JP2002260205A - 磁気再生ヘッドおよびその形成方法 - Google Patents
磁気再生ヘッドおよびその形成方法Info
- Publication number
- JP2002260205A JP2002260205A JP2002001746A JP2002001746A JP2002260205A JP 2002260205 A JP2002260205 A JP 2002260205A JP 2002001746 A JP2002001746 A JP 2002001746A JP 2002001746 A JP2002001746 A JP 2002001746A JP 2002260205 A JP2002260205 A JP 2002260205A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- thickness
- forming
- less
- aluminum oxide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 title claims abstract description 194
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 46
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 title abstract description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 claims abstract description 115
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 112
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910000623 nickel–chromium alloy Inorganic materials 0.000 claims description 47
- MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N tantalum nitride Chemical compound [Ta]#N MZLGASXMSKOWSE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(5+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Ta+5].[Ta+5] BPUBBGLMJRNUCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 38
- 230000005290 antiferromagnetic effect Effects 0.000 claims description 36
- 229910001936 tantalum oxide Inorganic materials 0.000 claims description 32
- 229910001260 Pt alloy Inorganic materials 0.000 claims description 27
- IGOJMROYPFZEOR-UHFFFAOYSA-N manganese platinum Chemical compound [Mn].[Pt] IGOJMROYPFZEOR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims description 25
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910001313 Cobalt-iron alloy Inorganic materials 0.000 claims description 22
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 22
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 claims description 22
- 229910001030 Iron–nickel alloy Inorganic materials 0.000 claims description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000002885 antiferromagnetic material Substances 0.000 claims description 9
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims description 8
- 238000000059 patterning Methods 0.000 claims description 8
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 7
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N chromium nickel Chemical compound [Cr].[Ni] VNNRSPGTAMTISX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000000470 constituent Substances 0.000 claims description 6
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000005546 reactive sputtering Methods 0.000 claims description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 4
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N Oxozirconium Chemical compound [Zr]=O GEIAQOFPUVMAGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 abstract description 9
- 230000002265 prevention Effects 0.000 abstract description 8
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 585
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 13
- 229910003321 CoFe Inorganic materials 0.000 description 11
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 229910001120 nichrome Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 3
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 2
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 2
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 2
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910020598 Co Fe Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009812 interlayer coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- WABPQHHGFIMREM-AKLPVKDBSA-N lead-210 Chemical compound [210Pb] WABPQHHGFIMREM-AKLPVKDBSA-N 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- JMOHEPRYPIIZQU-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);tantalum(2+) Chemical compound [O-2].[Ta+2] JMOHEPRYPIIZQU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N selanylidenegallium;selenium Chemical compound [Se].[Se]=[Ga].[Se]=[Ga] VSZWPYCFIRKVQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008685 targeting Effects 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
- G11B5/3109—Details
- G11B5/313—Disposition of layers
- G11B5/3133—Disposition of layers including layers not usually being a part of the electromagnetic transducer structure and providing additional features, e.g. for improving heat radiation, reduction of power dissipation, adaptations for measurement or indication of gap depth or other properties of the structure
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/40—Protective measures on heads, e.g. against excessive temperature
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
- Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
- Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
- Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
- Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
- Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
- Y10T29/49043—Depositing magnetic layer or coating
- Y10T29/49044—Plural magnetic deposition layers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T29/00—Metal working
- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49002—Electrical device making
- Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
- Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
- Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
- Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
- Y10T29/49043—Depositing magnetic layer or coating
- Y10T29/49046—Depositing magnetic layer or coating with etching or machining of magnetic material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Thin Magnetic Films (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 再生特性の向上と短絡の防止とを両立させる
ことが可能な磁気再生ヘッドおよびその形成方法を提供
する。 【解決手段】 絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少な
くとも５倍の絶縁材料よりなる下部高絶縁破壊電圧層２
８を含んで下部絶縁層３０を構成すると共に、同様の絶
縁材料よりなる上部高絶縁破壊電圧層５４を含んで上部
絶縁層３３を構成する。下部絶縁層３０および上部絶縁
層３３の耐絶縁破壊性が向上するため、絶縁破壊を生じ
させることなく下部絶縁層３０や上部絶縁層３３の厚み
を薄くすることにより、シールド間隔Ｋ２を狭小化する
ことが可能となる。これにより、下部絶縁層３０および
上部絶縁層３３の耐絶縁破壊性の向上に基づいて短絡が
防止されると共に、シールド間隔Ｋ２の狭小化に基づい
て再生特性が向上する。
ことが可能な磁気再生ヘッドおよびその形成方法を提供
する。 【解決手段】 絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少な
くとも５倍の絶縁材料よりなる下部高絶縁破壊電圧層２
８を含んで下部絶縁層３０を構成すると共に、同様の絶
縁材料よりなる上部高絶縁破壊電圧層５４を含んで上部
絶縁層３３を構成する。下部絶縁層３０および上部絶縁
層３３の耐絶縁破壊性が向上するため、絶縁破壊を生じ
させることなく下部絶縁層３０や上部絶縁層３３の厚み
を薄くすることにより、シールド間隔Ｋ２を狭小化する
ことが可能となる。これにより、下部絶縁層３０および
上部絶縁層３３の耐絶縁破壊性の向上に基づいて短絡が
防止されると共に、シールド間隔Ｋ２の狭小化に基づい
て再生特性が向上する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、巨大磁気抵抗効果
（ＧＭＲ；Giant Magneto-Resistance）を利用して、磁
気的に記録された情報を再生する磁気再生ヘッドおよび
その形成方法に関する。
（ＧＭＲ；Giant Magneto-Resistance）を利用して、磁
気的に記録された情報を再生する磁気再生ヘッドおよび
その形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、磁気記録の分野では、約６０Ｇｂ
／（インチ）2 以上の超高密度記録に対応可能な磁気再
生ヘッドや磁気記録ヘッドの登場が望まれている。しか
しながら、超高密度記録に対応可能な磁気変換デバイス
の設計・製造は、非常に困難である。超高密度記録への
対応を想定した場合、有望な磁気変換デバイスとして
は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧ
ＭＲデバイスが知られている。このＧＭＲデバイスを利
用して長高密度記録に対応するためには、例えば、超高
線形なビット密度（ＢＰＩ）や超高密度のトラック密度
（ＴＰＩ）を確保可能となるようにＧＭＲデバイスを設
計する必要がある。具体的には、ＧＭＲデバイスの信号
出力を確保するために、ＭＲ比を向上させることはもち
ろんのこと、さらに、現状以上にトラック幅を狭小化
し、かつフリー層の厚みを薄型化しなければならない。
／（インチ）2 以上の超高密度記録に対応可能な磁気再
生ヘッドや磁気記録ヘッドの登場が望まれている。しか
しながら、超高密度記録に対応可能な磁気変換デバイス
の設計・製造は、非常に困難である。超高密度記録への
対応を想定した場合、有望な磁気変換デバイスとして
は、例えば、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）を利用したＧ
ＭＲデバイスが知られている。このＧＭＲデバイスを利
用して長高密度記録に対応するためには、例えば、超高
線形なビット密度（ＢＰＩ）や超高密度のトラック密度
（ＴＰＩ）を確保可能となるようにＧＭＲデバイスを設
計する必要がある。具体的には、ＧＭＲデバイスの信号
出力を確保するために、ＭＲ比を向上させることはもち
ろんのこと、さらに、現状以上にトラック幅を狭小化
し、かつフリー層の厚みを薄型化しなければならない。
【０００３】この点を考慮し、従来、超高密度記録に対
応可能なＧＭＲデバイスとして、極薄フリー層を備えた
ボトムスピンバルブ構造体が提案された。このボトムス
ピンバルウ構造体としては、例えば、コバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）／ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）／銅（Ｃ
ｕ）の積層構造をなす極薄フリー層と、約１．０ｎｍ〜
２．０ｎｍ厚のタンタル（Ｔａ）または酸化タンタル
（ＴａＯ）よりなる保護層とを備えたものが挙げられ
る。このボトムスピンバルブ構造体によれば、フリー層
の磁気モーメントが、約３．７ｎｍ厚のニッケル鉄合金
（または約２．０ｎｍ厚のコバルト鉄合金）の磁気モー
メントと同等となり、大きなＧＭＲ比が得られる。この
ことは、主に、以下の理由による。すなわち、第１に、
銅よりなる高導電層（high conductivity layer ：ＨＣ
Ｌ）の存在によりスピンアップ電子の平均自由行程が改
善され、スピンアップ電子とスピンダウン電子との間の
平均自由行程差が維持される。また、第２に、ボトムス
ピンバルブ構造体では、ルテニウム（Ｒｕ）／コバルト
鉄合金界面および［コバルト鉄合金／ニッケル鉄合金
（フリー層）／銅］／タンタル（または酸化タンタル）
界面において、良好に完全反射が生じる。
応可能なＧＭＲデバイスとして、極薄フリー層を備えた
ボトムスピンバルブ構造体が提案された。このボトムス
ピンバルウ構造体としては、例えば、コバルト鉄合金
（ＣｏＦｅ）／ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）／銅（Ｃ
ｕ）の積層構造をなす極薄フリー層と、約１．０ｎｍ〜
２．０ｎｍ厚のタンタル（Ｔａ）または酸化タンタル
（ＴａＯ）よりなる保護層とを備えたものが挙げられ
る。このボトムスピンバルブ構造体によれば、フリー層
の磁気モーメントが、約３．７ｎｍ厚のニッケル鉄合金
（または約２．０ｎｍ厚のコバルト鉄合金）の磁気モー
メントと同等となり、大きなＧＭＲ比が得られる。この
ことは、主に、以下の理由による。すなわち、第１に、
銅よりなる高導電層（high conductivity layer ：ＨＣ
Ｌ）の存在によりスピンアップ電子の平均自由行程が改
善され、スピンアップ電子とスピンダウン電子との間の
平均自由行程差が維持される。また、第２に、ボトムス
ピンバルブ構造体では、ルテニウム（Ｒｕ）／コバルト
鉄合金界面および［コバルト鉄合金／ニッケル鉄合金
（フリー層）／銅］／タンタル（または酸化タンタル）
界面において、良好に完全反射が生じる。
【０００４】このように、ボトムスピンバルブ構造体
は、超高密度記録に適したものである。ボトムスピンバ
ルブ構造体が有用な理由としては、さらに、以下の点も
挙げられる。すなわち、ボトムスピンバルブ構造体を構
成する薄いフリー層は、トップスピンバルブ構造体を構
成するフリー層よりも磁気的に軟質となることが知られ
ている。このため、トップスピンバルブ構造体における
磁歪は、フリー層の厚みの減少に伴い増加するのに対し
て、ボトムスピンバルブ構造体における磁歪は、フリー
層（コバルト鉄合金／ニッケル鉄合金）中のコバルト鉄
合金の厚みの増加に伴い減少することとなる。また、ボ
トムスピンバルブ構造体では、コバルト鉄合金の厚みの
減少に伴い、ＧＭＲ比がさらに向上する。さらに、ボト
ムスピンバルブ構造体では、交換バイアス層によって縦
方向のバイアスが供給されるため、この点もまた、超高
密度記録への対応に有用な理由の一つといえる。
は、超高密度記録に適したものである。ボトムスピンバ
ルブ構造体が有用な理由としては、さらに、以下の点も
挙げられる。すなわち、ボトムスピンバルブ構造体を構
成する薄いフリー層は、トップスピンバルブ構造体を構
成するフリー層よりも磁気的に軟質となることが知られ
ている。このため、トップスピンバルブ構造体における
磁歪は、フリー層の厚みの減少に伴い増加するのに対し
て、ボトムスピンバルブ構造体における磁歪は、フリー
層（コバルト鉄合金／ニッケル鉄合金）中のコバルト鉄
合金の厚みの増加に伴い減少することとなる。また、ボ
トムスピンバルブ構造体では、コバルト鉄合金の厚みの
減少に伴い、ＧＭＲ比がさらに向上する。さらに、ボト
ムスピンバルブ構造体では、交換バイアス層によって縦
方向のバイアスが供給されるため、この点もまた、超高
密度記録への対応に有用な理由の一つといえる。
【０００５】スピンバルブ構造体は、磁気記録媒体に書
き込まれた磁気信号を検出するセンサとして機能する。
ハードバイアスが供給されたスピンバルブ構造体では、
そのセンサ機能が安定化するが、この場合には、ハード
バイアスに起因して生じた磁界の影響により、十分な出
力が得られなくなるという問題が生じてしまう。この問
