JP2002232037A - 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果素子及びその製造方法Info
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange 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
Abstract
(57)【要約】
【課題】 例えば、反強磁性層の上にバイアス下地層を
設けるような構成の磁気抵抗効果素子においては、高保
磁力（Ｈｃ）と良好な角型比（Ｓ）とを同時に発揮する
ことができず、また狭トラック化に対応可能な磁気抵抗
効果素子を形成できなかった。 【解決手段】 多層膜３１の両側領域の反強磁性層２６
上に、アモルファス絶縁層３２を介してバイアス下地層
３３、ハードバイアス層３４、電極層３６を積層する。
これにより、反強磁性層２６の上にはアモルファス絶縁
層３２が形成されているので、このアモルファス絶縁層
３２によって反強磁性層２６の強力な配向特性がバイア
ス下地層３３に影響を及ぼすのを回避できるようにな
る。
設けるような構成の磁気抵抗効果素子においては、高保
磁力（Ｈｃ）と良好な角型比（Ｓ）とを同時に発揮する
ことができず、また狭トラック化に対応可能な磁気抵抗
効果素子を形成できなかった。 【解決手段】 多層膜３１の両側領域の反強磁性層２６
上に、アモルファス絶縁層３２を介してバイアス下地層
３３、ハードバイアス層３４、電極層３６を積層する。
これにより、反強磁性層２６の上にはアモルファス絶縁
層３２が形成されているので、このアモルファス絶縁層
３２によって反強磁性層２６の強力な配向特性がバイア
ス下地層３３に影響を及ぼすのを回避できるようにな
る。
Description
【０００１】
【発明の技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子及びそ
の製造方法に関する。
の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】磁気抵抗効果素子、例えば
スピンバルブ型薄膜素子は、反強磁性層と、固定磁性層
と、非磁性導電層と、フリー磁性層とを有する多層膜の
トラック領域の両側領域に、バイアス層と電極層とを備
えている。このスピンバルブ型薄膜素子では、固定磁性
層の磁化とフリー磁性層の磁化とがほぼ交叉する方向に
設定されており、フリー磁性層の磁化は記録媒体からの
漏れ磁束によって変動することにより、固定磁性層との
磁化の関係で電気抵抗が変化し、これにより漏れ磁界が
再生される。
スピンバルブ型薄膜素子は、反強磁性層と、固定磁性層
と、非磁性導電層と、フリー磁性層とを有する多層膜の
トラック領域の両側領域に、バイアス層と電極層とを備
えている。このスピンバルブ型薄膜素子では、固定磁性
層の磁化とフリー磁性層の磁化とがほぼ交叉する方向に
設定されており、フリー磁性層の磁化は記録媒体からの
漏れ磁束によって変動することにより、固定磁性層との
磁化の関係で電気抵抗が変化し、これにより漏れ磁界が
再生される。
【０００３】図１２は、従来のスピンバルブ型薄膜素子
を記録媒体の対向面(ＡＢＳ面)側から見た断面図であ
る。同図に示すスピンバルブ型薄膜素子（第１従来例）
は、下地層１０１の上に形成される反強磁性層１０２が
図示するトラック幅Ｔｗ方向（Ｘ方向）に長く形成さ
れ、トラック幅領域の中心（以下、便宜的にＸ方向の中
央ということがある）では反強磁性層１０２が高さ寸法
ｄ１だけ突出して形成されている。そして、この突出し
た反強磁性層１０２上に、固定磁性層１０３、非磁性導
電層１０４、フリー磁性層１０５及び保護層１０６が形
成されており、下地層１０１から保護層１０６までの積
層体が多層膜１０７を構成している。
を記録媒体の対向面(ＡＢＳ面)側から見た断面図であ
る。同図に示すスピンバルブ型薄膜素子（第１従来例）
は、下地層１０１の上に形成される反強磁性層１０２が
図示するトラック幅Ｔｗ方向（Ｘ方向）に長く形成さ
れ、トラック幅領域の中心（以下、便宜的にＸ方向の中
央ということがある）では反強磁性層１０２が高さ寸法
ｄ１だけ突出して形成されている。そして、この突出し
た反強磁性層１０２上に、固定磁性層１０３、非磁性導
電層１０４、フリー磁性層１０５及び保護層１０６が形
成されており、下地層１０１から保護層１０６までの積
層体が多層膜１０７を構成している。
【０００４】この第１従来例のスピンバルブ型薄膜素子
では、反強磁性層１０２がＰｔ−Ｍｎ（白金−マンガ
ン）合金膜などにより形成される。固定磁性層１０３の
磁化は反強磁性層１０２との界面で発生する交換結合磁
界により、ハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。固
定磁性層１０３及びフリー磁性層１０５は、Ｎｉ−Ｆｅ
(ニッケル−鉄)合金、Ｃｏ(コバルト)、Ｆｅ−Ｃｏ(鉄
−コバルト)合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などで形成さ
れている。非磁性導電層１０４は、Ｃｕ(銅)などの電気
抵抗の低い非磁性導電材料で形成されている。Ｚ方向
は、薄膜の積層方向である。
では、反強磁性層１０２がＰｔ−Ｍｎ（白金−マンガ
ン）合金膜などにより形成される。固定磁性層１０３の
磁化は反強磁性層１０２との界面で発生する交換結合磁
界により、ハイト方向（図示Ｙ方向）に固定される。固
定磁性層１０３及びフリー磁性層１０５は、Ｎｉ−Ｆｅ
(ニッケル−鉄)合金、Ｃｏ(コバルト)、Ｆｅ−Ｃｏ(鉄
−コバルト)合金、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｎｉ合金などで形成さ
れている。非磁性導電層１０４は、Ｃｕ(銅)などの電気
抵抗の低い非磁性導電材料で形成されている。Ｚ方向
は、薄膜の積層方向である。
【０００５】そして、図中Ｘ方向に延ばされて形成され
た反強磁性層１０２上から、及び多層膜１０７の側面に
かけて、Ｃｒ（クロム）などで形成された緩衝膜及び配
向膜となるバイアス下地層１０８が形成されており、こ
のバイアス下地層１０８上には、例えばＣｏ−Ｐｔ（コ
バルト−白金）合金などで形成したハードバイアス層
（硬磁性層）１０９が積層されている。
た反強磁性層１０２上から、及び多層膜１０７の側面に
かけて、Ｃｒ（クロム）などで形成された緩衝膜及び配
向膜となるバイアス下地層１０８が形成されており、こ
のバイアス下地層１０８上には、例えばＣｏ−Ｐｔ（コ
バルト−白金）合金などで形成したハードバイアス層
（硬磁性層）１０９が積層されている。
【０００６】このハードバイアス層１０９は、図中Ｘ方
向（トラック幅方向）に着磁されており、このハードバ
イアス層１０９からＸ方向へのバイアス磁界により、フ
リー磁性層１０５の磁化は同一のＸ方向に揃えられてい
る。バイアス下地層１０８は、ハードバイアス層１０９
から発生するバイアス磁界を増大させる。
向（トラック幅方向）に着磁されており、このハードバ
イアス層１０９からＸ方向へのバイアス磁界により、フ
リー磁性層１０５の磁化は同一のＸ方向に揃えられてい
る。バイアス下地層１０８は、ハードバイアス層１０９
から発生するバイアス磁界を増大させる。
【０００７】さらに、このハードバイアス層１０９の上
には、Ｃｒ（クロム），Ａｕ（金），Ｔａ（タンタ
ル），Ｗ（タングステン）などで形成された電極層１１
１が積層されている。
には、Ｃｒ（クロム），Ａｕ（金），Ｔａ（タンタ
ル），Ｗ（タングステン）などで形成された電極層１１
１が積層されている。
【０００８】上述したように、反強磁性層１０２及び多
層膜１０７の側面にかけて設けたバイアス下地層１０８
の存在により、ハードバイアス層１０９から発生するバ
イアス磁界を増大できるようになっている。ところで、
このハードバイアス層１０９は、フリー磁性層１０５の
磁化方向を揃えるためのものであるが、フリー磁性層１
０５付近においてこのハードバイアス層（硬磁性層）１
０９から発生するバイアス磁界を増大させることが必要
である。
層膜１０７の側面にかけて設けたバイアス下地層１０８
の存在により、ハードバイアス層１０９から発生するバ
イアス磁界を増大できるようになっている。ところで、
このハードバイアス層１０９は、フリー磁性層１０５の
磁化方向を揃えるためのものであるが、フリー磁性層１
０５付近においてこのハードバイアス層（硬磁性層）１
０９から発生するバイアス磁界を増大させることが必要
である。
【０００９】しかしながら、このようなスピンバルブ型
薄膜素子では、つまり、反強磁性層１０２を中央部の他
に両側領域にも残して、その両側の反強磁性層１０２上
にバイアス下地層１０８及びハードバイアス層１０９を
積層させる構成のものにあっては、反強磁性層１０２上
のハードバイアス層１０９の結晶配向が好ましくない方
向になるといった現象を起こし、ハードバイアス層１０
９の磁気特性が劣化するトラブルを生じている。その結
果、再生波形の直線性や安定性の劣化をもたらしてい
る。
薄膜素子では、つまり、反強磁性層１０２を中央部の他
に両側領域にも残して、その両側の反強磁性層１０２上
にバイアス下地層１０８及びハードバイアス層１０９を
積層させる構成のものにあっては、反強磁性層１０２上
のハードバイアス層１０９の結晶配向が好ましくない方
向になるといった現象を起こし、ハードバイアス層１０
９の磁気特性が劣化するトラブルを生じている。その結
果、再生波形の直線性や安定性の劣化をもたらしてい
る。
【００１０】即ち、ハードバイアス層１０９のバイアス
特性は、これを形成する際のバイアス下地層１０８の配
向構造に非常に強く依存しているが、このバイアス下地
層１０８は、例えばＣｒの場合（体心立方格子の（１１
０）、（２００）、（２１１）が優先配向するのが好ま
しい）、本来の結晶配向から、その直下にある反強磁性
層１０２との積層構造により、この反強磁性層１０２の
結晶配向に拘束されて変化するのではないか、と考えら
れている。このため、そのバイアス下地層１０８上に積
層されたハードバイアス層１０９の保磁力が低下してし
まうわけである。
特性は、これを形成する際のバイアス下地層１０８の配
向構造に非常に強く依存しているが、このバイアス下地
層１０８は、例えばＣｒの場合（体心立方格子の（１１
０）、（２００）、（２１１）が優先配向するのが好ま
しい）、本来の結晶配向から、その直下にある反強磁性
層１０２との積層構造により、この反強磁性層１０２の
結晶配向に拘束されて変化するのではないか、と考えら
れている。このため、そのバイアス下地層１０８上に積
層されたハードバイアス層１０９の保磁力が低下してし
まうわけである。
【００１１】そこで、例えば図１３に示すように、下部
シールド層１１２及び下部ギャップ層１１３の上に、多
層膜１０７を形成後、電極層１１１及びハードバイアス
層１０９形成の際に、前処理ミリングを過剰に行い、多
層膜１０７に形成された反強磁性層１０２において、こ
の両側に延出する部分さらにその直下にある下部ギャッ
プ層１１３の一部までオーバエッチによって取り除いた
後に、バイアス下地層１０８を積層させたスピンバルブ
型薄膜素子（第２従来例）も知られている。
シールド層１１２及び下部ギャップ層１１３の上に、多
層膜１０７を形成後、電極層１１１及びハードバイアス
層１０９形成の際に、前処理ミリングを過剰に行い、多
層膜１０７に形成された反強磁性層１０２において、こ
の両側に延出する部分さらにその直下にある下部ギャッ
プ層１１３の一部までオーバエッチによって取り除いた
後に、バイアス下地層１０８を積層させたスピンバルブ
型薄膜素子（第２従来例）も知られている。
【００１２】このような構成のスピンバルブ型薄膜素子
では、良好なハードバイアス特性が得られるが、多層膜
１０７の側面においてバイアス層１０９が先細りの状態
（フリー層１０５近傍でのバイアス層１０９の膜厚が減
少してしまう）を呈している。そのため、フリー磁性層
１０５の側面付近では、バイアス層１０９が所望の膜厚
を形成することが不可能な状態である。従って、フリー
磁性層１０５付近において、ハードバイアス層（硬磁性
層）１０９から発生するバイアス磁界をより有効に印加
させることが困難であった。
では、良好なハードバイアス特性が得られるが、多層膜
１０７の側面においてバイアス層１０９が先細りの状態
（フリー層１０５近傍でのバイアス層１０９の膜厚が減
少してしまう）を呈している。そのため、フリー磁性層
１０５の側面付近では、バイアス層１０９が所望の膜厚
を形成することが不可能な状態である。従って、フリー
磁性層１０５付近において、ハードバイアス層（硬磁性
層）１０９から発生するバイアス磁界をより有効に印加
させることが困難であった。
【００１３】従って、所要の保磁力を発揮するために
は、多層膜１０７の両側領域での前処理ミリング量につ
いては、少なくとも多層膜１０７の全てを除去するか、
それより深くイオンミリングすること（オーバーエッ
チ）が好ましい。ところが、このように多層膜を全て除
去し、若しくはそれより深くイオンミリングすると、バ
イアス層１０９が先細りの状態となり、フリー磁性層１
０５に有効なバイアス磁界を印加することが難しくな
り、再生波形の直線性や安定性が欠如してしまう。
は、多層膜１０７の両側領域での前処理ミリング量につ
いては、少なくとも多層膜１０７の全てを除去するか、
それより深くイオンミリングすること（オーバーエッ
チ）が好ましい。ところが、このように多層膜を全て除
去し、若しくはそれより深くイオンミリングすると、バ
イアス層１０９が先細りの状態となり、フリー磁性層１
０５に有効なバイアス磁界を印加することが難しくな
り、再生波形の直線性や安定性が欠如してしまう。
【００１４】そこで、本発明は、上記した事情に鑑み、
再生波形の直線性や安定性に優れた磁気抵抗効果素子及
びその製造方法を提供することを目的とする。
再生波形の直線性や安定性に優れた磁気抵抗効果素子及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【発明の概要】本発明は、基板上に形成したギャップ層
と、このギャップ層上面の形成面上に順に積層した、多
層膜を構成する少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非
磁性導電層及びフリー磁性層と、トラック領域の両側領
域に、下から順に積層したバイアス下地層、バイアス層
とを有するとともに、前記反強磁性層が少なくともフリ
ー磁性層のトラック幅よりもトラック幅方向へ延びたト
ラック領域の両側領域を有する磁気抵抗効果素子であっ
て、前記トラック領域の両側領域の反強磁性層と前記バ
イアス下地層との間に、アモルファス絶縁層を介在させ
たことを特徴としている。
と、このギャップ層上面の形成面上に順に積層した、多
層膜を構成する少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非
磁性導電層及びフリー磁性層と、トラック領域の両側領
域に、下から順に積層したバイアス下地層、バイアス層
とを有するとともに、前記反強磁性層が少なくともフリ
ー磁性層のトラック幅よりもトラック幅方向へ延びたト
ラック領域の両側領域を有する磁気抵抗効果素子であっ
て、前記トラック領域の両側領域の反強磁性層と前記バ
イアス下地層との間に、アモルファス絶縁層を介在させ
たことを特徴としている。
【００１６】前記両側領域の反強磁性層がトラック領域
の反強磁性層よりも薄いのが好ましい。
の反強磁性層よりも薄いのが好ましい。
【００１７】前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、
３層の固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
３層の固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
【００１８】前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、
固定磁性層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
固定磁性層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
【００１９】前記アモルファス絶縁層が、ＡＬ2Ｏ3で形
成されているのが好ましい。
成されているのが好ましい。
【００２０】前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上の
膜厚を有することが好ましい。
膜厚を有することが好ましい。
【００２１】前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造膜であ
ることが好ましい。
ることが好ましい。
【００２２】前記ギャップ層の下に、下部シールドを積
層することができる。
層することができる。
【００２３】また，この発明は、基板上に形成したギャ
ップ層と、このギャップ層上面の形成面上にシード層を
介して順に積層した、多層膜を構成する少なくとも反強
磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層
と、トラック領域の両側領域に、下から順に積層したバ
イアス下地層、バイアス層とを有するとともに、前記反
強磁性層が少なくともフリー磁性層のトラック幅よりも
トラック幅方向へ延びたトラック領域の両側領域を有す
