JP2004103809A - Magnetoresistive effect element, thin film magnetic head, magnetic head equipment, magnetic recording and reproducing device and manufacturing method of the element or the head - Google Patents

Magnetoresistive effect element, thin film magnetic head, magnetic head equipment, magnetic recording and reproducing device and manufacturing method of the element or the head Download PDF

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上島　聡史
Tetsuya Kuwajima
桑島　哲哉
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetoresistive effect element, a thin film magnetic head, a magnetic head equipment and a magnetic recording and reproducing device, which surely prevent the leakage of sense current and which are capable of easily coping with the narrowing of a track. <P>SOLUTION: A GMR film 30 comprises a free layer 301 and provided with stepped parts 96, 97, which fall at both ends of widthwise direction on at least one surface side of both sides in the direction of thickness of the film. Respective electrode films 25, 26 are neighbored to both surfaces of the GMR film 30. Magnetic domain control films 21, 22 are arranged at both side parts in the widthwise direction of the GMR film 30 with spaces ▵W11, ▵W12 to control the magnetic domains on the free layer 301. Insulating layers 23, 24 fill spaces between the magnetic domain control films 21, 22 and electrode films 25, 26, and other space between the electrode films 25, 26 and th GMR film 30. The spaces ▵W11, ▵W12, which are generated between the magnetic domain control films 21, 22 and the GMR film 30, are formed so as to be filled and, further, the stepped parts 96, 97 are formed so as to be filled. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子もしくは薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
時代とともに急速に進展するハ−ドディスク（ＨＤＤ）の高密度記録化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上も、それに追従すべく、絶え間ない研究開発の努力がなされてきた。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と称する）を用いた読み取り素子と、誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを内蔵する複合型薄膜磁気ヘッドが、一般に用いられる。
【０００３】
読み取り素子として用いられるＭＲ素子は、スピンバルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）及び強磁性トンネル接合素子（以下ＴＭＲ膜と称する）などの巨大磁気抵抗効果（以下ＧＭＲと称する）素子を用いたものが現在の主流である。ＳＶ膜を用いたものとしては、膜面に平行な方向にセンス電流を流す方式のほか、膜面に垂直な方向にセンス電流を流すＣＰＰ−ＧＭＲ（Ｃｕｒｒｅｎｔ　Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ　ｔｏ　ａ　Ｐｌａｎｅ　ｏｆ　ａ　Ｇｉａｎｔ　Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）も知られている。
【０００４】
この種のＧＭＲ素子は、磁化方向が固定されたピンド層と、非磁性層と、外部磁界に応答するフリ−層とを有し、フリー層の磁化方向が外部磁界に応答して回転したとき、ピンド層の固定された磁化方向に対するフリ−層の磁化方向の回転角度に応じて、非磁性層を通るセンス電流に対する抵抗値が、大きく変化する特性を利用している。
【０００５】
このような動作特性を有するＧＭＲ素子では、フリ−層のバルクハウゼンノイズを抑制しなければならない。その手段として、磁区制御膜を備え、ＧＭＲ素子のフリ−層にバイアス磁界を印加する方法が採られる。バイアス磁界を印加する磁区制御膜としては、永久磁石が一般に用いられる。
【０００６】
さらに、ＣＰＰタイプのＳＶ膜や、ＴＭＲ膜では、センス電流を膜面と垂直に流す関係上、膜の上面及び下面にリ−ド電極を隣接させる必要がある。そのような構造の例は、例えば、特開２００２−７４６２６号公報に記載されている。この公知文献では、下部電極の一面上にフリ−層、バリア層、固定層及び反強磁性層を積層して能動領域を形成し、能動領域の下面及び上面に、下部電極及び上部電極をそれぞれ隣接させてある。能動領域の両側には磁区制御膜となる硬磁性層を隣接させてある。硬磁性層は、下部電極及び上部電極とは、絶縁層を介して隣接する。
【０００７】
この構造の問題点の１つは、能動領域の両側に磁区制御膜となる硬磁性層が隣接しているため、本来、能動領域のみを通って流れるべきセンス電流が、硬磁性層に漏洩してしまい、このため、効率が低下してしまうことである。
【０００８】
もう１つの問題点は、読み取りトラック幅が、能動領域の幅によって定まってしまうため、能動領域の全体の幅を狭くする以外に、狭トラック化の要求に応える手段をもたないことである。
【０００９】
別の公知文献として、特開２００２−１１７５１０号公報、米国特許第６、３５３、３１８号明細書を挙げることができる。この公知文献は、硬磁性層と、下部電極、上部電極及び能動領域との間に、絶縁層を設けた構造を開示している。この構造によれば、硬磁性層へのセンス電流の漏洩は防止できる。
【００１０】
しかし、読み取りトラック幅が、能動領域の幅によって定まる構造であり、能動領域の全体の幅を狭くする以外に、狭トラック化の要求に応える手段をもたない点で、先に例示した公知技術と軌を一にする。
【００１１】
【特許文献１】
特開２００２−７４６２６号公報（図１〜図６）
【特許文献２】
特開２００１−６１２７号公報（６頁、９欄〜１０欄、図１）
【特許文献３】
特開２００２−１１７５１０号公報（４頁６欄、図３）
【特許文献４】
米国特許第６、３５３、３１８号明細書（ＦＩＧｓ．７，８）
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、センス電流漏洩を確実に防止できるとともに、狭トラック化にも容易に対応できる磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１２】
本発明のもう１つの課題は、上述した磁気抵抗効果素子もしくは薄膜磁気ヘッドを製造するのに適した製造方法を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明は、２つの態様に係る磁気抵抗効果素子を開示する。
【００１４】
第１の態様に係る磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の電極膜と、磁区制御膜と、絶縁層とを含む。
【００１５】
前記磁気抵抗効果膜は、少なくとも１つのフリ−層を含み、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する。
【００１６】
前記一対の電極膜のそれぞれは、前記磁気抵抗効果膜の前記膜厚方向の両面に隣接し、前記ステップ部を有する一面側では、前記ステップ部間の面で、前記磁気抵抗効果膜に隣接している。
【００１７】
前記磁区制御膜は、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両側部に配置され、前記フリ−層の磁区を制御する。前記絶縁層は、前記磁区制御膜と、前記電極膜及び前記磁気抵抗効果膜との間を埋めている。
【００１８】
上述したように、第１の態様に係る磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の電極膜とを含んでおり、一対の電極膜のそれぞれは、磁気抵抗効果膜の両面に隣接している。したがって、磁気抵抗効果膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を得ることができる。そのような磁気抵抗効果素子の例は、ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜である。
【００１９】
ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜は、少なくとも１つのフリ−層を含んでおり、フリ−層に発生することのあるバルクハウゼンノイズを抑制しなければならない。第１の態様に係る磁気抵抗効果素子は、磁区制御膜を含んでおり、磁区制御膜は、磁気抵抗効果膜の幅方向の両側部に配置され、フリ−層の磁区を制御する。したがって、バルクハウゼンノイズを抑制することができる。
【００２０】
絶縁層は、磁区制御膜と、電極膜及び磁気抵抗効果膜との間を埋めている。この構造によれば、電極膜及び磁気抵抗効果膜から磁区制御膜へのセンス電流の漏洩を、絶縁層によって確実に防止することができる。
【００２１】
磁気抵抗効果膜は、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部を有しており、電極膜は、ステップ部間の面で、磁気抵抗効果膜に隣接する。この構造によれば、センス電流が、主に、ステップ部間の縮小された幅に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。しかも、絶縁層が、ステップ部に入り、ステップ部に厚い絶縁層が形成されるので、磁区制御膜と電極膜との間の電気絶縁性が更に向上する。
【００２２】
第２の態様に係る磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の電極膜と、磁区制御膜と、絶縁層とを含む。前記磁気抵抗効果膜は、少なくとも１つのフリ−層を含む。
【００２３】
前記一対の電極膜のそれぞれは、前記磁気抵抗効果膜の前記膜厚方向の両面に隣接する。前記一対の電極膜の少なくとも一方は、前記磁気抵抗効果膜と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する。
【００２４】
前記磁区制御膜は、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両側部に配置され、前記フリ−層の磁区を制御する。
【００２５】
前記絶縁層は、前記磁区制御膜と、前記一対の電極膜の少なくとも一方及び前記磁気抵抗効果膜との間を埋めている。
【００２６】
上述したように、第２の態様に係る磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果膜と、一対の電極膜とを含んでおり、一対の電極膜のそれぞれは、磁気抵抗効果膜の両面に隣接している。したがって、磁気抵抗効果膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を得ることができる。そのような磁気抵抗効果素子の例は、ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜である。
【００２７】
ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜は、少なくとも１つのフリ−層を含んでおり、フリ−層に発生することのあるバルクハウゼンノイズを抑制しなければならない。第２の態様に係る磁気抵抗効果素子は、磁区制御膜を含んでおり、磁区制御膜は、磁気抵抗効果膜の幅方向の両側部に配置され、フリ−層の磁区を制御する。したがって、バルクハウゼンノイズを抑制することができる。
【００２８】
絶縁層は、磁区制御膜と、一対の電極膜の少なくとも一方及び磁気抵抗効果膜との間を埋めている。この構造によれば、一対の電極膜の少なくとも一方及び磁気抵抗効果膜から磁区制御膜へのセンス電流の漏洩を、絶縁層によって確実に防止することができる。
【００２９】
一対の電極膜の少なくとも一方は、磁気抵抗効果膜と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する。このようなステップ部があると、絶縁層が、ステップ部に入り、ステップ部に厚い絶縁層が形成されるので、磁区制御膜と、一対の電極膜の少なくとも一方との間の電気絶縁性が更に向上する。
【００３０】
更に、ステップ部の設計によって、一対の電極膜の一方と、磁気抵抗効果膜との間の接触面積を自由に調整することができる。例えば、ステップ部を、一対の電極膜の一方と、磁気抵抗効果膜との間に、磁気抵抗効果膜の最大幅よりも狭幅の接触幅を生じさせるように設計した場合には、センス電流が、主に、ステップ部間の縮小された幅に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。
【００３１】
本発明は、更に、上記磁気抵抗効果素子を読み取り素子として用いた薄膜磁気ヘッド、この薄膜磁気ヘッドとヘッド支持装置とを組み合わせた磁気ヘッド装置、及び、磁気ヘッド装置と磁気ディスクとを組み合わせた磁気記録再生装置をも開示する。これらの場合も、上述した磁気抵抗効果素子の有する作用効果をそのまま発揮し得る。
【００３２】
更に加えて、本発明は、磁気抵抗効果素子または薄膜磁気ヘッドの製造に適した製造方法も開示する。
【００３３】
【発明の実施の形態】
１．磁気抵抗効果素子
図１は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の一実施例を示す断面図である。図示実施例の磁気抵抗効果素子はＧＭＲ素子であり、ＧＭＲ膜３０と、電極膜２５、２６と、磁区制御膜２１、２２と、絶縁層２３、２４とを含む。
【００３４】
ＧＭＲ膜３０は、フリ−層３０１を含み、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部９６、９７を有する。図示実施例の磁気抵抗効果素子は、フリ−層３０１に隣接する非磁性層３０２を有し、非磁性層３０２の上に、ピンド層３０３が隣接している。ピンド層３０３の上には反強磁性層３０４が設けられている。ピンド層３０３は、反強磁性層３０４との交換結合により、磁化方向が固定される。
【００３５】
反強磁性層３０４は、幅方向の両端で、ピンド層３０３の幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２だけ狭い幅Ｗ２を有しており、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２によって、ステップ部９６、９７を生じさせてある。フリ−層３０１、非磁性層３０２、ピンド層３０３及び反強磁性層３０４の膜構造及び組成材料等については、既に知られている技術を、任意に適用できる。
【００３６】
非磁性層３０２は、ＳＶ膜の場合はＣｕ等を主成分とする導電性材料層で構成され、ＴＭＲ膜の場合は、酸化アルミニウム層等の絶縁性材料層で構成される。
【００３７】
電極膜２５、２６のそれぞれは、ＧＭＲ膜３０の両面に隣接する。実施例では、上部電極膜２６が、ステップ部９６−９７間の面で反強磁性層３０４に隣接し、下部電極膜２５がフリ−層３０１に隣接している。
【００３８】
磁区制御膜２１、２２は、ＧＭＲ膜３０の幅方向の両側部に、間隔ΔＷ１１、ΔＷ１２を隔てて配置されている。磁区制御膜２１、２２は、フリ−層３０１の磁区を制御する。
【００３９】
絶縁層２３、２４は、磁区制御膜２１、２２と、電極膜２５、２６及びＧＭＲ膜３０との間を埋めている。具体的には、絶縁層２３、２４は、磁区制御膜２１、２２と電極膜２５、２６との間では、層状に配置され、磁区制御膜２１、２２とＧＭＲ膜３０との間では、両者間に生じる間隔ΔＷ１１、ΔＷ１２を埋め、更に、ステップ部９６、９７を埋めるように形成されている。
【００４０】
上述したように、本発明に係る磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ膜３０と、電極膜２５、２６とを含んでおり、電極膜２５、２６のそれぞれは、ＧＭＲ膜３０の両面に隣接している。したがって、ＧＭＲ膜３０の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を得ることができる。そのような磁気抵抗効果素子の例は、既に述べたように、ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜である。
【００４１】
ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜は、少なくとも１つのフリ−層３０１を含んでおり、フリ−層３０１に発生することのあるバルクハウゼンノイズを抑制しなければならない。図示実施例の磁気抵抗効果素子は、磁区制御膜２１、２２を含んでおり、磁区制御膜２１、２２は、ＧＭＲ膜３０の幅方向の両側部に配置され、フリ−層３０１の磁区を制御する。したがって、バルクハウゼンノイズを抑制することができる。
【００４２】
絶縁層２３、２４は、磁区制御膜２１、２２と、電極膜２５、２６との間に層状に介在し、ＧＭＲ膜３０との間では、両者間に生じる間隔ΔＷ１１、ΔＷ１２を埋めている。この構造によれば、電極膜２５、２６及びＧＭＲ膜３０から磁区制御膜２１、２２へのセンス電流の漏洩を、絶縁層２３、２４によって、確実に防止することができる。
【００４３】
ＧＭＲ膜３０は、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部９６、９７を有しており、電極膜２５、２６はステップ部９６−９７間の面で、ＧＭＲ膜３０に隣接している。この構造によれば、センス電流が、主に、ステップ部９６−９７間の縮小された幅Ｗ２に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。しかも、絶縁層２３、２４が、ステップ部９６、９７に入るので、磁区制御膜２１、２２と上部電極膜２６との間の電気絶縁性が更に向上する。
【００４４】
図２は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の別の実施例を示す断面図である。図において、図１に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。この実施例では、ステップ部９６、９７は、反強磁性層３０４の幅方向の両端部に、反強磁性層３０４の表面からその膜厚内の段差をもって落ち込んでいる。この実施例の場合も図１に示したと同様の作用効果を奏する。
【００４５】
図３は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図において、図１に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。この実施例では、ステップ部９６、９７は、反強磁性層３０４の表面から、ピンド層３０３に達し、その膜厚内で止まるような段差をもって落ち込む。この実施例の場合も図１に示したと同様の作用効果を奏する。
【００４６】
図４は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図において、図１に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。この実施例では、ステップ部９６、９７は、反強磁性層３０４及びピンド層３０３の幅方向の両端を切り欠き、非磁性層３０２に達する段差をもって落ち込む。この実施例の場合も図１に示したと同様の作用効果を奏する。
【００４７】
図５は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。この実施例では、フリ−層３０１の両端にステップ部９６、９７を設けてある。電極膜２５はステップ部９６−９７間の面で、フリ−層３０１に隣接している。この構造によれば、センス電流が、主に、ステップ部９６−９７間の縮小された幅Ｗ２に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。しかも、絶縁層２３、２４が、ステップ部９６、９７に入るので、磁区制御膜２１、２２と電極膜２５との間の電気絶縁性が更に向上する。
【００４８】