題を解消し、センサ機能の安定化と出力確保とセンサ機
能の安定化とを両立する手法としては、例えば、「リー
ドオーバーレイ構造体」の導入が挙げられる。このリー
ドオーバーレイ構造体は、主に、導電リードの端部にハ
ードバイアス接合部が設けられた構成をなしており、導
電リードの端部においてトラック幅が規定されることと
なる。リードオーバーレイ構造体におけるハードバイア
ス接合部は約０．１μｍ未満である必要があるが、この
ような微細な設計を実現するためには、フォトリソグラ
フィー処理の精度を高める必要がある。
き込まれた磁気信号を検出するセンサとして機能する。
ハードバイアスが供給されたスピンバルブ構造体では、
そのセンサ機能が安定化するが、この場合には、ハード
バイアスに起因して生じた磁界の影響により、十分な出
力が得られなくなるという問題が生じてしまう。この問
題を解消し、センサ機能の安定化と出力確保とセンサ機
能の安定化とを両立する手法としては、例えば、「リー
ドオーバーレイ構造体」の導入が挙げられる。このリー
ドオーバーレイ構造体は、主に、導電リードの端部にハ
ードバイアス接合部が設けられた構成をなしており、導
電リードの端部においてトラック幅が規定されることと
なる。リードオーバーレイ構造体におけるハードバイア
ス接合部は約０．１μｍ未満である必要があるが、この
ような微細な設計を実現するためには、フォトリソグラ
フィー処理の精度を高める必要がある。
【０００６】図８は、ボトムスピンバルブ構造体を備え
た従来の磁気再生ヘッドの断面構成を表している。この
磁気再生ヘッドは、主に、下部磁気シールド層１１５
（Ｓ１）と、下部絶縁層１１７（Ｄ１）と、例えばニッ
ケルクロム合金よりなるシード層１１０と、ボトムスピ
ンバルブ構造体２３０と、保護層１１９と、上部絶縁層
１１８（Ｄ３）と、上部磁気シールド層１１６（Ｓ２）
とがこの順に積層された構成をなしている。スピンバル
ブ構造体２３０は、反強磁性材料よりなるピンニング層
１１４と、ピンド層１１３と、導電材料よりなるスペー
サ層１１２と、フリー層１１１Ａとがこの順に積層され
たものである。このボトムスピンバルブ構造体２３０に
は、フリー層１１１Ａが露出することとなる深さをなす
溝Ｍ１００が設けられており、この溝Ｍ１００に、フリ
ー層１１１Ａと同様の材質よりなる追加フリー層１１１
Ｂと、反強磁性材料により構成され、縦方向バイアスを
発生させるバイアス層２１４と、上部絶縁層１１８に隣
接した導電リード２１０とがこの順に積層されている。
た従来の磁気再生ヘッドの断面構成を表している。この
磁気再生ヘッドは、主に、下部磁気シールド層１１５
（Ｓ１）と、下部絶縁層１１７（Ｄ１）と、例えばニッ
ケルクロム合金よりなるシード層１１０と、ボトムスピ
ンバルブ構造体２３０と、保護層１１９と、上部絶縁層
１１８（Ｄ３）と、上部磁気シールド層１１６（Ｓ２）
とがこの順に積層された構成をなしている。スピンバル
ブ構造体２３０は、反強磁性材料よりなるピンニング層
１１４と、ピンド層１１３と、導電材料よりなるスペー
サ層１１２と、フリー層１１１Ａとがこの順に積層され
たものである。このボトムスピンバルブ構造体２３０に
は、フリー層１１１Ａが露出することとなる深さをなす
溝Ｍ１００が設けられており、この溝Ｍ１００に、フリ
ー層１１１Ａと同様の材質よりなる追加フリー層１１１
Ｂと、反強磁性材料により構成され、縦方向バイアスを
発生させるバイアス層２１４と、上部絶縁層１１８に隣
接した導電リード２１０とがこの順に積層されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ＢＰＩを改善するため
の１つの手法として、例えば、再生ギャップ長を小さく
することが挙げられる。この再生ギャップ長とは、下部
磁気シールド層１１５と上部磁気シールド層１１６との
間の間隔、すなわち「シールド間隔Ｋ１」に相当する。
約１００Ｇｂ／（インチ）2 の超高密度記録に対応する
ためには、例えば、０．１μｍ程度までトラック幅を極
微小化する必要がある。このトラック幅の極微小化を図
るためには、例えば、下部絶縁層１１７および上部絶縁
層１１８の双方を薄型化することにより、シールド間隔
Ｋ１を７０ｎｍ程度まで狭小化しなければならない。具
体的には、シード層１１０、ボトムスピンバルブ構造体
２３０および保護層１１９の総厚を約３０．０ｎｍとし
た場合、下部絶縁層１１７の厚みを約１４．０ｎｍとす
ると、上部絶縁層１１８の厚みは約１６．０ｎｍ以下で
ある必要がある。
の１つの手法として、例えば、再生ギャップ長を小さく
することが挙げられる。この再生ギャップ長とは、下部
磁気シールド層１１５と上部磁気シールド層１１６との
間の間隔、すなわち「シールド間隔Ｋ１」に相当する。
約１００Ｇｂ／（インチ）2 の超高密度記録に対応する
ためには、例えば、０．１μｍ程度までトラック幅を極
微小化する必要がある。このトラック幅の極微小化を図
るためには、例えば、下部絶縁層１１７および上部絶縁
層１１８の双方を薄型化することにより、シールド間隔
Ｋ１を７０ｎｍ程度まで狭小化しなければならない。具
体的には、シード層１１０、ボトムスピンバルブ構造体
２３０および保護層１１９の総厚を約３０．０ｎｍとし
た場合、下部絶縁層１１７の厚みを約１４．０ｎｍとす
ると、上部絶縁層１１８の厚みは約１６．０ｎｍ以下で
ある必要がある。
【０００８】しかしながら、シールド間隔Ｋ１を狭小化
すべく、下部絶縁層１１７や上部絶縁層１１８を薄型化
すると、これらの下部絶縁層１１７や上部絶縁層１１８
において絶縁破壊が生じる可能性が高くなる。下部絶縁
層１１７や上部絶縁層１１８において絶縁破壊が生じる
と、ボトムスピンバルブ構造体２３０と下部磁気シール
ド層１１７との間やボトムスピンバルブ構造体２３０と
上部磁気シールド層１１８との間で短絡が生じ、磁気再
生ヘッドが破損してしまう。すなわち、従来の磁気再生
ヘッドでは、シールド間隔Ｋ１の狭小化に伴う再生特性
の向上と短絡の防止とを両立させることができないとい
う問題があった。
すべく、下部絶縁層１１７や上部絶縁層１１８を薄型化
すると、これらの下部絶縁層１１７や上部絶縁層１１８
において絶縁破壊が生じる可能性が高くなる。下部絶縁
層１１７や上部絶縁層１１８において絶縁破壊が生じる
と、ボトムスピンバルブ構造体２３０と下部磁気シール
ド層１１７との間やボトムスピンバルブ構造体２３０と
上部磁気シールド層１１８との間で短絡が生じ、磁気再
生ヘッドが破損してしまう。すなわち、従来の磁気再生
ヘッドでは、シールド間隔Ｋ１の狭小化に伴う再生特性
の向上と短絡の防止とを両立させることができないとい
う問題があった。
【０００９】なお、上記した短絡の防止策としては、例
えば、絶縁破壊が生じないように磁気再生ヘッドの駆動
電圧を低下させる手法が考えられるが、駆動電圧を低下
させると、これに応じて磁気再生ヘッドの再生特性も低
下してしまうため、この手法は有効であるとは言えな
い。
えば、絶縁破壊が生じないように磁気再生ヘッドの駆動
電圧を低下させる手法が考えられるが、駆動電圧を低下
させると、これに応じて磁気再生ヘッドの再生特性も低
下してしまうため、この手法は有効であるとは言えな
い。
【００１０】なお、本発明の目的と同様の目的に係る先
願文献を調査したところ、いくつかの興味深い文献が発
見された。
願文献を調査したところ、いくつかの興味深い文献が発
見された。
【００１１】例えば、Anthony による米国特許第５３０
２４６１号では、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈ
ｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、チ
タン（Ｔｉ）またはニオブ（Ｎｂ）などの一連の金属の
酸化物よりなる絶縁層を備えた磁気再生ヘッドについて
開示されている。この特許では、巨大磁気抵抗効果（Ｇ
ＭＲ）とは異なる他の磁気抵抗効果を利用した磁気再生
ヘッドに関するものであり、ＭＲデバイスの形成工程に
おいて、下地上に直に成膜した金属を酸化して金属酸化
物を形成する手法を用いている。
２４６１号では、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈ
ｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、チ
タン（Ｔｉ）またはニオブ（Ｎｂ）などの一連の金属の
酸化物よりなる絶縁層を備えた磁気再生ヘッドについて
開示されている。この特許では、巨大磁気抵抗効果（Ｇ
ＭＲ）とは異なる他の磁気抵抗効果を利用した磁気再生
ヘッドに関するものであり、ＭＲデバイスの形成工程に
おいて、下地上に直に成膜した金属を酸化して金属酸化
物を形成する手法を用いている。
【００１２】また、例えば、Yamamoto等による米国特許
第５９１９５８１号では、シールド層を備えた磁気再生
ヘッドについて開示されている。さらに、Hsiao 等によ
る米国特許第５９９９３７９号やKawano等による米国特
許第５４３２７３４号では、絶縁層を備えた磁気再生ヘ
ッドについて開示されている。
第５９１９５８１号では、シールド層を備えた磁気再生
ヘッドについて開示されている。さらに、Hsiao 等によ
る米国特許第５９９９３７９号やKawano等による米国特
許第５４３２７３４号では、絶縁層を備えた磁気再生ヘ
ッドについて開示されている。
【００１３】本発明は係る問題点に鑑みてなされたもの
で、その第１の目的は、再生特性の向上と短絡の防止と
を両立させることが可能な磁気再生ヘッドおよびその形
成方法を提供することにある。
で、その第１の目的は、再生特性の向上と短絡の防止と
を両立させることが可能な磁気再生ヘッドおよびその形
成方法を提供することにある。
【００１４】また、本発明の第２の目的は、１００Ｇｂ
／（インチ）2 程度の超高密度記録に対応可能な磁気再
生ヘッドおよびその形成方法を提供することにある。
／（インチ）2 程度の超高密度記録に対応可能な磁気再
生ヘッドおよびその形成方法を提供することにある。
【００１５】また、本発明の第３の目的は、シールド間
隔を７０ｎｍ以下とすることが可能な磁気再生ヘッドお
よびその形成方法を提供することにある。
隔を７０ｎｍ以下とすることが可能な磁気再生ヘッドお
よびその形成方法を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る磁気再生ヘッドの形成方法は、第１の磁気シールド層
上に、８．０ｎｍ以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるよ
うに第１の酸化アルミニウム層を形成する工程と、この
第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊電圧が酸化ア
ルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて４．０
ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の高絶
縁破壊電圧層を形成することにより、第１の酸化アルミ
ニウム層と第１の高絶縁破壊電圧層とがこの順に積層さ
れてなる第１の絶縁層を全体の厚みが１５．０ｎｍ以下
となるように構成する工程と、この第１の絶縁層上に、
フリー層を最上層とするスピンバルブ構造体を形成する
工程と、このスピンバルブ構造体上に、絶縁破壊電圧が
酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて
４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２
の高絶縁破壊電圧層を形成する工程と、この第２の高絶
縁破壊電圧層上に、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍの厚み
となるように第２の酸化アルミニウム層を形成すること
により、第２の高絶縁破壊電圧層と第２の酸化アルミニ
ウム層とがこの順に積層されてなる第２の絶縁層を全体
の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の厚みとな
るように構成する工程と、この第２の絶縁層上に、第１
の磁気シールド層との間の間隔が７０．０ｎｍ以下とな
るように第２の磁気シールド層を形成する工程とを含む
ようにしたものである。
る磁気再生ヘッドの形成方法は、第１の磁気シールド層
上に、８．０ｎｍ以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるよ
うに第１の酸化アルミニウム層を形成する工程と、この
第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊電圧が酸化ア
ルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて４．０
ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の高絶
縁破壊電圧層を形成することにより、第１の酸化アルミ
ニウム層と第１の高絶縁破壊電圧層とがこの順に積層さ
れてなる第１の絶縁層を全体の厚みが１５．０ｎｍ以下
となるように構成する工程と、この第１の絶縁層上に、
フリー層を最上層とするスピンバルブ構造体を形成する
工程と、このスピンバルブ構造体上に、絶縁破壊電圧が
酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて
４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２
の高絶縁破壊電圧層を形成する工程と、この第２の高絶
縁破壊電圧層上に、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍの厚み
となるように第２の酸化アルミニウム層を形成すること
により、第２の高絶縁破壊電圧層と第２の酸化アルミニ
ウム層とがこの順に積層されてなる第２の絶縁層を全体
の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の厚みとな
るように構成する工程と、この第２の絶縁層上に、第１
の磁気シールド層との間の間隔が７０．０ｎｍ以下とな
るように第２の磁気シールド層を形成する工程とを含む
ようにしたものである。
【００１７】本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッド
では、第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊電圧が
酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて
第１の高絶縁破壊電圧層が形成されることにより、第１
の酸化アルミニウム層と第１の高絶縁破壊電圧層とがこ
の順に積層されてなる第１の絶縁層が構成されると共
に、第１の高絶縁破壊電圧層と同様の材質よりなる第２
の高絶縁破壊電圧層上に第２の酸化アルミニウム層が形
成されることにより、第２の高絶縁破壊電圧層と第２の
酸化アルミニウム層とがこの順に積層されてなる第２の
絶縁層が構成される。
では、第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊電圧が
酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて
第１の高絶縁破壊電圧層が形成されることにより、第１
の酸化アルミニウム層と第１の高絶縁破壊電圧層とがこ
の順に積層されてなる第１の絶縁層が構成されると共
に、第１の高絶縁破壊電圧層と同様の材質よりなる第２
の高絶縁破壊電圧層上に第２の酸化アルミニウム層が形
成されることにより、第２の高絶縁破壊電圧層と第２の
酸化アルミニウム層とがこの順に積層されてなる第２の
絶縁層が構成される。
【００１８】本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッド
の形成方法は、第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム層を形成する工程と、この第１の酸化アルミ
ニウム層上に、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の厚みと
なるようにタンタルを成膜する工程と、このタンタルを
プラズマ酸化して第１の酸化タンタル層を形成すること
により、第１の酸化アルミニウム層と第１の酸化タンタ
ル層とがこの順に積層されてなる第１の絶縁層を全体の
厚みが１５．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、
この第１の絶縁層上に、第１のニッケルクロム合金層を
形成する工程と、この第１のニッケルクロム合金層上
に、マンガン白金合金層を最下層とする４層構成のシン
セティック反強磁性被固定層を形成する工程と、このシ
ンセティック反強磁性被固定層上に、非磁性材料を用い
てスペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、
３層構成のフリー層を形成することにより、シンセティ
ック反強磁性被固定層、スペーサ層およびフリー層がこ
の順に積層された積層体を含むスピンバルブ構造体を構
成する工程と、フリー層が露出することとなる所定の深
さまで、少なくともスピンバルブ構造体をパターニング
およびエッチングして掘り下げることにより、第１の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第１の溝を選択的に
形成する工程と、第１の溝におけるフリー層の露出面上
に、フリー層の形成材料と同一の材料を用いて追加フリ
ー層を選択的に形成する工程と、この追加フリー層上
に、反強磁性材料よりなるバイアス層と、第２のニッケ
ルクロム合金層と、導電層とをこの順に積層し、これら
のバイアス層、第２のニッケルクロム合金層および導電
層を含む導電積層体を構成することにより、この導電積
層体によりスピンバルブ構造体に対して縦方向のバイア
スを供給可能にする工程と、マンガン白金合金層が露出
することとなる所定の深さまで、少なくともシンセティ
ック反強磁性被固定層をパターニングおよびエッチング
して掘り下げることにより、第１の間隔よりも大きな第
２の間隔で隔てられた互いに平行な一対の第２の溝を選
択的に形成する工程と、この第２の溝を満たすように導
電リードを選択的に形成する工程と、少なくとも導電積
層体および導電リードを覆い、４．０ｎｍ以上６．０ｎ
ｍ以下の厚みとなるように第２の酸化タンタル層を形成
する工程と、この第２の酸化タンタル層上に、８．０ｎ
ｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化
アルミニウム層を形成することにより、第２の酸化タン
タル層と第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層さ
れてなる第２の絶縁層を全体の厚みが１４．０ｎｍ以上
１６．０ｎｍ以下の厚みとなるように構成する工程と、
この第２の絶縁層上に、第１の磁気シールド層との間の
間隔が７０．０ｎｍ以下となるように第２の磁気シール
ド層を形成する工程とを含むようにしたものである。
の形成方法は、第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム層を形成する工程と、この第１の酸化アルミ
ニウム層上に、１．５ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の厚みと
なるようにタンタルを成膜する工程と、このタンタルを
プラズマ酸化して第１の酸化タンタル層を形成すること
により、第１の酸化アルミニウム層と第１の酸化タンタ
ル層とがこの順に積層されてなる第１の絶縁層を全体の
厚みが１５．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、
この第１の絶縁層上に、第１のニッケルクロム合金層を
形成する工程と、この第１のニッケルクロム合金層上
に、マンガン白金合金層を最下層とする４層構成のシン
セティック反強磁性被固定層を形成する工程と、このシ
ンセティック反強磁性被固定層上に、非磁性材料を用い
てスペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、
３層構成のフリー層を形成することにより、シンセティ
ック反強磁性被固定層、スペーサ層およびフリー層がこ
の順に積層された積層体を含むスピンバルブ構造体を構
成する工程と、フリー層が露出することとなる所定の深
さまで、少なくともスピンバルブ構造体をパターニング
およびエッチングして掘り下げることにより、第１の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第１の溝を選択的に
形成する工程と、第１の溝におけるフリー層の露出面上
に、フリー層の形成材料と同一の材料を用いて追加フリ
ー層を選択的に形成する工程と、この追加フリー層上
に、反強磁性材料よりなるバイアス層と、第２のニッケ
ルクロム合金層と、導電層とをこの順に積層し、これら
のバイアス層、第２のニッケルクロム合金層および導電
層を含む導電積層体を構成することにより、この導電積
層体によりスピンバルブ構造体に対して縦方向のバイア
スを供給可能にする工程と、マンガン白金合金層が露出
することとなる所定の深さまで、少なくともシンセティ
ック反強磁性被固定層をパターニングおよびエッチング
して掘り下げることにより、第１の間隔よりも大きな第
２の間隔で隔てられた互いに平行な一対の第２の溝を選
択的に形成する工程と、この第２の溝を満たすように導
電リードを選択的に形成する工程と、少なくとも導電積
層体および導電リードを覆い、４．０ｎｍ以上６．０ｎ
