JP2002232033A - 磁気抵抗効果素子の製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果素子の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 電極間に大きなセンス電流を流すことができ
るとともにその電流磁界によるＣＰＰ素子の磁化方向の
分散が可及的に小さくかつ再生出力を可及的に大きくす
ることを可能にする。 【解決手段】 第１の電極１０ａを形成した後、磁気抵
抗効果膜１４を第１の電極上に形成し、磁気抵抗効果膜
上に自己凝縮の有機レジスト２０を塗布した後有機レジ
ストを滴状にし、続いて絶縁膜２２を形成した後、有機
レジストを除去することにより絶縁膜に溝部を形成して
磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、この溝部に電極材料
を埋め込むことにより第２の電極２４を形成する。
るとともにその電流磁界によるＣＰＰ素子の磁化方向の
分散が可及的に小さくかつ再生出力を可及的に大きくす
ることを可能にする。 【解決手段】 第１の電極１０ａを形成した後、磁気抵
抗効果膜１４を第１の電極上に形成し、磁気抵抗効果膜
上に自己凝縮の有機レジスト２０を塗布した後有機レジ
ストを滴状にし、続いて絶縁膜２２を形成した後、有機
レジストを除去することにより絶縁膜に溝部を形成して
磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、この溝部に電極材料
を埋め込むことにより第２の電極２４を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録媒体に記録される情報の
高密度化が進み、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋ Ｄｒｉｖ
ｅ）装置では、１０Ｇｂｐｓｉ（Ｇｉｇａｂｉｔ ｐｅ
ｒｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）という高記録密度のシステ
ムが実用化されているが、さらなる高記録密度化が要求
されている。そのための方策の一つとしては、磁気ヘッ
ドにおいて１μｍ以下の狭いトラックを形成することが
大きなポイントとなる。記録再生一体型薄膜磁気ヘッド
においても狭トラック化を達成するために各種構造の提
案がなされている。しかしながら、従来から提案されて
いる記録再生一体型薄膜磁気ヘッドの構造では、その対
応できる磁気記録密度は１００〜２００Ｇｂｐｓｉ程度
が限界と言われている。これは、更なる磁気記録の高密
度化のために磁気ギャップは０．１μｍ以下でかつ大き
な再生出力が必要となってくるが、従来提案されている
記録再生一体型薄膜磁気ヘッドでこのような磁気ギャッ
プと大きな再生出力を実現することが非常に難しい。
高密度化が進み、ＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋ Ｄｒｉｖ
ｅ）装置では、１０Ｇｂｐｓｉ（Ｇｉｇａｂｉｔ ｐｅ
ｒｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）という高記録密度のシステ
ムが実用化されているが、さらなる高記録密度化が要求
されている。そのための方策の一つとしては、磁気ヘッ
ドにおいて１μｍ以下の狭いトラックを形成することが
大きなポイントとなる。記録再生一体型薄膜磁気ヘッド
においても狭トラック化を達成するために各種構造の提
案がなされている。しかしながら、従来から提案されて
いる記録再生一体型薄膜磁気ヘッドの構造では、その対
応できる磁気記録密度は１００〜２００Ｇｂｐｓｉ程度
が限界と言われている。これは、更なる磁気記録の高密
度化のために磁気ギャップは０．１μｍ以下でかつ大き
な再生出力が必要となってくるが、従来提案されている
記録再生一体型薄膜磁気ヘッドでこのような磁気ギャッ
プと大きな再生出力を実現することが非常に難しい。
【０００３】そこで、これらの課題を解決すべく、特開
平１１−１２０５０９号公報や特開平１１−２５４３３
号公報や第２４回日本応用磁気学会講演概要集（２００
０）ｐ４２７等に開示されているような水平型薄膜磁気
ヘッドならびに大きな磁気抵抗効果を有する垂直通電
（ＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａ
ｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ））型磁気抵抗効果膜材
料の提案がなされている。
平１１−１２０５０９号公報や特開平１１−２５４３３
号公報や第２４回日本応用磁気学会講演概要集（２００
０）ｐ４２７等に開示されているような水平型薄膜磁気
ヘッドならびに大きな磁気抵抗効果を有する垂直通電
（ＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａ
ｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ））型磁気抵抗効果膜材
料の提案がなされている。
【０００４】図５は、ＣＰＰ型磁気抵抗効果素子（以
下、ＣＰＰ素子ともいう）を最も簡単に示した模式図で
ある。即ち、このＣＰＰ素子４０は、ＣＰＰ型磁気抵抗
効果膜４３の上下に下部電極４１および上部電極４５を
形成し、その周辺に絶縁体（図示せず）が形成された構
造を有している。このような構造を有しているために、
再生用の電流Ｉを下部電極４１に流したときに、ＣＰＰ
型磁気抵抗効果膜４３に流れる電流Ｉ１と上下の電極４
１，４５間に流れる漏れ電流Ｉ２に分流した後に上部電
極４５へ流れる。このとき、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜４
３の出力はＩ１のみによる抵抗変化分のみが電圧変化と
して検出されることとなる。
下、ＣＰＰ素子ともいう）を最も簡単に示した模式図で
ある。即ち、このＣＰＰ素子４０は、ＣＰＰ型磁気抵抗
効果膜４３の上下に下部電極４１および上部電極４５を
形成し、その周辺に絶縁体（図示せず）が形成された構
造を有している。このような構造を有しているために、
再生用の電流Ｉを下部電極４１に流したときに、ＣＰＰ
型磁気抵抗効果膜４３に流れる電流Ｉ１と上下の電極４
１，４５間に流れる漏れ電流Ｉ２に分流した後に上部電
極４５へ流れる。このとき、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜４
３の出力はＩ１のみによる抵抗変化分のみが電圧変化と
して検出されることとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように膜面に対し
て垂直に通電するＣＰＰ素子４０を用いた薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、再生素子（ＣＰＰ素子）の膜厚が薄くな
ると絶縁体の膜厚も薄くなり、それに伴って再生素子を