図６は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図において、図１に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付してある。この実施例では、反強磁性層３０４の両端にステップ部９６、９７を設けるとともに、フリ−層３０１の両端にもステップ部９８、９９を設けてある。上部電極膜２６はステップ部９６−９７間の面で、反強磁性層３０４に隣接し、下部電極膜２５はステップ部９８−９９間の面で、フリ−層３０１に隣接している。この構造によれば、センス電流が、主に、ステップ部９６−９７、及び、９８−９９間の縮小された幅Ｗ２に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。しかも、絶縁層２３、２４が、ステップ部９６〜９９に入るので、磁区制御膜２１、２２と電極膜２５、２６との間の電気絶縁性が更に向上する。
【００４９】
図７は第１の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。この実施例では、フリ−層３０１の両端にステップ部９６、９７を設けてある。電極膜２５はステップ部９６−９７間の面で、フリ−層３０１に隣接している。この構造は、図５の実施例と同じであリ、図５の実施例と同様に、センス電流が、主に、ステップ部９６−９７間の縮小された幅Ｗ２に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。しかも、絶縁層２３、２４が、ステップ部９６、９７に入るので、磁区制御膜２１、２２と電極膜２５との間の電気絶縁性が更に向上する。図５の実施低例と異なる点は、磁区制御膜２１，２２が、電極膜２６に隣接していることである。
【００５０】
次に第２の態様に係る磁気抵抗効果素子について、図８〜図１９を参照して説明する。図において、先に示した図面に現れた構成部分と同一の構成部分については同一の参照符号を付し、重複説明は、これを省略することがある。
【００５１】
まず、図８は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の一実施例を示す断面図である。図示実施例の磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ膜３０と、一対の電極膜２５，２６と、磁区制御膜２１，２２と、絶縁層２３，２４、２０２とを含む。ＧＭＲ膜３０は、フリ−層３０１、非磁性層３０２、ピンド層３０３及び反強磁性層３０４を含む。非磁性層３０２はＳＶ膜の場合、導電性非磁性層となり、ＴＭＲ膜の場合、絶縁性非磁性層となることは前述したとおりである。
【００５２】
電極膜２５，２６のそれぞれは、ＧＭＲ膜３０の膜厚方向の両面に隣接する。電極膜２５，２６のうち、電極膜２５は、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する。ステップ部２５１，２５２は、この実施例では、電極２５の幅方向両端が、ＧＭＲ膜３０の幅方向両端と同一位置となるよう形成されている。
【００５３】
磁区制御膜２１，２２は、ＧＭＲ膜３０の幅方向の両側部に配置され、フリ−層３０１の磁区を制御する。
【００５４】
絶縁層２３，２４，２０２は、磁区制御膜２１，２２と、電極膜２５，２６及びＧＭＲ膜３０との間を埋めている。より詳しくは、絶縁膜２０２は、その表面が、電極膜２５の表面位置とほぼ同じ高さ位置を保ち、同一の平面を構成するように、ステップ部２５１，２５２を埋めている。絶縁層２３、２４は、磁区制御膜２１、２２と、電極膜２６及び絶縁膜２０２との間に層状に介在し、ＧＭＲ膜３０との間では、両者間に生じる間隔ΔＷ１１、ΔＷ１２を埋めている。
【００５５】
上述したように、第２の態様に係る磁気抵抗効果素子は、ＧＭＲ膜３０と、電極膜２５，２６とを含んでおり、電極膜２５，２６のそれぞれは、ＧＭＲ膜３０の両面に隣接している。したがって、ＧＭＲ膜３０の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を得ることができる。そのような磁気抵抗効果素子の例は、ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜であることは前述したとおりである。
【００５６】
第２の態様に係る磁気抵抗効果素子も、磁区制御膜２１，２２を含んでおり、磁区制御膜２１，２２は、ＧＭＲ膜３０の幅方向の両側部に配置され、フリ−層３０１の磁区を制御する。したがって、バルクハウゼンノイズを抑制することができる。
【００５７】
絶縁層２３，２４，２０２は、磁区制御膜２１，２２と、電極膜２５，２６及びＧＭＲ膜３０との間を埋めている。この構造によれば、電極膜２５，２６及びＧＭＲ膜３０から磁区制御膜２１，２２へのセンス電流の漏洩を、絶縁層２３，２４，２０２によって確実に防止することができる。
【００５８】
電極膜２５，２６のうち、電極膜２５は、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する。このようなステップ部２５１，２５２があると、絶縁層２０２が、ステップ部２５１，２５２に入り、ステップ部２５１，２５２に厚い絶縁層２５１，２５２が形成されるので、磁区制御膜２１，２２と、電極膜２５との間の電気絶縁性が更に向上する。
【００５９】
更に、ステップ部２５１，２５２の設計によって、電極膜２５と、ＧＭＲ膜３０との間の接触面積を自由に調整することができる。例えば、後で説明するように、ステップ部２５１，２５２を、電極膜２５と、ＧＭＲ膜３０との間に、ＧＭＲ膜３０の最大幅よりも狭幅の接触幅を生じさせるように設計した場合には、センス電流が、主に、ステップ部２５１−２５２間の縮小された幅に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。
【００６０】
図８の実施例では、電極２５，２６のうち、電極２５にのみ、ステップ部２５１，２５２を設けた例を示したが、電極２５，２６の何れか一方、または、両者にステップ部２５１，２５２を設けてもよい。
【００６１】
図９は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の別の実施例を示す断面図である。図において、図８に表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。図示実施例では、電極膜２５，２６のうち、電極膜２５が、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する他、反強磁性層３０４が、幅方向の両端で、ピンド層３０３の幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２だけ狭い幅Ｗ２を有しており、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２によって、ステップ部９６、９７を生じさせてある。この実施例は、図１に示した第１の態様と、図８に示した第２の態様との組み合わせと観念することができる。従って、図１及び図８の実施例で説明した作用効果を、併せ得ることができる。
【００６２】
図１０は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、電極膜２５，２６のうち、電極膜２５が、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する。ステップ部２５１，２５２は、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ３１、ΔＷ３２だけ狭い接触幅Ｗ３を生じさせるように付されている。このような構造であると、電極２５の側では、センス電流が、主に、ステップ部２５１−２５２間の縮小された電極幅に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。
【００６３】
図１１は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、電極膜２５が、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する点では、図１０の実施例と同様であるが、図１０の実施例と異なって、反強磁性層３０４は、幅方向の両端で、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２だけ狭い幅Ｗ２を有しており、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２によって、ステップ部９６、９７を生じさせてある。従って、電極膜２６の側でも、センス電流が、主に、ステップ部９６−９７間の縮小された幅に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。
【００６４】
図１１の実施例は、図１に示した第１の態様と、図１０に示した第２の態様との組み合わせと観念することができる。従って、図１および図１０の実施例で説明した作用効果を、併せて得ることができる。
【００６５】
図１２は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、フリ−層３０１は、ステップ部２５１，２５２によって画定される電極膜２５と同幅であり、幅方向の両端で、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ３１、ΔＷ３２だけ狭い幅Ｗ３を有している。このような構造であると、センス電流が、更に、中央領域に集中するように流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。
【００６６】
図１２の実施例は、図５に示した第１の態様と、図１０に示した第２の態様との組み合わせと観念することもできる。従って、図５および図１０の実施例で説明した作用効果を、併せて得ることができる。
【００６７】
図１３は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、フリ−層３０１は、ステップ部２５１，２５２によって画定される電極膜２５と同幅であり、幅方向の両端で、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ３１、ΔＷ３２だけ狭い幅Ｗ３を有しているのに加えて、反強磁性層３０４は、幅方向の両端で、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２だけ狭い幅Ｗ２を有しており、寸法差ΔＷ２１、ΔＷ２２によって、ステップ部９６、９７を生じさせてある。
【００６８】
図１３の実施例は、図１に示した第１の態様と、図１２に示した第２の態様との組み合わせと観念することができる。従って、図１および図１２の実施例で説明した作用効果を、併せて得ることができる。
【００６９】
図１４は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、磁区制御膜２１，２２が、電極膜２６に隣接している。
【００７０】
また、電極膜２５，２６のうち、電極膜２５が、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する。ステップ部２５１，２５２は、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ３１、ΔＷ３２だけ狭い接触幅Ｗ３を生じさせるように付されている。
【００７１】
図１４の実施例は、図７に示した第１の態様と、図１０に示した第２の態様との組み合わせと観念することができる。従って、図７および図１０の実施例で説明した作用効果を、併せて得ることができる。
【００７２】
図１５は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、磁区制御膜２１，２２が、電極膜２６に隣接している。
【００７３】
また、電極膜２５，２６のうち、電極膜２５が、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する。ステップ部２５１，２５２は、電極２５の幅方向両端が、ＧＭＲ膜３０の幅方向両端と同一位置となるよう形成されている。
【００７４】
図１５の実施例は、図７に示した第１の態様と、図８に示した第２の態様との組み合わせと観念することができる。従って、図７および図８の実施例で説明した作用効果を、併せて得ることができる。
【００７５】
図１６は第２の態様に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。図示実施例では、磁区制御膜２１，２２が、電極膜２６に隣接している。
【００７６】
また、電極膜２５，２６のうち、電極膜２５が、ＧＭＲ膜３０と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部２５１，２５２を有する。フリ−層３０１は、ステップ部２５１，２５２によって画定される電極膜２５と同幅であり、幅方向の両端で、ＧＭＲ膜３０の最大幅Ｗ１よりも、寸法差ΔＷ３１、ΔＷ３２だけ狭い幅Ｗ３を有している。
【００７７】
絶縁膜２０２は、フリ−層３０１と非磁性層３０２との境界と、同一の平面を構成するように、ステップ部２５１，２５２を埋めている。
【００７８】
図１６の実施例は、図７に示した第１の態様と、図１２に示した第２の態様との組み合わせと観念することができる。従って、図７および図１２の実施例で説明した作用効果を、併せて得ることができる。
【００７９】
２．薄膜磁気ヘッド
図１７は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図、図１８は図１７に示した薄膜磁気ヘッドの電磁変換素子部分の拡大断面図、図１９は図１８の１９−１９線に沿った断面図、図２０は図１９の拡大図である。何れの図面においても、寸法、プロポ−ション等は、図示の都合上、誇張されまたは省略されている。図示された薄膜磁気ヘッドは、スライダ基体５と、電磁変換素子３、４とを含む。スライダ基体５は、媒体対向面に浮上特性制御用の幾何学的形状を有している。そのような幾何学的形状の代表例として、実施例では、レ−ル５１、５２を示してある。レ−ル５１、５２の表面は、空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）５３、５４となる。レ−ル５１、５２の形状は、図示の単純な直線状輪郭の他、複雑な輪郭や、負圧を発生される輪郭など多種、多様であり、本発明には何れも適用できる。スライダ基体５は、例えば、アルティック（Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等のセラミック材料からなる。
【００８０】
図１８〜図２０を参照すると、スライダ基体１の端面には絶縁層５０１が設けられている。絶縁層５０１は、例えば、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなり、１〜５μｍの厚みである。
【００８１】
電磁変換素子３、４は、再生素子を構成する磁気抵抗効果素子３と、記録素子４とを含む。再生素子を構成する磁気抵抗効果素子３は、ＳＶ膜またはＴＭＲ膜を含んでいる。ＳＶ膜の場合は、膜面に垂直に電流を流すＣＰＰ−ＧＭＲが用いられる。ＴＭＲ膜は、本来、膜面に垂直にセンス電流を流すものである。
【００８２】
記録素子４は、例えば、誘導型磁気変換素子あり、書き込み用磁極端がＡＢＳ５３、５４に面している。記録素子４は、再生素子を構成する磁気抵抗効果素子３と近接して配置され、保護膜４９によって覆われている。
【００８３】
記録素子４は、下部磁極層４１と、上部磁極層４５と、記録ギャップ層４２と、薄膜コイル４３、４７とを含む。下部磁極層４１は上部シ−ルド層４１として兼用されている。
【００８４】
下部磁極層４１は、上部シ−ルドギャップ層４６の上に形成され、上部磁極層４５と磁気的に連結されている。記録ギャップ層４２は下部磁極層４１の磁極部分と、上部磁極層４５の磁極部分との間に設けられている。薄膜コイル４３、４７は下部磁極層４１及び上部磁極層４５の間のインナーギャップ間の絶縁層４８内に、絶縁された状態で配設されている。
【００８５】
再生素子を構成する磁気抵抗効果素子３は、ＧＭＲ膜３０と、電極膜２５、２６と、下部シ−ルド層２８と、下部シールドギャップ層２０１と、上部シ−ルドギャップ層４６とを含む。図示実施例の磁気抵抗効果素子３は、更に、磁区制御膜２１、２２と、絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）とを含む。
【００８６】
下部シ−ルド層２８は、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなり、絶縁層５０１の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、例えば約３μｍの厚みとなるように形成されている。
【００８７】
下部シールドギャップ層２０１は、下部シ−ルド層２８の上に備えられている。下部シールドギャップ層２０１は、アルミナ等の絶縁材料よりなり、スパッタ等によって、例えば１０〜２００ｎｍの厚みに形成されている。
【００８８】
下部電極膜２５は、例えば、数十ｎｍの厚みをもって、下部シールドギャップ層２０１の上に形成されている。下部電極膜２５は、ＧＭＲ膜３０と隣接すべき部分が、突出しており、その突出部分の両側に生じる凹部は絶縁層２０２によって埋められている。絶縁層２０２の表面は下部電極膜２５の表面と同一平面を構成している。絶縁層２０２は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＯ２等の絶縁材料からなる。
【００８９】
図２０を参照すると、ＧＭＲ膜３０は、フリ−層３０１を含み、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部９６、９７を有する。図示実施例の磁気抵抗効果素子は、フリ−層３０１に隣接する非磁性層３０２を有し、非磁性層３０２の上に、ピンド層３０３が隣接している。ピンド層３０３の上には反強磁性層３０４が設けられている。ピンド層３０３は、反強磁性層３０４との交換結合により、磁化方向が固定される。
【００９０】
反強磁性層３０４は、幅方向の両端で、ピンド層３０３の幅Ｗ１よりも狭い幅Ｗ２を有しており、寸法差によって、間隔ΔＷ２１、ΔＷ２２のステップ部９６、９７を生じさせてある。フリ−層３０１、非磁性層３０２、ピンド層３０３及び反強磁性層３０４の膜構造及び組成材料等については、既に知られている技術を、任意に適用できる。一例をあげると、フリ−層３０１及びピンド層３０３は、例えば、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＣｏＦｅ等で構成され、反強磁性層３０４はＦｅＭｎ、ＭｎＩｒ、ＮｉＭｎ、ＣｒＭｎＰｔなどによって構成される。
【００９１】
非磁性層３０２は、ＳＶ膜の場合はＣｕ等を主成分とする導電性材料層で構成され、ＴＭＲ膜の場合は、酸化アルミニウム層などの絶縁性材料層で構成される。
【００９２】
上部電極膜２６は、ステップ部９６−９７間の面で反強磁性層３０４に隣接し、下部電極膜２５がフリ−層３０１に隣接している。
【００９３】
磁区制御膜２１、２２は、ＧＭＲ膜３０の幅方向の両側部に、絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）による間隔を隔てて配置されている。磁区制御膜２１、２２は、フリ−層３０１の磁区を制御する。
【００９４】
絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）は、磁区制御膜２１、２２と、電極膜２５、２６及びＧＭＲ膜３０との間を埋めている。具体的には、絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）は、磁区制御膜２１、２２と電極膜２５、２６との間では、層状に配置され、磁区制御膜２１、２２とＧＭＲ膜３０との間では、両者間に生じる間隔ΔＷ１１、ΔＷ１２を埋め、更に、ステップ部９６、９７を埋めるように形成されている。
【００９５】
上部電極膜２６は上部シ−ルドギャップ層４６によって覆われている。上部シ−ルドギャップ層４６は、アルミナ等の絶縁材料からなり、スパッタ等によって、例えば１０〜２００ｎｍの厚み（最小厚み）に形成されている。
【００９６】
上部シ−ルド層４１は、パーマロイ（ＮｉＦｅ）等の磁性材料よりなり、上部シ−ルドギャップ層４６の上に、スパッタリング法またはめっき法等によって、例えば約３μｍの厚みとなるように形成されている。実施例では、上部シ−ルド層４１は、記録素子４の下部磁性層として兼用されている。
【００９７】
上述した薄膜磁気ヘッドにおいて、ＧＭＲ膜３０と、電極膜２５、２６とを含んでおり、電極膜２５、２６のそれぞれは、ＧＭＲ膜３０の両面に隣接している。したがって、ＧＭＲ膜３０の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子３を得ることができる。そのような磁気抵抗効果素子３の例は、既に述べたように、ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜である。
【００９８】
ＣＰＰタイプのＳＶ膜またはＴＭＲ膜は、少なくとも１つのフリ−層３０１を含んでおり、フリ−層３０１に発生することのあるバルクハウゼンノイズを抑制しなければならない。図示実施例の磁気抵抗効果素子は、磁区制御膜２１、２２を含んでおり、磁区制御膜２１、２２は、ＧＭＲ膜３０の幅方向の両側部に配置され、フリ−層３０１の磁区を制御する。したがって、バルクハウゼンノイズを抑制することができる。
【００９９】
絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）は、磁区制御膜２１、２２と、電極膜２５、２６との間に層状に介在し、ＧＭＲ膜３０との間では、両者間に生じる間隔ΔＷ１１、ΔＷ１２を埋めている。この構造によれば、電極膜２５、２６及びＧＭＲ膜３０から磁区制御膜２１、２２へのセンス電流の漏洩を、絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）によって、確実に防止することができる。
【０１００】
ＧＭＲ膜３０は、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部９６、９７を有しており、電極膜２５、２６はステップ部９６−９７間の面で、ＧＭＲ膜３０に隣接している。この構造によれば、センス電流が、主に、ステップ部９６−９７間の縮小された幅Ｗ２に対応する中央領域を通って流れることになるので、読み取りトラック幅を狭小化できる。しかも、絶縁層（２３１、２３２）、（２４１、２４２）が、ステップ部９６、９７に入るので、磁区制御膜２１、２２と上部電極膜２６との間の電気絶縁性が更に向上する。