ｍ以下の厚みとなるように第２の酸化タンタル層を形成
する工程と、この第２の酸化タンタル層上に、８．０ｎ
ｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化
アルミニウム層を形成することにより、第２の酸化タン
タル層と第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層さ
れてなる第２の絶縁層を全体の厚みが１４．０ｎｍ以上
１６．０ｎｍ以下の厚みとなるように構成する工程と、
この第２の絶縁層上に、第１の磁気シールド層との間の
間隔が７０．０ｎｍ以下となるように第２の磁気シール
ド層を形成する工程とを含むようにしたものである。
【００１９】本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッド
の形成方法では、第１の酸化アルミニウム層上に第１の
酸化タンタル層が形成されることにより、第１の酸化ア
ルミニウム層と第１の酸化タンタル層とがこの順に積層
されてなる第１の絶縁層が構成されると共に、第２の酸
化タンタル層上に第２の酸化アルミニウム層が形成され
ることにより、第２の酸化タンタル層と第２の酸化アル
ミニウム層とがこの順に積層されてなる第２の絶縁層が
構成される。
の形成方法では、第１の酸化アルミニウム層上に第１の
酸化タンタル層が形成されることにより、第１の酸化ア
ルミニウム層と第１の酸化タンタル層とがこの順に積層
されてなる第１の絶縁層が構成されると共に、第２の酸
化タンタル層上に第２の酸化アルミニウム層が形成され
ることにより、第２の酸化タンタル層と第２の酸化アル
ミニウム層とがこの順に積層されてなる第２の絶縁層が
構成される。
【００２０】本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッド
の形成方法は、第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム層を形成する工程と、この第１の酸化アルミ
ニウム層上に、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みと
なるように第１の窒化タンタル層を形成することによ
り、第１の酸化アルミニウム層と第１の窒化タンタル層
とがこの順に積層されてなる第１の絶縁層を全体の厚み
が約１５．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、こ
の第１の絶縁層上に、第１のニッケルクロム合金層を形
成する工程と、この第１のニッケルクロム合金層上に、
マンガン白金合金層を最下層とする４層構成のシンセテ
ィック反強磁性被固定層を形成する工程と、このシンセ
ティック反強磁性被固定層上に、非磁性材料を用いてス
ペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、３層
構成のフリー層を形成することにより、シンセティック
反強磁性被固定層、スペーサ層およびフリー層がこの順
に積層された積層体を含むスピンバルブ構造体を構成す
る工程と、フリー層が露出することとなる所定の深さま
で、少なくともスピンバルブ構造体をパターニングおよ
びエッチングして掘り下げることにより、第１の間隔で
隔てられた互いに平行な一対の第１の溝を選択的に形成
する工程と、第１の溝におけるフリー層の露出面上に、
フリー層の形成材料と同一の材料を用いて追加フリー層
を選択的に形成する工程と、この追加フリー層上に、反
強磁性材料よりなるバイアス層と、第２のニッケルクロ
ム合金層と、導電層とをこの順に積層し、これらのバイ
アス層、第２のニッケルクロム合金層および導電層を含
む導電積層体を構成することにより、この導電積層体に
よりスピンバルブ構造体に対して縦方向のバイアスを供
給可能にする工程と、マンガン白金合金層が露出するこ
ととなる所定の深さまで、少なくともシンセティック反
強磁性被固定層をパターニングおよびエッチングして掘
り下げることにより、第２の間隔よりも大きな第２の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第２の溝を選択的に
形成する工程と、この第２の溝を満たすように導電リー
ドを形成する工程と、少なくとも導電積層体および導電
リードを覆うように、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の
厚みとなるように第２の窒化タンタル層を形成する工程
と、この第２の窒化タンタル層上に、８．０ｎｍ以上１
２．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化アルミニ
ウム層を形成することにより、第２の窒化タンタル層と
第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層されてなる
第２の絶縁層を全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０
ｎｍ以下となるように構成する工程と、この第２の絶縁
層上に、第１の磁気シールド層との間の間隔が７０．０
ｎｍ以下となるように第２の磁気シールド層を形成する
工程とを含むようにしたものである。
の形成方法は、第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム層を形成する工程と、この第１の酸化アルミ
ニウム層上に、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みと
なるように第１の窒化タンタル層を形成することによ
り、第１の酸化アルミニウム層と第１の窒化タンタル層
とがこの順に積層されてなる第１の絶縁層を全体の厚み
が約１５．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、こ
の第１の絶縁層上に、第１のニッケルクロム合金層を形
成する工程と、この第１のニッケルクロム合金層上に、
マンガン白金合金層を最下層とする４層構成のシンセテ
ィック反強磁性被固定層を形成する工程と、このシンセ
ティック反強磁性被固定層上に、非磁性材料を用いてス
ペーサ層を形成する工程と、このスペーサ層上に、３層
構成のフリー層を形成することにより、シンセティック
反強磁性被固定層、スペーサ層およびフリー層がこの順
に積層された積層体を含むスピンバルブ構造体を構成す
る工程と、フリー層が露出することとなる所定の深さま
で、少なくともスピンバルブ構造体をパターニングおよ
びエッチングして掘り下げることにより、第１の間隔で
隔てられた互いに平行な一対の第１の溝を選択的に形成
する工程と、第１の溝におけるフリー層の露出面上に、
フリー層の形成材料と同一の材料を用いて追加フリー層
を選択的に形成する工程と、この追加フリー層上に、反
強磁性材料よりなるバイアス層と、第２のニッケルクロ
ム合金層と、導電層とをこの順に積層し、これらのバイ
アス層、第２のニッケルクロム合金層および導電層を含
む導電積層体を構成することにより、この導電積層体に
よりスピンバルブ構造体に対して縦方向のバイアスを供
給可能にする工程と、マンガン白金合金層が露出するこ
ととなる所定の深さまで、少なくともシンセティック反
強磁性被固定層をパターニングおよびエッチングして掘
り下げることにより、第２の間隔よりも大きな第２の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第２の溝を選択的に
形成する工程と、この第２の溝を満たすように導電リー
ドを形成する工程と、少なくとも導電積層体および導電
リードを覆うように、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の
厚みとなるように第２の窒化タンタル層を形成する工程
と、この第２の窒化タンタル層上に、８．０ｎｍ以上１
２．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化アルミニ
ウム層を形成することにより、第２の窒化タンタル層と
第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層されてなる
第２の絶縁層を全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０
ｎｍ以下となるように構成する工程と、この第２の絶縁
層上に、第１の磁気シールド層との間の間隔が７０．０
ｎｍ以下となるように第２の磁気シールド層を形成する
工程とを含むようにしたものである。
【００２１】本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッド
の形成方法では、第１の酸化アルミニウム層上に第１の
窒化タンタル層が形成されることにより、第１の酸化ア
ルミニウム層と第１の窒化タンタル層とがこの順に積層
されてなる第１の絶縁層が構成されると共に、第２の窒
化タンタル層上に第２の酸化アルミニウム層が形成され
ることにより、第２の窒化タンタル層と第２の酸化アル
ミニウム層とがこの順に積層されてなる第２の絶縁層が
構成される。
の形成方法では、第１の酸化アルミニウム層上に第１の
窒化タンタル層が形成されることにより、第１の酸化ア
ルミニウム層と第１の窒化タンタル層とがこの順に積層
されてなる第１の絶縁層が構成されると共に、第２の窒
化タンタル層上に第２の酸化アルミニウム層が形成され
ることにより、第２の窒化タンタル層と第２の酸化アル
ミニウム層とがこの順に積層されてなる第２の絶縁層が
構成される。
【００２２】本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッド
は、第１の磁気シールド層と、この第１の磁気シールド
層上に配設され、８．０ｎｍ以上１１．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の酸化アルミニウム層と、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の厚みをなし、絶縁破壊電圧が酸化アル
ミニウムの少なくとも５倍の第１の高絶縁破壊電圧層と
がこの順に積層されてなり、全体の厚みが１５ｎｍ以下
の第１の絶縁層と、この第１の絶縁層上に配設された、
フリー層を最上層とするスピンバルブ構造体と、このス
ピンバルブ構造体上に配設され、４．０ｎｍ以上６．０
ｎｍ以下の厚みをなし、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウ
ムの少なくとも５倍の第２の高絶縁破壊電圧層と、８．
０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚みをなす第２の酸化ア
ルミニウム層とがこの順に積層されてなり、全体の厚み
が１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の第２の絶縁層
と、この第２の絶縁層上に配設され、第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えるようにしたものである。
は、第１の磁気シールド層と、この第１の磁気シールド
層上に配設され、８．０ｎｍ以上１１．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の酸化アルミニウム層と、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の厚みをなし、絶縁破壊電圧が酸化アル
ミニウムの少なくとも５倍の第１の高絶縁破壊電圧層と
がこの順に積層されてなり、全体の厚みが１５ｎｍ以下
の第１の絶縁層と、この第１の絶縁層上に配設された、
フリー層を最上層とするスピンバルブ構造体と、このス
ピンバルブ構造体上に配設され、４．０ｎｍ以上６．０
ｎｍ以下の厚みをなし、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウ
ムの少なくとも５倍の第２の高絶縁破壊電圧層と、８．
０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚みをなす第２の酸化ア
ルミニウム層とがこの順に積層されてなり、全体の厚み
が１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の第２の絶縁層
と、この第２の絶縁層上に配設され、第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えるようにしたものである。
【００２３】本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッド
では、第１の酸化アルミニウム層と、絶縁破壊電圧が酸
化アルミニウムの少なくとも５倍の第１の高絶縁破壊電
圧層とがこの順に積層されることにより、第１の絶縁層
が構成されると共に、第１の高絶縁破壊電圧層と同一の
材質をなす第２の高絶縁破壊電圧層と、第２の酸化アル
ミニウム層とがこの順に積層されることにより、第２の
絶縁層が構成される。これにより、第１および第２の絶
縁層の耐絶縁破壊性が向上する。
では、第１の酸化アルミニウム層と、絶縁破壊電圧が酸
化アルミニウムの少なくとも５倍の第１の高絶縁破壊電
圧層とがこの順に積層されることにより、第１の絶縁層
が構成されると共に、第１の高絶縁破壊電圧層と同一の
材質をなす第２の高絶縁破壊電圧層と、第２の酸化アル
ミニウム層とがこの順に積層されることにより、第２の
絶縁層が構成される。これにより、第１および第２の絶
縁層の耐絶縁破壊性が向上する。
【００２４】本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッド
は、第１の磁気シールド層と、この第１の磁気シールド
層上に配設され、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の酸化アルミニウム層と、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の酸化タンタル層とが
この順に積層されてなり、全体の厚みが１５．０ｎｍ以
下の第１の絶縁層と、この第１の絶縁層上に配設された
第１のニッケルクロム合金層と、この第１のニッケルク
ロム合金層上に配設され、マンガン白金合金層を最下層
とする４層構成のシンセティック反強磁性体被固定層
と、非磁性材料よりなるスペーサ層と、３層構成のフリ
ー層とがこの順に積層された積層体を含むスピンバルブ
構造体と、少なくともスピンバルブ構造体に、フリー層
が露出することとなる所定の深さとなるように第１の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第１の溝が設けられ
ており、この第１の溝におけるフリー層の露出面上に配
設された、フリー層の構成材料と同一の材料よりなる追
加フリー層と、この追加フリー層上に配設され、反強磁
性材料よりなるバイアス層と、このバイアス層上に配設
された第２のニッケルクロム合金層と、この第２のニッ
ケルクロム合金層上に配設され、バイアス層および第２
のニッケルクロム合金層と共に傾斜した側壁を構成する
導電層と、導電層と共に側壁を覆うように配設され、
２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなすタンタルよ
りなり、バイアス層、第２のニッケルクロム合金層およ
び導電層と共にスピンバルブ構造体に対して縦方向のバ
イアスを供給可能な導電積層体を構成する補助導電層
と、少なくともシンセティック反強磁性被固定層に、マ
ンガン白金合金層が露出することとなる所定の深さとな
るように第１の間隔よりも大きな第２の間隔で隔てられ
た互いに平行な一対の第２の溝が設けられており、この
第２の溝を満たすように配設された導電リードと、少な
くとも導電積層体および導電リードを覆うように配設さ
れ、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みをなす第２の
酸化タンタル層と、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の
厚みをなす第２の酸化アルミニウム層とが積層されてな
り、全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の
第２の絶縁層と、この第２の絶縁層上に配設され、第１
の磁気シールド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の
磁気シールド層とを備えるようにしたものである。
は、第１の磁気シールド層と、この第１の磁気シールド
層上に配設され、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の酸化アルミニウム層と、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の酸化タンタル層とが
この順に積層されてなり、全体の厚みが１５．０ｎｍ以
下の第１の絶縁層と、この第１の絶縁層上に配設された
第１のニッケルクロム合金層と、この第１のニッケルク
ロム合金層上に配設され、マンガン白金合金層を最下層
とする４層構成のシンセティック反強磁性体被固定層
と、非磁性材料よりなるスペーサ層と、３層構成のフリ
ー層とがこの順に積層された積層体を含むスピンバルブ
構造体と、少なくともスピンバルブ構造体に、フリー層
が露出することとなる所定の深さとなるように第１の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第１の溝が設けられ
ており、この第１の溝におけるフリー層の露出面上に配
設された、フリー層の構成材料と同一の材料よりなる追
加フリー層と、この追加フリー層上に配設され、反強磁
性材料よりなるバイアス層と、このバイアス層上に配設
された第２のニッケルクロム合金層と、この第２のニッ
ケルクロム合金層上に配設され、バイアス層および第２
のニッケルクロム合金層と共に傾斜した側壁を構成する
導電層と、導電層と共に側壁を覆うように配設され、
２．０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなすタンタルよ
りなり、バイアス層、第２のニッケルクロム合金層およ
び導電層と共にスピンバルブ構造体に対して縦方向のバ
イアスを供給可能な導電積層体を構成する補助導電層
と、少なくともシンセティック反強磁性被固定層に、マ
ンガン白金合金層が露出することとなる所定の深さとな
るように第１の間隔よりも大きな第２の間隔で隔てられ
た互いに平行な一対の第２の溝が設けられており、この
第２の溝を満たすように配設された導電リードと、少な
くとも導電積層体および導電リードを覆うように配設さ
れ、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みをなす第２の
酸化タンタル層と、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の
厚みをなす第２の酸化アルミニウム層とが積層されてな
り、全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の
第２の絶縁層と、この第２の絶縁層上に配設され、第１
の磁気シールド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の
磁気シールド層とを備えるようにしたものである。
【００２５】本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッド
では、第１の酸化アルミニウム層と第１の酸化タンタル
層とがこの順に積層されることにより第１の絶縁層が構
成されると共に、第２の酸化タンタル層と第２の酸化ア
ルミニウム層とがこの順に積層されることにより第２の
絶縁層が構成される。これにより、第１および第２の絶
縁層の耐絶縁破壊性が向上する。
では、第１の酸化アルミニウム層と第１の酸化タンタル
層とがこの順に積層されることにより第１の絶縁層が構
成されると共に、第２の酸化タンタル層と第２の酸化ア
ルミニウム層とがこの順に積層されることにより第２の
絶縁層が構成される。これにより、第１および第２の絶
縁層の耐絶縁破壊性が向上する。
【００２６】本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッド
は、第１の磁気シールド層と、この第１の磁気シールド
層上に配設され、８．０ｎｍ以上１１．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の酸化アルミニウム層と、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍの厚みをなす第１の窒化タンタル層とがこの
順に積層されてなり、全体の厚みが１５．０ｎｍ以下の
第１の絶縁層と、この第１の絶縁層上に配設された第１
のニッケルクロム合金層と、この第１のニッケルクロム
合金層上に配設され、マンガン白金合金層を最下層とす
る４層構成のシンセティック反強磁性体被固定層と、非
磁性材料よりなるスペーサ層と、３層構成のフリー層と
がこの順に積層された積層体を含むスピンバルブ構造体
と、少なくともスピンバルブ構造体に、フリー層が露出
する所定の深さとなるように第１の間隔で隔てられた互
いに平行な一対の第１の溝が選択的に設けられており、
この第１の溝におけるフリー層の露出面上に配設され
た、フリー層の構成材料と同一の材料よりなる追加フリ
ー層と、この追加フリー層上に配設され、反強磁性材料
よりなるバイアス層と、このバイアス層上に配設された
第２のニッケルクロム合金層と、この第２のニッケルク
ロム合金層上に配設され、バイアス層および第２のニッ
ケルクロム合金層と共に傾斜した側壁を構成する導電層