挟む電極４１，４５間の距離が近くなり、再生素子を流
れる電流以外に絶縁体を流れる漏れ電流が増加する可能
性が大きくなる。そこでこのような問題を解決するため
には、小さい電流で大きな再生出力が得られるＣＰＰ型
磁気抵抗効果膜材料ならびに絶縁耐圧の高い絶縁材料の
開発が必要となってくるが、いずれもその目的を達成す
ることは容易ではない。
て垂直に通電するＣＰＰ素子４０を用いた薄膜磁気ヘッ
ドにおいては、再生素子（ＣＰＰ素子）の膜厚が薄くな
ると絶縁体の膜厚も薄くなり、それに伴って再生素子を
挟む電極４１，４５間の距離が近くなり、再生素子を流
れる電流以外に絶縁体を流れる漏れ電流が増加する可能
性が大きくなる。そこでこのような問題を解決するため
には、小さい電流で大きな再生出力が得られるＣＰＰ型
磁気抵抗効果膜材料ならびに絶縁耐圧の高い絶縁材料の
開発が必要となってくるが、いずれもその目的を達成す
ることは容易ではない。
【０００６】また、このＣＰＰ素子４０を実際の再生磁
気ヘッドへの適用を考えた場合のヘッド断面構造を図６
に示す。この再生磁気ヘッドの構成は、再生磁気ヨーク
３８によって媒体（図示せず）からの磁化情報を吸い上
げ、ＣＰＰ素子４０にその磁化情報を伝搬して、このと
きの磁化の方向変化で抵抗が変化する。なお、図６にお
いて、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜４３の側部には磁化固着
膜４７が形成されている。この場合にも、図６では、再
生用の電流を流したときに、上部電極４５のコーナー部
分から電流磁界によってＣＰＰ素子４０の磁化方向が揺
らぐため、大きな再生出力が得られない。
気ヘッドへの適用を考えた場合のヘッド断面構造を図６
に示す。この再生磁気ヘッドの構成は、再生磁気ヨーク
３８によって媒体（図示せず）からの磁化情報を吸い上
げ、ＣＰＰ素子４０にその磁化情報を伝搬して、このと
きの磁化の方向変化で抵抗が変化する。なお、図６にお
いて、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜４３の側部には磁化固着
膜４７が形成されている。この場合にも、図６では、再
生用の電流を流したときに、上部電極４５のコーナー部
分から電流磁界によってＣＰＰ素子４０の磁化方向が揺
らぐため、大きな再生出力が得られない。
【０００７】一方、ＣＰＰ素子と同様な原理を用いた磁
気抵抗効果素子としてＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍ
ａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子があるが、
このＴＭＲ素子の場合にはジャンクションとしてＡｌ２
Ｏ３等の絶縁体を用いているが、この絶縁体の膜厚が概
ね１ｎｍと非常に薄いのでＴＭＲ素子へ流すセンス電流
はＣＰＰ素子に比べ大きくする必要がなく、そのためＴ
ＭＲ素子では周辺の絶縁体の絶縁耐圧を高くする必要が
ない。
気抵抗効果素子としてＴＭＲ（Ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ Ｍ
ａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）素子があるが、
このＴＭＲ素子の場合にはジャンクションとしてＡｌ２
Ｏ３等の絶縁体を用いているが、この絶縁体の膜厚が概
ね１ｎｍと非常に薄いのでＴＭＲ素子へ流すセンス電流
はＣＰＰ素子に比べ大きくする必要がなく、そのためＴ
ＭＲ素子では周辺の絶縁体の絶縁耐圧を高くする必要が
ない。
【０００８】これに対して、ＣＰＰ素子４０において
は、大きな再生出力を得るために大きなセンス電流を流
す必要がある。この場合、上記センス電流による電流磁
界が非常に大きくなってこの電流磁界により磁化固着膜
４７の磁化方向が乱れとともにＣＰＰ型磁気抵抗効果膜
４３を構成している、磁化を有する感磁層の磁化方向が
分散するために、検出感度が大幅に低下すると言う問題
が発生する。一例として、図７にＴＭＲ素子とＣＰＰ素
子のセンス電流とその電流磁界の関係を示す。図７に示
すように、必要十分な再生出力を得るためには、ＣＰＰ
素子はＴＭＲ素子に比べそのセンス電流が約１０倍程度
必要になる。このため、それに伴ってＣＰＰ素子に加わ
る電流磁界は５０倍〜１０００倍と非常に大きな磁界が
ＣＰＰ素子近傍に発生することになる。
は、大きな再生出力を得るために大きなセンス電流を流
す必要がある。この場合、上記センス電流による電流磁
界が非常に大きくなってこの電流磁界により磁化固着膜
４７の磁化方向が乱れとともにＣＰＰ型磁気抵抗効果膜
４３を構成している、磁化を有する感磁層の磁化方向が
分散するために、検出感度が大幅に低下すると言う問題
が発生する。一例として、図７にＴＭＲ素子とＣＰＰ素
子のセンス電流とその電流磁界の関係を示す。図７に示
すように、必要十分な再生出力を得るためには、ＣＰＰ
素子はＴＭＲ素子に比べそのセンス電流が約１０倍程度
必要になる。このため、それに伴ってＣＰＰ素子に加わ
る電流磁界は５０倍〜１０００倍と非常に大きな磁界が
ＣＰＰ素子近傍に発生することになる。
【０００９】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
のであって、電極間に大きなセンス電流を流すことがで
きるとともにその電流磁界によるＣＰＰ素子の磁化方向
の分散が可及的に小さくかつ再生出力が可及的に大きい
磁気抵抗効果素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
のであって、電極間に大きなセンス電流を流すことがで
きるとともにその電流磁界によるＣＰＰ素子の磁化方向
の分散が可及的に小さくかつ再生出力が可及的に大きい
磁気抵抗効果素子の製造方法を提供することを目的とす
る。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果素
子の製造方法は、第１の電極を形成した後、磁気抵抗効
果膜を前記第１の電極上に形成し、前記磁気抵抗効果膜
上に自己凝縮の有機レジストを塗布した後前記有機レジ
ストを滴状にし、続いて絶縁膜を形成した後前記有機レ
ジストを除去することにより前記絶縁膜に溝部を形成し
て前記磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、前記溝部に電
極材料を埋め込むことにより第２の電極を形成したこと
を特徴とする。
子の製造方法は、第１の電極を形成した後、磁気抵抗効
果膜を前記第１の電極上に形成し、前記磁気抵抗効果膜
上に自己凝縮の有機レジストを塗布した後前記有機レジ
ストを滴状にし、続いて絶縁膜を形成した後前記有機レ
ジストを除去することにより前記絶縁膜に溝部を形成し
て前記磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、前記溝部に電
極材料を埋め込むことにより第２の電極を形成したこと
を特徴とする。
【００１１】このように構成された本発明の磁気抵抗効
