,62まで
入り込ませることができ、積層体9の露出部分9d,9
dをエッチングすることができる。
The angle θ d44 is preferably in the range of 40 to 80 °. Preferably, the angle θ d4 is smaller than the angle θ d3 , that is, the angle θ d4 is more acute than the angle θ d3 with respect to the surface of the lower insulating layer 364. The angle θ d4 can be defined, for example, by adjusting the angle between the grid of the ion gun and the lower insulating layer 364. By setting the angle θ d4 within the above range and smaller than the angle θ d3 , the etching particles can enter the cut portions 62, 62, and the exposed portions 9 d, 9
d can be etched.

【0103】角度θd4を40°未満とすると、第2リフ
トオフレジストL12自体が過剰にエッチングされ、後で
リード層を形成する際にリード層の寸法に狂いが生じる
おそれがあるので好ましくなく、角度θd4が80°を越
えると、エッチング粒子を切込部62,62まで入り込
ませることができなくなり、積層体9の露出部分9d,
9dを完全にエッチングできなくなるおそれがあるので
好ましくない。
If the angle θ d4 is less than 40 °, the second lift-off resist L12 itself is excessively etched, and the dimensions of the lead layer may be deviated when the lead layer is formed later. If θ d4 exceeds 80 °, the etching particles cannot enter the cut portions 62, 62, and the exposed portions 9d,
It is not preferable because 9d may not be completely etched.

【0104】 そして、リード層形成工程では、図17
に示すように、下部絶縁層364に対して角度θd4の方
向から他のスパッタ粒子を絶縁膜33,33上に堆積し
てリード層34,34を形成する。このとき他のスパッ
タ粒子が第2リフトオフレジストL12の切込部62,6
2にも入り込み、これによりリード層34,34が切込
部62,62に対応する位置にある露出部分9d,9d
上まで延在して形成される。また、他のスパッタ粒子の
堆積の際には、第2リフトオフレジストL12にもこのス
パッタ粒子が堆積し、リード層34と同じ組成の層3
4’が形成する。
Then, in the lead layer forming step, FIG.
As shown in FIG. 19, other sputtered particles are deposited on the insulating films 33, 33 from the direction of the angle θ d4 with respect to the lower insulating layer 364 to form the lead layers 34, 34. At this time, other sputtered particles are cut into the cut portions 62, 6 of the second lift-off resist L12.
2, whereby the lead layers 34, 34 are exposed 9d, 9d at positions corresponding to the cuts 62, 62.
It is formed to extend up. When other sputtered particles are deposited, the sputtered particles are also deposited on the second lift-off resist L12, and a layer 3 having the same composition as the lead layer 34 is formed.
4 'forms.

【0105】 他のスパッタ粒子の堆積は、上記の場合
と同様に、イオンビームスパッタ法等により行うことが
好ましい。また、他のスパッタ粒子の照射角度θd4は、
このスパッタ粒子を第2リフトオフレジストL12の切込
部62,62まで入り込ませる必要があることから、エ
ッチング工程でのエッチング粒子の照射角度θd4と同一
にすることが好ましい。
The deposition of other sputtered particles is preferably performed by an ion beam sputtering method or the like as in the above case. Further, the irradiation angle θ d4 of other sputtered particles is
Since the sputtered particles need to enter the cut portions 62, 62 of the second lift-off resist L12, it is preferable that the irradiation angle θ d4 of the etching particles in the etching step be the same.

【0106】このように、他のスパッタ粒子を切込部6
2,62に入り込ませ、露出部分9c、9c上までリー
ド層34,34を形成することにより、積層体9の中央
に向けて延在するオーバーレイ部34a,34aを形成
することができ、更にオーバーレイ部の先端部分34
b、34bを積層体9に直接に接合させることができ
る。
As described above, another sputtered particle is cut into the cut portion 6.
2, 62, and by forming the lead layers 34, 34 up to the exposed portions 9c, 9c, overlay portions 34a, 34a extending toward the center of the laminate 9 can be formed. Tip part 34
b and 34b can be directly joined to the laminate 9.

【0107】最後に、第2リフトオフレジストL12を除
去し、着磁処理等を行ってハードバイアス層32、32
にバイアス磁界を発現させてフリー磁性層7の磁気モー
メント方向を図示X1 方向に揃えさせることにより、図
11に示すスピンバルブ型薄膜磁気素子1が得られる。
Finally, the second lift-off resist L12 is removed, and the hard bias layers 32, 32
By generating a bias magnetic field to align the magnetic moment direction of the free magnetic layer 7 with the X1 direction in the figure, the spin-valve thin-film magnetic element 1 shown in FIG. 11 is obtained.

【0108】上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子1の製
造方法によれば、積層体9の側面9b,9bに絶縁層3
0,30を形成した後に、角度θd3の方向からスパッタ
粒子を堆積させて第2リフトオフレジストL1の両側面
61,61より図示X1 方向外側に絶縁膜33,33を
形成し、更に角度θd4の方向からスパッタ粒子を堆積さ
せて第2リフトオフレジストL12の切込部62,62に
対応する位置までリード層34,34を形成するので、
絶縁膜33,33を積層体9のトラック幅両端部9a、
9a上まで延在させるとともに絶縁層30,30に接合
し、リード層34,34を絶縁膜33,33よりも積層
体9の中央方向に延在させて積層体9に接合させること
ができ、サイドリーディングを防止することが可能なス
ピンバルブ型薄膜磁気素子1を製造できる。
According to the method of manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element 1 described above, the insulating layer 3 is formed on the side surfaces 9 b and 9 b of the multilayer body 9.
After the formation of 0,30, sputter particles are deposited from the direction of the angle θ d3 to form insulating films 33, 33 outside the both side surfaces 61, 61 of the second lift-off resist L1 in the X1 direction in the figure, and further, the angle θ d4 The lead layers 34, 34 are formed to the positions corresponding to the cuts 62, 62 of the second lift-off resist L12 by depositing sputter particles from the direction of
The insulating films 33, 33 are formed at both ends 9a of the track width of the laminated body 9,
9a, and joined to the insulating layers 30, 30, and the lead layers 34, 34 can be extended to the center of the laminated body 9 more than the insulating films 33, 33 and joined to the laminated body 9, A spin-valve thin-film magnetic element 1 capable of preventing side reading can be manufactured.

【0109】〔第2の実施形態〕次に、本発明の第2の
実施形態を図面を参照して説明する。図18に、本発明
の第2の実施形態であるスピンバルブ型薄膜磁気素子1
01を磁気記録媒体側からみた断面模式図を示す。
[Second Embodiment] Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 18 shows a spin-valve thin-film magnetic element 1 according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the magnetic recording medium 01 as viewed from the magnetic recording medium.

【0110】図18に示すスピンバルブ型薄膜磁気素子
101は、第1の実施形態のスピンバルブ型薄膜磁気素
子1と同様に薄膜磁気ヘッドを構成し、この薄膜磁気ヘ
ッドはインダクティブヘッドとともに浮上式磁気ヘッド
を構成する。
The spin-valve thin-film magnetic element 101 shown in FIG. 18 constitutes a thin-film magnetic head in the same manner as the spin-valve thin-film magnetic element 1 of the first embodiment. Construct the head.

【0111】このスピンバルブ型薄膜磁気素子101
は、フリー磁性層107の厚さ方向両側に、第1、第2
非磁性導電層106、108、第1、第2固定磁性層1
05、109、第1、第2反強磁性層104、110が
順次積層されてなるデュアルスピンバルブ型薄膜磁気素
子である。
This spin-valve thin-film magnetic element 101
Are the first and second layers on both sides of the free magnetic layer 107 in the thickness direction.
Nonmagnetic conductive layers 106 and 108, first and second fixed magnetic layers 1
This is a dual spin-valve thin-film magnetic element in which layers 05 and 109 and first and second antiferromagnetic layers 104 and 110 are sequentially laminated.

【0112】即ちこのスピンバルブ型薄膜磁気素子10
1は、下部絶縁層364に積層された下地層103上
に、第1反強磁性層104、第1固定磁性層105、第
1非磁性導電層106、フリー磁性層107、第2非磁
性導電層108、第2固定磁性層109、第2反強磁性
層110及び保護層111が順次積層されて構成されて
いる。このように下地層103から保護層111間での
各層が順次積層されて断面視略台形状の積層体112が
形成されている。またこのスピンバルブ型薄膜磁気素子
101は、積層体112の両側に形成されてフリー磁性
層107の磁気モーメント方向を揃えるCoPt合金等
からなる一対のハードバイアス層132、132と、こ
のハードバイアス層132、132上に形成されて検出
電流を積層体112に与えるCr、Ta、Au、W、R
h、Cu等からなる一対のリード層134、134が備
えられている。
That is, the spin-valve thin film magnetic element 10
Reference numeral 1 denotes a first antiferromagnetic layer 104, a first pinned magnetic layer 105, a first nonmagnetic conductive layer 106, a free magnetic layer 107, and a second nonmagnetic conductive layer on the underlayer 103 laminated on the lower insulating layer 364. The layer 108, the second pinned magnetic layer 109, the second antiferromagnetic layer 110, and the protective layer 111 are sequentially laminated. In this way, the layers from the base layer 103 to the protective layer 111 are sequentially laminated to form a laminate 112 having a substantially trapezoidal cross section. The spin-valve thin-film magnetic element 101 includes a pair of hard bias layers 132, 132 formed of CoPt alloy or the like that are formed on both sides of the stacked body 112 and align the magnetic moment direction of the free magnetic layer 107. , 132, Cr, Ta, Au, W, R
A pair of lead layers 134 made of h, Cu or the like is provided.

【0113】このスピンバルブ型薄膜磁気素子101が
先に説明した第1の実施形態のスピンバルブ型薄膜磁気
素子1と異なる点は、積層体112がデュアルスピンバ
ルブ型構造を有する点である。
The spin valve thin film magnetic element 101 is different from the spin valve thin film magnetic element 1 of the first embodiment described above in that the laminated body 112 has a dual spin valve structure.