と、導電層と共に側壁を覆うように配設され、２．０ｎ
ｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなすタンタルよりなり、
バイアス層、第２のニッケルクロム合金層および導電層
と共にスピンバルブ構造体に対して縦方向のバイアスを
供給可能な導電積層体を構成する補助導電層と、少なく
ともシンセティック反強磁性被固定層に、マンガン白金
合金層が露出することとなる所定の深さとなるように第
１の間隔よりも大きな第２の間隔で隔てられた互いに平
行な一対の第２の溝が設けられており、この第２の溝を
満たすように配設された導電リードと、少なくとも導電
積層体および導電リードを覆うように配設され、４．０
ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みをなす第２の窒化タンタ
ル層と、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍの厚みをなす第２
の酸化アルミニウム層とが積層されてなり、全体の厚み
が１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の第２の絶縁層
と、この第２の絶縁層上に配設され、第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えるようにしたものである。
は、第１の磁気シールド層と、この第１の磁気シールド
層上に配設され、８．０ｎｍ以上１１．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の酸化アルミニウム層と、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍの厚みをなす第１の窒化タンタル層とがこの
順に積層されてなり、全体の厚みが１５．０ｎｍ以下の
第１の絶縁層と、この第１の絶縁層上に配設された第１
のニッケルクロム合金層と、この第１のニッケルクロム
合金層上に配設され、マンガン白金合金層を最下層とす
る４層構成のシンセティック反強磁性体被固定層と、非
磁性材料よりなるスペーサ層と、３層構成のフリー層と
がこの順に積層された積層体を含むスピンバルブ構造体
と、少なくともスピンバルブ構造体に、フリー層が露出
する所定の深さとなるように第１の間隔で隔てられた互
いに平行な一対の第１の溝が選択的に設けられており、
この第１の溝におけるフリー層の露出面上に配設され
た、フリー層の構成材料と同一の材料よりなる追加フリ
ー層と、この追加フリー層上に配設され、反強磁性材料
よりなるバイアス層と、このバイアス層上に配設された
第２のニッケルクロム合金層と、この第２のニッケルク
ロム合金層上に配設され、バイアス層および第２のニッ
ケルクロム合金層と共に傾斜した側壁を構成する導電層
と、導電層と共に側壁を覆うように配設され、２．０ｎ
ｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなすタンタルよりなり、
バイアス層、第２のニッケルクロム合金層および導電層
と共にスピンバルブ構造体に対して縦方向のバイアスを
供給可能な導電積層体を構成する補助導電層と、少なく
ともシンセティック反強磁性被固定層に、マンガン白金
合金層が露出することとなる所定の深さとなるように第
１の間隔よりも大きな第２の間隔で隔てられた互いに平
行な一対の第２の溝が設けられており、この第２の溝を
満たすように配設された導電リードと、少なくとも導電
積層体および導電リードを覆うように配設され、４．０
ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みをなす第２の窒化タンタ
ル層と、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍの厚みをなす第２
の酸化アルミニウム層とが積層されてなり、全体の厚み
が１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の第２の絶縁層
と、この第２の絶縁層上に配設され、第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えるようにしたものである。
【００２７】本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッド
では、第１の酸化アルミニウム層と第１の窒化タンタル
層とがこの順に積層されることにより第１の絶縁層が構
成されると共に、第２の窒化タンタル層と第２の酸化ア
ルミニウム層とがこの順に積層されることにより第２の
絶縁層が構成される。これにより、第１および第２の絶
縁層の耐絶縁破壊性が向上する。
では、第１の酸化アルミニウム層と第１の窒化タンタル
層とがこの順に積層されることにより第１の絶縁層が構
成されると共に、第２の窒化タンタル層と第２の酸化ア
ルミニウム層とがこの順に積層されることにより第２の
絶縁層が構成される。これにより、第１および第２の絶
縁層の耐絶縁破壊性が向上する。
【００２８】本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッド
の形成方法では、酸化タンタル、窒化タンタル、窒化ア
ルミニウムおよび酸化ジルコニウムよりなる群のうちの
いずれかの絶縁材料を用いて、第１および第２の高絶縁
破壊電圧層を形成するのが好ましい。
の形成方法では、酸化タンタル、窒化タンタル、窒化ア
ルミニウムおよび酸化ジルコニウムよりなる群のうちの
いずれかの絶縁材料を用いて、第１および第２の高絶縁
破壊電圧層を形成するのが好ましい。
【００２９】また、本発明の第１の観点に係る磁気再生
ヘッドの形成方法では、タンタルを成膜したのち、この
タンタルをプラズマ酸化して酸化タンタルを形成するこ
とにより、この酸化タンタルを用いて第１および第２の
高絶縁破壊電圧層を構成するようにしてもよい。
ヘッドの形成方法では、タンタルを成膜したのち、この
タンタルをプラズマ酸化して酸化タンタルを形成するこ
とにより、この酸化タンタルを用いて第１および第２の
高絶縁破壊電圧層を構成するようにしてもよい。
【００３０】また、本発明の第１の観点に係る磁気再生
ヘッドの形成方法では、アルゴンおよび窒素を含む混合
ガス中において、タンタルをターゲットとした反応スパ
ッタリングを利用して窒化タンタルを形成することによ
り、この窒化タンタルを用いて第１および第２の高絶縁
破壊電圧層を構成するようにしてもよい。
ヘッドの形成方法では、アルゴンおよび窒素を含む混合
ガス中において、タンタルをターゲットとした反応スパ
ッタリングを利用して窒化タンタルを形成することによ
り、この窒化タンタルを用いて第１および第２の高絶縁
破壊電圧層を構成するようにしてもよい。
【００３１】本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッド
の形成方法では、アルゴンおよび窒素を含む混合ガス中
においてタンタルをターゲットとした反応スパッタリン
グを利用して、第１および第２の窒化タンタル層を形成
するようにしてもよい。
の形成方法では、アルゴンおよび窒素を含む混合ガス中
においてタンタルをターゲットとした反応スパッタリン
グを利用して、第１および第２の窒化タンタル層を形成
するようにしてもよい。
【００３２】本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッド
では、第１および第２の高絶縁破壊電圧層が、いずれも
酸化タンタル、窒化タンタル、窒化アルミニウムおよび
酸化ジルコニウムよりなる群のうちのいずれかの絶縁材
料よりなるのが好ましい。
では、第１および第２の高絶縁破壊電圧層が、いずれも
酸化タンタル、窒化タンタル、窒化アルミニウムおよび
酸化ジルコニウムよりなる群のうちのいずれかの絶縁材
料よりなるのが好ましい。
【００３３】本発明の第２または第３の観点に係る磁気
再生ヘッドでは、シンセティック反強磁性被固定層が、
１０．０ｎｍ以上１５．０ｎｍ以下の厚みをなすマンガ
ン白金合金層と、１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚み
をなすコバルト鉄合金層と、０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ
以下の厚みをなすルテニウム層と、１．０ｎｍ以上２．
５ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄合金層とがこの順に
積層されるようにしてもよい。
再生ヘッドでは、シンセティック反強磁性被固定層が、
１０．０ｎｍ以上１５．０ｎｍ以下の厚みをなすマンガ
ン白金合金層と、１．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚み
をなすコバルト鉄合金層と、０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ
以下の厚みをなすルテニウム層と、１．０ｎｍ以上２．
５ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄合金層とがこの順に
積層されるようにしてもよい。
【００３４】本発明の第２または第３の観点に係る磁気
再生ヘッドでは、フリー層が、０．５ｎｍ以上１．０ｎ
ｍ以下の厚みをなすコバルト鉄合金層と、１．５ｎｍ以
上２．０ｎｍ以下の厚みをなすニッケル鉄合金層と、
０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす銅層とがこ
の順に積層された構成をなすようにしてもよい。
再生ヘッドでは、フリー層が、０．５ｎｍ以上１．０ｎ
ｍ以下の厚みをなすコバルト鉄合金層と、１．５ｎｍ以
上２．０ｎｍ以下の厚みをなすニッケル鉄合金層と、
０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす銅層とがこ
の順に積層された構成をなすようにしてもよい。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明について、図面を参
照して説明する。
照して説明する。
【００３６】＜磁気再生ヘッドの構成＞まず、図１を参
照して、本発明の一実施の形態に係る磁気再生ヘッドの
構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る磁
気再生ヘッドの断面構成を表すものである。
照して、本発明の一実施の形態に係る磁気再生ヘッドの
構成について説明する。図１は、本実施の形態に係る磁
気再生ヘッドの断面構成を表すものである。
【００３７】《磁気再生ヘッドの概略構成》この磁気再
生ヘッドは、主に、下部磁気シールド層１５（Ｓ１）
と、下部酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層１７および
下部高絶縁破壊電圧層２８の積層体よりなる下部絶縁層
３０（Ｄ１）と、シード層１０（第１のニッケルクロム
合金層）と、ボトムスピンバルブ構造体３２と、保護層
２３と、上部高絶縁破壊電圧層５５および上部酸化アル
ミニウム層１８の積層体よりなる上部絶縁層３３（Ｄ
３）と、上部磁気シールド層１６（Ｓ２）とがこの順に
積層された構成をなしている。
生ヘッドは、主に、下部磁気シールド層１５（Ｓ１）
と、下部酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層１７および
下部高絶縁破壊電圧層２８の積層体よりなる下部絶縁層
３０（Ｄ１）と、シード層１０（第１のニッケルクロム
合金層）と、ボトムスピンバルブ構造体３２と、保護層
２３と、上部高絶縁破壊電圧層５５および上部酸化アル
ミニウム層１８の積層体よりなる上部絶縁層３３（Ｄ
３）と、上部磁気シールド層１６（Ｓ２）とがこの順に
積層された構成をなしている。
【００３８】保護層２３およびボトムスピンバルブ構造
体３２の集合体の一部は、傾斜した内壁Ｎ１を有するよ
うに選択的に掘り下げられており、互いに平行な一対の
第１の溝Ｍ１を構成している。これらの一対の第１の溝
Ｍ１は、ボトムスピンバルブ構造体３２の一部をなす後
述するフリー層１１Ａが露出することとなる所定の深さ
を有し、第１の距離Ｌ１だけ隔てて設けられている。こ
の第１の溝Ｍ１には、フリー層１１Ａの露出面および内
壁Ｎ１の双方と隣接するように追加フリー層１１Ｂが選
択的に配設されており、この追加フリー層１１Ｂ上に、
バイアス層５１、シード層５２、導電層５３および補助
導電層５４がこの順に積層されてなるリードオーバーレ
イ構造体５８が配設されている。バイアス層５１、シー
ド層５２および導電層５３の集合体は、連続的に傾斜し
た側壁Ｓを構成しており、補助導電層５４は、導電層５
３と共に側壁Ｓに隣接し、かつ上部高絶縁破壊電圧層５
５と隣接するように配設されている。
体３２の集合体の一部は、傾斜した内壁Ｎ１を有するよ
うに選択的に掘り下げられており、互いに平行な一対の
第１の溝Ｍ１を構成している。これらの一対の第１の溝
Ｍ１は、ボトムスピンバルブ構造体３２の一部をなす後
述するフリー層１１Ａが露出することとなる所定の深さ
を有し、第１の距離Ｌ１だけ隔てて設けられている。こ
の第１の溝Ｍ１には、フリー層１１Ａの露出面および内
壁Ｎ１の双方と隣接するように追加フリー層１１Ｂが選
択的に配設されており、この追加フリー層１１Ｂ上に、
バイアス層５１、シード層５２、導電層５３および補助
導電層５４がこの順に積層されてなるリードオーバーレ
イ構造体５８が配設されている。バイアス層５１、シー
ド層５２および導電層５３の集合体は、連続的に傾斜し
た側壁Ｓを構成しており、補助導電層５４は、導電層５
３と共に側壁Ｓに隣接し、かつ上部高絶縁破壊電圧層５
５と隣接するように配設されている。
【００３９】補助導電層５４、導電層５３、シード層５
２、バイアス層５１、保護層２３およびボトムスピンバ
ルブ構造体３２の集合体の一部は、傾斜した内壁Ｎ２を
有するように選択的に掘り下げられており、互いに平行
な一対の第２の溝Ｍ２を構成している。これらの一対の
第２の溝Ｍ２は、ボトムスピンバルブ構造体３２の一部
をなす後述するマンガン白金合金（ＭｎＰｔ）層１４が
露出することとなる所定の深さを有し、第１の距離Ｌ１
よりも大きな第２の距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）だけ隔てて
設けられている。この第２の溝Ｍ２には、マンガン白金
合金層１４の露出面および内壁Ｎ２の双方と隣接し、か
つ上部高絶縁破壊電圧層５５と隣接するように導電リー
ド７１が配設されている。
２、バイアス層５１、保護層２３およびボトムスピンバ
ルブ構造体３２の集合体の一部は、傾斜した内壁Ｎ２を
有するように選択的に掘り下げられており、互いに平行
な一対の第２の溝Ｍ２を構成している。これらの一対の
第２の溝Ｍ２は、ボトムスピンバルブ構造体３２の一部
をなす後述するマンガン白金合金（ＭｎＰｔ）層１４が
露出することとなる所定の深さを有し、第１の距離Ｌ１
よりも大きな第２の距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）だけ隔てて
設けられている。この第２の溝Ｍ２には、マンガン白金
合金層１４の露出面および内壁Ｎ２の双方と隣接し、か
つ上部高絶縁破壊電圧層５５と隣接するように導電リー
ド７１が配設されている。
【００４０】ここで、磁気再生ヘッドを構成する上記一
連の要素（第１の溝Ｍ１，第２の溝Ｍ２を除く）のう
ち、接頭語として「下部」が付された各要素（例えば下
部磁気シールド層１５等）が本発明において接頭語とし
て「第１の」が付された各要素（例えば「第１の磁気シ
ールド層」等）の一具体例に対応し、接頭語として「上
部」が付された各要素（例えば上部磁気シールド層１６
等）が本発明において接頭語として「第２の」が付され
た各要素（例えば「第２の磁気シールド層」等）の一具
体例に対応する。また、リードオーバーレイ構造体５８
が本発明における「導電積層体」の一具体例に対応す
る。
連の要素（第１の溝Ｍ１，第２の溝Ｍ２を除く）のう
ち、接頭語として「下部」が付された各要素（例えば下
部磁気シールド層１５等）が本発明において接頭語とし
て「第１の」が付された各要素（例えば「第１の磁気シ
ールド層」等）の一具体例に対応し、接頭語として「上
部」が付された各要素（例えば上部磁気シールド層１６
等）が本発明において接頭語として「第２の」が付され
た各要素（例えば「第２の磁気シールド層」等）の一具
体例に対応する。また、リードオーバーレイ構造体５８
が本発明における「導電積層体」の一具体例に対応す
る。
【００４１】《磁気再生ヘッドの各要素の構成》下部磁
気シールド層１５および上部磁気シールド層１６は、主
に、不要な磁界がボトムスピンバルブ構造体３２に到達
することを防止するためのシールド材として機能するも
のであり、強磁性材料により構成されている。下部磁気
シールド層１５と上部磁気シールド層１６との間の間
隔、すなわちシールド間隔Ｋ２は、約７０．０ｎｍ以下
である。
気シールド層１５および上部磁気シールド層１６は、主
に、不要な磁界がボトムスピンバルブ構造体３２に到達
することを防止するためのシールド材として機能するも
のであり、強磁性材料により構成されている。下部磁気
シールド層１５と上部磁気シールド層１６との間の間
隔、すなわちシールド間隔Ｋ２は、約７０．０ｎｍ以下
である。
【００４２】下部絶縁層３０は、下部磁気シールド層１
５とボトムスピンバルブ構造体３２との間を電気的に分
離するものであり、その厚みは約１５．０ｎｍ以下であ
る。
５とボトムスピンバルブ構造体３２との間を電気的に分
離するものであり、その厚みは約１５．０ｎｍ以下であ
る。
【００４３】この下部絶縁層３０は、上記したように、
下部酸化アルミニウム層１７および下部高絶縁破壊電圧
層２８よりなる積層構成をなしている。下部酸化アルミ
ニウム層１７の厚みは、約８．０ｎｍ〜１１．０ｎｍ，
好ましくは約８．０ｎｍ〜１０．０ｎｍである。下部高
絶縁破壊電圧層２８は、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウ
ムの少なくとも５倍の絶縁材料、例えば酸化タンタル
（Ｔａ2 Ｏ5 ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）な
どにより構成されており、その厚みは約４．０ｎｍ〜
６．０ｎｍ，好ましくは約５．０ｎｍ〜６．０ｎｍであ
る。
下部酸化アルミニウム層１７および下部高絶縁破壊電圧
層２８よりなる積層構成をなしている。下部酸化アルミ
ニウム層１７の厚みは、約８．０ｎｍ〜１１．０ｎｍ，
好ましくは約８．０ｎｍ〜１０．０ｎｍである。下部高
絶縁破壊電圧層２８は、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウ
ムの少なくとも５倍の絶縁材料、例えば酸化タンタル
（Ｔａ2 Ｏ5 ）、窒化タンタル（ＴａＮ）、窒化アルミ
ニウム（ＡｌＮ）または酸化ジルコニウム（ＺｒＯ）な
どにより構成されており、その厚みは約４．０ｎｍ〜
６．０ｎｍ，好ましくは約５．０ｎｍ〜６．０ｎｍであ
る。
【００４４】上部絶縁層３３は、上部磁気シールド層１
６とボトムスピンバルブ構造体３２との間を電気的に分
離するものであり、その厚みは約１４ｎｍ〜１６ｎｍで
ある。この上部絶縁層３３は、上記したように、上部高
絶縁破壊電圧層５５および上部酸化アルミニウム層１８
よりなる積層構成をなしている。上部高絶縁破壊電圧層
５５の材質および厚みは、下部高絶縁破壊電圧層２８と
同様である。上部酸化アルミニウム層１８の厚みは、約
８．０ｎｍ〜１２．０ｎｍ，好ましくは約８．０ｎｍ〜
１０．０ｎｍである。
６とボトムスピンバルブ構造体３２との間を電気的に分
離するものであり、その厚みは約１４ｎｍ〜１６ｎｍで
ある。この上部絶縁層３３は、上記したように、上部高
絶縁破壊電圧層５５および上部酸化アルミニウム層１８
よりなる積層構成をなしている。上部高絶縁破壊電圧層
５５の材質および厚みは、下部高絶縁破壊電圧層２８と
同様である。上部酸化アルミニウム層１８の厚みは、約
８．０ｎｍ〜１２．０ｎｍ，好ましくは約８．０ｎｍ〜
１０．０ｎｍである。
【００４５】シード層１０，５２は、いずれもニッケル
クロム合金により構成されている。ここで、シード層１
０が本発明における「第１のニッケルクロム合金層」の
一具体例に対応し、シード層５２が本発明における「第
２のニッケルクロム合金層」の一具体例に対応する。
クロム合金により構成されている。ここで、シード層１
０が本発明における「第１のニッケルクロム合金層」の
一具体例に対応し、シード層５２が本発明における「第
２のニッケルクロム合金層」の一具体例に対応する。
【００４６】ボトムスピンバルブ構造体３２は、主に、
シンセティック反強磁性ピンド層３１と、スペーサ層２
２と、フリー層１１Ａとがこの順に積層された積層体を
含んで構成されており、一般に「スピンフィルタ型」と
呼ばれるものである。ここで、シンセティック反強磁性
被ピンド層３２が本発明における「シンセティック反強
磁性被固定層」の一具体例に対応する。
シンセティック反強磁性ピンド層３１と、スペーサ層２
２と、フリー層１１Ａとがこの順に積層された積層体を
含んで構成されており、一般に「スピンフィルタ型」と
呼ばれるものである。ここで、シンセティック反強磁性
被ピンド層３２が本発明における「シンセティック反強
磁性被固定層」の一具体例に対応する。
【００４７】シンセティック反強磁性ピンド層３１は、
主に、約１０．０ｎｍ〜１５．０ｎｍ，好ましくは約１
５．０ｎｍの厚みをなすマンガン白金合金層１４と、約
１．５ｎｍ〜２．０ｎｍ，好ましくは約１．５ｎｍの厚
みをなすコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層１３と、約０．
