JP2003008108A - Magnetic detecting element and its manufacturing method - Google Patents

Magnetic detecting element and its manufacturing method

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JP2003008108A
JP2003008108A JP2002077752A JP2002077752A JP2003008108A JP 2003008108 A JP2003008108 A JP 2003008108A JP 2002077752 A JP2002077752 A JP 2002077752A JP 2002077752 A JP2002077752 A JP 2002077752A JP 2003008108 A JP2003008108 A JP 2003008108A
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直也 長谷川
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a CPP type magnetic detecting element that generates high reproduction outputs and has not been able to be manufactured by the conventional lithographic technique. SOLUTION: A current limiter layer 27 in which conductive sections and insulating sections mixedly exist is provided on the sense current reaching surface side (upper surface side) of a free magnetic layer 26. Since the effective element area of the CPP magnetic detecting element can be reduced even when the optical element area of the element is increased, the element can be manufactured easily by using a lithographic technique having precision equivalent to that of the conventional lithographic technique and, at the same time, the reproduction output of the element can be increased.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、CPP(current
perpendicular to the plane)型の磁気検出素子に
係り、特に光学的な素子サイズは大きくても実効的な素
子サイズを小さくでき、効果的にしかも容易に再生出力
を向上させることが可能な磁気検出素子及びその製造方
法に関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to CPP (current
perpendicular to the plane) type magnetic detection element, in particular, even if the optical element size is large, the effective element size can be made small, and the reproduction output can be effectively and easily improved. And a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】図23は従来における磁気検出素子の構
造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
2. Description of the Related Art FIG. 23 is a partial cross-sectional view of the structure of a conventional magnetic detecting element as seen from the side facing a recording medium.

【0003】図23に示す符号1はTaなどの下地層で
あり、その上にPtMnなどの反強磁性層2が形成され
ている。さらに前記反強磁性層2の上にはNiFeなど
で形成された固定磁性層3が形成され、前記固定磁性層
3の上にはCuなどで形成された非磁性中間層4が形成
され、さらに前記非磁性中間層4の上にはNiFeなど
で形成されたフリー磁性層5が形成されている。また前
記フリー磁性層5の上にはTaなどの保護層6が形成さ
れている。前記下地層1から保護層6までで多層膜9が
構成される。
Reference numeral 1 shown in FIG. 23 is an underlayer of Ta or the like, on which an antiferromagnetic layer 2 of PtMn or the like is formed. Further, a fixed magnetic layer 3 made of NiFe or the like is formed on the antiferromagnetic layer 2, and a nonmagnetic intermediate layer 4 made of Cu or the like is formed on the fixed magnetic layer 3. A free magnetic layer 5 made of NiFe or the like is formed on the non-magnetic intermediate layer 4. A protective layer 6 made of Ta or the like is formed on the free magnetic layer 5. The multilayer film 9 is composed of the base layer 1 to the protective layer 6.

【0004】前記固定磁性層3の磁化は、前記反強磁性
層2との交換異方性磁界によって図示Y方向に固定され
る。
The magnetization of the pinned magnetic layer 3 is pinned in the Y direction shown by the exchange anisotropic magnetic field with the antiferromagnetic layer 2.

【0005】また前記フリー磁性層5の磁化は、前記フ
リー磁性層5のトラック幅方向(図示X方向)の両側に
形成されたハードバイアス層7、7からの縦バイアス磁
界によって図示X方向に揃えられる。
The magnetization of the free magnetic layer 5 is aligned in the X direction shown by the longitudinal bias magnetic fields from the hard bias layers 7 formed on both sides of the free magnetic layer 5 in the track width direction (X direction shown in the drawing). To be

【0006】図23に示すように、前記ハードバイアス
層7、7の上には電極層8、8が形成されている。なお
トラック幅Twは前記フリー磁性層5の上面のトラック
幅方向(図示X方向)における長さで決定される。
As shown in FIG. 23, electrode layers 8 and 8 are formed on the hard bias layers 7 and 7. The track width Tw is determined by the length of the upper surface of the free magnetic layer 5 in the track width direction (X direction in the drawing).

【0007】図23に示す磁気検出素子のセンス電流の
流れの向きは、多層膜9の各膜面に対しほぼ平行な方向
に流れるCIP(current in the plane)型と呼ば
れるものであり、その模式図は図24に示されている。
The direction of flow of the sense current of the magnetic detecting element shown in FIG. 23 is called a CIP (current in the plane) type which flows in a direction substantially parallel to each film surface of the multilayer film 9, and its pattern is shown. The diagram is shown in FIG.

【0008】図24に示すように、反強磁性層からフリ
ー磁性層までの各層で構成される多層膜のフリー磁性層
の上面の幅はトラック幅Twであり、また前記多層膜の
膜厚はT、前記多層膜のハイト方向(図示Y方向)への
長さはMRhである。
As shown in FIG. 24, the width of the upper surface of the free magnetic layer of the multilayer film composed of the layers from the antiferromagnetic layer to the free magnetic layer is the track width Tw, and the film thickness of the multilayer film is T, the length of the multilayer film in the height direction (Y direction in the drawing) is MRh.

【0009】ここで例えば電流密度(J=I/(MRh
×T))と膜厚Tを一定とし、前記トラック幅Twとハ
イト長さMRhを1/Sに縮小したとすると、前記多層
膜の抵抗値Rは一定であり、よって抵抗変化量ΔRも一
定である。またセンス電流Iは1/S倍となる。したが
って出力ΔV(=ΔR×I)は1/S倍に小さくなって
しまう。
Here, for example, the current density (J = I / (MRh
XT)) and the film thickness T are constant, and the track width Tw and the height length MRh are reduced to 1 / S, the resistance value R of the multilayer film is constant and therefore the resistance change amount ΔR is also constant. Is. Further, the sense current I becomes 1 / S times. Therefore, the output ΔV (= ΔR × I) becomes 1 / S times smaller.

【0010】一方、発熱量Pを一定として、前記トラッ
ク幅Twとハイト長さMRhを1/Sに縮小したとする
と、多層膜の抵抗値Rは一定であり、よって抵抗変化量
ΔRも一定であり、またセンス電流Iも一定であるか
ら、出力ΔVは一定値となる。
On the other hand, assuming that the heat generation amount P is constant and the track width Tw and the height length MRh are reduced to 1 / S, the resistance value R of the multilayer film is constant and therefore the resistance change amount ΔR is also constant. And the sense current I is also constant, the output ΔV has a constant value.

【0011】一方、多層膜の各膜面に対し垂直方向から
センス電流を流すCPP(currentperpendicular to
the plane)型の磁気検出素子の場合は、以下のように
出力(ΔV)が変化する。
On the other hand, a CPP (currentperpendicular to) flow of a sense current from a direction perpendicular to each film surface of the multilayer film.
In the case of the plane) type magnetic detection element, the output (ΔV) changes as follows.

【0012】図25はCPP型の磁気検出素子の模式図
である。図24と同様に、前記磁気検出素子の多層膜の
フリー磁性層の上面の幅で決められるトラック幅はTw
で示され、また前記多層膜の膜厚はT、前記多層膜のハ
イト方向(図示Y方向)への長さはMRhである。
FIG. 25 is a schematic view of a CPP type magnetic sensing element. Similar to FIG. 24, the track width determined by the width of the upper surface of the free magnetic layer of the multilayer film of the magnetic detection element is Tw.
The thickness of the multilayer film is T, and the length of the multilayer film in the height direction (Y direction in the drawing) is MRh.

【0013】ここで上記したCIP型の場合と同様に、
電流密度(J=I/(Tw×MRh))と膜厚Tを一定
とし、前記トラック幅Twとハイト長さMRhを1/S
倍に縮小したとすると、前記多層膜の抵抗値RはS2倍
となり、よって抵抗変化量ΔRもS2倍となる。またセ
ンス電流Iは1/S2倍となる。したがって出力ΔV
(=ΔR×I)は一定である。
As in the case of the CIP type described above,
The current density (J = I / (Tw × MRh)) and the film thickness T are constant, and the track width Tw and the height length MRh are 1 / S.
If it is reduced by a factor of two, the resistance value R of the multilayer film becomes S2 times, and the resistance change amount ΔR also becomes S2 times. Further, the sense current I becomes 1 / S2 times. Therefore, the output ΔV
(= ΔR × I) is constant.

【0014】一方、発熱量Pを一定として、前記トラッ
ク幅Twとハイト長さMRhを1/S倍に縮小したとす
ると、多層膜の抵抗値RはS2倍となり、よって抵抗変
化量ΔRもS2倍となる。またセンス電流Iは1/S倍
となるから、出力ΔVはS倍に大きくなる。
On the other hand, assuming that the heat generation amount P is constant and the track width Tw and the height length MRh are reduced by 1 / S times, the resistance value R of the multilayer film becomes S2 times, and the resistance change amount ΔR also becomes S2. Doubled. Further, since the sense current I becomes 1 / S times, the output ΔV becomes S times larger.

【0015】このように素子サイズの狭小化が進むと、
CIP型よりもCPP型にする方が再生出力ΔVを大き
くでき、CPP型は、今後の高記録密度化に伴う素子サ
イズの狭小化に適切に対応できるものと期待された。
As the element size becomes narrower in this way,
It is expected that the CPP type can increase the reproduction output ΔV more than the CIP type, and the CPP type can appropriately cope with the narrowing of the element size accompanying the future increase in recording density.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらCPP型
の磁気検出素子は、前記トラック幅Tw及びハイト方向
への長さMRhが0.1μm以下とならないと(すなわ
ち素子面積が0.01μm2以下とならないと)、CI
P型よりも効果的に高い再生出力を得られないことがわ
かった。
However, in the CPP type magnetic sensing element, the track width Tw and the length MRh in the height direction must be 0.1 μm or less (that is, the element area must be 0.01 μm 2 or less). ), CI
It was found that a higher reproduction output could not be obtained effectively than the P type.

【0017】今後の高記録密度化に伴って素子サイズは
徐々に小さくなっていくものと考えられるが、0.1μ
m角の素子面積を有する磁気検出素子を形成すること
は、現時点でのフォトリソグラフィー技術の精度では極
めて困難であるとともに、あまり素子サイズを小さくし
すぎても、記録媒体からの漏れ磁界を有効に前記磁気検
出素子で検出することができなくなり、再生出力の低下
や再生波形の安定性の低下を招くものと考えられる。
It is considered that the element size will gradually decrease with the increase in recording density in the future.
Forming a magnetic detection element having an element area of m square is extremely difficult with the accuracy of the photolithography technology at the present time, and even if the element size is made too small, the leakage magnetic field from the recording medium is effectively made. It is considered that the magnetic field cannot be detected by the magnetic detection element, resulting in a decrease in reproduction output and a decrease in reproduction waveform stability.

【0018】そこで本発明は上記従来の課題を解決する
ためのものであり、光学的な素子サイズを小さくするこ
となく、実効的な素子サイズを小さくでき、効果的にし
かも容易に再生出力を向上させることが可能な磁気検出
素子及びその製造方法を提供することを目的としてい
る。
Therefore, the present invention is intended to solve the above-mentioned conventional problems. The effective element size can be reduced without reducing the optical element size, and the reproduction output can be improved effectively and easily. An object of the present invention is to provide a magnetic detection element that can be made to operate and a method for manufacturing the same.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】本発明は、反強磁性層、
固定磁性層、非磁性中間層及びフリー磁性層を有する多
層膜が設けられ、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に
電流が流れる磁気検出素子において、前記フリー磁性層
の上面あるいは下面の少なくとも一方に、直接にあるい
は他層を介して絶縁部と導電部とが混在した電流制限層
が設けられていることを特徴とするものである。
The present invention provides an antiferromagnetic layer,
In a magnetic sensing element provided with a multilayer film having a pinned magnetic layer, a non-magnetic intermediate layer and a free magnetic layer, and a current flows in a direction perpendicular to the film surface of each layer of the multilayer film, at least the upper surface or the lower surface of the free magnetic layer On the other hand, the present invention is characterized in that a current limiting layer in which an insulating portion and a conductive portion are mixed is provided directly or through another layer.

【0020】本発明はCPP型の磁気検出素子であり、
センス電流は、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に流
れる。
The present invention is a CPP type magnetic sensing element,
The sense current flows in the direction perpendicular to the film surface of each layer of the multilayer film.

【0021】従って前記センス電流は、前記電流制限層
内を垂直に流れるが、本発明では、フリー磁性層の上面
あるいは少なくとも一方に直接にあるいは他層を介して
設けられた前記電流制限層を絶縁部と導電部とが混在す
る構成としているから、前記センス電流は前記導電部内
のみに流れることになる。
Therefore, the sense current flows vertically in the current limiting layer, but in the present invention, the current limiting layer provided directly on the upper surface or at least one of the free magnetic layers or through another layer is insulated. Since the part and the conductive part are mixed, the sense current flows only in the conductive part.

【0022】このため電極層から前記電流制限層を介し
てフリー磁性層内に流れるセンス電流は、前記フリー磁
性層内を前記導電部と対向する部分のみに局部的に流れ
る(この部分の電流密度が局所的に高くなることにな
る)。
Therefore, the sense current flowing from the electrode layer into the free magnetic layer through the current limiting layer locally flows in the free magnetic layer only in the portion facing the conductive portion (current density in this portion). Will be locally high).

【0023】したがって本発明によれば、膜面と平行な
方向におけるフリー磁性層の素子面積(この素子面積を
光学的な素子面積という)を従来と同程度に大きく形成
しても実際に前記フリー磁性層内にセンス電流が流れ
て、磁気抵抗効果に関与する素子面積(この素子面積を
実効的な素子面積という)を小さくでき、よって従来と
同程度の精度を有するフォトリソグラフィー技術を用い
て光学的な素子サイズが大きい前記磁気検出素子を形成
しても、再生出力の高いCPP型の磁気検出素子を容易
に形成することができる。
Therefore, according to the present invention, even if the element area of the free magnetic layer in the direction parallel to the film surface (this element area is called an optical element area) is formed to be as large as the conventional one, the free magnetic layer is actually free. A sense current flows in the magnetic layer, and the element area involved in the magnetoresistive effect (this element area is called the effective element area) can be reduced. Even if the magnetic detection element having a large element size is formed, a CPP type magnetic detection element having a high reproduction output can be easily formed.

【0024】また素子サイズを従来と同程度に大きく形
成できるから、記録媒体からの外部磁界を効果的に前記
磁気検出素子で検出することが可能であり、再生出力の
向上、再生波形の安定性の向上を図ることが可能であ
る。
Further, since the element size can be made as large as the conventional one, the external magnetic field from the recording medium can be effectively detected by the magnetic detection element, the reproduction output is improved, and the reproduction waveform stability is improved. Can be improved.

【0025】また本発明では、前記電流制限層の下面あ
るいは上面のどちらか一方あるいは両方に、貴金属材料
層が形成されていることが好ましい。本発明では前記電
流制限層は、これを縦断面(膜厚方向から切断した面)
で見たときに、開口部(すなわちセンス電流の電流経路
となる部分)と非開口部の導電率のコントラストが高い
ことが必要である。
Further, in the present invention, it is preferable that a noble metal material layer is formed on one or both of the lower surface and the upper surface of the current limiting layer. In the present invention, the current limiting layer has a vertical cross section (a plane cut in the film thickness direction).
In view of the above, it is necessary that the contrast of the conductivity of the opening (that is, the portion that becomes the current path of the sense current) and the non-opening is high.

【0026】図26は、上記したコントラストが悪い例
であり、図26に示すように、GMR膜上一面に凹凸の
ある絶縁膜(絶縁部)が形成されている。このような絶
縁膜の形成は例えば酸化が必要以上に進んだ場合であ
る。そしてこの絶縁膜の上に導電膜が形成され、この絶
縁膜と導電膜とで電流制限層が構成されている。しかし
図26に示す例では、前記絶縁膜がGMR膜上の一面に
形成されているので、この電流制限層内を通過する電流
(矢印で示されている)が、膜厚の薄い絶縁膜の部分に
流れやすくなるものの適切に電流経路を絞り込むことが
できず、コンタクト抵抗値が増大するだけで、見かけ上
のΔR*A(抵抗変化量*素子面積)は適切に改善され
ない。
FIG. 26 is an example of the above-mentioned poor contrast. As shown in FIG. 26, an insulating film (insulating portion) having irregularities is formed on the entire surface of the GMR film. The formation of such an insulating film is, for example, when the oxidation proceeds more than necessary. Then, a conductive film is formed on the insulating film, and the insulating film and the conductive film form a current limiting layer. However, in the example shown in FIG. 26, since the insulating film is formed on one surface of the GMR film, the current (indicated by the arrow) passing through the current limiting layer is the same as that of the thin insulating film. Although the current can easily flow to the portion, the current path cannot be narrowed down appropriately, and the contact resistance value only increases, so that the apparent ΔR * A (resistance change amount * element area) is not appropriately improved.

【0027】一方、図27は、上記したコントラストが
良好な例であり、図27に示すようにGMR膜上には、
貴金属で形成された下地層の上に電流制限層が形成され
ている。
On the other hand, FIG. 27 is an example in which the above-mentioned contrast is good, and as shown in FIG. 27, on the GMR film,
A current limiting layer is formed on the base layer made of a noble metal.

【0028】前記電流制限層を構成する絶縁膜(絶縁
部)は前記下地層上に例えば島状に点在して形成され、
前記絶縁膜間には、下面から上面にかけて複数の孔が形
成され、この孔が開口部となる。そして導電膜(導電
部)がこの孔内を埋めている。図27に示す例では、開
口部(孔)と非開口部(絶縁部)とのコントラストが良
好で、前記電流制限層内を流れる電流(矢印で示されて
いる)は、前記開口部に集中して流れ、適切に電流経路
が絞り込まれている。よって図26の例に比べて見かけ
上のΔR*A(抵抗変化量*素子面積)を向上させるこ
とができ、再生出力等の再生特性の向上を適切に図るこ
とができる。
The insulating film (insulating portion) forming the current limiting layer is formed on the base layer in a scattered island shape,
A plurality of holes are formed from the lower surface to the upper surface between the insulating films, and these holes serve as openings. A conductive film (conductive portion) fills the inside of this hole. In the example shown in FIG. 27, the contrast between the opening (hole) and the non-opening (insulating portion) is good, and the current flowing through the current limiting layer (indicated by the arrow) is concentrated in the opening. Then, the current path is appropriately narrowed. Therefore, apparent ΔR * A (resistance change amount * element area) can be improved as compared with the example of FIG. 26, and reproduction characteristics such as reproduction output can be appropriately improved.

【0029】上記したコントラストを良好にするには図
27に示すように、貴金属の下地層を敷くことが好まし
い。前記貴金属の下地層は、表面エネルギー(γs)が
小さく、適切に前記下地層上に例えば島状の絶縁膜を成
長させることができる。このように島状に膜成長するこ
とをVolmer−Weber(VW)型成長と呼ぶ。
このVW型成長の詳細については、日本応用磁気学会誌
「薄膜成長プロセス概論」Vol.14,No.3,1
990(P527−P531)を参照されたい。
In order to improve the above-mentioned contrast, it is preferable to lay a noble metal underlayer as shown in FIG. The noble metal underlayer has a small surface energy (γs), and an island-shaped insulating film, for example, can be appropriately grown on the underlayer. Such island-shaped film growth is called Volmer-Weber (VW) type growth.
For details of this VW-type growth, see "Approach to Thin Film Growth Process" Vol. 14, No. 3,1
990 (P527-P531).

【0030】また前記貴金属の下地層を敷くことで、例
えば前記下地層上に金属の薄い膜を島状に膜成長させ、
この薄い膜を酸化したとき、この酸化が前記下地層の下
に形成されているGMR膜にまで及ばない。GMR膜に
まで酸化が及ぶと図26のようにコントラストが悪化す
るが、GMR膜にまで酸化が及ばないから開口部と非開
口部とのコントラストを良好に保つことができるのであ
る。
Further, by laying the noble metal underlayer, for example, a thin metal film is grown in an island shape on the underlayer,
When this thin film is oxidized, this oxidation does not reach the GMR film formed under the underlayer. When the GMR film is oxidized, the contrast is deteriorated as shown in FIG. 26. However, since the GMR film is not oxidized, the contrast between the opening and the non-opening can be kept good.

【0031】また前記電流制限層の上に前記貴金属元素
からなる層(保護層)を設けることで、前記電流制限層
形成後、製造工程中に施される熱処理により前記電流制
限層上に形成された層にまで酸素が拡散せず、依然とし
て良好なコントラストを保つことができるのである。
By providing a layer (protective layer) made of the noble metal element on the current limiting layer, the current limiting layer is formed on the current limiting layer by a heat treatment performed during a manufacturing process. Oxygen does not diffuse into the layer, and good contrast can still be maintained.

【0032】本発明では、前記貴金属材料層は、Ru、
Pt、Au、Rh、Ir、Pd、Os、Reのうちいず
れか1種または2種以上の貴金属材料で形成されている
ことが好ましい。あるいは前記貴金属材料層に代えてC
u層が形成されていてもよい。
In the present invention, the noble metal material layer is made of Ru,
It is preferable to be formed of one or more precious metal materials selected from Pt, Au, Rh, Ir, Pd, Os, and Re. Or, instead of the noble metal material layer, C
A u layer may be formed.

【0033】また本発明では、少なくとも前記フリー磁
性層の電流到達面側に、直接的にあるいは他層を介して
前記電流制限層が設けられていることが好ましい。これ
により適切にセンス電流の電流経路を絞り込み、実効的
な素子面積を小さくできるので、再生出力の高いCPP
型磁気検出素子を製造することが可能になる。
Further, in the present invention, it is preferable that the current limiting layer is provided at least on the current reaching surface side of the free magnetic layer, either directly or through another layer. As a result, the current path of the sense current can be appropriately narrowed down, and the effective element area can be reduced.
It becomes possible to manufacture the magnetic type magnetic sensing element.

【0034】また本発明では、前記電流制限層の前記絶
縁部は、少なくとも前記電流制限層の上面から下面にま
で通じる複数の孔が設けられた絶縁材料膜であり、この
孔内に前記導電部となる導電性材料膜が埋め込まれてい
ることが好ましい。
Further, in the present invention, the insulating portion of the current limiting layer is an insulating material film provided with a plurality of holes communicating at least from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer, and the conductive portion is provided in the holes. It is preferable that a conductive material film that becomes

【0035】または本発明では、前記電流制限層の前記
絶縁部は、膜面と平行な平面から見たときに連続して延
びる溝を有し、この溝は前記電流制限層の上面から下面
にまで通じて形成されており、前記溝内に前記導電部と
なる導電性材料が埋め込まれていることが好ましい。
Alternatively, in the present invention, the insulating portion of the current limiting layer has a groove that extends continuously when viewed from a plane parallel to the film surface, and the groove extends from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer. It is preferable that a conductive material serving as the conductive portion is embedded in the groove.

【0036】あるいは本発明では、前記電流制限層の前
記絶縁部は、前記電流制限層の上面から下面にまで通じ
る孔と、膜面と平行な平面から見たときに連続して延
び、前記電流制限層の上面から下面にまで通じる溝とが
混在した絶縁材料膜であり、前記孔及び溝内に前記導電
部となる導電性材料が埋め込まれていることが好まし
い。
Alternatively, in the present invention, the insulating portion of the current limiting layer extends continuously from a hole extending from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer when seen from a plane parallel to the film surface, It is preferable that it is an insulating material film in which a groove communicating from the upper surface to the lower surface of the limiting layer is mixed, and a conductive material to be the conductive portion is embedded in the hole and the groove.

【0037】また本発明では、前記絶縁材料膜は、酸化
膜あるいは窒化膜で形成されることが好ましい。このと
き前記酸化膜は、Ag、Cu、Zn、Ge、Pb、A
l、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、
W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素のうちいずれ
か1種または2種以上の酸化物からなる絶縁材料で形成
されることが好ましい。
Further, in the present invention, the insulating material film is preferably formed of an oxide film or a nitride film. At this time, the oxide film is formed of Ag, Cu, Zn, Ge, Pb, A.
l, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo,
It is preferably formed of an insulating material made of an oxide of one or more of W, Fe, Co, Si, Ni, and a rare earth element.

【0038】また前記窒化膜は、Ag、Cu、Zn、G
e、Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、
Nb、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素
のうちいずれか1種または2種以上の窒化物からなる絶
縁材料で形成されることが好ましい。
The nitride film is made of Ag, Cu, Zn, G
e, Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V,
It is preferable to use an insulating material made of a nitride of any one or more of Nb, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, and a rare earth element.

【0039】あるいは本発明では、前記電流制限層の前
記導電部は導電性粒子であり、前記導電性粒子は前記絶
縁部となる絶縁性材料層内に分散されていることが好ま
しい。
Alternatively, in the present invention, it is preferable that the conductive portion of the current limiting layer is a conductive particle, and the conductive particle is dispersed in an insulating material layer that serves as the insulating portion.

【0040】具体的な例としては、前記電流制限層は、
Feを主成分とした前記導電部となる微結晶粒が、T
i、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W及び希土類元素
から選ばれる1種または2種以上の元素Mと、Oあるい
はNとの化合物を含む前記絶縁部となる非晶質中に分散
された膜構成であることが好ましい。
As a specific example, the current limiting layer is
The fine crystal grains mainly composed of Fe and serving as the conductive portion are
i, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, and one or more elements M selected from rare earth elements and O or N dispersed in an amorphous material serving as the insulating portion. It is preferable that the film has a different film structure.

【0041】なお上記の場合、前記電流制限層は、Fe
aMbOcの組成式を有し、組成比a、b、cは原子%
で、40≦a≦50、10≦b≦30、20≦c≦40
であり、a+b+c=100なる関係を満たすことが好
ましい。
In the above case, the current limiting layer is made of Fe.
It has a composition formula of aMbOc, and composition ratios a, b and c are atomic%
40 ≦ a ≦ 50, 10 ≦ b ≦ 30, 20 ≦ c ≦ 40
And it is preferable to satisfy the relationship of a + b + c = 100.

【0042】また本発明では、前記電流制限層は、Fe
dMeNfの組成式を有し、組成比d、e、fは原子%
で、60≦d≦70、10≦e≦15、19≦f≦25
であり、d+e+f=100なる関係を満たすことが好
ましい。
In the present invention, the current limiting layer is Fe.
It has a composition formula of dMeNf and the composition ratios d, e, and f are atomic%.
, 60 ≦ d ≦ 70, 10 ≦ e ≦ 15, 19 ≦ f ≦ 25
And it is preferable to satisfy the relationship of d + e + f = 100.

【0043】また本発明では、前記絶縁材料膜は主とし
てCoが酸化された層であり、この絶縁材料膜内に、R
u、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、Os、Re、C
u、Agのうちいずれか1種または2種以上の金属材料
で形成された導電性粒子が分散していてもよい。
Further, in the present invention, the insulating material film is a layer in which Co is mainly oxidized, and R is contained in the insulating material film.
u, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, Os, Re, C
Conductive particles formed of a metal material of one or more of u and Ag may be dispersed.