【0114】フリー磁性層107は、Co等よりなる第
1拡散防止層107aと、NiFe合金よりなる強磁性
自由層107bと、Co等よりなる第2拡散防止層10
7cとが積層されて構成されている。第1、第2拡散防
止層107a、107cは、強磁性自由層107bと第
1、第2非磁性導電層106、108との相互拡散を防
止する。第1、第2拡散防止層107a、107cの膜
厚は0.2〜1mの範囲が好ましく、強磁性自由層1
07bの膜厚は1〜5nmの範囲が好ましい。フリー磁
性層107の磁気モーメント方向は、ハードバイアス層
132、132のバイアス磁界によって図示X1 方向に
揃えられる。このようにフリー磁性層107が単磁区化
されることにより、スピンバルブ型薄膜磁気素子101
のバルクハウゼンノイズを低減できる。
The free magnetic layer 107 includes a first diffusion prevention layer 107a made of Co or the like, a ferromagnetic free layer 107b made of a NiFe alloy, and a second diffusion prevention layer 10 made of Co or the like.
7c are laminated. The first and second diffusion preventing layers 107a and 107c prevent mutual diffusion between the ferromagnetic free layer 107b and the first and second nonmagnetic conductive layers 106 and 108. First, second diffusion barrier layer 107a, 107c has a thickness of preferably from 0.2 to 1 n m, a ferromagnetic free layer 1
The thickness of 07b is preferably in the range of 1 to 5 nm. The direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 107 is aligned in the X1 direction by the bias magnetic field of the hard bias layers 132,132. Since the free magnetic layer 107 is made into a single magnetic domain, the spin-valve thin-film magnetic element 101 is formed.
Barkhausen noise can be reduced.

【0115】次に、第1、第2反強磁性層104、11
0は、第1、第2固定磁性層105、109の磁気モー
メント方向を固定するものであり、第1の実施形態の反
強磁性層4と同一の材料であるPtMn合金より形成さ
れていることが好ましい。また、第1、第2反強磁性層
104、110は、第1の実施形態の反強磁性層4と同
様に、XMn合金、PtX’Mn合金(ただし前記組成
式において、XはPt、Pd、Ir、Rh、Ru、Os
のなかから選択される1種を示し、X’はPd、Cr、
Ru、Ni、Ir、Rh、Os、Au、Ag、Ne、A
r、Xe、Krのなかから選択される1種または2種以
上を示す)のいずれかより形成されていても良い。Pt
Mn合金、XMn合金、PtX’Mn合金の組成、膜厚
等は、第1の実施形態の反強磁性層4とほぼ同じであ
る。
Next, the first and second antiferromagnetic layers 104 and 11
0 is for fixing the magnetic moment directions of the first and second pinned magnetic layers 105 and 109, and is made of a PtMn alloy which is the same material as the antiferromagnetic layer 4 of the first embodiment. Is preferred. Further, similarly to the antiferromagnetic layer 4 of the first embodiment, the first and second antiferromagnetic layers 104 and 110 are made of an XMn alloy or a PtX′Mn alloy (where X is Pt, Pd , Ir, Rh, Ru, Os
And X ′ represents Pd, Cr,
Ru, Ni, Ir, Rh, Os, Au, Ag, Ne, A
r, Xe, or Kr). Pt
The composition, film thickness, and the like of the Mn alloy, XMn alloy, and PtX'Mn alloy are almost the same as those of the antiferromagnetic layer 4 of the first embodiment.

【0116】ただし、特に第2反強磁性層110の膜厚
は12nm以下であることが好ましく、8nm以上12
nm以下であることがより好ましい。比較的高比抵抗な
第2反強磁性層110の膜厚を12nm以下と比較的薄
くすることにより、リード層134,134により印加
されるセンス電流を、積層体112に効率よく流すこと
ができる。また、第2反強磁性層110を8nm以上と
することにより、第2固定磁性層109の磁気モーメン
ト方向を固定するための交換結合磁界を充分に大きくす
ることができ、第2固定磁性層109の磁気モーメント
方向を強固に固定することができる。
However, in particular, the thickness of the second antiferromagnetic layer 110 is preferably 12 nm or less, and more preferably 8 nm or more.
More preferably, it is not more than nm. By making the thickness of the second antiferromagnetic layer 110 having a relatively high specific resistance relatively thin, that is, 12 nm or less, the sense current applied by the lead layers 134 and 134 can efficiently flow through the stacked body 112. . By setting the thickness of the second antiferromagnetic layer 110 to 8 nm or more, the exchange coupling magnetic field for fixing the direction of the magnetic moment of the second fixed magnetic layer 109 can be sufficiently increased. Can be firmly fixed.

【0117】第1、第2反強磁性層104、110とし
て上記した適正な組成範囲の合金を使用し、これを磁場
中熱処理することで、大きな交換結合磁界を発生する第
1、第2反強磁性層104、110を得ることができ、
この交換結合磁界によって第1、第2固定磁性層10
5、109の磁気モーメント方向を強固に固定できる。
とくに、PtMn合金であれば、6.4×104A/m
を越える交換結合磁界を有し、交換結合磁界を失うブロ
ッキング温度が653K(380℃)と極めて高い第
1、第2反強磁性層104、110を得ることができ
る。
The first and second antiferromagnetic layers 104 and 110 are made of an alloy having an appropriate composition range as described above, and are heat-treated in a magnetic field to generate a large exchange coupling magnetic field. Ferromagnetic layers 104 and 110 can be obtained,
Due to this exchange coupling magnetic field, the first and second fixed magnetic layers 10
The magnetic moment directions of 5, 109 can be firmly fixed.
In particular, in the case of a PtMn alloy, 6.4 × 10 4 A / m
And the first and second antiferromagnetic layers 104 and 110 having an extremely high blocking temperature of 653 K (380 ° C.) at which the exchange coupling magnetic field is lost.

【0118】次に、第1固定磁性層105は、第1強磁
性ピンド層105aと第1非磁性中間層105bと第2
強磁性ピンド層105cとが積層されて構成されてい
る。第2強磁性ピンド層105cの膜厚は、第1強磁性
ピンド層105aの膜厚より大とされている。第1強磁
性ピンド層105aの磁気モーメント方向は、第1反強
磁性層104との交換結合磁界によって図示Y方向に固
定され、また第2強磁性ピンド層105cは、第1強磁
性ピンド層105aと反強磁性的に結合してその磁気モ
ーメント方向が図示Y方向の反対方向に固定されてい
る。
Next, the first pinned magnetic layer 105 includes the first ferromagnetic pinned layer 105a, the first non-magnetic intermediate layer 105b, and the second pinned magnetic layer 105b.
The ferromagnetic pinned layer 105c is laminated. The thickness of the second ferromagnetic pinned layer 105c is larger than the thickness of the first ferromagnetic pinned layer 105a. The magnetic moment direction of the first ferromagnetic pinned layer 105a is fixed in the illustrated Y direction by an exchange coupling magnetic field with the first antiferromagnetic layer 104, and the second ferromagnetic pinned layer 105c is connected to the first ferromagnetic pinned layer 105a. And its magnetic moment direction is fixed in the direction opposite to the Y direction in the figure.

【0119】このように、第1、第2強磁性ピンド層1
05a、105cの磁気モーメント方向が互いに反平行
とされているため、それぞれの層の磁気モーメントが相
互に打ち消し合う関係にあるが、第2強磁性ピンド層1
05cが第1強磁性ピンド層105aよりも厚く形成さ
れているので、第2強磁性ピンド層105cの磁気モー
メントが僅かに残存し、これにより第1固定磁性層10
5全体の磁気モーメント方向が図示Y方向の反対方向に
固定される。
As described above, the first and second ferromagnetic pinned layers 1
Since the directions of the magnetic moments of the layers 05a and 105c are antiparallel to each other, the magnetic moments of the respective layers cancel each other.
05c is formed thicker than the first ferromagnetic pinned layer 105a, so that the magnetic moment of the second ferromagnetic pinned layer 105c slightly remains.
5 is fixed in the direction opposite to the illustrated Y direction.

【0120】第2固定磁性層109は、第3強磁性ピン
ド層109aと第2非磁性中間層109bと第4強磁性
ピンド層109cとが積層されて構成されている。第4
強磁性ピンド層109cの膜厚は、第3強磁性ピンド層
109aの膜厚より大とされている。第4強磁性ピンド
層109cの磁気モーメント方向は、第2反強磁性層1
10との交換結合磁界によって図示Y方向に固定され、
また第3強磁性ピンド層109aは、第4強磁性ピンド
層109cと反強磁性的に結合してその磁気モーメント
方向が図示Y方向の反対方向に固定されている。
The second pinned magnetic layer 109 is formed by laminating a third pinned ferromagnetic layer 109a, a second nonmagnetic intermediate layer 109b, and a fourth pinned ferromagnetic layer 109c. 4th
The thickness of the ferromagnetic pinned layer 109c is larger than the thickness of the third ferromagnetic pinned layer 109a. The direction of the magnetic moment of the fourth ferromagnetic pinned layer 109c is the second antiferromagnetic layer 1
10, fixed in the illustrated Y direction by an exchange coupling magnetic field,
Further, the third ferromagnetic pinned layer 109a is antiferromagnetically coupled to the fourth ferromagnetic pinned layer 109c, and its magnetic moment direction is fixed in the direction opposite to the Y direction in the figure.

【0121】このように第1固定磁性層105の場合と
同様に、第3、第4強磁性ピンド層109a、109c
のそれぞれの磁気モーメントが相互に打ち消し合う関係
にあるが、第4強磁性ピンド層109cが第3強磁性ピ
ンド層109aより厚く形成されているので、第4強磁
性ピンド層109cの磁気モーメントが僅かに残存し、
第2固定磁性層109全体の磁気モーメント方向が図示
Y方向に固定される。
As in the case of the first pinned magnetic layer 105, the third and fourth pinned ferromagnetic layers 109a and 109c are
Although the respective magnetic moments of the first and second ferromagnetic layers cancel each other, since the fourth ferromagnetic pinned layer 109c is formed thicker than the third ferromagnetic pinned layer 109a, the magnetic moment of the fourth ferromagnetic pinned layer 109c is small. Remains in
The direction of the magnetic moment of the entire second pinned magnetic layer 109 is fixed in the Y direction in the figure.