６ｎｍ〜０．９ｎｍ，好ましくは約０．６ｎｍ〜０．８
ｎｍ、より好ましくは約０．７５ｎｍの厚みをなすルテ
ニウム（Ｒｕ）層２１と、約１．０ｎｍ〜２．５ｎｍ、
好ましくは約２．０ｎｍ〜２．５ｎｍ、より好ましくは
約２．０ｎｍの厚みをなすコバルト鉄合金層１２とがこ
の順に積層された４層構成をなしている。
主に、約１０．０ｎｍ〜１５．０ｎｍ，好ましくは約１
５．０ｎｍの厚みをなすマンガン白金合金層１４と、約
１．５ｎｍ〜２．０ｎｍ，好ましくは約１．５ｎｍの厚
みをなすコバルト鉄合金（ＣｏＦｅ）層１３と、約０．
６ｎｍ〜０．９ｎｍ，好ましくは約０．６ｎｍ〜０．８
ｎｍ、より好ましくは約０．７５ｎｍの厚みをなすルテ
ニウム（Ｒｕ）層２１と、約１．０ｎｍ〜２．５ｎｍ、
好ましくは約２．０ｎｍ〜２．５ｎｍ、より好ましくは
約２．０ｎｍの厚みをなすコバルト鉄合金層１２とがこ
の順に積層された４層構成をなしている。
【００４８】スペーサ層２２は、銅（Ｃｕ）などの非磁
性導電材料により構成されている。
性導電材料により構成されている。
【００４９】フリー層１１Ａは、約０．５ｎｍ〜１．０
ｎｍ、好ましくは約０．８ｎｍの厚みをなすコバルト鉄
合金層１１Ａ１と、約１．５ｎｍ〜２．０ｎｍ、好まし
くは約２．０ｎｍの厚みをなすニッケル鉄合金層１１Ａ
２と、約０．５ｎｍ〜１．０ｎｍ、好ましくは約１．０
ｎｍの厚みをなす銅層１１Ａ３（高伝導層；ＨＣＬ（hi
gh conductivity layer ）とがこの順に積層された３層
構成をなしている。なお、追加フリー層１１Ｂは、フリ
ー層１１Ａと同様の材料（コバルト鉄合金またはニッケ
ル鉄合金）により構成されている。
ｎｍ、好ましくは約０．８ｎｍの厚みをなすコバルト鉄
合金層１１Ａ１と、約１．５ｎｍ〜２．０ｎｍ、好まし
くは約２．０ｎｍの厚みをなすニッケル鉄合金層１１Ａ
２と、約０．５ｎｍ〜１．０ｎｍ、好ましくは約１．０
ｎｍの厚みをなす銅層１１Ａ３（高伝導層；ＨＣＬ（hi
gh conductivity layer ）とがこの順に積層された３層
構成をなしている。なお、追加フリー層１１Ｂは、フリ
ー層１１Ａと同様の材料（コバルト鉄合金またはニッケ
ル鉄合金）により構成されている。
【００５０】保護層２３は、例えばタンタルにより構成
されており、その厚みは約２．０ｎｍである。
されており、その厚みは約２．０ｎｍである。
【００５１】リードオーバーレイ構造体５８は、主に、
スピンバルブ構造体３２に対して縦方向バイアスを供給
すると共に、導電リード７１と共にボトムスピンバルブ
構造体３２を通電させるためのものであり、上記したよ
うに、バイアス層５１、シード層５２、導電層５３およ
び補助導電層５４よりなる積層構成をなしている。バイ
アス層５１は、例えばマンガン白金合金などの反強磁性
材料により構成されている。導電層５３は、例えば銅や
金（Ａｕ）などの導電材料により構成されている。補助
導電層５４は、例えばタンタルにより構成されており、
その厚みは約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍである。
スピンバルブ構造体３２に対して縦方向バイアスを供給
すると共に、導電リード７１と共にボトムスピンバルブ
構造体３２を通電させるためのものであり、上記したよ
うに、バイアス層５１、シード層５２、導電層５３およ
び補助導電層５４よりなる積層構成をなしている。バイ
アス層５１は、例えばマンガン白金合金などの反強磁性
材料により構成されている。導電層５３は、例えば銅や
金（Ａｕ）などの導電材料により構成されている。補助
導電層５４は、例えばタンタルにより構成されており、
その厚みは約２．０ｎｍ〜３．０ｎｍである。
【００５２】この磁気再生ヘッドでは、リードオーバー
レイ構造体５８によりボトムスピンバルブ構造体３２に
対して縦方向バイアスが供給された状態において、導電
リード７１およびリードオーバーレイ構造体５８を通じ
てボトムスピンバルブ構造体３２にセンス電流が流れる
と、ボトムスピンバルブ構造体３２において巨大磁気抵
抗効果（ＧＭＲ）が生じる。この巨大磁気抵抗効果を利
用して、磁気記録媒体に記録された信号磁界がボトムス
ピンバルブ構造体３２によって検出されることにより、
情報の再生が行われる。
レイ構造体５８によりボトムスピンバルブ構造体３２に
対して縦方向バイアスが供給された状態において、導電
リード７１およびリードオーバーレイ構造体５８を通じ
てボトムスピンバルブ構造体３２にセンス電流が流れる
と、ボトムスピンバルブ構造体３２において巨大磁気抵
抗効果（ＧＭＲ）が生じる。この巨大磁気抵抗効果を利
用して、磁気記録媒体に記録された信号磁界がボトムス
ピンバルブ構造体３２によって検出されることにより、
情報の再生が行われる。
【００５３】＜磁気再生ヘッドの形成方法＞次に、図１
〜図７を参照して、本実施の形態に係る磁気再生ヘッド
の形成方法について説明する。図２〜図７は、磁気再生
ヘッドの主要な形成工程を表すものであり、いずれも図
１に対応している。図２〜図７では、説明を簡略化する
ために、図１に示した磁気再生ヘッドのうち、右側半分
の構造に対応する部分のみを示している。なお、磁気再
生ヘッドの各構成要素の材質、厚みおよび構造的特徴等
については、既に上記＜磁気再生ヘッドの構成＞の項に
おいて詳細に説明したので、以下では、本発明の主要な
特徴部分以外についてはそれらの説明を随時省略する。
〜図７を参照して、本実施の形態に係る磁気再生ヘッド
の形成方法について説明する。図２〜図７は、磁気再生
ヘッドの主要な形成工程を表すものであり、いずれも図
１に対応している。図２〜図７では、説明を簡略化する
ために、図１に示した磁気再生ヘッドのうち、右側半分
の構造に対応する部分のみを示している。なお、磁気再
生ヘッドの各構成要素の材質、厚みおよび構造的特徴等
については、既に上記＜磁気再生ヘッドの構成＞の項に
おいて詳細に説明したので、以下では、本発明の主要な
特徴部分以外についてはそれらの説明を随時省略する。
【００５４】本実施の形態に係る磁気再生ヘッドは、以
下のように、既存の成膜手法を利用して下部磁気シール
ド層１５上に各要素を積層させることにより形成可能で
ある。すなわち、まず、図２に示したように、下部磁気
シールド層１５（Ｓ１）上に、下部酸化アルミニウム層
１７を形成する。
下のように、既存の成膜手法を利用して下部磁気シール
ド層１５上に各要素を積層させることにより形成可能で
ある。すなわち、まず、図２に示したように、下部磁気
シールド層１５（Ｓ１）上に、下部酸化アルミニウム層
１７を形成する。
【００５５】続いて、下部酸化アルミニウム層１７上
に、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍
の絶縁材料を用いて、下部高絶縁破壊電圧層２８を形成
する。これにより、下部酸化アルミニウム層１７および
下部高絶縁破壊電圧層２８の積層体よりなる下部絶縁層
３０（Ｄ１）が構成される。下部絶縁層３０を形成する
際には、その厚みが約１５．０ｎｍ以下となるようにす
る。
に、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍
の絶縁材料を用いて、下部高絶縁破壊電圧層２８を形成
する。これにより、下部酸化アルミニウム層１７および
下部高絶縁破壊電圧層２８の積層体よりなる下部絶縁層
３０（Ｄ１）が構成される。下部絶縁層３０を形成する
際には、その厚みが約１５．０ｎｍ以下となるようにす
る。
【００５６】下部高絶縁破壊電圧層２８の形成手法とし
ては、例えば、その形成材料に応じて最適な手法を用い
るのが好ましい。具体的には、窒化タンタルを用いる場
合は、例えば、アルゴン（Ａｒ）および窒素（Ｎ2 ）を
含む混合ガス中において、タンタルをターゲットした反
応スパッタリングを利用して窒化タンタルを形成するこ
とにより、この窒化タンタルを用いて下部高絶縁破壊電
圧層２８を構成する。あるいは、酸化タンタルを用いる
場合には、例えば、スパッタリングを利用して約１．５
ｎｍ〜２．５ｎｍ，好ましくは約２．０ｎｍ〜２．５の
厚みとなるようにタンタルを成膜したのち、このタンタ
ルをプラズマ酸化して酸化タンタルを形成することによ
り、この酸化タンタルを用いて下部高絶縁破壊電圧層２
８を構成する。窒化タンタルまたは酸化タンタルのいず
れを用いた場合においても、空隙の含有量が少ない非晶
質をなすように下部高絶縁破壊電圧層２８を形成するこ
とが可能となる。特に、酸化タンタルを用いた場合に
は、プラズマ酸化中にタンタルの体積が膨張するため、
この膨張ににより、タンタル中に含まれていた空隙のほ
とんどが消失することとなる。
ては、例えば、その形成材料に応じて最適な手法を用い
るのが好ましい。具体的には、窒化タンタルを用いる場
合は、例えば、アルゴン（Ａｒ）および窒素（Ｎ2 ）を
含む混合ガス中において、タンタルをターゲットした反
応スパッタリングを利用して窒化タンタルを形成するこ
とにより、この窒化タンタルを用いて下部高絶縁破壊電
圧層２８を構成する。あるいは、酸化タンタルを用いる
場合には、例えば、スパッタリングを利用して約１．５
ｎｍ〜２．５ｎｍ，好ましくは約２．０ｎｍ〜２．５の
厚みとなるようにタンタルを成膜したのち、このタンタ
ルをプラズマ酸化して酸化タンタルを形成することによ
り、この酸化タンタルを用いて下部高絶縁破壊電圧層２
８を構成する。窒化タンタルまたは酸化タンタルのいず
れを用いた場合においても、空隙の含有量が少ない非晶
質をなすように下部高絶縁破壊電圧層２８を形成するこ
とが可能となる。特に、酸化タンタルを用いた場合に
は、プラズマ酸化中にタンタルの体積が膨張するため、
この膨張ににより、タンタル中に含まれていた空隙のほ
とんどが消失することとなる。
【００５７】引き続き、磁気再生ヘッドの形成方法につ
いて説明する。下部高絶縁破壊電圧層２８を形成したの
ち、この下部高絶縁破壊電圧層２８上に、シード層１０
を形成する。
いて説明する。下部高絶縁破壊電圧層２８を形成したの
ち、この下部高絶縁破壊電圧層２８上に、シード層１０
を形成する。
【００５８】続いて、シード層１０上に、マンガン白金
合金層１４と、コバルト鉄合金層１３と、ルテニウム層
２１と、コバルト鉄合金層１２とをこの順に積層させる
ことにより、４層構成のシンセティック反強磁性ピンド
層３１を構成する。
合金層１４と、コバルト鉄合金層１３と、ルテニウム層
２１と、コバルト鉄合金層１２とをこの順に積層させる
ことにより、４層構成のシンセティック反強磁性ピンド
層３１を構成する。
【００５９】続いて、シンセティック反強磁性ピンド層
３１上に、スペーサ層２２を形成する。
３１上に、スペーサ層２２を形成する。
【００６０】続いて、スペーサ層２２上に、コバルト鉄
合金層１１Ａ１と、ニッケル鉄合金層１１Ａ２と、銅層
１１Ａ３とをこの順に積層させることにより、３層構成
のフリー層１１Ａを構成する。これにより、シンセティ
ック反強磁性ピンド層３１、スペーサ層２２およびフリ
ー層１１Ａがこの順に積層された積層体を含むスピンフ
ィルタ型のボトムスピンバルブ構造体３２が構成され
る。
合金層１１Ａ１と、ニッケル鉄合金層１１Ａ２と、銅層
１１Ａ３とをこの順に積層させることにより、３層構成
のフリー層１１Ａを構成する。これにより、シンセティ
ック反強磁性ピンド層３１、スペーサ層２２およびフリ
ー層１１Ａがこの順に積層された積層体を含むスピンフ
ィルタ型のボトムスピンバルブ構造体３２が構成され
る。
【００６１】続いて、スピンバルブ構造体３２上に、保
護層２３を形成する。
護層２３を形成する。
【００６２】続いて、保護層２３上の所定の位置に図示
しないレジストパターンを形成したのち、このレジスト
パターンをマスクとして用いて、既存のパターニング処
理およびエッチング処理を利用して、保護層２３および
スピンバルブ構造体３２を部分的に掘り下げることによ
り、図３に示したように、傾斜した内壁Ｎ１を有する互
いに平行な一対の第１の溝Ｍ１を選択的に形成する。こ
の一対の第１の溝Ｍ１を形成する際には、フリー層１１
Ａの途中まで掘り下げ、フリー層１１Ａの一部をなすニ
ッケル鉄合金層１１Ａ２が露出することとなる所定の深
さを有するようにすると共に、互いに第１の距離Ｌ１だ
け隔てられるようにする。
しないレジストパターンを形成したのち、このレジスト
パターンをマスクとして用いて、既存のパターニング処
理およびエッチング処理を利用して、保護層２３および
スピンバルブ構造体３２を部分的に掘り下げることによ
り、図３に示したように、傾斜した内壁Ｎ１を有する互
いに平行な一対の第１の溝Ｍ１を選択的に形成する。こ
の一対の第１の溝Ｍ１を形成する際には、フリー層１１
Ａの途中まで掘り下げ、フリー層１１Ａの一部をなすニ
ッケル鉄合金層１１Ａ２が露出することとなる所定の深
さを有するようにすると共に、互いに第１の距離Ｌ１だ
け隔てられるようにする。
【００６３】続いて、図４に示したように、フリー層１
１Ａの形成材料と同様の材料（コバルト鉄合金またはニ
ッケル鉄合金）を用いて、第１の溝Ｍ１に、フリー層１
１Ａの露出面および内壁Ｎ１の双方と隣接するように追
加フリー層１１Ｂを選択的に形成する。なお、追加フリ
ー層１１Ｂの形成手法としては、例えば、リフトオフ処
理を用いるのが好ましい。
１Ａの形成材料と同様の材料（コバルト鉄合金またはニ
ッケル鉄合金）を用いて、第１の溝Ｍ１に、フリー層１
１Ａの露出面および内壁Ｎ１の双方と隣接するように追
加フリー層１１Ｂを選択的に形成する。なお、追加フリ
ー層１１Ｂの形成手法としては、例えば、リフトオフ処
理を用いるのが好ましい。
【００６４】続いて、図５に示したように、追加フリー
層１１Ｂ上に、バイアス層５１を形成する。バイアス層
５１を形成する際には、特に、その一部が保護層２３の
上面を部分的に覆うようにすると共に、バイアス層５１
とフリー層１１Ａおよび追加フリー層１１Ｂとがわずか
にオーバーラップするようにする。このオーバーラップ
部分を通じて、バイアス層５１により、フリー層１１Ａ
の両端に対して縦方向のバイアスが供給されることとな
る。
層１１Ｂ上に、バイアス層５１を形成する。バイアス層
５１を形成する際には、特に、その一部が保護層２３の
上面を部分的に覆うようにすると共に、バイアス層５１
とフリー層１１Ａおよび追加フリー層１１Ｂとがわずか
にオーバーラップするようにする。このオーバーラップ
部分を通じて、バイアス層５１により、フリー層１１Ａ
の両端に対して縦方向のバイアスが供給されることとな
る。
【００６５】続いて、バイアス層５１上に、シード層５
２と、導電層５３と、補助導電層５４とをこの順に形成
する。これらのバイアス層５１、シード層５２、導電層
５３および補助導電層５４を形成する際には、特に、バ
イアス層５１、シード層５２および導電層５３の集合体
が、連続的に傾斜した側壁Ｓを構成するようにすると共
に、補助導電層５４が、導電層５３と共に側壁Ｓを覆う
ようにする。これにより、バイアス層５１、シード層５
２、導電層５３および補助導電層５４の積層体よりなる
リードオーバーレイ構造体５８が構成される。
２と、導電層５３と、補助導電層５４とをこの順に形成
する。これらのバイアス層５１、シード層５２、導電層
５３および補助導電層５４を形成する際には、特に、バ
イアス層５１、シード層５２および導電層５３の集合体
が、連続的に傾斜した側壁Ｓを構成するようにすると共
に、補助導電層５４が、導電層５３と共に側壁Ｓを覆う
ようにする。これにより、バイアス層５１、シード層５
２、導電層５３および補助導電層５４の積層体よりなる
リードオーバーレイ構造体５８が構成される。
【００６６】続いて、第１の溝Ｍ１を形成した場合と同
様の手法を用いて、リードオーバーレイ構造体５８およ
びボトムスピンバルブ構造体３２を部分的に掘り下げる
ことにより、図６に示したように、傾斜した内壁Ｎ２を
有する互いに平行な一対の第２の溝Ｍ２を選択的に形成
する。この一対の第２の溝Ｍ２を形成する際には、シン
セティック反強磁性ピンド層３１の一部をなすマンガン
白金合金層１４の途中まで掘り下げ、マンガン白金合金
層１４が露出することとなる所定の深さを有するように
すると共に、第１の距離Ｌ１よりも大きな第２の距離Ｌ
２（Ｌ２＞Ｌ１）だけ互いに隔てられるようにする。
様の手法を用いて、リードオーバーレイ構造体５８およ
びボトムスピンバルブ構造体３２を部分的に掘り下げる
ことにより、図６に示したように、傾斜した内壁Ｎ２を
有する互いに平行な一対の第２の溝Ｍ２を選択的に形成
する。この一対の第２の溝Ｍ２を形成する際には、シン
セティック反強磁性ピンド層３１の一部をなすマンガン
白金合金層１４の途中まで掘り下げ、マンガン白金合金
層１４が露出することとなる所定の深さを有するように
すると共に、第１の距離Ｌ１よりも大きな第２の距離Ｌ
２（Ｌ２＞Ｌ１）だけ互いに隔てられるようにする。
【００６７】続いて、図７に示したように、第２の溝Ｍ
２を埋め込むように、導電リード７１を形成する。この
導電リード７１を形成する際には、その一部が補助導電
層５４の上面を部分的に覆うようにする。
２を埋め込むように、導電リード７１を形成する。この
導電リード７１を形成する際には、その一部が補助導電
層５４の上面を部分的に覆うようにする。
【００６８】続いて、下部高絶縁破壊電圧層２８を形成
した場合と同様の材料および手法を用いて、導電リード
７１、リードオーバーレイ構造体５８および保護層２３
を覆うように、全体に上部高絶縁破壊電圧層５５を形成
する。
した場合と同様の材料および手法を用いて、導電リード
７１、リードオーバーレイ構造体５８および保護層２３
を覆うように、全体に上部高絶縁破壊電圧層５５を形成
する。
【００６９】続いて、上部高絶縁破壊電圧層５５上に、
上部酸化アルミニウム層１８を形成する。これにより、
上部高絶縁破壊電圧層５５および上部酸化アルミニウム
層１８積層体よりなる上部絶縁層３４（Ｄ３）が構成さ
れる。上部絶縁層３４を形成する際には、その厚みが約
１４．０ｎｍ〜１６．０ｎｍとなるようにする。
上部酸化アルミニウム層１８を形成する。これにより、
上部高絶縁破壊電圧層５５および上部酸化アルミニウム
層１８積層体よりなる上部絶縁層３４（Ｄ３）が構成さ
れる。上部絶縁層３４を形成する際には、その厚みが約
１４．０ｎｍ〜１６．０ｎｍとなるようにする。
【００７０】最後に、上部酸化アルミニウム層１８上
に、上部磁気シールド層１６（Ｓ２）を形成することに
より、下部磁気シールド層１５と上部磁気シールド層１
６との間の間隔、すなわちシールド間隔Ｋ２が約７０．
０ｎｍ以下の磁気再生ヘッドが完成する。なお、完成し
た磁気再生ヘッドの全体は、図１に示した通りである。
に、上部磁気シールド層１６（Ｓ２）を形成することに
より、下部磁気シールド層１５と上部磁気シールド層１
６との間の間隔、すなわちシールド間隔Ｋ２が約７０．
０ｎｍ以下の磁気再生ヘッドが完成する。なお、完成し
た磁気再生ヘッドの全体は、図１に示した通りである。
【００７１】＜実施の形態の作用および効果＞以上説明
したように、本実施の形態に係る磁気再生ヘッドおよび
その形成方法では、下部高絶縁破壊電圧層２８および上
部高絶縁破壊電圧層５５の構成材料として絶縁破壊電圧
が酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用い
ることにより、下部酸化アルミニウム層１７および下部
高絶縁破壊電圧層２８の積層体よりなる下部絶縁層３０
を構成すると共に、上部高絶縁破壊電圧層５５および上
部酸化アルミニウム層１８の積層体よりなる上部絶縁層
３３を構成するようにしたので、以下の理由により、再
生特性の向上と短絡の防止とを両立させることができ
る。
したように、本実施の形態に係る磁気再生ヘッドおよび
その形成方法では、下部高絶縁破壊電圧層２８および上
部高絶縁破壊電圧層５５の構成材料として絶縁破壊電圧
が酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用い
ることにより、下部酸化アルミニウム層１７および下部
高絶縁破壊電圧層２８の積層体よりなる下部絶縁層３０
を構成すると共に、上部高絶縁破壊電圧層５５および上
部酸化アルミニウム層１８の積層体よりなる上部絶縁層
３３を構成するようにしたので、以下の理由により、再
生特性の向上と短絡の防止とを両立させることができ
る。
【００７２】すなわち、上記「発明が解決しようとする
課題」の項において説明したように、従来の磁気再生ヘ
ッド（図８参照）では、シールド間隔Ｋ１（すなわち再
生ギャップ長）を狭小化してＢＰＩ等の再生特性を改善
すべく、下部絶縁層１１７や上部絶縁層１１８の厚みを
薄くした場合、耐絶縁破壊性の低下に起因して下部絶縁
層１１７や上部絶縁層１１８において絶縁破壊性が生じ
ると、ボトムスピンバルブ構造体２３０と下部磁気シー
ルド層１１５との間やボトムスピンバルブ構造体２３０
と上部磁気シールド層１１６との間で短絡が発生してし
まう。
課題」の項において説明したように、従来の磁気再生ヘ
ッド（図８参照）では、シールド間隔Ｋ１（すなわち再
生ギャップ長）を狭小化してＢＰＩ等の再生特性を改善
すべく、下部絶縁層１１７や上部絶縁層１１８の厚みを
薄くした場合、耐絶縁破壊性の低下に起因して下部絶縁
層１１７や上部絶縁層１１８において絶縁破壊性が生じ
ると、ボトムスピンバルブ構造体２３０と下部磁気シー
ルド層１１５との間やボトムスピンバルブ構造体２３０
と上部磁気シールド層１１６との間で短絡が発生してし
まう。
【００７３】これに対して、本実施の形態では、下部高
絶縁破壊電圧層２８や上部高絶縁破壊電圧層５５の材質
の特性に基づき、下部絶縁層３０や上部絶縁層３３の絶
縁破壊電圧は、これと同等の厚みをなす純粋な酸化アル
ミニウムの絶縁破壊電圧の数倍程度まで高くなる。これ
により、下部絶縁層３０や上部絶縁層３３の耐絶縁破壊
性が向上するため、絶縁破壊を生じさせることなく下部
絶縁層３０や上部絶縁層３３の厚みを薄くし、約７０ｎ
ｍ以下となるまでシールド間隔Ｋ２を狭小化することが
可能となる。したがって、下部絶縁層３０や上部絶縁層
３３の耐絶縁破壊性の向上に基づいて短絡を防止するこ