果素子の製造方法によれば、絶縁膜に形成された溝部は
磁気抵抗効果膜の周辺に近づくにつれて磁気抵抗効果膜
から離れる形状となるため、第１および第２の電極間の
距離も磁気抵抗効果膜の周辺に近づくにつれて大きくな
る。これにより、第１の電極と第２の電極間に大きな電
流を流しても、この電流の磁界によって、磁気抵抗効果
膜の側部に形成される磁化固着膜の磁化方向が乱れるの
を防止することが可能となるとともに磁気抵抗効果膜の
磁化方向の分散を可及的に小さくすることが可能とな
る。また、第１および第２の電極のコーナー部からの漏
れ電流を可及的に小さくすることが可能となり、大きな
センス電流を電極間に流すことができるとともに可及的
に大きな再生出力を得ることができる。なお、本発明に
おける磁気抵抗効果膜には、例えば、強磁性層、非磁性
層、強磁性層を具備し、非磁性層を挟んで対向する強磁
性層の磁化の相対方向が変わることで磁気抵抗効果膜全
体の電気抵抗が変化する巨大磁気抵抗効果膜やトンネル
型磁気抵抗効果膜を用いることができる。ここで、非磁
性層が銅等の導電性非磁性層であれば、垂直通電型の巨
大磁気抵抗効果膜として、広く磁気記憶装置や磁気抵抗
効果ヘッドや磁気センサ等に用いることができる。ま
た、非磁性層がアルミナや酸化膜等の誘電体を含有する
ときは、この誘電体層を介して両強磁性層間をトンネル
電流が流れ、トンネル型磁気抵抗効果膜として広く磁気
記憶装置や磁気ヘッド、磁気センサ等に用いることがで
きる。
果素子の製造方法によれば、絶縁膜に形成された溝部は
磁気抵抗効果膜の周辺に近づくにつれて磁気抵抗効果膜
から離れる形状となるため、第１および第２の電極間の
距離も磁気抵抗効果膜の周辺に近づくにつれて大きくな
る。これにより、第１の電極と第２の電極間に大きな電
流を流しても、この電流の磁界によって、磁気抵抗効果
膜の側部に形成される磁化固着膜の磁化方向が乱れるの
を防止することが可能となるとともに磁気抵抗効果膜の
磁化方向の分散を可及的に小さくすることが可能とな
る。また、第１および第２の電極のコーナー部からの漏
れ電流を可及的に小さくすることが可能となり、大きな
センス電流を電極間に流すことができるとともに可及的
に大きな再生出力を得ることができる。なお、本発明に
おける磁気抵抗効果膜には、例えば、強磁性層、非磁性
層、強磁性層を具備し、非磁性層を挟んで対向する強磁
性層の磁化の相対方向が変わることで磁気抵抗効果膜全
体の電気抵抗が変化する巨大磁気抵抗効果膜やトンネル
型磁気抵抗効果膜を用いることができる。ここで、非磁
性層が銅等の導電性非磁性層であれば、垂直通電型の巨
大磁気抵抗効果膜として、広く磁気記憶装置や磁気抵抗
効果ヘッドや磁気センサ等に用いることができる。ま
た、非磁性層がアルミナや酸化膜等の誘電体を含有する
ときは、この誘電体層を介して両強磁性層間をトンネル
電流が流れ、トンネル型磁気抵抗効果膜として広く磁気
記憶装置や磁気ヘッド、磁気センサ等に用いることがで
きる。
【００１２】また、本発明の磁気抵抗効果素子の製造方
法は、第１の電極を形成した後、磁気抵抗効果膜を前記
第１の電極上に形成し、前記磁気抵抗効果膜上に絶縁膜
を形成し、前記磁気抵抗効果膜に位置整合した開口部を
有するマスクを用いて前記絶縁膜を等方性エッチングす
ることにより前記絶縁膜に湾曲形状の凹部を形成して前
記磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、前記凹部に第２の
電極を形成したことを特徴とする。
法は、第１の電極を形成した後、磁気抵抗効果膜を前記
第１の電極上に形成し、前記磁気抵抗効果膜上に絶縁膜
を形成し、前記磁気抵抗効果膜に位置整合した開口部を
有するマスクを用いて前記絶縁膜を等方性エッチングす
ることにより前記絶縁膜に湾曲形状の凹部を形成して前
記磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、前記凹部に第２の
電極を形成したことを特徴とする。
【００１３】このように構成された本発明の磁気抵抗効
果素子の製造方法によれば、磁気抵抗効果膜に位置整合
した開口部を有するマスクを用いて、磁気抵抗効果膜上
に形成された絶縁膜を等方性エッチングすることにより
絶縁膜に湾曲形状の凹部が形成され、この凹部に第２の
電極が形成される。このため、磁気抵抗効果膜と第２の
電極との位置あわせ精度が向上するとともに磁気抵抗効
果膜に向かって良好な収束形状を有する第２の電極が得
られ、第１および第２の電極間の距離が磁気抵抗効果膜
の周辺に近づくにつれて大きくなる。これにより、第１
の電極と第２の電極間に大きな電流を流しても、この電
流の磁界によって、磁気抵抗効果膜の側部に形成される
磁化固着膜の磁化方向が乱れるのを防止することが可能
となるとともに磁気抵抗効果膜の磁化方向の分散を可及
的に小さくすることが可能となる。また、第１および第
２の電極のコーナー部からの漏れ電流を可及的に小さく
することが可能となり、大きなセンス電流を電極間に流
すことができるとともに可及的に大きな再生出力を得る
ことができる。
果素子の製造方法によれば、磁気抵抗効果膜に位置整合
した開口部を有するマスクを用いて、磁気抵抗効果膜上
に形成された絶縁膜を等方性エッチングすることにより
絶縁膜に湾曲形状の凹部が形成され、この凹部に第２の
電極が形成される。このため、磁気抵抗効果膜と第２の
電極との位置あわせ精度が向上するとともに磁気抵抗効
果膜に向かって良好な収束形状を有する第２の電極が得
られ、第１および第２の電極間の距離が磁気抵抗効果膜
の周辺に近づくにつれて大きくなる。これにより、第１
の電極と第２の電極間に大きな電流を流しても、この電
流の磁界によって、磁気抵抗効果膜の側部に形成される
磁化固着膜の磁化方向が乱れるのを防止することが可能
となるとともに磁気抵抗効果膜の磁化方向の分散を可及
的に小さくすることが可能となる。また、第１および第
２の電極のコーナー部からの漏れ電流を可及的に小さく
することが可能となり、大きなセンス電流を電極間に流
すことができるとともに可及的に大きな再生出力を得る
ことができる。
【００１４】なお、前記第２の電極は、湾曲形状の凹部
を形成した後、異方性エッチングを用いて前記絶縁膜に
前記磁気抵抗効果膜に通じる収束形状の開口部を形成
し、前記開口部および凹部に電極材料膜を埋め込むこと
により形成することが好ましい。
を形成した後、異方性エッチングを用いて前記絶縁膜に
前記磁気抵抗効果膜に通じる収束形状の開口部を形成
し、前記開口部および凹部に電極材料膜を埋め込むこと
により形成することが好ましい。
【００１５】このように、異方性エッチングを用いて絶
縁膜に磁気抵抗効果膜に通じる収束形状の開口部が形成
されるため、第２の電極は、磁気抵抗効果膜に向かって
更に収束する形状となり、より大きなセンス電流を電極
間に流すことができるとともに可及的に大きな再生出力
を得ることができる。
縁膜に磁気抵抗効果膜に通じる収束形状の開口部が形成
されるため、第２の電極は、磁気抵抗効果膜に向かって
更に収束する形状となり、より大きなセンス電流を電極