【0122】従って第1、第2固定磁性層105、10
9は、第1〜第4強磁性ピンド層105a、105c、
109a、109cがそれぞれ反強磁性的に結合し、か
つ第2、第3強磁性ピンド層105c、109aの磁気
モーメントがそれぞれ残存しており、人工的なフェリ磁
性状態(synthetic ferrimagnet;シンセティックフェリ
磁性)を示す層となる。また、フリー磁性層107の磁
気モーメント方向と第1、第2固定磁性層105、10
9の磁気モーメント方向とが交叉する関係になる。
Accordingly, the first and second pinned magnetic layers 105, 10
9 is the first to fourth ferromagnetic pinned layers 105a, 105c,
109a and 109c are antiferromagnetically coupled to each other, and the magnetic moments of the second and third ferromagnetic pinned layers 105c and 109a remain, respectively, so that an artificial ferrimagnetic state (synthetic ferrimagnet) is generated. Is obtained. Also, the direction of the magnetic moment of the free magnetic layer 107 and the first and second pinned magnetic layers 105, 10
9 intersect with the direction of the magnetic moment.

【0123】また、図18に示すように、第1固定磁性
層105を構成する強磁性ピンド層のうちフリー磁性層
107の近くに位置する第2強磁性ピンド層105cの
磁気モーメント方向と、第2固定磁性層109を構成す
る強磁性ピンド層のうちフリー磁性層107の近くに位
置する第3強磁性ピンド層109aの磁気モーメント方
向が同一であるので、フリー磁性層107と第1、第2
固定磁性層105、109との間でそれぞれ発現する磁
気抵抗効果が相互に打ち消し合うことがなく、高い磁気
抵抗変化率を示すことができる。
As shown in FIG. 18, the magnetic moment direction of the second ferromagnetic pinned layer 105c located near the free magnetic layer 107 among the ferromagnetic pinned layers forming the first pinned magnetic layer 105, 2. Since the direction of the magnetic moment of the third ferromagnetic pinned layer 109a located near the free magnetic layer 107 among the ferromagnetic pinned layers constituting the pinned magnetic layer 109 is the same, the free magnetic layer 107 and the first and second
The magnetoresistance effect developed between the fixed magnetic layers 105 and 109 does not cancel each other out, and a high magnetoresistance change rate can be exhibited.

【0124】尚、第1〜第4強磁性ピンド層105a、
105c、109a、109cは、NiFe合金、C
o、CoNiFe合金、CoFe合金、CoNi合金等
により形成されるものであり、特にCoより形成される
ことが好ましい。更に第1〜第4強磁性ピンド層105
a、105c、109a、109cは、同一の材料で形
成されることが好ましい。また、第1、第2非磁性中間
層105b、109bは、Ru、Rh、Ir、Cr、R
e、Cuのうちの1種またはこれらの合金からなること
が好ましく、特にRuにより形成されることが好まし
い。第1、第4強磁性ピンド層105a、109cの膜
厚は1〜3nmの範囲が好ましく、第2、第3強磁性ピ
ンド層105c、109aの膜厚は2〜3nmの範囲が
好ましい。また、第1、第2非磁性中間層105b、1
09bの膜厚は0.7〜0.9nmの範囲が好ましい。
The first to fourth ferromagnetic pinned layers 105a,
105c, 109a and 109c are NiFe alloy, C
o, a CoNiFe alloy, a CoFe alloy, a CoNi alloy, or the like, and particularly preferably a Co. Further, the first to fourth ferromagnetic pinned layers 105
Preferably, a, 105c, 109a, and 109c are formed of the same material. The first and second nonmagnetic intermediate layers 105b and 109b are made of Ru, Rh, Ir, Cr, R
It is preferable to be made of one of e and Cu or an alloy thereof, and it is particularly preferable to be formed of Ru. The thickness of the first and fourth ferromagnetic pinned layers 105a and 109c is preferably in the range of 1 to 3 nm, and the thickness of the second and third ferromagnetic pinned layers 105c and 109a is preferably in the range of 2 to 3 nm. Further, the first and second nonmagnetic intermediate layers 105b, 1b
The thickness of 09b is preferably in the range of 0.7 to 0.9 nm.

【0125】なお、第1、第2固定磁性層105、10
9はそれぞれ2つの強磁性ピンド層105a、105
c、109a、109cにより構成されているが、これ
に限られず、2以上の強磁性ピンド層により構成されて
いても良い。この場合には、これらの強磁性ピンド層の
間に非磁性中間層がそれぞれ挿入されるとともに、隣接
する強磁性ピンド層同士のそれぞれの磁気モーメント方
向が反平行とされて全体がフェリ磁性状態とされている
ことが好ましい。
Note that the first and second pinned magnetic layers 105, 10
Reference numeral 9 denotes two ferromagnetic pinned layers 105a and 105, respectively.
c, 109a, and 109c, but is not limited thereto, and may be composed of two or more ferromagnetic pinned layers. In this case, a non-magnetic intermediate layer is inserted between these ferromagnetic pinned layers, and the directions of the magnetic moments of the adjacent ferromagnetic pinned layers are made antiparallel, so that the whole becomes ferrimagnetic. It is preferred that

【0126】このように、第1、第2固定磁性層10
5、109がいわゆる人工的なフェリ磁性状態(synthe
tic ferrimagnet;シンセティックフェリ磁性)を示す層
であるので、第1、第2固定磁性層105、109の磁
気モーメント方向を強固に固定して第1、第2固定磁性
層105、109を安定させることができる。
As described above, the first and second pinned magnetic layers 10
5, 109 are so-called artificial ferrimagnetic states (synthe
tic ferrimagnet (synthetic ferrimagnetism), the first and second pinned magnetic layers 105 and 109 must have their magnetic moment directions firmly fixed to stabilize the first and second pinned magnetic layers 105 and 109. Can be.

【0127】次に、第1、第2非磁性導電層106、1
08は、フリー磁性層107と第1、第2固定磁性層1
05、109との磁気的な結合を小さくさせるとともに
センス電流が主に流れる層であり、Cu、Cr、Au、
Agなどに代表される導電性を有する非磁性材料より形
成されることが好ましく、特にCuより形成されること
が好ましい。第1、第2非磁性導電層106、108の
膜厚は、それぞれ2〜3nmの範囲とすることが好まし
い。
Next, the first and second nonmagnetic conductive layers 106, 1
08 denotes the free magnetic layer 107 and the first and second pinned magnetic layers 1
05, 109, and a layer through which a sense current mainly flows. Cu, Cr, Au,
It is preferably formed of a conductive nonmagnetic material represented by Ag or the like, and particularly preferably formed of Cu. The thickness of each of the first and second nonmagnetic conductive layers 106 and 108 is preferably in the range of 2 to 3 nm.

【0128】また第1反強磁性層104は、フリー磁性
層107よりも図示X1 方向両側に突出して形成されて
いる。そして、この第1反強磁性層104の突出部10
4a、104a上に、絶縁層130,130、ハードバ
イアス層132、132、絶縁膜133,133、およ
びリード層134、134が順次積層されている。第1
反強磁性層104の突出部104a、104a上および
積層体112の側面112b,112bに位置する絶縁
層130,130とハードバイアス層132、132と
の間には、Ta、WまたはCrからなるバイアス下地層
131、131が積層されている。Crからなるバイア
ス下地層131、131上にハードバイアス層132、
132を形成すると、ハードバイアス層132、132
の保磁力および角形比が大きくなり、フリー磁性層10
7の単磁区化に必要なバイアス磁界を増大させることが
できる。
The first antiferromagnetic layer 104 is formed so as to protrude from the free magnetic layer 107 on both sides in the X1 direction. Then, the protrusion 10 of the first antiferromagnetic layer 104 is formed.
On the insulating layers 4a and 104a, insulating layers 130 and 130, hard bias layers 132 and 132, insulating films 133 and 133, and lead layers 134 and 134 are sequentially stacked. First
A bias made of Ta, W or Cr is provided between the hard bias layers 132 and the insulating layers 130 and 130 located on the protrusions 104 a and 104 a of the antiferromagnetic layer 104 and on the side surfaces 112 b and 112 b of the stacked body 112. Underlayers 131 and 131 are stacked. A hard bias layer 132 on the bias underlayer 131 made of Cr;
When the hard bias layers 132 and 132 are formed,
The coercive force and the squareness ratio of the free magnetic layer 10
7 can be increased in the bias magnetic field necessary for forming a single magnetic domain.

【0129】ハードバイアス層132,132は例えば
CoPt(コバルト白金)合金から構成され、積層体1
12の図示X1 方向両側、即ちトラック幅方向両側に設
けられている。特にハードバイアス層132,132は
フリー磁性層107の図示X1 方向両側に位置させるこ
とにより、バイアス磁界をフリー磁性層107に効率よ
く印加してフリー磁性層107の磁気モーメント方向を
揃え、バルクハウゼンノイズを低減する。
The hard bias layers 132 are made of, for example, a CoPt (cobalt platinum) alloy, and
12 illustrates X 1 direction on both sides, i.e. is provided on both sides in the track width direction. In particular, by disposing the hard bias layers 132 and 132 on both sides of the free magnetic layer 107 in the X1 direction in the drawing, a bias magnetic field is efficiently applied to the free magnetic layer 107 so that the magnetic moment directions of the free magnetic layer 107 are aligned, and Barkhausen noise is reduced. To reduce.