とができると共に、シールド間隔Ｋ２の狭小化に基づい
て再生特性を向上させることができる。
絶縁破壊電圧層２８や上部高絶縁破壊電圧層５５の材質
の特性に基づき、下部絶縁層３０や上部絶縁層３３の絶
縁破壊電圧は、これと同等の厚みをなす純粋な酸化アル
ミニウムの絶縁破壊電圧の数倍程度まで高くなる。これ
により、下部絶縁層３０や上部絶縁層３３の耐絶縁破壊
性が向上するため、絶縁破壊を生じさせることなく下部
絶縁層３０や上部絶縁層３３の厚みを薄くし、約７０ｎ
ｍ以下となるまでシールド間隔Ｋ２を狭小化することが
可能となる。したがって、下部絶縁層３０や上部絶縁層
３３の耐絶縁破壊性の向上に基づいて短絡を防止するこ
とができると共に、シールド間隔Ｋ２の狭小化に基づい
て再生特性を向上させることができる。
【００７４】さらに、本実施の形態では、シールド間隔
Ｋ２の狭小化に伴い、上記「発明が解決しようとする課
題」の項において例示した約１００Ｇｂ／（インチ）2
の高記録密度に対応するための条件、すなわち、下部絶
縁層３０の厚みを約１５．０ｎｍ以下とすること、なら
びに上部絶縁層３３の厚みを約１６．０ｎｍ以下とする
ことを達成することができる。
Ｋ２の狭小化に伴い、上記「発明が解決しようとする課
題」の項において例示した約１００Ｇｂ／（インチ）2
の高記録密度に対応するための条件、すなわち、下部絶
縁層３０の厚みを約１５．０ｎｍ以下とすること、なら
びに上部絶縁層３３の厚みを約１６．０ｎｍ以下とする
ことを達成することができる。
【００７５】
【実施例】本発明の磁気再生ヘッドについて、再生特性
を調べた。
を調べた。
【００７６】まず、下部高絶縁破壊電圧層１７の導入に
基づく本発明の磁気再生ヘッドの再生特性を調べたとこ
ろ、表１に示した結果が得られた。表１は、磁気再生ヘ
ッドの再生特性を表す実験結果であり、「Ｂｓ」はフリ
ー層の磁気モーメント，「Ｈｃ」は保持力（Ａ／ｍ），
「Ｈｅ」は層間結合磁界（Ａ／ｍ），「Ｈｋ」は異方性
磁界（Ａ／ｍ），「Ｒｓ」はシート抵抗（Ω／□），
「Ｄｒ／ｒ」はＭＲ比，「Ｄｒ」はＧＭＲ効果に基づく
抵抗変化をそれぞれ示している。なお、表１には、本発
明の磁気再生ヘッドの再生特性を評価するために、比較
例として従来の磁気再生ヘッドの再生特性も併記してい
る。
基づく本発明の磁気再生ヘッドの再生特性を調べたとこ
ろ、表１に示した結果が得られた。表１は、磁気再生ヘ
ッドの再生特性を表す実験結果であり、「Ｂｓ」はフリ
ー層の磁気モーメント，「Ｈｃ」は保持力（Ａ／ｍ），
「Ｈｅ」は層間結合磁界（Ａ／ｍ），「Ｈｋ」は異方性
磁界（Ａ／ｍ），「Ｒｓ」はシート抵抗（Ω／□），
「Ｄｒ／ｒ」はＭＲ比，「Ｄｒ」はＧＭＲ効果に基づく
抵抗変化をそれぞれ示している。なお、表１には、本発
明の磁気再生ヘッドの再生特性を評価するために、比較
例として従来の磁気再生ヘッドの再生特性も併記してい
る。
【００７７】表１中に示した一連の磁気再生ヘッドＳ１
１〜Ｓ１４の構成は、以下の通りである。これらの磁気
再生ヘッドのうち、Ｓ１１，Ｓ１３が従来の構成（図８
参照）に対応し，Ｓ１２，Ｓ１４が本発明の構成（図１
参照）に対応する。なお、以下に列挙する構成は、磁気
再生ヘッドのうち、主に、下部磁気シールド層から保護
層までの積層体の構成である。
１〜Ｓ１４の構成は、以下の通りである。これらの磁気
再生ヘッドのうち、Ｓ１１，Ｓ１３が従来の構成（図８
参照）に対応し，Ｓ１２，Ｓ１４が本発明の構成（図１
参照）に対応する。なお、以下に列挙する構成は、磁気
再生ヘッドのうち、主に、下部磁気シールド層から保護
層までの積層体の構成である。
【００７８】Ｓ１１；ＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｍｎ
Ｐｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）／
Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．０ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．０ｎｍ厚）／Ｔａ
（２．０ｎｍ厚）
Ｐｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）／
Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．０ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．０ｎｍ厚）／Ｔａ
（２．０ｎｍ厚）
【００７９】Ｓ１２；Ｔａ2 Ｏ5 （５．０ｎｍ厚）／Ｔ
ａ（１．５ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（６．５ｎｍ厚）／Ｍｎ
Ｐｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）／
Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．０ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．０ｎｍ厚）／Ｔａ
（２．０ｎｍ厚）
ａ（１．５ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ（６．５ｎｍ厚）／Ｍｎ
Ｐｔ（１５．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．８ｎｍ厚）／
Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．３ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．０ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（１．０ｎｍ厚）／Ｔａ
（２．０ｎｍ厚）
【００８０】Ｓ１３；ＮｉＣｒ（５．５ｎｍ厚）／Ｍｎ
Ｐｔ（１２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．９ｎｍ厚）／
Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．１ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．８ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（１．６ｎｍ厚）／Ｃｕ（０．５ｎｍ厚）／Ｔａ
（２．０ｎｍ厚）
Ｐｔ（１２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（１．９ｎｍ厚）／
Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（２．１ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（０．８ｎｍ厚）／Ｎ
ｉＦｅ（１．６ｎｍ厚）／Ｃｕ（０．５ｎｍ厚）／Ｔａ
（２．０ｎｍ厚）
【００８１】Ｓ１４；ＴａＮ（５．０ｎｍ厚）／ＮｉＣ
ｒ（６．５ｎｍ厚）／ＭｎＰｔ（１２．０ｎｍ厚）／Ｃ
ｏＦｅ（１．９ｎｍ厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／Ｃ
ｏＦｅ（２．１ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．８ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（１．６ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（０．５ｎｍ厚）／Ｔａ（２．０ｎｍ厚）
ｒ（６．５ｎｍ厚）／ＭｎＰｔ（１２．０ｎｍ厚）／Ｃ
ｏＦｅ（１．９ｎｍ厚）／Ｒｕ（０．７５ｎｍ厚）／Ｃ
ｏＦｅ（２．１ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．０ｎｍ厚）／Ｃｏ
Ｆｅ（０．８ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ（１．６ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（０．５ｎｍ厚）／Ｔａ（２．０ｎｍ厚）
【００８２】
【表１】
【００８３】表１に示した結果から、本発明の磁気再生
ヘッド（Ｓ１２，Ｓ１４）では、下部高絶縁破壊電圧層
１７の構成材料として酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）また
は窒化タンタル（ＴａＮ）のいずれを用いた場合におい
ても、下部絶縁層１１７の構成材料として酸化アルミニ
ウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いた従来の磁気再生ヘッド（Ｓ
１１，Ｓ１３）と同等の再生特性が確認された。なお、
本発明の磁気再生ヘッドについて磁歪を測定したとこ
ろ、約１．０×１０-6〜２．０×１０-6であり、良好で
あった。
ヘッド（Ｓ１２，Ｓ１４）では、下部高絶縁破壊電圧層
１７の構成材料として酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）また
は窒化タンタル（ＴａＮ）のいずれを用いた場合におい
ても、下部絶縁層１１７の構成材料として酸化アルミニ
ウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いた従来の磁気再生ヘッド（Ｓ
１１，Ｓ１３）と同等の再生特性が確認された。なお、
本発明の磁気再生ヘッドについて磁歪を測定したとこ
ろ、約１．０×１０-6〜２．０×１０-6であり、良好で
あった。
【００８４】続いて、リードオーバーレイ構造体５８の
構成に基づく磁気再生ヘッドの再生特性を調べたとこ
ろ、表２に示した結果が得られた。表２は、磁気再生ヘ
ッドの他の再生特性を表す実験結果であり、「Ｆ」はボ
トムスピンバルブ構造体３２の抵抗とリードオーバーレ
イ構造体５８の抵抗とに基づくアスペクト比を示してい
る。
構成に基づく磁気再生ヘッドの再生特性を調べたとこ
ろ、表２に示した結果が得られた。表２は、磁気再生ヘ
ッドの他の再生特性を表す実験結果であり、「Ｆ」はボ
トムスピンバルブ構造体３２の抵抗とリードオーバーレ
イ構造体５８の抵抗とに基づくアスペクト比を示してい
る。
【００８５】表２中に示した一連のリードオーバーレイ
構造体５８の構成Ｓ２１〜Ｓ２３は、ＮｉＦｅ（３．０
ｎｍ厚）／［ＭｎＰｔ（１０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ
（３．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（Ｘｎｍ厚）／Ｔａ（２．５ｎ
ｍ厚）］よりなる基本構成（構成中、［］部分がリード
オーバーレイ構造体５８）のうち、Ｃｕ（導電層５３）
の厚みＸ（ｎｍ）をそれぞれ１０．０ｎｍ、１５．０ｎ
ｍ、２０．０ｎｍと変化させたものである
構造体５８の構成Ｓ２１〜Ｓ２３は、ＮｉＦｅ（３．０
ｎｍ厚）／［ＭｎＰｔ（１０．０ｎｍ厚）／ＮｉＣｒ
（３．０ｎｍ厚）／Ｃｕ（Ｘｎｍ厚）／Ｔａ（２．５ｎ
ｍ厚）］よりなる基本構成（構成中、［］部分がリード
オーバーレイ構造体５８）のうち、Ｃｕ（導電層５３）
の厚みＸ（ｎｍ）をそれぞれ１０．０ｎｍ、１５．０ｎ
ｍ、２０．０ｎｍと変化させたものである
【００８６】
【表２】
【００８７】表２に示した結果から、Ｃｕ（導電層５
３）の厚みが１５．０ｎｍをなす構成Ｓ２２においてア
スペクト比が６．０となり、ボトムスピンバルブ構造体
３２に対してセンス電流を良好に付与可能な程度に抵抗
が小さくなることが確認された。
３）の厚みが１５．０ｎｍをなす構成Ｓ２２においてア
スペクト比が６．０となり、ボトムスピンバルブ構造体
３２に対してセンス電流を良好に付与可能な程度に抵抗
が小さくなることが確認された。
【００８８】以上、実施の形態を挙げて本発明を説明し
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変
形が可能である。すなわち、上記実施の形態において説
明した磁気再生ヘッドの構成や形成方法に関する詳細は
必ずしもこれに限られるものではなく、絶縁破壊電圧が
酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料よりなる
下部高絶縁破壊電圧層を含むように下部絶縁層を構成す
ると共に、同様の絶縁材料よりなる上部高絶縁破壊電圧
層を含むように上部絶縁層を構成することにより、下部
絶縁層および上部絶縁層の耐絶縁破壊性の向上に基づい
て再生特性の向上と短絡の防止とを両立させることが可
能な限り、自由に変形可能である。ただし、磁気再生ヘ
ッドの構成、寸法および材質などが上記実施の形態にお
いて説明した仕様から僅かに逸脱しただけでも、磁気再
生ヘッドの性能を低下させる要因になりかねないことに
留意すべきである。
たが、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々の変
形が可能である。すなわち、上記実施の形態において説
明した磁気再生ヘッドの構成や形成方法に関する詳細は
必ずしもこれに限られるものではなく、絶縁破壊電圧が
酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料よりなる
下部高絶縁破壊電圧層を含むように下部絶縁層を構成す
ると共に、同様の絶縁材料よりなる上部高絶縁破壊電圧
層を含むように上部絶縁層を構成することにより、下部
絶縁層および上部絶縁層の耐絶縁破壊性の向上に基づい
て再生特性の向上と短絡の防止とを両立させることが可
能な限り、自由に変形可能である。ただし、磁気再生ヘ
ッドの構成、寸法および材質などが上記実施の形態にお
いて説明した仕様から僅かに逸脱しただけでも、磁気再
生ヘッドの性能を低下させる要因になりかねないことに
留意すべきである。
【００８９】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項４のいずれか１項に記載の磁気再生ヘッドの形成方
法によれば、第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊
電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を
用いて第１の高絶縁破壊電圧層を形成することにより、
１５．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の絶縁層を構
成すると共に、第１の高絶縁破壊電圧層の形成材料と同
一の材料よりなる第２の高絶縁破壊電圧層上に第２の酸
化アルミニウム層を形成することにより、１４．０ｎｍ
以上１６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の絶縁層
を構成するようにしたので、再生特性の向上と短絡の防
止とを両立可能な本発明の磁気再生ヘッドを形成するこ
とができる。
求項４のいずれか１項に記載の磁気再生ヘッドの形成方
法によれば、第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊
電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を
用いて第１の高絶縁破壊電圧層を形成することにより、
１５．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の絶縁層を構
成すると共に、第１の高絶縁破壊電圧層の形成材料と同
一の材料よりなる第２の高絶縁破壊電圧層上に第２の酸
化アルミニウム層を形成することにより、１４．０ｎｍ
以上１６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の絶縁層
を構成するようにしたので、再生特性の向上と短絡の防
止とを両立可能な本発明の磁気再生ヘッドを形成するこ
とができる。
【００９０】また、請求項５記載の磁気再生ヘッドの形
成方法によれば、第１の酸化アルミニウム層上に第１の
酸化タンタル層を形成することにより、１５．０ｎｍ以
下の厚みとなるように第１の絶縁層を構成すると共に、
第１の高絶縁破壊電圧層の形成材料と同一の材料よりな
る第２の高絶縁破壊電圧層上に第２の酸化アルミニウム
層を形成することにより、１４．０ｎｍ以上１６．０ｎ
ｍ以下の厚みとなるように第２の絶縁層を構成するよう
にしたので、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なく
とも５倍の第１および第２の酸化タンタル層の特性に基
づいて再生特性の向上と短絡の防止とを両立可能な本発
明の磁気再生ヘッドを形成することができる。
成方法によれば、第１の酸化アルミニウム層上に第１の
酸化タンタル層を形成することにより、１５．０ｎｍ以
下の厚みとなるように第１の絶縁層を構成すると共に、
第１の高絶縁破壊電圧層の形成材料と同一の材料よりな
る第２の高絶縁破壊電圧層上に第２の酸化アルミニウム
層を形成することにより、１４．０ｎｍ以上１６．０ｎ
ｍ以下の厚みとなるように第２の絶縁層を構成するよう
にしたので、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なく
とも５倍の第１および第２の酸化タンタル層の特性に基
づいて再生特性の向上と短絡の防止とを両立可能な本発
明の磁気再生ヘッドを形成することができる。
【００９１】また、請求項６または請求項７に記載の磁
気再生ヘッドの形成方法によれば、第１の酸化アルミニ
ウム層上に第１の窒化タンタル層を形成することによ
り、１５．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の絶縁層
を構成すると共に、第１の高絶縁破壊電圧層の形成材料
と同一の材料よりなる第２の高絶縁破壊電圧層上に第２
の酸化アルミニウム層を形成することにより、１４．０
ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の絶
縁層を構成するようにしたので、絶縁破壊電圧が酸化ア
ルミニウムの少なくとも５倍の第１および第２の窒化タ
ンタル層の特性に基づいて再生特性の向上と短絡の防止
とを両立可能な本発明の磁気再生ヘッドを形成すること
ができる。
気再生ヘッドの形成方法によれば、第１の酸化アルミニ
ウム層上に第１の窒化タンタル層を形成することによ
り、１５．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の絶縁層
を構成すると共に、第１の高絶縁破壊電圧層の形成材料
と同一の材料よりなる第２の高絶縁破壊電圧層上に第２
の酸化アルミニウム層を形成することにより、１４．０
ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の絶
縁層を構成するようにしたので、絶縁破壊電圧が酸化ア
ルミニウムの少なくとも５倍の第１および第２の窒化タ
ンタル層の特性に基づいて再生特性の向上と短絡の防止
とを両立可能な本発明の磁気再生ヘッドを形成すること
ができる。
【００９２】請求項８または請求項９に記載の磁気再生
ヘッドによれば、第１の酸化アルミニウムと、絶縁破壊
電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍の第１の高絶
縁破壊電圧層との積層体により、１５．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の絶縁層を構成すると共に、第１の高絶縁
破壊電圧層の形成材料と同一の材料よりなる第２の高絶
縁破壊電圧層と、第２の酸化アルミニウム層との積層体
により、１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の厚みをな
す第２の絶縁層を構成するようにしたので、第１および
第２の絶縁層の耐絶縁破壊性が向上する。これにより、
絶縁破壊を生じさせることなく第１および第２の絶縁層
の厚みを薄くし、約７０ｎｍ以下となるようにシールド
間隔を狭小化することが可能となるため、耐絶縁破壊性
の向上に基づいて短絡を防止することができると共に、
シールド間隔の狭小化に基づいて再生特性を向上させる
ことができる。さらに、シールド間隔の狭小化に伴い、
１００Ｇｂ／（インチ）2 の超高密度記録に対応するこ
ともできる。
ヘッドによれば、第１の酸化アルミニウムと、絶縁破壊
電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍の第１の高絶
縁破壊電圧層との積層体により、１５．０ｎｍ以下の厚
みをなす第１の絶縁層を構成すると共に、第１の高絶縁
破壊電圧層の形成材料と同一の材料よりなる第２の高絶
縁破壊電圧層と、第２の酸化アルミニウム層との積層体
により、１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の厚みをな
す第２の絶縁層を構成するようにしたので、第１および
第２の絶縁層の耐絶縁破壊性が向上する。これにより、
絶縁破壊を生じさせることなく第１および第２の絶縁層
の厚みを薄くし、約７０ｎｍ以下となるようにシールド
間隔を狭小化することが可能となるため、耐絶縁破壊性
の向上に基づいて短絡を防止することができると共に、
シールド間隔の狭小化に基づいて再生特性を向上させる
ことができる。さらに、シールド間隔の狭小化に伴い、
１００Ｇｂ／（インチ）2 の超高密度記録に対応するこ
ともできる。
【００９３】また、請求項１０ないし請求項１２のいず
れか１項に記載の磁気再生ヘッドによれば、第１の酸化
アルミニウムと第１の酸化タンタル層との積層体により