【０１０１】
上記実施例の薄膜磁気ヘッドは、図１〜図１６に示した膜構造のうち、図１１に示したものを適用したものであるが、図１〜図１０、図１２〜図１６に示した膜構造も同様に適用できる。
【０１０２】
３．磁気ヘッド装置
図２１は本発明に係る磁気ヘッド装置の正面図、図２２は図２１に示した磁気ヘッド装置の底面図である。図示された磁気ヘッド装置は、図１７〜図２０に示した薄膜磁気ヘッド４０と、ヘッド支持装置５とを含む。ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５１の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５２を取付け、この可撓体５２の下面に薄膜磁気ヘッド４０を取付けた構造となっている。
【０１０３】
具体的には、可撓体５２は、支持体５１の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部５２１、５２２と、支持体５１から離れた端において外側枠部５２１、５２２を連結する横枠５２３と、横枠５２３の略中央部から外側枠部５２１、５２２に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２４とを有する。横枠５２３のある方向とは反対側の一端は、支持体５１の自由端付近に溶接等の手段によって取付けられている。
【０１０４】
支持体５１の下面には、例えば半球状の荷重用突起５２５が設けられている。この荷重用突起５２５により、支持体５１の自由端から舌状片５２４へ荷重力が伝えられる。
【０１０５】
薄膜磁気ヘッド４０は、舌状片５２４の下面に接着等の手段によって取付けられている。薄膜磁気ヘッド４０は、ピッチ動作及びロール動作が許容されるように支持されている。
【０１０６】
本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限定するものではなく、これまで提案され、またはこれから提案されることのあるヘッド支持装置を、広く適用できる。例えば、支持体５１と舌状片５２４とを、タブテープ（ＴＡＢ）等のフレキシブルな高分子系配線板を用いて一体化したもの等を用いることもできる。また、従来より周知のジンバル構造を持つものを自由に用いることができる。
【０１０７】
４．磁気記録再生装置
図２３は図２１、図２２に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の平面図である。図示された磁気記録再生装置は、図２１、図２２に示した磁気ヘッド装置６と、位置決め装置８と、磁気ディスク７とを含む。位置決め装置８は、ロータリ・アクチュエータ方式であり、ヘッド支持装置５の他端側を支持している。
【０１０８】
本実施例において、磁気ディスク７は磁気ヘッド装置６と協働して磁気記録再生を行う。磁気ディスク７は、図示しない回転駆動機構により、矢印Ｆ１の方向に高速で回転駆動される。
【０１０９】
薄膜磁気ヘッド４０は、ヘッド支持装置５及び位置決め装置８により、矢印Ｂ１またはＢ２の方向に駆動され、所定のトラック上で、磁気ディスク７への書き込み及び読み出しを行う。
【０１１０】
５．薄膜磁気ヘッドの製造方法
次に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の第１態様について、図２４〜図３６を参照して説明する。この製造方法は磁気抵抗効果素子の製造にも適用できる。
【０１１１】
まず、図２４に示すように、スライダ基体５の上に、絶縁層５０１を形成し、更に絶縁層５０１の上に下部電極膜２５を形成する。下部電極層を構成する導電層２５を、下部シールド層から独立して設ける場合は、図１８、図１９に例示したように、絶縁層５０１、下部シ−ルド層２８及び下部シールドギャップ層２０１を形成し、更に下部シールドギャップ層２０１の上に下部電極膜となる導電層２５を形成する。
【０１１２】
次に、図２５に示すように、下部電極膜２５上に、再生用のＧＭＲ素子となる被パタ−ンニング層３００を形成する。図では、被パタ−ンニング層３００は単層表示であるが、実際のＳＶ膜またはＴＭＲ膜では、図１〜図１６に示したように、多層膜構造となる。
【０１１３】
次に、図２６に示すように、被パタ−ンニング層３００の上に、下層レジスト層１１１を形成し、更に、下層レジスト層１１１の上に上層レジスト層１１２を形成する。下層レジスト層１１１は、スピンコート法等の手段によって塗布した後、必要に応じて、これを加熱することによって形成される。
【０１１４】
下層レジスト層１１１を構成するレジスト材料は、その上に形成される上層レジスト層１１２を構成するレジスト材料とインターミキシングを起こさない材料であることが必要である他、アンダーカットの入った積層（２層）レジストパターンを形成する場合は、採用されるアンダーカット形成方法に適した材料が選択される。アンダーカット形成方法としては、現像剤のみによる方法、アッシングのみによる方法、及び、現像剤とアッシングとを併用する方法がある。
【０１１５】
この内、現像のみでアンダーカットの入った２層レジストパターンを形成する場合は、下層レジスト層１１１を構成するレジスト材料は、現像剤として通常用いられるアルカリ性水溶液に溶解し、かつ、上層レジスト層（後述）よりもアルカリ性水溶液による溶解速度の速い材料によって構成する。この場合の具体例としては、ポリメチルグルタールイミド（以下ＰＭＧＩと称する）を挙げることができる。
【０１１６】
アッシングのみでアンダーカットの入った２層レジストを得る場合は、アッシング反応速度が、上層レジスト層（後述）を構成するレジスト材料よりも速いこと等の条件を満たす材料を用いる。
【０１１７】
現像剤とアッシングとを併用してアンダーカットを入れる場合は、アルカリ性水溶液に溶解し、かつ、アッシング反応速度が上層レジスト層（後述）を構成するレジスト材料よりも速いこと等の条件を満たす材料を用いる。
【０１１８】
上層レジスト層１１２は、フェノール性水酸基を含むレジストを主成分とするものが好ましい。上層レジスト層１１２に適したフェノール性水酸基を含むレジストの例としては、特公昭３７−１８０１５号公報に開示されたＮＱＤ−ノボラックレジスト（ナフトキノンジアジド−ノボラックレジスト）、特開平６−２４２６０２号公報に開示された一体型ＮＱＤ−ノボラックレジスト、特開２０００−６３４６６号公報に開示された疎水性一体型ＮＱＤ−ノボラックレジスト、及び、特開平６−２７３９３４号公報に開示されたポリヒドロキシスチレン系樹脂を主成分とした化学増幅型レジスト等を挙げることができる。
【０１１９】
次に、図２７に示すように、マスク１０５を介して、上層レジスト層１１２を露光して、上層レジスト層１１２にマスク１０５のパターンに従った潜像を形成する。露光用の光は、紫外線、エキシマレーザー光、電子ビーム等、どのような光でもよい。露光用の光が電子線である場合には、マスク１０５を介することなく、直接、上層レジスト層１１２に電子線を照射することにより、所定のパターンの潜像を形成してもよい。また、必要に応じて、露光後に上層レジスト層１１２を加熱する。
【０１２０】
次に、図２８に示すように、現像液によって、露光後の上層レジスト層１１２を現像すると共に、下層レジスト層１１１の一部を溶解させる。現像後、下層レジスト層１１１および上層レジスト層１１２の水洗と乾燥を行う。これにより、アンダーカットの入ったレジストマスク１１０が得られる。アンダーカットの入ったレジストマスク１１０では、上層レジスト層１１２は、下層の下層レジスト層１１１の平面積よりも大きい幅Ｗ３１を有する。このようなレジストマスク１１０は、パターンの微細化に有効である。現像液としては、テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）の水溶液等のアルカリ性水溶液を用いることが好ましい。
【０１２１】
次に、図２９に示すように、例えばイオンミリング等のドライエッチングによって、被パタ−ンニング層３００を選択的にエッチングし、ＧＭＲ膜３０を形成する。
【０１２２】
次に、図３０に示すように、レジストマスク１１０の幅Ｗ３１よりも狭い幅Ｗ３２のレジストマスク１２０を形成する。このレジストマスク１２０も、レジストマスク１１０と同様に、アンダーカットの入ったレジストパターン１２１、１２２である。レジストパタ−ン１２０は、レジストパターン１１０をアッシングなどの手段によってスリム化して得ることもできるし、レジストパタ−ン１１０を形成するときのプロセスを、再度、実行することによっても、得ることができる。
【０１２３】
次に、図３１に示すように、例えばイオンミリング等のドライエッチングによって、ＧＭＲ膜３０の表面を選択的にエッチングし、ステップ部９６、９７を形成する。
【０１２４】
次に、図３２に示すように、レジストマスク１２０を残したままで、例えば、スッパタ等の薄膜形成プロセスを実行することにより、絶縁層２３１、２４１を成膜する。絶縁層２３１、２４１はＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料でなる。この薄膜形成プロセスにおいては、指向性を持つイオン．ビーム．ディポジッション（以下ＩＢＤと称する）方法を適用する。具体的には、膜面に垂直な垂線Ｖ１に対して、角度θ１をもつ指向性スパッタを実行し、絶縁層２３１、２４１を、レジストパターン１２２の下側に形成されているアンダーカット部分に侵入させる。これにより、絶縁層２３１、２４１はステップ部９６、９７を埋めるように付着される。
【０１２５】
次に、図３３に示すように、レジストマスク１２０を残したままで、絶縁層２３１、２４１の上に磁区制御膜２１、２２を、スパッタなどの手段によって成膜する。このときのスパッタは、膜面に対してほぼ直交する方向に行う。このため、磁区制御膜２１、２２は、レジストパターン１２２の下側のアンダーカット部分には入らず、絶縁層２３１、２４１のうち、アンダーカット部分において、ステップ部を埋めている部分は、磁区制御膜２１、２２が成膜されず、絶縁層２３１、２４１が露出している。
【０１２６】
次に、図３４に示すように、レジストマスク１２０を残したままで、例えば、スッパタ等の薄膜形成プロセスを実行することにより、絶縁層２３２、２４２を成膜する。絶縁層２３２、２４２はＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料でなる。この薄膜形成プロセスにおいても、指向性を持つＩＢＤを適用する。具体的には、膜面に垂直な垂線Ｖ１に対して、角度θ２をもつ指向性スパッタを実行し、絶縁層２３２、２４２を、レジストパターン１２２の下側に形成されているアンダーカット部分に侵入させる。これにより、絶縁層２３２、２４２は、先に成膜されている絶縁層２３１、２４１と、アンダーカットの部分で連続することになる。
【０１２７】
次に、図３５に示すように、レジストマスク１２０を剥離し、除去する。レジストマスク１２０の剥離に当たってはアセトン等の有機溶剤を用いることができる。
【０１２８】
次に、図３６に示すように、上部電極膜２６を成膜し、更に、記録ヘッドのための製造プロセスを実行する。記録ヘッドの製造プロセスは周知である。
【０１２９】
次に、本発明に係る薄膜磁気ヘッドの製造方法の第２態様について、図３７〜図５３を参照して説明する。図において、第１態様において表れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。この製造方法は磁気抵抗効果素子の製造にも適用できる。
【０１３０】
まず、図３７に示すように、スライダ基体５の上に、絶縁層５０１を形成し、更に絶縁層５０１の上に下部電極膜となる導電層２５０を形成する。
【０１３１】
図示の場合、下部電極膜を構成する導電層２５０は、下部シールド層として兼用される。導電層２５０を、下部シールド層として兼用する場合は、例えば、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＣｏＦｅなどの軟磁性材料を用いる。これとは異なって、図１８、図１９に例示したように、下部電極層を構成する導電層２５０を、下部シールド層から独立して設ける場合は、絶縁層５０１、下部シ−ルド層２８及び下部シールドギャップ層２０１を形成し、更に下部シールドギャップ層２０１の上に下部電極膜となる導電層２５０を形成する。
【０１３２】
次に、図３８に示すように、導電層２５０の上に、所定パターンをもつレジストマスク１００を形成する。レジストマスク１００は、下層レジスト層１０１の上に、その平面積よりも大きい幅を有する上層レジスト層１０２を積層したアンダーカット構造を有する。アンダーカットの入ったレジストマスク１００は、パターンの微細化に有効である。レジストマスク１００は、後で述べるパターニング方法の適用によって形成できる。
【０１３３】
次に、図３９に示すように、例えばイオンミリング、リアクティブ．イオン．エッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングによって、導電層２５０を選択的にエッチングし、下部電極膜２５を形成する。
【０１３４】
次に、図４０に示すように、レジストマスク１００を残したままで、例えば、スッパタ等の薄膜形成プロセスを実行することにより、絶縁層２０２を成膜する。絶縁層２０２はＡｌ２Ｏ３などの絶縁材料でなる。
【０１３５】
次に、図４１に示すように、レジストマスク１００を有機溶剤を用いて剥離し、下部電極膜２５の中央に設けられた凸部の表面と、絶縁層２０２の表面が同一の平面を構成するように平坦化処理を行う。平坦化処理は、例えばＣＭＰ法の適用によって実行できる。
【０１３６】
次に、図４２に示すように、下部電極膜２５及び絶縁層２０２の作る平面上に、再生用のＧＭＲ素子となる被パタ−ンニング層３００を形成する。
【０１３７】
次に、図４３に示すように、被パタ−ンニング層３００の上に、下層レジスト層１１１を形成し、更に、下層レジスト層１１１の上に上層レジスト層１１２を形成する。
【０１３８】
次に、図４４に示すように、マスク１０５を介して、上層レジスト層１１２を露光して、上層レジスト層１１２にマスク１０５のパターンに従った潜像を形成する。
【０１３９】
次に、図４５に示すように、現像液によって、露光後の上層レジスト層１１２を現像すると共に、下層レジスト層１１１の一部を溶解させる。現像後、下層レジスト層１１１および上層レジスト層１１２の水洗と乾燥を行う。これにより、アンダーカットの入ったレジストマスク１１０が得られる。アンダーカットの入ったレジストマスク１１０では、上層レジスト層１１２は、下層の下層レジスト層１１１の平面積よりも大きい幅Ｗ３１を有する。
【０１４０】
次に、図４６に示すように、例えばイオンミリング等のドライエッチングによって、被パタ−ンニング層３００を選択的にエッチングし、ＧＭＲ膜３０を形成する。
【０１４１】
次に、図４７に示すように、レジストマスク１１０の幅Ｗ３１よりも狭い幅Ｗ３２のレジストマスク１２０を形成する。このレジストマスク１２０も、レジストマスク１１０と同様に、アンダーカットの入ったレジストパターン１２１、１２２である。
【０１４２】
次に、図４８に示すように、例えばイオンミリング等のドライエッチングによって、ＧＭＲ膜３０の表面を選択的にエッチングし、ステップ部９６、９７を形成する。
【０１４３】
次に、図４９に示すように、レジストマスク１２０を残したままで、例えば、スッパタ等の薄膜形成プロセスを実行することにより、絶縁層２３１、２４１を成膜する。
【０１４４】
次に、図５０に示すように、レジストマスク１２０を残したままで、絶縁層２３１、２４１の上に磁区制御膜２１、２２を、スパッタなどの手段によって成膜する。このときのスパッタは、膜面に対してほぼ直交する方向に行う。このため、磁区制御膜２１、２２は、レジストパターン１２２の下側のアンダーカット部分には入らず、絶縁層２３１、２４１のうち、アンダーカット部分において、ステップ部を埋めている部分は、磁区制御膜２１、２２が成膜されず、絶縁層２３１、２４１が露出している。
【０１４５】
次に、図５１に示すように、レジストマスク１２０を残したままで、例えば、スッパタ等の薄膜形成プロセスを実行することにより、絶縁層２３２、２４２を成膜する。
【０１４６】
次に、図５２に示すように、レジストマスク１２０を剥離し、除去する。レジストマスク１１０の剥離に当たってはアセトン等の有機溶剤を用いることができる。
【０１４７】
次に、図５３に示すように、上部電極膜２６を成膜し、更に、記録ヘッドのための製造プロセスを実行する。記録ヘッドの製造プロセスは周知である。
【０１４８】
次に、実施例を挙げて、図３７〜図５３のプロセスを更に具体的に説明する。
（１）図３７のプロセス
図３７に示すプロセスにおいて、スライダ基体５として、直径３インチ、厚み２ｍｍのＡｌＴｉＣ（アルティック）を用いた。このスライダ基体５の上に、Ａｌ２Ｏ３でなる絶縁層５０１を、厚さ３μｍとなるようにスパッタした。その後、公知のフレームめっき法により、厚さ３μｍのＮｉＦｅのめっき膜でなる導電膜２５０を成膜した。このＮｉＦｅめっき膜は、下部シールド層２８（図１８〜図２０参照）として兼用される。絶縁層５０１のスパッタプロセス条件は次の通りである。
スパッタ装置：アルカテル社製　ＨＥＤＡ２４８０（ＲＦバイアススパッタ）
スパッタ条件
スパッタ膜　　　　　　Ａｌ２Ｏ３
ターゲット　　　　　　Ａｌ２Ｏ３
Ｐｏｗｅｒ　　　　　　１５（ｋＷ）（１３．５６ＭＨｚ）
バイアスＶｄｃ　　　　−１５０（Ｖ）
Ａｒガス圧力　　　　　１（ｍＴｏｒｒ）
Ａｒガス流量　　　　　１００ｓｃｃｍ
なお、流量単位ｓｃｃｍとは、ｓｔａｎｄａｒｄ　ｃｕｂｉｃ　ｃｍの略語であり、圧力を１気圧（１．０１３２５×１０５Ｐａ）に変換した時の１分間当たりのｃｍ３単位の流量を表す。
【０１４９】
（２）図３８のプロセス
図３８のプロセスにおいて、レジストマスク１００は、ＰＭＧＩを用いたアンダーカット入りの２層構造とした。その成膜プロセス条件は、次の通りである。
（ａ）ＰＭＧＩ塗布条件
ＰＭＧＩとしては、シプレイファーイースト社製のＬＯＬ−５００を用い、スピンコートにて、５０ｎｍの厚さに塗布し、次にプリベークした。プリベーク条件は１８０℃、３００秒とした。
（ｂ）レジストプリント条件
レジストとして、クラリアンジャパン社製のＡＺ５１０Ｐを用い、スピンコ−トにより０．２５μｍの厚さに塗布し、次にプリベークした。プリベーク条件は１２０℃、６０秒とした。
（ｃ）露光条件
露光装置として、ニコン社製ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４Ｃを用いた。露光条件は次のとおりである。
ＮＡ；０．６
σ；０．７５
Ｄｏｓｅ；３０ｍＪ／ｃｍ２
焦点；０μｍ
マスクサイズ；０．２μｍ
（ｄ）現像条件
１２０℃の温度で６０秒間加熱した。次に、現像液として、２．３８％テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）の水溶液を用い、３０秒、１パドルで、現像処理を行った。
【０１５０】
上述したプロセスを経ることにより、図３８において、クリティカルパターン部分のレジスト幅０．１２μｍ、長さ３μｍで、両側に３μｍだけ飛び出るアンダーカット入りのレジストマスク１００を得た。レジストマスク１００は、スライダ基体５をウエハーとしてその面上に多数整列して形成される。
【０１５１】
（３）図３９のプロセス
下部電極膜２５を得るに当たり、その導電層２５０をミリングした。ミリング装置は、Ｖｅｅｃｏ　社製　ＩＢＥ−ＩＢＤである。ミリング条件は次のとおりである。
ガス；Ａｒ
ガス流量；１０ｓｃｃｍ
圧力：２×１０−４Ｔｏｒｒ
ミリング角度：５°（膜面垂線に対する角度）
ビーム電流：３００ｍＡ
ビーム電圧：ＤＣ３００Ｖ
加速電圧：−５００Ｖ
これにより、図３９に示す下部電極膜２５が得られた。ミリング深さは０．１μｍである。
【０１５２】
（４）図４０のプロセス
図４０の絶縁膜２０２のスパッタ成膜は、次の条件で行った。
スパッタ装置：アルカテル社製　ＨＥＤＡ２４８０（ＲＦバイアススパッタ）
スパッタ膜：Ａｌ２Ｏ３
ターゲット：Ａｌ２Ｏ３
Ｐｏｗｅｒ：１５（ｋＷ）（１３．５６ＭＨｚ）
バイアスＶｄｃ：−１５０（Ｖ）
Ａｒガス圧力：１（ｍＴｏｒｒ）
Ａｒガス流量：１００ｓｃｃｍ
【０１５３】
（５）図４１のプロセス
５０℃のＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）中に、１時間、揺動を与えながら浸漬し、レジストマスク１００を溶解除去した。日立製作所製　ＣＤ−ＳＥＭ　Ｓ７８００により、目的のクリティカルパターン部分に形成された金属パターンを観察したところ、０．１μｍ幅のＮｉＦｅ孤立ラインパターンの外側に、その境界にバリのないアルミナパターンが存在するＮｉＦｅ−Ａｌ２Ｏ３連続パターンが得られた。
【０１５４】
（６）図４２のプロセス
図４２のプロセスでは、公知の手段にしたがって、ＴＭＲ膜を得るための膜構造を有する被パターンニング膜３００を成膜した。
【０１５５】
（７）図４３〜図４５のプロセス
図４３、図４４のプロセスにおいて、下層レジスト層１１１として、ＰＭＧＩを用い、その上に上層レジスト層１１２となるレジストをプリントした。そのプロセス条件は、次の通りである。
（ａ）ＰＭＧＩ塗布条件
ＰＭＧＩとしては、シプレイファーイースト社製のＬＯＬ−５００を用い、スピンコートにて、５０ｎｍの厚さに塗布し、次にプリベークした。プリベーク条件は１８０℃、３００秒とした。
（ｂ）レジストプリント条件
レジストとして、クラリアンジャパン社製のＡＺ５１０Ｐを用い、スピンコ−トにより０．２５μｍの厚さに塗布し、次にプリベークした。プリベーク条件は１２０℃、６０秒とした。
（ｃ）露光条件
露光装置として、ニコン社製ＮＳＲ−ＴＦＨＥＸ１４Ｃを用いた。露光条件は次のとおりである。
ＮＡ；０．６
σ；０．７５
Ｄｏｓｅ；２７ｍＪ／ｃｍ２
焦点；０μｍ
マスクサイズ；０．２μｍ
（ｄ）現像条件
１２０℃の温度で６０秒間加熱した。次に、現像液として、２．３８％テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイド（ＴＭＡＨ）の水溶液を用い、３０秒、１パドルで、現像処理を行った。
【０１５６】
上述したプロセスを経ることにより、図４５において、クリティカルパターン部分のレジスト幅０．１４μｍ、長さ３μｍで、両側に３μｍだけ飛び出るアンダーカット入りのレジストマスク１１０を得た。レジストマスク１１０は、スライダ基体５をウエハーとしてその面上に多数整列して形成される。