間に流すことができるとともに可及的に大きな再生出力
を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、本発明による磁気抵抗効果
素子の製造方法の実施形態を、図面を参照して説明す
る。
素子の製造方法の実施形態を、図面を参照して説明す
る。
【００１７】（第１の実施形態）本発明による磁気抵抗
効果素子の製造方法の第１の実施形態を、図１および図
２を参照して説明する。図１および図２は第１の実施形
態の製造工程断面図である。
効果素子の製造方法の第１の実施形態を、図１および図
２を参照して説明する。図１および図２は第１の実施形
態の製造工程断面図である。
【００１８】まず、図１（ａ）に示すように、基板２上
に膜厚が５０ｎｍ〜５００ｎｍの絶縁膜４を形成する。
この場合、絶縁膜４としては、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等
の酸化物、Ｓｉ３Ｎ４やＡｌＮ等の窒化物やこれらの混
合体である酸窒化物等で良く、その形成法は通常のスパ
ッタ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition) 法等で
形成する。本実施形態においては、絶縁膜４の形成法と
してＲＦ（Radio Frequency) マグネトロンスパッタ法
を用い、ターゲットとしてＳｉを用い、酸素を導入した
反応性スパッタにより膜厚が１００ｎｍのＳｉＯ２を絶
縁膜４を形成した。続いて、再生ヨーク用の溝を形成す
るために開口幅が５０ｎｍ〜５００ｎｍのレジストパタ
ーン（図示せず）を通常のリソグラフィー技術で作成
し、エッチングによりこの絶縁膜４にテーパー付きの溝
を作製した後、レジストを除去する（図１（ａ）参
照）。本実施形態においては、開口幅が４００ｎｍのレ
ジストパターン（図示せず）をＩ線ステッパーで形成し
た後、エッチングガスとしてＣＨＦ３を用いたＲＩＥ
（Reactive Ion Etching) 法で、投入電力が１５０ｗ、
圧力が２Ｐａの条件でエッチングを行い、そのテーパー
角度が約８０度の再生ヨーク形成用の溝を絶縁膜４に形
成した。このときのエッチング方法としては、本実施形
態で用いたＲＩＥ法の他に、ＩＣＰ(Inductivity Coupl
ed Plasma)法やＩＢＥ(Ion Beam Etching) 法、ＲＩＢ
Ｅ(Reactive Ion Beam Etching) 法等の方法でよく、特
に限定はされない。 次いで、図１（ａ）に示すよう
に、再生磁気ヨーク材料膜６を基板全面に形成すると、
上記溝上の再生磁気ヨーク材料膜６が窪み、窪み部７が
形成される。この場合、再生磁気ヨーク材料は特に限定
されないが、透磁率が比較的大きく磁気異方性の小さな
軟磁性材料であるＮｉ８０Ｆｅ２０［ａｔ％］（通称、
パーマロイ）等のＮｉ−Ｆｅ合金や、ＦｅＡｌＳｉ（通
称、センダスト）やＦｅＺｒ（Ｔａ）Ｎ合金や、Ｆｅ−
Ｃｕ−Ｍ−Ｓｉ−Ｂ合金（通称、ファインメットと呼ば
れ、ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｈｆ等のいずれ
かである）等の微結晶系鉄合金等の軟磁気特性を示す材
料でよく特に材料は限定されない。また、再生磁気ヨー
クの下地として、単磁区化ならびに磁気異方性を安定に
するために反強磁性体（例えば、ＰｔＭｎ、ＰｄＭｎ、
ＰｔＰｄＭｎ）等を形成しても良い。また、形成方法も
通常のＲＦマグネトロンスパッタ法やイオンビームスパ
ッタ法、ＭＢＥ(Molecular Beam Epitaxy) 法，ＣＶＤ
等の方法でよく、再生磁気ヨーク形成用の溝に欠陥の少
ない膜が形成される方法であれば良く特に限定されな
い。より好ましくは、再生磁気ヨークの磁気特性向上の
ために形成時に磁界を印加、基板温度を上げて成膜を行
ってもよい。本実施形態においては、その再生磁気ヨー
ク材料膜６は膜厚が１００ｎｍのパーマロイで、成膜法
としてはＩＢＳ(Ion Beam Spatter) 法を用い、１×１
０−４Ｔｏｒｒの圧力下で膜面内に磁界を印加しながら
Ａｒイオンビームで成膜を行った。溝に形成されたパー
マロイは、断面に透過電子顕微鏡によりその埋め込み状
態を確認したところ、欠陥がほとんどない再生磁気ヨー
ク材料膜６が形成されていることが確認され、併せてそ
の磁気特性をＢ−Ｈループトレーサーで測定したところ
保磁力が１Ｏｅ以下で異方性磁界も５Ｏｅと良好な軟磁
気特性であることも併せて確認された。
に膜厚が５０ｎｍ〜５００ｎｍの絶縁膜４を形成する。
この場合、絶縁膜４としては、ＳｉＯ２やＡｌ２Ｏ３等
の酸化物、Ｓｉ３Ｎ４やＡｌＮ等の窒化物やこれらの混
合体である酸窒化物等で良く、その形成法は通常のスパ
ッタ法やＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition) 法等で
形成する。本実施形態においては、絶縁膜４の形成法と
してＲＦ（Radio Frequency) マグネトロンスパッタ法
を用い、ターゲットとしてＳｉを用い、酸素を導入した
反応性スパッタにより膜厚が１００ｎｍのＳｉＯ２を絶
縁膜４を形成した。続いて、再生ヨーク用の溝を形成す
るために開口幅が５０ｎｍ〜５００ｎｍのレジストパタ
ーン（図示せず）を通常のリソグラフィー技術で作成
し、エッチングによりこの絶縁膜４にテーパー付きの溝
を作製した後、レジストを除去する（図１（ａ）参
照）。本実施形態においては、開口幅が４００ｎｍのレ
ジストパターン（図示せず）をＩ線ステッパーで形成し
た後、エッチングガスとしてＣＨＦ３を用いたＲＩＥ
（Reactive Ion Etching) 法で、投入電力が１５０ｗ、
圧力が２Ｐａの条件でエッチングを行い、そのテーパー
角度が約８０度の再生ヨーク形成用の溝を絶縁膜４に形
成した。このときのエッチング方法としては、本実施形
態で用いたＲＩＥ法の他に、ＩＣＰ(Inductivity Coupl
ed Plasma)法やＩＢＥ(Ion Beam Etching) 法、ＲＩＢ
Ｅ(Reactive Ion Beam Etching) 法等の方法でよく、特
に限定はされない。 次いで、図１（ａ）に示すよう
に、再生磁気ヨーク材料膜６を基板全面に形成すると、
上記溝上の再生磁気ヨーク材料膜６が窪み、窪み部７が
形成される。この場合、再生磁気ヨーク材料は特に限定
されないが、透磁率が比較的大きく磁気異方性の小さな
軟磁性材料であるＮｉ８０Ｆｅ２０［ａｔ％］（通称、
パーマロイ）等のＮｉ−Ｆｅ合金や、ＦｅＡｌＳｉ（通
称、センダスト）やＦｅＺｒ（Ｔａ）Ｎ合金や、Ｆｅ−
Ｃｕ−Ｍ−Ｓｉ−Ｂ合金（通称、ファインメットと呼ば
れ、ＭはＴａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｚｒ、Ｈｆ等のいずれ
かである）等の微結晶系鉄合金等の軟磁気特性を示す材
料でよく特に材料は限定されない。また、再生磁気ヨー
クの下地として、単磁区化ならびに磁気異方性を安定に
するために反強磁性体（例えば、ＰｔＭｎ、ＰｄＭｎ、