１５．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の絶縁層を構成する
と共に、第２の酸化タンタル層と第２の酸化アルミニウ
ム層との積層体により１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以
下の厚みをなす第２の絶縁層を構成するようにしたの
で、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍
の第１および第２の酸化タンタル層の特性に基づき、第
１および第２の絶縁層の耐絶縁破壊性が向上する。これ
により、絶縁破壊を生じさせることなく第１および第２
の絶縁層の厚みを薄くし、約７０ｎｍ以下となるように
シールド間隔を狭小化することが可能となるため、再生
特性の向上と短絡の防止とを両立させることができる。
れか１項に記載の磁気再生ヘッドによれば、第１の酸化
アルミニウムと第１の酸化タンタル層との積層体により
１５．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の絶縁層を構成する
と共に、第２の酸化タンタル層と第２の酸化アルミニウ
ム層との積層体により１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以
下の厚みをなす第２の絶縁層を構成するようにしたの
で、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍
の第１および第２の酸化タンタル層の特性に基づき、第
１および第２の絶縁層の耐絶縁破壊性が向上する。これ
により、絶縁破壊を生じさせることなく第１および第２
の絶縁層の厚みを薄くし、約７０ｎｍ以下となるように
シールド間隔を狭小化することが可能となるため、再生
特性の向上と短絡の防止とを両立させることができる。
【００９４】また、請求項１３ないし請求項１５のいず
れか１項に記載の磁気再生ヘッドによれば、第１の酸化
アルミニウムと第１の窒化タンタル層との積層体により
１５．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の絶縁層を構成する
と共に、第２の窒化タンタル層と第２の酸化アルミニウ
ム層との積層体により１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以
下の厚みをなす第２の絶縁層を構成するようにしたの
で、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍
の第１および第２の窒化タンタル層の特性に基づき、第
１および第２の絶縁層の耐絶縁破壊性が向上する。これ
により、絶縁破壊を生じさせることなく第１および第２
の絶縁層の厚みを薄くし、約７０ｎｍ以下となるように
シールド間隔を狭小化することが可能となるため、再生
特性の向上と短絡の防止とを両立させることができる。
れか１項に記載の磁気再生ヘッドによれば、第１の酸化
アルミニウムと第１の窒化タンタル層との積層体により
１５．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の絶縁層を構成する
と共に、第２の窒化タンタル層と第２の酸化アルミニウ
ム層との積層体により１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以
下の厚みをなす第２の絶縁層を構成するようにしたの
で、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少なくとも５倍
の第１および第２の窒化タンタル層の特性に基づき、第
１および第２の絶縁層の耐絶縁破壊性が向上する。これ
により、絶縁破壊を生じさせることなく第１および第２
の絶縁層の厚みを薄くし、約７０ｎｍ以下となるように
シールド間隔を狭小化することが可能となるため、再生
特性の向上と短絡の防止とを両立させることができる。
【図１】本発明の一実施の形態に係る磁気再生ヘッドの
断面構成を表す断面図である。
断面構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した磁気再生ヘッドの形成工程のうち
の一工程を説明するための断面図である。
の一工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図であ
る。
る。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図であ
る。
る。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図であ
る。
る。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図であ
る。
る。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図であ
る。
る。
【図８】従来の磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図
である。
である。
１０，５２…シード層、１１Ａ…フリー層、１１Ａ１，
１２，１３…コバルト鉄合金層、１１Ａ２…ニッケル鉄
合金層、１１Ａ３…銅層、１１Ｂ…追加フリー層、１４
…マンガン白金合金層、１５…下部磁気シールド層、１
６…上部磁気シールド層、１７…下部酸化アルミニウム
層、１８…上部酸化アルミニウム層、２１…ルテニウム
層、２２…スペーサ層、３１…シンセティック反強磁性
ピンド層、３２…ボトムスピンバルブ構造体、５１…バ
イアス層、５３…導電層、５４…補助導電層、５８…リ
ードオーバーレイ構造体、Ｋ２…シールド間隔、Ｌ１…
第１の距離、Ｌ２…第２の距離、Ｍ１…第１の溝、Ｍ２
…第２の溝、Ｎ１，Ｎ２…内壁、Ｓ…側壁。
１２，１３…コバルト鉄合金層、１１Ａ２…ニッケル鉄
合金層、１１Ａ３…銅層、１１Ｂ…追加フリー層、１４
…マンガン白金合金層、１５…下部磁気シールド層、１
６…上部磁気シールド層、１７…下部酸化アルミニウム
層、１８…上部酸化アルミニウム層、２１…ルテニウム
層、２２…スペーサ層、３１…シンセティック反強磁性
ピンド層、３２…ボトムスピンバルブ構造体、５１…バ
イアス層、５３…導電層、５４…補助導電層、５８…リ
ードオーバーレイ構造体、Ｋ２…シールド間隔、Ｌ１…
第１の距離、Ｌ２…第２の距離、Ｍ１…第１の溝、Ｍ２
…第２の溝、Ｎ１，Ｎ２…内壁、Ｓ…側壁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 茹瑛 童 アメリカ合衆国 カリフォルニア州 95130 サンノゼ レバイン ドライブ 2433 Ｆターム(参考） 5D034 BA02 BA03 BA15 CA06 DA07 5E049 AA07 BA12 CB02 DB14
Claims (15)
- 【請求項１】 第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層を形成する工程と、 この第１の酸化アルミニウム層上に、絶縁破壊電圧が酸
化アルミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて
４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１
の高絶縁破壊電圧層を形成することにより、前記第１の
酸化アルミニウム層と前記第１の高絶縁破壊電圧層とが
この順に積層されてなる第１の絶縁層を、全体の厚みが
１５．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、 この第１の絶縁層上に、フリー層を最上層とするスピン
バルブ構造体を形成する工程と、 このスピンバルブ構造体上に、絶縁破壊電圧が酸化アル
ミニウムの少なくとも５倍の絶縁材料を用いて４．０ｎ
ｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の高絶縁
破壊電圧層を形成する工程と、 この第２の高絶縁破壊電圧層上に、８．０ｎｍ以上１
２．０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化アルミニ
ウム層を形成することにより、前記第２の高絶縁破壊電
圧層と前記第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層
されてなる第２の絶縁層を、全体の厚みが１４．０ｎｍ
以上１６．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、 この第２の絶縁層上に、前記第１の磁気シールド層との
間の間隔が７０．０ｎｍ以下となるように第２の磁気シ
ールド層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気
再生ヘッドの形成方法。 - 【請求項２】 酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、窒化タン
タル（ＴａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および酸
化ジルコニウム（ＺｒＯ）よりなる群のうちのいずれか
の絶縁材料を用いて、前記第１および第２の高絶縁破壊
電圧層を形成することを特徴とする請求項１記載の磁気
再生ヘッドの形成方法。 - 【請求項３】 タンタルを成膜したのち、このタンタル
をプラズマ酸化して酸化タンタルを形成することによ
り、この酸化タンタルを用いて前記第１および第２の高
絶縁破壊電圧層を構成することを特徴とする請求項１記
載の磁気再生ヘッドの形成方法。 - 【請求項４】 アルゴンおよび窒素を含む混合ガス中に
おいて、タンタルをターゲットとした反応スパッタリン
グを利用して窒化タンタルを形成することにより、この
窒化タンタルを用いて前記第１および第２の高絶縁破壊
電圧層を構成することを特徴とする請求項１記載の磁気
再生ヘッドの形成方法。 - 【請求項５】 第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層を形成する工程と、 この第１の酸化アルミニウム層上に、１．５ｎｍ以上
２．５ｎｍ以下の厚みとなるようにタンタル（Ｔａ）を
成膜する工程と、 このタンタルをプラズマ酸化して第１の酸化タンタル
（Ｔａ2 Ｏ5 ）層を形成することにより、前記第１の酸
化アルミニウム層と前記第１の酸化タンタル層とがこの
順に積層されてなる第１の絶縁層を、全体の厚みが１
５．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、 この第１の絶縁層上に、第１のニッケルクロム合金（Ｎ
ｉＣｒ）層を形成する工程と、 この第１のニッケルクロム合金層上に、マンガン白金合
金（ＭｎＰｔ）層を最下層とする４層構成のシンセティ
ック反強磁性被固定層を形成する工程と、 このシンセティック反強磁性被固定層上に、非磁性材料
を用いてスペーサ層を形成する工程と、 このスペーサ層上に、３層構成のフリー層を形成するこ
とにより、前記シンセティック反強磁性被固定層、前記
スペーサ層および前記フリー層がこの順に積層された積
層体を含むスピンバルブ構造体を構成する工程と、 前記フリー層が露出することとなる所定の深さまで、少
なくとも前記スピンバルブ構造体をパターニングおよび
エッチングして掘り下げることにより、第１の間隔で隔
てられた互いに平行な一対の第１の溝を選択的に形成す
る工程と、 前記第１の溝における前記フリー層の露出面上に、前記
フリー層の形成材料と同一の材料を用いて追加フリー層
を選択的に形成する工程と、 この追加フリー層上に、反強磁性材料よりなるバイアス
層と、第２のニッケルクロム合金層と、導電層とをこの
順に形成し、これらのバイアス層、第２のニッケルクロ
ム合金層および導電層を含む導電積層体を構成すること
により、この導電積層体により前記スピンバルブ構造体
に対して縦方向のバイアスを供給可能にする工程と、 前記マンガン白金合金層が露出することとなる所定の深
さまで、少なくとも前記シンセティック反強磁性被固定
層をパターニングおよびエッチングして掘り下げること
により、前記第１の間隔よりも大きな第２の間隔で隔て
られた互いに平行な一対の第２の溝を選択的に形成する
工程と、 この第２の溝を満たすように、導電リードを選択的に形
成する工程と、 少なくとも前記導電積層体および前記導電リードを覆
い、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように
第２の酸化タンタル層を形成する工程と、 この第２の酸化タンタル層上に、８．０ｎｍ以上１２．
０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化アルミニウム
層を形成することにより、前記第２の酸化タンタル層と
前記第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層されて
なる第２の絶縁層を、全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１
６．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、 この第２の絶縁層上に、前記第１の磁気シールド層との
間の間隔が７０．０ｎｍ以下となるように第２の磁気シ
ールド層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気
再生ヘッドの形成方法。 - 【請求項６】 第１の磁気シールド層上に、８．０ｎｍ
以上１１．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の酸化ア
ルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層を形成する工程と、 この第１の酸化アルミニウム層上に、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の厚みとなるように第１の窒化タンタル
（ＴａＮ）層を形成することにより、前記第１の酸化ア
ルミニウム層と前記第１の窒化タンタル層とがこの順に
積層されてなる第１の絶縁層を、全体の厚みが１５．０
ｎｍ以下となるように構成する工程と、 この第１の絶縁層上に、第１のニッケルクロム合金（Ｎ
ｉＣｒ）層を形成する工程と、 この第１のニッケルクロム合金層上に、マンガン白金合
金（ＭｎＰｔ）層を最下層とする４層構成のシンセティ
ック反強磁性被固定層を形成する工程と、 このシンセティック反強磁性被固定層上に、非磁性材料
を用いてスペーサ層を形成する工程と、 このスペーサ層上に、３層構成のフリー層を形成するこ
とにより、前記シンセティック反強磁性被固定層、前記
スペーサ層および前記フリー層がこの順に積層された積
層体を含むスピンバルブ構造体を構成する工程と、 前記フリー層が露出することとなる所定の深さまで、少
なくとも前記スピンバルブ構造体をパターニングおよび
エッチングして掘り下げることにより、第１の間隔で隔
てられた互いに平行な一対の第１の溝を選択的に形成す
る工程と、 前記第１の溝における前記フリー層の露出面上に、前記
フリー層の形成材料と同一の材料を用いて追加フリー層
を選択的に形成する工程と、 この追加フリー層上に、反強磁性材料よりなるバイアス
層と、第２のニッケルクロム合金層と、導電層とをこの
順に形成し、これらのバイアス層、第２のニッケルクロ
ム合金層および導電層を含む導電積層体を構成すること
により、この導電積層体により前記スピンバルブ構造体
に対して縦方向のバイアスを供給可能にする工程と、 前記マンガン白金合金層が露出することとなる所定の深
さまで、少なくとも前記シンセティック反強磁性被固定
層をパターニングおよびエッチングして掘り下げること
により、前記第２の間隔よりも大きな第２の間隔で隔て
られた互いに平行な一対の第２の溝を選択的に形成する
工程と、 この第２の溝を満たすように、導電リードを形成する工
程と、 少なくとも前記導電積層体および前記導電リードを覆
い、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚みとなるように
第２の窒化タンタル層を形成する工程と、 この第２の窒化タンタル層上に、８．０ｎｍ以上１２．
０ｎｍ以下の厚みとなるように第２の酸化アルミニウム
層を形成することにより、前記第２の窒化タンタル層と
前記第２の酸化アルミニウム層とがこの順に積層されて
なる第２の絶縁層を、全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１
６．０ｎｍ以下となるように構成する工程と、 この第２の絶縁層上に、前記第１の磁気シールド層との
間の間隔が７０．０ｎｍ以下となるように第２の磁気シ
ールド層を形成する工程とを含むことを特徴とする磁気
再生ヘッドの形成方法。 - 【請求項７】 アルゴンおよび窒素を含む混合ガス中に
おいてタンタルをターゲットとした反応スパッタリング
を利用して、前記第１および第２の窒化タンタル層を形
成することを特徴とする請求項６記載の磁気再生ヘッド
の形成方法。 - 【請求項８】 第１の磁気シールド層と、 この第１の磁気シールド層上に配設され、８．０ｎｍ以
上１１．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層と、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下
の厚みをなし、絶縁破壊電圧が酸化アルミニウムの少な
くとも５倍の第１の高絶縁破壊電圧層とがこの順に積層
されてなり、全体の厚みが１５ｎｍ以下の第１の絶縁層
と、 この第１の絶縁層上に配設された、フリー層を最上層と
するスピンバルブ構造体と、 このスピンバルブ構造体上に配設され、４．０ｎｍ以上
６．０ｎｍ以下の厚みをなし、絶縁破壊電圧が酸化アル
ミニウムの少なくとも５倍の第２の高絶縁破壊電圧層
と、８．０ｎｍ以上１２．０ｎｍ以下の厚みをなす第２
の酸化アルミニウム層とがこの順に積層されてなり、全
体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．０ｎｍ以下の第２の
絶縁層と、 この第２の絶縁層上に配設され、前記第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えたことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 【請求項９】 前記第１および第２の高絶縁破壊電圧層
は、いずれも酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、窒化タンタ
ル（ＴａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および酸化
ジルコニウム（ＺｒＯ）よりなる群のうちのいずれかの
絶縁材料よりなることを特徴とする請求項８記載の磁気
再生ヘッド。 - 【請求項１０】 第１の磁気シールド層と、 この第１の磁気シールド層上に配設され、８．０ｎｍ以
上１１．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層と、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下
の厚みをなす第１の酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）層とが
この順に積層されてなり、全体の厚みが１５．０ｎｍ以
下の第１の絶縁層と、 この第１の絶縁層上に配設された第１のニッケルクロム
合金（ＮｉＣｒ）層と、 この第１のニッケルクロム合金層上に配設され、マンガ
ン白金合金（ＭｎＰｔ）層を最下層とする４層構成のシ
ンセティック反強磁性体被固定層と、非磁性材料よりな
るスペーサ層と、３層構成のフリー層とがこの順に積層
された積層体を含むスピンバルブ構造体と、 少なくとも前記スピンバルブ構造体に、前記フリー層が
露出することとなる所定の深さとなるように、第１の間
隔で隔てられた互いに平行な一対の第１の溝が設けられ
ており、この第１の溝における前記フリー層の露出面上
に配設された、前記フリー層の構成材料と同一の材料よ
りなる追加フリー層と、 この追加フリー層上に配設され、反強磁性材料よりなる
バイアス層と、 このバイアス層上に配設された第２のニッケルクロム合
金層と、 この第２のニッケルクロム合金層上に配設され、前記バ
イアス層および前記第２のニッケルクロム合金層と共に
傾斜した側壁を構成する導電層と、 前記導電層と共に前記側壁を覆うように配設され、２．
０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなすタンタルよりな
り、前記バイアス層、前記第２のニッケルクロム合金層
および前記導電層と共に前記スピンバルブ構造体に対し
て縦方向のバイアスを供給可能な導電積層体を構成する
補助導電層と、 少なくとも前記シンセティック反強磁性被固定層に、前
記マンガン白金合金層が露出することとなる所定の深さ
となるように、前記第１の間隔よりも大きな第２の間隔
で隔てられた互いに平行な一対の第２の溝が設けられて
おり、この第２の溝を満たすように配設された導電リー
ドと、 少なくとも前記導電積層体および前記導電リードを覆う
ように配設され、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚み
をなす第２の酸化タンタル層と、８．０ｎｍ以上１２．
０ｎｍ以下の厚みをなす第２の酸化アルミニウム層とが
積層されてなり、全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．