【0130】積層体112のトラック幅方向の側面11
2b,112bには、絶縁層130,130が形成され
ており、この絶縁層130,130は、積層体112の
両側におけるハードバイアス層132,132の下部絶
縁層364側から積層体112の側面112b,112
bとハードバイアス層132,132との間まで延在し
て形成されている。ハードバイアス層132,132上
には絶縁膜133,133が形成されている。この絶縁
膜133,133は、ハードバイアス層132,132
上から側面112b,112bを介して積層体112の
図示X1 方向の両端部分112a、112a上に延在し
て形成されており、ハードバイアス層132,132上
積層体112側位置における側面112b,112bで
それぞれ絶縁層130,130と接続されている。ここ
で、積層体112の図示X1 方向の両端部分とは、積層
体112のうちハードバイアス層132,132に隣接
する部分である。この絶縁層130,130および絶縁
膜133,133は、図1または図11に示す第1の実
施形態の絶縁層30,30および絶縁膜33、33と同
様の材料並びに同様の膜厚から構成されることが好まし
い。
Side surface 11 of laminated body 112 in the track width direction
2b and 112b, insulating layers 130 and 130 are formed. The insulating layers 130 and 130 are formed on the side surfaces 112b of the stacked body 112 from the lower insulating layer 364 side of the hard bias layers 132 and 132 on both sides of the stacked body 112. , 112
It is formed to extend between b and the hard bias layers 132,132. On the hard bias layers 132, 132, insulating films 133, 133 are formed. The insulating films 133 and 133 form hard bias layers 132 and 132
It is formed to extend on both end portions 112a, 112a of the laminate 112 in the X1 direction in the drawing via the side surfaces 112b, 112b from above, and the side surfaces 112b, 112b at the positions of the hard bias layers 132, 132 on the laminate 112 side. Are connected to the insulating layers 130 and 130, respectively. Here, the both ends in the X1 direction of the laminate 112 are portions of the laminate 112 that are adjacent to the hard bias layers 132 and 132. The insulating layers 130, 130 and the insulating films 133, 133 are made of the same material and the same thickness as the insulating layers 30, 30, and the insulating films 33, 33 of the first embodiment shown in FIG. 1 or FIG. Preferably.

【0131】一対のリード層134,134は、絶縁膜
133,133を介してハードバイアス層132,13
2上に形成され、更に絶縁膜133,133よりも積層
体112の中央側まで延在している。すなわち、リード
層134,134には積層体112の一部上まで延在す
るオーバーレイ部134a、134aがそれぞれ設けら
れ、このオーバーレイ部134a、134aの先端部分
134b、134bが絶縁膜133,133よりも積層
体112の中央側まで延在し、この先端部分134b、
134bが積層体112に接合している。またリード層
134,134は、図示X1 方向において相互にTwの
間隔をあけて配置されている。この間隔Twがスピンバ
ルブ型薄膜磁気素子101の光学的なトラック幅とな
る。
The pair of lead layers 134, 134 are formed with the hard bias layers 132, 13 via insulating films 133, 133.
2 and further extends to the center of the stacked body 112 beyond the insulating films 133 and 133. That is, the lead layers 134, 134 are provided with overlay portions 134a, 134a respectively extending to a part of the stacked body 112, and the tip portions 134b, 134b of the overlay portions 134a, 134a are more than the insulating films 133, 133. The end portion 134b extends to the center side of the laminate 112,
134b is joined to the laminate 112. Further, the lead layers 134, 134 are arranged at an interval of Tw mutually in the X1 direction in the figure. This interval Tw is the optical track width of the spin-valve thin-film magnetic element 101.

【0132】尚、オーバーレイ部134a、134aの
幅W1 の好ましい範囲及び先端部分134b、13bの
幅W2 の好ましい範囲は、第1の実施形態で示した幅W
1 ,W2 の範囲と同一である。
The preferred range of the width W1 of the overlay portions 134a, 134a and the preferred range of the width W2 of the tip portions 134b, 13b are determined by the width W shown in the first embodiment.
1, W2.

【0133】リード層134、134は、先端部分13
4b、134bのみが積層体112に接合し、先端部分
134b、134b以外の部分は絶縁膜133,133
によって積層体112及びハードバイアス層132,1
32から絶縁されている。従ってリード層134,13
4から積層体112に印加されるセンス電流は、図18
中、矢印Jで示すようにリード層134,134の先端
部分134b、134bのみから積層体112に印加さ
れる。一方、リード層134,134とハードバイアス
層132,132の間は絶縁膜133,133で絶縁さ
れており、さらにハードバイアス層132,132と積
層体112の側面112b,112bとの間は絶縁層1
30,130で絶縁されているため、センス電流がハー
ドバイアス層132,132を介して積層体112の側
面112b,112bから両端部分112a、112a
に流れることがない。更に、オーバーレイ部134a,
134aと積層体112の両端部分112a、112a
の間には絶縁膜133,133が延在しているので、セ
ンス電流がオーバーレイ部134a、134aから積層
体112の両端部分112a、112aに向けて流れる
ことがない。
The lead layers 134, 134 are
4b and 134b are bonded to the laminated body 112, and portions other than the tip portions 134b and 134b are insulating films 133 and 133.
And the hard bias layers 132, 1
32. Therefore, the lead layers 134, 13
4 is applied to the stacked body 112 from FIG.
As shown by an arrow J in the middle, the voltage is applied to the stacked body 112 only from the tip portions 134b, 134b of the lead layers 134, 134. On the other hand, insulation between the lead layers 134, 134 and the hard bias layers 132, 132 is insulated by insulating films 133, 133, and furthermore, insulation between the hard bias layers 132, 132 and the side surfaces 112b, 112b of the stacked body 112. 1
30 and 130, the sense current flows from the side surfaces 112b and 112b of the multilayer body 112 via the hard bias layers 132 and 132 to both end portions 112a and 112a.
Does not flow to Further, the overlay portions 134a,
134a and both end portions 112a, 112a of the laminate 112
Since the insulating films 133 and 133 extend between them, the sense current does not flow from the overlay portions 134a and 134a toward both end portions 112a and 112a of the stacked body 112.

【0134】従って、第1の実施形態のスピンバルブ型
薄膜磁気素子1と同様に、このスピンバルブ型薄膜磁気
素子101の積層体112のなかで最もセンス電流が集
中するのは、リード層134,134が形成されていな
い感度領域Sである。一方、積層体112のうち、リー
ド層の先端部分134b、134b及び絶縁膜133,
133が被着されている部分においては、センス電流が
少なくなって磁気抵抗(MR)効果が実質的に小さくな
り、磁気記録媒体の漏れ磁界の検出感度が小さくなり、
とくに絶縁膜133,133が成膜されている両端部分
112a、112aではセンス電流が全く流れず、磁気
記録媒体の漏れ磁界の検出感度が0になる。このように
リード層の先端部分134b、134b及び絶縁膜13
3,133が被着されている部分を図18に示すように
不感度領域Nと称する。
Therefore, as in the case of the spin-valve thin-film magnetic element 1 of the first embodiment, the sense current is most concentrated in the stacked body 112 of the spin-valve thin-film magnetic element 101 in the lead layer 134, Reference numeral 134 denotes a sensitivity region S in which none is formed. On the other hand, of the stacked body 112, the leading end portions 134b, 134b of the lead layer and the insulating films 133,
In the portion where 133 is applied, the sense current is reduced, the magnetoresistance (MR) effect is substantially reduced, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium is reduced.
In particular, no sense current flows at both end portions 112a, 112a where the insulating films 133, 133 are formed, and the detection sensitivity of the leakage magnetic field of the magnetic recording medium becomes zero. Thus, the leading end portions 134b, 134b of the lead layer and the insulating film 13
The portion where 3,133 is attached is called an insensitive area N as shown in FIG.

【0135】リード層134、134の先端部分134
b、134bのみを積層体112に接合させ、リード層
134,134の他の部分を絶縁膜133,133で絶
縁するとともに、積層体112の側面112b,112
bを絶縁層130,130で絶縁することにより、実質
的に磁気記録媒体からの記録磁界の再生に寄与する部分
(感度領域S)と、実質的に磁気記録媒体からの記録磁
界の再生に寄与しない部分(不感度領域N)とが形成さ
れ、感度領域Sの幅Twがスピンバルブ型薄膜磁気素子
101のトラック幅となり、狭トラック化に対応するこ
とができる。また、積層体112の感度領域Sはハード
バイアス層132,132から離れているために、強い
バイアス磁界により固着されることがなく、スピンバル
ブ型薄膜磁気素子101の出力特性を向上できる。特
に、積層体112の両端部分112a、112aでは絶
縁層130,130および絶縁膜133,133によっ
てセンス電流が遮断され、磁気抵抗効果が発現すること
なく検出感度が0になるので、スピンバルブ型薄膜磁気
素子101のサイドリーディングを防止することができ
る。
The leading end portions 134 of the lead layers 134, 134
b and 134b are joined to the stacked body 112, the other parts of the lead layers 134 and 134 are insulated by the insulating films 133 and 133, and the side surfaces 112b and 112 of the stacked body 112 are
Insulating b with the insulating layers 130, 130 substantially contributes to the reproduction of the recording magnetic field from the magnetic recording medium (sensitivity region S), and substantially contributes to the reproduction of the recording magnetic field from the magnetic recording medium. A non-sensitive portion (insensitive region N) is formed, and the width Tw of the sensitive region S becomes the track width of the spin-valve thin-film magnetic element 101, which can cope with a narrow track. Further, since the sensitivity region S of the multilayer body 112 is separated from the hard bias layers 132, 132, it is not fixed by a strong bias magnetic field, and the output characteristics of the spin-valve thin-film magnetic element 101 can be improved. In particular, the sensing current is interrupted by the insulating layers 130, 130 and the insulating films 133, 133 at both end portions 112a, 112a of the stacked body 112, and the detection sensitivity becomes zero without the occurrence of the magnetoresistance effect. Side reading of the magnetic element 101 can be prevented.

【0136】上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子101
においては、図11に示す第1の実施形態に対応してい
るが、積層体112の両端部分112a、112a上面
および側面112b,112bに延在する絶縁膜13
3,133に関しては絶縁層130,130が連続する
ように、図1に示す絶縁層30,30に対応した構成と
することもできる。
The above-described spin-valve thin-film magnetic element 101
Corresponds to the first embodiment shown in FIG. 11, but the insulating film 13 extending on both end portions 112a, the upper surface and the side surfaces 112b, 112b of the laminated body 112
As for 3,133, the configuration corresponding to the insulating layers 30, 30 shown in FIG. 1 may be adopted so that the insulating layers 130, 130 are continuous.

【0137】上記のスピンバルブ型薄膜磁気素子101
の製造方法は、積層体形成工程において、第1反強磁性
層104、第1強磁性ピンド層105a、第1非磁性中
間層105b、第2強磁性ピンド層105c、第1非磁
性導電層106、第1拡散防止層107a、強磁性自由
層107b、第2拡散防止層107c、第2非磁性導電
層108、第3強磁性ピンド層109a、第2非磁性中
間層109b、第4強磁性ピンド層109c、第2反強
磁性層110及び保護層111を順次積層して積層膜を
形成すること以外は、第1の実施形態で説明した2通り
の製造方法のいずれかと同様にして製造することが可能
である。
The above-described spin-valve thin-film magnetic element 101
In the manufacturing method of the first embodiment, the first antiferromagnetic layer 104, the first pinned ferromagnetic layer 105a, the first nonmagnetic intermediate layer 105b, the second pinned ferromagnetic layer 105c, and the first nonmagnetic conductive layer 106 are formed in the stacked body forming step. A first diffusion prevention layer 107a, a ferromagnetic free layer 107b, a second diffusion prevention layer 107c, a second nonmagnetic conductive layer 108, a third ferromagnetic pinned layer 109a, a second nonmagnetic intermediate layer 109b, and a fourth ferromagnetic pinned layer. Except that the layer 109c, the second antiferromagnetic layer 110, and the protective layer 111 are sequentially laminated to form a laminated film, the production is performed in the same manner as any of the two production methods described in the first embodiment. Is possible.

【0138】尚、本発明の技術範囲は第1、第2の実施
形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱し
ない範囲において種々の変更を加えることが可能であ
る。例えば第1の実施形態においては、非磁性中間層を
挟んで反強磁性的に結合する2つの強磁性自由層で構成
したフリー磁性層7について説明したが、本発明はこれ
に限られず、フリー磁性層7を強磁性層単層構造、また
は強磁性層と拡散防止層の積層構造としても良い。同様
に、固定磁性層4についても強磁性層単層構造としても
良い。
The technical scope of the present invention is not limited to the first and second embodiments, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the first embodiment, the free magnetic layer 7 including the two ferromagnetic free layers that are antiferromagnetically coupled with the nonmagnetic intermediate layer interposed therebetween has been described. However, the present invention is not limited to this. The magnetic layer 7 may have a single-layer structure of a ferromagnetic layer or a stacked structure of a ferromagnetic layer and a diffusion prevention layer. Similarly, the fixed magnetic layer 4 may have a single-layer ferromagnetic layer structure.

【0139】また、第1の実施形態において、フリー磁
性層7と保護層8の間に導電性かつ非磁性な材料からな
るバックド層を形成し、伝導電子のうちアップスピンの
伝導電子の平均自由行程をこのバックド層によって延長
させることにより、抵抗変化率を増加させる構成を採用
してもよい。
Further, in the first embodiment, a back layer made of a conductive and non-magnetic material is formed between the free magnetic layer 7 and the protective layer 8, and the average free of the up-spin conduction electrons among the conduction electrons is formed. A configuration in which the process is extended by the backed layer to increase the resistance change rate may be employed.

【0140】更に第1の実施形態において、積層体9中
の反強磁性層をフリー磁性層よりも下部絶縁層(基板)
から離れた位置に配置させてトップ型のシングルスピン
バルブ型構造としてもよい。すなわち、下地層、フリー
磁性層、非磁性導電層、固定磁性層、反強磁性層及び保
護層の順で積層しても良い。
Further, in the first embodiment, the antiferromagnetic layer in the laminated body 9 is formed so that the lower insulating layer (substrate) is lower than the free magnetic layer.
And a top single spin valve structure. That is, the underlayer, the free magnetic layer, the nonmagnetic conductive layer, the fixed magnetic layer, the antiferromagnetic layer, and the protective layer may be stacked in this order.

【0141】また第2実施形態において、フリー磁性層
107を、非磁性中間層と、この非磁性中間層を挟んで
反強磁性的に結合する2つの強磁性自由層で構成しても
よい。また、第1、第2固定磁性層105,109のい
ずれか一方または両方を強磁性層単層構造としても良
い。
In the second embodiment, the free magnetic layer 107 may be composed of a non-magnetic intermediate layer and two ferromagnetic free layers which are antiferromagnetically coupled with the non-magnetic intermediate layer interposed therebetween. In addition, one or both of the first and second pinned magnetic layers 105 and 109 may have a ferromagnetic layer single layer structure.

【0142】なお、上記の各実施形態において、バイア
ス下地層31,131を設けないことも可能であり、こ
の場合、ハードバイアス層32,132をFeCoおよ
びCoPtの積層膜からなるものとすることができる。
In each of the above embodiments, the bias underlayers 31 and 131 may not be provided. In this case, the hard bias layers 32 and 132 may be made of a laminated film of FeCo and CoPt. it can.

【0143】更に、第1,第2の実施形態のスピンバル
ブ型薄膜磁気素子において、固定磁性層の磁気モーメン
トを固定する手段として、反強磁性層に代えて、センス
電流のセンス電流磁界を用いる手段を採用しても良い。
Further, in the spin-valve thin film magnetic elements of the first and second embodiments, as a means for fixing the magnetic moment of the fixed magnetic layer, a sense current magnetic field of a sense current is used instead of the antiferromagnetic layer. Means may be adopted.

【0144】[0144]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
スピンバルブ型薄膜磁気素子によれば、前記積層体のト
ラック幅方向両側における前記積層体の側面と前記ハー
ドバイアス層との間に位置する一対の絶縁層を具備して
なることにより、積層体の側面は絶縁層によってハード
バイアス層やリード層から絶縁されているので、積層体
の側面へ直接流れ込む検出電流の分流成分が絶縁層によ
り遮断され、検出電流はすべてオーバーレイ部から積層
体に印加されることになり、これにより積層体の両端部
分で磁気抵抗効果が発現することがなく、スピンバルブ
型薄膜磁気素子のサイドリーディングを防止することが
可能になる。
As described above in detail, according to the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, the gap between the side surface of the laminate and the hard bias layer on both sides in the track width direction of the laminate. Since the side surface of the stacked body is insulated from the hard bias layer and the lead layer by the insulating layer by including the pair of insulating layers located, the shunt component of the detection current flowing directly to the side surface of the stacked body is reduced by the insulating layer. And the detection current is applied to the laminate from the overlay part. This prevents the magnetoresistance effect from appearing at both ends of the laminate and prevents side reading of the spin-valve thin-film magnetic element. It becomes possible to do.

【0145】また、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子によれば、前記絶縁層の前記積層体の側面における膜
厚が0.5nm以上とされるので、絶縁層にピンホール
ができることが防止でき、積層体の側面を絶縁層によっ
てハードバイアス層やリード層から絶縁することができ
るとともに、絶縁層の前記積層体の側面における膜厚が
5nm以下の範囲に設定されることにより、ハードバイ
アス層のバイアス磁界によってフリー磁性層の磁気モー
メント方向を所定の方向に充分揃えることができる。ま
た、本発明において、前記積層体上面における前記絶縁
層の膜厚が、0.5nm以上20nm以下の範囲である
ことによって、積層体の上面からトラック幅方向両端部
分への検出電流の分流成分をこの絶縁膜により確実に遮
断することができ、スピンバルブ型薄膜磁気素子のサイ
ドリーディングを確実に防止することが可能になる。
According to the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, since the thickness of the insulating layer on the side surface of the laminated body is 0.5 nm or more, it is possible to prevent pinholes from being formed in the insulating layer. The side surface of the laminate can be insulated from the hard bias layer and the lead layer by the insulating layer, and the thickness of the insulating layer on the side surface of the laminate is set to 5 nm or less, so that the hard bias layer The direction of the magnetic moment of the free magnetic layer can be sufficiently aligned in a predetermined direction by the bias magnetic field. In the present invention, the thickness of the insulating layer on the upper surface of the laminate is in the range of 0.5 nm or more and 20 nm or less. This insulating film can surely block off, and it is possible to reliably prevent side reading of the spin-valve thin-film magnetic element.

【0146】本発明における前記絶縁層が前記積層体の
側面から前記ハードバイアス層の基板側および前記積層
体上面のトラック幅方向両端部分までそれぞれ延在して
なることにより、リード層からハードバイアス層を経由
して積層体に検出電流が流入することを防止できること
になり、これにより積層体の両端部分で磁気抵抗効果が
発現することがなく、スピンバルブ型薄膜磁気素子のサ
イドリーディングを防止することが可能になる。
In the present invention, the insulating layer extends from the side surface of the laminated body to the substrate side of the hard bias layer and both ends in the track width direction of the upper surface of the laminated body, so that the insulating layer extends from the lead layer to the hard bias layer. The detection current can be prevented from flowing into the stacked body through the stack, thereby preventing the magnetoresistance effect from appearing at both ends of the stacked body and preventing the side reading of the spin-valve thin film magnetic element. Becomes possible.

【0147】また、本発明においては、前記ハードバイ
アス層と前記絶縁層との間に、バイアス下地層を具備し
てなることにより、バイアス下地層上にハードバイアス
層を形成すると、ハードバイアス層の保磁力および角形
比が大きくなり、フリー磁性層の単磁区化に必要なバイ
アス磁界を増大させることができる。
Further, in the present invention, a bias underlayer is provided between the hard bias layer and the insulating layer, so that the hard bias layer is formed on the bias underlayer. The coercive force and the squareness ratio are increased, and the bias magnetic field required for making the free magnetic layer a single magnetic domain can be increased.