る磁気抵抗効果素子であって、前記トラック領域の両側
領域のシード層若しくは反強磁性層と、前記バイアス下
地層との間に、アモルファス絶縁層を介在させたことを
特徴としている。
ップ層と、このギャップ層上面の形成面上にシード層を
介して順に積層した、多層膜を構成する少なくとも反強
磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層
と、トラック領域の両側領域に、下から順に積層したバ
イアス下地層、バイアス層とを有するとともに、前記反
強磁性層が少なくともフリー磁性層のトラック幅よりも
トラック幅方向へ延びたトラック領域の両側領域を有す
る磁気抵抗効果素子であって、前記トラック領域の両側
領域のシード層若しくは反強磁性層と、前記バイアス下
地層との間に、アモルファス絶縁層を介在させたことを
特徴としている。
【００２４】この発明でも、前記両側領域の反強磁性層
がトラック領域の反強磁性層よりも薄いのが好ましい。
がトラック領域の反強磁性層よりも薄いのが好ましい。
【００２５】前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、
３層の固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
３層の固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
【００２６】前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、
固定磁性層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
固定磁性層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積
層した構成であってもよい。
【００２７】前記アモルファス絶縁層が、ＡＬ2Ｏ3で形
成されていることが好ましい。
成されていることが好ましい。
【００２８】前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上の
膜厚を有することが好ましい。
膜厚を有することが好ましい。
【００２９】前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造膜であ
ることがこのましい。
ることがこのましい。
【００３０】前記ギャップ層の下に、下部シールドを積
層してもよい。
層してもよい。
【００３１】また、この発明の磁気抵抗効果素子の製造
方法は、基板上にギャップ層を形成し、このギャップ層
上面の形成面上に、多層膜を構成する少なくとも反強磁
性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を下
から順に積層し、前記ギャップ層上の多層膜のトラック
領域の両側領域を、反強磁性層の一部まで堀り削る前処
理を行い、前記両側領域に、バイアス下地層、バイアス
層を下から順に積層し、前記多層膜の両側領域のギャッ
プ層若しくは反強磁性層上に、アモルファス絶縁層を積
層し、このアモルファス絶縁層の上に前記バイアス下地
層、バイアス層、電極層を積層することを特徴としてい
る。
方法は、基板上にギャップ層を形成し、このギャップ層
上面の形成面上に、多層膜を構成する少なくとも反強磁
性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を下
から順に積層し、前記ギャップ層上の多層膜のトラック
領域の両側領域を、反強磁性層の一部まで堀り削る前処
理を行い、前記両側領域に、バイアス下地層、バイアス
層を下から順に積層し、前記多層膜の両側領域のギャッ
プ層若しくは反強磁性層上に、アモルファス絶縁層を積
層し、このアモルファス絶縁層の上に前記バイアス下地
層、バイアス層、電極層を積層することを特徴としてい
る。
【００３２】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記両側領域の反強磁性層がトラック領域の反強磁
性層よりも薄いのが好ましい。
て、前記両側領域の反強磁性層がトラック領域の反強磁
性層よりも薄いのが好ましい。
【００３３】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、３層の固
定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、３層の固
定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
【００３４】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
【００３５】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ 2Ｏ3で形成されて
いるのが好ましい。
て、前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ 2Ｏ3で形成されて
いるのが好ましい。
【００３６】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上の膜厚を有
することが好ましい。
て、前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上の膜厚を有
することが好ましい。
【００３７】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造膜であることが
好ましい。
て、前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造膜であることが
好ましい。
【００３８】また，この発明の磁気抵抗効果素子の製造
方法は、基板上にギャップ層を形成し、このギャップ層
上の形成面上に、シード層を積層したのち、このシード
層上に前記多層膜を構成する少なくとも反強磁性層、固
定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を順に積層
し、前記ギャップ層上の多層膜のトラック領域の両側領
域を、ギャップ層若しくはシード層に達する深さまで、
或いは反強磁性層全て若しくは一部の深さまで堀り削る
前処理を行い、前記両側領域に、バイアス下地層、バイ
アス層を下から順に積層し、前記多層膜の両側領域のギ
ャップ層、シード層若しくは反強磁性層上に、アモルフ
ァス絶縁層を積層し、このアモルファス絶縁層の上に前
記バイアス下地層、バイアス層、電極層を積層させるこ
とを特徴としている。
方法は、基板上にギャップ層を形成し、このギャップ層
上の形成面上に、シード層を積層したのち、このシード
層上に前記多層膜を構成する少なくとも反強磁性層、固
定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を順に積層
し、前記ギャップ層上の多層膜のトラック領域の両側領
域を、ギャップ層若しくはシード層に達する深さまで、
或いは反強磁性層全て若しくは一部の深さまで堀り削る
前処理を行い、前記両側領域に、バイアス下地層、バイ
アス層を下から順に積層し、前記多層膜の両側領域のギ
ャップ層、シード層若しくは反強磁性層上に、アモルフ
ァス絶縁層を積層し、このアモルファス絶縁層の上に前
記バイアス下地層、バイアス層、電極層を積層させるこ
とを特徴としている。
【００３９】この発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で
も、前記両側領域の反強磁性層がトラック領域の反強磁
性層よりも薄いのが好ましい。
も、前記両側領域の反強磁性層がトラック領域の反強磁
性層よりも薄いのが好ましい。
【００４０】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、３層の固
定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、３層の固
定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
【００４１】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
て、前記多層膜が、下から順に、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性導電層及び３層のフリー磁性層を積層した構
成であってもよい。
【００４２】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ 2Ｏ3で形成されて
いるのが好ましい。
て、前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ 2Ｏ3で形成されて
いるのが好ましい。
【００４３】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上の膜厚を有
することが好ましい。
て、前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上の膜厚を有
することが好ましい。
【００４４】前記磁気抵抗効果素子の製造方法におい
て、前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造膜であることが
好ましい。
て、前記バイアス下地層が、ｂｃｃ構造膜であることが
好ましい。
【００４５】
【発明の実施形態】以下、この発明の実施の形態につい
て、添付図面を参照しながら説明する。図１、図２は、
本発明における第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録
媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図であ
る。
て、添付図面を参照しながら説明する。図１、図２は、
本発明における第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドを記録
媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図であ
る。
【００４６】この第１の実施形態の薄膜磁気ヘッドは、
記録媒体に記録された外部信号を再生するための巨大磁
気抵抗効果ヘッド（以下、ＧＭＲヘッドと呼ぶ）を有し
ている。図１にはこのＧＭＲヘッドのみが開示されてい
るが、このＧＭＲヘッドの上（Ｚ方向）に記録用のイン
ダクティブヘッドが積層されていてもよい。このインダ
クティブヘッドは、磁性材料で形成したコア層とコイル
層とを有して構成される。
記録媒体に記録された外部信号を再生するための巨大磁
気抵抗効果ヘッド（以下、ＧＭＲヘッドと呼ぶ）を有し
ている。図１にはこのＧＭＲヘッドのみが開示されてい
るが、このＧＭＲヘッドの上（Ｚ方向）に記録用のイン
ダクティブヘッドが積層されていてもよい。このインダ
クティブヘッドは、磁性材料で形成したコア層とコイル
層とを有して構成される。
【００４７】この薄膜磁気ヘッドは、例えばアルミナ−
チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成されたス
ライダのトレーリング端面上に形成される。このスライ
ダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材な
どによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘッ
ド装置が構成される。
チタンカーバイト（Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＣ）で形成されたス
ライダのトレーリング端面上に形成される。このスライ
ダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材な
どによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘッ
ド装置が構成される。
【００４８】このＧＭＲヘッドは、基板Ｂ上に、ＮｉＦ
ｅ合金やセンダストなどの磁性材料からなる下部シール
ド層２１を有し、この下部シールド層２１上に、Ａｌ2
Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料を用いて下部ギャップ層２
２が形成されているとともに、下部ギャップ層２２上に
磁気抵抗効果素子２０が形成される。
ｅ合金やセンダストなどの磁性材料からなる下部シール
ド層２１を有し、この下部シールド層２１上に、Ａｌ2
Ｏ3やＳｉＯ2などの絶縁材料を用いて下部ギャップ層２
２が形成されているとともに、下部ギャップ層２２上に
磁気抵抗効果素子２０が形成される。
【００４９】この磁気抵抗効果素子２０は、いわゆるス
ピンバルブ型薄膜素子と呼ばれるものである。以下、こ
の磁気抵抗効果素子２０を構成する各層について説明す
る。
ピンバルブ型薄膜素子と呼ばれるものである。以下、こ
の磁気抵抗効果素子２０を構成する各層について説明す
る。
【００５０】まず、下部ギャップ層２２の上面（磁気抵
抗効果素子の形成面α）には、反強磁性層２６が形成さ
れる。この反強磁性層２６は、ＰｔＭｎ（プラチナマン
ガン）からなっているが、例えば、元素Ｘ（ただしＸ
は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種ま
たは２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁
性材料、あるいは、元素Ｘと元素Ｘ′合金（ただし元素
Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，
Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａ
ｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ及
び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）
とＭｎを含有する反強磁性材料により形成することがで
きる。
抗効果素子の形成面α）には、反強磁性層２６が形成さ
れる。この反強磁性層２６は、ＰｔＭｎ（プラチナマン
ガン）からなっているが、例えば、元素Ｘ（ただしＸ
は、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種ま
たは２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁
性材料、あるいは、元素Ｘと元素Ｘ′合金（ただし元素
Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，
Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，
Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａ
ｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗ，Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ及
び希土類元素のうち１種または２種以上の元素である）
とＭｎを含有する反強磁性材料により形成することがで
きる。
【００５１】これらの反強磁性材料は、耐食性に優れ、
しかもブロッキング温度も高く、次に説明する固定磁性
層２７との界面で大きな交換結合磁界を発生し得る。
しかもブロッキング温度も高く、次に説明する固定磁性
層２７との界面で大きな交換結合磁界を発生し得る。
【００５２】次に、この反強磁性層２６の上には固定磁
性層２７が形成されている。この固定磁性層２７は、反
強磁性層１０２との界面で発生する交換結合磁界によ
り、磁化方向がハイト方向（図示Ｙ方向）に固定されて
おり、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦ
ｅ合金などにより形成される。この固定磁性層２７が積
層された後、ハイト方向（図示Ｙ方向）への磁場中アニ
ールを施すことで、固定磁性層２７と反強磁性層２６と
の界面で発生する交換結合磁界により、固定磁性層２７
の磁化はハイト方向（図示Ｙ方向）に強固に固定され
る。この固定磁性層２７は、例えば、２０Å以上で６０
Å以下程度の膜厚で形成される。
性層２７が形成されている。この固定磁性層２７は、反
強磁性層１０２との界面で発生する交換結合磁界によ
り、磁化方向がハイト方向（図示Ｙ方向）に固定されて
おり、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、ＣｏＮｉＦ
ｅ合金などにより形成される。この固定磁性層２７が積
層された後、ハイト方向（図示Ｙ方向）への磁場中アニ
ールを施すことで、固定磁性層２７と反強磁性層２６と
の界面で発生する交換結合磁界により、固定磁性層２７
の磁化はハイト方向（図示Ｙ方向）に強固に固定され
る。この固定磁性層２７は、例えば、２０Å以上で６０
Å以下程度の膜厚で形成される。
【００５３】この固定磁性層２７の上には非磁性導電層
２８が形成されている。この非磁性導電層２８は、例え
ばＣｕなどの電気抵抗の低い導電性材料によって形成さ
れる。この非磁性導電層２８は例えば２５Å程度の膜厚