ＰｔＰｄＭｎ）等を形成しても良い。また、形成方法も
通常のＲＦマグネトロンスパッタ法やイオンビームスパ
ッタ法、ＭＢＥ(Molecular Beam Epitaxy) 法，ＣＶＤ
等の方法でよく、再生磁気ヨーク形成用の溝に欠陥の少
ない膜が形成される方法であれば良く特に限定されな
い。より好ましくは、再生磁気ヨークの磁気特性向上の
ために形成時に磁界を印加、基板温度を上げて成膜を行
ってもよい。本実施形態においては、その再生磁気ヨー
ク材料膜６は膜厚が１００ｎｍのパーマロイで、成膜法
としてはＩＢＳ(Ion Beam Spatter) 法を用い、１×１
０−４Ｔｏｒｒの圧力下で膜面内に磁界を印加しながら
Ａｒイオンビームで成膜を行った。溝に形成されたパー
マロイは、断面に透過電子顕微鏡によりその埋め込み状
態を確認したところ、欠陥がほとんどない再生磁気ヨー
ク材料膜６が形成されていることが確認され、併せてそ
の磁気特性をＢ−Ｈループトレーサーで測定したところ
保磁力が１Ｏｅ以下で異方性磁界も５Ｏｅと良好な軟磁
気特性であることも併せて確認された。
【００１９】次に、図１（ｂ）に示すように再生磁気ヨ
ーク材料膜６をリソグラフィー技術および例えばＩＢＥ
(Ion Beam Etching) 法を用いてパターニングし、再生
磁気ヨーク６ａを形成する。その後、再生磁気ヨーク６
ａにＦＩＢ（Focused Ion beam) 等の方法により再生磁
気ギャップ８を形成する。なお、図１（ｂ）以下におい
ては、基板２は省略されている。また、再生磁気ヨーク
材料膜６の成膜後に再生磁気ギャップ８を形成し、その
後に再生磁気ヨーク材料膜６をパターニングして再生磁
気ヨーク６ａを作製してもよい。また、再生磁気キャッ
プ８の形成方法としてＲＩＥ法やＲＩＢＥ法等他の方法
で作製してもよい。本実施形態においては、再生磁気ギ
ャップ８は、ＦＩＢ法でその加工幅が５０ｎｍの再生磁
気ギャップ８を形成した。そして、再生磁気ヨーク６ａ
上の窪み部７を含む領域が開口部となる下部電極形成用
のレジストパターン（図示せず）を形成し、続いて全面
に例えばＣｕからなる膜を約１００ｎｍの膜厚で成膜し
た後、上記レジストパターンを除去することによりＣｕ
からなる下部電極用膜１０を形成する（図１（ｂ）参
照）。その後、全面に絶縁膜１２を形成する。本実施形
態では、絶縁膜１２として膜厚が２００ｎｍのＡｌ２Ｏ
３を用いた。このとき絶縁体として、ＳｉＯ２や（Ｓ
ｉ、Ａｌ）Ｏｘ等の酸化物を用いることも可能である。
次いで、再生磁気ヨーク６ａの膜面が出てくるまで例え
ばＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)を用いて絶
縁膜１２および下部電極用膜１０を研磨し平坦化を行う
ことで、図１（ｃ）に示すように再生磁気ヨーク６ａの
窪み部７に埋め込まれた下部電極１０ａが形成される。
ＣＭＰで平坦化された表面をＡＦＭ(Atomic Force Micr
oscope)で測定したところ、その表面粗さが１０ｎｍ以
下であり、良好な表面性であることが確認された。
ーク材料膜６をリソグラフィー技術および例えばＩＢＥ
(Ion Beam Etching) 法を用いてパターニングし、再生
磁気ヨーク６ａを形成する。その後、再生磁気ヨーク６
ａにＦＩＢ（Focused Ion beam) 等の方法により再生磁
気ギャップ８を形成する。なお、図１（ｂ）以下におい
ては、基板２は省略されている。また、再生磁気ヨーク
材料膜６の成膜後に再生磁気ギャップ８を形成し、その
後に再生磁気ヨーク材料膜６をパターニングして再生磁
気ヨーク６ａを作製してもよい。また、再生磁気キャッ
プ８の形成方法としてＲＩＥ法やＲＩＢＥ法等他の方法
で作製してもよい。本実施形態においては、再生磁気ギ
ャップ８は、ＦＩＢ法でその加工幅が５０ｎｍの再生磁
気ギャップ８を形成した。そして、再生磁気ヨーク６ａ
上の窪み部７を含む領域が開口部となる下部電極形成用
のレジストパターン（図示せず）を形成し、続いて全面
に例えばＣｕからなる膜を約１００ｎｍの膜厚で成膜し
た後、上記レジストパターンを除去することによりＣｕ
からなる下部電極用膜１０を形成する（図１（ｂ）参
照）。その後、全面に絶縁膜１２を形成する。本実施形
態では、絶縁膜１２として膜厚が２００ｎｍのＡｌ２Ｏ
３を用いた。このとき絶縁体として、ＳｉＯ２や（Ｓ
ｉ、Ａｌ）Ｏｘ等の酸化物を用いることも可能である。
次いで、再生磁気ヨーク６ａの膜面が出てくるまで例え
ばＣＭＰ(Chemical Mechanical Polishing)を用いて絶
縁膜１２および下部電極用膜１０を研磨し平坦化を行う
ことで、図１（ｃ）に示すように再生磁気ヨーク６ａの
窪み部７に埋め込まれた下部電極１０ａが形成される。
ＣＭＰで平坦化された表面をＡＦＭ(Atomic Force Micr
oscope)で測定したところ、その表面粗さが１０ｎｍ以
下であり、良好な表面性であることが確認された。
【００２０】次に、図２（ａ）に示すように、基板全面
にＣＰＰ型磁気抵抗効果材料膜を形成した後、ＣＰＰ型
磁気抵抗効果材料膜上の下部電極１０ａを覆う領域にＣ
ＰＰ型磁気抵抗効果膜形成用のレジストパターン１６を
リソグラフィーにより形成する。本実施形態で用いた上
記レジストパターン１６は、幅が０．８μｍ、レジスト
の膜厚が０．９μｍである。このレジストパターン１６
をマスクとしてＣＰＰ型磁気抵抗効果材料膜をＩＢＥに
より再生磁気ヨーク６ａが露出するまでエッチングし、
下部電極１０ａを覆う領域にＣＰＰ磁気抵抗効果膜１４
を形成する。続いて、残っているレジストパターン１６
を例えば等法エッチングを用いてエッチングしてＣＰＰ
磁気抵抗効果膜１４上のレジストパターン１６のサイズ
が幅０．６μｍ、レジスト厚さ０．７μｍのものを得る
（図２（ａ）参照）。その後、絶縁膜１２上に磁化固着
膜形成用のレジストパターン１７を形成する。
にＣＰＰ型磁気抵抗効果材料膜を形成した後、ＣＰＰ型
磁気抵抗効果材料膜上の下部電極１０ａを覆う領域にＣ
ＰＰ型磁気抵抗効果膜形成用のレジストパターン１６を
リソグラフィーにより形成する。本実施形態で用いた上
記レジストパターン１６は、幅が０．８μｍ、レジスト
の膜厚が０．９μｍである。このレジストパターン１６
をマスクとしてＣＰＰ型磁気抵抗効果材料膜をＩＢＥに
より再生磁気ヨーク６ａが露出するまでエッチングし、
下部電極１０ａを覆う領域にＣＰＰ磁気抵抗効果膜１４
を形成する。続いて、残っているレジストパターン１６
を例えば等法エッチングを用いてエッチングしてＣＰＰ
磁気抵抗効果膜１４上のレジストパターン１６のサイズ
が幅０．６μｍ、レジスト厚さ０．７μｍのものを得る
（図２（ａ）参照）。その後、絶縁膜１２上に磁化固着
膜形成用のレジストパターン１７を形成する。
【００２１】次に、膜厚が５０ｎｍのＣｏＰｔ合金から
なる磁化固着材料膜を、全面に通常のスパッタ法で形成
した後、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜形成用のレジストパタ
ーン１６と磁化固着膜形成用のレジストパターン１７を
除去することにより、図２（ｂ）に示すようなＣＰＰ型
磁気抵抗効果膜１４上の一部に重なった形状の磁化固着
膜１８が得られる。
なる磁化固着材料膜を、全面に通常のスパッタ法で形成
した後、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜形成用のレジストパタ
ーン１６と磁化固着膜形成用のレジストパターン１７を
除去することにより、図２（ｂ）に示すようなＣＰＰ型
磁気抵抗効果膜１４上の一部に重なった形状の磁化固着
膜１８が得られる。
【００２２】次に、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４の露出
している表面が親水性になるような表面処理を施す。こ
の処理法としては、プラズマ処理や薬液処理等が用いら
れ、この親水性処理を行うことにより、磁化固着膜１８
の表面が撥水性（疎水性）になるようにする。そして、
図２（ｃ）に示すように、基板全面に自己凝縮の有機レ
ジスト２０を塗布した後、１００℃から２００℃に昇温
して自己凝縮の有機レジスト２０をＣＰＰ型磁気抵抗効
果膜１４上に自己凝縮させて滴状にする。なお、自己凝
縮タイプの有機レジストとしては、ポリスチレン−ポリ
メチルメタクリレートやポリブタジエン−ポリスチレン
等がある。続いて、全面に膜厚が１μｍの例えばＡｌ２
Ｏ３からなる絶縁膜２２を、例えばスパッタ法またはＣ
ＶＤ法で形成した後に、滴状の有機レジスト２０を除去
することにより、絶縁膜２２内に湾曲形状の電極を形成
するための溝を形成する。そして、この溝に例えばＣｕ
からなる電極膜を形成し、平坦化処理を施すことにより
図２（ｄ）に示すようにＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上
に、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に向かって収束形状と
なる上部電極２４が形成される。その後、図示していな
い基板２を剥離することにより、垂直通電方式の薄膜磁
気ヘッドが得られる。なお、絶縁膜２２の形成方法は、
滴状の有機レジスト２０が熱等により変形しない成膜方
法であれば良い。
している表面が親水性になるような表面処理を施す。こ
の処理法としては、プラズマ処理や薬液処理等が用いら
れ、この親水性処理を行うことにより、磁化固着膜１８
の表面が撥水性（疎水性）になるようにする。そして、
図２（ｃ）に示すように、基板全面に自己凝縮の有機レ
ジスト２０を塗布した後、１００℃から２００℃に昇温
して自己凝縮の有機レジスト２０をＣＰＰ型磁気抵抗効
果膜１４上に自己凝縮させて滴状にする。なお、自己凝
縮タイプの有機レジストとしては、ポリスチレン−ポリ
メチルメタクリレートやポリブタジエン−ポリスチレン
等がある。続いて、全面に膜厚が１μｍの例えばＡｌ２
Ｏ３からなる絶縁膜２２を、例えばスパッタ法またはＣ
ＶＤ法で形成した後に、滴状の有機レジスト２０を除去
することにより、絶縁膜２２内に湾曲形状の電極を形成
するための溝を形成する。そして、この溝に例えばＣｕ
からなる電極膜を形成し、平坦化処理を施すことにより
図２（ｄ）に示すようにＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上
に、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に向かって収束形状と
なる上部電極２４が形成される。その後、図示していな
い基板２を剥離することにより、垂直通電方式の薄膜磁
気ヘッドが得られる。なお、絶縁膜２２の形成方法は、
滴状の有機レジスト２０が熱等により変形しない成膜方
法であれば良い。
【００２３】以上説明したように、本実施形態の製造方
法によれば、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上に形成され
た電極２４がＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に向かって収
束形状となっているため、磁化固着膜１８に近づくにつ
れて上下の電極１０ａ、２４間の距離が大きくなり、こ
れにより、下部電極１０ａと上部電極２４間に大きな電
流を流しても、この電流の磁界によって磁化固着膜の磁
化方向が乱れるのを防止することが可能となるとともに
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４の磁化方向の分散を可及的
に小さくすることが可能となる。また、電極１０ａ、２
４のコーナー部からの漏れ電流を可及的に小さくするこ
とが可能となり、大きなセンス電流を電極１０ａ、２４
間に流すことができるとともに可及的に大きな再生出力
を得ることができる。
法によれば、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上に形成され
た電極２４がＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に向かって収
束形状となっているため、磁化固着膜１８に近づくにつ
れて上下の電極１０ａ、２４間の距離が大きくなり、こ
れにより、下部電極１０ａと上部電極２４間に大きな電
流を流しても、この電流の磁界によって磁化固着膜の磁
化方向が乱れるのを防止することが可能となるとともに
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４の磁化方向の分散を可及的
に小さくすることが可能となる。また、電極１０ａ、２
４のコーナー部からの漏れ電流を可及的に小さくするこ
とが可能となり、大きなセンス電流を電極１０ａ、２４
間に流すことができるとともに可及的に大きな再生出力
を得ることができる。
【００２４】（第２の実施形態）次に、本発明による磁
気抵抗効果素子の製造方法の第２の実施形態を、図３を
参照して説明する。図３は、第２の実施形態の製造工程
断面図である。
気抵抗効果素子の製造方法の第２の実施形態を、図３を
参照して説明する。図３は、第２の実施形態の製造工程
断面図である。
【００２５】この第２の実施形態の製造方法は、まず第
１の実施形態と同様の方法でＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１
４の一部に磁化固着膜１８が重なるように形成する。
１の実施形態と同様の方法でＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１
４の一部に磁化固着膜１８が重なるように形成する。
【００２６】続いて、図３（ａ）に示すように、絶縁膜
３０を基板全面に形成する。この場合、膜厚が２μｍの
ＳｉＯ２からなる絶縁膜３０を反応性スパッタ法により
形成したが、他の絶縁材料であっても良く特に材料は限
定されない。その後、図３（ａ）に示すように、再生磁
気ギャップ８の位置に相当する、絶縁膜３０上の領域に
幅が約０．３μｍの開口部を有する、膜厚が０．３μｍ
のレジストパターン３２を形成する。すなわち、このレ