【0148】リード層の先端部分の幅が0.01μm以
上であり、リード層と積層体の接合面積が広く確保され
るので、先端部分における接触抵抗が低減されて積層体
に検出電流を効率よく与えることができる。更に、ハー
ドバイアス層とリード層の先端部分とが離れていること
により、ハードバイアス層のバイアス磁界がスピンバル
ブ型薄膜磁気素子のトラック幅中央の感度領域において
適度に弱くなるので、バイアス磁界によってフリー磁性
層の磁化が必要以上に強く固着されることがなく、再生
感度を向上させることができる。
Since the width of the leading end portion of the lead layer is 0.01 μm or more and the bonding area between the lead layer and the laminate is widened, the contact resistance at the leading end portion is reduced and the detection current can be efficiently supplied to the laminate. Can be given. Furthermore, since the hard bias layer and the tip of the lead layer are separated from each other, the bias magnetic field of the hard bias layer is appropriately weakened in the sensitivity region at the center of the track width of the spin-valve thin-film magnetic element. The reproduction sensitivity can be improved without the magnetization of the magnetic layer being fixed more strongly than necessary.

【0149】本発明は、前記ハードバイアス層と前記リ
ード層との間に、前記積層体のトラック幅方向両端部分
まで延在する絶縁膜が設けられてなることにより、リー
ド層からハードバイアス層に流入する検出電流の分流成
分を規制できるため、より一層積層体側面に流入する検
出電流の分流成分の発生を防止することができる。ここ
で、前記絶縁層と絶縁膜とは、一体とされることも可能
であり、また同一の材質からなる構成とされていてもよ
い。
According to the present invention, an insulating film is provided between the hard bias layer and the lead layer so as to extend to both ends in the track width direction of the laminated body. Since the shunt component of the detection current flowing in can be regulated, the generation of the shunt component of the detection current flowing into the side surface of the stacked body can be further prevented. Here, the insulating layer and the insulating film may be integrated, and may be formed of the same material.

【0150】そして、本発明の薄膜磁気ヘッドは、先の
いずれかに記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子を磁気記
録情報の読出し素子として備えているので、サイドリー
ディング発生の確率が低い薄膜磁気ヘッドを構成するこ
とができる。また係る浮上式磁気ヘッドによれば、上記
の薄膜磁気ヘッドを備えているので、磁気情報の再生出
力が高く、サイドリーディング発生の確率が低い浮上式
磁気ヘッドを構成することができる。
Since the thin-film magnetic head according to the present invention includes the spin-valve thin-film magnetic element described above as a read element for magnetically recorded information, the thin-film magnetic head having a low probability of occurrence of side reading is provided. Can be configured. According to the flying magnetic head, since the thin-film magnetic head is provided, a flying magnetic head having a high reproduction output of magnetic information and a low probability of occurrence of side reading can be formed.

【0151】次に、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子の製造方法は、基板上に第1リフトオフレジストを形
成し、前記基板に対して角度θd2の方向からエッチング
粒子を照射して更に積層体を形成した後に、前記基板に
対して角度θd1(ただしθd2>θd1)の方向からスパッ
タ粒子を堆積することにより、前記積層体の側面上およ
びこの側面から前記切込部に対応する位置にある前記積
層体上まで延在する絶縁層を形成し、さらに、前記角度
θd2と略同等の方向から別のスパッタ粒子を堆積するこ
とによりハードバイアス層を形成し、第2リフトオフレ
ジストの切込部位置にある積層体上までリード層を形成
するので、絶縁膜を積層体の側面、ハードバイアス層の
基板側および積層体のトラック幅両端部上まで延在させ
るとともに、リード層を絶縁膜よりも積層体上面のトラ
ック幅方向中央側に延在させて積層体に接合させること
ができ、サイドリーディングを防止することが可能なス
ピンバルブ型薄膜磁気素子を製造できる。
Next, in the method of manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, a first lift-off resist is formed on a substrate, and the substrate is further laminated by irradiating etching particles from the direction of an angle θ d2 to the substrate. After the body is formed, sputtered particles are deposited from the direction of the angle θ d1 (where θ d2 > θ d1 ) with respect to the substrate, so as to correspond to the cut portion from the side surface of the stacked body and from the side surface. Forming an insulating layer extending to a position above the stacked body, further forming a hard bias layer by depositing another sputtered particle from a direction substantially equal to the angle θ d2, and forming a second lift-off resist. Since the lead layer is formed up to the top of the laminate at the notch position, the insulating film extends to the side surface of the laminate, the substrate side of the hard bias layer and both ends of the track width of the laminate, and The spin-valve thin-film magnetic element can be manufactured in which the layer can be extended to the center of the upper surface of the stacked body in the track width direction with respect to the insulating film and bonded to the stacked body, and side reading can be prevented.

【0152】更に、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子の製造方法においては、絶縁層を形成する際の角度θ
d1が、ハードバイアス層を形成する際の角度θd2より小
さく設定されているので、絶縁層を第1リフトオフレジ
ストの切込部の位置まで形成させることが可能になり、
検出電流の分流成分を極力遮断させることができる。
Further, in the method of manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element according to the present invention, the angle θ when forming the insulating layer is
Since d1 is set smaller than the angle θ d2 when forming the hard bias layer, it is possible to form the insulating layer up to the position of the cut portion of the first lift-off resist,
The shunt component of the detection current can be cut off as much as possible.

【0153】次に本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子
の別の製造方法は、基板上に積層体およびその両側に絶
縁膜、ハードバイアス層を形成した後、第2リフトオフ
レジストを形成し、基板に対して角度θd3の方向からス
パッタ粒子を堆積することにより、前記積層体の両側お
よび前記側面上まで延在する絶縁膜を形成し、さらに、
前記基板に対して角度θd4(ただしθd3>θd4)の方向
から他のスパッタ粒子を堆積することにより、前記ハー
ドバイアス層上から前記第2リフトオフレジストの切込
部に対応する位置にある積層体上まで延在する一対のリ
ード層を形成するので、絶縁膜を積層体のトラック幅両
端部上まで延在させるとともに、リード層を絶縁膜より
も積層体の中央方向に延在させて積層体に接合させるこ
とができ、サイドリーディングを防止することが可能な
スピンバルブ型薄膜磁気素子を製造できる。こで、前記
絶縁層と絶縁膜とは、一体とされることも可能であり、
また同一の材質からなる構成とされることもできる。
Next, another manufacturing method of the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention is as follows. After forming a laminated body on a substrate, an insulating film and a hard bias layer on both sides thereof, a second lift-off resist is formed. By depositing sputter particles from the direction of the angle θ d3 to form an insulating film extending to both sides and the side surfaces of the laminate,
By depositing another sputtered particle from the direction of the angle θ d4 (where θ d3 > θ d4 ) with respect to the substrate, the sputtered particle is located at a position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist from above the hard bias layer. Since a pair of lead layers extending over the laminate are formed, the insulating film extends over both ends of the track width of the laminate, and the lead layer extends more toward the center of the laminate than the insulating film. It is possible to manufacture a spin-valve thin-film magnetic element that can be bonded to a laminate and that can prevent side reading. Here, the insulating layer and the insulating film may be integrated,
In addition, they may be made of the same material.

【0154】本発明において、リード層を形成する際の
角度θd4が、絶縁膜を形成する際の角度θd3より小さく
設定されているので、リード層を第2リフトオフレジス
トの切込部の位置まで形成させることが可能になり、検
出電流の分流成分を極力遮断させることが可能になる。
ここで、前記絶縁層と絶縁膜とは、一体とされることも
可能であり、また同一の材質からなる構成とされていて
もよい。
In the present invention, since the angle θ d4 at the time of forming the lead layer is set smaller than the angle θ d3 at the time of forming the insulating film, the lead layer is positioned at the position of the cut portion of the second lift-off resist. And the shunt component of the detection current can be cut off as much as possible.
Here, the insulating layer and the insulating film may be integrated, and may be formed of the same material.

【0155】また、本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素
子の製造方法によれば、絶縁膜を形成した後にエッチン
グ粒子を照射することにより、第2リフトオフレジスト
の切込部に対応する位置にある積層体の一部をエッチン
グするので、リード層と積層体の接合面をクリーニング
することができ、リード層と積層体を確実に接合させて
検出電流を積層体に効率よく与えることができる。
Further, according to the method of manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, by irradiating etching particles after forming an insulating film, a stack at a position corresponding to a cut portion of the second lift-off resist is formed. Since a part of the body is etched, the bonding surface between the lead layer and the laminate can be cleaned, and the lead layer and the laminate can be securely joined to efficiently supply a detection current to the laminate.

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

【図1】 本発明の第1の実施形態のスピンバルブ型
薄膜磁気素子の断面模式図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a spin-valve thin-film magnetic element according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1のスピンバルブ型薄膜磁気素子を備え
た浮上式磁気ヘッドの斜視図である。
FIG. 2 is a perspective view of a flying magnetic head including the spin-valve thin-film magnetic element of FIG.

【図3】 図1のスピンバルブ型薄膜磁気素子を備え
た薄膜磁気ヘッドの断面模式図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a thin-film magnetic head including the spin-valve thin-film magnetic element of FIG. 1;

【図4】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製
造方法を説明するための図であって、積層体形成工程を
示す工程図である。
FIG. 4 is a view for explaining the method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a process diagram showing a stacked body forming step.

【図5】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製
造方法を説明するための図であって、積層体形成工程を
示す工程図である。
FIG. 5 is a view for explaining the method for manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing a step of forming a stacked body.

【図6】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製
造方法を説明するための図であって、絶縁層形成工程を
示す工程図である。
FIG. 6 is a diagram for explaining the method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a process diagram illustrating an insulating layer forming process.

【図7】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製
造方法を説明するための図であって、ハードバイアス層
形成工程および絶縁膜形成工程を示す工程図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining the method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a process diagram showing a hard bias layer forming step and an insulating film forming step.

【図8】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製
造方法を説明するための図であって、第2レジスト形成
工程を示す工程図である。
FIG. 8 is a view for explaining the method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing a step of forming a second resist.

【図9】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製
造方法を説明するための図であって、エッチング工程を
示す工程図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining the method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a process diagram showing an etching process.

【図10】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
製造方法を説明するための図であって、リード層形成工
程を示す工程図である。
FIG. 10 is a view for explaining the method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing a step of forming a lead layer.

【図11】 本発明の他の実施形態のスピンバルブ型
薄膜磁気素子の断面模式図である。
FIG. 11 is a schematic cross-sectional view of a spin-valve thin-film magnetic element according to another embodiment of the present invention.

【図12】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
他の製造方法を説明するための図であって、積層体形成
工程を示す工程図である。
FIG. 12 is a diagram for explaining another method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a process diagram showing a stacked body forming step.

【図13】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
他の製造方法を説明するための図であって、ハードバイ
アス層形成工程を示す工程図である。
FIG. 13 is a view for explaining another method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing a step of forming a hard bias layer.

【図14】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
他の製造方法を説明するための図であって、第2レジス
ト形成工程を示す工程図である。
FIG. 14 is a view for explaining another method for manufacturing the spin-valve thin film magnetic element of the present invention, and is a view showing a second resist forming step.

【図15】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
他の製造方法を説明するための図であって、絶縁膜形成
工程を示す工程図である。
FIG. 15 is a view for explaining another method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing an insulating film forming step.

【図16】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
他の製造方法を説明するための図であって、エッチング
工程を示す工程図である。
FIG. 16 is a view for explaining another method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing an etching step.

【図17】 本発明のスピンバルブ型薄膜磁気素子の
他の製造方法を説明するための図であって、リード層形
成工程を示す工程図である。
FIG. 17 is a view for explaining another method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element of the present invention, and is a view showing a step of forming a lead layer.

【図18】 本発明の第2の実施形態のスピンバルブ
型薄膜磁気素子の断面模式図である。
FIG. 18 is a schematic sectional view of a spin-valve thin-film magnetic element according to a second embodiment of the present invention.

【図19】 従来のスピンバルブ型薄膜磁気素子の断
面模式図である。
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view of a conventional spin-valve thin-film magnetic element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 スピンバルブ型薄膜磁気素子 4 反強磁性層 4a 延出部 5 固定磁性層 5a 第1強磁性ピンド層(強磁性層) 5b 第1非磁性中間層(非磁性中間層) 5c 第2強磁性ピンド層(強磁性層) 6 非磁性導電層 7 フリー磁性層 9 積層体 9a 両端部分 9b 側面 30 絶縁層 32 ハードバイアス層 33 絶縁膜 34 リード層 34a オーバーレイ部 34b 先端部分 51、57、60 当接面 52、58、61 側面 53、59、62 切込部 L1 第1リフトオフレジスト L2、L12 第2リフトオフレジスト S 感度領域 N 不感度領域 REFERENCE SIGNS LIST 1 spin-valve thin-film magnetic element 4 antiferromagnetic layer 4 a extension 5 fixed magnetic layer 5 a first ferromagnetic pinned layer (ferromagnetic layer) 5 b first nonmagnetic intermediate layer (nonmagnetic intermediate layer) 5 c second ferromagnetic Pinned layer (ferromagnetic layer) 6 Nonmagnetic conductive layer 7 Free magnetic layer 9 Stack 9a Both end portions 9b Side surface 30 Insulating layer 32 Hard bias layer 33 Insulating film 34 Lead layer 34a Overlay portion 34b Tip portion 51, 57, 60 Contact Surface 52, 58, 61 Side surface 53, 59, 62 Notch L1 First lift-off resist L2, L12 Second lift-off resist S Sensitive area N Insensitive area