で形成される。
２８が形成されている。この非磁性導電層２８は、例え
ばＣｕなどの電気抵抗の低い導電性材料によって形成さ
れる。この非磁性導電層２８は例えば２５Å程度の膜厚
で形成される。
【００５４】次に、前記非磁性導電層２８の上にはフリ
ー磁性層２９が形成される。このフリー磁性層２９は、
磁化の方向が記録媒体からの漏れ磁束によって変動する
ものであり、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、Ｃｏ
ＮｉＦｅ合金などによって形成される。また、このフリ
ー磁性層２９は、Ｘ方向の幅が磁気的な読取領域、トラ
ック幅（Ｔｗ）を構成するものであり、ここではフリー
磁性層２９の積層方向の中間厚さ部分におけるＸ方向の
長さ寸法としている。また、このフリー磁性層２９は、
２０Å以上で４０Å以下程度の膜厚で形成される。また
このフリー磁性層２９は、非磁性導電層２８と対向する
側にＣｏ又はＣｏＦｅ膜などを有してもよい。これによ
り、非磁性導電層２８との界面での金属元素等の拡散を
防止でき、抵抗変化率（ΔＧＭＲ）を大きくすることが
できる。
ー磁性層２９が形成される。このフリー磁性層２９は、
磁化の方向が記録媒体からの漏れ磁束によって変動する
ものであり、ＮｉＦｅ合金、ＣｏＦｅ合金、Ｃｏ、Ｃｏ
ＮｉＦｅ合金などによって形成される。また、このフリ
ー磁性層２９は、Ｘ方向の幅が磁気的な読取領域、トラ
ック幅（Ｔｗ）を構成するものであり、ここではフリー
磁性層２９の積層方向の中間厚さ部分におけるＸ方向の
長さ寸法としている。また、このフリー磁性層２９は、
２０Å以上で４０Å以下程度の膜厚で形成される。また
このフリー磁性層２９は、非磁性導電層２８と対向する
側にＣｏ又はＣｏＦｅ膜などを有してもよい。これによ
り、非磁性導電層２８との界面での金属元素等の拡散を
防止でき、抵抗変化率（ΔＧＭＲ）を大きくすることが
できる。
【００５５】次に，フリー磁性層２９の上には保護層３
０が形成される。この保護層３０はＴａなどで形成され
る。この保護層３０の膜厚は３０Å程度である。
０が形成される。この保護層３０はＴａなどで形成され
る。この保護層３０の膜厚は３０Å程度である。
【００５６】上記した反強磁性層２６から保護層３０の
各層で構成される、即ちＡＢＳ面方向から見たときの断
面形状が略台形形状を有する領域、具体的には、図１に
おいてＸ１〜Ｘ２の間の幅を有する各層からなる領域
（以下、これをトラック領域とよぶ）にある多層膜３１
は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３１ａ，
３１ａが、反強磁性層２６の上面部側から前記保護層３
０の上面まで連続した傾斜面となっている。なお、この
トラック領域は、後述するアモルファス絶縁膜３２の厚
さｔ１（図２参照）に応じて変化する。例えば、図１に
おいて、アモルファス絶縁膜３２が最大厚さ（ｔ大）の
ときにはトラック領域がＸ１である。また、例えば、ア
モルファス絶縁膜３２の上面が反強磁性層２６の上面よ
りも高い場合、トラック領域がＸ１´となる。そして、
反強磁性層２６がフリー磁性層２９のトラック幅よりも
トラック幅方向の両側に延びている。
各層で構成される、即ちＡＢＳ面方向から見たときの断
面形状が略台形形状を有する領域、具体的には、図１に
おいてＸ１〜Ｘ２の間の幅を有する各層からなる領域
（以下、これをトラック領域とよぶ）にある多層膜３１
は、トラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３１ａ，
３１ａが、反強磁性層２６の上面部側から前記保護層３
０の上面まで連続した傾斜面となっている。なお、この
トラック領域は、後述するアモルファス絶縁膜３２の厚
さｔ１（図２参照）に応じて変化する。例えば、図１に
おいて、アモルファス絶縁膜３２が最大厚さ（ｔ大）の
ときにはトラック領域がＸ１である。また、例えば、ア
モルファス絶縁膜３２の上面が反強磁性層２６の上面よ
りも高い場合、トラック領域がＸ１´となる。そして、
反強磁性層２６がフリー磁性層２９のトラック幅よりも
トラック幅方向の両側に延びている。
【００５７】多層膜３１は、まず各層を磁気抵抗効果素
子の形成面α上に成膜した後、この多層膜３１の中央部
分上にのみリフトオフ用のレジスト層を形成し、このレ
ジスト層に覆われていない多層膜３１の両側領域がイオ
ンミリングなどでエッチングして除去される。
子の形成面α上に成膜した後、この多層膜３１の中央部
分上にのみリフトオフ用のレジスト層を形成し、このレ
ジスト層に覆われていない多層膜３１の両側領域がイオ
ンミリングなどでエッチングして除去される。
【００５８】この実施形態では、多層膜３１の両側端面
３１ａ、３１ａよりも外側にある、即ち、トラック領域
よりもトラック幅方向の外側からトラック領域を臨むよ
うに位置し、Ｘ０，Ｚ０を同時に満足する領域（以下、
両側領域とよぶ）にある各層について、反強磁性層２６
の一部のみを残しその上側の各層全てを除去し、例え
ば、図１に示すような台形状に形成する。残された多層
膜３１の両側端面３１ａの形成面αに対する傾きは、こ
の両側領域の多層膜を、例えばリフトオフ法でエッチン
グして除去することにより、所望の角度で形成できる。
従って、反強磁性層２６の両側領域が、反強磁性層２６
のトラック領域よりも薄くなる。
３１ａ、３１ａよりも外側にある、即ち、トラック領域
よりもトラック幅方向の外側からトラック領域を臨むよ
うに位置し、Ｘ０，Ｚ０を同時に満足する領域（以下、
両側領域とよぶ）にある各層について、反強磁性層２６
の一部のみを残しその上側の各層全てを除去し、例え
ば、図１に示すような台形状に形成する。残された多層
膜３１の両側端面３１ａの形成面αに対する傾きは、こ
の両側領域の多層膜を、例えばリフトオフ法でエッチン
グして除去することにより、所望の角度で形成できる。
従って、反強磁性層２６の両側領域が、反強磁性層２６
のトラック領域よりも薄くなる。
【００５９】なお、この実施形態では、反強磁性層の上
部を前処理ミリングによって一部除去しているが、必ず
しもこれを除去する必要はない。つまり、多層膜３１の
両側領域にある反強磁性層２６をそのまま残しておくこ
とも可能である。また、後述するように、この多層膜の
両側領域について、例えば図３に示すように、反強磁性
層を含むその上側の各層を全て除去して形成面αを露出
させるようにしてもよい。
部を前処理ミリングによって一部除去しているが、必ず
しもこれを除去する必要はない。つまり、多層膜３１の
両側領域にある反強磁性層２６をそのまま残しておくこ
とも可能である。また、後述するように、この多層膜の
両側領域について、例えば図３に示すように、反強磁性
層を含むその上側の各層を全て除去して形成面αを露出
させるようにしてもよい。
【００６０】このように台形状にした多層膜３１の両側
領域には、下から順にアモルファス絶縁膜３２、バイア
ス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６、及
び保護層３７がそれぞれ積層されている。各層について
は主に図２を参照しながら説明する。
領域には、下から順にアモルファス絶縁膜３２、バイア
ス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６、及
び保護層３７がそれぞれ積層されている。各層について
は主に図２を参照しながら説明する。
【００６１】図２は、図１に示す薄膜磁気ヘッドの右側
部分のみを拡大した部分断面図である。この図２に示す
ように、アモルファス絶縁膜３２は、多層膜３１の両側
領域の形成面α上方の反強磁性層２６上に形成され、こ
のアモルファス絶縁膜３２の多層膜３１側の端面３２ａ
は、多層膜３１の両側端面３１ａと接して形成される。
このアモルファス絶縁膜３２は、この上に形成されるバ
イアス下地層３３及びハードバイアス層３４の配向状態
について、このアモルファス絶縁膜３２直下にある反強
磁性層２６からの配向特性が悪影響をもたらさぬように
するためのものであって、結晶構造が規則化されていな
いアモルファス状態のものを介在させることで、反強磁
性層２６の配向がバイアス下地層３３の配向に悪影響を
与えないように機能している。
部分のみを拡大した部分断面図である。この図２に示す
ように、アモルファス絶縁膜３２は、多層膜３１の両側
領域の形成面α上方の反強磁性層２６上に形成され、こ
のアモルファス絶縁膜３２の多層膜３１側の端面３２ａ
は、多層膜３１の両側端面３１ａと接して形成される。
このアモルファス絶縁膜３２は、この上に形成されるバ
イアス下地層３３及びハードバイアス層３４の配向状態
について、このアモルファス絶縁膜３２直下にある反強
磁性層２６からの配向特性が悪影響をもたらさぬように
するためのものであって、結晶構造が規則化されていな
いアモルファス状態のものを介在させることで、反強磁
性層２６の配向がバイアス下地層３３の配向に悪影響を
与えないように機能している。
【００６２】しかも、このアモルファス絶縁膜３２は、
バイアス下地層３３及びハードバイアス層の底上げ用の
基材としても機能しており、これを介して形成されるハ
ードバイアス層３４を多層膜３１の両側領域内で高い位
置に形成し、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有
して対向させることができる。さらに、このアモルファ
ス絶縁膜３２は、絶縁機能を有するので、出力（ＧＭＲ
効果）には寄与しない反強磁性材料にセンス電流が分流
することを抑制する（シャントロスを抑制する）ので、
出力（ＧＭＲ効果）を大きくすることもできる。なお、
このアモルファス絶縁膜の膜厚ｔ１は、バイアス下地層
３３の配向に悪影響を与えないようにするため、６５Å
以上であることが好ましい。
バイアス下地層３３及びハードバイアス層の底上げ用の
基材としても機能しており、これを介して形成されるハ
ードバイアス層３４を多層膜３１の両側領域内で高い位
置に形成し、フリー磁性層２９の両側に十分な体積を有
して対向させることができる。さらに、このアモルファ
ス絶縁膜３２は、絶縁機能を有するので、出力（ＧＭＲ
効果）には寄与しない反強磁性材料にセンス電流が分流
することを抑制する（シャントロスを抑制する）ので、
出力（ＧＭＲ効果）を大きくすることもできる。なお、
このアモルファス絶縁膜の膜厚ｔ１は、バイアス下地層
３３の配向に悪影響を与えないようにするため、６５Å
以上であることが好ましい。
【００６３】後述する製造方法で説明するように、この
アモルファス絶縁膜３２は、スパッタの際、形成面α上
の反強磁性層２６に対してほぼ垂直方向からのスパッタ
粒子の入射・堆積により成膜される。特に、このアモル
ファス絶縁膜３２は、イオンビームスパッタ法、ロング
スロースパッタ法、コリメーションスパッタ法などを用
いて成膜されている。これにより、図２に示すように、
アモルファス絶縁膜３２の上面３２ｂは、形成面αとほ
ぼ平行な方向に形成されている。このため、このアモル
ファス絶縁膜３２には、多層膜３１の両側端面３１ａ上
において保護層３０方向に向けて斜め上方に長く延びる
延出部は形成されない。
アモルファス絶縁膜３２は、スパッタの際、形成面α上
の反強磁性層２６に対してほぼ垂直方向からのスパッタ
粒子の入射・堆積により成膜される。特に、このアモル
ファス絶縁膜３２は、イオンビームスパッタ法、ロング
スロースパッタ法、コリメーションスパッタ法などを用
いて成膜されている。これにより、図２に示すように、
アモルファス絶縁膜３２の上面３２ｂは、形成面αとほ
ぼ平行な方向に形成されている。このため、このアモル
ファス絶縁膜３２には、多層膜３１の両側端面３１ａ上
において保護層３０方向に向けて斜め上方に長く延びる
延出部は形成されない。
【００６４】なお、アモルファス絶縁膜３２の上面３２
ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側（図示Ｚ
方向）に位置していることが好ましい。これによって、
ハードバイアス層３４を、多層膜３１の両側領域内にお
いて高い位置で形成でき、フリー磁性層２９の両側に十
分な体積を有して対向させることが可能である。
ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側（図示Ｚ
方向）に位置していることが好ましい。これによって、
ハードバイアス層３４を、多層膜３１の両側領域内にお
いて高い位置で形成でき、フリー磁性層２９の両側に十
分な体積を有して対向させることが可能である。
【００６５】次に、アモルファス絶縁膜３２上から多層
膜３１の両側端面３１ａ上にかけてバイアス下地層３３
が形成されている。このバイアス下地層３３は、アモル
ファス絶縁膜３２上に形成された平坦部３３ａと、多層
膜３１の両側端面３１ａ上に沿って保護層３０方向に延
びる延出部３３ｂとで構成される。
膜３１の両側端面３１ａ上にかけてバイアス下地層３３
が形成されている。このバイアス下地層３３は、アモル
ファス絶縁膜３２上に形成された平坦部３３ａと、多層
膜３１の両側端面３１ａ上に沿って保護層３０方向に延
びる延出部３３ｂとで構成される。
【００６６】後述する製造方法で説明する通り、バイア
ス下地層３３を形成するときの形成面αの垂直方向に対
するスパッタ粒子入射角度は、アモルファス絶縁膜３２
の形成時のスパッタ粒子入射角度よりも大きい。これに
よって、バイアス下地層３３は、アモルファス絶縁膜３
２上のみならず多層膜３１の両側端面３１ａ上にも形成
する。
ス下地層３３を形成するときの形成面αの垂直方向に対
するスパッタ粒子入射角度は、アモルファス絶縁膜３２
の形成時のスパッタ粒子入射角度よりも大きい。これに
よって、バイアス下地層３３は、アモルファス絶縁膜３
２上のみならず多層膜３１の両側端面３１ａ上にも形成
する。
【００６７】なお、多層膜３１の両側領域に形成される
バイアス下地層３３の下には、直接には反強磁性層２６
が形成されない。このため、バイアス下地層３３が反強
磁性層２６の結晶配向の影響を強く受けることはない。
よって、バイアス下地層３３上に形成されるハードバイ
アス層３４の保磁力を大きくすることが可能である。
バイアス下地層３３の下には、直接には反強磁性層２６
が形成されない。このため、バイアス下地層３３が反強
磁性層２６の結晶配向の影響を強く受けることはない。
よって、バイアス下地層３３上に形成されるハードバイ
アス層３４の保磁力を大きくすることが可能である。
【００６８】また、前述したように、形成面αの上の反
強磁性層２６上でのアモルファス絶縁膜３２は、この形
成面α上において、バイアス下地層３３を底上げさせる
機能も有している。これによって、バイアス下地層３３
上に積層されるハードバイアス層３４を多層膜３１の両
側領域内より高い位置に形成でき、フリー磁性層２９の
両側に一層十分な体積を有して対向させることができ
る。
強磁性層２６上でのアモルファス絶縁膜３２は、この形
成面α上において、バイアス下地層３３を底上げさせる
機能も有している。これによって、バイアス下地層３３
上に積層されるハードバイアス層３４を多層膜３１の両
側領域内より高い位置に形成でき、フリー磁性層２９の
両側に一層十分な体積を有して対向させることができ
る。
【００６９】次に、このバイアス下地層３３上にはハー
ドバイアス層３４が形成される。この実施形態では、形
成面α上の反強磁性層２６の上にアモルファス絶縁膜３
２及びバイアス下地層３３を介した位置、すなわちバイ
アス下地層３３の平坦部３３ａ上における、ハードバイ
アス層３４の下面３４ａは、フリー磁性層２９の下面２
９ａよりも図示下側（図示Ｚ方向の逆方向）に位置し、
かつ、平坦部３３ａ上におけるハードバイアス層３４の
上面３４ｂは、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも図
示上側（図示Ｚ方向）に位置することが好ましい。これ
によって、ハードバイアス層３４を、フリー磁性層２９
の両側に十分な大きさの体積を有して対向させることが
可能である。
ドバイアス層３４が形成される。この実施形態では、形
成面α上の反強磁性層２６の上にアモルファス絶縁膜３
２及びバイアス下地層３３を介した位置、すなわちバイ
アス下地層３３の平坦部３３ａ上における、ハードバイ
アス層３４の下面３４ａは、フリー磁性層２９の下面２
９ａよりも図示下側（図示Ｚ方向の逆方向）に位置し、
かつ、平坦部３３ａ上におけるハードバイアス層３４の
上面３４ｂは、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも図
示上側（図示Ｚ方向）に位置することが好ましい。これ
によって、ハードバイアス層３４を、フリー磁性層２９
の両側に十分な大きさの体積を有して対向させることが
可能である。
【００７０】バイアス下地層３３の平坦部３３ａ上にお
けるハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性
層２９の上面２９ｂと同一面上に位置するか、あるいは
フリー磁性層２９の上面２９ｂよりも図示上側（図示Ｚ
方向）に位置することがさらに好ましい。これによって
フリー磁性層２９の下面２９ａ及び上面２９ｂから、形
成面αと平行な方向に仮想線Ｄ，Ｅを引いた時、多層膜
３１の両側領域における２本の仮想線Ｄ，Ｅ内には、バ
イアス下地層３３の延出部３３ｂとハードバイアス層３
４のみが存在することになるため、ハードバイアス層３
４からより十分なバイアス磁界をフリー磁性層２９に供
給することが可能になる。
けるハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性
層２９の上面２９ｂと同一面上に位置するか、あるいは
フリー磁性層２９の上面２９ｂよりも図示上側（図示Ｚ
方向）に位置することがさらに好ましい。これによって
フリー磁性層２９の下面２９ａ及び上面２９ｂから、形
成面αと平行な方向に仮想線Ｄ，Ｅを引いた時、多層膜
３１の両側領域における２本の仮想線Ｄ，Ｅ内には、バ
イアス下地層３３の延出部３３ｂとハードバイアス層３
４のみが存在することになるため、ハードバイアス層３
４からより十分なバイアス磁界をフリー磁性層２９に供
給することが可能になる。
【００７１】このように、ハードバイアス層３４とフリ
ー磁性層２９との間に、膜厚の薄いバイアス下地層３３
の延出部３３ｂのみが介在すると、ハードバイアス層３
４からのバイアス磁界は極端に小さくならず、十分な大
きさのバイアス磁界をフリー磁性層２９に供給できる。
ー磁性層２９との間に、膜厚の薄いバイアス下地層３３
の延出部３３ｂのみが介在すると、ハードバイアス層３
４からのバイアス磁界は極端に小さくならず、十分な大
きさのバイアス磁界をフリー磁性層２９に供給できる。
【００７２】上記した構成であれば、ハードバイアス層
３４からフリー磁性層２９に適切な大きさのバイアス磁
界を供給でき、これによりフリー磁性層２９の磁化を図
示Ｘ方向に適切に単磁区化することが可能である。
３４からフリー磁性層２９に適切な大きさのバイアス磁
界を供給でき、これによりフリー磁性層２９の磁化を図
示Ｘ方向に適切に単磁区化することが可能である。
【００７３】そして、このハードバイアス層３４上に
は、電極層３６が形成され、さらに電極層３６上にはＴ
ａなどで形成された保護層３７が形成される。
は、電極層３６が形成され、さらに電極層３６上にはＴ
ａなどで形成された保護層３７が形成される。
【００７４】次に、アモルファス絶縁層３２及びバイア
ス下地層３３の材質について、以下に説明する。アモル
ファス絶縁層３２は、前述したように、そのアモルファ
ス（非晶質）の性質により、直下に反強磁性層２６が存
在してもこの配向特性の影響を絶ち切る作用があり、同
時に出力（ＧＭＲ効果）に寄与しない反強磁性層２６に
センス電流が分流することを抑制するために、電気的絶
縁性が要求される。このようなアモルファスで電気絶縁
性のアモルファス絶縁層３２としては、例えばアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）が用いられているが、これ以外にも、例え
ばＳｉＯ2などが使用可能である。また、Ａｌ2Ｏ3とＳ
ｉＯ2等とを積層する多層膜であってもよい。一方、バ
イアス下地層３３は、結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ
構造）の金属膜で形成されることが好ましい。なお、こ
のときバイアス下地層３３の結晶配向は（１１０），
（２００），（２１１）面が優先配向する。
ス下地層３３の材質について、以下に説明する。アモル
ファス絶縁層３２は、前述したように、そのアモルファ
ス（非晶質）の性質により、直下に反強磁性層２６が存
在してもこの配向特性の影響を絶ち切る作用があり、同
時に出力（ＧＭＲ効果）に寄与しない反強磁性層２６に
センス電流が分流することを抑制するために、電気的絶
縁性が要求される。このようなアモルファスで電気絶縁
性のアモルファス絶縁層３２としては、例えばアルミナ
（Ａｌ2Ｏ3）が用いられているが、これ以外にも、例え
ばＳｉＯ2などが使用可能である。また、Ａｌ2Ｏ3とＳ
ｉＯ2等とを積層する多層膜であってもよい。一方、バ
イアス下地層３３は、結晶構造が体心立方構造（ｂｃｃ
構造）の金属膜で形成されることが好ましい。なお、こ
のときバイアス下地層３３の結晶配向は（１１０），
（２００），（２１１）面が優先配向する。
【００７５】上記のように、バイアス下地層３３の下
に、直接、反強磁性層２６が形成されていないため、バ
イアス下地層の結晶構造を体心立方構造（ｂｃｃ構造）
に適正に調整できる。このような結晶構造及び結晶配向
性を有する金属膜によってバイアス下地層３３を形成す
る理由は、このバイアス下地層３３上に形成されるハー
ドバイアス層３４の保磁力と角型比を高めるためであ
る。
に、直接、反強磁性層２６が形成されていないため、バ
イアス下地層の結晶構造を体心立方構造（ｂｃｃ構造）
に適正に調整できる。このような結晶構造及び結晶配向
性を有する金属膜によってバイアス下地層３３を形成す
る理由は、このバイアス下地層３３上に形成されるハー
ドバイアス層３４の保磁力と角型比を高めるためであ
る。
【００７６】また、ハードバイアス層３４は、ＣｏＰｔ
合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成される。これら合金
の結晶構造は、稠密六方構造（ｈｃｐ）となっている。
合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成される。これら合金
の結晶構造は、稠密六方構造（ｈｃｐ）となっている。
【００７７】ここで、金属膜で形成された（ｂｃｃ）構
造のバイアス下地層３３とハードバイアス層３４を構成
するＣｏＰｔ系合金の（ｈｃｐ）構造は、その格子のマ
ッチングの関係で、例えばハードバイアス層３４の（ｈ
ｃｐ）構造のｃ軸は、膜面内に配向する。これは、膜面
内に着磁しているハードバイアス層３４として非常に有
利な膜構造である。このため、より大きな保磁力と良好
な角型比を併せ持つことができる。
造のバイアス下地層３３とハードバイアス層３４を構成
するＣｏＰｔ系合金の（ｈｃｐ）構造は、その格子のマ
ッチングの関係で、例えばハードバイアス層３４の（ｈ
ｃｐ）構造のｃ軸は、膜面内に配向する。これは、膜面
内に着磁しているハードバイアス層３４として非常に有
利な膜構造である。このため、より大きな保磁力と良好
な角型比を併せ持つことができる。
【００７８】バイアス下地層３３は結晶構造が体心立方
構造（ｂｃｃ構造）を有するため、その金属膜は、Ｃ
ｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのいずれか１種ま
たは２種以上の元素で形成されることが好ましいが、特
に、Ｃｒ膜で形成されることが好ましい。このＣｒ膜
は、ハードバイアス層３４の結晶配向を整える機能に優
れ、ハードバイアス層３４の保磁力を適切に大きくする
ことができるからである。
構造（ｂｃｃ構造）を有するため、その金属膜は、Ｃ
ｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのいずれか１種ま
たは２種以上の元素で形成されることが好ましいが、特
に、Ｃｒ膜で形成されることが好ましい。このＣｒ膜
は、ハードバイアス層３４の結晶配向を整える機能に優
れ、ハードバイアス層３４の保磁力を適切に大きくする
ことができるからである。
【００７９】形成面α上に形成された以上の磁気抵抗効
果素子２０の上には、図１に示すように、絶縁材料を使
用して上部ギャップ層３８が形成され、この上部ギャッ
プ層３８の上には磁性材料を使用して上部シールド層３
９が形成される。
果素子２０の上には、図１に示すように、絶縁材料を使
用して上部ギャップ層３８が形成され、この上部ギャッ
プ層３８の上には磁性材料を使用して上部シールド層３
９が形成される。
【００８０】＜第２実施形態＞次に、この発明の第２の
実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３
は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドを記
録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図で
ある。
実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３
は、本発明の第２の実施形態に係る薄膜磁気ヘッドを記
録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図で
ある。
【００８１】この薄膜磁気ヘッドも、記録媒体に記録さ
れた外部信号を再生するためのＧＭＲヘッドである。図
３には、このＧＭＲヘッドのみが開示されているが、第
１の実施形態と同様に、ＧＭＲヘッドの上に記録用のイ
ンダクティブヘッドが積層されていてもよい。
れた外部信号を再生するためのＧＭＲヘッドである。図
３には、このＧＭＲヘッドのみが開示されているが、第
１の実施形態と同様に、ＧＭＲヘッドの上に記録用のイ
ンダクティブヘッドが積層されていてもよい。
【００８２】この実施形態の第１の実施形態と異なる部
分は、多層膜３１の下部及びその両側領域に、シードレ
イヤ層２５を有する点である。即ち、この実施形態で
は、下部シールド２１の上の下部ギャップ層２２の上面
（磁気抵抗効果素子の形成面α）に、シードレイヤ層２
５が形成されている。このシードレイヤ層２５は、下地
層２３と、反強磁性層２６との界面と平行な方向に面心
立方晶の（１１１）面あるいは体心立方晶の（１１０）
面が優先配向した、非磁性材料あるいは磁性材料で形成
された配向層２４とで構成される。
分は、多層膜３１の下部及びその両側領域に、シードレ
イヤ層２５を有する点である。即ち、この実施形態で
は、下部シールド２１の上の下部ギャップ層２２の上面
（磁気抵抗効果素子の形成面α）に、シードレイヤ層２
５が形成されている。このシードレイヤ層２５は、下地
層２３と、反強磁性層２６との界面と平行な方向に面心
立方晶の（１１１）面あるいは体心立方晶の（１１０）
面が優先配向した、非磁性材料あるいは磁性材料で形成
された配向層２４とで構成される。
【００８３】シードレイヤ層２５は、一層の非磁性材料
あるいは磁性材料で形された配向層２４のみで構成され
ていてもよいが、配向層２４の結晶配向を整えるために
は下地層２３が形成されている方が好ましい。
あるいは磁性材料で形された配向層２４のみで構成され
ていてもよいが、配向層２４の結晶配向を整えるために
は下地層２３が形成されている方が好ましい。
【００８４】下地層２３は、Ｔａ（タンタル），Ｈｆ
（ハフニウム），Ｎｂ（ニオブ），Ｚｒ（ジルコニウ
ム），Ｔｉ（チタン），Ｍｏ（モリブデン），Ｗ（タン
グステン）のうち少なくとも１種以上で形成されること
が好ましい。また、配向層２４は、上記のように磁性材
料あるいは非磁性材料で形成されるが、特に高抵抗材料
で形成することが好ましい。この配向層２４は、例えば
ＮｉＦｅＹ合金（ただしＹは、Ｃｒ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉから選ばれる少なくとも１種以
上）で形成されることが好ましい。このうち、配向層２
４はＮｉＦｅＣｒ合金で形成されることがより好まし
い。この配向層２４の（１１１）面を、より適切に反強
磁性層２６との界面と平行な方向に優先配向させること
ができ、さらに高比抵抗にできるからである。
（ハフニウム），Ｎｂ（ニオブ），Ｚｒ（ジルコニウ
ム），Ｔｉ（チタン），Ｍｏ（モリブデン），Ｗ（タン
グステン）のうち少なくとも１種以上で形成されること
が好ましい。また、配向層２４は、上記のように磁性材
料あるいは非磁性材料で形成されるが、特に高抵抗材料
で形成することが好ましい。この配向層２４は、例えば
ＮｉＦｅＹ合金（ただしＹは、Ｃｒ，Ｒｈ，Ｔａ，Ｈ
ｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉから選ばれる少なくとも１種以
上）で形成されることが好ましい。このうち、配向層２
４はＮｉＦｅＣｒ合金で形成されることがより好まし
い。この配向層２４の（１１１）面を、より適切に反強
磁性層２６との界面と平行な方向に優先配向させること
ができ、さらに高比抵抗にできるからである。
【００８５】配向層２４が高比抵抗であると、後述する
電極層３６から流れるセンス電流のシードレイヤ層２５
への分流を抑制することが可能である。これによって抵
抗変化率（ΔＭＲ）を向上させることができ、またバル
クハウゼンノイズを減少させることができる。
電極層３６から流れるセンス電流のシードレイヤ層２５
への分流を抑制することが可能である。これによって抵
抗変化率（ΔＭＲ）を向上させることができ、またバル
クハウゼンノイズを減少させることができる。
【００８６】なお、シードレイヤ層２５のうち下地層２
３は、０Å以上で５０Å以下程度の膜厚で、配向層２４
は１０Å以上で１００Å以下程度の膜厚で形成される。
３は、０Å以上で５０Å以下程度の膜厚で、配向層２４
は１０Å以上で１００Å以下程度の膜厚で形成される。
【００８７】次に、このシードレイヤ層２５の上には反
強磁性層２６が形成されるが、これは先の第１の実施形
態のものと同様の構成である。即ち、この反強磁性層２
６は、耐食性に優れ、しかもブロッキング温度も高く、
次に説明する固定磁性層２７との界面で大きな交換結合
磁界を発生し得る。また、この反強磁性層２６は５０Å
以上で２５０Å以下の膜厚で形成されることが好まし
い。
強磁性層２６が形成されるが、これは先の第１の実施形
態のものと同様の構成である。即ち、この反強磁性層２
６は、耐食性に優れ、しかもブロッキング温度も高く、
次に説明する固定磁性層２７との界面で大きな交換結合
磁界を発生し得る。また、この反強磁性層２６は５０Å
以上で２５０Å以下の膜厚で形成されることが好まし
い。
【００８８】上記したように、シードレイヤ層２５は、
反強磁性層２６との界面と平行な方向に面心立方晶の
（１１１）面あるいは体心立方晶の（１１０）面が優先
配向していることで、シードレイヤ層２５上に形成され
る反強磁性層２６の（１１１）面、さらには反強磁性層
２６上に形成される各層の（１１１）面を界面と平行な
方向に優先配向させることが可能であり、これによって
結晶粒径が大きくなり抵抗変化率（ΔＭＲ）を向上させ
ることが可能である。
反強磁性層２６との界面と平行な方向に面心立方晶の
（１１１）面あるいは体心立方晶の（１１０）面が優先
配向していることで、シードレイヤ層２５上に形成され
る反強磁性層２６の（１１１）面、さらには反強磁性層
２６上に形成される各層の（１１１）面を界面と平行な
方向に優先配向させることが可能であり、これによって
結晶粒径が大きくなり抵抗変化率（ΔＭＲ）を向上させ
ることが可能である。
【００８９】固定磁性層２７は、２０Å以上で６０Å以
下程度の膜厚で形成されることが好ましい。一方、非磁
性導電層２８は例えば２５Å程度の膜厚で形成される。
フリー磁性層２９は、２０Å以上で４０Å以下程度の膜
厚で形成されることが好ましい。また、フリー磁性層２
９は、２層構造で形成され、非磁性導電層２８と対向す
る側にＣｏ膜が形成されていることが好ましい。これに
より、非磁性導電層２８との界面での金属元素等の拡散
を防止でき、抵抗変化率（ΔＧＭＲ）を大きくすること
ができる。フリー磁性層２９の上の保護層３０はＴａな
どで形成され、その膜厚は３０Å程度である。
下程度の膜厚で形成されることが好ましい。一方、非磁
性導電層２８は例えば２５Å程度の膜厚で形成される。
フリー磁性層２９は、２０Å以上で４０Å以下程度の膜
厚で形成されることが好ましい。また、フリー磁性層２
９は、２層構造で形成され、非磁性導電層２８と対向す
る側にＣｏ膜が形成されていることが好ましい。これに
より、非磁性導電層２８との界面での金属元素等の拡散
を防止でき、抵抗変化率（ΔＧＭＲ）を大きくすること
ができる。フリー磁性層２９の上の保護層３０はＴａな
どで形成され、その膜厚は３０Å程度である。
【００９０】この第３の実施形態でも、シードレイヤ層
２５から保護層３０の各層で構成される多層膜３１のト
ラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３１ａ，３１ａ
が、シードレイヤ層２５の下面から保護層３０の上面ま
で連続した傾斜面となっている。
２５から保護層３０の各層で構成される多層膜３１のト
ラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面３１ａ，３１ａ
が、シードレイヤ層２５の下面から保護層３０の上面ま
で連続した傾斜面となっている。
【００９１】多層膜３１は、先の第１の実施形態と同様
に、まず各層を磁気抵抗効果素子２０の形成面α上に成
膜した後、多層膜３１の中央部上にのみリフトオフ用の
レジスト層を形成し、レジスト層に覆われていない多層
膜３１の両側領域をエッチングで除去する。
に、まず各層を磁気抵抗効果素子２０の形成面α上に成
膜した後、多層膜３１の中央部上にのみリフトオフ用の
レジスト層を形成し、レジスト層に覆われていない多層
膜３１の両側領域をエッチングで除去する。
【００９２】この多層膜３１の両側領域は、形成面αが
露出するまで深くエッチングせず、シードレイヤー層２
５の一部を残すか、若しくは反強磁性層２６の一部を残
すような構成である。
露出するまで深くエッチングせず、シードレイヤー層２
５の一部を残すか、若しくは反強磁性層２６の一部を残
すような構成である。
【００９３】なお、多層膜３１の両側領域には、先の第
１の実施形態と同様に、下から順にアモルファス絶縁層
３２、バイアス下地層３３、ハードバイアス層３４、電
極層３６、及び保護層３７がそれぞれ積層されている。
１の実施形態と同様に、下から順にアモルファス絶縁層
３２、バイアス下地層３３、ハードバイアス層３４、電
極層３６、及び保護層３７がそれぞれ積層されている。
【００９４】アモルファス絶縁層３２は、多層膜３１の