【0044】または本発明では、前記電流制限層の前記
絶縁部は絶縁性粒子であり、前記絶縁性粒子は、前記導
電部となる導電性材料膜内に分散されていてもよい。
Alternatively, in the present invention, the insulating portion of the current limiting layer may be insulating particles, and the insulating particles may be dispersed in a conductive material film to be the conductive portion.

【0045】上記した電流制限層では、いずれも適切に
絶縁部と導電部とが混在する膜構成とすることができ、
実効的な素子サイズの狭小化を適切に図ることが可能で
ある。
In each of the above current limiting layers, a film structure in which an insulating portion and a conductive portion are appropriately mixed can be used,
It is possible to appropriately reduce the effective element size.

【0046】また本発明における磁気検出素子の製造方
法は、以下の工程を有することを特徴とするものであ
る。 (a)下から第1の電極層、反強磁性層、固定磁性層、
非磁性中間層、およびフリー磁性層の順で多層膜を積層
し、さらに前記フリー磁性層の上面に絶縁材料膜をスパ
ッタ成膜し、このとき前記絶縁材料膜に、前記絶縁材料
膜の上面から下面にまで通じる複数の孔を形成する工程
と、(b)前記絶縁材料膜上に導電性材料膜をスパッタ
成膜し、このとき前記絶縁材料膜に形成された孔内を前
記導電性材料膜で埋める工程と、(c)前記絶縁材料膜
と導電性材料膜とで構成された電流制限層上に第2の電
極層を形成する工程。
The method for manufacturing a magnetic sensing element according to the present invention is characterized by including the following steps. (A) From the bottom, a first electrode layer, an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer,
A non-magnetic intermediate layer and a free magnetic layer are laminated in this order, and an insulating material film is sputtered on the upper surface of the free magnetic layer. At this time, the insulating material film is formed on the upper surface of the insulating material film from the upper surface. A step of forming a plurality of holes extending to the lower surface, and (b) forming a conductive material film on the insulating material film by sputtering, and forming the conductive material film inside the holes formed in the insulating material film at this time. And (c) forming a second electrode layer on the current limiting layer composed of the insulating material film and the conductive material film.

【0047】上記の工程によって、フリー磁性層の上面
に容易に、例えば下面から上面にまで通じる複数の孔が
設けられた絶縁材料膜と、この孔内に埋め込まれた導電
材料層とで構成される電流制限層を容易に形成すること
が可能である。
By the steps described above, the free magnetic layer is composed of an insulating material film in which a plurality of holes easily communicating, for example, from the lower surface to the upper surface, and a conductive material layer embedded in the holes are easily formed. It is possible to easily form the current limiting layer.

【0048】また本発明では、前記(a)工程で、貴金
属元素からなる下地層を形成し、その後、前記下地層の
上に前記絶縁材料膜を形成することが好ましい。このと
き前記下地層をRu、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、
Os、Reのうちいずれか1種または2種以上の貴金属
材料で形成することが好ましい。
Further, in the present invention, it is preferable that in the step (a), a base layer made of a noble metal element is formed, and then the insulating material film is formed on the base layer. At this time, the underlayer is made of Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd,
It is preferable to form the noble metal material of at least one of Os and Re.

【0049】あるいは前記(a)工程で、Cuからなる
下地層を形成し、その後、前記下地層の上に前記絶縁材
料膜を形成してもよい。
Alternatively, in the step (a), an underlayer made of Cu may be formed, and then the insulating material film may be formed on the underlayer.

【0050】また本発明では、前記(a)工程で、前記
絶縁材料膜をスパッタ成膜するとき、前記絶縁材料膜を
前記フリー磁性層上あるいは下地層上で不連続体膜とし
て形成することが好ましい。これにより、前記絶縁材料
膜に例えば下面から上面にまで通じる複数の孔を形成す
ることが容易になる。前記絶縁材料膜を不連続体膜とす
るには、材料の選定とスパッタ条件が重要である。スパ
ッタ条件とは、基板温度やArガス圧、基板とターゲッ
ト間の距離などである。
In the present invention, when the insulating material film is formed by sputtering in the step (a), the insulating material film may be formed as a discontinuous film on the free magnetic layer or the underlayer. preferable. This makes it easy to form a plurality of holes in the insulating material film, for example, from the lower surface to the upper surface. In order to make the insulating material film a discontinuous film, material selection and sputtering conditions are important. The sputtering conditions include the substrate temperature, Ar gas pressure, the distance between the substrate and the target, and the like.

【0051】また上記したように、前記貴金属元素から
なる下地層を敷いておくと、前記絶縁材料膜を特に不連
続体膜として形成しやすくなる。その理由は前記下地層
の表面エネルギーはGMR膜表面に比べて低く、元素が
凝集して核を形成しやすいからである。
Further, as described above, when the underlayer made of the noble metal element is laid, the insulating material film is particularly easy to form as a discontinuous film. The reason is that the surface energy of the underlayer is lower than that of the surface of the GMR film, and the elements tend to aggregate to form nuclei.

【0052】また本発明では、前記絶縁材料膜を、A
l、Si、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、
Mo、W、Fe、Ni、Coのうちいずれか1種または
2種以上の酸化物からなる絶縁材料でスパッタ成膜し、
このとき前記絶縁材料膜に下面から上面にまで通じる複
数の孔あるいは膜面と平行な平面から見たときに連続し
て延びる溝が残された状態でスパッタを止めることが好
ましい。
In the present invention, the insulating material film is
l, Si, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb,
Mo, W, Fe, Ni, Co any one kind or two or more kinds of the insulating material consisting of an oxide is sputter-deposited.
At this time, it is preferable to stop the sputtering in a state in which a plurality of holes communicating from the lower surface to the upper surface or grooves continuously extending when viewed from a plane parallel to the film surface are left in the insulating material film.

【0053】また本発明では、前記(a)工程の絶縁材
料膜の形成時において、まずAg、Cu、Zn、Ge、
Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、N
b、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素の
うちいずれか1種または2種以上の金属元素をスパッタ
で形成し、この金属元素からなる膜に下面から上面にま
で通じる複数の孔あるいは膜面と平行な平面から見たと
きに連続して延びる溝が残された状態でスパッタを止
め、その後、前記金属元素からなる膜を酸化し、この酸
化膜を絶縁材料膜とすることが好ましい。
In the present invention, when forming the insulating material film in the step (a), first, Ag, Cu, Zn, Ge,
Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, N
b, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, or one or more metal elements selected from rare earth elements are formed by sputtering, and a plurality of metal elements that pass from the lower surface to the upper surface are formed in the film made of the metal elements. Stopping sputtering in the state where a hole or a groove extending continuously when viewed from a plane parallel to the film surface is left, then oxidizing the film made of the metal element, and using this oxide film as an insulating material film. Is preferred.

【0054】上記したように、酸化工程が必要な場合、
特に前記電流制限層の下には貴金属元素で形成された下
地層を敷いておくことで、前記下地層の下に形成された
GMR膜まで前記酸化が及ぶのを適切に回避することが
でき、前記電流制限層の開口部と非開口部とのコントラ
ストを良好に保つことができる。
As mentioned above, when an oxidation step is required,
In particular, by laying an underlayer formed of a noble metal element under the current limiting layer, it is possible to appropriately prevent the oxidation from reaching the GMR film formed under the underlayer. It is possible to maintain good contrast between the opening and the non-opening of the current limiting layer.

【0055】また本発明では、前記絶縁材料膜を、A
l、Si、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、
Mo、W、Fe、Ni、Coのうちいずれか1種または
2種以上の窒化物からなる絶縁材料でスパッタ成膜し、
このとき前記絶縁材料膜に下面から上面にまで通じる複
数の孔あるいは膜面と平行な平面から見たときに連続し
て延びる溝が残された状態でスパッタを止めることが好
ましい。
In the present invention, the insulating material film is
l, Si, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb,
Sputter deposition is performed using an insulating material composed of one or more nitrides of Mo, W, Fe, Ni and Co.
At this time, it is preferable to stop the sputtering in a state in which a plurality of holes communicating from the lower surface to the upper surface or grooves continuously extending when viewed from a plane parallel to the film surface are left in the insulating material film.

【0056】あるいは本発明では、前記(a)工程の絶
縁材料膜の形成時において、まずAg、Cu、Zn、G
e、Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、
Nb、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素
のうちいずれか1種または2種以上の金属元素をスパッ
タで形成し、この金属元素からなる膜に下面から上面に
まで通じる複数の孔あるいは膜面と平行な平面から見た
ときに連続して延びる溝が残された状態でスパッタを止
め、その後、前記金属元素からなる膜を窒化し、この窒
化膜を絶縁材料膜とすることが好ましい。
Alternatively, in the present invention, when forming the insulating material film in the step (a), first, Ag, Cu, Zn and G are formed.
e, Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V,
Nb, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, and one or more metal elements selected from the rare earth elements are formed by sputtering, and a plurality of metal elements that pass from the lower surface to the upper surface of the film made of the metal elements are formed. Stopping sputtering in a state where a hole or a groove extending continuously when viewed from a plane parallel to the film surface is left, and then nitriding the film made of the metal element, and using this nitride film as an insulating material film. Is preferred.

【0057】また本発明における磁気検出素子の製造方
法は、以下の工程を有することを特徴とするものであ
る。(d)下から第1の電極層、反強磁性層、固定磁性
層、非磁性中間層、およびフリー磁性層の順で多層膜を
積層し、さらに前記フリー磁性層の上面に、FeaMbO
c(ただし元素MはTi、Zr、Hf、Nb、Ta、M
o、W及び希土類元素から選ばれる1種または2種以上
の元素)なる組成式を有し、組成比a、b、cは原子%
で、40≦a≦50、10≦b≦30、20≦c≦40
で、a+b+c=100なる関係を満たし、またFeを
主成分とした微結晶粒が、元素MとOとの化合物を含む
非晶質中に分散された膜構成を有する、電流制限層をス
パッタ成膜する工程と、(e)前記電流制限層上に第2
の電極層を形成する工程。
The method of manufacturing a magnetic sensing element according to the present invention is characterized by including the following steps. (D) A first electrode layer, an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer, a nonmagnetic intermediate layer, and a free magnetic layer are laminated in this order from the bottom, and FeaMbO is further formed on the upper surface of the free magnetic layer.
c (However, element M is Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, M
O, W and one or more elements selected from rare earth elements), and the composition ratios a, b and c are atomic%
40 ≦ a ≦ 50, 10 ≦ b ≦ 30, 20 ≦ c ≦ 40
Where a + b + c = 100 is satisfied, and fine crystal grains containing Fe as a main component are dispersed in an amorphous material containing a compound of elements M and O to form a current limiting layer by sputtering. A step of forming a film, and (e) a second layer on the current limiting layer.
Forming an electrode layer of.

【0058】本発明では、上記した電流制限層を熱処理
し、この熱処理によって膜内の酸化されやすい元素の酸
化を促進させて、前記電流制限層の開口部の割合(比
率)を調整することが好ましい。前記開口部の割合は全
体の10%〜30%程度であることが好ましい。
In the present invention, the above-mentioned current limiting layer is heat-treated, and this heat treatment promotes the oxidation of the element that is easily oxidized in the film to adjust the ratio of the openings of the current limiting layer. preferable. The ratio of the openings is preferably about 10% to 30% of the whole.

【0059】あるいは本発明では、前記(d)工程のF
eaMbOcに代えて、FedMeNf(ただし元素Mは、T
i、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W及び希土類元素
から選ばれる1種または2種以上の元素)からなる組成
式を有し、組成比d、e、fは原子%で、60≦d≦7
0、10≦e≦15、19≦f≦25で、d+e+f=
100なる関係を満たし、またFeを主成分とした微結
晶粒が、元素MとNとの化合物を含む非晶質中に分散さ
れた膜構成を有する、電流制限層をスパッタ成膜しても
よい。
Alternatively, in the present invention, F in the step (d) is
Instead of eaMbOc, FedMeNf (provided that the element M is T
i, Zr, Hf, Nb, Ta, Mo, W, and one or more elements selected from rare earth elements), and the composition ratios d, e, and f are atomic% and 60 ≦ d ≦ 7
0, 10 ≦ e ≦ 15, 19 ≦ f ≦ 25, and d + e + f =
Even if the current limiting layer is formed by sputtering, the relationship of 100 is satisfied, and fine crystal grains containing Fe as a main component are dispersed in an amorphous material containing a compound of the elements M and N. Good.

【0060】上記の製造方法では、フリー磁性層の上面
に、Feを主成分とした微結晶粒が、Ti、Zr、H
f、Nb、Ta、Mo、W及び希土類元素から選ばれる
1種または2種以上の元素Mと、OあるいはNとの化合
物を含む非晶質中に分散された電流制限層を容易に形成
することができる。
In the above manufacturing method, fine crystal grains containing Fe as a main component are formed on the upper surface of the free magnetic layer as Ti, Zr, and H.
Easily forming a current limiting layer dispersed in an amorphous material containing a compound of one or more elements M selected from f, Nb, Ta, Mo, W and rare earth elements and O or N. be able to.

【0061】また本発明では、前記(d)工程のFea
MbOcに代えて、電流制限層を、Coと、Ru、Pt、
Au、Rh、Ir、Pd、Os、Re、Cu、Agのう
ちいずれか1種または2種以上の金属元素を含む材料を
スパッタ成膜した後、熱処理を施すことでCoを酸化し
て形成してもよい。
Further, in the present invention, Fea in the step (d) is
Instead of MbOc, the current limiting layer is made of Co, Ru, Pt,
It is formed by sputtering Co by oxidizing a material containing a metal element of one or more of Au, Rh, Ir, Pd, Os, Re, Cu and Ag, and then oxidizing the Co by heat treatment. May be.

【0062】また本発明では、前記(d)工程におい
て、前記電流制限層を形成する前に、前記フリー磁性層
の上面に貴金属材料からなる下地層を形成することが好
ましい。
In the present invention, in the step (d), it is preferable to form an underlayer made of a noble metal material on the upper surface of the free magnetic layer before forming the current limiting layer.

【0063】特に上記したように電流制限層に対し熱処
理を施して酸化層の割合を進行させる製造工程を用いる
場合には、前記電流制限層の下に貴金属元素からなる下
地層を設けることで、前記下地層の下に形成されたGM
R膜にまで酸化が及ばないようにすることが可能であ
る。
In particular, when using the manufacturing process in which the current limiting layer is subjected to the heat treatment to advance the ratio of the oxide layer as described above, by providing an underlayer made of a noble metal element under the current limiting layer, GM formed under the underlayer
It is possible to prevent the R film from being oxidized.

【0064】なお前記下地層をRu、Pt、Au、R
h、Ir、Pd、Os、Reのうちいずれか1種または
2種以上の貴金属材料で形成することが好ましい。ある
いは前記(d)工程において、前記電流制限層を形成す
る前に、前記フリー磁性層の上面にCuからなる下地層
を形成することが好ましい。
The base layer is made of Ru, Pt, Au, R
It is preferable to use any one or more of noble metal materials selected from h, Ir, Pd, Os and Re. Alternatively, in the step (d), it is preferable to form an underlayer made of Cu on the upper surface of the free magnetic layer before forming the current limiting layer.

【0065】また本発明では、前記電流制限層を形成
後、前記電流制限層の上面に、Pt、Au、Rh、I
r、Pd、Os、Reのうちいずれか1種または2種以
上の貴金属材料からなる保護層を形成することが好まし
い。あるいは電流制限層を形成後、前記電流制限層の上
面に、Cuからなる保護層を形成することが好ましい磁
気検出素子の製造工程において、前記電流制限層を形成
した後、熱処理を施す場合があるが、前記貴金属元素か
らなる保護層を設けたことで、前記電流制限層上に形成
された層への酸素の拡散を適切に防止することが可能で
ある。なおかかる場合、前記保護層を第2の電極層とす
ることができる。
Further, in the present invention, after forming the current limiting layer, Pt, Au, Rh and I are formed on the upper surface of the current limiting layer.
It is preferable to form a protective layer made of one or more precious metal materials selected from r, Pd, Os, and Re. Alternatively, after forming the current limiting layer, it is preferable to form a protective layer made of Cu on the upper surface of the current limiting layer. In the manufacturing process of the magnetic sensing element, heat treatment may be performed after the current limiting layer is formed. However, by providing the protective layer made of the noble metal element, it is possible to appropriately prevent the diffusion of oxygen into the layer formed on the current limiting layer. In such a case, the protective layer can be the second electrode layer.

【0066】また本発明では、下から、第1の電極層、
電流制限層、フリー磁性層、非磁性中間層、固定磁性層
及び反強磁性層の順で多層膜を積層するものであっても
よい。
In the present invention, from the bottom, the first electrode layer,
A multilayer film may be laminated in the order of the current limiting layer, the free magnetic layer, the non-magnetic intermediate layer, the pinned magnetic layer and the antiferromagnetic layer.

【0067】[0067]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態の磁
気検出素子(シングルスピンバルブ型磁気抵抗効果素
子)の全体構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。なお、図1ではX方向に延びる素子の中央
部分のみを破断して示している。
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of the entire structure of a magnetic detection element (single spin valve type magnetoresistive effect element) according to a first embodiment of the present invention, as viewed from the side facing a recording medium. . In FIG. 1, only the central portion of the element extending in the X direction is cut away.

【0068】図1に示す磁気検出素子の上下には、ギャ
ップ層(図示せず)を介してシールド層(図示せず)が
設けられており、前記磁気検出素子、ギャップ層及びシ
ールド層を合わせてMRヘッドと呼ばれる。
Shield layers (not shown) are provided above and below the magnetic detection element shown in FIG. 1 via a gap layer (not shown), and the magnetic detection element, the gap layer and the shield layer are combined. Is called an MR head.

【0069】なお図1に示す電極層20、33が前記ギ
ャップ層を兼ねていてもよいし、あるいは前記電極層2
0、33が磁性材料で形成されるときは、シールド層を
兼ねていてもよい。
The electrode layers 20 and 33 shown in FIG. 1 may also serve as the gap layer, or the electrode layer 2
When 0 and 33 are made of a magnetic material, they may also serve as a shield layer.

【0070】前記MR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ものである。また本発明で
は、前記MR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。前記磁気検出素子の上側に
形成されたシールド層(上部シールド層)は、前記イン
ダクティブヘッドの下部コア層として兼用されてもよ
い。
The MR head is for reproducing the external signal recorded on the recording medium. Further, in the present invention, an inductive head for recording may be laminated on the MR head. The shield layer (upper shield layer) formed on the upper side of the magnetic detection element may also serve as the lower core layer of the inductive head.

【0071】また前記MR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。前記スライ
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。
The MR head is made of, for example, alumina-
It is formed on the trailing end surface of a slider made of titanium carbide (Al2O3-TiC). The slider is joined to an elastically deformable support member made of stainless steel or the like on the side opposite to the surface facing the recording medium to form a magnetic head device.

【0072】図1に示す符号20は、第1の電極層であ
る。前記第1の電極層20は、例えばα−Ta、Au、
Cr、Cu(銅)やW(タングステン)などで形成され
ている。
Reference numeral 20 shown in FIG. 1 is a first electrode layer. The first electrode layer 20 is formed of, for example, α-Ta, Au,
It is formed of Cr, Cu (copper), W (tungsten), or the like.

【0073】前記第1の電極層20の上面中央には、下
地層21が形成される。前記下地層21は、Ta,H
f,Nb,Zr,Ti,Mo,W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。前記下地層21は5
0Å以下程度の膜厚で形成される。なおこの下地層21
は形成されていなくても良い。
A base layer 21 is formed in the center of the upper surface of the first electrode layer 20. The underlayer 21 is made of Ta, H
It is preferably formed of at least one of f, Nb, Zr, Ti, Mo and W. The base layer 21 is 5
It is formed with a film thickness of about 0 Å or less. The underlayer 21
May not be formed.

【0074】次に前記下地層21の上にはシードレイヤ
22が形成される。前記シードレイヤ22は、主として
面心立方晶から成り、次に説明する反強磁性層23との
界面と平行な方向に(111)面が優先配向されてい
る。前記シードレイヤ22は、NiFe合金、あるいは
Ni−Fe−Y合金(ただしYは、Cr,Rh,Ta,
Hf,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。これらの材質で形成
されたシードレイヤ22はTa等で形成された下地層2
1上に形成されることにより反強磁性層23との界面と
平行な方向に(111)面が優先配向しやすくなる。前
記シードレイヤ22は、例えば30Å程度で形成され
る。
Next, a seed layer 22 is formed on the base layer 21. The seed layer 22 is mainly made of face-centered cubic crystal, and the (111) plane is preferentially oriented in a direction parallel to the interface with the antiferromagnetic layer 23 described next. The seed layer 22 is made of a NiFe alloy or a Ni-Fe-Y alloy (where Y is Cr, Rh, Ta,
It is preferably formed of at least one selected from Hf, Nb, Zr, and Ti). The seed layer 22 formed of these materials is the base layer 2 formed of Ta or the like.
By being formed on 1, the (111) plane is likely to be preferentially oriented in the direction parallel to the interface with the antiferromagnetic layer 23. The seed layer 22 is formed, for example, with a thickness of about 30Å.

【0075】なお本発明における磁気検出素子は各層の
膜面と垂直方向にセンス電流が流れるCPP型であるた
め、前記シードレイヤ22にも適切にセンス電流が流れ
る必要性がある。よって前記シードレイヤ22は比抵抗
の高い材質でないことが好ましい。すなわちCPP型で
は前記シードレイヤ22はNiFe合金などの比抵抗の
低い材質で形成されることが好ましい。なお前記シード
レイヤ22は形成されなくても良い。
Since the magnetic sensing element according to the present invention is of the CPP type in which the sense current flows in the direction perpendicular to the film surface of each layer, it is necessary to appropriately flow the sense current also in the seed layer 22. Therefore, it is preferable that the seed layer 22 is not made of a material having a high specific resistance. That is, in the CPP type, the seed layer 22 is preferably formed of a material having a low specific resistance such as a NiFe alloy. The seed layer 22 may not be formed.

【0076】次に前記シードレイヤ22上には反強磁性
層23が形成される。前記反強磁性層23は、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
する反強磁性材料で形成されることが好ましい。あるい
は前記反強磁性層23は、元素Xと元素X′(ただし元
素X′は、Ne,Ar,Kr,Xe,Be,B,C,
N,Mg,Al,Si,P,Ti,V,Cr,Fe,C
o,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Zr,Nb,M
o,Ag,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され
ることが好ましい。
Next, an antiferromagnetic layer 23 is formed on the seed layer 22. The antiferromagnetic layer 23 contains the element X
It is preferable that the antiferromagnetic material contains Mn (where X is one or more elements selected from Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, and Os) and Mn. Alternatively, the antiferromagnetic layer 23 includes the elements X and X '(wherein the element X'is Ne, Ar, Kr, Xe, Be, B, C,
N, Mg, Al, Si, P, Ti, V, Cr, Fe, C
o, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, M
o, Ag, Cd, Sn, Hf, Ta, W, Re, Au,
It is preferably formed of an antiferromagnetic material containing Pb and one or more of rare earth elements) and Mn.

【0077】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2
4との界面で大きな交換異方性磁界を発生し得る。また
前記反強磁性層23は80Å以上で300Å以下の膜厚
で形成されることが好ましい。
These antiferromagnetic materials are excellent in corrosion resistance and have a high blocking temperature, and the pinned magnetic layer 2 described below is used.
A large exchange anisotropic magnetic field can be generated at the interface with 4. The antiferromagnetic layer 23 is preferably formed with a film thickness of 80 Å or more and 300 Å or less.

【0078】次に前記反強磁性層23の上には固定磁性
層24が形成されている。この実施形態では前記固定磁
性層24は3層構造で形成されている。
Next, a pinned magnetic layer 24 is formed on the antiferromagnetic layer 23. In this embodiment, the pinned magnetic layer 24 has a three-layer structure.

【0079】前記固定磁性層24を構成する符号51及
び53の層は磁性層であり、例えばCo、CoFe、N
iFe、CoFeNiなどで形成される。前記磁性層5
1,53間にはRuなどで形成された中間層52が介在
し、この構成により、前記磁性層51と前記磁性層53
の磁化方向は互いに反平行状態にされる。これはいわゆ
る人工フェリ構造と呼ばれる。
The layers 51 and 53 forming the pinned magnetic layer 24 are magnetic layers, for example, Co, CoFe, N.
It is formed of iFe, CoFeNi, or the like. The magnetic layer 5
An intermediate layer 52 made of Ru or the like is interposed between the magnetic layers 51 and 53. With this configuration, the magnetic layer 51 and the magnetic layer 53 are formed.
The magnetization directions of are made antiparallel to each other. This is called a so-called artificial ferri structure.

【0080】前記反強磁性層23と、前記固定磁性層2
4の前記反強磁性層23に接する磁性層51との間には
磁場中熱処理によって交換異方性磁界が発生し、例えば
前記磁性層51の磁化がハイト方向(図示Y方向)に固
定された場合、もう一方の磁性層53はRKKY相互作
用により、ハイト方向とは逆方向(図示Y方向と逆方
向)に磁化され固定される。この構成により前記固定磁
性層24の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁
性層24と前記反強磁性層23との界面で発生する交換
異方性磁界を見かけ上大きくすることができる。
The antiferromagnetic layer 23 and the pinned magnetic layer 2
An exchange anisotropic magnetic field is generated between the magnetic layer 51 and the magnetic layer 51 in contact with the antiferromagnetic layer 23, and the magnetization of the magnetic layer 51 is fixed in the height direction (Y direction in the drawing). In this case, the other magnetic layer 53 is magnetized and fixed in the direction opposite to the height direction (the direction opposite to the Y direction in the drawing) by the RKKY interaction. With this configuration, the magnetization of the pinned magnetic layer 24 can be stabilized, and the exchange anisotropic magnetic field generated at the interface between the pinned magnetic layer 24 and the antiferromagnetic layer 23 can be apparently increased.

【0081】なお例えば、前記磁性層51,53の膜厚
はそれぞれ10〜70Å程度で形成される。また中間層
52の膜厚は3Å〜10Å程度で形成される。
For example, the magnetic layers 51 and 53 are each formed to have a film thickness of about 10 to 70 Å. Further, the film thickness of the intermediate layer 52 is formed in the range of 3Å to 10Å.

【0082】また前記磁性層51、53はそれぞれ単位
面積当たりの磁気モーメントが異なるように、前記磁性
層51、53の材質や膜厚がそれぞれ異なっている。前
記磁気モーメントは飽和磁化Ms×膜厚tで設定され、
例えば前記磁性層51、53を共に同じ材質で同じ組成
の材料で形成するとき、前記磁性層51、53の膜厚を
異ならせることで、前記磁性層51、53の磁気モーメ
ントを異ならせることができる。これによって適切に前
記磁性層51、53を人工フェリ構造にすることが可能
である。
The magnetic layers 51 and 53 are made of different materials and have different thicknesses so that the magnetic moments per unit area are different. The magnetic moment is set by saturation magnetization Ms × film thickness t,
For example, when both the magnetic layers 51 and 53 are made of the same material and the same composition, the magnetic moments of the magnetic layers 51 and 53 can be made different by making the film thicknesses of the magnetic layers 51 and 53 different. it can. This allows the magnetic layers 51 and 53 to have an artificial ferri structure appropriately.

【0083】なお本発明では前記固定磁性層24はフェ
リ構造ではなくNiFe合金、NiFeCo合金、ある
いはCoFe合金などの単層膜あるいは積層膜で形成さ
れていても良い。
In the present invention, the pinned magnetic layer 24 may be formed of a single layer film or a laminated film of NiFe alloy, NiFeCo alloy, CoFe alloy or the like instead of the ferri structure.

【0084】前記固定磁性層24の上には非磁性中間層
25が形成されている。前記非磁性中間層25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。前記非磁性中間層25は例えば25Å程度の膜厚で
形成される。
A non-magnetic intermediate layer 25 is formed on the fixed magnetic layer 24. The nonmagnetic intermediate layer 25 is formed of a conductive material having a low electric resistance, such as Cu. The nonmagnetic intermediate layer 25 is formed to have a film thickness of, for example, about 25Å.

【0085】次に前記非磁性中間層25の上にはフリー
磁性層26が形成される。前記フリー磁性層26は2層
構造で形成され、前記非磁性中間層25と対向する側に
Co膜54が形成されていることが好ましい。これによ
り前記非磁性中間層25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。また前記Co膜54上には、NiFe合金、
CoFe合金、Co、CoNiFe合金などにより形成
された磁性層55が形成されることが好ましい。また前
記フリー磁性層26の全体の膜厚は、20Å以上で10
0Å以下程度の膜厚で形成されることが好ましい。
Next, a free magnetic layer 26 is formed on the nonmagnetic intermediate layer 25. It is preferable that the free magnetic layer 26 has a two-layer structure and a Co film 54 is formed on the side facing the non-magnetic intermediate layer 25. This can prevent the diffusion of metal elements and the like at the interface with the non-magnetic intermediate layer 25 and increase the resistance change rate (ΔGMR). Further, on the Co film 54, a NiFe alloy,
It is preferable to form the magnetic layer 55 formed of a CoFe alloy, Co, a CoNiFe alloy, or the like. The total thickness of the free magnetic layer 26 is 10 Å or more.
It is preferably formed with a film thickness of approximately 0 Å or less.

【0086】なお前記フリー磁性層26は上記したいず
れかの磁性材料を使用した1層構造で形成されていても
良い。
The free magnetic layer 26 may be formed of a single layer structure using any of the above magnetic materials.

【0087】前記フリー磁性層26の上には電流制限層
27が形成されている。前記電流制限層27の膜構造等
に関しては、後から詳しく説明する。
A current limiting layer 27 is formed on the free magnetic layer 26. The film structure of the current limiting layer 27 will be described later in detail.

【0088】本発明では、前記下地層21から前記電流
制限層27までの多層膜28のトラック幅方向(図示X
方向)の両側端面28a、28aは、連続した傾斜面と
なっており、前記多層膜28は略台形状となっている。
In the present invention, the track width direction of the multilayer film 28 from the underlayer 21 to the current limiting layer 27 (X in the drawing).
Both end surfaces 28a, 28a in the direction) are continuous inclined surfaces, and the multilayer film 28 has a substantially trapezoidal shape.

【0089】図1に示すように、前記多層膜28のトラ
ック幅方向の両側領域には、絶縁層29が形成されてい
る。前記絶縁層29は例えばAl23、SiO2など一
般的な絶縁材料で形成される。
As shown in FIG. 1, insulating layers 29 are formed on both sides of the multilayer film 28 in the track width direction. The insulating layer 29 is formed of a general insulating material such as Al 2 O 3 and SiO 2 .

【0090】前記絶縁層29の上面29aは、前記フリ
ー磁性層26の下面よりも図示下側(図示Z方向とは逆
方向)に形成されていることが好ましい。
The upper surface 29a of the insulating layer 29 is preferably formed below the lower surface of the free magnetic layer 26 in the figure (the direction opposite to the Z direction in the figure).

【0091】前記絶縁層29の上には、バイアス下地層
30が形成されている。また前記バイアス下地層30の
上にはハードバイアス層31が形成されている。前記ハ
ードバイアス層31は、前記フリー磁性層26の両側に
対向する位置に形成される。前記ハードバイアス層31
は、トラック幅方向(図示X方向)に磁化されており、
前記ハードバイアス層31からの縦バイアス磁界によっ
て、前記フリー磁性層26の磁化は図示X方向に揃えら
れる。
A bias underlayer 30 is formed on the insulating layer 29. A hard bias layer 31 is formed on the bias base layer 30. The hard bias layers 31 are formed at positions facing both sides of the free magnetic layer 26. The hard bias layer 31
Is magnetized in the track width direction (X direction in the drawing),
The longitudinal bias magnetic field from the hard bias layer 31 aligns the magnetization of the free magnetic layer 26 in the X direction in the drawing.

【0092】前記バイアス下地層30は前記ハードバイ
アス層31の特性(保磁力Hc、角形比S)を向上させ
るために設けられたものである。
The bias underlayer 30 is provided to improve the characteristics (coercive force Hc, squareness S) of the hard bias layer 31.

【0093】本発明では、前記バイアス下地層30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。なおこのとき前記バイアス下地
層30の結晶配向は(100)面が優先配向するのが好
ましい。
In the present invention, the bias underlayer 30 is
The crystal structure is preferably formed of a metal film having a body-centered cubic structure (bcc structure). At this time, the crystal orientation of the bias underlayer 30 is preferably such that the (100) plane is preferentially oriented.

【0094】また前記ハードバイアス層31は、CoP
t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)単相あるいは
面心立方構造(fcc)と稠密六方構造(hcp)の混
相となっている。
The hard bias layer 31 is made of CoP.
It is formed of a t alloy, a CoPtCr alloy, or the like. The crystal structure of these alloys is a dense hexagonal structure (hcp) single phase or a mixed phase of a face-centered cubic structure (fcc) and a dense hexagonal structure (hcp).

【0095】ここで上記の金属膜で形成されたバイアス
下地層30とハードバイアス層31を構成するCoPt
系合金のhcp構造の格子定数は近い値となるために、
CoPt系合金はfcc構造を形成しづらくhcp構造
で形成されやすくなる。このときhcp構造のc軸はC
oPt系合金とバイアス下地層の境界面内に優先配向さ
れる。前記hcp構造はfcc構造に比べてc軸方向に
大きな磁気異方性を生じるため、ハードバイアス層31
に磁界を与えたときの保磁力Hcは大きくなるのであ
る。さらにhcpのc軸はCoPt系合金とバイアス下
地層との境界面内で優先配向となっているため、残留磁
化が増大し、残留磁化/飽和磁束密度で求められる角形
比Sは大きくなる。その結果、前記ハードバイアス層3
1の特性を向上させることができ、前記ハードバイアス
層31から発生するバイアス磁界を増大させることがで
きる。
Here, CoPt forming the bias underlayer 30 and the hard bias layer 31 formed of the above metal film.
Since the lattice constants of the hcp structure of system alloys are close to each other,
The CoPt-based alloy is difficult to form the fcc structure and is likely to be formed in the hcp structure. At this time, the c-axis of the hcp structure is C
It is preferentially oriented within the boundary surface between the oPt-based alloy and the bias underlayer. Since the hcp structure has a larger magnetic anisotropy in the c-axis direction than the fcc structure, the hard bias layer 31
The coercive force Hc when a magnetic field is applied to is increased. Furthermore, since the c-axis of hcp is preferentially oriented in the boundary surface between the CoPt-based alloy and the bias underlayer, the remanent magnetization increases, and the squareness ratio S determined by the remanent magnetization / saturation magnetic flux density increases. As a result, the hard bias layer 3
1 can be improved and the bias magnetic field generated from the hard bias layer 31 can be increased.

【0096】本発明では、結晶構造が体心立方構造(b
cc構造)の金属膜は、Cr,W,Mo,V,Mn,N
b,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。
In the present invention, the crystal structure is the body-centered cubic structure (b
(cc structure) metal film is Cr, W, Mo, V, Mn, N
It is preferably formed of one or more of b and Ta.

【0097】また本発明では前記バイアス下地層30は
ハードバイアス層31の下側にのみ形成されていること
が好ましいが、前記多層膜28の両側端面28aとハー
ドバイアス層31間にも若干、介在してもよい。前記多
層膜28の両側端面28aに形成されるバイアス下地層
30のトラック幅方向(図示X方向)における膜厚は1
nm以下であることが好ましい。
Further, in the present invention, it is preferable that the bias underlayer 30 is formed only under the hard bias layer 31, but it is also slightly interposed between the both end surfaces 28a of the multilayer film 28 and the hard bias layer 31. You may. The bias underlayer 30 formed on both end surfaces 28a of the multilayer film 28 has a film thickness of 1 in the track width direction (X direction in the drawing).
It is preferably nm or less.

【0098】これにより前記ハードバイアス層31とフ
リー磁性層26とを磁気的に連続体にできるから、前記
フリー磁性層26の端部が反磁界の影響を受けるバック
リング現象などの問題も発生せず、前記フリー磁性層2
6の磁区制御を容易にできる。
As a result, since the hard bias layer 31 and the free magnetic layer 26 can be magnetically formed into a continuous body, problems such as a buckling phenomenon in which an end portion of the free magnetic layer 26 is affected by a demagnetizing field also occur. Without the free magnetic layer 2
The magnetic domain control of 6 can be easily performed.

【0099】また図1に示すように、前記ハードバイア
ス層31の上には絶縁層32が形成されている。前記絶
縁層32は、Al2O3やSiO2などの一般的な絶縁材
料で形成される。
Further, as shown in FIG. 1, an insulating layer 32 is formed on the hard bias layer 31. The insulating layer 32 is formed of a general insulating material such as Al2O3 or SiO2.

【0100】なおこの実施形態では、前記絶縁層32の
上面と電流制限層27の上面とが同一面上で平坦化され
ているが、前記絶縁層32の上面と前記電流制限層27
の上面とが同一面上である必要はない。
In this embodiment, the upper surface of the insulating layer 32 and the upper surface of the current limiting layer 27 are flush with each other, but the upper surface of the insulating layer 32 and the current limiting layer 27 are flat.
Does not need to be flush with the top surface of.

【0101】そして前記絶縁層32上から電流制限層2
7上にかけて第2の電極層33が形成される。前記第2
の電極層33は前記第1の電極層20と同様に、例えば
α−Ta、Au、Cr、Cu(銅)やW(タングステ
ン)などで形成されている。
The current limiting layer 2 is formed on the insulating layer 32.
The second electrode layer 33 is formed on the upper surface of the electrode 7. The second
Like the first electrode layer 20, the electrode layer 33 is formed of, for example, α-Ta, Au, Cr, Cu (copper), W (tungsten), or the like.

【0102】この実施形態では、前記第2の電極層33
から第1の電極層20に向けてセンス電流が流れるが、
第1の電極層20から第2の電極層33に向けて前記セ
ンス電流が流れても良い。従って前記センス電流は、多
層膜28内の各層を膜面と垂直方向に流れ、このような
センス電流の流れ方向はCPP型と呼ばれる。
In this embodiment, the second electrode layer 33 is used.
From which a sense current flows toward the first electrode layer 20,
The sense current may flow from the first electrode layer 20 toward the second electrode layer 33. Therefore, the sense current flows in each layer in the multilayer film 28 in a direction perpendicular to the film surface, and such a flow direction of the sense current is called CPP type.

【0103】この磁気検出素子では、固定磁性層24、
非磁性中間層25及びフリー磁性層26に検出電流(セ
ンス電流)が与えられ、ハードディスクなどの記録媒体
の走行方向はZ方向であり、記録媒体からの洩れ磁界が
Y方向に与えられると、フリー磁性層26の磁化が図示
X方向の一方向からY方向へ向けて変化する。このフリ
ー磁性層26内での磁化の方向の変動と、固定磁性層2
4の固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し(これを
磁気抵抗効果という)、この電気抵抗値の変化に基づく
電圧変化により、記録媒体からの洩れ磁界が検出され
る。
In this magnetic detecting element, the fixed magnetic layer 24,
When a detection current (sense current) is applied to the non-magnetic intermediate layer 25 and the free magnetic layer 26, the recording medium such as a hard disk runs in the Z direction, and a leakage magnetic field from the recording medium is applied in the Y direction. The magnetization of the magnetic layer 26 changes from one direction in the X direction in the figure toward the Y direction. Fluctuations in the direction of magnetization in the free magnetic layer 26 and the fixed magnetic layer 2
The electric resistance changes in relation to the fixed magnetization direction of No. 4 (this is called the magnetoresistive effect), and the leakage magnetic field from the recording medium is detected by the voltage change based on the change of the electric resistance value.

【0104】ところで本発明では図1に示すように、前
記フリー磁性層26と第2の電極層33との間に電流制
限層27が形成されている。
By the way, in the present invention, as shown in FIG. 1, the current limiting layer 27 is formed between the free magnetic layer 26 and the second electrode layer 33.

【0105】本発明における電流制限層27は例えば図
9に示す膜構成である。図9は、反強磁性層23、固定
磁性層24、非磁性中間層25、フリー磁性層26及び
電流制限層27の部分模式図である。
The current limiting layer 27 in the present invention has a film structure shown in FIG. 9, for example. FIG. 9 is a partial schematic diagram of the antiferromagnetic layer 23, the pinned magnetic layer 24, the nonmagnetic intermediate layer 25, the free magnetic layer 26, and the current limiting layer 27.

【0106】図9に示すように前記電流制限層27は、
複数の孔56が形成された絶縁材料膜(絶縁部)57が
母材となっている。前記孔56のうち少なくとも一部の
孔56は、前記絶縁材料膜57を下面から上面にまで貫
通している。
As shown in FIG. 9, the current limiting layer 27 is
An insulating material film (insulating portion) 57 having a plurality of holes 56 formed therein serves as a base material. At least part of the holes 56 penetrates the insulating material film 57 from the lower surface to the upper surface.

【0107】図9に示すように、前記絶縁材料膜57上
には導電性材料膜(導電部)58が形成されている。前
記導電性材料膜58は前記絶縁材料膜57に形成された
孔56内にも形成されており、前記孔56は前記導電性
材料膜58によって埋められた状態になっている。なお
図9では、図面上の記載を簡潔にするため、一部の孔の
みに「孔56」及び「導電性材料膜58」なる文言を記
入している。
As shown in FIG. 9, a conductive material film (conductive portion) 58 is formed on the insulating material film 57. The conductive material film 58 is also formed in the hole 56 formed in the insulating material film 57, and the hole 56 is filled with the conductive material film 58. Note that in FIG. 9, in order to simplify the description on the drawing, the words "hole 56" and "conductive material film 58" are written only in some holes.

【0108】ここで前記絶縁材料膜57は、酸化膜ある
いは窒化膜で形成されることが好ましい。また前記酸化
膜は、Ag、Cu、Zn、Ge、Pd、Al、Ti、Z
r、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、Fe、C
o、Si、Ni、希土類元素のうちいずれか1種または
2種以上の酸化物からなる絶縁材料で形成されることが
好ましい。また窒化膜は、Ag、Cu、Zn、Ge、P
d、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、
Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素のうち
いずれか1種または2種以上の窒化物からなる絶縁材料
で形成されることが好ましい。
Here, the insulating material film 57 is preferably formed of an oxide film or a nitride film. The oxide film is made of Ag, Cu, Zn, Ge, Pd, Al, Ti, Z.
r, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W, Fe, C
It is preferable to use an insulating material composed of an oxide of one or more of any one of o, Si, Ni, and a rare earth element. The nitride film is made of Ag, Cu, Zn, Ge, P.
d, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb,
It is preferably formed of an insulating material made of a nitride of any one or more of Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, and a rare earth element.

【0109】これら酸化膜及び窒化膜は、前記フリー磁
性層26上で薄く成膜されると、スパッタ成膜の際に凝
集して不連続体膜になりやすい材質である。前記不連続
体膜になると前記絶縁材料膜57には図9に示すような
上面から下面にまで貫通する孔56が形成されやすくな
る。
When these oxide film and nitride film are thinly formed on the free magnetic layer 26, they are easily aggregated into a discontinuous film during sputtering film formation. When the discontinuous film is formed, holes 56 that penetrate from the upper surface to the lower surface as shown in FIG. 9 are easily formed in the insulating material film 57.

【0110】また前記不連続体膜となるか否かは材質の
選定のみならず、スパッタ条件も重要な要素である。前
記絶縁材料膜57を不連続体膜とするためのスパッタ条
件は、基板温度を20℃〜200℃程度に低くしたり、
Arガス圧を10〜50mTorr(1.3〜6.7P
a)程度に高くしたり、また基板とターゲット間の距離
を200〜300mm程度に離したりすること等であ
る。
Whether or not the discontinuous film is formed is not only the selection of the material but also the sputtering condition is an important factor. The sputtering condition for forming the insulating material film 57 as a discontinuous film is to lower the substrate temperature to about 20 ° C. to 200 ° C.,
Ar gas pressure is 10 to 50 mTorr (1.3 to 6.7 P
For example, the height may be increased to about a) or the distance between the substrate and the target may be set to about 200 to 300 mm.

【0111】なお上記したスパッタ成膜では、例えば、
RFスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ法、DCマ
グネトロンスパッタ法、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のいず
れか、またはそれらを組み合せたスパッタ法などを使用
できる。
In the sputter film formation described above, for example,
Any of the RF sputtering method, the RF magnetron sputtering method, the DC magnetron sputtering method, the ion beam sputtering method, the long throw sputtering method, the collimation sputtering method, or a combination thereof can be used.

【0112】次に導電性材料膜58は、一般的な導電性
材料を使用することができ、例えば電極層20、33と
同様にα−Ta、Au、Cr、Cu(銅)やW(タング
ステン)などで形成することもできるが、前記導電性材
料膜58はRu、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、O
s、Reのうちいずれか1種または2種以上の貴金属元
素から形成されていることが好ましい。なおCuが添加
されていてもよい。
For the conductive material film 58, a general conductive material can be used. For example, similar to the electrode layers 20 and 33, α-Ta, Au, Cr, Cu (copper) and W (tungsten) are used. ) Or the like, but the conductive material film 58 is formed of Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, O.
It is preferable to be formed from one or more precious metal elements selected from s and Re. Note that Cu may be added.

【0113】貴金属元素はそれ自体、酸化されにくい材
質であり、絶縁材料膜57上及び孔56内に前記貴金属
元素から形成された導電性材料膜58を形成すること
で、熱処理などによって酸素の拡散を抑制でき、図9に
示す開口部(孔)と非開口部(絶縁材料層)とのコント
ラストを良好に保つことができる。
The noble metal element itself is a material that is difficult to oxidize, and the conductive material film 58 made of the noble metal element is formed on the insulating material film 57 and in the holes 56 to diffuse oxygen by heat treatment or the like. Can be suppressed, and the contrast between the opening (hole) and the non-opening (insulating material layer) shown in FIG. 9 can be kept good.

【0114】以上のように本発明ではフリー磁性層26
上に絶縁部と導電部とが混在した電流制限層27を設け
ることで、次のような効果を期待することができる。
As described above, in the present invention, the free magnetic layer 26
By providing the current limiting layer 27 in which the insulating portion and the conductive portion are mixed, the following effects can be expected.

【0115】すなわち本発明のようにCPP型の磁気検
出素子では、第2の電極層33から流れるセンス電流
は、前記電流制限層27内を膜面と垂直方向に流れる
が、本発明では、前記電流制限層27を絶縁材料膜(絶
縁部)57に形成された孔56内に導電性材料膜(導電
部)58を埋め込んだ構造としているから、前記センス
電流は前記導電性材料膜58内のみに流れることにな
る。
That is, in the CPP type magnetic sensing element as in the present invention, the sense current flowing from the second electrode layer 33 flows in the current limiting layer 27 in the direction perpendicular to the film surface. Since the current limiting layer 27 has a structure in which the conductive material film (conductive portion) 58 is embedded in the hole 56 formed in the insulating material film (insulating portion) 57, the sense current is generated only in the conductive material film 58. Will flow to.

【0116】このため第2の電極層33から前記電流制
限層27を介してフリー磁性層26内に流れるセンス電
流は、前記フリー磁性層26内を前記導電性材料膜58
と対向する部分のみに局部的に流れる(この部分の電流
密度が局所的に高くなることになる)。
Therefore, the sense current flowing from the second electrode layer 33 into the free magnetic layer 26 through the current limiting layer 27 passes through the free magnetic layer 26 and the conductive material film 58.
Flows locally only in the portion facing (the current density in this portion is locally increased).

【0117】したがって本発明によれば、膜面と平行な
方向におけるフリー磁性層26の素子面積(この素子面
積を光学的な素子面積という)を従来と同程度に大きく
形成しても実際に前記フリー磁性層26内にセンス電流
が流れて、磁気抵抗効果に関与する素子面積(この素子
面積を実効的な素子面積という)を小さくでき、よって
従来と同程度の精度を有するフォトリソグラフィー技術
を用いて光学的な素子サイズが大きい前記磁気検出素子
を形成しても、再生出力の高いCPP型の磁気検出素子
を容易に形成することができる。
Therefore, according to the present invention, even if the element area of the free magnetic layer 26 in the direction parallel to the film surface (this element area is referred to as an optical element area) is formed to be as large as the conventional one, it is actually A sense current flows in the free magnetic layer 26, and the element area involved in the magnetoresistive effect (this element area is referred to as an effective element area) can be reduced. Even if the magnetic detection element having a large optical element size is formed, a CPP type magnetic detection element having a high reproduction output can be easily formed.

【0118】なお本発明では、上記のように従来と同程
度の素子面積で磁気検出素子を形成でき、具体的には図
9に示すトラック幅Twを0.15〜0.3μmに形成
でき、またハイト方向の長さMRhを0.15〜0.3
μmに形成でき、よって光学的な素子面積を0.02〜
0.09μm2に大きく形成できる。
According to the present invention, as described above, the magnetic sensing element can be formed with the same element area as the conventional one, and specifically, the track width Tw shown in FIG. 9 can be formed to 0.15 to 0.3 μm. Further, the length MRh in the height direction is set to 0.15 to 0.3.
The optical element area is 0.02 to 0.02 μm.
It can be formed as large as 0.09 μm 2.

【0119】また本発明では、前記実効的な素子面積
は、0.01μm2以下であることが好ましい。実効的
な素子面積の求め方としては、例えば光学的な素子面積
(Tw×MRh)に、孔56の開口率をかけて求めるこ
とができる。これは、GMR膜単独の抵抗値と、電極を
含んだ素子全体の抵抗値との差から概略で求めることが
できる。
Further, in the present invention, the effective element area is preferably 0.01 μm 2 or less. The effective element area can be obtained, for example, by multiplying the optical element area (Tw × MRh) by the aperture ratio of the hole 56. This can be roughly obtained from the difference between the resistance value of the GMR film alone and the resistance value of the entire element including the electrodes.

【0120】また前記電流制限層27を膜面と平行な平
面から見たときに、前記開口部(孔56)の割合は10
%〜30%程度であることが好ましい。
When the current limiting layer 27 is viewed from a plane parallel to the film surface, the ratio of the openings (holes 56) is 10.
% To about 30% is preferable.

【0121】また本発明では、光学的な素子面積は従来
と同程度であるから、記録媒体からの外部磁界を有効に
前記磁気検出素子で検出することができ、感度の良い再
生特性に優れたCPP型磁気検出素子を製造することが
できる。
Further, in the present invention, since the optical element area is about the same as the conventional one, the external magnetic field from the recording medium can be effectively detected by the magnetic detecting element, and the reproducing characteristic with good sensitivity is excellent. A CPP type magnetic sensing element can be manufactured.

【0122】また本発明では前記電流制限層27の膜構
成は図9のようなものに限らず、例えば他に図10のよ
うな膜構成を提示できる。
In the present invention, the film structure of the current limiting layer 27 is not limited to that shown in FIG. 9, and another film structure shown in FIG. 10 can be presented.

【0123】図10に示す電流制限層27の前記絶縁材
料膜57には、前記電流制限層を膜面と平行な方向から
見たときに、連続して延びる溝68が形成され、この溝
68は前記電流制限層27の上面から下面にまで通じて
形成されている。前記溝68の平面形状は細長の曲線で
あったり、途中で枝別れしているが、形状はどのような
ものであってもよい。そして前記溝68内及び絶縁材料
層57上に導電材料膜58が形成されている。この図9
と図10との絶縁材料膜57の形状の違いは薄膜の核成
長の違いによるものである。薄膜(絶縁材料膜57ある
いは絶縁材料膜57の基になる層)は、フリー磁性層2
6上でまず島状に成長していき、さらに成長させると、
これら島どうしがくっつきはじめ、図10のような連続
して延びる溝68を形成する。
In the insulating material film 57 of the current limiting layer 27 shown in FIG. 10, a groove 68 that continuously extends is formed when the current limiting layer is viewed in a direction parallel to the film surface. Is formed from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer 27. The planar shape of the groove 68 is an elongated curve or is branched in the middle, but may have any shape. A conductive material film 58 is formed in the groove 68 and on the insulating material layer 57. This Figure 9
The difference in the shape of the insulating material film 57 between FIG. The thin film (the insulating material film 57 or the layer on which the insulating material film 57 is based) is the free magnetic layer 2
First, grow up like an island on 6 and grow further,
When these islands start to stick to each other, a groove 68 extending continuously as shown in FIG. 10 is formed.

【0124】すなわち薄膜の成長をどの段階で止めるか
によって、前記電流制限層27の平面形状は変化してい
く。ここで重要なのは、前記電流制限層27を構成する
絶縁材料膜57に下面から上面にかけて貫通する孔56
あるいは溝68が適切に形成されていることである。こ
のような孔56あるいは溝68が貫通して形成されてい
ると、この孔56あるいは溝68内に埋め込まれた導電
性材料膜58がフリー磁性層26まで電流を流す経路と
なり、適切に電流経路を絞り込むことができる。これは
既に図26及び図27のところで説明した通りであり、
本発明では図27のように絶縁材料膜がフリー磁性層上
を完全に覆っているのではなく、所々に貫通する孔や溝
が設けられ、この孔や溝内に導電性材料層が埋め込まれ
ている。
That is, the planar shape of the current limiting layer 27 changes depending on at which stage the growth of the thin film is stopped. What is important here is the hole 56 penetrating from the lower surface to the upper surface of the insulating material film 57 that constitutes the current limiting layer 27.
Alternatively, the groove 68 is appropriately formed. When the hole 56 or the groove 68 is formed so as to penetrate therethrough, the conductive material film 58 embedded in the hole 56 or the groove 68 serves as a path for flowing a current to the free magnetic layer 26, and an appropriate current path is provided. Can be narrowed down. This is as already described in FIGS. 26 and 27,
In the present invention, the insulating material film does not completely cover the free magnetic layer as shown in FIG. 27, but holes and grooves are formed in some places, and the conductive material layer is embedded in the holes and grooves. ing.

【0125】なお図27は前記電流制限層27の下に貴
金属元素からなる下地層が設けられた例であるが、この
実施例については後で図面を参照して詳述する。
FIG. 27 shows an example in which a base layer made of a noble metal element is provided under the current limiting layer 27, and this embodiment will be described later in detail with reference to the drawings.

【0126】また図10のように、前記電流制限層27
の絶縁材料膜57には、前記電流制限層27の上面から
下面にまで通じる孔56と、膜面と平行な平面から見た
ときに連続して延び、前記電流制限層27の上面から下
面にまで通じる溝68とが混在していてもよい。
As shown in FIG. 10, the current limiting layer 27 is
In the insulating material film 57, a hole 56 communicating from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer 27 and continuously extending when viewed from a plane parallel to the film surface are provided from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer 27. The groove 68 leading up to may be mixed.

【0127】次に図9に示す電流制限層27は、複数の
孔56が形成された絶縁材料膜57と、この孔56を埋
める導電性材料膜58とで構成されているが、本発明で
は、以下の膜構成を有する電流制限層27でも良い。
Next, the current limiting layer 27 shown in FIG. 9 is composed of an insulating material film 57 having a plurality of holes 56 formed therein and a conductive material film 58 filling the holes 56. Alternatively, the current limiting layer 27 having the following film structure may be used.

【0128】本発明では、例えば絶縁材料のターゲット
と導電性材料のターゲットを用意し、これら2つのター
ゲットを同時にスパッタすることで、前記フリー磁性層
26上には絶縁材料の粒子と導電性材料の粒子とが混在
した電流制限層27を形成することができる。
In the present invention, for example, a target made of an insulating material and a target made of a conductive material are prepared, and these two targets are sputtered at the same time so that particles of the insulating material and the conductive material are formed on the free magnetic layer 26. The current limiting layer 27 in which particles are mixed can be formed.

【0129】具体的には、前記電流制限層27の導電部
は導電性粒子であり、前記導電性粒子は絶縁部となる絶
縁材料膜内に分散されている膜構成を提供することがで
きる。
Specifically, it is possible to provide a film structure in which the conductive part of the current limiting layer 27 is a conductive particle, and the conductive particle is dispersed in an insulating material film to be an insulating part.

【0130】上記膜構成を有する電流制限層27を例示
すると、前記電流制限層27は、Feを主成分とした導
電部となる微結晶粒が、Ti、Zr、Hf、Nb、T
a、Mo、W及び希土類元素から選ばれる1種または2
種以上の元素Mと、OあるいはNとの化合物を含む絶縁
部となる非晶質中に分散された膜構成である。
As an example of the current limiting layer 27 having the above-mentioned film structure, in the current limiting layer 27, fine crystal grains which are a conductive portion containing Fe as a main component are Ti, Zr, Hf, Nb and T.
1 or 2 selected from a, Mo, W and rare earth elements
It has a film structure in which it is dispersed in an amorphous material that serves as an insulating portion containing a compound of at least one element M and O or N.

【0131】この電流制限層27では、FeaMbOcの
組成式を有し、組成比a、b、cは原子%で、40≦a
≦50、10≦b≦30、20≦c≦40であり、a+
b+c=100なる関係を満たすことが好ましい。
The current limiting layer 27 has a composition formula of FeaMbOc, and the composition ratios a, b, and c are atomic%, and 40 ≦ a.
≦ 50, 10 ≦ b ≦ 30, 20 ≦ c ≦ 40, and a +
It is preferable to satisfy the relationship of b + c = 100.

【0132】あるいは前記電流制限層27では、Fed
MeNfの組成式を有し、組成比d、e、fは原子%で、
60≦d≦70、10≦e≦15、19≦f≦25であ
り、d+e+f=100なる関係を満たすことが好まし
い。
Alternatively, in the current limiting layer 27, Fed
Has a composition formula of MeNf, and the composition ratios d, e, and f are atomic%,
It is preferable that 60 ≦ d ≦ 70, 10 ≦ e ≦ 15, 19 ≦ f ≦ 25, and the relationship of d + e + f = 100 is satisfied.

【0133】上記の電流制限層27の形成は、例えばF
eのターゲットと、HfO2のターゲットの2つを用意
し、これら2つのターゲットをスパッタする。これによ
り、非晶質相のマトリックスの内部にbccFeを主成
分とした微結晶粒が多数析出された前記電流制限層27
を形成することができる。
The formation of the current limiting layer 27 is performed by, for example, F
Two targets, an e target and a HfO2 target, are prepared, and these two targets are sputtered. As a result, the current limiting layer 27 in which a large number of fine crystal grains containing bccFe as a main component are deposited inside the amorphous phase matrix
Can be formed.

【0134】なお上記したスパッタ成膜では、例えば、
RFスパッタ法、RFマグネトロンスパッタ法、DCマ
グネトロンスパッタ法、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のいず
れか、またはそれらを組み合せたスパッタ法などを使用
できる。
In the sputter film formation described above, for example,
Any of the RF sputtering method, the RF magnetron sputtering method, the DC magnetron sputtering method, the ion beam sputtering method, the long throw sputtering method, the collimation sputtering method, or a combination thereof can be used.

【0135】あるいは本発明では、前記電流制限層27
を構成する絶縁材料膜は主としてCoが酸化された層で
あり、この絶縁材料膜内に、Ru、Pt、Au、Rh、
Ir、Pd、Os、Re、Cu、Agのうちいずれか1
種または2種以上の貴金属材料で形成された導電性粒子
が分散している、電流制限層27を形成することができ
る。
Alternatively, in the present invention, the current limiting layer 27
The insulating material film forming the is a layer in which Co is mainly oxidized, and Ru, Pt, Au, Rh,
Any one of Ir, Pd, Os, Re, Cu, Ag
It is possible to form the current limiting layer 27 in which the conductive particles formed of one kind or two or more kinds of noble metal materials are dispersed.

【0136】あるいは、前記電流制限層27の絶縁部は
絶縁性粒子であり、前記絶縁性粒子は、導電部となる導
電性材料膜内に分散されている膜構成であってもよい。
Alternatively, the insulating portion of the current limiting layer 27 may be insulating particles, and the insulating particles may have a film structure in which they are dispersed in a conductive material film to be a conductive portion.

【0137】なお上記した導電性粒子にはCuなどの一
般的な導電性材料を使用でき、絶縁性粒子には、Al2
O3などの一般的な絶縁性材料を使用することもでき
る。
A general conductive material such as Cu can be used for the above-mentioned conductive particles, and Al 2 can be used for the insulating particles.
Common insulating materials such as O3 can also be used.

【0138】また上記したように導電性粒子を混在させ
たいわゆるグラニュラー膜で電流制限層27を形成する
ときは、前記導電性粒子の粒径より前記電流制限層27
の膜厚が薄くないと、前記導電性粒子がセンス電流の電
流経路として適切に機能せず、再生出力等の再生特性の
悪化を招く。
When the current limiting layer 27 is formed of a so-called granular film in which conductive particles are mixed as described above, the current limiting layer 27 is formed according to the particle size of the conductive particles.
If the film thickness is not thin, the conductive particles do not properly function as a current path for the sense current, and the reproduction characteristics such as reproduction output are deteriorated.

【0139】次に本発明における磁気検出素子の膜厚に
ついて以下に説明する。
Next, the film thickness of the magnetic sensing element of the present invention will be described below.

【0140】本発明では、前記固定磁性層24(但し図
1の場合は実質的に磁気抵抗効果に寄与する磁性層5
3)、非磁性中間層25及びフリー磁性層26の総合膜
厚T2(図1を参照のこと)は60Å以上で300Å以
下であることが好ましい。例えば前記固定磁性層24の
膜厚は20Å程度、非磁性中間層25の膜厚は20Å程
度、フリー磁性層26の膜厚は30Å程度である。
In the present invention, the fixed magnetic layer 24 (however, in the case of FIG. 1, the magnetic layer 5 that substantially contributes to the magnetoresistive effect) is used.
3), the total film thickness T2 (see FIG. 1) of the nonmagnetic intermediate layer 25 and the free magnetic layer 26 is preferably 60 Å or more and 300 Å or less. For example, the pinned magnetic layer 24 has a thickness of about 20Å, the non-magnetic intermediate layer 25 has a thickness of about 20Å, and the free magnetic layer 26 has a thickness of about 30Å.

【0141】前記固定磁性層24からフリー磁性層26
までの総合膜厚T2が60Å以上で300Å以下である
と、前記総合膜厚T2は伝導電子の平均自由行程と同じ
くらいか、あるいはそれよりもやや小さい程度になる。
このため前記伝導電子は、前記フリー磁性層26内を散
乱されることなしに自由に通過することが可能であり、
磁気検出素子の抵抗変化率(ΔMR)の向上を図ること
が可能である。なお前記総合膜厚T2が60Å以下の膜
厚であると、再生出力が低下し好ましくない。
From the fixed magnetic layer 24 to the free magnetic layer 26
If the total film thickness T2 up to 60 Å or more and 300 Å or less, the total film thickness T2 is about the same as or slightly smaller than the mean free path of conduction electrons.
Therefore, the conduction electrons can freely pass through the free magnetic layer 26 without being scattered.
It is possible to improve the resistance change rate (ΔMR) of the magnetic detection element. When the total film thickness T2 is 60 Å or less, the reproduction output is lowered, which is not preferable.

【0142】また図1に示す磁気検出素子ではセンス電
流は第2の電極層33から第1の電極層20に向かって
流れ(逆でもよい)、前記電流制限層27は前記フリー
磁性層26の前記センス電流の到達面側(図1におい
て、センス電流が第2の電極層33から第1の電極層2
0に向かって流れているときフリー磁性層26の上面が
センス電流の伝導電子の到達面側、下面がセンス電流の
伝導電子の通過面側である)に形成されている。これに
より前記センス電流は前記電流制限層27の部分で効果
的に絞り込まれて実効的な素子面積を小さくでき、再生
出力の高いCPP型磁気検出素子を製造することができ
る。
In the magnetic sensing element shown in FIG. 1, the sense current flows from the second electrode layer 33 toward the first electrode layer 20 (or vice versa), and the current limiting layer 27 is the free magnetic layer 26. The side on which the sense current reaches (in FIG. 1, the sense current changes from the second electrode layer 33 to the first electrode layer 2).
When flowing toward 0, the upper surface of the free magnetic layer 26 is formed on the arrival surface side of the conduction electrons of the sense current, and the lower surface is formed on the passage surface side of the conduction electrons of the sense current. As a result, the sense current can be effectively narrowed down in the current limiting layer 27, and the effective element area can be reduced, so that a CPP type magnetic detection element having a high reproduction output can be manufactured.

【0143】次に図1に示す磁気検出素子の膜構造の特
徴点について以下に説明する。図1に示す磁気検出素子
では、前記フリー磁性層26のトラック幅方向(図示X
方向)の両側にハードバイアス層31が設けられている
が、その上下は絶縁層29、32で囲まれている。
Next, the features of the film structure of the magnetic sensing element shown in FIG. 1 will be described below. In the magnetic sensing element shown in FIG. 1, the free magnetic layer 26 has a track width direction (X in the drawing).
The hard bias layer 31 is provided on both sides of the (direction), and the upper and lower sides thereof are surrounded by the insulating layers 29 and 32.

【0144】このため前記第1の電極層20と第2の電
極層33間を流れるセンス電流は、下地層21から電流
制限層27までの多層膜28の両側領域には分流しずら
くなり、したがって前記センス電流は適切に前記多層膜
28内を流れて、高い再生出力を得ることが可能であ
る。
Therefore, the sense current flowing between the first electrode layer 20 and the second electrode layer 33 becomes difficult to be shunted to both side regions of the multilayer film 28 from the base layer 21 to the current limiting layer 27, Therefore, the sense current can properly flow in the multilayer film 28 and a high reproduction output can be obtained.

【0145】また前記総合膜厚T2が伝導電子の平均自
由行程より小さい場合は、伝導電子は、その方向を変え
ることなしに直接、垂直方向に流れて他の電極層に達す
る。この場合は、絶縁層29と32のうちどちらか一方
を省略してもよい。
When the total film thickness T2 is smaller than the mean free path of the conduction electrons, the conduction electrons directly flow in the vertical direction without reaching the other direction and reach the other electrode layer. In this case, one of the insulating layers 29 and 32 may be omitted.

【0146】以下、図1に示す磁気検出素子以外の膜構
成について説明する。図2は本発明における第2実施形
態の磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見
た部分断面図である。なお図1と同じ符号が付けられた
層は、図1と同じ層と示している。
The film structure other than the magnetic detecting element shown in FIG. 1 will be described below. FIG. 2 is a partial cross-sectional view of the structure of the magnetic sensing element according to the second embodiment of the present invention as seen from the side facing the recording medium. The layers given the same reference numerals as in FIG. 1 are shown as the same layers as in FIG.

【0147】図2に示す実施形態では、前記第1の電極
層20の中央上面に、下から電流制限層27、フリー磁
性層26、非磁性中間層25、固定磁性層24及び反強
磁性層23の順で積層された多層膜34が形成されてい
る。
In the embodiment shown in FIG. 2, the current limiting layer 27, the free magnetic layer 26, the nonmagnetic intermediate layer 25, the pinned magnetic layer 24, and the antiferromagnetic layer are formed on the central upper surface of the first electrode layer 20 from the bottom. A multilayer film 34 is formed by stacking 23 layers in this order.

【0148】前記多層膜34のトラック幅方向(図示X
方向)における両側端面34a、34aは連続した傾斜
面となっており、略台形状となっている。
The track width direction of the multilayer film 34 (X in the drawing)
Both end surfaces 34a, 34a in the direction) are continuous inclined surfaces and have a substantially trapezoidal shape.

【0149】前記多層膜34の両側領域には、下から絶
縁層35、バイアス下地層30、ハードバイアス層3
1、および絶縁層36の順で積層されている。
Insulating layer 35, bias base layer 30, and hard bias layer 3 are formed on both sides of the multilayer film 34 from the bottom.
1 and the insulating layer 36 are laminated in this order.

【0150】そして前記絶縁層36上から前記反強磁性
層23上にかけて第2の電極層33が形成されている。
A second electrode layer 33 is formed on the insulating layer 36 and the antiferromagnetic layer 23.

【0151】図2に示す実施形態の多層膜34の積層順
序は、図1に示す実施形態の多層膜28の積層順序とは
逆となっている。
The stacking order of the multilayer film 34 of the embodiment shown in FIG. 2 is opposite to the stacking order of the multilayer film 28 of the embodiment shown in FIG.

【0152】この実施形態においても前記電流制限層2
7は絶縁部と導電部とが混在した構造である。
Also in this embodiment, the current limiting layer 2
7 is a structure in which an insulating portion and a conductive portion are mixed.

【0153】すなわち前記電流制限層27の前記絶縁部
は、少なくとも前記電流制限層27の上面から下面にま
で通じる複数の孔56が設けられた絶縁材料膜57であ
り、この孔56内に前記導電部となる導電性材料膜58
が埋め込まれた膜構成である(図9を参照のこと)。あ
るいは前記電流制限層27の前記絶縁部は、膜面と平行
な平面から見たときに連続して延びる溝68を有し、こ
の溝68は前記電流制限層の下面から上面にまで通じて
形成され、この溝68内に前記導電部となる導電性材料
膜58が埋め込まれた膜構成である(図10を参照のこ
と)。
That is, the insulating portion of the current limiting layer 27 is an insulating material film 57 provided with a plurality of holes 56 that communicate at least from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer 27. Material conductive film 58
Are embedded film configurations (see FIG. 9). Alternatively, the insulating portion of the current limiting layer 27 has a groove 68 that continuously extends when viewed from a plane parallel to the film surface, and the groove 68 is formed from the lower surface to the upper surface of the current limiting layer. The groove 68 is filled with the conductive material film 58 serving as the conductive portion (see FIG. 10).

【0154】あるいは前記電流制限層27の前記導電部
は導電性粒子であり、前記導電粒子は前記絶縁部となる
絶縁性材料層内に分散されている膜構成である。
Alternatively, the conductive portion of the current limiting layer 27 is a conductive particle, and the conductive particle has a film structure in which it is dispersed in an insulating material layer serving as the insulating portion.

【0155】または前記電流制限層27の前記絶縁部は
絶縁性粒子であり、前記絶縁性粒子は、前記導電部とな
る導電性材料膜内に分散されている膜構成である。
Alternatively, the insulating portion of the current limiting layer 27 is an insulating particle, and the insulating particle has a film structure in which a conductive material film serving as the conductive portion is dispersed.

【0156】またこの実施形態でも、前記多層膜34の
トラック幅方向(図示X方向)における両側領域に形成
されたハードバイアス層31の上下には絶縁層35、3
6が形成されており、前記第1の電極層20と第2の電
極層33間を流れるセンス電流が前記両側領域に分流す
るのを防ぎ、前記多層膜34に主にセンス電流が流れる
ようになるので、再生出力の向上を図ることが可能であ
る。
Also in this embodiment, the insulating layers 35 and 3 are formed above and below the hard bias layer 31 formed on both sides of the multilayer film 34 in the track width direction (X direction in the drawing).
6 is formed to prevent the sense current flowing between the first electrode layer 20 and the second electrode layer 33 from being shunted to the both side regions, so that the sense current mainly flows in the multilayer film 34. Therefore, it is possible to improve the reproduction output.

【0157】なおこの図2に示す実施形態では、前記セ
ンス電流は第1の電極層20から第2の電極層33に向
けて流れ(あるいは逆でもよい)、したがって前記電流
制限層27は前記フリー磁性層26の前記センス電流の
到達面側に直接、設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 2, the sense current flows from the first electrode layer 20 to the second electrode layer 33 (or vice versa), so that the current limiting layer 27 is free. It is provided directly on the side of the magnetic layer 26 where the sense current reaches.

【0158】次に図3は本発明における第3実施形態の
磁気検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部
分断面図である。なお図1と同じ符号が付けられている
層は、図1と同じ層を示している。またセンス電流は第
2の電極層33から第1の電極層20に向けて流れる
(あるいは逆でもよい)。
Next, FIG. 3 is a partial cross-sectional view of the structure of the magnetic sensing element of the third embodiment of the present invention as seen from the side facing the recording medium. Note that the layers denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same layers as in FIG. In addition, the sense current flows from the second electrode layer 33 toward the first electrode layer 20 (or vice versa).

【0159】この実施形態では、前記第1の電極層20
と第2の電極層33間に形成される多層膜28の膜構成
は図1と同じである。
In this embodiment, the first electrode layer 20
The film structure of the multilayer film 28 formed between the second electrode layer 33 and the second electrode layer 33 is the same as in FIG.

【0160】この実施形態では、前記第1の電極層20
上から前記多層膜28のトラック幅方向(図示X方向)
の両側端面28a、28aにかけてスペキュラー膜(鏡
面反射層とも言う)37、37が形成されている。
In this embodiment, the first electrode layer 20
Track width direction of the multilayer film 28 from above (X direction in the drawing)
Specular films (also referred to as specular reflection layers) 37, 37 are formed on both end faces 28a, 28a.

【0161】前記スペキュラー膜37は、Fe−O、N
iO、CoO、CoFeO、CoFeNiO、Al−
O、Al−Q−O(ここでQはB、Si、N、Ti、
V、Cr、Mn、Fe、Co、Niから選択される1種
以上)、R−O(ここでRはCu、Ti、V、Cr、Z
r、Nb、Mo、Hf、Ta、Wから選択される1種以
上)等の酸化物、Al−N、Al−Q−N(ここでQは
B、Si、O、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、N
iから選択される1種以上)、R−N(ここでRはC
u、Ti、V、Cr、Zr、Nb、Mo、Hf、Ta、
Wから選択される1種以上)等の窒化物、NiMnS
b、PtMnSbなどの半金属ホイッスラー金属等で形
成できる。
The specular film 37 is made of Fe--O, N.
iO, CoO, CoFeO, CoFeNiO, Al-
O, Al-Q-O (where Q is B, Si, N, Ti,
One or more selected from V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni), RO (where R is Cu, Ti, V, Cr, Z)
oxides such as r, Nb, Mo, Hf, Ta and W), Al-N, Al-Q-N (where Q is B, Si, O, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, N
i, one or more selected from i), RN (where R is C
u, Ti, V, Cr, Zr, Nb, Mo, Hf, Ta,
Nitride such as one or more selected from W), NiMnS
b, PtMnSb or other semi-metal whistler metal or the like.

【0162】前記スペキュラー膜37の上には絶縁層2
9、バイアス下地層30、ハードバイアス層31、およ
び絶縁層32が積層形成されている。そして前記絶縁層
32上から電流制限層27上にかけて第2の電極層33
が形成されている。
An insulating layer 2 is formed on the specular film 37.
9, a bias base layer 30, a hard bias layer 31, and an insulating layer 32 are laminated. The second electrode layer 33 extends from the insulating layer 32 to the current limiting layer 27.
Are formed.

【0163】この実施形態では、前記多層膜28の両側
端面28aにスペキュラー膜37が形成されたことで、
前記多層膜28の光学的な素子面積(Tw×MRh)が
小さくなっても伝導電子を前記スペキュラー膜37で鏡
面反射させることができ、前記両側端面28aで前記伝
導電子が散乱するのを抑制することができる。このため
前記伝導電子の平均自由行程(スピン拡散長)を伸ばす
ことができ、抵抗変化率の向上をよりいっそう図ること
が可能である。
In this embodiment, since the specular films 37 are formed on both end faces 28a of the multilayer film 28,
Even if the optical element area (Tw × MRh) of the multilayer film 28 becomes small, the conduction electrons can be specularly reflected by the specular film 37, and the conduction electrons can be prevented from being scattered at the both end surfaces 28a. be able to. Therefore, the mean free path (spin diffusion length) of the conduction electrons can be extended, and the rate of resistance change can be further improved.

【0164】図4は本発明における第4実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。なお図1と同じ符号が付けられている層
は、図1と同じ層を示している。またセンス電流は第2
の電極層33から第1の電極層20に向けて流れる(あ
るいは逆でも良い)。
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the structure of the magnetic sensing element of the fourth embodiment of the present invention as seen from the side facing the recording medium. Note that the layers denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same layers as in FIG. The sense current is the second
Flowing from the electrode layer 33 toward the first electrode layer 20 (or vice versa).

【0165】図4に示す実施形態では、前記フリー磁性
層26の上に中間層38を介してハードバイアス層39
が設けられている。そして前記ハードバイアス層39の
上に前記電流制限層27が設けられている。
In the embodiment shown in FIG. 4, a hard bias layer 39 is formed on the free magnetic layer 26 with an intermediate layer 38 interposed therebetween.
Is provided. The current limiting layer 27 is provided on the hard bias layer 39.

【0166】この実施形態では、前記フリー磁性層26
上に中間層38を介して形成されたハードバイアス層3
9の両側端部から前記フリー磁性層26に向けて縦バイ
アス磁界が供給されて(矢印で示す)、前記フリー磁性
層26の磁化が図示X方向に向けられるようになってい
る。
In this embodiment, the free magnetic layer 26 is used.
Hard bias layer 3 formed on the intermediate layer 38
A longitudinal bias magnetic field is supplied to the free magnetic layer 26 from both side ends of 9 (indicated by an arrow), so that the magnetization of the free magnetic layer 26 is directed in the X direction in the drawing.

【0167】前記中間層38は、非磁性導電材料で形成
されることが好ましい。具体的には、Ru、Rh、I
r、Cr、Re、Cuのうち1種あるいは2種以上の合
金で形成されていることが好ましい。また前記中間層3
8が本発明における電流制限層を兼ねることもできる。
その実施形態は図5である。
The intermediate layer 38 is preferably made of a non-magnetic conductive material. Specifically, Ru, Rh, I
It is preferably formed of an alloy of one or more of r, Cr, Re and Cu. Also, the intermediate layer 3
8 can also serve as the current limiting layer in the present invention.
The embodiment is FIG.

【0168】図5に示す実施形態では前記フリー磁性層
26上に電流制限層27が形成されている。前記電流制
限層27の膜構成や材質などについては図1で説明した
ものと同じなのでそちらを参照されたい。
In the embodiment shown in FIG. 5, a current limiting layer 27 is formed on the free magnetic layer 26. The film structure and material of the current limiting layer 27 are the same as those described in FIG. 1, so please refer to that.

【0169】そして前記電流制限層27の上にハードバ
イアス層39が形成されている。この実施形態では、図
4のように中間層38と電流制限層27とを別々に形成
する必要がないから製造工程を容易にできる。
A hard bias layer 39 is formed on the current limiting layer 27. In this embodiment, since it is not necessary to separately form the intermediate layer 38 and the current limiting layer 27 as shown in FIG. 4, the manufacturing process can be facilitated.

【0170】ただし、図5において、前記ハードバイア
ス層39と第2の電極層33間に電流制限層27が設け
られていてもよい。
However, in FIG. 5, the current limiting layer 27 may be provided between the hard bias layer 39 and the second electrode layer 33.

【0171】また図4において、前記中間層38は、例
えばAl2O3やSiO2などの絶縁材料で形成されても
よいが、かかる場合、前記中間層38を薄く形成して、
前記第1の電極層20と第2の電極層33間に流れるセ
ンス電流が、前記中間層38の部分で遮断されないよう
にすることが必要である。前記中間層38の膜厚は20
〜100Åで形成されることが好ましい。
Further, in FIG. 4, the intermediate layer 38 may be formed of an insulating material such as Al 2 O 3 or SiO 2, but in such a case, the intermediate layer 38 is formed thin and
It is necessary to prevent the sense current flowing between the first electrode layer 20 and the second electrode layer 33 from being blocked by the intermediate layer 38. The thickness of the intermediate layer 38 is 20
It is preferably formed by -100 Å.

【0172】またこの実施形態のように、前記電流制限
層27は、前記フリー磁性層26のセンス電流の到達面
側(上面側)に直接設けられていなくても、他層を介し
て設けられていてもよい。
Further, unlike the present embodiment, the current limiting layer 27 is provided not directly on the surface (top surface side) where the sense current reaches the free magnetic layer 26, but it is provided via another layer. May be.

【0173】なお前記電流制限層27は、前記フリー磁
性層26と中間層38間に形成されて、前記フリー磁性
層26のセンス電流の到達面側に直接的に形成されてい
てもよい。
The current limiting layer 27 may be formed between the free magnetic layer 26 and the intermediate layer 38 and directly formed on the surface of the free magnetic layer 26 where the sense current reaches.

【0174】また図2に示す実施形態のように、フリー
磁性層26が、前記反強磁性層23よりも下側に形成さ
れた場合には、前記第1の電極層20上に電流制限層2
7、ハードバイアス層39、中間層38及びフリー磁性
層26の順に積層形成する。
When the free magnetic layer 26 is formed below the antiferromagnetic layer 23 as in the embodiment shown in FIG. 2, the current limiting layer is formed on the first electrode layer 20. Two
7, the hard bias layer 39, the intermediate layer 38, and the free magnetic layer 26 are stacked in this order.