０ｎｍ以下の第２の絶縁層と、 この第２の絶縁層上に配設され、前記第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えたことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 【請求項１１】 前記シンセティック反強磁性被固定層
は、 １０．０ｎｍ以上１５．０ｎｍ以下の厚みをなす前記マ
ンガン白金合金層と、 １．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄
合金層と、 ０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の厚みをなすルテニウム
層と、 １．０ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄
合金層とがこの順に積層されたものであることを特徴と
する請求項１０記載の磁気再生ヘッド。 - 【請求項１２】 前記フリー層は、 ０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄
合金層と、 １．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みをなすニッケル鉄
合金層と、 ０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす銅層とがこ
の順に積層された構成をなしていることを特徴とする請
求項１０記載の磁気再生ヘッド。 - 【請求項１３】 第１の磁気シールド層と、 この第１の磁気シールド層上に配設され、８．０ｎｍ以
上１１．０ｎｍ以下の厚みをなす第１の酸化アルミニウ
ム（Ａｌ2 Ｏ3 ）層と、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下
の厚みをなす第１の窒化タンタル（ＴａＮ）層とがこの
順に積層されてなり、全体の厚みが１５．０ｎｍ以下の
第１の絶縁層と、 この第１の絶縁層上に配設された第１のニッケルクロム
合金（ＮｉＣｒ）層と、 この第１のニッケルクロム合金層上に配設され、マンガ
ン白金合金（ＭｎＰｔ）層を最下層とする４層構成のシ
ンセティック反強磁性体被固定層と、非磁性材料よりな
るスペーサ層と、３層構成のフリー層とがこの順に積層
された積層体を含むスピンバルブ構造体と、 少なくとも前記スピンバルブ構造体に、前記フリー層が
露出する所定の深さとなるように、第１の間隔で隔てら
れた互いに平行な一対の第１の溝が選択的に設けられて
おり、この第１の溝における前記フリー層の露出面上に
配設された、前記フリー層の構成材料と同一の材料より
なる追加フリー層と、 この追加フリー層上に配設され、反強磁性材料よりなる
バイアス層と、 このバイアス層上に配設された第２のニッケルクロム合
金層と、 この第２のニッケルクロム合金層上に配設され、前記バ
イアス層および前記第２のニッケルクロム合金層と共に
傾斜した側壁を構成する導電層と、 前記導電層と共に前記側壁を覆うように配設され、２．
０ｎｍ以上３．０ｎｍ以下の厚みをなすタンタルよりな
り、前記バイアス層、前記第２のニッケルクロム合金層
および前記導電層と共に前記スピンバルブ構造体に対し
て縦方向のバイアスを供給可能な導電積層体を構成する
補助導電層と、 少なくとも前記シンセティック反強磁性被固定層に、前
記マンガン白金合金層が露出することとなる所定の深さ
となるように、前記第１の間隔よりも大きな第２の間隔
で隔てられた互いに平行な一対の第２の溝が設けられて
おり、この第２の溝を満たすように配設された導電リー
ドと、 少なくとも前記導電積層体および前記導電リードを覆う
ように配設され、４．０ｎｍ以上６．０ｎｍ以下の厚み
をなす第２の窒化タンタル層と、８．０ｎｍ以上１２．
０ｎｍ以下の厚みをなす第２の酸化アルミニウム層とが
積層されてなり、全体の厚みが１４．０ｎｍ以上１６．
０ｎｍ以下の第２の絶縁層と、 この第２の絶縁層上に配設され、前記第１の磁気シール
ド層との間の間隔が７０ｎｍ以下の第２の磁気シールド
層とを備えたことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 【請求項１４】 前記シンセティック反強磁性被固定層
は、 １０．０ｎｍ以上１５．０ｎｍ以下の厚みをなす前記マ
ンガン白金合金層と、 １．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄
合金層と、 ０．６ｎｍ以上０．９ｎｍ以下の厚みをなすルテニウム
層と、 １．０ｎｍ以上２．５ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄
合金層とがこの順に積層された構成をなしていることを
特徴とする請求項１３記載の磁気再生ヘッド。 - 【請求項１５】 前記フリー層は、 ０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなすコバルト鉄
合金層と、 １．５ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚みをなすニッケル鉄
合金層と、 ０．５ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚みをなす銅層とがこ
の順に積層された構成をなしていることを特徴とする請
求項１３記載の磁気再生ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/756009 | 2001-01-08 | ||
| US09/756,009 US6714387B1 (en) | 2001-01-08 | 2001-01-08 | Spin valve head with reduced element gap |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002260205A true JP2002260205A (ja) | 2002-09-13 |
| JP3897152B2 JP3897152B2 (ja) | 2007-03-22 |
Family
ID=25041638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002001746A Expired - Fee Related JP3897152B2 (ja) | 2001-01-08 | 2002-01-08 | 磁気再生ヘッドおよびその形成方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6714387B1 (ja) |
| JP (1) | JP3897152B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011082477A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 磁気トンネル接合デバイスおよびその製造方法 |
| JP2013058768A (ja) * | 2004-06-30 | 2013-03-28 | Headway Technologies Inc | 磁気メモリ構造およびトンネル磁気抵抗効果型再生ヘッドならびにそれらの製造方法 |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6634087B2 (en) * | 2000-12-26 | 2003-10-21 | Headway Technologies, Inc. | Spin valve head having lead overlay |
| JP3939503B2 (ja) * | 2001-03-22 | 2007-07-04 | アルプス電気株式会社 | 磁気検出素子及びその製造方法 |
| US6721143B2 (en) * | 2001-08-22 | 2004-04-13 | Headway Technologies, Inc. | Ferromagnetic/antiferromagnetic bilayer, including decoupler, for longitudinal bias |
| US6668443B2 (en) * | 2001-07-30 | 2003-12-30 | Headway Technologies, Inc. | Process for manufacturing a spin valve recording head |
| US6857180B2 (en) * | 2002-03-22 | 2005-02-22 | Headway Technologies, Inc. | Method for fabricating a patterned synthetic longitudinal exchange biased GMR sensor |
| JP2005101441A (ja) * | 2003-09-26 | 2005-04-14 | Anelva Corp | 磁気抵抗多層膜 |
| US7446982B2 (en) * | 2004-07-01 | 2008-11-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Pinning structure with trilayer pinned layer |
| US7251110B2 (en) | 2005-01-18 | 2007-07-31 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | GMR sensor having layers treated with nitrogen for increased magnetoresistance |
| JP2008016675A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子、それを有する読み取りヘッド並びに記録装置 |
| US9269902B2 (en) * | 2013-12-26 | 2016-02-23 | Intermolecular, Inc. | Embedded resistors for resistive random access memory cells |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56158432A (en) * | 1980-05-12 | 1981-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | Semiconductor device |
| US5302461A (en) | 1992-06-05 | 1994-04-12 | Hewlett-Packard Company | Dielectric films for use in magnetoresistive transducers |
| JPH0766033A (ja) | 1993-08-30 | 1995-03-10 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気抵抗素子ならびにその磁気抵抗素子を用いた磁性薄膜メモリおよび磁気抵抗センサ |
| JPH0877515A (ja) * | 1994-09-06 | 1996-03-22 | Hitachi Ltd | 磁気記録装置の磁気ヘッド |
| US5923503A (en) * | 1995-03-15 | 1999-07-13 | Alps Electric Co., Ltd. | Thin-film magnetic head and production method thereof |
| JP3448698B2 (ja) | 1995-06-27 | 2003-09-22 | 株式会社日立製作所 | 磁気記憶装置及び磁気記録媒体 |
| JP3108637B2 (ja) * | 1996-09-19 | 2000-11-13 | ティーディーケイ株式会社 | 軟磁性薄膜の製造方法 |
| JP2871670B1 (ja) * | 1997-03-26 | 1999-03-17 | 富士通株式会社 | 強磁性トンネル接合磁気センサ、その製造方法、磁気ヘッド、および磁気記録／再生装置 |
| US6188549B1 (en) * | 1997-12-10 | 2001-02-13 | Read-Rite Corporation | Magnetoresistive read/write head with high-performance gap layers |
| US5999379A (en) | 1997-12-11 | 1999-12-07 | International Business Machines Corporation | Spin valve read head with plasma produced metal oxide insulation layer between lead and shield layers and method of making |
| US6445536B1 (en) * | 1998-08-27 | 2002-09-03 | Read-Rite Corporation | Dielectric stencil-defined write head for MR, GMR, and spin valve high density recording heads |
| US6452757B1 (en) * | 1999-10-05 | 2002-09-17 | Seagate Technology Llc | Data sensor including layered dielectric gap |
| US6452761B1 (en) * | 2000-01-14 | 2002-09-17 | International Business Machines Corporation | Magneto-resistive and spin-valve sensor gap with reduced thickness and high thermal conductivity |
| US6466418B1 (en) * | 2000-02-11 | 2002-10-15 | Headway Technologies, Inc. | Bottom spin valves with continuous spacer exchange (or hard) bias |
-
2001
- 2001-01-08 US US09/756,009 patent/US6714387B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-01-08 JP JP2002001746A patent/JP3897152B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-07-08 US US10/614,927 patent/US6927949B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013058768A (ja) * | 2004-06-30 | 2013-03-28 | Headway Technologies Inc | 磁気メモリ構造およびトンネル磁気抵抗効果型再生ヘッドならびにそれらの製造方法 |
| JP2011082477A (ja) * | 2009-10-08 | 2011-04-21 | Korea Advanced Inst Of Sci Technol | 磁気トンネル接合デバイスおよびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20040021991A1 (en) | 2004-02-05 |
| JP3897152B2 (ja) | 2007-03-22 |
| US6714387B1 (en) | 2004-03-30 |
| US6927949B2 (en) | 2005-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7026063B2 (en) | Spin-valve type magnetoresistance sensor and thin-film magnetic head | |
| JP3520170B2 (ja) | 複合型薄膜磁気ヘッド | |
| JP3990751B2 (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 | |
| JP4421822B2 (ja) | ボトムスピンバルブ磁気抵抗効果センサ素子およびその製造方法 | |
| JP3995555B2 (ja) | スピンバルブ型磁気抵抗効果再生ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2011142338A (ja) | Ｃｐｐスピンバルブ素子 | |
| JP2006024349A (ja) | Ｃｐｐ−ｇｍｒ再生ヘッドおよびその製造方法、ならびにシード層 | |
| JP2003045011A (ja) | スピンバルブ型磁気抵抗効果再生ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2010092579A (ja) | 磁気再生ヘッドおよびその形成方法 | |
| JP2008192832A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP4084565B2 (ja) | 巨大磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 | |
| JP3897152B2 (ja) | 磁気再生ヘッドおよびその形成方法 | |
| JP2003174217A (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP2006210907A (ja) | シード層の形成方法ならびにｃｐｐ−ｇｍｒデバイスおよびその製造方法 | |
| JP4463455B2 (ja) | スピンバルブ型構造体およびその形成方法 | |
| JP3587792B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JPH10177706A (ja) | スピンバルブ型薄膜素子 | |
| JP4447538B2 (ja) | スピンバルブ構造の形成方法、ｃｐｐ−ｇｍｒ再生ヘッドの製造方法、強磁性層およびｃｐｐ−ｇｍｒ再生ヘッド | |
| JP2002133614A (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2008124288A (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法、ならびに薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置 | |
| JP3872958B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子及びその製造方法 | |
| JP3188233B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 | |
| JP2000340857A (ja) | 磁気抵抗効果膜及び磁気抵抗効果素子 | |
| JP3561026B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド | |
| JP4183887B2 (ja) | 磁気抵抗効果型ヘッドおよび情報再生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040722 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060622 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060626 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20060920 |
|
| A602 | Written permission of extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A602 Effective date: 20060925 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20061012 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20061012 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20061207 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20061213 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R154 | Certificate of patent or utility model (reissue) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R154 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110105 Year of fee payment: 4 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |