JP2005071540A - Ｃｐｐ構造磁気抵抗効果素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】上側電極と磁気抵抗効果膜との短絡を確実に阻止することができるＣＰＰ構造磁気抵抗効果膜の製造方法を提供する。
【解決手段】コンタクトホール５３の形成後に磁気抵抗効果膜４６および磁区制御膜４７は最終形状に削り出される。この削り出しにあたってレジスト７３の外側で磁気抵抗効果膜４６は完全に取り払われる。このとき、第１絶縁膜５１は比較的に簡単に削り取られる。第１絶縁膜５１下の磁気抵抗効果膜４６と、コンタクトホール５３で露出する磁気抵抗効果膜４６とはほぼ均一に削り取られる。レジスト７３の外側で磁気抵抗効果膜４６が完全に削り取られた際に、コンタクトホール５３に対応して基層４４に深い窪みが形成されることは回避される。平坦な基層に基づき絶縁膜や上側電極が形成されていくと、上側電極と磁気抵抗効果膜との間で短絡は確実に回避されることができる。
【選択図】図１０

Description

本発明は、例えばスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜を利用する磁気抵抗効果素子に関し、特に、任意の基層の表面に積層される磁気抵抗効果膜に、基層の表面に直交する垂直方向にセンス電流を流通させるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−Ｐｌａｎｅ）構造磁気抵抗効果素子に関する。

一般に、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）素子は、下側電極上に積層されるスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜を備える。下側電極の表面で磁気抵抗効果膜は１対の磁区制御膜に挟み込まれる。磁気抵抗効果膜および磁区制御膜上には絶縁膜が形成される。この絶縁膜にはいわゆるコンタクトホールが形成される。絶縁膜上に形成される上側電極はコンタクトホールから磁気抵抗効果膜に接続される。コンタクトホールに基づきセンス電流の流通路は狭められる。ＭＲ膜の実効コア幅は縮小される。

こうしたＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造にあたって、コンタクトホールの形成後に磁気抵抗効果膜および磁区制御膜は最終形状に削り出される。この削り出しにあたって、絶縁膜の表面には、磁気抵抗効果膜および磁区制御膜の輪郭を象るレジストが形成される。レジストの外側で磁気抵抗効果膜は完全に取り払われる。こうして磁気抵抗効果膜は所定の形状に削り出される。

磁気抵抗効果膜および磁区制御膜の表面には同一材料で一様に絶縁膜が形成される。絶縁膜の膜厚は例えば３０ｎｍ程度に及ぶ。磁気抵抗効果膜に比べて絶縁膜はなかなか削り取られることができない。その一方で、コンタクトホールで露出する磁気抵抗効果膜の削り取りは急速に進んでしまう。その結果、絶縁膜が削り取られるまでに、コンタクトホールに対応して下側電極には深い窪みが形成される。こういった深い窪みに沿って上側電極が形成されていくと、上側電極と磁気抵抗効果膜との間に短絡が引き起こされることがある。

本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、上側電極と磁気抵抗効果膜との短絡を確実に阻止することができるＣＰＰ構造磁気抵抗効果膜の製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明によれば、基層の表面で所定の輪郭に沿って磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体を切り出す工程と、磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体に隣接して基層の表面に磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体を形成する工程と、第１絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法が提供される。

一般に、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法では、コンタクトホールの形成後に磁気抵抗効果膜および磁区制御膜は最終形状に削り出される。この削り出しにあたって、第１および第２絶縁膜の表面には、第１および第２絶縁膜を横切るレジストが形成される。レジストの外側で磁気抵抗効果膜は完全に取り払われる。このとき、第１絶縁膜が比較的に簡単に削り取られれば、第１絶縁膜下の磁気抵抗効果膜と、コンタクトホールで露出する磁気抵抗効果膜とはほぼ均一に削り取られることができる。レジストの外側で磁気抵抗効果膜が完全に削り取られた際に、コンタクトホールに対応して基層に深い窪みが形成されることは回避されることができる。反対に、第１絶縁膜が簡単に削り取られない場合には、基層に深い窪みが形成されてしまう。こういった深い窪みに沿って上側電極が形成されていくと、上側電極と磁気抵抗効果膜との間に短絡が引き起こされることがある。

ここでは、第１絶縁膜はＳｉＯ_２から構成され、第２絶縁膜はＡｌ_２Ｏ_３から構成されることが望まれる。ＳｉＯ_２はＡｌ_２Ｏ_３に比べて速い速度で削り取られることができる。第１絶縁膜は比較的に早期に削り落とされることができる。第１絶縁膜下の磁気抵抗効果膜と、コンタクトホールで露出する磁気抵抗効果膜とは確実に均一に削り取られることができる。ただし、第１および第２絶縁膜は同一の材料から構成されてもよい。その場合には、第１絶縁膜の膜厚は第２絶縁膜の膜厚に比べて小さく設定されればよい。

以上のような製造方法では、コンタクトホールの形成にあたって第１絶縁膜の表面にはレジストが形成される。このレジストは、第１絶縁膜の表面から立ち上がる空間を区画する。空間内で第１絶縁膜は削り落とされていく。こういった空間は比較的に狭小幅のスリットに形成されることができる。したがって、コンタクトホールは微細化されることができる。

その他、以上のような製造方法では、磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体の形成にあたって第１絶縁膜の表面まで第２絶縁膜が形成されてもよい。第２絶縁膜は第１絶縁膜の表面上に規定の空隙を確保する。コンタクトホールの形成にあたって第１絶縁膜は規定の空隙から取り払われることができる。こうしてコンタクトホールの形成にあたってレジストの形成は省略されることができる。製造工程は簡略化されることができる。ここでは、第１絶縁膜はＳｉＯ_２から構成され、第２絶縁膜はＡｌ_２Ｏ_３から構成されればよい。例えばＳＦ_６といった反応性ガスに基づき反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が実施されれば、確実に第１絶縁層すなわちＳｉＯ_２は選択的に削り落とされることができる。

以上のような第２絶縁膜の形成にあたって第１絶縁膜上には所定のレジストが形成されればよい。このレジストは磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体の切り出しに先立って第１絶縁膜上に形成されればよい。レジストは、積層体の層構造で積層形成される素材膜の表面に前述の空隙の輪郭を象る第１レジスト膜と、第１レジスト膜上で磁気抵抗効果膜の輪郭を象る第２レジスト膜とを備えればよい。こういったレジストによれば、第１絶縁膜に隣接して所定の抉れが形成される。イオンミリングに基づき第２レジスト膜の外側で素材膜が削り払われれば、前述の積層体は切り出されることができる。その後、積層体に隣接して磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体が形成される。このとき、第２絶縁膜はレジストの抉れに沿って第１絶縁膜の表面に沿って延伸する。磁区制御膜上だけでなく第１絶縁膜上に第２絶縁膜は積層される。こういった第２絶縁膜の延伸にも拘わらず第１絶縁膜上には第１レジスト膜の働きで規定の空隙が確保される。この空隙はコンタクトホールの輪郭に対応する。レジストが除去されると、その空隙で第１絶縁膜の表面が露出する。

以上のような製造方法によれば、例えば、所定の輪郭で基層上に積層される磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の輪郭に対応する輪郭で磁気抵抗効果膜上に形成される第１絶縁膜と、第１絶縁膜を貫通して磁気抵抗効果膜に至るコンタクトホールと、基層の表面に沿って磁気抵抗効果膜を挟み込む１対の磁区制御膜と、第１絶縁層に隣接しつつ磁区制御膜上に形成される第２絶縁膜とを備えるＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子は提供されることができる。

特に、こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では、基層上に順番に積層される磁化方向拘束層、固定側磁性層、非磁性中間層、自由側磁性層およびキャップ層で磁気抵抗効果膜が形成されることが望まれる。

前述の製造方法では、磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体の切り出しにあたって、この積層体の層構造で積層形成される素材膜の表面に磁気抵抗効果膜の輪郭を象るレジストが形成される。例えばイオンミリングに基づきレジストの外側で素材膜は削り取られていく。こういった製造方法によれば、磁気抵抗効果膜の輪郭は、基層の表面に任意の傾斜角で傾斜する傾斜面で仕切られる。したがって、比較的に電気抵抗の高い磁化方向拘束層でセンス電流の流通路は大きく確保されることができる。磁化方向拘束層の電気抵抗は実質的に低減されることができる。こういった磁気抵抗効果素子の実現にあたって下側電極は基層として直接に磁気抵抗効果膜を受け止めればよい。

その他、コンタクトホールは例えばヘッドスライダの媒体対向面に向かって縮小されてもよい。すなわち、磁気抵抗効果膜が媒体対向面に臨む前端から基層の表面に沿って第１長さで後方に広がる場合に、コンタクトホールは、媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の表面に沿って第１長さよりも短い第２長さで後方に延びればよい。こうしてコンタクトホールが媒体対向面側に偏って配置されると、センス電流の流通路はさらに狭められることができる。上側電極および下側電極から取り出される電気信号のレベルの変化はさらに増大することが期待される。

以上のように本発明によれば、上側電極と磁気抵抗効果膜との短絡を確実に阻止することができるＣＰＰ構造磁気抵抗効果膜の製造方法は提供されることができる。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。

収容空間にはヘッドアクチュエータ１５がさらに収容される。このヘッドアクチュエータ１５は、垂直方向に延びる支軸１６に回転自在に支持されるアクチュエータブロック１７を備える。アクチュエータブロック１７には、支軸１６から水平方向に延びる剛体のアクチュエータアーム１８が規定される。アクチュエータアーム１８は磁気ディスク１３の表面および裏面ごとに配置される。アクチュエータブロック１７は例えば鋳造に基づきアルミニウムから成型されればよい。

アクチュエータアーム１８の先端にはヘッドサスペンション１９が取り付けられる。ヘッドサスペンション１９は、アクチュエータアーム１８の先端から前方に向かって延びる。周知の通り、ヘッドサスペンション１９の前端には浮上ヘッドスライダ２１が支持される。浮上ヘッドスライダ２１は磁気ディスク１３の表面に向き合わせられる。

浮上ヘッドスライダ２１には、磁気ディスク１３の表面に向かってヘッドサスペンション１９から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ２１には浮力が作用する。ヘッドサスペンション１９の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ２１は浮上し続けることができる。

アクチュエータブロック１７には例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といった動力源２２が接続される。この動力源２２の働きでアクチュエータブロック１７は支軸１６回りで回転することができる。こうしたアクチュエータブロック１７の回転に基づきアクチュエータアーム１８およびヘッドサスペンション１９の揺動は実現される。浮上ヘッドスライダ２１の浮上中に支軸１６回りでアクチュエータアーム１８が揺動すると、浮上ヘッドスライダ２１は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ２１は所望の記録トラックに位置決めされる。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で２本のアクチュエータアーム１８すなわち２つのヘッドサスペンション１９が配置される。

図２は浮上ヘッドスライダ２１の一具体例を示す。この浮上ヘッドスライダ２１は、平たい直方体に形成されるＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ（アルチック）製のスライダ本体２３を備える。スライダ本体２３の空気流出端にはＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）製のヘッド素子内蔵膜２４が接合される。ヘッド素子内蔵膜２４には電磁変換素子すなわち読み出し書き込みヘッド２５が埋め込まれる。スライダ本体２３およびヘッド素子内蔵膜２４には、磁気ディスク１３に対向する媒体対向面すなわち浮上面２６が規定される。

浮上面２６には、スライダ本体２３の空気流入端に沿って延びるフロントレール２８と、スライダ本体２３の空気流出端に隣接して広がるリアレール２９とが形成される。フロントレール２８およびリアレール２９の頂上面にはいわゆるＡＢＳ（空気軸受け面）３１、３２が規定される。ＡＢＳ３１、３２の空気流入端は段差３３、３４でレール２８、２９の頂上面に接続される。読み出し書き込みヘッド２５はＡＢＳ３２で前端を露出させる。ただし、ＡＢＳ３２の表面には、読み出し書き込みヘッド２５の前端に覆い被さるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜が形成されてもよい。

磁気ディスク１３の回転に基づき生成される気流３５は浮上面２６に受け止められる。このとき、段差３３、３４の働きでＡＢＳ３１、３２には比較的に大きな正圧すなわち浮力が生成される。しかも、フロントレール２８の後方すなわち背後には大きな負圧が生成される。これら浮力および負圧のバランスに基づき浮上ヘッドスライダ２１の浮上姿勢は確立される。なお、浮上ヘッドスライダ２１の形態はこういった形態に限られるものではない。

図３は浮上面２６の様子を詳細に示す。読み出し書き込みヘッド２５は、薄膜磁気ヘッドすなわち誘導書き込みヘッド素子３６とＣＰＰ構造電磁変換素子すなわちＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子３７とを備える。誘導書き込みヘッド素子３６は、周知の通り、例えば導電コイルパターン（図示されず）で生起される磁界を利用して磁気ディスク１３に２値情報を書き込むことができる。ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７は、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。誘導書き込みヘッド素子３６およびＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７は、前述のヘッド素子内蔵膜２４の上側半層すなわちオーバーコート膜を構成するＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）膜３８と、下側半層すなわちアンダーコート膜を構成するＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）膜３９との間に挟み込まれる。

誘導書き込みヘッド素子３６は、ＡＢＳ３２で前端を露出させる上部磁極層４１と、同様にＡＢＳ３２で前端を露出させる下部磁極層４２とを備える。上部および下部磁極層４１、４２は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから形成されればよい。上部および下部磁極層４１、４２は協働して誘導書き込みヘッド素子３６の磁性コアを構成する。

上部および下部磁極層４１、４２の間には例えばＡｌ_２Ｏ_３（アルミナ）製の非磁性ギャップ層４３が挟み込まれる。周知の通り、導電コイルパターンで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層４３の働きで、上部磁極層４１と下部磁極層４２とを行き交う磁束はＡＢＳ３２から漏れ出る。こうして漏れ出る磁束が記録磁界（ギャップ磁界）を形成する。

本発明の第１実施形態に係るＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７は、アルミナ膜３９すなわち下地絶縁層の表面に沿って広がる下側電極４４を備える。下側電極４４は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。下側電極４４が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この下側電極４４は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７の下部シールド層として機能することができる。

下側電極４４すなわち基層の表面には１平坦化面４５すなわち基準面が規定される。平坦化面４５上には所定の輪郭で磁気抵抗効果（ＭＲ）膜すなわちスピンバルブ膜４６が積層される。スピンバルブ膜４６は、ＡＢＳ３２で露出する前端から平坦化面４５に沿って後方に広がる。同様に、平坦化面４５上にはＡＢＳ３２に沿って延びる１対の硬磁性磁区制御膜４７が積層される。磁区制御膜４７は平坦化面４５上でＡＢＳ３２に沿ってスピンバルブ膜４６を挟み込む。磁区制御膜４７は例えばＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔといった金属材料から形成されればよい。これらの磁区制御膜４７では、周知の通り、スピンバルブ膜４６を横切る１方向に沿って磁化は確立されることができる。こうした磁区制御膜４７の磁化に基づきバイアス磁界が形成されると、スピンバルブ膜４６内で例えば自由側強磁性層（ｆｒｅｅ ｌａｙｅｒ）の単磁区化は実現されることができる。ここで、スピンバルブ膜４６の構造の詳細は後述される。

平坦化面４５上には被覆絶縁膜４８が覆い被さる。被覆絶縁膜４８上には上側電極４９が配置される。上側電極４９は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。上側電極４９が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この上側電極４９は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７の下部シールド層として機能することができる。前述の下部シールド層すなわち下側電極４４と上側電極４９との間隔は磁気ディスク１３上で記録トラックの線方向に磁気記録の分解能を決定する。

図４はＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７の拡大図を示す。図４から明らかなように、被覆絶縁膜４８は、スピンバルブ膜４６の輪郭に対応する輪郭でスピンバルブ膜４６上に形成される第１絶縁膜５１と、この第１絶縁膜５１に隣接しつつ磁区制御膜４７上に形成される第２絶縁膜５２とを備える。第１絶縁膜５１の膜厚は第２絶縁膜５２の膜厚よりも小さく設定される。例えば、第１絶縁膜５１の膜厚は５．０ｎｍ程度に設定されればよく、第２絶縁膜５２の膜厚は３０．０ｎｍ程度に設定されればよい。しかも、第１絶縁膜５１は第２絶縁膜５２よりも削り取られやすい（エッチングレートの高い）材料から構成されることが望まれる。例えば、第２絶縁膜５２にＡｌ_２Ｏ_３が用いられる場合には、第１絶縁膜５１にはＳｉＯ_２が用いられればよい。

第１絶縁膜５１には、スピンバルブ膜４６の頂上面から立ち上がるコンタクトホール５３が区画される。コンタクトホール５３は少なくともＡＢＳ３２に沿って第１絶縁膜５１を貫通する。上側電極４９はコンタクトホール５３内でスピンバルブ膜４６の頂上面に接触する。こうして上側電極４９とスピンバルブ膜４６との間ではセンス電流の流通路は狭められる。

スピンバルブ膜４６では、下地層５５、磁化方向拘束層（ｐｉｎｎｉｎｇ ｌａｙｅｒ）すなわち反強磁性層５６、固定側強磁性層（ｐｉｎｎｅｄ ｌａｙｅｒ）５７、中間導電層５８、自由側強磁性層５９および保護キャップ層６１が順番に重ね合わせられる。反強磁性層５６の働きに応じて固定側強磁性層５７の磁化は１方向に固定される。ここで、下地層５５は、平坦化面４５に積層されるＴａ層と、このＴａ層の表面に積層されるＮｉＦｅ層とから構成されればよい。反強磁性層５６は例えばＩｒＭｎやＰｄＰｔＭｎといった反強磁性合金材料から形成されればよい。固定側強磁性層５７は例えばＣｏＦｅＢといった強磁性材料から形成されればよい。固定側強磁性層５７には、例えば１対のＣｏＦｅＢ層の間にＲｕ層が挟み込まれるフェリ磁性層が用いられてもよい。中間導電層５８は例えばＣｕ層から構成されればよい。自由側強磁性層５９は例えばＣｏＦｅＢ層から構成されればよい。保護キャップ層６１は例えばＣｕ層やＡｕ層から構成されればよい。

図４から明らかなように、このスピンバルブ膜４６の輪郭は、下側電極４４すなわち基層の表面に任意の傾斜角αで傾斜する傾斜面６２で仕切られる。磁区制御膜４７は傾斜面６２でスピンバルブ膜４６に接合される。これら傾斜面６２の働きで上側電極４９から下側電極４４に向かってスピンバルブ膜４６は徐々に広がっていく。したがって、比較的に電気抵抗の高い反強磁性層５６でセンス電流の流通路は大きく確保されることができる。反強磁性層５６の電気抵抗は実質的に低減されることができる。

磁気情報の読み出しにあたってＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７が磁気ディスク１３の表面に向き合わせられると、スピンバルブ膜４６では、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界の向きに応じて自由側強磁性層５９の磁化方向は回転する。こうして自由側強磁性層５９の磁化方向が回転すると、スピンバルブ膜４６の電気抵抗は大きく変化する。したがって、上側電極４９および下側電極４４からスピンバルブ膜４６にセンス電流が供給されると、上側電極４９および下側電極４４から取り出される電気信号のレベルは電気抵抗の変化に応じて変化する。このレベルの変化に応じて２値情報は読み取られることができる。前述のようにコンタクトホール５３の働きでセンス電流の流通路は狭められることから、スピンバルブ膜４６の実効コア幅は十分に狭められることができる。こうしたコア幅の狭小化はトラック密度の向上に大いに貢献する。

次にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７の製造方法を説明する。製造にあたって例えばＡｌ_２Ｏ_３−ＴｉＣ（アルチック）製ウェハー（図示されず）は用意される。ウェハーの表面には一面にアルミナ膜３９が成膜される。図５から明らかなように、アルミナ膜３９の表面には下側電極４４が形成される。下側電極４４の表面には例えば平坦化研磨処理が施される。こうして下側電極４４すなわち基層の表面には平坦化面４５が規定される。