【0175】あるいは第1の電極層20上にハードバイ
アス層39、電流制限層27、フリー磁性層26の順に
積層形成する。なおかかる場合には、センス電流は第1
の電極層20から第2の電極層33に向けて流れ、前記
フリー磁性層26の下面側がセンス電流の伝導電子の到
達面側になる。なお前記センス電流の伝導電子は、第2
の電極層33から第1の電極層20に向けて流れても良
い。
Alternatively, the hard bias layer 39, the current limiting layer 27, and the free magnetic layer 26 are formed in this order on the first electrode layer 20. In such a case, the sense current is the first
Flowing from the electrode layer 20 toward the second electrode layer 33, and the lower surface side of the free magnetic layer 26 becomes the arrival surface side of the conduction electrons of the sense current. The conduction electrons of the sense current are
It may flow from the electrode layer 33 toward the first electrode layer 20.

【0176】図4のように、フリー磁性層26に中間層
38を介してハードバイアス層39を設ける構造である
と、あるいは図5のように前記フリー磁性層26に電流
制限層27を介してハードバイアス層39を設ける構造
であると、前記フリー磁性層26の両側にハードバイア
ス層を設ける場合に比べて、前記フリー磁性層26が強
固に磁化されることがなく前記フリー磁性層26の磁区
制御を適正化でき、前記フリー磁性層26の外部磁界に
対する磁化変動を良好にすることが可能である。
As shown in FIG. 4, the free magnetic layer 26 is provided with the hard bias layer 39 via the intermediate layer 38. Alternatively, as shown in FIG. 5, the free magnetic layer 26 is provided via the current limiting layer 27. With the structure in which the hard bias layer 39 is provided, as compared with the case where the hard bias layers are provided on both sides of the free magnetic layer 26, the free magnetic layer 26 is not strongly magnetized and the magnetic domain of the free magnetic layer 26 is not. It is possible to optimize the control and improve the variation in magnetization of the free magnetic layer 26 with respect to the external magnetic field.

【0177】また図4及び図5に示す実施形態では、前
記下地層21から前記電流制限層27まで(図5ではハ
ードバイアス層39まで)の多層膜41のトラック幅方
向(図示X方向)の両側領域には絶縁層40のみが形成
されている。
In the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the multilayer film 41 extending from the underlayer 21 to the current limiting layer 27 (hard bias layer 39 in FIG. 5) in the track width direction (X direction in the drawing). Only the insulating layer 40 is formed on both side regions.

【0178】したがって図4及び図5に示す実施形態で
は、第1の電極層20と第2の電極層33間に流れるセ
ンス電流は、効果的に多層膜41内のみを流れ、前記セ
ンス電流の分流ロスを低減させることが可能である。
Therefore, in the embodiment shown in FIGS. 4 and 5, the sense current flowing between the first electrode layer 20 and the second electrode layer 33 effectively flows only in the multilayer film 41, and the sense current It is possible to reduce the diversion loss.

【0179】図6は本発明における第6実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of the structure of the magnetic sensing element of the sixth embodiment of the present invention as seen from the side facing the recording medium.

【0180】図6に示す実施形態では、前記フリー磁性
層26が3層の人工フェリ構造となっている。
In the embodiment shown in FIG. 6, the free magnetic layer 26 has a three-layer artificial ferri structure.

【0181】前記フリー磁性層26を構成する符号65
及び67の層は磁性層であり、例えばCo、CoFe、
NiFe、CoFeNiなどで形成される。前記磁性層
65,67間にはRuなどで形成された中間層66が介
在し、この構成により、前記磁性層65と前記磁性層6
7の磁化方向はRKKY相互作用により互いに反平行状
態にされる。これはいわゆる人工フェリ状態と呼ばれ
る。
Reference numeral 65 that constitutes the free magnetic layer 26.
The layers 67 and 67 are magnetic layers, such as Co, CoFe,
It is formed of NiFe, CoFeNi, or the like. An intermediate layer 66 made of Ru or the like is interposed between the magnetic layers 65 and 67. With this structure, the magnetic layer 65 and the magnetic layer 6 are formed.
The magnetization directions of 7 are made antiparallel to each other by RKKY interaction. This is called a so-called artificial ferri state.

【0182】前記磁性層65,67の膜厚はそれぞれ1
0〜70Å程度で形成される。また中間層66の膜厚は
3Å〜10Å程度で形成される。
The thickness of each of the magnetic layers 65 and 67 is 1
It is formed in the range of 0 to 70Å. The thickness of the intermediate layer 66 is about 3Å to 10Å.

【0183】なお前記磁性層65、67はそれぞれ単位
面積当たりの磁気モーメントが異なるように、前記磁性
層65、67の材質や膜厚はそれぞれ異なっている。前
記磁気モーメントは飽和磁化Ms×膜厚tで設定され、
例えば前記磁性層65、67を共に同じ材質で同じ組成
の材料で形成するとき、前記磁性層65、67の膜厚を
異ならせることで、前記磁性層65、67の磁気モーメ
ントを異ならせることができる。これによって適切に前
記磁性層65、67を人工フェリ構造にすることが可能
である。
The magnetic layers 65 and 67 are made of different materials and have different thicknesses so that the magnetic moments per unit area are different. The magnetic moment is set by saturation magnetization Ms × film thickness t,
For example, when both the magnetic layers 65 and 67 are formed of the same material and the same composition, the magnetic moments of the magnetic layers 65 and 67 can be made different by making the thicknesses of the magnetic layers 65 and 67 different. it can. This allows the magnetic layers 65 and 67 to have an artificial ferri structure appropriately.

【0184】図6のように前記フリー磁性層26を人工
フェリ構造とすることで、前記フリー磁性層26を適切
に単磁区化でき、バルクハウゼンノイズが少なく、再生
出力の高い磁気検出素子を製造することが可能である。
なお前記フリー磁性層26の磁性層65、67のうち、
磁気抵抗効果に関与する層は、非磁性中間層25に接す
る磁性層65である。
By forming the free magnetic layer 26 into an artificial ferri structure as shown in FIG. 6, the free magnetic layer 26 can be appropriately formed into a single magnetic domain, a Barkhausen noise is small, and a magnetic detection element having a high reproduction output is manufactured. It is possible to
Of the magnetic layers 65 and 67 of the free magnetic layer 26,
The layer involved in the magnetoresistive effect is the magnetic layer 65 in contact with the nonmagnetic intermediate layer 25.

【0185】図6に示すように、前記下地層21から前
記電流制限層27までの多層膜42のトラック幅方向
(図示X方向)の両側には絶縁層29が形成されている
が、前記絶縁層29の上面は、前記フリー磁性層26の
中間層66の上面と同程度の位置まで形成してもよい。
すなわち前記絶縁層29の上にバイアス下地層30を介
して形成されるハードバイアス層31を、前記フリー磁
性層26を構成する一方の磁性層67の両側のみに接合
させてもよい。
As shown in FIG. 6, insulating layers 29 are formed on both sides of the multilayer film 42 from the base layer 21 to the current limiting layer 27 in the track width direction (X direction in the drawing). The upper surface of the layer 29 may be formed to the same level as the upper surface of the intermediate layer 66 of the free magnetic layer 26.
That is, the hard bias layer 31 formed on the insulating layer 29 via the bias underlayer 30 may be bonded only to both sides of one magnetic layer 67 forming the free magnetic layer 26.

【0186】前記ハードバイアス層31からの縦バイア
ス磁界を受けた前記磁性層67は図示X方向に磁化され
ると、磁性層65は、前記磁性層67間でのRKKY相
互作用によって、前記磁性層67の磁化方向と反平行に
磁化される。
When the magnetic layer 67, which has been subjected to the longitudinal bias magnetic field from the hard bias layer 31, is magnetized in the X direction in the drawing, the magnetic layer 65 causes the magnetic layer 67 to undergo the RKKY interaction between the magnetic layers 67. It is magnetized antiparallel to the magnetization direction of 67.

【0187】なお図6に示す3層フェリ構造のフリー磁
性層26は、図2ないし図5の各実施形態に適用可能な
ものである。
The free magnetic layer 26 of the three-layer ferri structure shown in FIG. 6 is applicable to each of the embodiments shown in FIGS.

【0188】また図3のように、多層膜の両側にスペキ
ュラー膜37を形成する構造、および図4のように、フ
リー磁性層26の非磁性中間層25と接する面と反対側
の面に中間層38を介してハードバイアス層39を形成
する構造、および図5のようにフリー磁性層26の非磁
性中間層25と接する面と反対側の面に電流制限層27
を介してハードバイアス層39を形成する構造は、いず
れも図6の実施形態に適用できるものである。
Further, as shown in FIG. 3, the structure in which the specular films 37 are formed on both sides of the multilayer film, and as shown in FIG. 4, the free magnetic layer 26 has an intermediate surface on the side opposite to the surface in contact with the nonmagnetic intermediate layer 25. The structure in which the hard bias layer 39 is formed via the layer 38, and the current limiting layer 27 on the surface of the free magnetic layer 26 opposite to the surface in contact with the nonmagnetic intermediate layer 25 as shown in FIG.
Any of the structures in which the hard bias layer 39 is formed via the above is applicable to the embodiment of FIG.

【0189】図7は本発明における第7実施形態の磁気
検出素子の構造を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of the structure of the magnetic sensing element of the seventh embodiment of the present invention as seen from the side facing the recording medium.

【0190】図7に示す磁気検出素子は、いわゆるデュ
アル型のスピンバルブ型薄膜素子である。なお図1と同
じ符号が付けられた層は図1と同じ層を示している。
The magnetic sensing element shown in FIG. 7 is a so-called dual type spin valve thin film element. The layers denoted by the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same layers as in FIG.

【0191】第1の電極層20の中央上面には、下から
下地層21、シードレイヤ22、反強磁性層23、3層
フェリ構造の固定磁性層24、非磁性中間層25及びフ
リー磁性層26が形成されている。ここまでの積層構造
は図1と同じである。
On the central upper surface of the first electrode layer 20, from the bottom, the underlayer 21, the seed layer 22, the antiferromagnetic layer 23, the fixed magnetic layer 24 of the three-layer ferri structure, the nonmagnetic intermediate layer 25, and the free magnetic layer. 26 is formed. The laminated structure up to this point is the same as in FIG.

【0192】さらにこの実施形態では、前記フリー磁性
層26の上面にCo膜54が形成されて、その上に非磁
性中間層59、磁性層60と62とその間に形成された
Ruなどの中間層61からなる3層フェリ構造の固定磁
性層63、反強磁性層64、および電流制限層27が順
次積層されている。
Further, in this embodiment, a Co film 54 is formed on the upper surface of the free magnetic layer 26, and a nonmagnetic intermediate layer 59, magnetic layers 60 and 62 and an intermediate layer such as Ru formed between them are formed on the Co film 54. A pinned magnetic layer 63 having a three-layer ferri structure 61, an antiferromagnetic layer 64, and a current limiting layer 27 are sequentially stacked.

【0193】図7に示す構造のデュアルスピンバルブ型
薄膜素子の場合、フリー磁性層26よりも下側に形成さ
れた固定磁性層24のうち磁気抵抗効果に関与する磁性
層53が、例えばハイト方向(図示Y方向)に固定され
ていた場合、前記フリー磁性層26よりも上側に形成さ
れた固定磁性層63のうち磁気抵抗効果に関与する磁性
層60も、ハイト方向(図示Y方向)に固定される。
In the case of the dual spin-valve type thin film element having the structure shown in FIG. 7, of the pinned magnetic layer 24 formed below the free magnetic layer 26, the magnetic layer 53 involved in the magnetoresistive effect is, for example, in the height direction. When fixed in the Y direction in the drawing, the magnetic layer 60, which is involved in the magnetoresistive effect, of the fixed magnetic layer 63 formed above the free magnetic layer 26 is also fixed in the height direction (Y direction in the drawing). To be done.

【0194】またこの実施形態では、前記フリー磁性層
26が図6に示す3層のフェリ構造であってもよく、か
かる場合、フリー磁性層26よりも下側で、磁気抵抗効
果に寄与する固定磁性層24の磁性層53が図示Y方向
に磁化されているとき、フリー磁性層26よりも上側
で、磁気抵抗効果に寄与する固定磁性層63の磁性層6
0は、図示Y方向とは逆方向に磁化される。
In this embodiment, the free magnetic layer 26 may have the three-layer ferri structure shown in FIG. 6, and in such a case, the fixed magnetic layer 26 below the free magnetic layer 26 contributes to the magnetoresistive effect. When the magnetic layer 53 of the magnetic layer 24 is magnetized in the Y direction in the drawing, the magnetic layer 6 of the pinned magnetic layer 63 that contributes to the magnetoresistive effect above the free magnetic layer 26.
0 is magnetized in the direction opposite to the Y direction in the drawing.

【0195】図7に示すように、前記下地層21から電
流制限層27までの多層膜43のトラック幅方向(図示
X方向)における両側領域には、絶縁層29、バイアス
下地層30、ハードバイアス層31、絶縁層32が順次
積層形成されている。
As shown in FIG. 7, an insulating layer 29, a bias underlayer 30, and a hard bias layer are provided on both sides of the multilayer film 43 from the underlayer 21 to the current limiting layer 27 in the track width direction (X direction in the drawing). The layer 31 and the insulating layer 32 are sequentially stacked.

【0196】この実施形態でも、図3のようにスペキュ
ラー膜37を用いる形態を使用することができる。
Also in this embodiment, a mode using the specular film 37 as shown in FIG. 3 can be used.

【0197】またこの実施形態ではセンス電流は、第2
の電極層33から第1の電極層20に向けて流れ(ある
いは逆でも良い)、前記フリー磁性層26の上面側が前
記センス電流の到達面側となっている。そして前記電流
制限層27がフリー磁性層26よりも上側に形成された
反強磁性層64の上面に形成されているが、前記電流制
限層27は、フリー磁性層26と非磁性中間層59間に
形成され、前記電流制限層27が前記フリー磁性層26
のセンス電流の到達面(上面)に直接的に設けられてい
てもよい。
Further, in this embodiment, the sense current is the second
Flowing from the electrode layer 33 toward the first electrode layer 20 (or vice versa), and the upper surface side of the free magnetic layer 26 is the arrival surface side of the sense current. The current limiting layer 27 is formed on the upper surface of the antiferromagnetic layer 64 formed above the free magnetic layer 26. The current limiting layer 27 is formed between the free magnetic layer 26 and the nonmagnetic intermediate layer 59. And the current limiting layer 27 is formed on the free magnetic layer 26.
It may be provided directly on the arrival surface (upper surface) of the sense current.

【0198】以上図2ないし図7に示す実施形態におい
ても図1と同様にフリー磁性層26上に絶縁部と導電部
とが混在した電流制限層27を設けることで、次のよう
な効果を期待することができる。
Also in the embodiments shown in FIGS. 2 to 7, the following effects are obtained by providing the current limiting layer 27 in which the insulating portion and the conductive portion are mixed on the free magnetic layer 26 as in the case of FIG. Can be expected.

【0199】すなわち本発明のようにCPP型の磁気検
出素子では、第2の電極層33から第1の電極層20に
向けて流れるセンス電流(図2の場合は第1の電極層2
0から第2の電極層33に向けて流れるセンス電流)
は、前記電流制限層27内を膜面と垂直方向に流れる
が、本発明では、前記電流制限層27を絶縁材料膜(絶
縁部)57に形成された孔56内に導電性材料膜(導電
部)58を埋め込んだ構造としているから、前記センス
電流は前記導電性材料膜58内のみに流れることにな
る。
That is, in the CPP type magnetic sensing element as in the present invention, the sense current flowing from the second electrode layer 33 toward the first electrode layer 20 (the first electrode layer 2 in the case of FIG. 2).
(A sense current flowing from 0 to the second electrode layer 33)
Flows through the current limiting layer 27 in a direction perpendicular to the film surface, but in the present invention, the current limiting layer 27 is filled with a conductive material film (conductive material) in a hole 56 formed in an insulating material film (insulating portion) 57. Since the part 58 is embedded, the sense current flows only in the conductive material film 58.

【0200】このため第2の電極層33から前記電流制
限層27を介してフリー磁性層26内に流れるセンス電
流は、前記フリー磁性層26内を前記導電性材料膜58
と対向する部分のみに局部的に流れる(この部分の電流
密度が局所的に高くなることになる)。
Therefore, the sense current flowing from the second electrode layer 33 into the free magnetic layer 26 through the current limiting layer 27 passes through the free magnetic layer 26 and the conductive material film 58.
Flows locally only in the portion facing (the current density in this portion is locally increased).

【0201】したがって本発明によれば、膜面と平行な
方向におけるフリー磁性層26の素子面積(この素子面
積を光学的な素子面積という)を従来と同程度に大きく
形成しても実際に前記フリー磁性層26内にセンス電流
が流れて、磁気抵抗効果に関与する素子面積(この素子
面積を実効的な素子面積という)を小さくでき、よって
従来と同程度の精度を有するフォトリソグラフィー技術
を用いて光学的な素子サイズが大きい前記磁気検出素子
を形成しても、再生出力の高いCPP型の磁気検出素子
を容易に形成することができる。
Therefore, according to the present invention, even if the element area of the free magnetic layer 26 in the direction parallel to the film surface (this element area is referred to as an optical element area) is formed to be as large as that in the conventional case, the above-mentioned A sense current flows in the free magnetic layer 26, and the element area involved in the magnetoresistive effect (this element area is referred to as an effective element area) can be reduced. Therefore, a photolithography technique having the same degree of accuracy as the conventional one is used. Even if the magnetic detection element having a large optical element size is formed, a CPP type magnetic detection element having a high reproduction output can be easily formed.

【0202】また本発明では、光学的な素子面積は従来
と同程度であるから、記録媒体からの外部磁界を有効に
前記磁気検出素子で検出することができ、感度の良い再
生特性に優れたCPP型の磁気検出素子を製造すること
ができる。
Further, in the present invention, since the optical element area is about the same as the conventional one, the external magnetic field from the recording medium can be effectively detected by the magnetic detecting element, and the reproducing characteristic with good sensitivity is excellent. A CPP type magnetic sensing element can be manufactured.

【0203】なお図1ないし図7に示すいずれの実施形
態においても前記電流制限層27は、フリー磁性層26
のセンス電流の到達面側に形成されているが、前記フリ
ー磁性層26のセンス電流の到達面側と逆面側に直接に
あるいは他層を介して前記電流制限層27が設けられて
いてもよい。ただし実質的に磁気抵抗効果を発生させる
部分であるT2(図1を参照のこと)により近い側に前
記電流制限層27を設ける方が、センス電流の電流経路
をより適切に絞り込むことができ、よって実効的な素子
面積の狭小化を図り再生出力の高いCPP型磁気検出素
子を製造できる。
In any of the embodiments shown in FIGS. 1 to 7, the current limiting layer 27 is the free magnetic layer 26.
Of the free magnetic layer 26, the current limiting layer 27 may be provided directly or through another layer on the side opposite to the sense current reaching surface of the free magnetic layer 26. Good. However, when the current limiting layer 27 is provided on the side closer to T2 (see FIG. 1) which is a portion that substantially produces the magnetoresistive effect, the current path of the sense current can be narrowed down more appropriately, Therefore, it is possible to effectively reduce the element area and manufacture a CPP type magnetic detection element having a high reproduction output.

【0204】なお前記電流制限層27は、前記フリー磁
性層26の上下双方に直接にあるいは他層を介して設け
られていてもよい。
The current limiting layer 27 may be provided directly above or below the free magnetic layer 26 or via another layer.

【0205】図8は本発明の第8の実施形態の磁気検出
素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図であ
る。
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the magnetic sensing element of the eighth embodiment of the present invention as seen from the side facing the recording medium.

【0206】図8は、図1ないし図7の磁気検出素子よ
りも好ましい膜構成となっている。図8では前記フリー
磁性層26上に貴金属元素からなる下地層70が形成さ
れ、この下地層70の上に電流制限層27が形成されて
いる。前記電流制限層27の上には貴金属元素からなる
保護層71が形成されている。
FIG. 8 shows a film structure more preferable than that of the magnetic sensor of FIGS. 1 to 7. In FIG. 8, an underlayer 70 made of a noble metal element is formed on the free magnetic layer 26, and a current limiting layer 27 is formed on the underlayer 70. A protective layer 71 made of a precious metal element is formed on the current limiting layer 27.

【0207】図27で説明したように、本発明では前記
電流制限層27に形成された開口部(孔)と非開口部
(絶縁材料膜)との導電率のコントラストが高いことが
重要である。そうでないと電極層から流れるセンス電流
が適切に開口部で絞り込められず、見かけ上のΔR*A
(抵抗変化量*素子面積)の向上を図れないからであ
る。
As described with reference to FIG. 27, in the present invention, it is important that the contrast of the conductivity between the opening (hole) and the non-opening (insulating material film) formed in the current limiting layer 27 is high. . Otherwise, the sense current flowing from the electrode layer cannot be properly narrowed down by the opening, and the apparent ΔR * A
This is because (resistance change amount * element area) cannot be improved.

【0208】すなわち前記電流制限層27を構成する絶
縁材料膜を形成する際に、この絶縁材料膜が例えば島状
のように凝集して形成されるようにする必要があるので
ある。上記した開口部は微細なサイズでランダムに且つ
均一に混在していることが必要であるが、このような制
御を行うのに重要な一つの要素は、既に図1のところで
説明した材質やスパッタ条件であり、もう一つが前記電
流制限層27の下に形成される下地の表面エネルギー
(γs)である。
That is, when the insulating material film forming the current limiting layer 27 is formed, it is necessary to form the insulating material film by aggregating like an island shape. It is necessary for the above-mentioned openings to be mixed randomly and uniformly with a fine size, but one important factor for performing such control is the material and spatter already explained in FIG. The other condition is the surface energy (γs) of the underlayer formed under the current limiting layer 27.

【0209】前記下地の表面エネルギーが高いと、薄膜
の成長モードは完全濡れモードになりやすく、単層成長
(FMモード)しやすくなる。日本応用磁気学会誌「薄
膜成長プロセス概論」Vol.14,No.3,199
0の第528頁には「γs>γfs+γf」(ここでγ
fsは、基板と薄膜の界面エネルギー、γfは、薄膜の
表面エネルギー)の関係式が成り立つと、完全濡れモー
ドになり単層成長することが記載されている。
When the surface energy of the underlayer is high, the growth mode of the thin film is likely to be the complete wetting mode and the single layer growth (FM mode) is likely to occur. Journal of Applied Magnetics, "Introduction to Thin Film Growth Process" Vol. 14, No. 3,199
On page 528 of 0, “γs> γfs + γf” (where γ
It is described that when the relational expression of fs is the interfacial energy between the substrate and the thin film and γf is the surface energy of the thin film), a complete wetting mode is achieved and single layer growth occurs.

【0210】このため単層成長しにくくし、すなわち基
板上に形成される薄膜が島状のように点在して形成され
るようにするには、前記基板エネルギー(γs)を低下
させることが必要である。
Therefore, in order to make it difficult to grow a single layer, that is, to form the thin film formed on the substrate in a scattered manner like islands, it is necessary to lower the substrate energy (γs). is necessary.

【0211】本発明では、この点に鑑み、前記電流制限
層27の下に表面エネルギーが低い貴金属元素からなる
下地層70を敷くことにしたのである。前記下地層70
の表面エネルギーはその下に形成された磁気検出素子表
面の表面エネルギーよりも低いことが必要である。
In view of this point, in the present invention, the underlayer 70 made of a noble metal element having a low surface energy is laid under the current limiting layer 27. The underlayer 70
It is necessary that the surface energy of the magnetic field is lower than the surface energy of the surface of the magnetic detection element formed thereunder.

【0212】前記下地層70上に前記電流制限層27を
形成すると、前記電流制限層27を構成する絶縁材料膜
(あるいは絶縁材料膜となるべき層)は前記下地層70
上で島状のように凝集して成長していく。この成長モー
ドをVolmer−Weber(VW)型成長と呼ぶ。
When the current limiting layer 27 is formed on the underlayer 70, the insulating material film (or the layer to be the insulating material film) forming the current limiting layer 27 is the underlayer 70.
At the top, it grows by aggregating like islands. This growth mode is called Volmer-Weber (VW) type growth.

【0213】また貴金属元素からなる下地層70を敷く
ことで、例えば前記下地層70上に金属膜を島状に凝集
させ、この金属膜を酸化して酸化物の絶縁材料膜を形成
する際に、酸化の影響が前記下地層70の部分で食い止
められ、それより下の層に前記酸化の影響が及ばない。
By laying a base layer 70 made of a noble metal element, for example, when a metal film is aggregated on the base layer 70 in an island shape and the metal film is oxidized to form an oxide insulating material film. The influence of the oxidation is stopped at the portion of the base layer 70, and the influence of the oxidation does not reach the layers below it.

【0214】このため前記電流制限層27を構成する絶
縁材料膜は適切に例えば島状形状のまま保たれ、開口部
と非開口部とのコントラストを高く保つことが可能であ
る。
Therefore, the insulating material film forming the current limiting layer 27 can be appropriately kept in, for example, an island shape, and the contrast between the opening and the non-opening can be kept high.

【0215】また前記電流制限層27上に貴金属元素か
らなる保護層71が形成されているが、前記保護層71
を設けることで、前記電流制限層27を形成後、熱処理
する段階において、前記熱処理を施しても前記電流制限
層27上の層に酸素の拡散が起こらず、前記電流制限層
27の開口部と非開口部とのコントラストを高く保つこ
とができる。
The protective layer 71 made of a noble metal element is formed on the current limiting layer 27.
By providing the current limiting layer 27, in the heat treatment step after forming the current limiting layer 27, oxygen does not diffuse into the layer on the current limiting layer 27 even if the heat treatment is performed, and an opening portion of the current limiting layer 27 is formed. The contrast with the non-opening portion can be kept high.

【0216】このように図8に示す実施形態によれば、
前記電流制限層27の上下を貴金属元素からなる層でサ
ンドイッチすることで、前記電流制限層27の開口部と
非開口部とのコントラストを高く保つことができ、よっ
てΔR*Aを向上させることができ再生出力の高い再生
特性に優れた磁気検出素子を製造することが可能になる
のである。
As described above, according to the embodiment shown in FIG.
By sandwiching the upper and lower sides of the current limiting layer 27 with layers made of a noble metal element, the contrast between the opening and the non-opening of the current limiting layer 27 can be kept high, and thus ΔR * A can be improved. Therefore, it becomes possible to manufacture a magnetic detection element having a high reproduction output and excellent reproduction characteristics.

【0217】なお前記電流制限層27の上下に形成され
る下地層70あるいは保護層71はどちらか一方にのみ
形成されていてもよい。
The base layer 70 or the protective layer 71 formed above and below the current limiting layer 27 may be formed on only one of them.

【0218】また図8に示す実施形態では、前記電流制
限層27上に形成される貴金属元素からなる保護層71
を第2の電極層33として機能させることも可能であ
り、係る場合、図8に示す第2の電極層33を形成しな
くてもよい。
Further, in the embodiment shown in FIG. 8, a protective layer 71 made of a noble metal element is formed on the current limiting layer 27.
Can also function as the second electrode layer 33, and in such a case, the second electrode layer 33 shown in FIG. 8 need not be formed.