【０１５７】
（８）図４６のプロセス
ＴＭＲ膜を得るための膜構造と有する被パターンニング膜３００を、レジストマスク１１０をマスクとしてミリングした。ミリング装置は、Ｖｅｅｃｏ　社製
ＩＢＥ−ＩＢＤである。ミリング条件は次のとおりである。
ガス；Ａｒ
ガス流量；１０ｓｃｃｍ
圧力：２×１０−４Ｔｏｒｒ
ミリング角度：５°（膜面垂線に対する角度）
ビーム電流：３００ｍＡ
ビーム電圧：ＤＣ３００Ｖ
加速電圧：−５００Ｖ
これにより、図４６のＴＭＲ膜でなるＧＭＲ膜３０が得られた。ＧＭＲ膜３０の幅Ｗ３１は０．１２μｍである。
【０１５８】
（９）図４７のプロセス
図４６のミリングプロセスを経て、幅Ｗ３１が０．１２μｍとなっていたレジストマスク１２０を下記の条件でスリンミングし、その幅Ｗ３２を０．１μｍとした。
アッシング装置：Ｍａｔｒｉｘ　ｉｎｃ．　社製　Ｓｙｓｔｅｍ　１０４
圧力：１．０Ｔｏｒｒ（約１３３Ｐａ）
ガス：Ｏ２
ガス流量：３０ｓｃｃｍ
ＲＦ出力：２００Ｗ
基板温度：７０℃
【０１５９】
（１０）図４８のプロセス
図４７のプロセスの後、ミリングによって、ＧＭＲ膜３０の表面を選択的にエッチングし、ステップ部９６、９７を形成した。ステップ部９６、９７の深さは、表面層から次の層に達するようにした。ミリング装置は、Ｖｅｅｃｏ　社製　ＩＢＥ−ＩＢＤである。ミリング条件は次のとおりである。
ガス；Ａｒ
ガス流量；１０ｓｃｃｍ
圧力：２×１０−４Ｔｏｒｒ
ミリング角度：５°（膜面垂線に対する角度）
ビーム電流：３００ｍＡ
ビーム電圧：ＤＣ３００Ｖ
加速電圧：−５００Ｖ
【０１６０】
（１１）図４９のプロセス
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を０．０１μｍの厚さにスパッタし、絶縁層２３１、２４１を成膜した。スパッタ装置は、Ｖｅｅｃｏ　社製　ＩＢＥ−ＩＢＤである。スパッタ条件は次のとおりである。
ガス；Ａｒ
ガス流量；１０ｓｃｃｍ
圧力：２×１０−４Ｔｏｒｒ
スパッタ角度θ１：４５°（膜面垂線Ｖ１に対する角度）
ビーム電流：３００ｍＡ
ビーム電圧：ＤＣ１５００Ｖ
加速電圧：−２００Ｖ
ターゲット：Ａｌ２Ｏ３
【０１６１】
（１２）図５０のプロセス
ＰｔＭｎを０．０２μｍの厚さにスパッタし、磁区制御膜２１、２２を成膜した。スパッタ装置は、Ｖｅｅｃｏ　社製　ＩＢＥ−ＩＢＤである。スパッタ条件は次のとおりである。
ガス；Ａｒ
ガス流量；１０ｓｃｃｍ
圧力：２×１０−４Ｔｏｒｒ
スパッタ角度：１０°（膜面垂線に対する角度）
ビーム電流：３００ｍＡ
ビーム電圧：ＤＣ１５００Ｖ
加速電圧：−２００Ｖ
ターゲット：ＰｔＭｎ
【０１６２】
（１３）図５１のプロセス
アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）を０．０１μｍの厚さにスパッタし、絶縁層２３２、２４２を成膜した。スパッタ装置は、Ｖｅｅｃｏ　社製　ＩＢＥ−ＩＢＤである。スパッタ条件は次のとおりである。
ガス；Ａｒ
ガス流量；１０ｓｃｃｍ
圧力：２×１０−４Ｔｏｒｒ
スパッタ角度θ２：４５°（膜面垂線Ｖ１に対する角度）
ビーム電流：３００ｍＡ
ビーム電圧：ＤＣ１５００Ｖ
加速電圧：−２００Ｖ
ターゲット：Ａｌ２Ｏ３
【０１６３】
（１４）図５２のプロセス
次に、５０℃のＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）中に、１時間、揺動を与えながら浸漬し、レジストマスク１２０を溶解除去した。これにより、図５２に示す所望パターンを有するＧＭＲ膜３０が得られた。
【０１６４】
図５２のＧＭＲ膜３０を、日立製作所製　ＣＤ−ＳＥＭ　Ｓ７８００により観察したところ、０．１μｍ幅のＴＭＲ膜の孤立ラインパターンの外側に、バリのないアルミナによる絶縁層２３２、２４２が連続する連続パターンが得られていることが確認された。
【０１６５】
（１５）図５３のプロセス
公知のフレームめっき法により、厚さ３μｍのＮｉＦｅ膜を形成し、上部電極膜２６とした。
【０１６６】
上述したプロセスによって得られるＧＭＲ膜３０の幅は０．１２μｍであり、上電極膜２６がＧＭＲ膜３０に接している幅は０．１μｍであり、実効読み取り幅は０．１μｍであった。
【０１６７】
図示及び説明は省略するが、本発明は、ＳＶ膜に対して、膜面に垂直に電流を流すＣＰＰ−ＧＭＲ素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造にも、若干のプロセス修正を加えることにより、適用できることは明らかである。
【０１６８】
本発明は、上記実施の形態に限定されず種々の変更が可能である。例えば、本発明は、半導体デバイスや、薄膜を用いたセンサやアクチュエータ等、薄膜磁気ヘッド以外のマイクロデバイスの製造方法にも適用することができる。
【０１６９】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）センス電流漏洩を確実に防止できるとともに、狭トラック化にも容易に対応できる磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
（ｂ）上述した磁気抵抗効果素子もしくは薄膜磁気ヘッドを製造するのに適した製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は発明に係る磁気抵抗効果素子の一実施例を示す断面図である。
【図２】本発明に係る磁気抵抗効果素子の別の実施例を示す断面図である。
【図３】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図４】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図５】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図６】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図７】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図９】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１０】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１２】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１３】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１５】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１６】本発明に係る磁気抵抗効果素子の更に別の実施例を示す断面図である。
【図１７】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図１８】図１７に示した薄膜磁気ヘッドの電磁変換素子部分の拡大断面図である。
【図１９】図１８の１９−１９線に沿った断面図である。
【図２０】図１９の拡大図である。
【図２１】本発明に係る磁気ヘッド装置の正面図である。
【図２２】図２１に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図２３】図２１、図２２に示した磁気ヘッド装置を用いた磁気記録再生装置の平面図である。
【図２４】本発明に係る製造方法における一工程を示す図である。
【図２５】図２４の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図２６】図２５の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図２７】図２６の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図２８】図２７の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図２９】図２８の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３０】図２９の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３１】図３０の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３２】図３１の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３３】図３２の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３４】図３３の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３５】図３４の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３６】図３５の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３７】本発明に係る製造方法における別の工程を示す図である。
【図３８】図３７の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図３９】図３８の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４０】図３９の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４１】図４０の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４２】図４１の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４３】図４２の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４４】図４３の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４５】図４４の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４６】図４５の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４７】図４６の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４８】図４７の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図４９】図４８の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図５０】図４９の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図５１】図５０の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図５２】図５１の工程の後の工程を説明する断面図である。
【図５３】図５２の工程の後の工程を説明する断面図である。
【符号の説明】
２１、２２　　　　　磁区制御膜
２５、２６　　　　　電極膜
３０　　　　　　　　ＧＭＲ膜３０（ＧＭＲ膜）
９６〜９９　　　　　ステップ部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a magnetoresistive element, a thin-film magnetic head, a magnetic head device, a magnetic recording / reproducing apparatus, and a method for manufacturing a magnetoresistive element or a thin-film magnetic head.
[0002]
[Prior art]
With the rapid increase in recording density of hard disks (HDDs) with the times, continuous research and development efforts have been made to improve the performance of thin-film magnetic heads. As the thin-film magnetic head, a composite thin-film magnetic head incorporating a read element using a magnetoresistive element (hereinafter referred to as an MR element) and a recording head having an inductive electromagnetic transducer is generally used.
[0003]
An MR element used as a reading element uses a giant magnetoresistive (hereinafter referred to as GMR) element such as a spin valve film (hereinafter referred to as an SV film) and a ferromagnetic tunnel junction element (hereinafter referred to as a TMR film). The current mainstream. As a method using an SV film, in addition to a method in which a sense current flows in a direction parallel to the film surface, a CPP-GMR (Current \ Perpendicular \ to \ a \ Plane of a \ Giant \ Magnetoresistance) in which a sense current flows in a direction perpendicular to the film surface is also used. Are known.
[0004]
This type of GMR element has a pinned layer having a fixed magnetization direction, a non-magnetic layer, and a free layer that responds to an external magnetic field. When the magnetization direction of the free layer rotates in response to the external magnetic field, The resistance characteristic of a sense current passing through a non-magnetic layer changes greatly according to the rotation angle of the magnetization direction of the free layer with respect to the fixed magnetization direction of the pinned layer.
[0005]
In a GMR element having such operating characteristics, Barkhausen noise in the free layer must be suppressed. As a means therefor, a method of providing a magnetic domain control film and applying a bias magnetic field to the free layer of the GMR element is adopted. A permanent magnet is generally used as a magnetic domain control film for applying a bias magnetic field.
[0006]
Further, in the case of a CPP type SV film or TMR film, a lead electrode needs to be adjacent to the upper and lower surfaces of the film because a sense current flows perpendicular to the film surface. An example of such a structure is described in, for example, JP-A-2002-74626. In this known document, an active region is formed by laminating a free layer, a barrier layer, a fixed layer, and an antiferromagnetic layer on one surface of a lower electrode, and a lower electrode and an upper electrode are respectively formed on the lower surface and the upper surface of the active region. Adjacent. A hard magnetic layer serving as a magnetic domain control film is adjacent to both sides of the active region. The hard magnetic layer is adjacent to the lower electrode and the upper electrode via an insulating layer.
[0007]
One of the problems with this structure is that since a hard magnetic layer serving as a magnetic domain control film is adjacent to both sides of the active region, a sense current that should originally flow only through the active region leaks to the hard magnetic layer. As a result, the efficiency is reduced.
[0008]
Another problem is that since the width of the read track is determined by the width of the active area, there is no means other than narrowing the entire width of the active area to meet the demand for narrower tracks.
[0009]
As other known documents, JP-A-2002-117510 and US Pat. No. 6,353,318 can be mentioned. This known document discloses a structure in which an insulating layer is provided between a hard magnetic layer and a lower electrode, an upper electrode, and an active region. According to this structure, the leakage of the sense current to the hard magnetic layer can be prevented.
[0010]
However, since the read track width is determined by the width of the active area, and there is no means for responding to the demand for narrower tracks other than narrowing the entire width of the active area, the known technique described above is used. And the gauge.
[0011]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-74626 (FIGS. 1 to 6)
[Patent Document 2]
JP 2001-6127 A (page 6, column 9 to column 10, FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2002-117510 A (page 4, column 6, FIG. 3)
[Patent Document 4]
U.S. Patent No. 6,353,318 (FIGs. 7, 8)
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a magnetoresistive element, a thin-film magnetic head, a magnetic head device, and a magnetic recording / reproducing device that can surely prevent leakage of a sense current and can easily cope with a narrow track.