図５に示されるように、平坦化面４５上には、スピンバルブ膜４６と同一の層構造で形成される素材膜６５が一面に積層形成される。素材膜６５の形成にあたって、例えば、膜厚５．０ｎｍ程度のＴａ層、膜厚２．０ｎｍ程度のＦｅＮｉ層、膜厚１３．０ｎｍ程度のＰｄＰｔＭｎ層、膜厚３．０ｎｍ程度のＣｏＦｅＢ層、膜厚０．８ｎｍ程度のＲｕ層、膜厚４．０ｎｍ程度のＣｏＦｅＢ層、膜厚４．０ｎｍ程度のＣｕ層および膜厚３．０ｎｍ程度のＣｏＦｅＢ層、膜厚１．０ｎｍ程度のＣｕ層が順番に積層されればよい。素材膜６５の表面には続いて第１絶縁膜６６が形成される。ここでは、例えば膜厚７．０ｎｍ程度のＳｉＯ_２膜が積層される。こういった積層は例えばスパッタリングに基づき実現されればよい。第１絶縁膜６６の表面には基準方向ＤＲに延びる長尺のフォトレジスト膜６７が形成される。

素材膜６５および第１絶縁膜６６にはイオンミリングが施される。フォトレジスト膜６７の外側で第１絶縁膜６６および素材膜６５は削り落とされる。フォトレジスト膜６７下には素材膜６５および第１絶縁層６６が局部的に残存する。こうして素材膜６５および第１絶縁膜６６からスピンバルブ膜４６および第１絶縁膜５１の積層体６８は切り出される。この切り出しでスピンバルブ膜４６には前述の傾斜面６２が規定される。ここでは、スピンバルブ膜４６および第１絶縁膜５１の積層体６８全体にわたって傾斜面６２が形成される。

平坦化面４５上では、図７に示されるように、スピンバルブ膜４６および第１絶縁層５１の積層体６８に隣接して磁区制御膜４７および第２絶縁膜５２の積層体６９が形成される。積層体６９の形成にあたって、積層体６８上にはフォトレジスト膜６７が維持される。平坦化面４５上には、膜厚５．０ｎｍ程度のＣｒ層、膜厚５０．０ｎｍ程度のＣｏＣｒＰｔ層、膜厚５．０ｎｍ程度のＴａ層および膜厚３０．０ｎｍ程度のＡｌ_２Ｏ_３層が相次いで積層されればよい。積層は例えばスパッタリングに基づき実現されればよい。フォトレジスト膜６７が除去されると、フォトレジスト膜６７上のＣｒ層、ＣｏＣｒＰｔ層、Ｔａ層およびＡｌ_２Ｏ_３層は同時に取り払われる。積層体６７では第１絶縁膜５１の表面が露出する。

続いて積層体６７の第１絶縁膜５１にはコンタクトホール５３が穿たれる。コンタクトホール５３の形成にあたって、図８に示されるように、第１および第２絶縁膜５１、５２の表面にはフォトレジスト膜７１が形成される。このフォトレジスト膜７１には、第１絶縁膜５１の表面から立ち上がる空間７２すなわちスリットが区画される。この空間７２は、基準方向ＤＲに沿って完全に第１絶縁膜５１の表面を横切ればよい。空間７２の形成にあたって例えばｉ線ステッパは用いられる。空間７２を仕切る壁面同士の間隔は例えば８０ｎｍ程度に設定されればよい。こういった間隔の実現にあたっていわゆるレジスト太らせ技術（ｒｅｌａｘ）が利用されればよい。

第１絶縁膜５１には反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が適用される。第１絶縁膜５１は空間７２内で例えばＳＦ_６といった反応性ガスに曝される。その結果、図９に示されるように、空間７２の輪郭に則ってコンタクトホール５３は形成される。その後、フォトレジスト膜７１は除去される。

コンタクトホール５３の形成後、図１０に示されるように、第１および第２絶縁膜５１、５２上には基準方向ＤＲに直交する幅方向に延びる長尺のフォトレジスト膜７３が形成される。フォトレジスト膜７３は第１および第２絶縁膜５１、５２の表面を１直線に横切る。こういったフォトレジスト膜７３の形成にあたって例えばｉ線ステッパは用いられる。フォトレジスト膜７３の形状はスピンバルブ膜４６および磁区制御膜４７の輪郭に対応して設定される。基準方向ＤＲに沿って測定されるフォトレジスト膜７３の膜幅は例えば５０００ｎｍ程度に設定される。