【0219】なお本発明では、前記下地層70及び/ま
たは保護層71は、Ru、Pt、Au、Rh、Ir、P
d、Os、Reのうちいずれか1種または2種以上の貴
金属材料で形成されていることが好ましい。あるいは下
地層70及び/または保護層71はCuで形成されてい
てもよい。
In the present invention, the base layer 70 and / or the protective layer 71 are made of Ru, Pt, Au, Rh, Ir, P.
It is preferable that the noble metal material is formed of one or more of d, Os and Re. Alternatively, the base layer 70 and / or the protective layer 71 may be formed of Cu.

【0220】また前記下地層70及び保護層71の存在
は、透過電子顕微鏡(TEM)で見ることが可能であ
る。
The presence of the underlayer 70 and the protective layer 71 can be seen with a transmission electron microscope (TEM).

【0221】次に図1に示す磁気検出素子の製造方法に
ついて、図11ないし図22に示す製造工程を参照しな
がら以下に説明する。なお図11及び図22は、製造中
の磁気検出素子を記録媒体との対向面から見た部分断面
図であり、図12ないし図21は、フリー磁性層上に電
流制限層を形成する際の前記フリー磁性層上面の状態等
を示す部分模式図である。
Next, a method of manufacturing the magnetic sensing element shown in FIG. 1 will be described below with reference to the manufacturing steps shown in FIGS. 11 and 22 are partial cross-sectional views of the magnetic sensing element being manufactured as seen from the surface facing the recording medium, and FIGS. 12 to 21 show the current limiting layer formed on the free magnetic layer. It is a partial schematic diagram which shows the state etc. of the said free magnetic layer upper surface.

【0222】図11に示す工程では、第1の電極層20
上に、Taなどで形成された下地層21、NiFeCr
などで形成されたシードレイヤ22、PtMnなどで形
成された反強磁性層23、Coなどで形成された磁性層
51と53と、前記磁性層51、53間にRuなどの中
間層52が形成された3層フェリ構造の固定磁性層2
4、Cuなどで形成された非磁性中間層25、Co膜5
4とNiFeなどの磁性層55で形成されたフリー磁性
層26、絶縁部と導電部とが混在した電流制限層27を
順次積層する。
In the step shown in FIG. 11, the first electrode layer 20 is used.
On top, a base layer 21 made of Ta or the like, NiFeCr
A seed layer 22 formed of, for example, an antiferromagnetic layer 23 formed of PtMn, magnetic layers 51 and 53 formed of Co, and an intermediate layer 52 such as Ru formed between the magnetic layers 51 and 53. Pinned magnetic layer 2 having a three-layer ferri structure
4, non-magnetic intermediate layer 25 made of Cu or the like, Co film 5
4 and a free magnetic layer 26 formed of a magnetic layer 55 such as NiFe, and a current limiting layer 27 in which an insulating portion and a conductive portion are mixed are sequentially laminated.

【0223】ここで前記電流制限層27の製造方法につ
いて、図12ないし図14を参照しながら説明する。
Now, a method of manufacturing the current limiting layer 27 will be described with reference to FIGS.

【0224】前記電流制限層27を形成するには、まず
Al23やSiO2などの酸化膜やAlNなどの窒化膜
を前記フリー磁性層26上にスパッタ成膜する。本発明
では前記酸化膜としては、Al、Si、Ti、Zr、H
f、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、Fe、Ni、C
oのうちいずれか1種または2種以上の酸化物からなる
絶縁材料を用いることが好ましい。
To form the current limiting layer 27, first, an oxide film such as Al 2 O 3 or SiO 2 or a nitride film such as AlN is sputter-deposited on the free magnetic layer 26. In the present invention, the oxide film may be Al, Si, Ti, Zr, H.
f, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W, Fe, Ni, C
It is preferable to use an insulating material made of any one or two or more kinds of oxides of o.

【0225】また窒化膜としては、Al、Si、Ti、
Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、Fe、
Ni、Coのうちいずれか1種または2種以上の窒化物
からなる絶縁材料を用いることが好ましい。
As the nitride film, Al, Si, Ti,
Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W, Fe,
It is preferable to use an insulating material made of a nitride of one or more of Ni and Co.

【0226】これら酸化膜や窒化膜は、成膜条件によっ
ては、前記フリー磁性層26上で連続体膜となりにく
く、すなわち不連続体膜となりやすくすることができる
絶縁材料である。不連続体膜になりやすいとは、図12
に示すように、前記フリー磁性層26で絶縁材料の粒子
が凝集しやすく、核を形成しやすいことを意味する。
These oxide film and nitride film are insulating materials which are unlikely to become a continuous film on the free magnetic layer 26, that is, can easily become a discontinuous film, depending on the film forming conditions. As shown in FIG.
As shown in (4), it means that the particles of the insulating material are likely to aggregate in the free magnetic layer 26 and easily form nuclei.

【0227】またより凝集性を高めるには、前記絶縁材
料のスパッタ成膜時におけるスパッタ条件を適切に調整
することが重要である。
Further, in order to further improve the cohesiveness, it is important to appropriately adjust the sputtering conditions during the sputtering film formation of the insulating material.

【0228】まず基板温度を20〜200℃程度に低温
にする。また基板とターゲット間の距離を200〜30
0mm程度に離す。またArガスのガス圧を10〜50
mTorr(1.3〜6.7Pa)程度に高くする。
First, the substrate temperature is lowered to about 20 to 200.degree. In addition, the distance between the substrate and the target is 200 to 30.
Separate to about 0 mm. Moreover, the gas pressure of Ar gas is 10 to 50.
It is increased to about mTorr (1.3 to 6.7 Pa).

【0229】上記したスパッタ条件であると、前記絶縁
材料の原子は、前記フリー磁性層26で、表面移動が不
十分となり凝集して核を形成しやすくなるのである。
Under the sputtering conditions described above, the atoms of the insulating material in the free magnetic layer 26 are not sufficiently surface-migrated and tend to aggregate to form nuclei.

【0230】前記核が成長した状態は図13に示されて
おり、このように前記フリー磁性層26上に形成された
絶縁材料膜には、前記絶縁材料膜の上面から下面にまで
通じる複数の孔が形成される。なお前記絶縁材料膜には
図10に示すような膜面と平行な平面から見たときに、
連続して延びる溝が形成されていてもよい。
The state in which the nuclei have grown is shown in FIG. 13. In the insulating material film thus formed on the free magnetic layer 26, a plurality of layers extending from the upper surface to the lower surface of the insulating material film are formed. A hole is formed. When the insulating material film is viewed from a plane parallel to the film surface as shown in FIG. 10,
A groove extending continuously may be formed.

【0231】次に図14に示す工程では、前記絶縁材料
膜上から前記孔内にかけて、導電性材料をスパッタ成膜
する。これにより前記絶縁材料膜上から孔内には導電材
料層が形成され、前記孔は前記導電材料層により埋めら
れた状態になる。
Next, in the step shown in FIG. 14, a conductive material is sputter-deposited from above the insulating material film into the inside of the hole. As a result, a conductive material layer is formed in the hole from above the insulating material film, and the hole is filled with the conductive material layer.

【0232】なお前記導電性材料には、α−Ta、A
u、Cr、Cu(銅)やW(タングステン)などを使用
できるが、Ru、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、O
s、Reのうちいずれか1種または2種以上の貴金属材
料を用いる方が好ましい。あるいはCuを用いてもよ
い。貴金属材料を用いると、前記貴金属材料はそれ自
体、酸化されにくい材質であるから、熱処理などによっ
て酸素の拡散が生じないようにする保護層としても機能
させることができ、前記電流制限層の開口部(孔)と非
開口部(絶縁膜)とのコントラストを高く保つことが可
能である。
The conductive material is α-Ta, A
Although u, Cr, Cu (copper), W (tungsten), etc. can be used, Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, O
It is preferable to use one or more precious metal materials selected from s and Re. Alternatively, Cu may be used. When a noble metal material is used, the noble metal material itself is a material that is difficult to be oxidized, and therefore it can also function as a protective layer that prevents diffusion of oxygen due to heat treatment or the like, and the opening of the current limiting layer. It is possible to maintain a high contrast between the (hole) and the non-opening portion (insulating film).

【0233】なお前記導電性材料のスパッタ条件では、
例えば基板温度を20〜100℃程度にする。また基板
とターゲット間の距離を40〜100mm程度にする。
またArガスのガス圧を0.5〜10mTorr(0.
07〜1.3Pa)程度にする。
Under the sputtering conditions for the conductive material,
For example, the substrate temperature is set to about 20 to 100 ° C. Further, the distance between the substrate and the target is set to about 40 to 100 mm.
Further, the gas pressure of Ar gas is 0.5 to 10 mTorr (0.
07 to 1.3 Pa).

【0234】上記の製造方法によって電流制限層27を
形成することが可能である。
The current limiting layer 27 can be formed by the above manufacturing method.

【0235】あるいは本発明では、まずAg、Cu、Z
n、Ge、Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、T
a、V、Nb、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希
土類元素のうちいずれか1種または2種以上の金属元素
からなる膜をスパッタで形成し、このとき、前記金属膜
に下面から上面にまで通じる複数の孔あるいは膜面と平
行な平面から見たときに連続して延びる溝が適切に残さ
れている状態でスパッタを止める。次に、この金属膜を
酸化する。酸化には自然酸化、プラズマ酸化、ラジカル
酸化や陽極酸化を用いることができる。
In the present invention, first, Ag, Cu, Z
n, Ge, Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, T
a, V, Nb, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, a rare earth element, or a film made of one or more metal elements is formed by sputtering. At this time, the metal film has a lower surface. The sputtering is stopped in a state where a plurality of holes extending from the top to the top surface or a groove that continuously extends when viewed from a plane parallel to the film surface are appropriately left. Next, this metal film is oxidized. For the oxidation, natural oxidation, plasma oxidation, radical oxidation or anodic oxidation can be used.

【0236】この酸化工程によって、前記金属膜は酸化
され絶縁材料膜になる。そして図14工程で、前記絶縁
材料膜上から前記孔内にかけて、導電性材料をスパッタ
成膜する。これにより前記絶縁材料膜上から孔内には導
電材料層が形成され、前記孔は前記導電材料層により埋
められた状態になる。
By this oxidation step, the metal film is oxidized to become an insulating material film. Then, in a step shown in FIG. 14, a conductive material is deposited by sputtering from above the insulating material film into the inside of the hole. As a result, a conductive material layer is formed in the hole from above the insulating material film, and the hole is filled with the conductive material layer.

【0237】ただし、上記した酸化工程によって、前記
電流制限層下の層までも酸化の影響を受けやすい。そし
て上記の酸化工程によって例えば前記フリー磁性層が酸
化されてしまうと、膜面方向の全体に酸化膜が形成され
た状態となり図26で説明したのと同様のコントラスト
の悪化の問題を生じ好ましくない。
However, the layer under the current limiting layer is also susceptible to the oxidation due to the above-mentioned oxidation step. If, for example, the free magnetic layer is oxidized by the above-mentioned oxidation process, an oxide film is formed over the entire film surface direction, and the same problem of deterioration of contrast as described with reference to FIG. 26 occurs, which is not preferable. .

【0238】また図12に示す凝集した核形成は、その
下に形成されている層(図12ではフリー磁性層)の表
面エネルギーが高いと、完全濡れモードとなりやすく、
単層成長(FMモード)しやすくなる。このため表面エ
ネルギーが低く且つ酸化されにくい材質の下地層を前記
電流制限層27を形成する前に敷いておくことが好まし
い。
In the formation of agglomerated nuclei shown in FIG. 12, if the surface energy of the layer (free magnetic layer in FIG. 12) formed thereunder is high, the complete wetting mode is likely to occur,
Single layer growth (FM mode) is facilitated. Therefore, it is preferable to lay an underlayer made of a material having low surface energy and being hard to be oxidized before forming the current limiting layer 27.

【0239】その製造方法を示したのが図15ないし図
17に示す工程である。図15に示すようにまずフリー
磁性層の上に貴金属元素からなる下地層をスパッタ形成
する。
The manufacturing method is shown in the steps shown in FIGS. As shown in FIG. 15, first, an underlayer made of a noble metal element is sputtered on the free magnetic layer.

【0240】このとき前記下地層をRu、Pt、Au、
Rh、Ir、Pd、Os、Reのうちいずれか1種また
は2種以上の貴金属材料で形成することが好ましい。あ
るいはCuで下地層を形成してもよい。前記貴金属元素
で形成された下地層は表面エネルギーがフリー磁性層表
面のエネルギーよりも低く、また酸化されにくい材質で
ある。
At this time, the underlayer is made of Ru, Pt, Au,
It is preferable to use a noble metal material of one or more of Rh, Ir, Pd, Os and Re. Alternatively, the underlayer may be formed of Cu. The underlayer formed of the noble metal element has a surface energy lower than that of the surface of the free magnetic layer and is a material that is not easily oxidized.

【0241】次に図15に示すように、Ag、Cu、Z
n、Ge、Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、T
a、V、Nb、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希
土類元素のうちいずれか1種または2種以上の金属元素
をスパッタで形成する。前記金属元素は、貴金属元素か
らなる下地層表面に凝集して核を形成しやすく、図16
に示すように例えば島状に凝集して形成され、前記金属
膜には下面から上面にまで通じる複数の孔が設けられ
る。
Next, as shown in FIG. 15, Ag, Cu, Z
n, Ge, Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, T
A metal element of one or more of a, V, Nb, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, and a rare earth element is formed by sputtering. The metal element easily aggregates on the surface of the underlayer made of a noble metal element to form nuclei.
As shown in FIG. 5, for example, the metal film is formed by aggregating in an island shape, and the metal film is provided with a plurality of holes communicating from the lower surface to the upper surface.

【0242】次に図16のように前記金属膜を酸化す
る。酸化には自然酸化、プラズマ酸化、ラジカル酸化や
陽極酸化などの既存の方法を使うことができる。これに
より前記金属膜を酸化物の絶縁材料膜に変化させる。こ
のとき、前記金属膜の下には酸化されにくい貴金属元素
からなる下地層が形成されているから酸化は前記下地層
の位置で食い止められ、前記下地層以下の層に酸化が及
ばない。
Next, as shown in FIG. 16, the metal film is oxidized. For the oxidation, existing methods such as natural oxidation, plasma oxidation, radical oxidation and anodic oxidation can be used. As a result, the metal film is changed to an oxide insulating material film. At this time, since the underlayer made of a noble metal element which is difficult to be oxidized is formed under the metal film, the oxidation is stopped at the position of the underlayer, and the layers below the underlayer are not oxidized.

【0243】そして図17に示す工程で、前記絶縁材料
膜上から孔にかけて金属元素からなる導電膜をスパッタ
成膜する。このとき前記金属元素を、前記下地層と同じ
貴金属元素とすることが好ましい。すなわち図17に示
す導電層をRu、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、O
s、Reのうちいずれか1種または2種以上の貴金属材
料で形成することが好ましい。あるいは導電層をCuで
形成してもよい。
Then, in the step shown in FIG. 17, a conductive film made of a metal element is formed by sputtering from above the insulating material film to the holes. At this time, it is preferable that the metal element is the same precious metal element as the underlayer. That is, the conductive layer shown in FIG. 17 is formed of Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, O.
It is preferable to form the noble metal material of one or more of s and Re. Alternatively, the conductive layer may be formed of Cu.

【0244】前記貴金属元素以外の元素で導電層の形成
を行うと、その後に施される熱処理等により、絶縁材料
膜から酸素が第2の電極層などに移動し、酸素の分布が
ぼやけて開口部と非開口部とのコントラストが悪化する
からである。
When the conductive layer is formed using an element other than the above-mentioned noble metal element, oxygen is moved from the insulating material film to the second electrode layer or the like by the heat treatment or the like performed thereafter, and the distribution of oxygen is blurred and the opening is formed. This is because the contrast between the portion and the non-opening portion deteriorates.

【0245】あるいは本発明では、絶縁材料で形成され
たターゲットと導電性材料で形成されたターゲットを用
意し、これら2つのターゲットをスパッタする。これに
より前記フリー磁性層26上には、絶縁材料の粒子と導
電性材料の粒子とが混在した電流制限層27を形成する
ことができる。前記絶縁材料及び導電性材料には上記し
た材質を使用してもよいが、本発明では以下の材料によ
って、絶縁材料膜に導電性粒子が分散された膜構成の電
流制限層27を形成することができる。
Alternatively, in the present invention, a target made of an insulating material and a target made of a conductive material are prepared, and these two targets are sputtered. Thereby, the current limiting layer 27 in which the particles of the insulating material and the particles of the conductive material are mixed can be formed on the free magnetic layer 26. Although the above-mentioned materials may be used as the insulating material and the conductive material, in the present invention, the current limiting layer 27 having a film structure in which conductive particles are dispersed in the insulating material film is formed by the following materials. You can

【0246】具体的には本発明では、前記フリー磁性層
26の上面に、FeaMbOc(ただし元素MはTi、Z
r、Hf、Nb、Ta、Mo、W及び希土類元素から選
ばれる1種または2種以上の元素)なる組成式を有し、
組成比a、b、cは原子%で、40≦a≦50、10≦
b≦30、20≦c≦40で、a+b+c=100なる
関係を満たし、また膜構造は、Feを主成分とした微結
晶粒が、元素MとOとの化合物を含む非晶質中に分散さ
れた膜構成を有する、電流制限層27をスパッタ成膜す
る。
Specifically, in the present invention, FeaMbOc (provided that the element M is Ti or Z is formed on the upper surface of the free magnetic layer 26).
r, Hf, Nb, Ta, Mo, W and one or more elements selected from rare earth elements),
The composition ratios a, b, and c are atomic%, and 40 ≦ a ≦ 50, 10 ≦
When b ≦ 30 and 20 ≦ c ≦ 40, the relationship of a + b + c = 100 is satisfied, and the film structure has fine crystal grains mainly composed of Fe dispersed in an amorphous material containing a compound of elements M and O. The current limiting layer 27 having the above described film structure is formed by sputtering.

【0247】あるいは前記フリー磁性層26の上面に、
FedMeNf(ただし元素Mは、Ti、Zr、Hf、N
b、Ta、Mo、W及び希土類元素から選ばれる1種ま
たは2種以上の元素)からなる組成式を有し、組成比
d、e、fは原子%で、60≦d≦70、10≦e≦1
5、19≦f≦25で、d+e+f=100なる関係を
満たし、また膜構造は、Feを主成分とした微結晶粒
が、元素MとNとの化合物を含む非晶質中に分散された
膜構成を有する、電流制限層27をスパッタ成膜しても
よい。
Alternatively, on the upper surface of the free magnetic layer 26,
FedMeNf (where the element M is Ti, Zr, Hf, N
b, Ta, Mo, W, and one or more elements selected from rare earth elements), and the composition ratios d, e, and f are atomic%, and 60 ≦ d ≦ 70, 10 ≦ e ≦ 1
5, 19 ≦ f ≦ 25, the relationship of d + e + f = 100 was satisfied, and the film structure was such that fine crystal grains containing Fe as a main component were dispersed in an amorphous material containing a compound of elements M and N. The current limiting layer 27 having a film structure may be formed by sputtering.

【0248】これらFeMOやFeMN合金を成膜する
には、例えばFeのターゲットとMOやMNからなるタ
ーゲットを用意しておき、これら2つのターゲットをス
パッタすることで、上記した組成比及び膜構造を有する
電流制限層27を形成することができる。
To form these FeMO and FeMN alloys, for example, a target of Fe and a target of MO and MN are prepared, and these two targets are sputtered to obtain the above composition ratio and film structure. The current-limiting layer 27 that it has can be formed.

【0249】あるいは本発明では、電流制限層27を、
Coと、Ru、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、Os、
Re、Cu、Agのうちいずれか1種または2種以上の
金属材料をスパッタ成膜した後、熱処理を施すことでC
oを酸化して形成してもよい。
Alternatively, in the present invention, the current limiting layer 27 is
Co, Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, Os,
After sputter-deposition of one or more metal materials of Re, Cu, and Ag, heat treatment is performed to form C
It may be formed by oxidizing o.

【0250】ただし、上記したCoと貴金属元素との混
合からなる電流制限層27の形成、及びFeMOやFe
MN合金の形成時のときにでも、熱処理を施して酸化を
促進させる工程があるため、この熱処理によって電流制
限層27下の層にまで酸化が及ぶ可能性がある。
However, the formation of the current limiting layer 27 made of the above-mentioned mixture of Co and the noble metal element, and FeMO and Fe
Even during the formation of the MN alloy, there is a step of performing a heat treatment to accelerate the oxidation, so that the layer below the current limiting layer 27 may be oxidized by this heat treatment.

【0251】従ってCoと貴金属元素との混合からなる
電流制限層27やFeMOやFeMN合金からなる電流
制限層27、いわゆるこれらグラニュラー膜からなる電
流制限層27の形成の場合でも図18に示す工程以降の
ように、まずフリー磁性層27の上に貴金属元素からな
る下地層を形成しておくことが好ましい。前記下地層を
Ru、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、Os、Reのう
ちいずれか1種または2種以上の貴金属材料で形成する
ことが好ましい。あるいは前記下地層をCuで形成して
もよい。ただし貴金属を用いる方が好ましい。
Therefore, even when the current limiting layer 27 made of a mixture of Co and a noble metal element or the current limiting layer 27 made of FeMO or FeMN alloy, that is, the current limiting layer 27 made of these so-called granular films is formed, the steps shown in FIG. As described above, it is preferable to first form an underlayer made of a noble metal element on the free magnetic layer 27. It is preferable that the underlayer is formed of one or more precious metal materials selected from Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, Os, and Re. Alternatively, the underlayer may be formed of Cu. However, it is preferable to use a noble metal.

【0252】図18に示す工程では前記貴金属元素から
なる下地層の上にFeMOやFeMN合金からなる電流
制限層27をスパッタ成膜する。さらに前記電流制限層
27の上に、下地層と同じく貴金属元素からなる保護層
を形成することが好ましい。下地層、電流制限層及び保
護層を成膜後、熱処理を施すと前記電流制限層のグラニ
ュラーの相分離が進み、酸化されている部分とされてい
ない部分とのコントラストが高まる。このとき、前記電
流制限層の上下は貴金属元素からなる層に挟まれている
から酸化は前記電流制限層の上下の層にまで及ばない。
In the step shown in FIG. 18, a current limiting layer 27 made of FeMO or FeMN alloy is formed by sputtering on the underlayer made of the noble metal element. Further, it is preferable to form a protective layer made of a noble metal element on the current limiting layer 27, like the underlayer. When the heat treatment is performed after forming the underlayer, the current limiting layer and the protective layer, granular phase separation of the current limiting layer proceeds, and the contrast between the oxidized portion and the non-oxidized portion is increased. At this time, since the upper and lower sides of the current limiting layer are sandwiched by the layers made of a noble metal element, the oxidation does not reach the upper and lower layers of the current limiting layer.

【0253】図19に示す工程ではフリー磁性層上に貴
金属元素からなる下地層をスパッタ成膜し、その上にC
oと、Ru、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、Os、R
e、Cu、Agのうちいずれか1種または2種以上の金
属材料とを混合した材料をスパッタ成膜する。その後、
アニールをして相分離を促進させる。図20に示す工程
では自然酸化、プラズマ酸化、ラジカル酸化等を施して
卑な物質よりなる主としてCoの部分を酸化する。一
方、Auなどで形成された貴金属粒子は酸化されず、導
電性粒子そしてそのまま残される。
In the step shown in FIG. 19, an underlayer made of a noble metal element is sputter-deposited on the free magnetic layer, and C is formed thereon.
o, Ru, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, Os, R
A material obtained by mixing any one of e, Cu, and Ag or a mixture of two or more kinds of metallic materials is formed by sputtering. afterwards,
Anneal to promote phase separation. In the step shown in FIG. 20, natural oxidation, plasma oxidation, radical oxidation, etc. are performed to oxidize mainly Co portion composed of a base substance. On the other hand, the noble metal particles formed of Au or the like are not oxidized and remain as conductive particles.

【0254】この熱処理及び酸化のときでも前記電流制
限層の下には貴金属元素からなる下地層が設けられてい
るので、酸化は前記電流制限層の下の層にまでは及ばな
い。
Even during this heat treatment and oxidation, since the underlayer made of a noble metal element is provided below the current limiting layer, the oxidation does not reach the layer below the current limiting layer.

【0255】図21に示す工程では前記電流制限層の上
に貴金属元素からなる保護層をスパッタ成膜する。この
ように前記電流制限層の上も貴金属元素からなる保護層
でキャップしてしまうことで、その後に熱処理等が行な
われても前記電流制限層の上に形成された層にまで酸素
が拡散せず、前記電流制限層の酸化された部分と酸化さ
れていない部分とのコントラストを良好に保つことがで
きる。
In the step shown in FIG. 21, a protective layer made of a noble metal element is formed on the current limiting layer by sputtering. By thus capping the current limiting layer also with the protective layer made of a noble metal element, oxygen is diffused into the layer formed on the current limiting layer even if heat treatment or the like is subsequently performed. Therefore, it is possible to maintain a good contrast between the oxidized portion and the non-oxidized portion of the current limiting layer.

【0256】なお図18及び図19に示す工程時の双方
に言えることは、前記電流制限層の膜厚をその中に含ま
れる導電性粒子の粒径よりも小さくすることである。そ
うしないと前記電流制限層の上面から下面にかけてセン
ス電流が流れる電流通路が適切に形成されず、良好にセ
ンス電流の電流経路を絞り込み再生出力の向上を図るこ
とができないからである。
What can be said in both of the steps shown in FIGS. 18 and 19 is that the film thickness of the current limiting layer is smaller than the particle size of the conductive particles contained therein. Otherwise, the current path through which the sense current flows from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer is not properly formed, and the current path of the sense current cannot be satisfactorily narrowed to improve the reproduction output.

【0257】また図18や図21に示す工程のように前
記電流制限層の上に貴金属元素からなる保護層を設ける
と、この保護層自体を第2の電極層として機能させるこ
ともでき、その後の工程において前記第2の電極層の形
成が必要なくなり製造工程の簡略化を図ることができ
る。
When a protective layer made of a noble metal element is provided on the current limiting layer as in the step shown in FIGS. 18 and 21, this protective layer itself can function as the second electrode layer. In the above step, the formation of the second electrode layer is not necessary and the manufacturing process can be simplified.

【0258】なお図15ないし図21に示す工程では、
酸化工程を施して酸化物からなる絶縁材料膜を形成した
が、窒化してもよい。
In the steps shown in FIGS. 15 to 21,
Although the insulating material film made of oxide is formed by performing the oxidation step, it may be nitrided.

【0259】次に図11に示す工程では、前記電流制限
層27の上にレジスト層44を形成する。なお前記レジ
スト層44はリフトオフ用のレジスト層であってもよ
い。
Next, in the step shown in FIG. 11, a resist layer 44 is formed on the current limiting layer 27. The resist layer 44 may be a lift-off resist layer.