両側領域の形成面α上より上面に（高い位置に）形成さ
れるが、アモルファス絶縁層３２の多層膜３１側の端面
３２ａは、多層膜３１の両側端面３１ａと接して形成さ
れる。アモルファス絶縁層３２上にバイアス下地層３３
を介して形成されるハードバイアス層３４は、多層膜３
１の両側領域内で高い位置に形成され、フリー磁性層２
９の両側に十分な体積を有して対向される。この形成面
α上より上面（高い位置）に形成されるアモルファス絶
縁層３２の膜厚ｔ２は、６５Å以上であることが好まし
い。また、バイアス下地層３３の膜厚Ｈ２は、３５Å以
上で７５Å以下であることが好ましい。
両側領域の形成面α上より上面に（高い位置に）形成さ
れるが、アモルファス絶縁層３２の多層膜３１側の端面
３２ａは、多層膜３１の両側端面３１ａと接して形成さ
れる。アモルファス絶縁層３２上にバイアス下地層３３
を介して形成されるハードバイアス層３４は、多層膜３
１の両側領域内で高い位置に形成され、フリー磁性層２
９の両側に十分な体積を有して対向される。この形成面
α上より上面（高い位置）に形成されるアモルファス絶
縁層３２の膜厚ｔ２は、６５Å以上であることが好まし
い。また、バイアス下地層３３の膜厚Ｈ２は、３５Å以
上で７５Å以下であることが好ましい。
【００９５】この実施形態でも、アモルファス絶縁層３
２は、スパッタの際、形成面αに対してほぼ垂直方向か
らスパッタ粒子の入射・堆積により成膜される。このた
め、底上げ層３２には、多層膜３１の両側端面３１ａ上
に沿って保護層３０方向に長く延びる延出部は形成され
ない。即ち、図３に示すように、底上げ層３２の上面３
２ｂは、形成面αとほぼ平行な方向に形成されている。
２は、スパッタの際、形成面αに対してほぼ垂直方向か
らスパッタ粒子の入射・堆積により成膜される。このた
め、底上げ層３２には、多層膜３１の両側端面３１ａ上
に沿って保護層３０方向に長く延びる延出部は形成され
ない。即ち、図３に示すように、底上げ層３２の上面３
２ｂは、形成面αとほぼ平行な方向に形成されている。
【００９６】なお、アモルファス絶縁層３２の上面３２
ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側（図示Ｚ
方向）に位置していることが好ましい。これによって、
ハードバイアス層３４を、多層膜３１の両側領域内にお
いて高い位置で形成でき、フリー磁性層２９の両側に十
分な体積を有して対向させることが可能である。
ｂは、反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側（図示Ｚ
方向）に位置していることが好ましい。これによって、
ハードバイアス層３４を、多層膜３１の両側領域内にお
いて高い位置で形成でき、フリー磁性層２９の両側に十
分な体積を有して対向させることが可能である。
【００９７】この実施形態では、多層膜３１の両側領域
に形成されるバイアス下地層３３の下には、アモルファ
ス絶縁層３２が存在し、その下方にシードレイヤ層２５
及び反強磁性層２６が存在する。このため、バイアス下
地層３３がシードレイヤ層２５及び反強磁性層２６の結
晶配向の影響を受けることはない。よって、バイアス下
地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力
を大きくすることが可能である。しかも、バイアス下地
層３３の下にアモルファス絶縁層３２を介在させ、バイ
アス下地層３３やハードバイアス層３４の底上げを図っ
ているので、ハードバイアス層３４が先細りした状態と
なってこれらの体積が低下するといった不都合を解消す
ることができる。
に形成されるバイアス下地層３３の下には、アモルファ
ス絶縁層３２が存在し、その下方にシードレイヤ層２５
及び反強磁性層２６が存在する。このため、バイアス下
地層３３がシードレイヤ層２５及び反強磁性層２６の結
晶配向の影響を受けることはない。よって、バイアス下
地層３３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力
を大きくすることが可能である。しかも、バイアス下地
層３３の下にアモルファス絶縁層３２を介在させ、バイ
アス下地層３３やハードバイアス層３４の底上げを図っ
ているので、ハードバイアス層３４が先細りした状態と
なってこれらの体積が低下するといった不都合を解消す
ることができる。
【００９８】バイアス下地層３３の平坦部３３ａ上にお
ける、ハードバイアス層３４の下面３４ａは、フリー磁
性層２９の下面２９ａよりも図示下側（図示Ｚ方向の逆
方向）に位置し、かつ、平坦部３３ａ上におけるハード
バイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２９の下
面２９ａよりも図示上側（図示Ｚ方向）に位置すること
が好ましい。
ける、ハードバイアス層３４の下面３４ａは、フリー磁
性層２９の下面２９ａよりも図示下側（図示Ｚ方向の逆
方向）に位置し、かつ、平坦部３３ａ上におけるハード
バイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２９の下
面２９ａよりも図示上側（図示Ｚ方向）に位置すること
が好ましい。
【００９９】さらに、この実施形態では、上記の構成に
加えて、バイアス下地層３３の平坦部３３ａ上における
ハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２
９の上面２９ｂと同一面上に位置するか、あるいはフリ
ー磁性層２９の上面２９ｂよりも図示上側（図示Ｚ方
向）に位置することがさらに好ましい。これによって、
フリー磁性層２９の下面２９ａ及び上面２９ｂから、そ
れぞれ形成面αと平行な方向に仮想線（図略）を引いた
とき、多層膜３１の両側領域における２本の仮想線内に
は、バイアス下地層３３の延出部３３ｂとハードバイア
ス層３４のみが存在することになるため、ハードバイア
ス層３４からより十分なバイアス磁界をフリー磁性層２
９に供給することが可能になる。
加えて、バイアス下地層３３の平坦部３３ａ上における
ハードバイアス層３４の上面３４ｂは、フリー磁性層２
９の上面２９ｂと同一面上に位置するか、あるいはフリ
ー磁性層２９の上面２９ｂよりも図示上側（図示Ｚ方
向）に位置することがさらに好ましい。これによって、
フリー磁性層２９の下面２９ａ及び上面２９ｂから、そ
れぞれ形成面αと平行な方向に仮想線（図略）を引いた
とき、多層膜３１の両側領域における２本の仮想線内に
は、バイアス下地層３３の延出部３３ｂとハードバイア
ス層３４のみが存在することになるため、ハードバイア
ス層３４からより十分なバイアス磁界をフリー磁性層２
９に供給することが可能になる。
【０１００】さらに、この実施形態では、先の実施形態
のように、ハードバイアス層３４とフリー磁性層２９と
の間には、膜厚の薄いバイアス下地層３３の延出部３３
ｂのみが介在するため、ハードバイアス層３４からのバ
イアス磁界は極端に小さくならず、十分な大きさのバイ
アス磁界をフリー磁性層２９に供給できる。
のように、ハードバイアス層３４とフリー磁性層２９と
の間には、膜厚の薄いバイアス下地層３３の延出部３３
ｂのみが介在するため、ハードバイアス層３４からのバ
イアス磁界は極端に小さくならず、十分な大きさのバイ
アス磁界をフリー磁性層２９に供給できる。
【０１０１】この実施形態では、バイアス下地層３３の
下には、アモルファス絶縁層３２が存在し、その下方に
シードレイヤ層２５及び反強磁性層２６が存在してい
る。そのため、バイアス下地層の結晶構造を体心立方構
造（ｂｃｃ構造）に適正に調整できる。また、先の実施
形態と同様に、バイアス下地層３３は、結晶構造が体心
立方構造（ｂｃｃ構造）の金属膜で形成されることが好
ましく、バイアス下地層３３の結晶配向は（１１０），
（２００），（２１１）面が優先配向する。
下には、アモルファス絶縁層３２が存在し、その下方に
シードレイヤ層２５及び反強磁性層２６が存在してい
る。そのため、バイアス下地層の結晶構造を体心立方構
造（ｂｃｃ構造）に適正に調整できる。また、先の実施
形態と同様に、バイアス下地層３３は、結晶構造が体心
立方構造（ｂｃｃ構造）の金属膜で形成されることが好
ましく、バイアス下地層３３の結晶配向は（１１０），
（２００），（２１１）面が優先配向する。
【０１０２】この実施形態のハードバイアス層３４も、
ＣｏＰｔ合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成され、これ
ら合金の結晶構造は、稠密六方構造となっている。
ＣｏＰｔ合金やＣｏＰｔＣｒ合金などで形成され、これ
ら合金の結晶構造は、稠密六方構造となっている。
【０１０３】この実施形態でも、上記の金属膜で形成さ
れたｂｃｃ構造のバイアス下地層３３とハードバイアス
層３４を構成するＣｏＰｔ系合金のｈｃｐは、その格子
のマッチングの関係で、ハードバイアス層３４のｈｃｐ
構造のｃ軸は、膜面内に配向する。その結果、膜面内に
着磁して用いるハードバイアス層３４として、非常時有
利な構造である。即ち、より大きな保磁力（Ｈｃ）と良
好な角型比を併せ持つことができるようになる。
れたｂｃｃ構造のバイアス下地層３３とハードバイアス
層３４を構成するＣｏＰｔ系合金のｈｃｐは、その格子
のマッチングの関係で、ハードバイアス層３４のｈｃｐ
構造のｃ軸は、膜面内に配向する。その結果、膜面内に
着磁して用いるハードバイアス層３４として、非常時有
利な構造である。即ち、より大きな保磁力（Ｈｃ）と良
好な角型比を併せ持つことができるようになる。
【０１０４】また、この実施形態でも、アモルファス絶
縁層３２を絶縁材料によって形成することで、多層膜３
１の両側領域では、バイアス下地層３３と下部シールド
層２１と間の絶縁膜（ギャップ）を挿入することにな
り、その部位の絶縁耐圧を向上させることが可能であ
る。なお、この実施形態でも、下部ギャップ層２２とア
モルファス絶縁層３２とを別々の絶縁材料によって形成
しても良いし、同じ絶縁材料によって形成してもよい。
縁層３２を絶縁材料によって形成することで、多層膜３
１の両側領域では、バイアス下地層３３と下部シールド
層２１と間の絶縁膜（ギャップ）を挿入することにな
り、その部位の絶縁耐圧を向上させることが可能であ
る。なお、この実施形態でも、下部ギャップ層２２とア
モルファス絶縁層３２とを別々の絶縁材料によって形成
しても良いし、同じ絶縁材料によって形成してもよい。
【０１０５】なお、この実施形態でも、図３に示すよう
に、形成面α上に形成された磁気抵抗効果素子２２の上
には、絶縁材料を使用して上部ギャップ層３８が形成さ
れ、この上部ギャップ層３８の上には磁性材料を使用し
て上部シールド層３９が形成される。
に、形成面α上に形成された磁気抵抗効果素子２２の上
には、絶縁材料を使用して上部ギャップ層３８が形成さ
れ、この上部ギャップ層３８の上には磁性材料を使用し
て上部シールド層３９が形成される。
【０１０６】従って、この第２の実施形態によれば、最
下層にシードレイヤ層２５を形成し、さらにその上に反
強磁性層２６を形成することで、反強磁性層２６の結晶
配向が整えられ、磁気抵抗効果素子２０の抵抗変化率を
向上させることができる。また、この実施形態によれ
ば、多層膜３１の両側に形成されるバイアス下地層３３
の下側には、アモルファス絶縁層３２が存在し、その下
方にシードレイヤ層２５が存在するため、バイアス下地
層３３を適切な結晶構造及び結晶配向を有して形成する
ことができる。これによって、バイアス下地層３３の上
に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を高めるこ
とができる。
下層にシードレイヤ層２５を形成し、さらにその上に反
強磁性層２６を形成することで、反強磁性層２６の結晶
配向が整えられ、磁気抵抗効果素子２０の抵抗変化率を
向上させることができる。また、この実施形態によれ
ば、多層膜３１の両側に形成されるバイアス下地層３３
の下側には、アモルファス絶縁層３２が存在し、その下
方にシードレイヤ層２５が存在するため、バイアス下地
層３３を適切な結晶構造及び結晶配向を有して形成する
ことができる。これによって、バイアス下地層３３の上
に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を高めるこ
とができる。
【０１０７】＜第３実施形態＞次に、この発明の第３の
実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４
は、本発明における第３の実施形態の薄膜磁気ヘッドを
記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図
である。
実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４
は、本発明における第３の実施形態の薄膜磁気ヘッドを
記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断面図
である。
【０１０８】この薄膜磁気ヘッドも、記録媒体に記録さ
れた外部信号を再生するためのＧＭＲヘッドである。図
４には、このＧＭＲヘッドのみが開示されているが、第
１の実施形態と同様に、ＧＭＲヘッドの上に記録用のイ
ンダクティブヘッドが積層されていてもよい。
れた外部信号を再生するためのＧＭＲヘッドである。図
４には、このＧＭＲヘッドのみが開示されているが、第
１の実施形態と同様に、ＧＭＲヘッドの上に記録用のイ
ンダクティブヘッドが積層されていてもよい。
【０１０９】図４の第３の実施形態と図１の第１の実施
形態との相違点は、固定磁性層２７及びフリー磁性層２
９の構造にある。図１では固定磁性層２７及びフリー磁
性層２９は共に単層で形成されていたが、図４では固定
磁性層２７及びフリー磁性層２９が共に３層で形成され
ている。なお、他の実施形態では、アモルファス絶縁層
３２の直下にシード層２５が形成されていてもよい。
形態との相違点は、固定磁性層２７及びフリー磁性層２
９の構造にある。図１では固定磁性層２７及びフリー磁
性層２９は共に単層で形成されていたが、図４では固定
磁性層２７及びフリー磁性層２９が共に３層で形成され
ている。なお、他の実施形態では、アモルファス絶縁層
３２の直下にシード層２５が形成されていてもよい。
【０１１０】固定磁性層２７は、磁性層４０、中間層４
１及び磁性層４２で構成されている。磁性層４０と４２
は、例えばＣｏ(コバルト)で形成され、中間層４１は、
例えばＲｕ（ルテニウム）などの非磁性層で形成され
る。この３層構成により、磁性層４０と磁性層４２の磁
化方向は互いに反平行状態にされる。これはいわゆるフ
ェリ状態と呼ばれるものであり、固定磁性層２７の磁化
を安定した状態にでき、また固定磁性層２７と反強磁性
層２６との界面で発生する交換結合磁界を大きくするこ
とができる。
１及び磁性層４２で構成されている。磁性層４０と４２
は、例えばＣｏ(コバルト)で形成され、中間層４１は、
例えばＲｕ（ルテニウム）などの非磁性層で形成され
る。この３層構成により、磁性層４０と磁性層４２の磁
化方向は互いに反平行状態にされる。これはいわゆるフ
ェリ状態と呼ばれるものであり、固定磁性層２７の磁化
を安定した状態にでき、また固定磁性層２７と反強磁性
層２６との界面で発生する交換結合磁界を大きくするこ
とができる。
【０１１１】同様に、フリー磁性層２９は、Ｃｏなどで
形成した磁性層４３、磁性層４５と、この磁性層４３，
４５間のＲｕなどの非磁性層で形成される中間層４４と
で構成されている。これにより、磁性層４３，４５の磁
化は互いに反平行にされ、フリー磁性層２９の磁化を安
定した状態に保持でき、各磁性層４３，４５の磁気的な
膜厚を薄く形成できる。その結果、フリー磁性層の磁化
は、磁性層４３，４５が外部磁界に対し反平行を保ちな
がら反転しやすくなり、再生特性の向上を図ることがで
きる。このフェリ構造は、固定磁性層２７及びフリー磁
性層２９のどちらか一方において形成されていてもよ
い。
形成した磁性層４３、磁性層４５と、この磁性層４３，
４５間のＲｕなどの非磁性層で形成される中間層４４と
で構成されている。これにより、磁性層４３，４５の磁
化は互いに反平行にされ、フリー磁性層２９の磁化を安
定した状態に保持でき、各磁性層４３，４５の磁気的な
膜厚を薄く形成できる。その結果、フリー磁性層の磁化
は、磁性層４３，４５が外部磁界に対し反平行を保ちな
がら反転しやすくなり、再生特性の向上を図ることがで
きる。このフェリ構造は、固定磁性層２７及びフリー磁
性層２９のどちらか一方において形成されていてもよ
い。
【０１１２】この磁性層４０，４２および磁性層４３，
４５の膜厚はそれぞれ１０〜７０Å程度で形成される。
また中間層４１，４４の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成
で形成される。
４５の膜厚はそれぞれ１０〜７０Å程度で形成される。
また中間層４１，４４の膜厚は３Å〜１０Å程度で形成
で形成される。
【０１１３】この第３の実施形態においても、多層膜４
６の最下層及びその両側領域はシードレイヤ層２５であ
り、また多層膜４６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける両側端面４６ａ，４６ａは、シードレイヤ層２５
の下面から保護層３０の上面にまで連続する傾斜面とな
っている。また、バイアス下地層３３の下側には、アモ
ルファス絶縁層３２が存在し、その下方にシードレイヤ
層２５及び反強磁性層２６が存在することから、バイア