Claims (21)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基板上に、少なくともフリー磁性層及
び固定磁性層を備えて磁気抵抗効果を示す積層体と、少
なくとも前記フリー磁性層のトラック幅方向両側に位置
して前記フリー磁性層の磁気モーメント方向を一方向に
揃える一対のハードバイアス層と、少なくとも前記ハー
ドバイアス層上に積層された一対のリード層と、少なく
とも前記積層体のトラック幅方向両側における側面と前
記ハードバイアス層との間に位置する一対の絶縁層と、
を具備してなり、 前記一対のリード層には前記積層体の一部上まで延在す
るオーバーレイ部がそれぞれ設けられ、該オーバーレイ
部の先端部分が前記積層体に接合することを特徴とする
スピンバルブ型薄膜磁気素子。
1. A laminate having at least a free magnetic layer and a fixed magnetic layer on a substrate and exhibiting a magnetoresistive effect, and a magnetic moment of the free magnetic layer located at least on both sides of the free magnetic layer in the track width direction. A pair of hard bias layers whose directions are aligned in one direction, at least a pair of lead layers stacked on the hard bias layer, and at least a position between the side surfaces on both sides in the track width direction of the stacked body and the hard bias layer. A pair of insulating layers,
Wherein each of the pair of lead layers is provided with an overlay portion extending over a part of the laminate, and a tip portion of the overlay portion is joined to the laminate. Valve type thin film magnetic element.
【請求項2】 前記絶縁層の前記積層体の側面におけ
る膜厚が0.5nm以上5nm以下の範囲であることを
特徴とする請求項1に記載のスピンバルブ型薄膜磁気素
子。
2. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1, wherein a thickness of the insulating layer on a side surface of the stacked body is in a range from 0.5 nm to 5 nm.
【請求項3】 前記絶縁膜が、酸化アルミニウム、酸
化シリコン、酸化タンタル、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、酸化ハフニウム、酸化クロム、酸化バナジウム、
酸化ニオブのうちのいずれか1種またはこれら2種以上
の混合物からなることを特徴とする請求項1または請求
項2に記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。
3. The method according to claim 1, wherein the insulating film is made of aluminum oxide, silicon oxide, tantalum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, chromium oxide, vanadium oxide,
3. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1, wherein the spin-valve thin-film magnetic element is made of any one of niobium oxide or a mixture of two or more thereof.
【請求項4】 前記絶縁層が前記ハードバイアス層の
基板側に延在してなることを特徴とする請求項1ないし
請求項3のいずれかに記載のスピンバルブ型薄膜磁気素
子。
4. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1, wherein the insulating layer extends on the substrate side of the hard bias layer.
【請求項5】 前記ハードバイアス層と前記絶縁層と
の間に、バイアス下地層を具備してなることを特徴とす
る請求項4記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。
5. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 4, further comprising a bias underlayer between said hard bias layer and said insulating layer.
【請求項6】 前記絶縁層が、前記積層体の側面から
前記積層体上面のトラック幅方向両端部分まで延在し、 前記一対のリード層のオーバーレイ部がそれぞれ設けら
れ、該オーバーレイ部の先端部分が前記絶縁膜よりも前
記積層体の中央側まで延在して前記積層体に接合するこ
とを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれかに記
載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。
6. The insulating layer extends from a side surface of the multilayer body to both ends in a track width direction of an upper surface of the multilayer body, and overlay portions of the pair of lead layers are provided, respectively, and a tip portion of the overlay portion The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1, wherein the second magnetic field extends from the insulating film to a center side of the stacked body and is bonded to the stacked body.
【請求項7】 前記積層体上面における前記絶縁層の
膜厚が、0.5nm以上20nm以下の範囲であること
を特徴とする請求項6記載のスピンバルブ型薄膜磁気素
子。
7. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 6, wherein the thickness of the insulating layer on the upper surface of the stacked body is in a range from 0.5 nm to 20 nm.
【請求項8】 前記オーバーレイ部の前記積層体に接
合する各先端部分のトラック幅方向幅寸法が0.01μ
m以上0.05μm以下の範囲であることを特徴とする
請求項1ないし請求項7のいずれかに記載のスピンバル
ブ型薄膜磁気素子。
8. The width dimension in the track width direction of each tip portion of the overlay portion joined to the laminate is 0.01 μm.
The spin-valve thin-film magnetic element according to any one of claims 1 to 7, wherein the thickness is not less than m and not more than 0.05 µm.
【請求項9】 前記オーバーレイ部のトラック幅方向
の幅が0.1μm以上0.3μm以下の範囲であること
を特徴とする請求項8記載のスピンバルブ型薄膜磁気素
子。
9. The spin-valve thin film magnetic element according to claim 8, wherein a width of the overlay portion in a track width direction is in a range of 0.1 μm or more and 0.3 μm or less.
【請求項10】 前記積層体は、前記フリー磁性層
と、非磁性導電層と、前記固定磁性層と、交換結合磁界
により前記固定磁性層の磁気モーメント方向を固定する
反強磁性層とが少なくとも順次積層されて形成されたも
のであることを特徴とする請求項1ないし請求項5のい
ずれかに記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子。
10. The laminated body includes at least the free magnetic layer, the nonmagnetic conductive layer, the fixed magnetic layer, and an antiferromagnetic layer that fixes a magnetic moment direction of the fixed magnetic layer by an exchange coupling magnetic field. 6. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1, wherein the spin-valve thin-film magnetic element is formed by being sequentially laminated.
【請求項11】 前記積層体は、前記フリー磁性層の
厚さ方向両側にそれぞれ、非磁性導電層と、前記固定磁
性層と、交換結合磁界により前記固定磁性層の磁気モー
メント方向を固定する反強磁性層とが少なくとも順次積
層されて形成されたものであることを特徴とする請求項
1ないし請求項5のいずれかに記載のスピンバルブ型薄
膜磁気素子。
11. The laminated body includes a non-magnetic conductive layer, the fixed magnetic layer, and a magnetic moment direction of the fixed magnetic layer fixed by an exchange coupling magnetic field on both sides in the thickness direction of the free magnetic layer. 6. The spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1, wherein the ferromagnetic layer is formed by laminating the ferromagnetic layers at least sequentially.
【請求項12】 前記ハードバイアス層と前記リード
層との間に、前記積層体のトラック幅方向両端部分まで
延在する絶縁膜が設けられてなることを特徴とする請求
項1ないし請求項11のいずれかに記載のスピンバルブ
型薄膜磁気素子。
12. The semiconductor device according to claim 1, wherein an insulating film is provided between the hard bias layer and the lead layer, the insulating film extending to both ends in the track width direction of the stacked body. A spin-valve thin-film magnetic element according to any one of the above.
【請求項13】 請求項1ないし請求項12のいずれ
かに記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子を磁気記録情報
の読出し素子として備えたことを特徴とする薄膜磁気ヘ
ッド。
13. A thin-film magnetic head comprising the spin-valve thin-film magnetic element according to claim 1 as a read element for magnetically recorded information.
【請求項14】 スライダに、請求項13に記載の薄
膜磁気ヘッドを具備しなることを特徴とする浮上式磁気
ヘッド。
14. A flying magnetic head comprising a slider provided with the thin-film magnetic head according to claim 13.
【請求項15】 基板上に、少なくともフリー磁性層
及び固定磁性層を含む積層膜を形成した後に、該積層膜
上に、前記積層膜に接する当接面と、該当接面を挟む両
側面と、前記当接面と前記両側面の間であって該当接面
のトラック幅方向両側に設けられた一対の切込部と、を
具備してなる第1リフトオフレジストを形成し、更に前
記積層膜にエッチング粒子を照射して前記第1リフトオ
フレジストの両側面よりトラック幅方向外側にある積層
膜の全部または一部をエッチングすることにより、断面
視略台形状とされトラック幅方向外側の両側面を有する
積層体を形成する積層体形成工程と、 前記基板に対して角度θd1の方向からスパッタ粒子を堆
積することにより、前記積層体の側面上およびこの側面
から前記切込部に対応する位置にある前記積層体上まで
延在する絶縁層を形成する絶縁層形成工程と、 前記積層体の両側位置の前記絶縁層上に、前記基板に対
して角度θd2(ただしθd2>θd1)の方向から別のスパ
ッタ粒子を堆積することにより、少なくとも前記フリー
磁性層と同じ階層に位置する一対のハードバイアス層を
積層するバイアス層形成工程と、 前記第1リフトオフレジストを除去した後に、前記第1
リフトオフレジストの前記当接面よりも狭幅な当接面
と、この狭幅な当接面を挟む両側面と、前記当接面と前
記両側面の間であって該狭幅な当接面のトラック幅方向
両側に設けられた一対の切込部とを具備してなる第2リ
フトオフレジストを前記積層体上面のトラック幅方向ほ
ぼ中央に形成する第2レジスト形成工程と、 他のスパッタ粒子を堆積することにより、前記絶縁層上
から前記第2リフトオフレジストの切込部に対応する位
置にある積層体上まで延在する一対のリード層を形成す
るリード層形成工程と、 からなることを特徴とするスピンバルブ型薄膜磁気素子
の製造方法。
15. After forming a laminated film including at least a free magnetic layer and a pinned magnetic layer on a substrate, a contact surface in contact with the laminated film, and both side surfaces sandwiching the contact surface are formed on the laminated film. Forming a first lift-off resist comprising a pair of cut portions provided between the contact surface and the both side surfaces and on both sides in the track width direction of the contact surface. By irradiating etching particles to the entirety or a part of the laminated film located on the outer side in the track width direction from both side surfaces of the first lift-off resist, a substantially trapezoidal cross section is formed and both outer side surfaces on the track width direction are removed. A stack forming step of forming a stack having, by depositing sputter particles from the direction of the angle θ d1 with respect to the substrate, on the side surface of the stack and at a position corresponding to the cut portion from this side surface Before there An insulating layer forming step of forming an insulating layer extending up to the laminated body; and a direction of an angle θ d2 (where θ d2 > θ d1 ) with respect to the substrate on the insulating layer on both sides of the laminated body. A bias layer forming step of stacking a pair of hard bias layers located at least on the same layer as the free magnetic layer by depositing another sputtered particle from the first magnetic layer, and after removing the first lift-off resist,
A contact surface narrower than the contact surface of the lift-off resist, both side surfaces sandwiching the narrow contact surface, and the narrow contact surface between the contact surface and the both side surfaces. A second resist forming step of forming a second lift-off resist comprising a pair of cut portions provided on both sides in the track width direction at substantially the center of the upper surface of the stacked body in the track width direction; A lead layer forming step of forming a pair of lead layers extending from above the insulating layer to above the laminate at a position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist. Of manufacturing a spin-valve thin film magnetic element.
【請求項16】 前記第2リフトオフレジストを形成
した後に別のエッチング粒子を照射して、前記第2リフ
トオフレジストの切込部に対応する位置にある積層体の
一部をエッチングすることを特徴とする請求項15に記
載のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法。
16. The method according to claim 16, further comprising irradiating another etching particle after forming the second lift-off resist to etch a part of the laminate at a position corresponding to a cut portion of the second lift-off resist. The method for manufacturing a spin-valve thin-film magnetic element according to claim 15.
【請求項17】 前記角度θd1が40〜80°の範囲
であり、前記角度θd 2が60〜90°の範囲であること
を特徴とする請求項15または請求項16に記載のスピ
ンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法。
17. A range of the angle theta d1 is 40 to 80 °, the spin valve as claimed in claim 15 or claim 16 wherein the angle theta d 2 is equal to or in the range of 60 to 90 ° Of manufacturing a thin film type magnetic element.
【請求項18】 前記ハードバイアス層を積層した後
に、別のスパッタ粒子を堆積することにより、前記ハー
ドバイアス層上に絶縁膜を積層する絶縁膜形成工程を有
することを特徴とする請求項15ないし請求項17のい
ずれかに記載のスピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方
法。
18. An insulating film forming step of stacking an insulating film on the hard bias layer by depositing another sputtered particle after stacking the hard bias layer. A method for manufacturing the spin-valve thin-film magnetic element according to claim 17.
【請求項19】 基板上に、少なくともフリー磁性層
及び固定磁性層を含む積層膜を形成した後に、該積層膜
上に、前記積層膜に接する当接面と該当接面を挟む両側
面と前記当接面と前記両側面の間であって該当接面のト
ラック幅方向両側に設けられた一対の切込部とを具備し
てなる第1リフトオフレジストを形成し、更に前記積層
膜にエッチング粒子を照射して前記第1リフトオフレジ
ストの両側面よりトラック幅方向外側にある積層膜の全
部または一部をエッチングすることにより、断面視略台
形状とされトラック幅方向外側の両側面を有する積層体
を形成する積層体形成工程と、 前記積層体の両側にスパッタ粒子を堆積することによ
り、前記積層体の側面上に延在する絶縁層を形成する絶
縁層形成工程と、 前記積層体の両側にスパッタ粒子を堆積することによ
り、少なくとも前記フリー磁性層と同じ階層に位置する
一対のハードバイアス層を前記絶縁層上に積層するバイ
アス層形成工程と、 前記第1リフトオフレジストを除去した後に、前記第1
リフトオフレジストの前記当接面よりも狭幅な当接面
と、この狭幅な当接面を挟む両側面と、前記当接面と前
記両側面の間であって該狭幅な当接面のトラック幅方向
両側に設けられた一対の切込部とを具備してなる第2リ
フトオフレジストを前記積層体上面のほぼ中央に形成す
る第2レジスト形成工程と、 前記基板に対して角度θd3の方向からスパッタ粒子を堆
積することにより、前記ハードバイアス層上から前記切
込部に対応する位置にある積層体上まで延在する一対の
絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、 前記基板に対して角度θd4(ただしθd3>θd4)の方向
から他のスパッタ粒子を堆積することにより、前記絶縁
膜上から前記第2リフトオフレジストの切込部に対応す
る位置にある積層体上まで延在する一対のリード層を形
成するリード層形成工程とを有することを特徴とするス
ピンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法。
19. After forming a laminated film including at least a free magnetic layer and a pinned magnetic layer on a substrate, the contact surface in contact with the laminated film and both side surfaces sandwiching the contact surface are formed on the laminated film. Forming a first lift-off resist comprising a pair of cut portions provided between the contact surface and the both side surfaces and on both sides in the track width direction of the contact surface, further forming etching particles on the laminated film; By etching all or a part of the laminated film located on the outer side in the track width direction from both side surfaces of the first lift-off resist, thereby forming a substantially trapezoidal sectional view and having both outer side surfaces on the outer side in the track width direction. Forming an insulating layer extending on the side surface of the laminate by depositing sputter particles on both sides of the laminate, and forming an insulating layer on both sides of the laminate. Spatter By depositing a child, and the bias layer forming step of laminating at least a pair of hard bias layer located at the same level as the free magnetic layer on the insulating layer, after removing the first lift-off resist, the first
A contact surface narrower than the contact surface of the lift-off resist, both side surfaces sandwiching the narrow contact surface, and the narrow contact surface between the contact surface and the both side surfaces. Forming a second lift-off resist including a pair of cut portions provided on both sides in the track width direction substantially at the center of the upper surface of the stacked body; and forming an angle θ d3 with respect to the substrate. An insulating film forming step of forming a pair of insulating films extending from a position on the hard bias layer to a position on the stacked body at a position corresponding to the cut portion by depositing sputter particles from the direction of On the other hand, by depositing other sputtered particles from the direction of the angle θ d4 (where θ d3 > θ d4 ), from the insulating film to the laminated body at the position corresponding to the cut portion of the second lift-off resist. A rib for forming a pair of extending lead layers And a step of forming a lead layer.
【請求項20】 前記絶縁膜を形成した後に別のエッ
チング粒子を照射して、前記第2リフトオフレジストの
切込部に対応する位置にある積層体の一部をエッチング
することを特徴とする請求項19に記載のスピンバルブ
型薄膜磁気素子の製造方法。
20. The method according to claim 20, further comprising irradiating another etching particle after forming the insulating film to etch a part of the laminate at a position corresponding to a cut portion of the second lift-off resist. Item 20. The method for producing a spin-valve thin-film magnetic element according to item 19.
【請求項21】 前記角度θd3が60〜90°の範囲
であり、前記角度θd 4が40〜80°の範囲であること
を特徴とする請求項19または請求項20に記載のスピ
ンバルブ型薄膜磁気素子の製造方法。
21. A range of the angle theta d3 is 60 to 90 °, the spin valve as claimed in claim 19 or claim 20 wherein the angle theta d 4 is characterized in that in the range of 40 to 80 ° Of manufacturing a thin film type magnetic element.
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