ジストパターン３２はＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に位
置整合した開口部を有している。
３０を基板全面に形成する。この場合、膜厚が２μｍの
ＳｉＯ２からなる絶縁膜３０を反応性スパッタ法により
形成したが、他の絶縁材料であっても良く特に材料は限
定されない。その後、図３（ａ）に示すように、再生磁
気ギャップ８の位置に相当する、絶縁膜３０上の領域に
幅が約０．３μｍの開口部を有する、膜厚が０．３μｍ
のレジストパターン３２を形成する。すなわち、このレ
ジストパターン３２はＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に位
置整合した開口部を有している。
【００２７】次に、図３（ｂ）に示すように、レジスト
パターン３２をマスクにして絶縁膜３０をＣＤＥ(Chemi
cal Dry Etching) 等の等方性エッチングを用いてエッ
チングすることにより、絶縁膜３０に湾曲形状の凹部３
４を形成する。続いて、図３（ｃ）に示すように、更に
レジストパターン３０をマスクにしてＣＰＰ型磁気抵抗
効果膜１４の表面が露出するまで絶縁膜３０を、異方性
エッチングを用いてエッチングし、ＣＰＰ型磁気抵抗効
果膜１４に通じる開口部３５を絶縁膜３０に形成する。
本実施形態では、ガスとしてＣＦ４，７０Ｐａの圧力下
で、ＣＤＥを用いて、深さが約１μｍの等方性エッチン
グを行った。このときのエッチングでレジストパターン
３２は約０．０５μｍほどレジスト厚さが減少した（図
３（ｂ）参照）。次いで、レジスト厚さが０．２５μｍ
のレジストパターン３２をマスクにガス種としてＣＨＦ
３、１Ｐａの圧力下でＲＩＥ法を用いて、ＳｉＯ２から
なる絶縁膜３０を深さ方向に約０．４μｍ、異方性エッ
チングを実施した。これにより、図３（ｃ）に示すよう
に、湾曲形状と収束形状を有する電極形成用コンタクト
ホール３４，３５が絶縁膜３０に形成される。
パターン３２をマスクにして絶縁膜３０をＣＤＥ(Chemi
cal Dry Etching) 等の等方性エッチングを用いてエッ
チングすることにより、絶縁膜３０に湾曲形状の凹部３
４を形成する。続いて、図３（ｃ）に示すように、更に
レジストパターン３０をマスクにしてＣＰＰ型磁気抵抗
効果膜１４の表面が露出するまで絶縁膜３０を、異方性
エッチングを用いてエッチングし、ＣＰＰ型磁気抵抗効
果膜１４に通じる開口部３５を絶縁膜３０に形成する。
本実施形態では、ガスとしてＣＦ４，７０Ｐａの圧力下
で、ＣＤＥを用いて、深さが約１μｍの等方性エッチン
グを行った。このときのエッチングでレジストパターン
３２は約０．０５μｍほどレジスト厚さが減少した（図
３（ｂ）参照）。次いで、レジスト厚さが０．２５μｍ
のレジストパターン３２をマスクにガス種としてＣＨＦ
３、１Ｐａの圧力下でＲＩＥ法を用いて、ＳｉＯ２から
なる絶縁膜３０を深さ方向に約０．４μｍ、異方性エッ
チングを実施した。これにより、図３（ｃ）に示すよう
に、湾曲形状と収束形状を有する電極形成用コンタクト
ホール３４，３５が絶縁膜３０に形成される。
【００２８】次に、レジストパターン３２を除去した
後、図３（ｄ）に示すように上記コンタクトホール３
４，３５に電極材料例えばＣｕを埋め込み、平坦化処理
することにより、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上にＣＰ
Ｐ型磁気抵抗効果膜１４に向かって湾曲形状と収束形状
を有する上部電極３６を備えた垂直通電方式の薄膜磁気
ヘッドが得られる。このとき上部電極３６の材料とし
て、本実施形態ではＣｕを用いたが、この電極材料とし
てはＣｕ以外の他の材料を用いても良い。
後、図３（ｄ）に示すように上記コンタクトホール３
４，３５に電極材料例えばＣｕを埋め込み、平坦化処理
することにより、ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上にＣＰ
Ｐ型磁気抵抗効果膜１４に向かって湾曲形状と収束形状
を有する上部電極３６を備えた垂直通電方式の薄膜磁気
ヘッドが得られる。このとき上部電極３６の材料とし
て、本実施形態ではＣｕを用いたが、この電極材料とし
てはＣｕ以外の他の材料を用いても良い。
【００２９】この第２の実施形態の製造方法によれば、
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上に形成された上部電極３
６がＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に向かって湾曲形状と
収束形状となっているため、磁化固着膜１８に近づくに
つれて上下の電極１０ａ、３６間の距離が大きくなり、
これにより、下部電極１０ａと上部電極３６間に大きな
電流を流しても、この電流の磁界によって磁化固着膜の
磁化方向が乱れるのを防止することが可能となるととも
にＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４の磁化方向の分散を可及
的に小さくすることが可能となる。また、電極１０ａ、
３６のコーナー部からの漏れ電流を可及的に小さくする
ことが可能となり、大きなセンス電流を電極１０ａ、３
６間に流すことができるとともに可及的に大きな再生出
力を得ることができる。
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４上に形成された上部電極３
６がＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に向かって湾曲形状と
収束形状となっているため、磁化固着膜１８に近づくに
つれて上下の電極１０ａ、３６間の距離が大きくなり、
これにより、下部電極１０ａと上部電極３６間に大きな
電流を流しても、この電流の磁界によって磁化固着膜の
磁化方向が乱れるのを防止することが可能となるととも
にＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４の磁化方向の分散を可及
的に小さくすることが可能となる。また、電極１０ａ、
３６のコーナー部からの漏れ電流を可及的に小さくする
ことが可能となり、大きなセンス電流を電極１０ａ、３
６間に流すことができるとともに可及的に大きな再生出
力を得ることができる。
【００３０】また、この第２の実施形態においては、Ｃ
ＰＰ型磁気抵抗効果膜１４と上部電極３６との位置あわ
せ精度を第１の実施形態に比べて向上させることができ
る。
ＰＰ型磁気抵抗効果膜１４と上部電極３６との位置あわ
せ精度を第１の実施形態に比べて向上させることができ
る。
【００３１】なお、第２の実施形態の製造方法において
は、絶縁膜３０に等方性エッチングによって湾曲形状の
凹部３４を形成し、その後に異方性エッチングによって
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に通じる収束形状の開口部
３５を形成したが、絶縁膜３０の膜厚やエッチング条件
を調整することにより、等方性エッチングのみを用いて