[0012]
Another object of the present invention is to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described magnetoresistive element or thin-film magnetic head.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problem, the present invention discloses a magnetoresistance effect element according to two aspects.
[0014]
A magnetoresistive element according to a first aspect includes a magnetoresistive film, a pair of electrode films, a magnetic domain control film, and an insulating layer.
[0015]
The magnetoresistive effect film includes at least one free layer, and has a stepped portion at both ends in the width direction on at least one side of both surfaces in the film thickness direction.
[0016]
Each of the pair of electrode films is adjacent to both surfaces in the thickness direction of the magnetoresistive film, and on one surface having the step portion, adjacent to the magnetoresistive film at a surface between the step portions. ing.
[0017]
The magnetic domain control films are disposed on both sides in the width direction of the magnetoresistive film, and control magnetic domains of the free layer. The insulating layer fills the space between the magnetic domain control film, the electrode film, and the magnetoresistive film.
[0018]
As described above, the magnetoresistive element according to the first embodiment includes the magnetoresistive film and the pair of electrode films, and each of the pair of electrode films is adjacent to both surfaces of the magnetoresistive film. ing. Therefore, it is possible to obtain a magnetoresistive element in which a sense current flows in a direction perpendicular to the surface of the magnetoresistive film. An example of such a magnetoresistive element is a CPP type SV film or TMR film.
[0019]
The CPP type SV film or TMR film includes at least one free layer, and it is necessary to suppress Barkhausen noise that may be generated in the free layer. The magnetoresistive element according to the first aspect includes a magnetic domain control film, and the magnetic domain control films are disposed on both sides in the width direction of the magnetoresistive film, and control the magnetic domains of the free layer. Therefore, Barkhausen noise can be suppressed.
[0020]
The insulating layer fills the space between the magnetic domain control film and the electrode film and the magnetoresistive film. According to this structure, leakage of the sense current from the electrode film and the magnetoresistive film to the magnetic domain control film can be reliably prevented by the insulating layer.
[0021]
The magnetoresistive film has a step portion which falls at both ends in the width direction on at least one side of both surfaces in the film thickness direction, and the electrode film is adjacent to the magnetoresistive film on a surface between the step portions. According to this structure, since the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width between the step portions, the read track width can be reduced. In addition, since the insulating layer enters the step portion and the thick insulating layer is formed in the step portion, the electrical insulation between the magnetic domain control film and the electrode film is further improved.
[0022]
A magnetoresistive element according to a second aspect includes a magnetoresistive film, a pair of electrode films, a magnetic domain control film, and an insulating layer. The magnetoresistive film includes at least one free layer.
[0023]
Each of the pair of electrode films is adjacent to both surfaces in the thickness direction of the magnetoresistive film. At least one of the pair of electrode films has a stepped portion at both ends in the width direction in a portion adjacent to the magnetoresistive film.
[0024]
The magnetic domain control films are disposed on both sides in the width direction of the magnetoresistive film, and control magnetic domains of the free layer.
[0025]
The insulating layer fills a space between the magnetic domain control film, at least one of the pair of electrode films, and the magnetoresistive film.
[0026]
As described above, the magnetoresistive element according to the second aspect includes the magnetoresistive film and the pair of electrode films, and each of the pair of electrode films is adjacent to both surfaces of the magnetoresistive film. ing. Therefore, it is possible to obtain a magnetoresistive element in which a sense current flows in a direction perpendicular to the surface of the magnetoresistive film. An example of such a magnetoresistive element is a CPP type SV film or TMR film.
[0027]
The CPP type SV film or TMR film includes at least one free layer, and it is necessary to suppress Barkhausen noise that may be generated in the free layer. The magnetoresistive element according to the second aspect includes a magnetic domain control film, and the magnetic domain control films are arranged on both sides in the width direction of the magnetoresistive film, and control the magnetic domains of the free layer. Therefore, Barkhausen noise can be suppressed.
[0028]
The insulating layer fills the space between the magnetic domain control film, at least one of the pair of electrode films, and the magnetoresistive film. According to this structure, leakage of the sense current from at least one of the pair of electrode films and the magnetoresistive film to the magnetic domain control film can be reliably prevented by the insulating layer.
[0029]
At least one of the pair of electrode films has a stepped portion at both ends in the width direction at a portion adjacent to the magnetoresistive film. With such a step portion, the insulating layer enters the step portion, and a thick insulating layer is formed in the step portion, so that electrical insulation between the magnetic domain control film and at least one of the pair of electrode films is improved. Further improve.
[0030]
Further, the contact area between one of the pair of electrode films and the magnetoresistive film can be freely adjusted by designing the step portion. For example, when the step portion is designed to generate a contact width smaller than the maximum width of the magnetoresistive film between one of the pair of electrode films and the magnetoresistive film, the sense current may be reduced. Flows mainly through the central region corresponding to the reduced width between the step portions, so that the read track width can be reduced.
[0031]
The present invention further provides a thin-film magnetic head using the above-described magnetoresistive element as a reading element, a magnetic head device combining this thin-film magnetic head and a head support device, and a magnetic device combining a magnetic head device and a magnetic disk. A recording / reproducing device is also disclosed. Also in these cases, the function and effect of the above-described magnetoresistive element can be exhibited as it is.
[0032]
In addition, the present invention also discloses a manufacturing method suitable for manufacturing a magneto-resistance effect element or a thin-film magnetic head.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1. Magnetoresistance effect element
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of the magnetoresistive element according to the first aspect. The magnetoresistive element of the illustrated embodiment is a GMR element, and includes a GMR film 30, electrode films 25 and 26, magnetic domain control films 21 and 22, and insulating layers 23 and 24.
[0034]
The GMR film 30 includes a free layer 301, and has step portions 96 and 97 that drop at both ends in the width direction on at least one side of both surfaces in the thickness direction. The magnetoresistive element of the illustrated embodiment has a nonmagnetic layer 302 adjacent to a free layer 301, and a pinned layer 303 is adjacent to the nonmagnetic layer 302. On the pinned layer 303, an antiferromagnetic layer 304 is provided. The magnetization direction of the pinned layer 303 is fixed by exchange coupling with the antiferromagnetic layer 304.
[0035]
The antiferromagnetic layer 304 has a width W2 smaller than the width W1 of the pinned layer 303 by a dimensional difference ΔW21, ΔW22 at both ends in the width direction, and the step portions 96, 97 are formed by the dimensional differences ΔW21, ΔW22. Has been raised. As for the film structure, composition material, and the like of the free layer 301, the nonmagnetic layer 302, the pinned layer 303, and the antiferromagnetic layer 304, a known technique can be arbitrarily applied.
[0036]
The nonmagnetic layer 302 is formed of a conductive material layer mainly containing Cu or the like in the case of an SV film, and is formed of an insulating material layer such as an aluminum oxide layer in the case of a TMR film.
[0037]
Each of the electrode films 25 and 26 is adjacent to both surfaces of the GMR film 30. In the embodiment, the upper electrode film 26 is adjacent to the antiferromagnetic layer 304 on the surface between the step portions 96 and 97, and the lower electrode film 25 is adjacent to the free layer 301.
[0038]
The magnetic domain control films 21 and 22 are arranged on both sides in the width direction of the GMR film 30 with a gap ΔW11 and ΔW12 therebetween. The magnetic domain control films 21 and 22 control magnetic domains of the free layer 301.
[0039]
The insulating layers 23 and 24 fill the space between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode films 25 and 26 and the GMR film 30. Specifically, the insulating layers 23 and 24 are arranged in layers between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode films 25 and 26, and between the magnetic domain control films 21 and 22 and the GMR film 30. The gaps ΔW11 and ΔW12 generated therebetween are filled, and the steps 96 and 97 are further filled.
[0040]
As described above, the magnetoresistance effect element according to the present invention includes the GMR film 30 and the electrode films 25 and 26, and each of the electrode films 25 and 26 is adjacent to both surfaces of the GMR film 30. . Therefore, it is possible to obtain a magnetoresistive element in which a sense current flows in a direction perpendicular to the film surface of the GMR film 30. As described above, an example of such a magnetoresistive element is a CPP type SV film or TMR film.
[0041]
The CPP type SV film or TMR film includes at least one free layer 301, and it is necessary to suppress Barkhausen noise that may be generated in the free layer 301. The magnetoresistive effect element of the illustrated embodiment includes magnetic domain control films 21 and 22. The magnetic domain control films 21 and 22 are disposed on both sides in the width direction of the GMR film 30, and control the magnetic domains of the free layer 301. I do. Therefore, Barkhausen noise can be suppressed.
[0042]
The insulating layers 23 and 24 are interposed in layers between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode films 25 and 26 and fill the gaps ΔW11 and ΔW12 between the GMR film 30 and the GMR film 30. According to this structure, leakage of the sense current from the electrode films 25 and 26 and the GMR film 30 to the magnetic domain control films 21 and 22 can be reliably prevented by the insulating layers 23 and 24.
[0043]
The GMR film 30 has, on at least one surface side of both surfaces in the film thickness direction, step portions 96 and 97 that fall at both ends in the width direction. The electrode films 25 and 26 are formed between the step portions 96 and 97 by GMR. Adjacent to membrane 30. According to this structure, the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width W2 between the step portions 96-97, so that the read track width can be reduced. Moreover, since the insulating layers 23 and 24 enter the step portions 96 and 97, the electrical insulation between the magnetic domain control films 21 and 22 and the upper electrode film 26 is further improved.
[0044]
FIG. 2 is a sectional view showing another example of the magnetoresistive element according to the first embodiment. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the step portions 96 and 97 fall at both ends in the width direction of the antiferromagnetic layer 304 from the surface of the antiferromagnetic layer 304 with a step within the film thickness. In the case of this embodiment, the same operation and effect as those shown in FIG. 1 are obtained.
[0045]
FIG. 3 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the first embodiment. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the step portions 96 and 97 reach the pinned layer 303 from the surface of the antiferromagnetic layer 304 and fall with a step that stops within the film thickness. In the case of this embodiment, the same operation and effect as those shown in FIG. 1 are obtained.
[0046]
FIG. 4 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the first embodiment. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, the step portions 96 and 97 are cut off at both ends in the width direction of the antiferromagnetic layer 304 and the pinned layer 303 and fall with a step reaching the nonmagnetic layer 302. In the case of this embodiment, the same operation and effect as those shown in FIG. 1 are obtained.
[0047]
FIG. 5 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the first embodiment. In this embodiment, step portions 96 and 97 are provided at both ends of the free layer 301. The electrode film 25 is adjacent to the free layer 301 on the surface between the step portions 96 and 97. According to this structure, the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width W2 between the step portions 96-97, so that the read track width can be reduced. Moreover, since the insulating layers 23 and 24 enter the step portions 96 and 97, the electrical insulation between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode film 25 is further improved.
[0048]
FIG. 6 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the first embodiment. In the figure, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals. In this embodiment, step portions 96 and 97 are provided at both ends of the antiferromagnetic layer 304, and step portions 98 and 99 are provided at both ends of the free layer 301. The upper electrode film 26 is adjacent to the antiferromagnetic layer 304 at the surface between the step portions 96 and 97, and the lower electrode film 25 is adjacent to the free layer 301 at the surface between the step portions 98 and 99. According to this structure, the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width W2 between the steps 96-97 and 98-99, so that the read track width is reduced. Can be Moreover, since the insulating layers 23 and 24 enter the step portions 96 to 99, the electrical insulation between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode films 25 and 26 is further improved.
[0049]
FIG. 7 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the first embodiment. In this embodiment, step portions 96 and 97 are provided at both ends of the free layer 301. The electrode film 25 is adjacent to the free layer 301 on the surface between the step portions 96 and 97. This structure is the same as the embodiment of FIG. 5, and, like the embodiment of FIG. 5, the sense current mainly passes through the central region corresponding to the reduced width W2 between the step portions 96-97. As a result, the reading track width can be reduced. Moreover, since the insulating layers 23 and 24 enter the step portions 96 and 97, the electrical insulation between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode film 25 is further improved. The difference from the embodiment shown in FIG. 5 is that the magnetic domain control films 21 and 22 are adjacent to the electrode film 26.
[0050]
Next, a magnetoresistive element according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. In the figure, the same components as those shown in the above-described drawings are denoted by the same reference numerals, and overlapping description may be omitted.
[0051]
First, FIG. 8 is a cross-sectional view showing one embodiment of the magnetoresistance effect element according to the second aspect. The magnetoresistive element of the illustrated embodiment includes a GMR film 30, a pair of electrode films 25 and 26, magnetic domain control films 21 and 22, and insulating layers 23, 24 and 202. The GMR film 30 includes a free layer 301, a non-magnetic layer 302, a pinned layer 303, and an antiferromagnetic layer 304. As described above, the non-magnetic layer 302 is a conductive non-magnetic layer in the case of an SV film, and is an insulating non-magnetic layer in the case of a TMR film.
[0052]
Each of the electrode films 25 and 26 is adjacent to both surfaces of the GMR film 30 in the thickness direction. Of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 that drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. In this embodiment, the step portions 251 and 252 are formed such that both ends in the width direction of the electrode 25 are at the same position as both ends in the width direction of the GMR film 30.
[0053]
The magnetic domain control films 21 and 22 are disposed on both sides of the GMR film 30 in the width direction, and control magnetic domains of the free layer 301.
[0054]
The insulating layers 23, 24, and 202 fill the gap between the magnetic domain control films 21, 22 and the electrode films 25, 26 and the GMR film 30. More specifically, the insulating film 202 embeds the step portions 251 and 252 so that the surface thereof maintains the same height position as the surface position of the electrode film 25 and forms the same plane. The insulating layers 23 and 24 are interposed in layers between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode film 26 and the insulating film 202, and fill the gaps ΔW11 and ΔW12 between the GMR film 30 and the GMR film 30. I have.
[0055]
As described above, the magnetoresistive element according to the second embodiment includes the GMR film 30 and the electrode films 25 and 26, and each of the electrode films 25 and 26 is adjacent to both surfaces of the GMR film 30. ing. Therefore, it is possible to obtain a magnetoresistive element in which a sense current flows in a direction perpendicular to the film surface of the GMR film 30. As described above, an example of such a magnetoresistive element is a CPP type SV film or TMR film.
[0056]
The magnetoresistive effect element according to the second embodiment also includes magnetic domain control films 21 and 22, which are disposed on both sides in the width direction of the GMR film 30, and the magnetic domain control films 21 and 22 of the free layer 301. Control. Therefore, Barkhausen noise can be suppressed.
[0057]
The insulating layers 23, 24, and 202 fill the gap between the magnetic domain control films 21, 22 and the electrode films 25, 26 and the GMR film 30. According to this structure, leakage of the sense current from the electrode films 25 and 26 and the GMR film 30 to the magnetic domain control films 21 and 22 can be reliably prevented by the insulating layers 23, 24 and 202.
[0058]
Of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 that drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. With such step portions 251 and 252, the insulating layer 202 enters the step portions 251 and 252 and the thick insulating layers 251 and 252 are formed on the step portions 251 and 252. And the electrode film 25 is further improved in electrical insulation.
[0059]
Further, the contact area between the electrode film 25 and the GMR film 30 can be freely adjusted by designing the step portions 251 and 252. For example, as described later, when the step portions 251 and 252 are designed so as to generate a contact width smaller than the maximum width of the GMR film 30 between the electrode film 25 and the GMR film 30. Since the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width between the steps 251 to 252, the read track width can be reduced.
[0060]
In the embodiment of FIG. 8, the example in which the step portions 251 and 252 are provided only on the electrode 25 among the electrodes 25 and 26 has been described, but the step portions 251 and 251 are provided on one or both of the electrodes 25 and 26. 252 may be provided.
[0061]
FIG. 9 is a sectional view showing another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. In the figure, the same components as those shown in FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. In the illustrated embodiment, of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 that drop at both ends in the width direction at portions adjacent to the GMR film 30, and the antiferromagnetic layer 304 has a width At both ends in the direction, the width W2 is smaller than the width W1 of the pinned layer 303 by the dimensional differences ΔW21 and ΔW22, and the step portions 96 and 97 are generated by the dimensional differences ΔW21 and ΔW22. This embodiment can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the functions and effects described in the embodiments of FIGS. 1 and 8 can be obtained together.
[0062]
FIG. 10 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. In the illustrated embodiment, of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 that drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. The step portions 251 and 252 are provided so as to generate a contact width W3 narrower than the maximum width W1 of the GMR film 30 by the dimensional differences ΔW31 and ΔW32. With such a structure, on the side of the electrode 25, the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced electrode width between the steps 251 to 252. Can be reduced.