ス下地層３３を所定の結晶配向に保つことができる。
６の最下層及びその両側領域はシードレイヤ層２５であ
り、また多層膜４６のトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける両側端面４６ａ，４６ａは、シードレイヤ層２５
の下面から保護層３０の上面にまで連続する傾斜面とな
っている。また、バイアス下地層３３の下側には、アモ
ルファス絶縁層３２が存在し、その下方にシードレイヤ
層２５及び反強磁性層２６が存在することから、バイア
ス下地層３３を所定の結晶配向に保つことができる。
【０１１４】しかも、前記多層膜４６の両側領域には、
アモルファス絶縁層３２を形成することで、保磁力の大
きいハードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に
十分な膜厚を有して対向させることができる。また、こ
のフリー磁性層２９とハードバイアス層３４間に介在す
るバイアス下地層３３の膜厚も薄く形成できることか
ら、ハードバイアス層３４からのバイアス磁界をフリー
磁性層２９に十分に供給でき、フリー磁性層２９の単磁
区化を促進させることができる。
アモルファス絶縁層３２を形成することで、保磁力の大
きいハードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に
十分な膜厚を有して対向させることができる。また、こ
のフリー磁性層２９とハードバイアス層３４間に介在す
るバイアス下地層３３の膜厚も薄く形成できることか
ら、ハードバイアス層３４からのバイアス磁界をフリー
磁性層２９に十分に供給でき、フリー磁性層２９の単磁
区化を促進させることができる。
【０１１５】さらに、固定磁性層２７の中間層４１の上
面までアモルファス絶縁層３２を積層することが好まし
い。即ち、固定磁性層２７の中間層４１、磁性層４０、
反強磁性層２６へのセンス電流の流れ込みを少なくする
ことで、シャントロスが低減し出力を大きくすることが
できる。
面までアモルファス絶縁層３２を積層することが好まし
い。即ち、固定磁性層２７の中間層４１、磁性層４０、
反強磁性層２６へのセンス電流の流れ込みを少なくする
ことで、シャントロスが低減し出力を大きくすることが
できる。
【０１１６】次に、図５ないし図１０は、図１に示す薄
膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程図である。なお、各
図は記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断
面図である。
膜磁気ヘッドの製造方法を示す工程図である。なお、各
図は記録媒体との対向面（ＡＢＳ面）側から見た部分断
面図である。
【０１１７】（１）図５に示す工程では、基板Ｂ上に、
パーマロイやセンダストなどの磁性材料で形成された下
部シールド層２１を形成し、この下部シールド層２１の
上に、アルミナなどの絶縁材料で形成された下部ギャッ
プ層２２を形成する。
パーマロイやセンダストなどの磁性材料で形成された下
部シールド層２１を形成し、この下部シールド層２１の
上に、アルミナなどの絶縁材料で形成された下部ギャッ
プ層２２を形成する。
【０１１８】（２）次に、下部ギャップ層２２上の全面
に、磁気抵抗効果素子２０を構成する多層膜３１の各層
を成膜する。即ち、まず、下部ギャップ層２２上にＰｔ
Ｍｎ合金などで形成された反強磁性層２６を形成する。
さらに、この反強磁性層２６の上に、ＮｉＦｅ合金など
の磁性材料で形成された固定磁性層２７、Ｃｕなどで形
成された非磁性導電層２８、ＮｉＦｅ合金などで形成さ
れたフリー磁性層２９、及びＴａなどで形成された保護
層３０を形成する。
に、磁気抵抗効果素子２０を構成する多層膜３１の各層
を成膜する。即ち、まず、下部ギャップ層２２上にＰｔ
Ｍｎ合金などで形成された反強磁性層２６を形成する。
さらに、この反強磁性層２６の上に、ＮｉＦｅ合金など
の磁性材料で形成された固定磁性層２７、Ｃｕなどで形
成された非磁性導電層２８、ＮｉＦｅ合金などで形成さ
れたフリー磁性層２９、及びＴａなどで形成された保護
層３０を形成する。
【０１１９】また、図３に示すシードレイヤ層２５を形
成するには、まず、下部ギャップ層２１上にＴａなどの
下地層２３及びＮｉＦｅＣｒ合金などの非磁性材料層２
４で構成されるシードレイヤ層２５を形成する。次に、
そのシードレイヤ層２５の上にＰｔＭｎ合金などで形成
された反強磁性層２６を形成する。また図４に示す多層
膜４６を成膜するには、固定磁性層２７及びフリー磁性
層２９をフェリ状態にして形成する。
成するには、まず、下部ギャップ層２１上にＴａなどの
下地層２３及びＮｉＦｅＣｒ合金などの非磁性材料層２
４で構成されるシードレイヤ層２５を形成する。次に、
そのシードレイヤ層２５の上にＰｔＭｎ合金などで形成
された反強磁性層２６を形成する。また図４に示す多層
膜４６を成膜するには、固定磁性層２７及びフリー磁性
層２９をフェリ状態にして形成する。
【０１２０】（３）次に、図５に示すように、保護層３
０の上の中央部部分にリフトオフ用のレジスト層Ｒを塗
布工程・露光現像工程により形成する。同図に示すよう
に、このレジスト層Ｒの下面５７ｂには、切り込み部５
７ａ，５７ａが設けられる。
０の上の中央部部分にリフトオフ用のレジスト層Ｒを塗
布工程・露光現像工程により形成する。同図に示すよう
に、このレジスト層Ｒの下面５７ｂには、切り込み部５
７ａ，５７ａが設けられる。
【０１２１】（４）次に、図６に示す工程では、レジス
ト層Ｒによって覆われていない多層膜３１のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における両側領域３１ｂ，３１ｂを
エッチングにより除去する。
ト層Ｒによって覆われていない多層膜３１のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における両側領域３１ｂ，３１ｂを
エッチングにより除去する。
【０１２２】この実施形態では、多層膜３１の両側領域
３１ｂ，３１ｂを、下部ギャップ層２２の上面（磁気抵
抗効果素子の形成面α）が露出する事のない程度の深さ
まで浅く反強磁性膜２６の一部をエッチングにより削り
込む。これにより、残された多層膜３１の両側端面３１
ａ，３１ａは、反強磁性膜２６の上面から保護層３０の
上面にまで連続した傾斜面となり、多層膜３１はほぼ台
形状となる。
３１ｂ，３１ｂを、下部ギャップ層２２の上面（磁気抵
抗効果素子の形成面α）が露出する事のない程度の深さ
まで浅く反強磁性膜２６の一部をエッチングにより削り
込む。これにより、残された多層膜３１の両側端面３１
ａ，３１ａは、反強磁性膜２６の上面から保護層３０の
上面にまで連続した傾斜面となり、多層膜３１はほぼ台
形状となる。
【０１２３】（５）次に、多層膜３１の両側領域３１ｂ
に露出した表面上にアモルファス絶縁層３２をスパッタ
成膜する。なお、このとき、このアモルファス絶縁層３
２の多層膜３１側の端面３２ａが多層膜３１の両側端面
３１ａに接するようにする。図７に示すように、アモル
ファス絶縁層３２のスパッタ成膜は、形成面αの垂直方
向（図示Ｚ方向）に対して、第１のスパッタ粒子入射角
度θ１を有して行なわれる。この第１のスパッタ粒子入
射角度θ１は、具体的には、０°以上で１０°以下であ
ることが好ましい。
に露出した表面上にアモルファス絶縁層３２をスパッタ
成膜する。なお、このとき、このアモルファス絶縁層３
２の多層膜３１側の端面３２ａが多層膜３１の両側端面
３１ａに接するようにする。図７に示すように、アモル
ファス絶縁層３２のスパッタ成膜は、形成面αの垂直方
向（図示Ｚ方向）に対して、第１のスパッタ粒子入射角
度θ１を有して行なわれる。この第１のスパッタ粒子入
射角度θ１は、具体的には、０°以上で１０°以下であ
ることが好ましい。
【０１２４】即ち、アモルファス絶縁層３２は、前記形
成面αに対してほぼ垂直方向からスパッタ成膜される。
具体的には、ロングスロースパッタ法（ＬＴＳ），イオ
ンビームスパッタ法（ＩＢＤ），コリメーションスパッ
タ法などにより行うことが好ましい。これにより、図７
に示すように、アモルファス絶縁層３２の上面３２ｂ
は、形成面αとほぼ平行に形成され、上面３２ｂよりも
上側に位置する多層膜３１の両側端面３１ａにアモルフ
ァス絶縁層３２が付着しない。
成面αに対してほぼ垂直方向からスパッタ成膜される。
具体的には、ロングスロースパッタ法（ＬＴＳ），イオ
ンビームスパッタ法（ＩＢＤ），コリメーションスパッ
タ法などにより行うことが好ましい。これにより、図７
に示すように、アモルファス絶縁層３２の上面３２ｂ
は、形成面αとほぼ平行に形成され、上面３２ｂよりも
上側に位置する多層膜３１の両側端面３１ａにアモルフ
ァス絶縁層３２が付着しない。
【０１２５】アモルファス絶縁層３２は、Ａｌ2Ｏ3やＳ
ｉＯ2などの絶縁材料によって形成する。この場合、ア
モルファス絶縁層３２で、バイアス下地層３３と下部シ
ールド層２１間の絶縁性を図ることが可能になるため絶
縁耐圧を向上させることが可能である。
ｉＯ2などの絶縁材料によって形成する。この場合、ア
モルファス絶縁層３２で、バイアス下地層３３と下部シ
ールド層２１間の絶縁性を図ることが可能になるため絶
縁耐圧を向上させることが可能である。
【０１２６】アモルファス絶縁層３２の上面３２ｂは、
反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側に位置するよう
にアモルファス絶縁層３２を成膜することが好ましい。
なお、アモルファス絶縁層３２の膜厚は、６５Å以上で
あることが好ましい。
反強磁性層２６の下面２６ａよりも上側に位置するよう
にアモルファス絶縁層３２を成膜することが好ましい。
なお、アモルファス絶縁層３２の膜厚は、６５Å以上で
あることが好ましい。
【０１２７】また、以下の工程で成膜されるバイアス下
地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６、及び保
護層３７もまた上記のスパッタ技術によって成膜するこ
とが好ましい。
地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６、及び保
護層３７もまた上記のスパッタ技術によって成膜するこ
とが好ましい。
【０１２８】また、この実施形態では、バイアス下地層
３３を、結晶構造が（ｂｃｃ）構造の金属膜で形成する
ことが好ましい。この金属膜にはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，
Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａを挙げることができ、これら１種以上
あるいは２種以上の元素を選択することが可能である
が、この実施形態では特にＣｒ膜でバイアス下地層３３
をスパッタ成膜することが好ましい。
３３を、結晶構造が（ｂｃｃ）構造の金属膜で形成する
ことが好ましい。この金属膜にはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，
Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａを挙げることができ、これら１種以上
あるいは２種以上の元素を選択することが可能である
が、この実施形態では特にＣｒ膜でバイアス下地層３３
をスパッタ成膜することが好ましい。
【０１２９】（６）次に、図８に示す工程では、アモル
ファス絶縁層３２の上面３２ｂから多層膜３１の両側端
面３１ａにかけてバイアス下地層３３をスパッタ成膜す
る。同図に示すように、バイアス下地層３３は、形成面
αの垂直方向（図示Ｚ方向）に対して、第２のスパッタ
粒子入射角度θ２を有してスパッタ成膜されるが、第２
のスパッタ粒子入射角度θ２は、第１のスパッタ粒子入
射角度θ１よりも大きいことが好ましい。この第２のス
パッタ粒子入射角度θ２は、具体的には１５°以上で６
０°以下であることが好ましい。より好ましくは３０°
以上で６０°以下である。
ファス絶縁層３２の上面３２ｂから多層膜３１の両側端
面３１ａにかけてバイアス下地層３３をスパッタ成膜す
る。同図に示すように、バイアス下地層３３は、形成面
αの垂直方向（図示Ｚ方向）に対して、第２のスパッタ
粒子入射角度θ２を有してスパッタ成膜されるが、第２
のスパッタ粒子入射角度θ２は、第１のスパッタ粒子入
射角度θ１よりも大きいことが好ましい。この第２のス
パッタ粒子入射角度θ２は、具体的には１５°以上で６
０°以下であることが好ましい。より好ましくは３０°
以上で６０°以下である。
【０１３０】即ち、バイアス下地層３３は、アモルファ
ス絶縁層３２の形成のときよりも、形成面αの垂直方向
に対してより傾いた方向からスパッタ成膜される。この
ため、同図に示すように、バイアス下地層３３は、アモ
ルファス絶縁層３２上のみならず、多層膜３１の両側端
面３１ａ上にも成膜されやすい。なお、このように、バ
イアス下地層３３が多層膜３３の両側端面３１ａ上に延
出形成されるときは、バイアス下地層３３はフリー磁性
層２９の両側端面にまで延出形成されることが好ましい
が、バイアス下地層３３がフリー磁性層２９の両側端面
の下側までしか延出していなくてもかまわない。また、
バイアス下地層３３は、多層膜３３の両側端面上に延出
せずアモルファス絶縁層３２上にのみ形成されていても
よい。
ス絶縁層３２の形成のときよりも、形成面αの垂直方向
に対してより傾いた方向からスパッタ成膜される。この
ため、同図に示すように、バイアス下地層３３は、アモ
ルファス絶縁層３２上のみならず、多層膜３１の両側端
面３１ａ上にも成膜されやすい。なお、このように、バ
イアス下地層３３が多層膜３３の両側端面３１ａ上に延
出形成されるときは、バイアス下地層３３はフリー磁性
層２９の両側端面にまで延出形成されることが好ましい
が、バイアス下地層３３がフリー磁性層２９の両側端面
の下側までしか延出していなくてもかまわない。また、
バイアス下地層３３は、多層膜３３の両側端面上に延出
せずアモルファス絶縁層３２上にのみ形成されていても
よい。
【０１３１】また、この形成面α上におけるバイアス下
地層３３の上面３３ｃが、フリー磁性層２９の下面２９
ａよりも下側に位置するように、図７での工程時におけ
るアモルファス絶縁層３２及び図８での工程時における
バイアス下地層３３の膜厚を適切に調整しながらスパッ
タ成膜することが好ましい。これによって、ハードバイ
アス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な体積を有
して対向させることが可能である。
地層３３の上面３３ｃが、フリー磁性層２９の下面２９
ａよりも下側に位置するように、図７での工程時におけ
るアモルファス絶縁層３２及び図８での工程時における
バイアス下地層３３の膜厚を適切に調整しながらスパッ
タ成膜することが好ましい。これによって、ハードバイ
アス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な体積を有
して対向させることが可能である。
【０１３２】また、この実施形態では、前述したよう
に、バイアス下地層３３を、結晶構造が（ｂｃｃ）構造
の金属膜で形成することが好ましく、そのような金属膜
としてはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのうち
いずれか１種以上を選択できる。このうちＣｒ膜でバイ
アス下地層３３を形成することが好ましい。このＣｒ膜
は、次の工程で形成されるハードバイアス層３４をｈｃ
ｐ構造の[１００]の配向、即ち、ｃ軸が膜面内に配向
し、ハードバイアス層３４の保磁力を大きくすることが
できるからである。
に、バイアス下地層３３を、結晶構造が（ｂｃｃ）構造
の金属膜で形成することが好ましく、そのような金属膜
としてはＣｒ，Ｗ，Ｍｏ，Ｖ，Ｍｎ，Ｎｂ，Ｔａのうち
いずれか１種以上を選択できる。このうちＣｒ膜でバイ
アス下地層３３を形成することが好ましい。このＣｒ膜
は、次の工程で形成されるハードバイアス層３４をｈｃ
ｐ構造の[１００]の配向、即ち、ｃ軸が膜面内に配向
し、ハードバイアス層３４の保磁力を大きくすることが
できるからである。
【０１３３】（７）次に、図９に示す工程では、バイア
ス下地層３３上にＣｏＰｔＣｒ合金などによるハードバ
イアス層３４をスパッタ成膜する。この実施形態では、
上記したように、多層膜３１の両側領域３１ｂにアモル
ファス絶縁層３２を形成しており、これによってアモル
ファス絶縁層３２上にバイアス下地層３３を介して形成
されるハードバイアス層３４を、フリー磁性層２９の両
側に十分な体積を有して対向させることが可能である。
ス下地層３３上にＣｏＰｔＣｒ合金などによるハードバ
イアス層３４をスパッタ成膜する。この実施形態では、
上記したように、多層膜３１の両側領域３１ｂにアモル
ファス絶縁層３２を形成しており、これによってアモル
ファス絶縁層３２上にバイアス下地層３３を介して形成
されるハードバイアス層３４を、フリー磁性層２９の両
側に十分な体積を有して対向させることが可能である。
【０１３４】したがって、この実施形態の製造方法によ
って形成された薄膜磁気ヘッドによれば、ハードバイア
ス層３４からのバイアス磁界を適切にフリー磁性層２９
に供給でき、フリー磁性層２９の磁化を適切に単磁区化
することが可能になっている。また、この実施形態で
は、バイアス下地層３３の下に、直接、反強磁性層２６
が形成されていないため、バイアス下地層３３の結晶配