【0260】前記レジスト層44の下面44aの面積
は、磁気検出素子の光学的な素子面積と同程度かあるい
はそれよりも若干小さく形成する。本発明ではフリー磁
性層26の上面のトラック幅方向(図示X方向)への幅
寸法で決まるトラック幅Twを0.15〜0.3μm
に、ハイト方向(図示Y方向)への長さMRhを0.1
5〜0.3μmにでき、したがって光学的な素子面積を
0.02〜0.09μm2に大きく形成することができ
る。
The area of the lower surface 44a of the resist layer 44 is formed to be about the same as or slightly smaller than the optical element area of the magnetic detection element. In the present invention, the track width Tw determined by the width dimension of the upper surface of the free magnetic layer 26 in the track width direction (X direction in the drawing) is 0.15 to 0.3 μm.
And the length MRh in the height direction (Y direction in the drawing) is set to 0.1.
5 to 0.3 .mu.m, so that the optical element area can be increased to 0.02 to 0.09 .mu.m @ 2.

【0261】上記の光学的な素子面積は従来と同程度で
あり、本発明では従来と同等の精度を有するフォトリソ
グラフィー技術を用いて磁気検出素子の製造が可能にな
っている。
The above-mentioned optical element area is about the same as the conventional one, and in the present invention, the magnetic detection element can be manufactured by using the photolithography technique having the same accuracy as the conventional one.

【0262】次に図11に示すように、前記レジスト層
44に覆われていない、下地層21から電流制限層27
までの多層膜28を、矢印F方向からのイオンミリング
などで除去する(図11に示す点線部分)。これにより
前記第1の電極層20の上面中央には、下地層21から
電流制限層27までで構成される多層膜28が略台形状
となって残される。なお前記イオンミリング後、前記多
層膜28の両側端面にはミリングで除去された物質の一
部が再付着するので、前記再付着物をサイドミリングで
除去することが好ましい。
Next, as shown in FIG. 11, the underlying layer 21 to the current limiting layer 27 which are not covered with the resist layer 44.
The multilayer film 28 up to is removed by ion milling or the like from the direction of arrow F (dotted line portion shown in FIG. 11). As a result, in the center of the upper surface of the first electrode layer 20, the multilayer film 28 including the base layer 21 to the current limiting layer 27 is left in a substantially trapezoidal shape. After the ion milling, a part of the substance removed by the milling is redeposited on both end faces of the multilayer film 28. Therefore, it is preferable to remove the redeposited substance by the side milling.

【0263】次に図22に示す工程では、前記第1の電
極層20上から前記多層膜28の両側端面28a上にか
けて、Al2O3などで形成された絶縁層29、Crなど
で形成されたバイアス下地層30、CoPtCrなどで
形成されたハードバイアス層31及びAl2O3などで形
成された絶縁層32をスパッタ成膜する。
Next, in the step shown in FIG. 22, an insulating layer 29 made of Al 2 O 3 or the like, a bias layer made of Cr or the like is formed from above the first electrode layer 20 to both end faces 28 a of the multilayer film 28. A ground layer 30, a hard bias layer 31 formed of CoPtCr, and an insulating layer 32 formed of Al2O3 are formed by sputtering.

【0264】なお図22に示すように、前記絶縁層29
から前記絶縁層32までの各層のスパッタ成膜の際にお
けるスパッタ粒子照射角度は基板に対しほぼ垂直方向G
とすることが好ましい。
As shown in FIG. 22, the insulating layer 29 is
To the insulating layer 32, the irradiation angle of the sputtered particles during the sputter deposition of each layer is substantially perpendicular to the substrate in the direction G.
It is preferable that

【0265】また図22に示すように、前記レジスト層
44の上にも絶縁層29b、バイアス下地材料層30
a、バイアス材料層31a及び絶縁材料膜32aが積層
形成される。
As shown in FIG. 22, the insulating layer 29b and the bias base material layer 30 are also formed on the resist layer 44.
a, the bias material layer 31a, and the insulating material film 32a are laminated.

【0266】前記多層膜28の両側領域に絶縁層29か
ら絶縁層32までの各層を積層した後、前記レジスト層
44を除去するが、前記レジスト層44の表面全体が、
上記した絶縁層29bなどで覆われているときは、前記
レジスト層44の除去を適切に行うことができないた
め、例えばスクラブ洗浄、具体的にはドライアイスの粒
子などを前記レジスト層44表面を覆う絶縁層29bな
どの各層に衝突させて一部を除去し、前記レジスト層4
4の表面を一部露出させた後、前記レジスト層44を溶
剤に浸して、前記レジスト層44を溶して除去する方法
などが考えられる。
After laminating the insulating layers 29 to 32 on both side regions of the multilayer film 28, the resist layer 44 is removed, but the entire surface of the resist layer 44 is
When the resist layer 44 is covered with the above-mentioned insulating layer 29b or the like, the resist layer 44 cannot be properly removed. Therefore, for example, scrub cleaning, specifically, dry ice particles or the like covers the surface of the resist layer 44. Part of the insulating layer 29b is removed by colliding with each layer such as the insulating layer 29b.
After partially exposing the surface of No. 4, the resist layer 44 may be dipped in a solvent to dissolve and remove the resist layer 44.

【0267】なお前記レジスト層44を除去した後、前
記絶縁層32から電流制限層27の上面には、前記絶縁
層29bなどの不要なバリが残ることがあるので、前記
絶縁層32上から前記電流制限層27上を例えばスクラ
ブ洗浄して、前記バリを除去しきれいな面に加工するこ
とが好ましい。なお前記スクラブ洗浄には、例えばドラ
イアイスの粒子を前記バリに衝突させる方法などが考え
られる。
After the resist layer 44 is removed, unnecessary burrs such as the insulating layer 29b may remain on the upper surface of the current limiting layer 27 from the insulating layer 32. It is preferable to scrub the current limiting layer 27, for example, to remove the burrs and form a clean surface. For the scrub cleaning, for example, a method of causing dry ice particles to collide with the burr can be considered.

【0268】その後、前記絶縁層32上から前記電流制
限層27上にかけて第2の電極層33をスパッタ成膜す
る(図1を参照のこと)。
Then, a second electrode layer 33 is formed by sputtering from the insulating layer 32 to the current limiting layer 27 (see FIG. 1).

【0269】他の磁気検出素子の製造方法について簡単
に説明する。図2に示す磁気検出素子では、第1の電極
層20上に、電流制限層27、フリー磁性層26、非磁
性中間層25、固定磁性層24、反強磁性層23をスパ
ッタ成膜した後、図11に示す工程と同様に、前記反強
磁性層23にレジスト層44を形成し、さらに前記レジ
スト層44に覆われていない多層膜34をイオンミリン
グで削る。次に前記第1の電極層20上から前記多層膜
34の両側端面34aにかけて、絶縁層35、バイアス
下地層30、ハードバイアス層31、絶縁層36をスパ
ッタ成膜し、前記レジスト層44を除去する。そして前
記絶縁層36上から前記反強磁性層23上にかけて第2
の電極層33を形成する。
A method of manufacturing another magnetic detection element will be briefly described. In the magnetic sensing element shown in FIG. 2, after the current limiting layer 27, the free magnetic layer 26, the nonmagnetic intermediate layer 25, the pinned magnetic layer 24, and the antiferromagnetic layer 23 are formed on the first electrode layer 20 by sputtering. 11, a resist layer 44 is formed on the antiferromagnetic layer 23, and the multilayer film 34 not covered with the resist layer 44 is removed by ion milling. Next, an insulating layer 35, a bias underlayer 30, a hard bias layer 31, and an insulating layer 36 are formed by sputtering from above the first electrode layer 20 to both end faces 34a of the multilayer film 34, and the resist layer 44 is removed. To do. A second layer is formed from the insulating layer 36 to the antiferromagnetic layer 23.
The electrode layer 33 is formed.

【0270】図3に示す磁気検出素子では、第1の電極
層20上に、下地層21、シードレイヤ22、反強磁性
層23、固定磁性層24、非磁性中間層25、フリー磁
性層26、および電流制限層27を成膜した後、前記電
流制限層27の上に、図11と同じレジスト層44を形
成し、前記レジスト層44に覆われていない前記多層膜
28をイオンミリングで除去する。次に前記イオンミリ
ングで前記多層膜28の両側端面28aに付着した再付
着物をサイドミリングで削り取る。
In the magnetic sensing element shown in FIG. 3, the underlayer 21, the seed layer 22, the antiferromagnetic layer 23, the pinned magnetic layer 24, the nonmagnetic intermediate layer 25, and the free magnetic layer 26 are provided on the first electrode layer 20. , And after forming the current limiting layer 27, the same resist layer 44 as in FIG. 11 is formed on the current limiting layer 27, and the multilayer film 28 not covered with the resist layer 44 is removed by ion milling. To do. Next, the re-deposited matter attached to both end surfaces 28a of the multilayer film 28 by the ion milling is scraped off by the side milling.

【0271】次に、前記第1の電極層20上から前記多
層膜28の両側端面28aにかけて、スペキュラー膜3
7をスパッタ成膜する。なお前記スペキュラー膜37の
スパッタ成膜は、基板に対し斜め方向から行う。前記ス
パッタ時のスパッタ粒子照射角度は、基板表面に対する
垂直方向から20〜70°程度、傾けることが好まし
い。
Next, from the top of the first electrode layer 20 to the both end surfaces 28a of the multilayer film 28, the specular film 3 is formed.
7 is formed by sputtering. The specular film 37 is formed by sputtering from an oblique direction with respect to the substrate. It is preferable that the irradiation angle of the sputtered particles at the time of the sputtering is inclined by about 20 to 70 ° from the direction perpendicular to the substrate surface.

【0272】次に前記スペキュラー膜37上に、絶縁層
29、バイアス下地層30、ハードバイアス層31、絶
縁層32をスパッタ成膜した後、前記レジスト層44を
除去し、さらに前記絶縁層32上から前記電流制限層2
7上にかけて第2の電極層33を形成する。
Next, an insulating layer 29, a bias underlayer 30, a hard bias layer 31, and an insulating layer 32 are formed by sputtering on the specular film 37, the resist layer 44 is removed, and the insulating layer 32 is further removed. From the current limiting layer 2
The second electrode layer 33 is formed on the upper surface of the electrode 7.

【0273】図4に示す磁気検出素子の製造方法は、ま
ず第1の電極層20上に、下地層21、シードレイヤ2
2、反強磁性層23、固定磁性層24、非磁性中間層2
5、フリー磁性層26、中間層38、ハードバイアス層
39、及び電流制限層27を連続スパッタ成膜した後、
図8に示すレジスト層44を用いて、前記レジスト層4
4に覆われていない前記多層膜41をイオンミリングで
除去する。次に前記イオンミリングで前記多層膜41の
両側端面41aに付着した再付着物をサイドミリングで
削り取る。
In the method of manufacturing the magnetic sensing element shown in FIG. 4, first, the underlying layer 21 and the seed layer 2 are formed on the first electrode layer 20.
2, antiferromagnetic layer 23, pinned magnetic layer 24, non-magnetic intermediate layer 2
5, after continuously forming the free magnetic layer 26, the intermediate layer 38, the hard bias layer 39, and the current limiting layer 27 by sputtering,
By using the resist layer 44 shown in FIG.
The multilayer film 41 not covered with 4 is removed by ion milling. Next, the re-deposited matter attached to both end surfaces 41a of the multilayer film 41 by the ion milling is scraped off by the side milling.

【0274】次に、前記第1の電極層20上から前記多
層膜41の両側端面41aにかけて、スペキュラー膜3
7をスパッタ成膜する。なお前記スペキュラー膜37の
スパッタ成膜は、基板に対し斜め方向から行う。前記ス
パッタ時のイオン照射角度は、基板表面に対する垂直方
向から20〜70°程度、傾けることが好ましい。
Next, from the top of the first electrode layer 20 to both end faces 41a of the multilayer film 41, the specular film 3 is formed.
7 is formed by sputtering. The specular film 37 is formed by sputtering from an oblique direction with respect to the substrate. It is preferable that the ion irradiation angle at the time of sputtering is inclined by about 20 to 70 ° from the direction perpendicular to the substrate surface.

【0275】次に前記スペキュラー膜37上に、絶縁層
40をスパッタ成膜した後、前記レジスト層44を除去
し、さらに前記絶縁層40上から前記電流制限層27上
にかけて第2の電極層33を形成する。
Next, after the insulating layer 40 is formed by sputtering on the specular film 37, the resist layer 44 is removed, and the second electrode layer 33 is formed from the insulating layer 40 to the current limiting layer 27. To form.

【0276】図5に示す磁気検出素子の製造方法は、ま
ず第1の電極層20上に、下地層21、シードレイヤ2
2、反強磁性層23、固定磁性層24、非磁性中間層2
5、フリー磁性層26、電流制限層27及びハードバイ
アス層39を連続スパッタ成膜した後、図11に示すレ
ジスト層44を用いて、前記レジスト層44に覆われて
いない前記多層膜41をイオンミリングで除去する。
In the method of manufacturing the magnetic sensing element shown in FIG. 5, first, the underlayer 21 and the seed layer 2 are formed on the first electrode layer 20.
2, antiferromagnetic layer 23, pinned magnetic layer 24, non-magnetic intermediate layer 2
5, the free magnetic layer 26, the current limiting layer 27, and the hard bias layer 39 are continuously sputtered, and then the resist layer 44 shown in FIG. 11 is used to ionize the multilayer film 41 not covered with the resist layer 44. Remove by milling.

【0277】次に、前記第1の電極層20上から前記多
層膜41の両側端面41aにかけて、スペキュラー膜3
7をスパッタ成膜する。そして前記スペキュラー膜37
上に、絶縁層40をスパッタ成膜した後、前記レジスト
層44を除去し、さらに前記絶縁層40上からハードバ
イアス層39上にかけて第2の電極層33を形成する。
Next, from the top of the first electrode layer 20 to both end faces 41a of the multilayer film 41, the specular film 3 is formed.
7 is formed by sputtering. And the specular film 37
After the insulating layer 40 is sputtered thereon, the resist layer 44 is removed, and the second electrode layer 33 is formed from the insulating layer 40 to the hard bias layer 39.

【0278】図6に示す磁気検出素子の製造方法は、ま
ず第1の電極層20上に、下地層21、シードレイヤ2
2、反強磁性層23、固定磁性層24、非磁性中間層2
5、3層フェリ構造のフリー磁性層26、及び電流制限
層27を連続スパッタ成膜した後、図11に示すレジス
ト層44を用いて、前記レジスト層44に覆われていな
い前記多層膜42をイオンミリングで除去する。
In the method of manufacturing the magnetic sensing element shown in FIG. 6, first, the underlying layer 21 and the seed layer 2 are formed on the first electrode layer 20.
2, antiferromagnetic layer 23, pinned magnetic layer 24, non-magnetic intermediate layer 2
After the free magnetic layer 26 having a five- and three-layer ferri structure and the current limiting layer 27 are continuously sputtered, the resist layer 44 shown in FIG. 11 is used to form the multilayer film 42 not covered with the resist layer 44. Remove by ion milling.

【0279】次に前記第1の電極層20上から前記多層
膜42の両側端面42a上にかけて、絶縁層29、バイ
アス下地層30、ハードバイアス層31、絶縁層32を
連続スパッタ成膜した後、前記レジスト層44を除去
し、さらに前記絶縁層32上から前記電流制限層27上
にかけて第2の電極層33を形成する。
Next, after the insulating layer 29, the bias underlayer 30, the hard bias layer 31, and the insulating layer 32 are continuously sputtered from the first electrode layer 20 to the both end surfaces 42a of the multilayer film 42, The resist layer 44 is removed, and a second electrode layer 33 is formed on the insulating layer 32 and the current limiting layer 27.

【0280】図7に示す磁気検出素子の製造方法は、ま
ず第1の電極層20上に、下地層21、シードレイヤ2
2、反強磁性層23、固定磁性層24、非磁性中間層2
5、フリー磁性層26、非磁性中間層59、固定磁性層
63、反強磁性層64及び電流制限層27を連続スパッ
タ成膜した後、図11に示すレジスト層44を用いて、
前記レジスト層44に覆われていない前記多層膜43を
イオンミリングで除去する。
In the method of manufacturing the magnetic sensing element shown in FIG. 7, first, the underlying layer 21 and the seed layer 2 are formed on the first electrode layer 20.
2, antiferromagnetic layer 23, pinned magnetic layer 24, non-magnetic intermediate layer 2
5, the free magnetic layer 26, the non-magnetic intermediate layer 59, the pinned magnetic layer 63, the antiferromagnetic layer 64, and the current limiting layer 27 are continuously sputtered, and then the resist layer 44 shown in FIG.
The multilayer film 43 not covered with the resist layer 44 is removed by ion milling.

【0281】次に前記第1の電極層20上から前記多層
膜43の両側端面上にかけて、絶縁層29、バイアス下
地層30、ハードバイアス層31、絶縁層32を連続ス
パッタ成膜した後、前記レジスト層44を除去し、さら
に前記絶縁層32上から前記電流制限層27上にかけて
第2の電極層33を形成する。
Next, an insulating layer 29, a bias underlayer 30, a hard bias layer 31, and an insulating layer 32 are continuously sputtered from the first electrode layer 20 to both end faces of the multilayer film 43, and then The resist layer 44 is removed, and then the second electrode layer 33 is formed on the insulating layer 32 and the current limiting layer 27.

【0282】図8に示す磁気検出素子の製造方法は、ま
ず第1の電極層20上に、下地層21、シードレイヤ2
2、反強磁性層23、固定磁性層24、非磁性中間層2
5、フリー磁性層26、貴金属元素からなる下地層7
0、電流制限層27、貴金属元素からなる保護層71を
連続スパッタ成膜した後、図11に示すレジスト層44
を用いて、前記レジスト層44に覆われていない前記多
層膜41をイオンミリングで除去する。下地層70、電
流制限層27、貴金属元素からなる保護層71の形成方
法については、図15ないし図21で詳しく説明したの
でそちらを参照されたい。
In the method of manufacturing the magnetic sensing element shown in FIG. 8, first, the underlying layer 21 and the seed layer 2 are formed on the first electrode layer 20.
2, antiferromagnetic layer 23, pinned magnetic layer 24, non-magnetic intermediate layer 2
5, free magnetic layer 26, underlayer 7 made of a noble metal element
0, the current limiting layer 27, and the protective layer 71 made of a noble metal element are continuously sputtered, and then the resist layer 44 shown in FIG.
Is used to remove the multilayer film 41 not covered with the resist layer 44 by ion milling. The method for forming the underlayer 70, the current limiting layer 27, and the protective layer 71 made of a noble metal element has been described in detail with reference to FIGS. 15 to 21, so please refer to that.

【0283】次に前記第1の電極層20上から前記多層
膜43の両側端面上にかけて、絶縁層29、バイアス下
地層30、ハードバイアス層31、絶縁層32を連続ス
パッタ成膜した後、前記レジスト層44を除去し、さら
に前記絶縁層32上から前記保護層71上にかけて第2
の電極層33を形成する。
Next, an insulating layer 29, a bias underlayer 30, a hard bias layer 31, and an insulating layer 32 are continuously sputtered from above the first electrode layer 20 to both end faces of the multilayer film 43, and then the above-mentioned process is performed. The resist layer 44 is removed, and a second layer is formed on the insulating layer 32 and the protective layer 71.
The electrode layer 33 is formed.

【0284】以上に説明した本発明における磁気検出素
子の製造方法では、電流制限層27を容易に形成するこ
とができ、効果的に実効的な素子サイズの狭小化を図る
ことができ、再生出力の向上を図ることが可能な磁気検
出素子を製造することができる。特に前記電流制限層2
7の下に貴金属元素からなる下地層を設けることで、核
をより凝集して形成できるので、絶縁材料膜の開口部と
非開口部とのコントラストを高めることができると同時
に、熱処理などによる酸化工程を施しても酸化が前記下
地層で食い止められ、その下の層にまで酸化の影響が及
ぶのを防止できる。また前記電流制限層27の上にも貴
金属元素からなる保護層を設けると、前記電流制限層の
上の層にまで酸化の影響が及ぶのを防止できて好まし
い。
In the method for manufacturing a magnetic sensing element according to the present invention described above, the current limiting layer 27 can be easily formed, the effective element size can be effectively narrowed, and the reproduction output can be improved. It is possible to manufacture a magnetic detection element capable of improving the magnetic field. In particular, the current limiting layer 2
By providing an underlayer made of a noble metal element under 7, the nuclei can be formed in a more aggregated manner, so that the contrast between the openings and non-openings of the insulating material film can be increased, and at the same time, oxidation by heat treatment or the like can be performed. Even if the process is performed, the oxidation can be stopped by the underlayer, and the influence of the oxidation on the layer below can be prevented. Further, it is preferable to provide a protective layer made of a noble metal element also on the current limiting layer 27 because it is possible to prevent the influence of oxidation on the layer above the current limiting layer.

【0285】また本発明の製造方法では、前記磁気検出
素子のトラック幅Twやハイト方向への長さMRhを従
来と同様にすることができるから、従来と同程度の精度
を有するフォトリソグラフィー技術を用いて、実効的な
素子サイズが小さくなる磁気検出素子を容易に形成する
ことが可能である。
Further, in the manufacturing method of the present invention, the track width Tw and the length MRh in the height direction of the magnetic detection element can be made the same as in the conventional case, so that the photolithography technique having the same accuracy as in the conventional case can be used. By using this, it is possible to easily form a magnetic detection element having a small effective element size.

【0286】なお本発明における磁気検出素子は、ハー
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。
The magnetic detecting element according to the present invention can be used not only for the thin film magnetic head mounted in the hard disk device, but also for the magnetic head for tape, the magnetic sensor and the like.

【0287】[0287]

【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、少なくと
もフリー磁性層のセンス電流の到達面側に、直接的にあ
るいは他層を介して絶縁部と導電部とが混在した電流制
限層が設けられている。
According to the present invention described in detail above, a current limiting layer in which an insulating portion and a conductive portion are mixed is provided at least on the surface of the free magnetic layer on which the sense current reaches, either directly or through another layer. It is provided.

【0288】従って前記センス電流は、前記電流制限層
内を垂直に流れるが、本発明では、フリー磁性層の前記
センス電流の到達面側に直接的にあるいは他層を介して
設けられた前記電流制限層を絶縁部と導電部とが混在す
る構成としているから、前記センス電流は前記導電部内
のみに流れることになる。
Therefore, the sense current flows vertically in the current limiting layer, but in the present invention, the current provided directly to the surface of the free magnetic layer on which the sense current reaches or through another layer. Since the limiting layer has a structure in which the insulating portion and the conductive portion are mixed, the sense current flows only in the conductive portion.

【0289】このため電極層から前記電流制限層を介し
てフリー磁性層内に流れるセンス電流は、前記フリー磁
性層内を前記導電部と対向する部分のみに局部的に流れ
る(この部分の電流密度が局所的に高くなることにな
る)。
Therefore, the sense current flowing from the electrode layer into the free magnetic layer through the current limiting layer locally flows only in the portion of the free magnetic layer facing the conductive portion (current density in this portion). Will be locally high).

【0290】したがって本発明によれば、膜面と平行な
方向におけるフリー磁性層の素子面積(この素子面積を
光学的な素子面積という)を従来と同程度に大きく形成
しても実際に前記フリー磁性層内にセンス電流が流れ
て、磁気抵抗効果に関与する素子面積(この素子面積を
実効的な素子面積という)を小さくでき、よって従来と
同程度の精度を有するフォトリソグラフィー技術を用い
て光学的な素子サイズが大きい前記磁気検出素子を形成
しても、再生出力の高いCPP型の磁気検出素子を容易
に形成することができる。
Therefore, according to the present invention, even if the element area of the free magnetic layer in the direction parallel to the film surface (this element area is referred to as an optical element area) is formed to be as large as the conventional one, the free magnetic layer is actually free. A sense current flows in the magnetic layer, and the element area involved in the magnetoresistive effect (this element area is called the effective element area) can be reduced. Even if the magnetic detection element having a large element size is formed, a CPP type magnetic detection element having a high reproduction output can be easily formed.

【0291】また素子サイズを従来と同程度に大きく形
成できるから、記録媒体からの外部磁界を効果的に前記
磁気検出素子で検出することが可能であり、再生出力の
向上、再生波形の安定性の向上を図ることが可能であ
る。
Further, since the element size can be formed to be as large as the conventional one, it is possible to effectively detect the external magnetic field from the recording medium by the magnetic detection element, improve the reproduction output, and stabilize the reproduction waveform. Can be improved.

【0292】また本発明では、前記電流制限層の下に貴
金属元素からなる下地層を設けることで、核をより凝集
して形成できるので、絶縁材料膜の開口部と非開口部と
のコントラストを高めることができると同時に、熱処理
などの工程を施しても酸化が前記下地層で食い止めら
れ、その下の層にまで酸化の影響が及ぶのを防止でき
る。また前記電流制限層の上にも貴金属元素からなる保
護層を設けると、前記電流制限層の上の層にまで酸化の
影響が及ぶのを防止できて好ましい。
Further, in the present invention, by providing an underlayer made of a noble metal element under the current limiting layer, the nuclei can be more aggregated and formed. Therefore, the contrast between the opening and the non-opening of the insulating material film can be improved. At the same time, it is possible to prevent the oxidation from being stopped by the base layer even when a process such as heat treatment is performed, and to prevent the underlying layer from being affected by the oxidation. Further, it is preferable to provide a protective layer made of a noble metal element also on the current limiting layer, since it is possible to prevent the layer above the current limiting layer from being affected by oxidation.

【0293】このように電流制限層の開口部と非開口部
とのコントラストを高めることができるので、適切に前
記電流制限層によってセンス電流の電流経路を絞り込む
ことができ、効果的に再生出力の大きな磁気検出素子を
製造することが可能になる。
Since the contrast between the opening and the non-opening of the current limiting layer can be increased in this way, the current path of the sense current can be appropriately narrowed down by the current limiting layer, and the reproduction output can be effectively obtained. It becomes possible to manufacture a large magnetic detection element.

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

【図1】本発明における第1の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a first embodiment of the present invention as viewed from a side facing a recording medium,

【図2】本発明における第2の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 2 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a second embodiment of the present invention as seen from the side facing a recording medium,

【図3】本発明における第3の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 3 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a third embodiment of the present invention as seen from a side facing a recording medium,

【図4】本発明における第4の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 4 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a fourth embodiment of the present invention as viewed from the side facing a recording medium,

【図5】本発明における第5の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 5 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a fifth embodiment of the present invention as viewed from the side facing a recording medium,

【図6】本発明における第6の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 6 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a sixth embodiment of the present invention as seen from the side facing a recording medium,

【図7】本発明における第7の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 7 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to a seventh embodiment of the present invention as seen from the side facing a recording medium,

【図8】本発明における第8の実施形態の磁気検出素子
を記録媒体との対向面側から見た部分断面図、
FIG. 8 is a partial cross-sectional view of a magnetic detection element according to an eighth embodiment of the present invention as seen from the side facing a recording medium,

【図9】本発明における多層膜及び電流制限層の膜構成
を示す部分模式図、
FIG. 9 is a partial schematic view showing a film configuration of a multilayer film and a current limiting layer in the present invention,

【図10】本発明における別の多層膜及び電流制限層の
膜構成を示す部分模式図、
FIG. 10 is a partial schematic view showing a film structure of another multilayer film and a current limiting layer in the present invention,

【図11】図1に示す薄膜磁気ヘッドの製造方法を示す
一工程図、
FIG. 11 is a process chart showing the method of manufacturing the thin film magnetic head shown in FIG.