[0063]
FIG. 11 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. The illustrated embodiment is the same as the embodiment of FIG. 10 in that the electrode film 25 has step portions 251 and 252 that drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. Unlike the example, the antiferromagnetic layer 304 has a width W2 narrower than the maximum width W1 of the GMR film 30 by the dimensional differences ΔW21 and ΔW22 at both ends in the width direction, and due to the dimensional differences ΔW21 and ΔW22, Step sections 96 and 97 are provided. Therefore, also on the electrode film 26 side, the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width between the step portions 96-97, so that the read track width can be reduced.
[0064]
The embodiment of FIG. 11 can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the functions and effects described in the embodiments of FIGS. 1 and 10 can be obtained together.
[0065]
FIG. 12 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. In the illustrated embodiment, the free layer 301 has the same width as the electrode film 25 defined by the step portions 251 and 252, and at both ends in the width direction, the dimensional differences ΔW31 and ΔW32 are larger than the maximum width W1 of the GMR film 30. It has a width W3 that is only narrow. With such a structure, the sense current further flows so as to concentrate on the central region, so that the read track width can be reduced.
[0066]
The embodiment of FIG. 12 can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 5 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the functions and effects described in the embodiments of FIGS. 5 and 10 can be obtained together.
[0067]
FIG. 13 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. In the illustrated embodiment, the free layer 301 has the same width as the electrode film 25 defined by the step portions 251 and 252, and at both ends in the width direction, the dimensional differences ΔW31 and ΔW32 are larger than the maximum width W1 of the GMR film 30. In addition to having the width W3 narrower than the maximum width W1 of the GMR film 30, the antiferromagnetic layer 304 has a width W2 narrower than the maximum width W1 of the GMR film 30 at both ends in the width direction by ΔW21 and ΔW22. Steps 96 and 97 are generated by the dimensional differences ΔW21 and ΔW22.
[0068]
The embodiment of FIG. 13 can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 1 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the functions and effects described in the embodiment of FIGS. 1 and 12 can be obtained together.
[0069]
FIG. 14 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. In the illustrated embodiment, the magnetic domain control films 21 and 22 are adjacent to the electrode film 26.
[0070]
Further, of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 which drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. The step portions 251 and 252 are provided so as to generate a contact width W3 narrower than the maximum width W1 of the GMR film 30 by the dimensional differences ΔW31 and ΔW32.
[0071]
The embodiment of FIG. 14 can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 7 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the functions and effects described in the embodiments of FIGS. 7 and 10 can be obtained together.
[0072]
FIG. 15 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistance effect element according to the second mode. In the illustrated embodiment, the magnetic domain control films 21 and 22 are adjacent to the electrode film 26.
[0073]
Further, of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 which drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. The step portions 251 and 252 are formed such that both ends in the width direction of the electrode 25 are located at the same positions as both ends in the width direction of the GMR film 30.
[0074]
The embodiment of FIG. 15 can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 7 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the functions and effects described in the embodiment of FIGS. 7 and 8 can be obtained together.
[0075]
FIG. 16 is a sectional view showing still another example of the magnetoresistive element according to the second embodiment. In the illustrated embodiment, the magnetic domain control films 21 and 22 are adjacent to the electrode film 26.
[0076]
Further, of the electrode films 25 and 26, the electrode film 25 has step portions 251 and 252 which drop at both ends in the width direction in a portion adjacent to the GMR film 30. The free layer 301 has the same width as the electrode film 25 defined by the step portions 251 and 252, and has a width W3 narrower than the maximum width W1 of the GMR film 30 by a dimensional difference ΔW31 and ΔW32 at both ends in the width direction. Have.
[0077]
The insulating film 202 fills the step portions 251 and 252 so as to form the same plane as the boundary between the free layer 301 and the nonmagnetic layer 302.
[0078]
The embodiment of FIG. 16 can be thought of as a combination of the first embodiment shown in FIG. 7 and the second embodiment shown in FIG. Therefore, the operation and effect described in the embodiment of FIGS. 7 and 12 can be obtained together.
[0079]
2. Thin film magnetic head
17 is a perspective view of the thin-film magnetic head according to the present invention, FIG. 18 is an enlarged cross-sectional view of the electromagnetic transducer element portion of the thin-film magnetic head shown in FIG. 17, and FIG. 19 is a cross-sectional view taken along line 19-19 in FIG. FIG. 20 is an enlarged view of FIG. In any of the drawings, dimensions, proportions, and the like are exaggerated or omitted for convenience of illustration. The illustrated thin-film magnetic head includes a slider base 5 and electromagnetic transducers 3 and 4. The slider base 5 has a geometric shape for controlling the flying characteristics on the medium facing surface. In the embodiment, rails 51 and 52 are shown as typical examples of such geometric shapes. The surfaces of the rails 51, 52 become air bearing surfaces (hereinafter referred to as ABS) 53, 54. The shapes of the rails 51 and 52 are various and varied, such as a simple contour shown in the figure, a complicated contour, and a contour in which a negative pressure is generated, and any of them can be applied to the present invention. The slider base 5 is made of, for example, Altic (Al2O3-TiC) or the like.
[0080]
Referring to FIGS. 18 to 20, an insulating layer 501 is provided on an end surface of the slider base 1. The insulating layer 501 is made of, for example, alumina (Al2O3), SiO2And a thickness of 1 to 5 μm.
[0081]
The electromagnetic transducers 3 and 4 include a magnetoresistive element 3 constituting a reproducing element and a recording element 4. The magnetoresistive element 3 constituting the reproducing element includes an SV film or a TMR film. In the case of an SV film, CPP-GMR that allows current to flow perpendicular to the film surface is used. The TMR film originally flows a sense current perpendicular to the film surface.
[0082]
The recording element 4 is, for example, an inductive magnetic transducer, and the magnetic pole tip for writing faces the ABSs 53 and 54. The recording element 4 is arranged close to the magnetoresistive element 3 constituting a reproducing element, and is covered by a protective film 49.
[0083]
The recording element 4 includes a lower magnetic pole layer 41, an upper magnetic pole layer 45, a recording gap layer 42, and thin-film coils 43 and 47. The lower magnetic pole layer 41 is also used as the upper shield layer 41.
[0084]
The lower pole layer 41 is formed on the upper shield gap layer 46 and is magnetically connected to the upper pole layer 45. The recording gap layer 42 is provided between the magnetic pole part of the lower magnetic pole layer 41 and the magnetic pole part of the upper magnetic pole layer 45. The thin-film coils 43 and 47 are disposed in an insulated state in an insulating layer 48 between inner gaps between the lower magnetic pole layer 41 and the upper magnetic pole layer 45.
[0085]
The magnetoresistive element 3 constituting a reproducing element includes a GMR film 30, electrode films 25 and 26, a lower shield layer 28, a lower shield gap layer 201, and an upper shield gap layer 46. The magnetoresistive element 3 of the illustrated embodiment further includes magnetic domain control films 21 and 22, and insulating layers (231 and 232) and (241 and 242).
[0086]
The lower shield layer 28 is made of a magnetic material such as permalloy (NiFe), and is formed on the insulating layer 501 to a thickness of, for example, about 3 μm by a sputtering method or a plating method.
[0087]
The lower shield gap layer 201 is provided on the lower shield layer 28. The lower shield gap layer 201 is made of an insulating material such as alumina, and is formed to a thickness of, for example, 10 to 200 nm by sputtering or the like.
[0088]
The lower electrode film 25 is formed on the lower shield gap layer 201 with a thickness of, for example, several tens of nm. A portion of the lower electrode film 25 that should be adjacent to the GMR film 30 protrudes, and concave portions formed on both sides of the protruding portion are filled with the insulating layer 202. The surface of the insulating layer 202 forms the same plane as the surface of the lower electrode film 25. The insulating layer 202 is made of alumina (Al2O3), SiO2And the like.
[0089]
Referring to FIG. 20, the GMR film 30 includes a free layer 301 and has step portions 96 and 97 which drop at both ends in the width direction on at least one side of both surfaces in the film thickness direction. The magnetoresistive element of the illustrated embodiment has a nonmagnetic layer 302 adjacent to a free layer 301, and a pinned layer 303 is adjacent to the nonmagnetic layer 302. On the pinned layer 303, an antiferromagnetic layer 304 is provided. The magnetization direction of the pinned layer 303 is fixed by exchange coupling with the antiferromagnetic layer 304.
[0090]
The antiferromagnetic layer 304 has a width W2 smaller than the width W1 of the pinned layer 303 at both ends in the width direction, and the step portions 96 and 97 having the intervals ΔW21 and ΔW22 are generated due to the dimensional difference. As for the film structure, composition material, and the like of the free layer 301, the nonmagnetic layer 302, the pinned layer 303, and the antiferromagnetic layer 304, a known technique can be arbitrarily applied. For example, the free layer 301 and the pinned layer 303 are made of, for example, NiFe, NiFeCo, CoFe, and the like, and the antiferromagnetic layer 304 is made of, for example, FeMn, MnIr, NiMn, and CrMnPt.
[0091]
The nonmagnetic layer 302 is formed of a conductive material layer mainly containing Cu or the like in the case of an SV film, and is formed of an insulating material layer such as an aluminum oxide layer in the case of a TMR film.
[0092]
The upper electrode film 26 is adjacent to the antiferromagnetic layer 304 on the surface between the step portions 96 and 97, and the lower electrode film 25 is adjacent to the free layer 301.
[0093]
The magnetic domain control films 21 and 22 are arranged on both sides in the width direction of the GMR film 30 with an interval between the insulating layers (231, 232) and (241, 242). The magnetic domain control films 21 and 22 control magnetic domains of the free layer 301.
[0094]
The insulating layers (231, 232) and (241, 242) fill the space between the magnetic domain control films 21, 22 and the electrode films 25, 26 and the GMR film 30. Specifically, the insulating layers (231, 232) and (241, 242) are arranged in layers between the magnetic domain control films 21, 22 and the electrode films 25, 26, and the magnetic domain control films 21, 22 and the GMR The space between the film 30 and the film 30 is formed so as to fill the gaps ΔW11 and ΔW12 generated therebetween, and further to fill the step portions 96 and 97.
[0095]
The upper electrode film 26 is covered by an upper shield gap layer 46. The upper shield gap layer 46 is made of an insulating material such as alumina, and is formed to a thickness (minimum thickness) of, for example, 10 to 200 nm by sputtering or the like.
[0096]
The upper shield layer 41 is made of a magnetic material such as permalloy (NiFe), and is formed on the upper shield gap layer 46 to have a thickness of, for example, about 3 μm by a sputtering method or a plating method. I have. In the embodiment, the upper shield layer 41 is also used as the lower magnetic layer of the recording element 4.
[0097]
The above-described thin-film magnetic head includes the GMR film 30 and the electrode films 25 and 26, and each of the electrode films 25 and 26 is adjacent to both surfaces of the GMR film 30. Therefore, it is possible to obtain the magnetoresistive element 3 in which the sense current flows in the direction perpendicular to the film surface of the GMR film 30. As described above, an example of such a magnetoresistive element 3 is a CPP type SV film or TMR film.
[0098]
The CPP type SV film or TMR film includes at least one free layer 301, and it is necessary to suppress Barkhausen noise that may be generated in the free layer 301. The magnetoresistive effect element of the illustrated embodiment includes magnetic domain control films 21 and 22. The magnetic domain control films 21 and 22 are disposed on both sides in the width direction of the GMR film 30, and control the magnetic domains of the free layer 301. I do. Therefore, Barkhausen noise can be suppressed.
[0099]
The insulating layers (231, 232) and (241, 242) are interposed in layers between the magnetic domain control films 21 and 22 and the electrode films 25 and 26, and the gap formed between the magnetic domain control films 21 and 22 and the GMR film 30 therebetween. ΔW11 and ΔW12 are filled. According to this structure, leakage of the sense current from the electrode films 25 and 26 and the GMR film 30 to the magnetic domain control films 21 and 22 is reliably prevented by the insulating layers (231, 232) and (241, 242). Can be.
[0100]
The GMR film 30 has, on at least one surface side of both surfaces in the film thickness direction, step portions 96 and 97 that fall at both ends in the width direction. The electrode films 25 and 26 are formed between the step portions 96 and 97 by GMR. Adjacent to membrane 30. According to this structure, the sense current mainly flows through the central region corresponding to the reduced width W2 between the step portions 96-97, so that the read track width can be reduced. In addition, since the insulating layers (231, 232) and (241, 242) enter the step portions 96, 97, the electrical insulation between the magnetic domain control films 21, 22 and the upper electrode film 26 is further improved.
[0101]
The thin-film magnetic head according to the above-described embodiment uses the film structure shown in FIG. 11 among the film structures shown in FIGS. 1 to 16, but is shown in FIGS. 1 to 10 and FIGS. 12 to 16. A membrane structure can be applied as well.
[0102]
3. Magnetic head device
FIG. 21 is a front view of the magnetic head device according to the present invention, and FIG. 22 is a bottom view of the magnetic head device shown in FIG. The illustrated magnetic head device includes the thin-film magnetic head 40 shown in FIGS. In the head support device 5, a flexible body 52 also made of a metal thin plate is attached to a free end at one longitudinal end of a support body 51 made of a metal thin plate, and the thin film magnetic head 40 is attached to the lower surface of the flexible body 52. Structure.
[0103]
Specifically, the flexible body 52 connects the two outer frame portions 521 and 522 extending substantially in parallel with the longitudinal axis of the support body 51 and the outer frame portions 521 and 522 at ends separated from the support body 51. And a tongue-like piece 524 extending from a substantially central portion of the horizontal frame 523 so as to be substantially parallel to the outer frame portions 521 and 522 and having a free end at the tip. One end of the horizontal frame 523 on the opposite side to a certain direction is attached to the vicinity of the free end of the support body 51 by means such as welding.
[0104]
On the lower surface of the support body 51, for example, a hemispherical load projection 525 is provided. With this load projection 525, a load force is transmitted from the free end of the support 51 to the tongue piece 524.
[0105]
The thin-film magnetic head 40 is attached to the lower surface of the tongue piece 524 by means such as adhesion. The thin-film magnetic head 40 is supported so that pitch operation and roll operation are allowed.
[0106]
The head support device 5 applicable to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and a head support device that has been proposed or may be proposed can be widely applied. For example, a material in which the support body 51 and the tongue piece 524 are integrated using a flexible polymer wiring board such as a tab tape (TAB) or the like can be used. In addition, those having a conventionally known gimbal structure can be used freely.
[0107]
4. Magnetic recording / reproducing device
FIG. 23 is a plan view of a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic head device shown in FIGS. 21 and 22. The illustrated magnetic recording / reproducing apparatus includes the magnetic head device 6, the positioning device 8, and the magnetic disk 7 shown in FIGS. The positioning device 8 is of a rotary actuator type, and supports the other end of the head support device 5.
[0108]
In this embodiment, the magnetic disk 7 performs magnetic recording and reproduction in cooperation with the magnetic head device 6. The magnetic disk 7 is rotationally driven at a high speed in the direction of arrow F1 by a rotational drive mechanism (not shown).
[0109]
The thin-film magnetic head 40 is driven by the head support device 5 and the positioning device 8 in the direction of the arrow B1 or B2, and performs writing and reading on the magnetic disk 7 on a predetermined track.
[0110]
5. Method for manufacturing thin-film magnetic head
Next, a first embodiment of the method for manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention will be described with reference to FIGS. This manufacturing method can be applied to the manufacture of a magnetoresistive element.
[0111]
First, as shown in FIG. 24, an insulating layer 501 is formed on the slider base 5, and a lower electrode film 25 is formed on the insulating layer 501. When the conductive layer 25 constituting the lower electrode layer is provided independently of the lower shield layer, the insulating layer 501, the lower shield layer 28, and the lower shield gap layer 201 are formed as illustrated in FIGS. Then, a conductive layer 25 serving as a lower electrode film is formed on the lower shield gap layer 201.
[0112]
Next, as shown in FIG. 25, a patterned layer 300 to be a GMR element for reproduction is formed on the lower electrode film 25. In the figure, the patterned layer 300 is a single-layer display, but an actual SV film or TMR film has a multilayer film structure as shown in FIGS.
[0113]
Next, as shown in FIG. 26, a lower resist layer 111 is formed on the layer to be patterned 300, and an upper resist layer 112 is formed on the lower resist layer 111. The lower resist layer 111 is formed by applying it by a method such as a spin coating method, and then, if necessary, heating it.
[0114]
The resist material constituting the lower resist layer 111 needs to be a material that does not cause intermixing with the resist material constituting the upper resist layer 112 formed thereon, and the undercut laminated (2) When a layer) resist pattern is formed, a material suitable for the undercut forming method to be used is selected. Examples of the undercut forming method include a method using only a developer, a method using only ashing, and a method using both a developer and ashing.
[0115]
When a two-layer resist pattern with an undercut is formed only by development, the resist material constituting the lower resist layer 111 is dissolved in an alkaline aqueous solution usually used as a developer, and the upper resist layer ( It is made of a material having a higher dissolution rate in an alkaline aqueous solution than that described later. As a specific example in this case, polymethyl glutarimide (hereinafter referred to as PMGI) can be given.
[0116]
When a two-layer resist with an undercut is obtained only by ashing, a material that satisfies conditions such as ashing reaction speed being higher than a resist material constituting an upper resist layer (described later) is used.
[0117]
When undercutting is performed using a developer and ashing together, a material that satisfies conditions such as dissolving in an alkaline aqueous solution and having a faster ashing reaction rate than the resist material constituting the upper resist layer (described later) is used. Used.
[0118]
The upper resist layer 112 is preferably composed mainly of a resist containing a phenolic hydroxyl group. Examples of a resist containing a phenolic hydroxyl group suitable for the upper resist layer 112 include NQD-novolak resist (naphthoquinonediazide-novolak resist) disclosed in JP-B-37-18015 and JP-A-6-242602. Integrated NQD-novolak resist, hydrophobic integrated NQD-novolak resist disclosed in JP-A-2000-63466, and polyhydroxystyrene-based resin disclosed in JP-A-6-273934. And the like.
[0119]
Next, as shown in FIG. 27, the upper resist layer 112 is exposed through the mask 105 to form a latent image on the upper resist layer 112 in accordance with the pattern of the mask 105. The light for exposure may be any light such as ultraviolet light, excimer laser light, and electron beam. When the exposure light is an electron beam, a latent image having a predetermined pattern may be formed by directly irradiating the upper resist layer 112 with an electron beam without passing through the mask 105. If necessary, the upper resist layer 112 is heated after the exposure.
[0120]
Next, as shown in FIG. 28, the exposed upper resist layer 112 is developed with a developing solution, and a part of the lower resist layer 111 is dissolved. After the development, the lower resist layer 111 and the upper resist layer 112 are washed and dried. Thus, a resist mask 110 with an undercut is obtained. In the undercut resist mask 110, the upper resist layer 112 has a width W31 larger than the plane area of the lower resist layer 111 below. Such a resist mask 110 is effective in miniaturizing a pattern. As the developing solution, it is preferable to use an alkaline aqueous solution such as an aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH).
[0121]
Next, as shown in FIG. 29, the layer to be patterned 300 is selectively etched by dry etching such as ion milling to form a GMR film 30.
[0122]
Next, as shown in FIG. 30, a resist mask 120 having a width W32 smaller than the width W31 of the resist mask 110 is formed. The resist mask 120 is also an undercut resist pattern 121 or 122 similarly to the resist mask 110. The resist pattern 120 can be obtained by making the resist pattern 110 slimmer by means such as ashing, or can be obtained by executing the process for forming the resist pattern 110 again.
[0123]
Next, as shown in FIG. 31, the surface of the GMR film 30 is selectively etched by dry etching such as ion milling to form step portions 96 and 97.
[0124]
Next, as shown in FIG. 32, the insulating layers 231 and 241 are formed by performing a thin film forming process such as a sputtering method while leaving the resist mask 120. The insulating layers 231 and 241 are made of Al2O3Made of an insulating material such as In this thin film forming process, ions having directivity are used. beam. A deposition (hereinafter referred to as IBD) method is applied. Specifically, directional sputtering having an angle θ1 is performed on a perpendicular line V1 perpendicular to the film surface, and the insulating layers 231 and 241 penetrate into the undercut portion formed below the resist pattern 122. Let it. Thus, the insulating layers 231 and 241 are attached so as to fill the step portions 96 and 97.
[0125]
Next, as shown in FIG. 33, while the resist mask 120 is left, the magnetic domain control films 21 and 22 are formed on the insulating layers 231 and 241 by means such as sputtering. The sputtering at this time is performed in a direction substantially perpendicular to the film surface. Therefore, the magnetic domain control films 21 and 22 do not enter the undercut portion below the resist pattern 122, and the portion of the insulating layers 231 and 241 in which the step portion is buried in the undercut portion is the magnetic domain control film. The films 21 and 22 are not formed, and the insulating layers 231 and 241 are exposed.
[0126]
Next, as shown in FIG. 34, while the resist mask 120 is left, for example, a thin film forming process such as a sputtering method is performed to form the insulating layers 232 and 242. The insulating layers 232 and 242 are made of Al2O3Made of an insulating material such as Also in this thin film forming process, IBD having directivity is applied. Specifically, directional sputtering having an angle θ2 is performed on a perpendicular line V1 perpendicular to the film surface, and the insulating layers 232 and 242 penetrate into the undercut portion formed below the resist pattern 122. Let it. Thus, the insulating layers 232 and 242 are continuous with the previously formed insulating layers 231 and 241 at the undercut portion.
[0127]
Next, as shown in FIG. 35, the resist mask 120 is peeled off and removed. In removing the resist mask 120, an organic solvent such as acetone can be used.
[0128]
Next, as shown in FIG. 36, the upper electrode film 26 is formed, and a manufacturing process for the recording head is executed. The manufacturing process of a recording head is well known.
[0129]
Next, a second embodiment of the method for manufacturing a thin-film magnetic head according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, the same components as those shown in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted. This manufacturing method can be applied to the manufacture of a magnetoresistive element.
[0130]
First, as shown in FIG. 37, an insulating layer 501 is formed on the slider base 5, and a conductive layer 250 serving as a lower electrode film is formed on the insulating layer 501.
[0131]
In the case shown, the conductive layer 250 constituting the lower electrode film is also used as a lower shield layer. When the conductive layer 250 is also used as the lower shield layer, for example, a soft magnetic material such as NiFe, CoFeNi, or CoFe is used. On the other hand, as shown in FIGS. 18 and 19, when the conductive layer 250 constituting the lower electrode layer is provided independently of the lower shield layer, the insulating layer 501, the lower shield layer 28 and The lower shield gap layer 201 is formed, and a conductive layer 250 to be a lower electrode film is formed on the lower shield gap layer 201.
[0132]
Next, as shown in FIG. 38, a resist mask 100 having a predetermined pattern is formed on the conductive layer 250. The resist mask 100 has an undercut structure in which an upper resist layer 102 having a width larger than its plane area is laminated on a lower resist layer 101. The resist mask 100 with an undercut is effective in miniaturizing a pattern. The resist mask 100 can be formed by applying a patterning method described later.
[0133]
Next, as shown in FIG. 39, for example, ion milling, reactive. ion. The conductive layer 250 is selectively etched by dry etching such as etching (RIE) to form the lower electrode film 25.
[0134]
Next, as shown in FIG. 40, while the resist mask 100 is left, for example, a thin film forming process such as a sputtering method is performed to form the insulating layer 202. The insulating layer 202 is made of Al2O3Made of an insulating material such as
[0135]
Next, as shown in FIG. 41, the resist mask 100 is peeled off using an organic solvent, and the surface of the projection provided at the center of the lower electrode film 25 and the surface of the insulating layer 202 constitute the same plane. Is performed as described above. The flattening process can be performed, for example, by applying a CMP method.
[0136]
Next, as shown in FIG. 42, a patterned layer 300 to be a GMR element for reproduction is formed on the plane where the lower electrode film 25 and the insulating layer 202 are formed.
[0137]
Next, as shown in FIG. 43, a lower resist layer 111 is formed on the patterning layer 300, and an upper resist layer 112 is formed on the lower resist layer 111.
[0138]
Next, as shown in FIG. 44, the upper resist layer 112 is exposed through the mask 105 to form a latent image on the upper resist layer 112 according to the pattern of the mask 105.
[0139]
Next, as shown in FIG. 45, the exposed upper resist layer 112 is developed with a developer and a part of the lower resist layer 111 is dissolved. After the development, the lower resist layer 111 and the upper resist layer 112 are washed and dried. Thus, a resist mask 110 with an undercut is obtained. In the undercut resist mask 110, the upper resist layer 112 has a width W31 larger than the plane area of the lower resist layer 111 below.
[0140]
Next, as shown in FIG. 46, the layer to be patterned 300 is selectively etched by dry etching such as ion milling to form the GMR film 30.
[0141]
Next, as shown in FIG. 47, a resist mask 120 having a width W32 smaller than the width W31 of the resist mask 110 is formed. The resist mask 120 is also an undercut resist pattern 121 or 122 similarly to the resist mask 110.
[0142]
Next, as shown in FIG. 48, the surface of the GMR film 30 is selectively etched by, for example, dry etching such as ion milling to form step portions 96 and 97.
[0143]
Next, as shown in FIG. 49, the insulating layers 231 and 241 are formed by performing a thin film forming process such as a sputtering method while leaving the resist mask 120.
[0144]
Next, as shown in FIG. 50, the magnetic domain control films 21 and 22 are formed on the insulating layers 231 and 241 by a method such as sputtering while the resist mask 120 is left. The sputtering at this time is performed in a direction substantially perpendicular to the film surface. Therefore, the magnetic domain control films 21 and 22 do not enter the undercut portion below the resist pattern 122, and the portion of the insulating layers 231 and 241 in which the step portion is buried in the undercut portion is the magnetic domain control film. The films 21 and 22 are not formed, and the insulating layers 231 and 241 are exposed.
[0145]
Next, as shown in FIG. 51, the insulating layers 232 and 242 are formed by performing a thin film forming process such as a sputtering method while leaving the resist mask 120.
[0146]
Next, as shown in FIG. 52, the resist mask 120 is peeled off and removed. In removing the resist mask 110, an organic solvent such as acetone can be used.
[0147]
Next, as shown in FIG. 53, the upper electrode film 26 is formed, and a manufacturing process for the recording head is executed. The manufacturing process of a recording head is well known.
[0148]
Next, the processes of FIGS. 37 to 53 will be described more specifically with reference to examples.
(1) Process of FIG.
In the process shown in FIG. 37, AlTiC (AlTiC) having a diameter of 3 inches and a thickness of 2 mm was used as the slider base 5. On this slider base 5, Al2O3Was sputtered to a thickness of 3 μm. Thereafter, a conductive film 250 made of a NiFe plating film having a thickness of 3 μm was formed by a known frame plating method. This NiFe plating film is also used as the lower shield layer 28 (see FIGS. 18 to 20). The sputtering process conditions for the insulating layer 501 are as follows.
Sputtering equipment: HEDA2480 from Alcatel (RF bias sputter)
Sputtering conditions
Sputtered film @ Al2O3
Target @ Al2O3
Power @ 15 (kW) (13.56MHz)
Bias Vdc -150 (V)
Ar gas pressure 1 (mTorr)
Ar gas flow rate @ 100sccm
The flow rate unit sccm is an abbreviation for standard {cubic} cm, and is expressed in cm per minute when the pressure is converted to one atmosphere (1.01325 × 105 Pa).3Represents the flow rate in units.
[0149]
(2) Process of FIG.
In the process of FIG. 38, the resist mask 100 has a two-layer structure with an undercut using PMGI. The film forming process conditions are as follows.
(A) PMGI application conditions
As PMGI, LOL-500 manufactured by Shipley Far East Co., Ltd. was applied by spin coating to a thickness of 50 nm, and then prebaked. The pre-bake conditions were 180 ° C. and 300 seconds.
(B) Resist printing conditions
As a resist, AZ510P manufactured by Clarian Japan Co., Ltd. was applied to a thickness of 0.25 μm by spin coating, and then prebaked. Prebaking conditions were 120 ° C. and 60 seconds.
(C) Exposure conditions
As an exposure apparatus, NSR-TFHEX14C manufactured by Nikon Corporation was used. The exposure conditions are as follows.
NA; 0.6
σ; 0.75
Dose; 30mJ / cm2
Focus; 0 μm
Mask size: 0.2 μm
(D) Development conditions
Heated at a temperature of 120 ° C. for 60 seconds. Next, using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a developing solution, development processing was performed for 30 seconds at 1 paddle.
[0150]
Through the above-described process, an undercut resist mask 100 having a resist width of 0.12 μm and a length of 3 μm at the critical pattern portion and protruding by 3 μm on both sides in FIG. 38 was obtained. A large number of resist masks 100 are formed on the surface of the slider base 5 as a wafer.
[0151]
(3) Process of FIG.
To obtain the lower electrode film 25, the conductive layer 250 was milled. The milling device is IBE-IBD manufactured by Veeco Corporation. The milling conditions are as follows.
Gas; Ar
Gas flow rate; 10 sccm
Pressure: 2 × 10-4Torr
Milling angle: 5 ° (angle to the perpendicular to the film surface)
Beam current: 300 mA
Beam voltage: DC300V
Acceleration voltage: -500V
Thus, the lower electrode film 25 shown in FIG. 39 was obtained. The milling depth is 0.1 μm.
[0152]
(4) Process of FIG.
The insulating film 202 of FIG. 40 was formed by sputtering under the following conditions.
Sputtering equipment: HEDA2480 from Alcatel (RF bias sputter)
Sputtered film: Al2O3
Target: Al2O3
Power: 15 (kW) (13.56 MHz)
Bias Vdc: -150 (V)
Ar gas pressure: 1 (mTorr)
Ar gas flow rate: 100 sccm
[0153]
(5) Process of FIG.
The resist mask 100 was immersed in NMP (N-methylpyrrolidone) at 50 ° C. for 1 hour with shaking to dissolve and remove the resist mask 100. Observation of the metal pattern formed in the target critical pattern portion by Hitachi Ltd. CD-SEM S7800 revealed that a NiFe isolated line pattern having a width of 0.1 μm had an alumina pattern without burrs at its boundary. -Al2O3A continuous pattern was obtained.
[0154]
(6) Process of FIG.
In the process of FIG. 42, a patterning target film 300 having a film structure for obtaining a TMR film was formed according to a known means.
[0155]
(7) Process of FIGS. 43 to 45
In the processes of FIGS. 43 and 44, PMGI was used as the lower resist layer 111, and a resist to be the upper resist layer 112 was printed thereon. The process conditions are as follows.
(A) PMGI application conditions
As PMGI, LOL-500 manufactured by Shipley Far East Co., Ltd. was applied by spin coating to a thickness of 50 nm, and then prebaked. The pre-bake conditions were 180 ° C. and 300 seconds.
(B) Resist printing conditions
As a resist, AZ510P manufactured by Clarian Japan Co., Ltd. was applied to a thickness of 0.25 μm by spin coating, and then prebaked. Prebaking conditions were 120 ° C. and 60 seconds.
(C) Exposure conditions
As an exposure apparatus, NSR-TFHEX14C manufactured by Nikon Corporation was used. The exposure conditions are as follows.
NA; 0.6
σ; 0.75
Dose; 27mJ / cm2
Focus; 0 μm
Mask size: 0.2 μm
(D) Development conditions
Heated at a temperature of 120 ° C. for 60 seconds. Next, using a 2.38% aqueous solution of tetramethylammonium hydroxide (TMAH) as a developing solution, development processing was performed for 30 seconds at 1 paddle.
[0156]
Through the above-described process, a resist mask 110 having a resist width of 0.14 μm, a length of 3 μm, and an undercut that protrudes by 3 μm on both sides is obtained in FIG. 45. A large number of resist masks 110 are formed on the surface of the slider base 5 as a wafer.
[0157]
(8) Process of FIG.
The film to be patterned 300 having a film structure for obtaining a TMR film was milled using the resist mask 110 as a mask. Milling equipment is manufactured by Veeco Corporation
IBE-IBD. The milling conditions are as follows.
Gas; Ar
Gas flow rate; 10 sccm
Pressure: 2 × 10-4Torr
Milling angle: 5 ° (angle to the perpendicular to the film surface)
Beam current: 300 mA
Beam voltage: DC300V
Acceleration voltage: -500V
Thus, the GMR film 30 composed of the TMR film in FIG. 46 was obtained. The width W31 of the GMR film 30 is 0.12 μm.
[0158]
(9) Process of FIG.
Through the milling process of FIG. 46, the resist mask 120 having the width W31 of 0.12 μm was slimmed under the following conditions, and the width W32 was set to 0.1 μm.
Ashing device: Matrix @ inc. Company System 104
Pressure: 1.0 Torr (about 133 Pa)
Gas: O2
Gas flow rate: 30sccm
RF output: 200W
Substrate temperature: 70 ° C
[0159]
(10) Process of FIG.
After the process of FIG. 47, the surface of the GMR film 30 was selectively etched by milling to form step portions 96 and 97. The depth of the step portions 96 and 97 was set so as to reach the next layer from the surface layer. The milling device is IBE-IBD manufactured by Veeco Corporation. The milling conditions are as follows.
Gas; Ar
Gas flow rate; 10 sccm
Pressure: 2 × 10-4Torr
Milling angle: 5 ° (angle to the perpendicular to the film surface)
Beam current: 300 mA
Beam voltage: DC300V
Acceleration voltage: -500V
[0160]
(11) Process of FIG.
Alumina (Al2O3) Was sputtered to a thickness of 0.01 μm to form insulating layers 231 and 241. The sputtering apparatus is IBE-IBD manufactured by Veeco Corporation. The sputtering conditions are as follows.
Gas; Ar
Gas flow rate; 10 sccm
Pressure: 2 × 10-4Torr
Sputter angle θ1: 45 ° (angle with respect to film surface perpendicular line V1)
Beam current: 300 mA
Beam voltage: DC 1500V
Accelerating voltage: -200V
Target: Al2O3
[0161]
(12) Process of FIG.
PtMn was sputtered to a thickness of 0.02 μm to form magnetic domain control films 21 and 22. The sputtering apparatus is IBE-IBD manufactured by Veeco Corporation. The sputtering conditions are as follows.
Gas; Ar
Gas flow rate; 10 sccm
Pressure: 2 × 10-4Torr
Sputter angle: 10 ° (angle with respect to the normal to the film surface)
Beam current: 300 mA
Beam voltage: DC 1500V
Accelerating voltage: -200V
Target: PtMn
[0162]
(13) Process of FIG.
Alumina (Al2O3) Was sputtered to a thickness of 0.01 μm to form insulating layers 232 and 242. The sputtering apparatus is IBE-IBD manufactured by Veeco Corporation. The sputtering conditions are as follows.
Gas; Ar
Gas flow rate; 10 sccm
Pressure: 2 × 10-4Torr
Sputter angle θ2: 45 ° (angle with respect to film surface perpendicular V1)
Beam current: 300 mA
Beam voltage: DC 1500V
Accelerating voltage: -200V
Target: Al2O3
[0163]
(14) Process of FIG.
Next, the resist mask 120 was immersed in NMP (N-methylpyrrolidone) at 50 ° C. for 1 hour with shaking to dissolve and remove the resist mask 120. As a result, the GMR film 30 having the desired pattern shown in FIG. 52 was obtained.
[0164]
When the GMR film 30 of FIG. 52 was observed with a Hitachi Ltd. CD-SEM S7800, a continuous pattern in which insulating layers 232 and 242 made of alumina without burrs continued outside the isolated line pattern of the TMR film having a width of 0.1 μm. Was obtained.
[0165]
(15) Process of FIG.
An upper electrode film 26 was formed by forming a 3 μm thick NiFe film by a known frame plating method.
[0166]
The width of the GMR film 30 obtained by the above-described process was 0.12 μm, the width of the upper electrode film 26 in contact with the GMR film 30 was 0.1 μm, and the effective reading width was 0.1 μm.
[0167]
Although illustration and explanation are omitted, the present invention can be applied to the manufacture of a thin-film magnetic head having a CPP-GMR element in which an electric current flows perpendicularly to the surface of an SV film by making some process modifications. Clearly what you can do.
[0168]
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications are possible. For example, the present invention can be applied to a method of manufacturing a microdevice other than a thin-film magnetic head, such as a semiconductor device, a sensor or an actuator using a thin film, and the like.
[0169]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
(A) It is possible to provide a magnetoresistive element, a thin-film magnetic head, a magnetic head device, and a magnetic recording / reproducing device which can surely prevent a leakage of a sense current and can easily cope with a narrow track.
(B) It is possible to provide a manufacturing method suitable for manufacturing the above-described magnetoresistance effect element or thin-film magnetic head.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view showing one embodiment of a magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the magnetoresistance effect element according to the present invention.
FIG. 3 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistance effect element according to the present invention.
FIG. 4 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 5 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 6 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 8 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 9 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 10 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 11 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 12 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistance effect element according to the present invention.
FIG. 13 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 14 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 15 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistive element according to the present invention.
FIG. 16 is a sectional view showing still another embodiment of the magnetoresistance effect element according to the present invention.
FIG. 17 is a perspective view of a thin-film magnetic head according to the present invention.
FIG. 18 is an enlarged sectional view of an electromagnetic transducer part of the thin-film magnetic head shown in FIG.
FIG. 19 is a sectional view taken along the line 19-19 in FIG. 18;
FIG. 20 is an enlarged view of FIG. 19;
FIG. 21 is a front view of a magnetic head device according to the present invention.
FIG. 22 is a bottom view of the magnetic head device shown in FIG. 21;
FIG. 23 is a plan view of a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetic head device shown in FIGS. 21 and 22;
FIG. 24 is a view showing one step in the manufacturing method according to the present invention.
FIG. 25 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 24.
FIG. 26 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 25.
FIG. 27 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 26.
FIG. 28 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 27.
FIG. 29 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 28.
FIG. 30 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 29.
FIG. 31 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 30.
FIG. 32 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 31.
FIG. 33 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 32.
FIG. 34 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 33.
FIG. 35 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 34.
FIG. 36 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 35.
FIG. 37 is a diagram showing another step in the manufacturing method according to the present invention.
FIG. 38 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 37.
FIG. 39 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 38.
FIG. 40 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 39.
FIG. 41 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 40.
FIG. 42 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 41.
FIG. 43 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step shown in FIG. 42.
FIG. 44 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 43.
FIG. 45 is a cross-sectional view for explaining a step after the step in FIG. 44;
FIG. 46 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 45.
FIG. 47 is a cross-sectional view for explaining a step after the step in FIG. 46;
FIG. 48 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 47.
FIG. 49 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 48.
FIG. 50 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 49.
FIG. 51 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step in FIG. 50;
FIG. 52 is a cross-sectional view for explaining a step performed after the step shown in FIG. 51.
FIG. 53 is a cross-sectional view for explaining a step after the step in FIG. 52;
[Explanation of symbols]
21,22 domain control film
25, 26 electrode film
30 ° GMR film 30 (GMR film)
96 ~ 99 step section

Claims (13)

磁気抵抗効果膜と、一対の電極膜と、磁区制御膜と、絶縁層とを含む磁気抵抗効果素子であって
前記磁気抵抗効果膜は、少なくとも１つのフリ−層を含み、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に、幅方向の両端で落ち込むステップ部を有しており、
前記一対の電極膜のそれぞれは、前記磁気抵抗効果膜の前記膜厚方向の両面に隣接し、前記ステップ部を有する一面側では、前記ステップ部間の面で、前記磁気抵抗効果膜に隣接しており、
前記磁区制御膜は、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両側部に配置され、前記フリ−層の磁区を制御するものであり、
前記絶縁層は、前記磁区制御膜と、前記電極膜及び前記磁気抵抗効果膜との間を埋めている
磁気抵抗効果素子。A magnetoresistive element including a magnetoresistive film, a pair of electrode films, a magnetic domain control film, and an insulating layer, wherein the magnetoresistive film includes at least one free layer, and has both surfaces in a film thickness direction. On at least one side of the has a step portion that falls at both ends in the width direction,
Each of the pair of electrode films is adjacent to both surfaces in the thickness direction of the magnetoresistive film, and on one surface having the step portion, adjacent to the magnetoresistive film at a surface between the step portions. And
The magnetic domain control film is disposed on both sides in the width direction of the magnetoresistive film, and controls a magnetic domain of the free layer.
The magnetoresistive element, wherein the insulating layer fills the space between the magnetic domain control film, the electrode film, and the magnetoresistive film. 請求項１に記載された磁気抵抗効果素子であって、前記ステップ部は、膜厚方向の両面に設けられている磁気抵抗効果素子。2. The magneto-resistance effect element according to claim 1, wherein the step portions are provided on both surfaces in a film thickness direction. 磁気抵抗効果膜と、一対の電極膜と、磁区制御膜と、絶縁層とを含む磁気抵抗効果素子であって
前記磁気抵抗効果膜は、少なくとも１つのフリ−層を含んでおり、
前記一対の電極膜のそれぞれは、前記磁気抵抗効果膜の前記膜厚方向の両面に隣接しており、
前記一対の電極膜の少なくとも一方は、前記磁気抵抗効果膜と隣接する部分に、幅方向の両端で落ち込むステップ部を有しており、
前記磁区制御膜は、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両側部に配置され、前記フリ−層の磁区を制御するものであり、
前記絶縁層は、前記磁区制御膜と、前記一対の電極膜の少なくとも一方及び前記磁気抵抗効果膜との間を埋めている
磁気抵抗効果素子。A magnetoresistive element including a magnetoresistive film, a pair of electrode films, a magnetic domain control film, and an insulating layer, wherein the magnetoresistive film includes at least one free layer;
Each of the pair of electrode films is adjacent to both surfaces in the film thickness direction of the magnetoresistive effect film,
At least one of the pair of electrode films has a step portion that falls at both ends in the width direction in a portion adjacent to the magnetoresistive effect film,
The magnetic domain control film is disposed on both sides in the width direction of the magnetoresistive film, and controls a magnetic domain of the free layer.
A magnetoresistive element in which the insulating layer fills the space between the magnetic domain control film, at least one of the pair of electrode films, and the magnetoresistive film. 請求項３に記載された磁気抵抗効果素子であって、
前記ステップ部は、前記一対の電極膜の一方と、前記磁気抵抗効果膜との間に、前記磁気抵抗効果膜の最大幅よりも狭幅の接触幅を生じさせる
磁気抵抗効果素子。The magnetoresistance effect element according to claim 3, wherein
The step portion is a magnetoresistive element that causes a contact width smaller than a maximum width of the magnetoresistive film between one of the pair of electrode films and the magnetoresistive film. 請求項１乃至４の何れかに記載された磁気抵抗効果素子であって、前記磁気抵抗効果膜は、スピンバルブ膜である磁気抵抗効果素子。The magnetoresistance effect element according to claim 1, wherein the magnetoresistance effect film is a spin valve film. 請求項１乃至４の何れかに記載された磁気抵抗効果素子であって、前記磁気抵抗効果膜は、強磁性トンネル接合膜である磁気抵抗効果素子。5. The magnetoresistance effect element according to claim 1, wherein said magnetoresistance effect film is a ferromagnetic tunnel junction film. 磁気抵抗効果素子と、スライダとを含む薄膜磁気ヘッドであって、
前記磁気抵抗効果素子は、請求項１乃至６の何れかに記載されたものでなり、
前記スライダは、前記磁気抵抗効果素子を支持する
薄膜磁気ヘッド。A thin-film magnetic head including a magnetoresistive element and a slider,
The magneto-resistance effect element is as described in any one of claims 1 to 6,
The slider is a thin-film magnetic head that supports the magnetoresistive element. 薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含む磁気ヘッド装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、請求項７に記載されたものでなり、
前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する
磁気ヘッド装置。A thin-film magnetic head, a magnetic head device including a head support device,
The thin-film magnetic head is as described in claim 7,
The head support device is a magnetic head device that supports the thin-film magnetic head. 磁気ヘッド装置と、磁気ディスクとを含む磁気記録再生装置であって、
前記磁気ヘッド装置は、請求項８に記載されたものでなり、
前記磁気ディスクは、前記磁気ヘッド装置との協働により、磁気記録の書き込み及び読み出しを行う
磁気記録再生装置。A magnetic recording and reproducing apparatus including a magnetic head device and a magnetic disk,
The magnetic head device is as described in claim 8,
A magnetic recording / reproducing apparatus for performing writing and reading of magnetic recording on the magnetic disk in cooperation with the magnetic head device. 磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
断面形状がＴ形状をしたレジストマスクを用い、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する磁気抵抗効果膜を形成し、
次に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込むように、第１の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有しており、
次に、前記第１の絶縁層の上に、前記レジストマスクの基部には回り込まないように磁区制御膜を成膜し、
次に、前記磁区制御膜の上に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込み、前記第１の絶縁層に連なるように、第２の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有する
工程を含む磁気抵抗効果素子の製造方法。A method for manufacturing a magnetoresistance effect element,
Using a resist mask having a T-shaped cross section, forming a magnetoresistive film having a step portion which falls on both ends in the width direction on at least one side of both surfaces in the film thickness direction,
Next, a first insulating layer is formed by a directional film forming process so as to wrap around the base of the resist mask, and a directional angle in the directional film forming process is set to a film surface of the magnetoresistive film. Has a certain non-zero angle with respect to the vertical,
Next, a magnetic domain control film is formed on the first insulating layer so as not to go around the base of the resist mask,
Next, a second insulating layer is formed on the magnetic domain control film by a directional film forming process so as to reach the vicinity of the base of the resist mask and to be continuous with the first insulating layer. A method of manufacturing a magnetoresistive element, comprising: a step in which a directivity angle in a film forming process has a certain angle that is not zero with respect to a perpendicular to a film surface of the magnetoresistive film. 磁気抵抗効果素子の製造方法であって、
断面形状がＴ形状をしたレジストマスクを用い、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する電極膜を形成し、
次に、成膜プロセスにより、前記ステップ部を絶縁膜によって埋め、
次に、断面形状がＴ形状をしたレジストマスクを用い、前記電極膜の上にパターン化された磁気抵抗効果膜を形成し、
次に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込むように、第１の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有しており、
次に、前記第１の絶縁層の上に、前記レジストマスクの基部には回り込まないように磁区制御膜を成膜し、
次に、前記磁区制御膜の上に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込み、前記第１の絶縁層に連なるように、第２の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有する
工程を含む磁気抵抗効果素子の製造方法。A method for manufacturing a magnetoresistance effect element,
Using a resist mask having a T-shaped cross section, forming an electrode film having a step portion that falls at both ends in the width direction on at least one surface side of both surfaces in the film thickness direction,
Next, the step portion is filled with an insulating film by a film forming process,
Next, using a resist mask having a T-shaped cross section, a patterned magnetoresistive film is formed on the electrode film,
Next, a first insulating layer is formed by a directional film forming process so as to wrap around the base of the resist mask, and a directional angle in the directional film forming process is set to a film surface of the magnetoresistive film. Has a certain non-zero angle with respect to the vertical,
Next, a magnetic domain control film is formed on the first insulating layer so as not to go around the base of the resist mask,
Next, a second insulating layer is formed on the magnetic domain control film by a directional film forming process so as to reach the vicinity of the base of the resist mask and to be continuous with the first insulating layer. A method of manufacturing a magnetoresistive element, comprising: a step in which a directivity angle in a film forming process has a certain angle that is not zero with respect to a perpendicular to a film surface of the magnetoresistive film. 磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
断面形状がＴ形状をしたレジストマスクを用い、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する磁気抵抗効果膜を形成し、
次に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込むように、第１の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有しており、
次に、前記第１の絶縁層の上に、前記レジストマスクの基部には回り込まないように磁区制御膜を成膜し、
次に、前記磁区制御膜の上に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込み、前記第１の絶縁層に連なるように、第２の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有する
工程を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法。A method of manufacturing a thin-film magnetic head having a magnetoresistive element,
Using a resist mask having a T-shaped cross section, forming a magnetoresistive film having a step portion which falls on both ends in the width direction on at least one side of both surfaces in the film thickness direction,
Next, a first insulating layer is formed by a directional film forming process so as to wrap around the base of the resist mask, and a directional angle in the directional film forming process is set to a film surface of the magnetoresistive film. Has a certain non-zero angle with respect to the vertical,
Next, a magnetic domain control film is formed on the first insulating layer so as not to go around the base of the resist mask,
Next, a second insulating layer is formed on the magnetic domain control film by a directional film forming process so as to reach the vicinity of the base of the resist mask and to be continuous with the first insulating layer. A method for manufacturing a thin-film magnetic head, comprising a step in which a directivity angle in a film forming process has a certain angle that is not zero with respect to a perpendicular line perpendicular to the film surface of the magnetoresistive film. 磁気抵抗効果素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法であって、
断面形状がＴ形状をしたレジストマスクを用い、膜厚方向の両面の少なくとも一面側に幅方向の両端で落ち込むステップ部を有する電極膜を形成し、
次に、成膜プロセスにより、前記ステップ部を絶縁膜によって埋め、
次に、断面形状がＴ形状をしたレジストマスクを用い、前記電極膜の上にパターン化された磁気抵抗効果膜を形成し、
次に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込むように、第１の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有しており、
次に、前記第１の絶縁層の上に、前記レジストマスクの基部には回り込まないように磁区制御膜を成膜し、
次に、前記磁区制御膜の上に、指向性成膜プロセスにより、前記レジストマスクの基部近傍まで回り込み、前記第１の絶縁層に連なるように、第２の絶縁層を形成し、前記指向性成膜プロセスにおける指向角度は、前記磁気抵抗効果膜の膜面に垂直な垂線に対して、零ではない、ある角度を有する
工程を含む薄膜磁気ヘッドの製造方法。A method of manufacturing a thin-film magnetic head having a magnetoresistive element,
Using a resist mask having a T-shaped cross section, forming an electrode film having a step portion that falls at both ends in the width direction on at least one surface side of both surfaces in the film thickness direction,
Next, the step portion is filled with an insulating film by a film forming process,
Next, using a resist mask having a T-shaped cross section, a patterned magnetoresistive film is formed on the electrode film,
Next, a first insulating layer is formed by a directional film forming process so as to wrap around the base of the resist mask, and a directional angle in the directional film forming process is set to a film surface of the magnetoresistive film. Has a certain non-zero angle with respect to the vertical,
Next, a magnetic domain control film is formed on the first insulating layer so as not to go around the base of the resist mask,
Next, a second insulating layer is formed on the magnetic domain control film by a directional film forming process so as to reach the vicinity of the base of the resist mask and to be continuous with the first insulating layer. A method for manufacturing a thin-film magnetic head, comprising a step in which a directivity angle in a film forming process has a certain angle that is not zero with respect to a perpendicular line perpendicular to the film surface of the magnetoresistive film.
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