向を適切に整えることができ、よってバイアス下地層３
３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を高め
ることができる。
って形成された薄膜磁気ヘッドによれば、ハードバイア
ス層３４からのバイアス磁界を適切にフリー磁性層２９
に供給でき、フリー磁性層２９の磁化を適切に単磁区化
することが可能になっている。また、この実施形態で
は、バイアス下地層３３の下に、直接、反強磁性層２６
が形成されていないため、バイアス下地層３３の結晶配
向を適切に整えることができ、よってバイアス下地層３
３上に形成されるハードバイアス層３４の保磁力を高め
ることができる。
【０１３５】また、この実施形態では、図９に示す工程
時において、ハードバイアス層３４の上面３４ｂが、フ
リー磁性層２９の上面２９ｂよりも上側に位置するよう
に、ハードバイアス層３４を成膜することが好ましい。
時において、ハードバイアス層３４の上面３４ｂが、フ
リー磁性層２９の上面２９ｂよりも上側に位置するよう
に、ハードバイアス層３４を成膜することが好ましい。
【０１３６】さらに、ハードバイアス層３４の下面３４
ａが、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも下側に位置
していれば、フリー磁性層２９の両側には、形成面αと
平行な方向におけるフリー磁性層２９の膜厚範囲内にバ
イアス下地層３３を介してハードバイアス層３４のみが
対向するため、ハードバイアス層３４からフリー磁性層
２９に、より十分なバイアス磁界を供給でき、より適切
にフリー磁性層２９の磁化の単磁区化を促進させること
ができる。
ａが、フリー磁性層２９の下面２９ａよりも下側に位置
していれば、フリー磁性層２９の両側には、形成面αと
平行な方向におけるフリー磁性層２９の膜厚範囲内にバ
イアス下地層３３を介してハードバイアス層３４のみが
対向するため、ハードバイアス層３４からフリー磁性層
２９に、より十分なバイアス磁界を供給でき、より適切
にフリー磁性層２９の磁化の単磁区化を促進させること
ができる。
【０１３７】（８）次に、図１０に示す工程では、ハー
ドバイアス層３４上にＣｒやＡｕなどの電極層３６をス
パッタ成膜した後、電極層３６の上にＴａなどの保護層
３７をスパッタ成膜する。
ドバイアス層３４上にＣｒやＡｕなどの電極層３６をス
パッタ成膜した後、電極層３６の上にＴａなどの保護層
３７をスパッタ成膜する。
【０１３８】（９）そして、同図に示すリフトオフ用の
レジスト層Ｒを除去し、続いて磁気抵抗効果素子２０上
に、図示外の上部ギャップ層３８及び上部シールド層３
９を形成すると、図１に示す薄膜磁気ヘッドが完成す
る。
レジスト層Ｒを除去し、続いて磁気抵抗効果素子２０上
に、図示外の上部ギャップ層３８及び上部シールド層３
９を形成すると、図１に示す薄膜磁気ヘッドが完成す
る。
【０１３９】以上のように、この実施形態では、多層膜
３１上に一つのリフトオフ用のレジスト層Ｒを用いるこ
とで、多層膜３１の両側領域３１ｂのエッチング工程及
び両側領域３１ｂ上でのアモルファス絶縁層３２、バイ
アス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６及
び保護層３７のスパッタ成膜を連続して行うことができ
る。このため、上記の製造方法を用いればこの実施形態
に係る薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。
３１上に一つのリフトオフ用のレジスト層Ｒを用いるこ
とで、多層膜３１の両側領域３１ｂのエッチング工程及
び両側領域３１ｂ上でのアモルファス絶縁層３２、バイ
アス下地層３３、ハードバイアス層３４、電極層３６及
び保護層３７のスパッタ成膜を連続して行うことができ
る。このため、上記の製造方法を用いればこの実施形態
に係る薄膜磁気ヘッドを容易に製造することができる。
【０１４０】また、この実施形態では、アモルファス絶
縁層３２の形成時における第１のスパッタ粒子入射角度
θ１をバイアス下地層３３の形成時における第２のスパ
ッタ粒子入射角度θ２よりも小さくすることで、アモル
ファス絶縁層３２及びバイアス下地層３３を容易に所定
の形状で形成できる。さらにこの製造方法によれば、ハ
ードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な
体積を有して対向させることが容易に行える。
縁層３２の形成時における第１のスパッタ粒子入射角度
θ１をバイアス下地層３３の形成時における第２のスパ
ッタ粒子入射角度θ２よりも小さくすることで、アモル
ファス絶縁層３２及びバイアス下地層３３を容易に所定
の形状で形成できる。さらにこの製造方法によれば、ハ
ードバイアス層３４をフリー磁性層２９の両側に十分な
体積を有して対向させることが容易に行える。
【０１４１】
【実施例】この実施例では、先ず比較例として、スピン
バルブ型薄膜素子の膜構成と同様になるように積層膜を
基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁性層上に成膜し、フリー
磁性層、非磁性導電層、固定磁性層などをイオンミリン
グで除去した。上記膜構成を詳述すると、ＮｉＦｅＣｒ
からなるシード層を５５Å、ＰｔＭｎからなる反強磁性
層を２００Å、基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層上にそ
れぞれ成膜した。これを比較例１とする。
バルブ型薄膜素子の膜構成と同様になるように積層膜を
基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁性層上に成膜し、フリー
磁性層、非磁性導電層、固定磁性層などをイオンミリン
グで除去した。上記膜構成を詳述すると、ＮｉＦｅＣｒ
からなるシード層を５５Å、ＰｔＭｎからなる反強磁性
層を２００Å、基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層上にそ
れぞれ成膜した。これを比較例１とする。
【０１４２】次に、比較例１の膜構成の替わりに、上述
した本願発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で説明した
イオンミリングによりエッチングし、反強磁性層の各膜
厚が２００Åから１５０Åとした試料（これを比較例２
とする）、１００Åとした試料（これを比較例３とす
る）、５０Åとした試料（これを比較例４とする）をそ
れぞれ作成した。
した本願発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で説明した
イオンミリングによりエッチングし、反強磁性層の各膜
厚が２００Åから１５０Åとした試料（これを比較例２
とする）、１００Åとした試料（これを比較例３とす
る）、５０Åとした試料（これを比較例４とする）をそ
れぞれ作成した。
【０１４３】また、さらに、イオンミリングによりエッ
チングし、反強磁性層を全てなくした試料（５５Åのシ
ード層のみの場合）（これを比較例５とする）、シード
層を４５Åとした試料（これを比較例６とする）、シー
ド層を２０Åとした試料（これを比較例７とする）及び
シード層全てなくした試料（これを比較例８とする）を
それぞれ作成した。
チングし、反強磁性層を全てなくした試料（５５Åのシ
ード層のみの場合）（これを比較例５とする）、シード
層を４５Åとした試料（これを比較例６とする）、シー
ド層を２０Åとした試料（これを比較例７とする）及び
シード層全てなくした試料（これを比較例８とする）を
それぞれ作成した。
【０１４４】次に、上記比較例１〜８の試料上に、Ｃｒ
からなるバイアス下地層を５０Å形成し、ＣｏＰｔから
なるハードバイアス層を２００Å成膜し、比較例１〜８
の試料に積層した。
からなるバイアス下地層を５０Å形成し、ＣｏＰｔから
なるハードバイアス層を２００Å成膜し、比較例１〜８
の試料に積層した。
【０１４５】このようにして完成した比較例１〜８に対
して、保磁力及び角形比を測定した。このときの測定結
果を、次の表１及び図１１に示す。なお、この角形比と
は、ヒステリシス曲線において、残留磁化ｒと飽和磁束
磁化Ｒとの比、つまりｒ／Ｒのことをいう。
して、保磁力及び角形比を測定した。このときの測定結
果を、次の表１及び図１１に示す。なお、この角形比と
は、ヒステリシス曲線において、残留磁化ｒと飽和磁束
磁化Ｒとの比、つまりｒ／Ｒのことをいう。
【０１４６】
【表１】
【０１４７】一方、先の第２の実施形態で詳述した磁気
抵抗効果素子である、所謂スピンバルブ型薄膜素子の台
形状に形成した多層膜の両側領域の膜構成と同様になる
ように、基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層上に、積層膜
を成膜するようにした。この積層膜の膜構成を詳述する
と、基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層上に、ＮｉＦｅＣ
ｒからなるシード層を５５Å、ＰｔＭｎからなる反強磁
性層を２００Å、順に積層させるようにした。
抵抗効果素子である、所謂スピンバルブ型薄膜素子の台
形状に形成した多層膜の両側領域の膜構成と同様になる
ように、基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層上に、積層膜
を成膜するようにした。この積層膜の膜構成を詳述する
と、基板上のＡｌ2Ｏ3からなる絶縁層上に、ＮｉＦｅＣ
ｒからなるシード層を５５Å、ＰｔＭｎからなる反強磁
性層を２００Å、順に積層させるようにした。
【０１４８】次に、この実施形態の膜構成のものを、上
述した本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で説明した
イオンミリングによりエッチングし、反強磁性層が１５
０Åの膜厚とされた基板を作成した。次に、上記基板上
に、上述した本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で説
明した方法により、アモルファス絶縁層を２５Å成膜し
た試料（これを実施例１とする）、５０Å成膜した試料
（これを実施例２とする）、１００Å成膜した試料（こ
れを実施例３とする）をそれぞれ作成する。次に、この
実施例１〜３の試料に、それぞれ、Ｃｒからなるバイア
ス下地層を５０Å形成した後、ＣｏＰｔからなるハード
バイアス層を２００Å形成して、実施例１〜３の試料を
完成させた。
述した本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で説明した
イオンミリングによりエッチングし、反強磁性層が１５
０Åの膜厚とされた基板を作成した。次に、上記基板上
に、上述した本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法で説
明した方法により、アモルファス絶縁層を２５Å成膜し
た試料（これを実施例１とする）、５０Å成膜した試料
（これを実施例２とする）、１００Å成膜した試料（こ
れを実施例３とする）をそれぞれ作成する。次に、この
実施例１〜３の試料に、それぞれ、Ｃｒからなるバイア
ス下地層を５０Å形成した後、ＣｏＰｔからなるハード
バイアス層を２００Å形成して、実施例１〜３の試料を
完成させた。
【０１４９】そして、これら実施例１〜３の試料につい
て、保磁力及び角形比を測定した。この結果を表２に示
す。次に、表１及び２と図１１とを参照しながら、本実
施例１〜３と、比較例１〜８とについて検討すると以下
のような知見が得られた。
て、保磁力及び角形比を測定した。この結果を表２に示
す。次に、表１及び２と図１１とを参照しながら、本実
施例１〜３と、比較例１〜８とについて検討すると以下
のような知見が得られた。
【０１５０】先ず、表１及び図１１により、比較例につ
いては、比較例１〜４のものが角形比が約０．５５程度
であり、反強磁性層がない比較例５のものに比べて角形
比が低くなっている。この結果により、反強磁性層の結
晶構造に拘束されて、バイアス下地層が変化し、ハード
バイアス層の特性が低下していることが分かる。
いては、比較例１〜４のものが角形比が約０．５５程度
であり、反強磁性層がない比較例５のものに比べて角形
比が低くなっている。この結果により、反強磁性層の結
晶構造に拘束されて、バイアス下地層が変化し、ハード
バイアス層の特性が低下していることが分かる。
【０１５１】また、表１及び図１１から、比較例につい
ては、比較例１〜５の保磁力が約６４ＫＡ／ｍ程度であ
る。また、比較例６〜８の保磁力がシード層の膜厚が薄
くなるに従い、保磁力が大きくなっている。この結果に
より、反強磁性層またはシード層に拘束されて、バイア
ス下地層が変化してハードバイアス層の特性が低下して
いることが分かる。
ては、比較例１〜５の保磁力が約６４ＫＡ／ｍ程度であ
る。また、比較例６〜８の保磁力がシード層の膜厚が薄
くなるに従い、保磁力が大きくなっている。この結果に
より、反強磁性層またはシード層に拘束されて、バイア
ス下地層が変化してハードバイアス層の特性が低下して
いることが分かる。
【０１５２】また、表１及び図１１から、比較例１〜８
の中で最も高い保磁力及び角形比を有するものは比較例
８の試料であり、スピンバルブ形薄膜素子とした場合
に、十分なバイアスをフリー層に及ぼすことができるの
で、再生波形の直線性や安定性を良好に保つものと考え
られる。しかしながら、この比較例８の構成のものを、
実際のスピンバルブ形薄膜素子へ適用すると、図１３に
示すように、フリー層のトラック側方向の両側領域で
は、ハードバイアス層に先細りが生じて、フリー層に十
分なバイアス磁界を発生させるためのハードバイアス層
の体積を確保することが難しい。
の中で最も高い保磁力及び角形比を有するものは比較例
８の試料であり、スピンバルブ形薄膜素子とした場合
に、十分なバイアスをフリー層に及ぼすことができるの
で、再生波形の直線性や安定性を良好に保つものと考え
られる。しかしながら、この比較例８の構成のものを、
実際のスピンバルブ形薄膜素子へ適用すると、図１３に
示すように、フリー層のトラック側方向の両側領域で
は、ハードバイアス層に先細りが生じて、フリー層に十
分なバイアス磁界を発生させるためのハードバイアス層
の体積を確保することが難しい。
【０１５３】これに対して、次の表２に示す実施例１〜
２については、比較例１〜７よりも保磁力が大きい。ま
た、この実施例１〜２は、角形比も比較例１〜４よりも
大きく、比較例５〜８と略同様であった。さらに、実施
例３については、比較例８と略同等の保磁力、つまり１
９６．８ｋＡ／ｍを有しており、優れた角形比を発揮し
ていることが確認された。
２については、比較例１〜７よりも保磁力が大きい。ま
た、この実施例１〜２は、角形比も比較例１〜４よりも
大きく、比較例５〜８と略同様であった。さらに、実施
例３については、比較例８と略同等の保磁力、つまり１
９６．８ｋＡ／ｍを有しており、優れた角形比を発揮し
ていることが確認された。
【０１５４】
【表２】
【０１５５】この結果により、多層膜の両側領域の反強
磁性層上にアモルファス絶縁層を介してバイアス下地
層、バイアス層を積層することにより、反強磁性層上に
直接バイ層下地層が形成されないように構成された本実
施例によれば、反強磁性層の配向の影響がバイアス層へ
及ぼされ難くなることが分かる。
磁性層上にアモルファス絶縁層を介してバイアス下地
層、バイアス層を積層することにより、反強磁性層上に
直接バイ層下地層が形成されないように構成された本実
施例によれば、反強磁性層の配向の影響がバイアス層へ
及ぼされ難くなることが分かる。
【０１５６】また、本実施例１〜３を図１〜４に示すよ
うな本発明の磁気抵抗効果素子、所謂スピンバルブ型薄
膜磁気ヘッドに適用した場合、フリー層のトラック幅よ
りもトラック幅方向両側に反強磁性層が延び、両側領域
に延びた反強磁性層の上にアモルファス絶縁層と、バイ
アス下地層とが積層されるので、バイアス層を高い位置
に配置することができる。
うな本発明の磁気抵抗効果素子、所謂スピンバルブ型薄
膜磁気ヘッドに適用した場合、フリー層のトラック幅よ
りもトラック幅方向両側に反強磁性層が延び、両側領域
に延びた反強磁性層の上にアモルファス絶縁層と、バイ
アス下地層とが積層されるので、バイアス層を高い位置
に配置することができる。
【０１５７】従って、この発明によれば、上述の本実施
例１〜３で示すような優れた磁気特性を有するハードバ
イアス層を十分な体積で、フリー層のトラック幅方向の
両側領域に配置することができるので、再生波形の直線
性や安定性を良好に保つことが可能な磁気抵抗効果型磁
気ヘッドであるスピンバルブ型薄膜素子が実現できる。
なお、本実施例では、さらに詳細な実験を行い、アモル
ファス絶縁層の厚さが６５Å以上であれば、本実施例３
のように、保磁力及び角形比を比較例８と同等又はそれ
以上に達成できることが分かった。
例１〜３で示すような優れた磁気特性を有するハードバ
イアス層を十分な体積で、フリー層のトラック幅方向の
両側領域に配置することができるので、再生波形の直線
性や安定性を良好に保つことが可能な磁気抵抗効果型磁
気ヘッドであるスピンバルブ型薄膜素子が実現できる。
なお、本実施例では、さらに詳細な実験を行い、アモル
ファス絶縁層の厚さが６５Å以上であれば、本実施例３
のように、保磁力及び角形比を比較例８と同等又はそれ
以上に達成できることが分かった。
【０１５８】
【発明の効果】この発明によれば、多層膜の両側領域の