【図12】フリー磁性層に電極制限層を形成する際の前
記フリー磁性層上面の状態を示す模式図、
FIG. 12 is a schematic view showing a state of the upper surface of the free magnetic layer when an electrode limiting layer is formed on the free magnetic layer,

【図13】図12の次の状態を示す部分模式図、13 is a partial schematic diagram showing the next state of FIG. 12,

【図14】図13の次の状態を示す部分模式図、FIG. 14 is a partial schematic diagram showing the next state of FIG. 13;

【図15】フリー磁性層に下地層を形成し、前記下地層
上に電極制限層を形成する際の前記フリー磁性層上面の
状態を示す模式図、
FIG. 15 is a schematic diagram showing a state of the upper surface of the free magnetic layer when an underlayer is formed on the free magnetic layer and an electrode limiting layer is formed on the underlayer;

【図16】図15の次の状態を示す部分模式図、16 is a partial schematic diagram showing the next state of FIG. 15,

【図17】図16の次の状態を示す部分模式図、FIG. 17 is a partial schematic diagram showing the next state of FIG. 16;

【図18】フリー磁性層に下地層を形成し、前記下地層
上に電流制限層(グラニュラー膜)を形成し、さらに前
記電流制限層上に保護層を形成する際の前記フリー磁性
層上面の状態を示す模式図、
FIG. 18 is a view showing an upper surface of the free magnetic layer when an underlayer is formed on the free magnetic layer, a current limiting layer (granular film) is formed on the underlayer, and a protective layer is further formed on the current limiting layer. A schematic diagram showing the state,

【図19】フリー磁性層に下地層を形成し、前記下地層
上に電流制限層(グラニュラー膜)を形成し、さらに前
記電流制限層上に保護層を形成する際の前記フリー磁性
層上面の状態を示す模式図、
FIG. 19 is a view showing an upper surface of the free magnetic layer when an underlayer is formed on the free magnetic layer, a current limiting layer (granular film) is formed on the underlayer, and a protective layer is further formed on the current limiting layer. A schematic diagram showing the state,

【図20】図19の次の状態を示す部分模式図、FIG. 20 is a partial schematic diagram showing the next state of FIG. 19;

【図21】図20の次の状態を示す部分模式図、FIG. 21 is a partial schematic diagram showing the next state of FIG. 20;

【図22】図11工程の次に行われる一工程図、22 is a process chart performed after the step of FIG. 11,

【図23】従来における磁気検出素子を記録媒体との対
向面側から見た部分断面図、
FIG. 23 is a partial cross-sectional view of a conventional magnetic detection element seen from the side facing a recording medium,

【図24】CIP型磁気検出素子の部分模式図、FIG. 24 is a partial schematic view of a CIP type magnetic sensing element,

【図25】CPP型磁気検出素子の部分模式図、FIG. 25 is a partial schematic view of a CPP type magnetic sensing element,

【図26】電流制限層の開口部と非開口部とのコントラ
ストが悪い例を示す部分模式図、
FIG. 26 is a partial schematic view showing an example in which the contrast between the opening and the non-opening of the current limiting layer is poor.

【図27】電流制限層の開口部と非開口部とのコントラ
ストが良い例を示す部分模式図、
FIG. 27 is a partial schematic diagram showing an example in which the contrast between the opening and the non-opening of the current limiting layer is good,

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20 第1の電極層 21 下地層 22 シードレイヤ 23 反強磁性層 24、63 固定磁性層 25 非磁性中間層 26 フリー磁性層 27 電流制限層 28、34、41、42、43 多層膜 29、32、40 絶縁層 31、39 ハードバイアス層 33 第2の電極層 37 スペキュラー膜 38 中間層 44 レジスト層 56 孔 57 絶縁材料膜 58 導電性材料膜 68 溝 70 下地層 71 保護層 20 First electrode layer 21 Underlayer 22 Seed layer 23 Antiferromagnetic layer 24, 63 pinned magnetic layer 25 Non-magnetic intermediate layer 26 Free magnetic layer 27 Current limiting layer 28, 34, 41, 42, 43 Multilayer film 29, 32, 40 Insulation layer 31, 39 Hard bias layer 33 Second electrode layer 37 Specular membrane 38 Middle class 44 resist layer 56 holes 57 Insulating material film 58 Conductive material film 68 groove 70 Underlayer 71 Protective layer

Claims (37)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 反強磁性層、固定磁性層、非磁性中間層
及びフリー磁性層を有する多層膜が設けられ、前記多層
膜の各層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子
において、 前記フリー磁性層の上面あるいは下面の少なくとも一方
に、直接にあるいは他層を介して絶縁部と導電部とが混
在した電流制限層が設けられていることを特徴とする磁
気検出素子。
1. A magnetic sensing element comprising a multilayer film having an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer, a non-magnetic intermediate layer and a free magnetic layer, wherein a current flows in a direction perpendicular to the film surface of each layer of the multilayer film. A magnetic detection element, wherein a current limiting layer in which an insulating portion and a conductive portion are mixed is provided on at least one of the upper surface and the lower surface of the free magnetic layer directly or via another layer.
【請求項2】 前記電流制限層の下面あるいは上面のど
ちらか一方あるいは両方に、貴金属材料層が形成されて
いる請求項1記載の磁気検出素子。
2. The magnetic detecting element according to claim 1, wherein a noble metal material layer is formed on either one or both of the lower surface and the upper surface of the current limiting layer.
【請求項3】 前記貴金属材料層は、Ru、Pt、A
u、Rh、Ir、Pd、Os、Reのうちいずれか1種
または2種以上の貴金属材料で形成されている請求項2
記載の磁気検出素子。
3. The noble metal material layer is made of Ru, Pt, A
3. A noble metal material containing at least one of u, Rh, Ir, Pd, Os and Re.
The magnetic detection element described.
【請求項4】 前記貴金属材料層に代えてCu層が形成
される請求項2記載の磁気検出素子。
4. The magnetic detection element according to claim 2, wherein a Cu layer is formed instead of the noble metal material layer.
【請求項5】 少なくとも前記フリー磁性層の電流到達
面側に、直接的にあるいは他層を介して前記電流制限層
が設けられている請求項1ないし4のいずれかに記載の
磁気検出素子。
5. The magnetic sensing element according to claim 1, wherein the current limiting layer is provided at least on the current reaching surface side of the free magnetic layer, either directly or via another layer.
【請求項6】 前記電流制限層の前記絶縁部は、少なく
とも前記電流制限層の上面から下面にまで通じる複数の
孔が設けられた絶縁材料膜であり、この孔内に前記導電
部となる導電性材料膜が埋め込まれている請求項1ない
し5のいずれかに記載の磁気検出素子。
6. The insulating portion of the current limiting layer is an insulating material film provided with a plurality of holes communicating at least from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer, and the conductive portion serving as the conductive portion is provided in the holes. The magnetic detection element according to claim 1, wherein a film of a permeable material is embedded.
【請求項7】 前記電流制限層の前記絶縁部は、膜面と
平行な平面から見たときに連続して延びる溝を有し、こ
の溝は前記電流制限層の上面から下面にまで通じて形成
されており、前記溝内に前記導電部となる導電性材料が
埋め込まれている請求項1ないし5のいずれかに記載の
磁気検出素子。
7. The insulating portion of the current limiting layer has a groove that extends continuously when viewed from a plane parallel to the film surface, and the groove extends from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer. The magnetic detection element according to claim 1, wherein the magnetic detection element is formed, and a conductive material serving as the conductive portion is embedded in the groove.
【請求項8】 前記電流制限層の前記絶縁部は、前記電
流制限層の上面から下面にまで通じる孔と、膜面と平行
な平面から見たときに連続して延び、前記電流制限層の
上面から下面にまで通じる溝とが混在した絶縁材料膜で
あり、前記孔及び溝内に前記導電部となる導電性材料が
埋め込まれている請求項1ないし5のいずれかに記載の
磁気検出素子。
8. The insulating portion of the current limiting layer extends continuously from a hole extending from the upper surface to the lower surface of the current limiting layer when viewed from a plane parallel to the film surface, The magnetic detection element according to claim 1, wherein the magnetic material is an insulating material film in which a groove communicating from an upper surface to a lower surface is mixed, and a conductive material serving as the conductive portion is embedded in the hole and the groove. .
【請求項9】 前記絶縁材料膜は、酸化膜あるいは窒化
膜で形成される請求項6ないし8のいずれかに記載の磁
気検出素子。
9. The magnetic sensing element according to claim 6, wherein the insulating material film is formed of an oxide film or a nitride film.
【請求項10】 前記酸化膜は、Ag、Cu、Zn、G
e、Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、
Nb、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素
のうちいずれか1種または2種以上の酸化物からなる絶
縁材料で形成される請求項9記載の磁気検出素子。
10. The oxide film is made of Ag, Cu, Zn, G
e, Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V,
The magnetic sensing element according to claim 9, which is formed of an insulating material made of an oxide of any one or more of Nb, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, and a rare earth element.
【請求項11】 前記窒化膜は、Ag、Cu、Zn、G
e、Pb、Al、Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、
Nb、Mo、W、Fe、Co、Si、Ni、希土類元素
のうちいずれか1種または2種以上の窒化物からなる絶
縁材料で形成される請求項9記載の磁気検出素子。
11. The nitride film is made of Ag, Cu, Zn, G
e, Pb, Al, Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V,
The magnetic sensing element according to claim 9, wherein the magnetic sensing element is made of an insulating material made of a nitride of any one or more of Nb, Mo, W, Fe, Co, Si, Ni, and a rare earth element.
【請求項12】 前記電流制限層の前記導電部は導電性
粒子であり、前記導電性粒子は前記絶縁部となる絶縁性
材料層内に分散されている請求項1ないし5のいずれか
に記載の磁気検出素子。
12. The conductive part of the current limiting layer is a conductive particle, and the conductive particle is dispersed in an insulating material layer serving as the insulating part. Magnetic detection element.
【請求項13】 前記電流制限層は、Feを主成分とし
た前記導電部となる微結晶粒が、Ti、Zr、Hf、N
b、Ta、Mo、W及び希土類元素から選ばれる1種ま
たは2種以上の元素Mと、OあるいはNとの化合物を含
む前記絶縁部となる非晶質中に分散された膜構成である
請求項12記載の磁気検出素子。
13. The current limiting layer comprises fine particles of Ti, Zr, Hf, and N containing Fe as a main component and serving as the conductive portion.
A film structure in which a film is dispersed in an amorphous material that forms the insulating portion and contains a compound of one or more elements M selected from b, Ta, Mo, W and rare earth elements and O or N. Item 12. The magnetic sensor according to item 12.
【請求項14】 前記電流制限層は、FeaMbOcの組
成式を有し、組成比a、b、cは原子%で、40≦a≦
50、10≦b≦30、20≦c≦40であり、a+b
+c=100なる関係を満たす請求項12記載の磁気検
出素子。
14. The current limiting layer has a composition formula of FeaMbOc, and composition ratios a, b, and c are atomic% and 40 ≦ a ≦.
50, 10 ≦ b ≦ 30, 20 ≦ c ≦ 40, and a + b
The magnetic detection element according to claim 12, wherein the relationship of + c = 100 is satisfied.
【請求項15】 前記電流制限層は、FedMeNfの組
成式を有し、組成比d、e、fは原子%で、60≦d≦
70、10≦e≦15、19≦f≦25であり、d+e
+f=100なる関係を満たす請求項12記載の磁気検
出素子。
15. The current limiting layer has a composition formula of FedMeNf, and composition ratios d, e, and f are atomic%, and 60 ≦ d ≦.
70, 10 ≦ e ≦ 15, 19 ≦ f ≦ 25, and d + e
The magnetic detection element according to claim 12, wherein the relationship of + f = 100 is satisfied.
【請求項16】 前記絶縁材料膜は主としてCoが酸化
された層であり、この絶縁材料膜内に、Ru、Pt、A
u、Rh、Ir、Pd、Os、Re、Cu、Agのうち
いずれか1種または2種以上の金属材料で形成された導
電性粒子が分散している請求項12記載の磁気検出素
子。
16. The insulating material film is a layer in which Co is mainly oxidized, and Ru, Pt, A is contained in the insulating material film.
The magnetic detection element according to claim 12, wherein conductive particles formed of a metal material of one or more of u, Rh, Ir, Pd, Os, Re, Cu, and Ag are dispersed.
【請求項17】 前記電流制限層の前記絶縁部は絶縁性
粒子であり、前記絶縁性粒子は、前記導電部となる導電
性材料膜内に分散されている請求項1ないし5のいずれ
かに記載の磁気検出素子。
17. The insulating part of the current limiting layer is an insulating particle, and the insulating particle is dispersed in a conductive material film to be the conductive part. The magnetic detection element described.
【請求項18】 以下の工程を有することを特徴とする
磁気検出素子の製造方法。 (a)下から第1の電極層、反強磁性層、固定磁性層、
非磁性中間層、およびフリー磁性層の順で多層膜を積層
し、さらに前記フリー磁性層の上面に絶縁材料膜をスパ
ッタ成膜し、このとき前記絶縁材料膜に、前記絶縁材料
膜の上面から下面にまで通じる複数の孔を形成する工程
と、(b)前記絶縁材料膜上に導電性材料膜をスパッタ
成膜し、このとき前記絶縁材料膜に形成された孔内を前
記導電性材料膜で埋める工程と、(c)前記絶縁材料膜
と導電性材料膜とで構成された電流制限層上に第2の電
極層を形成する工程。
18. A method of manufacturing a magnetic sensing element, comprising the following steps. (A) From the bottom, a first electrode layer, an antiferromagnetic layer, a pinned magnetic layer,
A non-magnetic intermediate layer and a free magnetic layer are laminated in this order, and an insulating material film is sputtered on the upper surface of the free magnetic layer. At this time, the insulating material film is formed on the upper surface of the insulating material film from the upper surface. A step of forming a plurality of holes extending to the lower surface, and (b) forming a conductive material film on the insulating material film by sputtering, and forming the conductive material film inside the holes formed in the insulating material film at this time. And (c) forming a second electrode layer on the current limiting layer composed of the insulating material film and the conductive material film.
【請求項19】 前記(a)工程で、貴金属元素からな
る下地層を形成し、その後、前記下地層の上に前記絶縁
材料膜を形成する請求項18記載の磁気検出素子の製造
方法。
19. The method of manufacturing a magnetic sensing element according to claim 18, wherein in the step (a), a base layer made of a noble metal element is formed, and then the insulating material film is formed on the base layer.
【請求項20】 前記下地層をRu、Pt、Au、R
h、Ir、Pd、Os、Reのうちいずれか1種または
2種以上の貴金属材料で形成する請求項19記載の磁気
検出素子の製造方法。
20. The underlayer is made of Ru, Pt, Au, R
20. The method for manufacturing a magnetic sensing element according to claim 19, wherein the magnetic sensing element is formed of one or more precious metal materials selected from h, Ir, Pd, Os, and Re.
【請求項21】 前記(a)工程で、Cuからなる下地
層を形成し、その後、前記下地層の上に前記絶縁材料膜
を形成する請求項18記載の磁気検出素子の製造方法。
21. The method of manufacturing a magnetic sensing element according to claim 18, wherein in the step (a), an underlayer made of Cu is formed, and then the insulating material film is formed on the underlayer.
【請求項22】 前記(a)工程で、前記絶縁材料膜を
スパッタ成膜するとき、前記絶縁材料膜を前記フリー磁
性層上あるいは下地層上で不連続体膜として形成する請
求項18ないし21のいずれかに記載の磁気検出素子の
製造方法。
22. When the insulating material film is formed by sputtering in the step (a), the insulating material film is formed as a discontinuous film on the free magnetic layer or the underlying layer. A method for manufacturing a magnetic detection element according to any one of 1.
【請求項23】 前記絶縁材料膜を、Al、Si、T
i、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、F
e、Ni、Coのうちいずれか1種または2種以上の酸
化物からなる絶縁材料でスパッタ成膜し、このとき前記
絶縁材料膜に下面から上面にまで通じる複数の孔あるい
は膜面と平行な平面から見たときに連続して延びる溝が
残された状態でスパッタを止める請求項22記載の磁気
検出素子の製造方法。
23. The insulating material film is formed of Al, Si, T
i, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W, F
e, Ni, Co is sputter-deposited with an insulating material composed of one or more oxides, and at this time, a plurality of holes or film planes communicating from the lower surface to the upper surface are formed in the insulating material film. 23. The method of manufacturing a magnetic detection element according to claim 22, wherein the sputtering is stopped in a state where a groove extending continuously when viewed from a plane is left.
【請求項24】 前記(a)工程の絶縁材料膜の形成時
において、まずAg、Cu、Zn、Ge、Pb、Al、
Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、
Fe、Co、Si、Ni、希土類元素のうちいずれか1
種または2種以上の金属元素からなる膜をスパッタで形
成し、この金属元素からなる膜に下面から上面にまで通
じる複数の孔あるいは膜面と平行な平面から見たときに
連続して延びる溝が残された状態でスパッタを止め、そ
の後、前記金属元素からなる膜を酸化し、この酸化膜を
絶縁材料膜とする請求項22記載の磁気検出素子の製造
方法。
24. When forming the insulating material film in the step (a), first, Ag, Cu, Zn, Ge, Pb, Al,
Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W,
Any one of Fe, Co, Si, Ni, and rare earth elements
A film formed of one kind or two or more kinds of metal elements is formed by sputtering, and a plurality of holes extending from the lower surface to the upper surface of the film formed of the metal element or grooves that continuously extend when viewed from a plane parallel to the film surface 23. The method of manufacturing a magnetic sensing element according to claim 22, wherein the sputtering is stopped in the state where the oxide is left, the film made of the metal element is then oxidized, and the oxide film is used as an insulating material film.
【請求項25】 前記絶縁材料膜を、Al、Si、T
i、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、F
e、Ni、Coのうちいずれか1種または2種以上の窒
化物からなる絶縁材料でスパッタ成膜し、このとき前記
絶縁材料膜に下面から上面にまで通じる複数の孔あるい
は膜面と平行な平面から見たときに連続して延びる溝が
残された状態でスパッタを止める請求項22記載の磁気
検出素子の製造方法。
25. The insulating material film is formed of Al, Si, T
i, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W, F
e, Ni, Co are sputter-deposited with an insulating material composed of one or more nitrides, and at this time, the insulating material film has a plurality of holes extending from the lower surface to the upper surface or parallel to the film surface. 23. The method of manufacturing a magnetic detection element according to claim 22, wherein the sputtering is stopped in a state where a groove extending continuously when viewed from a plane is left.
【請求項26】 前記(a)工程の絶縁材料膜の形成時
において、まずAg、Cu、Zn、Ge、Pb、Al、
Ti、Zr、Hf、Cr、Ta、V、Nb、Mo、W、
Fe、Co、Si、Ni、希土類元素のうちいずれか1
種または2種以上の金属元素からなる膜をスパッタで形
成し、この金属元素からなる膜に下面から上面にまで通
じる複数の孔あるいは膜面と平行な平面から見たときに
連続して延びる溝が残された状態でスパッタを止め、そ
の後、前記金属元素からなる膜を窒化し、この窒化膜を
絶縁材料膜とする請求項22記載の磁気検出素子の製造
方法。
26. When forming the insulating material film in the step (a), first, Ag, Cu, Zn, Ge, Pb, Al,
Ti, Zr, Hf, Cr, Ta, V, Nb, Mo, W,
Any one of Fe, Co, Si, Ni, and rare earth elements
A film formed of one kind or two or more kinds of metal elements is formed by sputtering, and a plurality of holes extending from the lower surface to the upper surface of the film formed of the metal element or grooves that continuously extend when viewed from a plane parallel to the film surface 23. The method for manufacturing a magnetic sensing element according to claim 22, wherein the sputtering is stopped in the state where the metal is left, and then the film made of the metal element is nitrided, and the nitride film is used as an insulating material film.
【請求項27】 以下の工程を有することを特徴とする
磁気検出素子の製造方法。 (d)下から第1の電極層、反強磁性層、固定磁性層、
非磁性中間層、およびフリー磁性層の順で多層膜を積層
し、さらに前記フリー磁性層の上面に、FeaMbOc
(ただし元素MはTi、Zr、Hf、Nb、Ta、M
o、W及び希土類元素から選ばれる1種または2種以上
の元素)なる組成式を有し、組成比a、b、cは原子%
で、40≦a≦50、10≦b≦30、20≦c≦40
で、a+b+c=100なる関係を満たし、またFeを
主成分とした微結晶粒が、元素MとOとの化合物を含む
非晶質中に分散された膜構成を有する、電流制限層をス
パッタ成膜する工程と、(e)前記電流制限層上に第2
の電極層を形成する工程。
27. A method of manufacturing a magnetic sensing element, comprising the following steps. (D) From the bottom, the first electrode layer, the antiferromagnetic layer, the pinned magnetic layer,
A multilayer film is laminated in the order of a non-magnetic intermediate layer and a free magnetic layer, and FeaMbOc is further formed on the upper surface of the free magnetic layer.
(However, the element M is Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, M
O, W and one or more elements selected from rare earth elements), and the composition ratios a, b and c are atomic%
40 ≦ a ≦ 50, 10 ≦ b ≦ 30, 20 ≦ c ≦ 40
Where a + b + c = 100 is satisfied, and fine crystal grains containing Fe as a main component are dispersed in an amorphous material containing a compound of elements M and O to form a current limiting layer by sputtering. A step of forming a film, and (e) a second layer on the current limiting layer.
Forming an electrode layer of.
【請求項28】 前記電流制限層を熱処理する請求項2
7記載の磁気検出素子の製造方法。
28. The heat treatment of the current limiting layer.
7. The method for manufacturing the magnetic detection element according to 7.
【請求項29】 前記(d)工程のFeaMbOcに代え
て、FedMeNf(ただし元素Mは、Ti、Zr、H
f、Nb、Ta、Mo、W及び希土類元素から選ばれる
1種または2種以上の元素)からなる組成式を有し、組
成比d、e、fは原子%で、60≦d≦70、10≦e
≦15、19≦f≦25で、d+e+f=100なる関
係を満たし、またFeを主成分とした微結晶粒が、元素
MとNとの化合物を含む非晶質中に分散された膜構成を
有する、電流制限層をスパッタ成膜する請求項27また
は28に記載の磁気検出素子の製造方法。
29. Instead of FeaMbOc in the step (d), FedMeNf (provided that the element M is Ti, Zr, H
f, Nb, Ta, Mo, W, and one or more elements selected from rare earth elements), and the composition ratios d, e, and f are atomic%, 60 ≦ d ≦ 70, 10 ≦ e
In the case of ≦ 15, 19 ≦ f ≦ 25, a relationship of d + e + f = 100 is satisfied, and fine crystal grains containing Fe as a main component are dispersed in an amorphous material containing a compound of the elements M and N. 29. The method for manufacturing a magnetic sensing element according to claim 27, wherein the current limiting layer is formed by sputtering.
【請求項30】 前記(d)工程のFeaMbOcに代え
て、電流制限層を、Coと、Ru、Pt、Au、Rh、
Ir、Pd、Os、Re、Cu、Agのうちいずれか1
種または2種以上の金属元素を含む材料をスパッタ成膜
した後、熱処理を施すことでCoを酸化して形成する請
求項27記載の磁気検出素子の製造方法。
30. In place of FeaMbOc in the step (d), the current limiting layer is made of Co, Ru, Pt, Au, Rh,
Any one of Ir, Pd, Os, Re, Cu, Ag
28. The method for producing a magnetic sensing element according to claim 27, wherein the film is formed by sputtering a material containing one kind or two or more kinds of metal elements and then oxidizing the Co by heat treatment.
【請求項31】 前記(d)工程において、前記電流制
限層を形成する前に、前記フリー磁性層の上面に貴金属
材料からなる下地層を形成する請求項27ないし30の
いずれかに記載の磁気検出素子の製造方法。
31. The magnetic layer according to claim 27, wherein in the step (d), an underlayer made of a noble metal material is formed on the upper surface of the free magnetic layer before forming the current limiting layer. Manufacturing method of detection element.
【請求項32】 前記下地層をRu、Pt、Au、R
h、Ir、Pd、Os、Reのうちいずれか1種または
2種以上の貴金属材料で形成する請求項31記載の磁気
検出素子の製造方法。
32. The base layer is made of Ru, Pt, Au, R
32. The method of manufacturing a magnetic sensing element according to claim 31, wherein the method is formed of a noble metal material of at least one of h, Ir, Pd, Os, and Re.
【請求項33】 前記(d)工程において、前記電流制
限層を形成する前に、前記フリー磁性層の上面にCuか
らなる下地層を形成する請求項27ないし30のいずれ
かに記載の磁気検出素子の製造方法。
33. The magnetic detection according to claim 27, wherein in the step (d), an underlayer made of Cu is formed on the upper surface of the free magnetic layer before forming the current limiting layer. Device manufacturing method.
【請求項34】 前記電流制限層を形成後、前記電流制
限層の上面に、Pt、Au、Rh、Ir、Pd、Os、
Reのうちいずれか1種または2種以上の貴金属材料か
らなる保護層を形成する請求項18ないし33のいずれ
かに記載の磁気検出素子の製造方法。
34. After forming the current limiting layer, Pt, Au, Rh, Ir, Pd, Os, and
34. The method for manufacturing a magnetic sensing element according to claim 18, wherein a protective layer made of one or more precious metal materials of Re is formed.
【請求項35】 前記電流制限層を形成後、前記電流制
限層の上面に、Cuからなる保護層を形成する請求項1
8ないし33のいずれかに記載の磁気検出素子の製造方
法。
35. After forming the current limiting layer, a protective layer made of Cu is formed on the upper surface of the current limiting layer.
38. A method for manufacturing a magnetic detection element according to any one of 8 to 33.
【請求項36】 前記保護層を第2の電極層とする請求
項34または35に記載の磁気検出素子の製造方法。
36. The method for manufacturing a magnetic sensing element according to claim 34, wherein the protective layer is a second electrode layer.
【請求項37】 下から、第1の電極層、電流制限層、
フリー磁性層、非磁性中間層、固定磁性層及び反強磁性
層の順で多層膜を積層する請求項18ないし36のいず
れかに記載の磁気検出素子の製造方法。
37. From the bottom, a first electrode layer, a current limiting layer,
37. The method for manufacturing a magnetic sensing element according to claim 18, wherein a multilayer film is laminated in the order of a free magnetic layer, a non-magnetic intermediate layer, a pinned magnetic layer and an antiferromagnetic layer.
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