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に通じる湾曲形状または収
束形状の開口部３４，３５を絶縁膜３０に形成するよう
に構成しても良い。
は、絶縁膜３０に等方性エッチングによって湾曲形状の
凹部３４を形成し、その後に異方性エッチングによって
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に通じる収束形状の開口部
３５を形成したが、絶縁膜３０の膜厚やエッチング条件
を調整することにより、等方性エッチングのみを用いて
ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４に通じる湾曲形状または収
束形状の開口部３４，３５を絶縁膜３０に形成するよう
に構成しても良い。
【００３２】このようにして得られたＣＰＰ型磁気抵抗
効果膜１４上の上部電極がＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４
に向かって収束形状を有する、第１または第２の実施形
態によって製造された磁気抵抗効果素子を用いた垂直通
電方式の薄膜磁気ヘッドと、図６に示す従来の垂直通電
方式の薄膜磁気ヘッドとについて、電極間に電流を流し
たときの磁気抵抗効果に相当する再生出力（出力電圧）
を測定した結果を図４に示す。図４は投入電流とその出
力電圧の関係を示すグラフである。図４に示すように従
来の薄膜磁気ヘッドの出力電圧は電流が５０ｍＡ付近で
飽和しているのに対して、本実施形態の磁気抵抗効果素
子を用いた薄膜磁気ヘッドの出力電圧は１００ｍＡ付近
まで飽和する傾向にない。このことからも本発明によっ
て製造された磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド
も構造は漏れ電流磁界低減の観点からも非常に有効な構
造であることは明らかである。
効果膜１４上の上部電極がＣＰＰ型磁気抵抗効果膜１４
に向かって収束形状を有する、第１または第２の実施形
態によって製造された磁気抵抗効果素子を用いた垂直通
電方式の薄膜磁気ヘッドと、図６に示す従来の垂直通電
方式の薄膜磁気ヘッドとについて、電極間に電流を流し
たときの磁気抵抗効果に相当する再生出力（出力電圧）
を測定した結果を図４に示す。図４は投入電流とその出
力電圧の関係を示すグラフである。図４に示すように従
来の薄膜磁気ヘッドの出力電圧は電流が５０ｍＡ付近で
飽和しているのに対して、本実施形態の磁気抵抗効果素
子を用いた薄膜磁気ヘッドの出力電圧は１００ｍＡ付近
まで飽和する傾向にない。このことからも本発明によっ
て製造された磁気抵抗効果素子を用いた薄膜磁気ヘッド
も構造は漏れ電流磁界低減の観点からも非常に有効な構
造であることは明らかである。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明の磁気抵抗効
果素子の製造方法によれば、電極間に大きなセンス電流
を流すことができるとともにその電流磁界によるＣＰＰ
素子の磁化方向の分散が可及的に小さくかつ再生出力を
可及的に大きくすることができる。
果素子の製造方法によれば、電極間に大きなセンス電流
を流すことができるとともにその電流磁界によるＣＰＰ
素子の磁化方向の分散が可及的に小さくかつ再生出力を
可及的に大きくすることができる。
【図１】本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法の第
１の実施形態の製造工程を示す工程断面図。
１の実施形態の製造工程を示す工程断面図。
【図２】本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法の第
１の実施形態の製造工程を示す工程断面図。
１の実施形態の製造工程を示す工程断面図。
【図３】本発明による磁気抵抗効果素子の製造方法の第
２の実施形態の製造工程を示す工程断面図。
２の実施形態の製造工程を示す工程断面図。
【図４】本発明の製造法によって製造された磁気抵抗効
果素子を用いた薄膜磁気ヘッドと従来の薄膜磁気ヘッド
の、投入電流に対する再生出力を示すグラフ。
果素子を用いた薄膜磁気ヘッドと従来の薄膜磁気ヘッド
の、投入電流に対する再生出力を示すグラフ。
【図５】ＣＰＰ型磁気抵抗効果素子の構成を示す断面
図。
図。
【図６】垂直通電型薄膜磁気ヘッドの構成を示す断面
図。
図。
【図７】ＴＭＲ素子とＣＰＰ素子のセンス電流とその電
流磁界の関係を示す図。
流磁界の関係を示す図。
２ 基板 ４ 絶縁膜 ６ 再生磁気ヨーク材料膜 ６ａ 再生磁気ヨーク ７ 窪み部 ８ 磁気ギャップ １０ 下部電極用膜 １０ａ 下部電極 １２ 絶縁膜 １４ ＣＰＰ型磁気抵抗効果膜 １６ レジストパターン １７ レジストパターン １８ 磁化固着膜 ２０ 自己凝縮の有機レジスト ２２ 絶縁膜 ２４ 上部電極 ３０ 絶縁膜 ３２ レジストパターン ３４ 凹部 ３５ 開口部 ３６ 上部電極 ３８ 再生磁気ヨーク ４０ ＣＰＰ型磁気抵抗効果素子 ４１ 下部電極 ４３ ＣＰＰ磁気抵抗効果膜 ４５ 上部電極 ４７ 磁化固着膜
フロントページの続き (72)発明者 大 沢 裕 一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１ 株式会 社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AB07 AD55 AD65 5D034 AA02 BA03 BA12 DA07
Claims (3)
- 【請求項１】第１の電極を形成した後、磁気抵抗効果膜
を前記第１の電極上に形成し、前記磁気抵抗効果膜上に
自己凝縮の有機レジストを塗布した後前記有機レジスト
を滴状にし、続いて絶縁膜を形成した後前記有機レジス
トを除去することにより前記絶縁膜に溝部を形成して前
記磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、前記溝部に電極材
料を埋め込むことにより第２の電極を形成したことを特
徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２】第１の電極を形成した後、磁気抵抗効果膜
を前記第１の電極上に形成し、前記磁気抵抗効果膜上に
絶縁膜を形成し、前記磁気抵抗効果膜に位置整合した開
口部を有するマスクを用いて前記絶縁膜を等方性エッチ
ングすることにより前記絶縁膜に湾曲形状の凹部を形成
して前記磁気抵抗効果膜の上表面を露出し、前記凹部に
第２の電極を形成したことを特徴とする磁気抵抗効果素
子の製造方法。 - 【請求項３】前記第２の電極は、湾曲形状の凹部を形成
した後、異方性エッチングを用いて前記絶縁膜に前記磁
気抵抗効果膜に通じる収束形状の開口部を形成し、前記
開口部および凹部に電極材料膜を埋め込むことにより形
成されることを特徴とする請求項２記載の磁気抵抗効果
素子の製造方法。
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