反強磁性層上に、アモルファス絶縁層を介してバイアス
下地層、バイアス層、電極層が積層されており、反強磁
性層の上に直接バイアス下地層が形成されないように構
成されているから、反強磁性層の強力な配向特性がバイ
アス下地層やバイアス層に直接影響を及ぼすのをアモル
ファス絶縁層で防止できるようになり、良好で安定した
ハード膜特性が発揮できるようになる。
反強磁性層上に、アモルファス絶縁層を介してバイアス
下地層、バイアス層、電極層が積層されており、反強磁
性層の上に直接バイアス下地層が形成されないように構
成されているから、反強磁性層の強力な配向特性がバイ
アス下地層やバイアス層に直接影響を及ぼすのをアモル
ファス絶縁層で防止できるようになり、良好で安定した
ハード膜特性が発揮できるようになる。
【０１５９】しかも、この発明によれば、アモルファス
絶縁層を介してバイアス下地層、バイアス層、電極層が
積層されており、このアモルファス絶縁層がバイアス下
地層やバイアス層の底上げ機能を果たしているからバイ
アス下地層の上に形成されるバイアス層を、多層膜の両
側領域内で高い位置に形成でき、フリー磁性層の両側に
十分な体積を有して対向させることができる。
絶縁層を介してバイアス下地層、バイアス層、電極層が
積層されており、このアモルファス絶縁層がバイアス下
地層やバイアス層の底上げ機能を果たしているからバイ
アス下地層の上に形成されるバイアス層を、多層膜の両
側領域内で高い位置に形成でき、フリー磁性層の両側に
十分な体積を有して対向させることができる。
【０１６０】このように、この発明によれば、ハード膜
の先細りを防止することもできるようになり、十分な体
積のハード膜がフリー磁性層に対向できるので、バイア
ス層からのバイアス磁界をフリー磁性層に適切に供給で
き、フリー磁性層の磁化の単磁区化を促進させることが
できる。これにより、トラック幅の狭い記録媒体に対し
ても安定した再生特性が得られる。
の先細りを防止することもできるようになり、十分な体
積のハード膜がフリー磁性層に対向できるので、バイア
ス層からのバイアス磁界をフリー磁性層に適切に供給で
き、フリー磁性層の磁化の単磁区化を促進させることが
できる。これにより、トラック幅の狭い記録媒体に対し
ても安定した再生特性が得られる。
【０１６１】さらに、この発明によれば、アモルファス
絶縁層がこのアモルファス絶縁層よりも積層方向の下方
にある多層膜にセンス電流が流れるのを防ぐので、シャ
ントロスが低減して出力を向上させることができる。
絶縁層がこのアモルファス絶縁層よりも積層方向の下方
にある多層膜にセンス電流が流れるのを防ぐので、シャ
ントロスが低減して出力を向上させることができる。
【図１】本発明における第１の実施形態の薄膜磁気ヘッ
ドを記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
ドを記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図２】図１に示す薄膜磁気ヘッドの右側形状を拡大し
た部分断面図である。
た部分断面図である。
【図３】本発明における第２の実施形態の薄膜磁気ヘッ
ドを記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
ドを記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図４】本発明における第３の実施形態の薄膜磁気ヘッ
ドを記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
ドを記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
【図５】図１に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す一
工程図である。
工程図である。
【図６】図５に示す工程の次に行われる一工程図であ
る。
る。
【図７】図６に示す工程の次に行われる一工程図であ
る。
る。
【図８】図７に示す工程の次に行われる一工程図であ
る。
る。
【図９】図８に示す工程の次に行われる一工程図であ
る。
る。
【図１０】図９に示す工程の次に行われる一工程図であ
る。
る。
【図１１】比較例における保磁力と角形比の特性を示す
グラフである。
グラフである。
【図１２】第１従来例の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との
対向面側から見た部分断面図である。
対向面側から見た部分断面図である。
【図１３】第２従来例の薄膜磁気ヘッドを記録媒体との
対向面側から見た部分断面図である。
対向面側から見た部分断面図である。
２０ 磁気抵抗効果素子 ２１ 下部シールド層 ２２ 下部ギャップ層 ２５ シードレイヤ層 ２６ 反強磁性層 ２７ 固定磁性層 ２８ 非磁性導電層 ２９ フリー磁性層 ３０ 保護層 ３１ 多層膜 ３１ａ （多層膜の）両側端面 ３１ｂ トラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側領
域 ３２ アモルファス絶縁層 ３３ バイアス下地層 ３４ ハードバイアス層 ３６ 電極層 ３８ 上部ギャップ層 ３９ 上部シールド層 ４６ 多層膜 ４６ａ （多層膜の）両側端面 α 形成面 Ｂ 基板 Ｔｗ トラック幅 Ｒ レジスト層 Ｘ トラック幅方向 Ｙ ハイト方向 Ｚ 積層（高さ）方向
域 ３２ アモルファス絶縁層 ３３ バイアス下地層 ３４ ハードバイアス層 ３６ 電極層 ３８ 上部ギャップ層 ３９ 上部シールド層 ４６ 多層膜 ４６ａ （多層膜の）両側端面 α 形成面 Ｂ 基板 Ｔｗ トラック幅 Ｒ レジスト層 Ｘ トラック幅方向 Ｙ ハイト方向 Ｚ 積層（高さ）方向
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 10/30 Ｈ０１Ｆ 10/32 10/32 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ
Claims (30)
- 【請求項１】 基板上に形成したギャップ層と、このギ
ャップ層上面の形成面上に順に積層した、多層膜を構成
する少なくとも反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層
及びフリー磁性層と、トラック領域の両側領域に、下か
ら順に積層したバイアス下地層、バイアス層とを有する
とともに、前記反強磁性層が少なくともフリー磁性層の
トラック幅よりもトラック幅方向へ延びたトラック領域
の両側領域を有する磁気抵抗効果素子であって、 前記トラック領域の両側領域の反強磁性層と前記バイア
ス下地層との間に、アモルファス絶縁層を介在させたこ
とを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 前記両側領域の反強磁性層がトラック領
域の反強磁性層よりも薄いことを特徴とする請求項１に
記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記固定磁性層は、強磁性層と、非磁性層と、強磁性層
とを積層したことを特徴とする請求項１または２に記載
の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項４】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記フリー磁性層は、強磁性層、非磁性層、強磁性層を
積層したことを特徴とする請求項１または２に記載の磁
気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3ま
たはＳｉＯ2で形成されていることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項６】 前記アモルファス絶縁層が、６５Å以上
の膜厚を有することを特徴とする請求項１乃至５のいず
れか１項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項７】 前記バイアス下地層が、（ｂｃｃ）構造
膜であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１
項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項８】 前記ギャップ層の下に、下部シールドを
積層したことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１
項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項９】 基板上に形成したギャップ層と、このギ
ャップ層上面の形成面上にシード層を介して順に積層し
た、多層膜を構成する少なくとも反強磁性層、固定磁性
層、非磁性導電層及びフリー磁性層と、トラック領域の
両側領域に、下から順に積層したバイアス下地層、バイ
アス層とを有するとともに、前記反強磁性層が少なくと
もフリー磁性層のトラック幅よりもトラック幅方向へ延
びたトラック領域の両側領域を有する磁気抵抗効果素子
であって、 前記トラック領域の両側領域のシード層若しくは反強磁
性層と、前記バイアス下地層との間に、アモルファス絶
縁層を介在させたことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１０】 前記両側領域の反強磁性層がトラック
領域の反強磁性層よりも薄いことを特徴とする請求項９
に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１１】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記固定磁性層は、強磁性層と、非磁性層と、強磁性層
とを積層したことを特徴とする請求項９または１０に記
載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１２】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記フリー磁性層は、強磁性層、非磁性層、強磁性層を
積層したことを特徴とする請求項９または１０に記載の
磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１３】 前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3
またはＳｉＯ2で形成されていることを特徴とする請求
項９乃至１２のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項１４】 前記アモルファス絶縁層が、６５Å以
上の膜厚を有することを特徴とする請求項９乃至１３の
いずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１５】 前記バイアス下地層が、（ｂｃｃ）構
造膜であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれ
か１項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１６】 前記ギャップ層の下に、下部シールド
を積層したことを特徴とする請求項９乃至１５のいずれ
か１項に記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１７】 基板上にギャップ層を形成し、 このギャップ層上面の形成面上に、多層膜を構成する少
なくとも反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフ
リー磁性層を下から順に積層し、 前記ギャップ層上の多層膜のトラック領域の両側領域
を、反強磁性層の一部まで堀り削る前処理を行い、 前記両側領域に、バイアス下地層、バイアス層を下から
順に積層し、 前記多層膜の両側領域の反強磁性層上に、アモルファス
絶縁層を積層し、このアモルファス絶縁層の上に前記バ
イアス下地層、バイアス層、電極層を積層することを特
徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項１８】 前記両側領域の反強磁性層がトラック
領域の反強磁性層よりも薄いことを特徴とする請求項１
７に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項１９】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記固定磁性層は、強磁性層と、非磁性層と、強磁性層
とを積層したことを特徴とする請求項１７または１８に
記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２０】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記フリー磁性層は、強磁性層、非磁性層、強磁性層を
積層したことを特徴とする請求項１７または１８に記載
の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２１】 前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3
またはＳｉＯ2で形成されていることを特徴とする請求
項１７乃至１９のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
子の製造方法。 - 【請求項２２】 前記アモルファス絶縁層が、６５Å以
上の膜厚を有することを特徴とする請求項１７乃至２１
のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２３】 前記バイアス下地層が、（ｂｃｃ）構
造膜であることを特徴とする請求項１７乃至２２のいず
れか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２４】 基板上にギャップ層を形成し、 このギャップ層上の形成面上に、シード層を積層したの
ち、このシード層上に前記多層膜を構成する少なくとも
反強磁性層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性
層を順に積層し、 前記ギャップ層上の多層膜のトラック領域の両側領域
を、シード層の一部の深さまで、或いは反強磁性層全て
若しくは一部の深さまで堀り削る前処理を行い、 前記両側領域に、バイアス下地層、バイアス層を下から
順に積層し、 前記多層膜の両側領域のシード層若しくは反強磁性層上
に、アモルファス絶縁層を積層し、このアモルファス絶
縁層の上に前記バイアス下地層、バイアス層、電極層を
積層させることを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方
法。 - 【請求項２５】 前記両側領域の反強磁性層がトラック
領域の反強磁性層よりも薄いことを特徴とする請求項２
４に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２６】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記固定磁性層は、強磁性層と、非磁性層と、強磁性層
とを積層したことを特徴とする請求項２４または２５に
記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２７】 前記多層膜が、下から順に、反強磁性
層、固定磁性層、非磁性導電層及びフリー磁性層を有
し、 前記フリー磁性層は、強磁性層、非磁性層、強磁性層を
積層したことを特徴とする請求項２４または２５に記載
の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項２８】 前記アモルファス絶縁層が、Ａｌ2Ｏ3
またはＳｉＯ2で形成されていることを特徴とする請求
項２４乃至２７のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素
子の製造方法。 - 【請求項２９】 前記アモルファス絶縁層が、６５Å以
上の膜厚を有することを特徴とする請求項２４乃至２８
のいずれか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 【請求項３０】 前記バイアス下地層が、（ｂｃｃ）構
造膜であることを特徴とする請求項２４乃至２９のいず
れか１項に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
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| JP2001025853A JP3872958B2 (ja) | 2001-02-01 | 2001-02-01 | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 |
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- 2001-02-01 JP JP2001025853A patent/JP3872958B2/ja not_active Expired - Fee Related
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