第１および第２絶縁膜５１、５２にはイオンミリングが施される。フォトレジスト膜７３の外側で第１および第２絶縁膜５１、５２は削り落とされる。第１絶縁膜５１が削り落とされると、続いてスピンバルブ膜４６は削り落とされていく。フォトレジスト膜７３下には第１絶縁膜５１およびスピンバルブ膜４６が残存する。同様に、フォトレジスト膜７３下には第２絶縁膜５２および磁区制御膜４７が残存する。こうして１対の磁区制御膜４７に挟まれるスピンバルブ膜４６は切り出される。

このとき、第２絶縁膜５２はなかなか削り取られることはできない。その間にコンタクトホール５３で露出するスピンバルブ膜４６は削られていく。第１絶縁膜５１は比較的に瞬時に削り取られることから、第１絶縁膜５１下でも比較的に早期にスピンバルブ膜４６は削り取られていく。スピンバルブ膜４６では、コンタクトホール５３で露出する部分と、第１絶縁膜５１に覆われる部分とでほぼ均一に削り取りは進んでいく。したがって、フォトレジスト膜７３の外側でスピンバルブ膜４６が完全に除去された際に、平坦化面４５すなわち下側電極４４の表面にはほとんど窪みは形成されない。

こうしてスピンバルブ膜４６や磁区制御膜４７、第１および第２絶縁膜５１、５２が切り出された後に、平坦化面４５上では絶縁膜が積層される。絶縁膜の積層にあたってスピンバルブ膜４６や磁区制御膜４７上にはフォトレジスト膜７３が維持される。平坦化面４５上には例えば膜厚７０．０ｎｍ程度のＡｌ_２Ｏ_３膜が積層されればよい。フォトレジスト膜７３の外側で下側電極４４上には確実に絶縁膜が覆い被さる。フォトレジスト膜７３が除去されると、フォトレジスト膜７３上の絶縁膜は同時に取り払われる。スピンバルブ膜４６および磁区制御膜４７上には第１および第２絶縁膜５１、５２が露出する。

続いて第１および第２絶縁膜５１、５２や周囲の絶縁膜上には上側電極４９が積層形成される。このとき、スピンバルブ膜４６や磁区制御膜４７の周囲は完全に絶縁膜に覆われる。したがって、上側電極４９とスピンバルブ膜４６や磁区制御膜４７との短絡は確実に阻止されることができる。同時に、上側電極４９は部分的にコンタクトホール５３に進入する。上側電極４９とスピンバルブ膜４６との間には確実に電気的接続が確立される。こうしてＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７の製造は完了する。

図１１は本発明の第２実施形態に係るＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７ａを概略的に示す。この第２実施形態では、第２絶縁膜５２に、コンタクトホール５３に向かって第１絶縁膜５１の表面に沿って延伸する延長部５２ａが形成される。図中、前述の第１実施形態と均等な構成には同一の参照符号が付される。

こういったＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７ａの製造では、素材膜６５および第１絶縁膜６６から積層体６７が切り出される際に、図１２に示されるように、２層構造のフォトレジスト膜７４が用いられる。このフォトレジスト膜７４は、第１絶縁膜６６の表面に積層されて、コンタクトホール５３の輪郭を象る第１レジスト膜７４ａと、第１レジスト膜７４ａの表面に積層されて、スピンバルブ膜４６の輪郭を象る第２レジスト膜７４ｂとで構成される。すなわち、フォトレジスト膜７４には第１絶縁膜６６に隣接して抉れ７５が形成される。周知の通りに、こういった抉れ７５は現像時の浸食に基づき形成されることができる。第１レジスト膜７４では第２レジスト膜７４ｂの輪郭から均一に浸食が引き起こされる。

前述と同様に、素材膜６５および第１絶縁膜６６にはイオンミリングが施される。図１３に示されるように、素材膜６５および第１絶縁膜６６からスピンバルブ膜４６および第１絶縁膜５１の積層体６８は切り出される。その後、図１４に示されるように、平坦化面４５上では積層体６８に隣接して磁区制御膜４７および第２絶縁膜５２の積層体６９が形成される。積層にあたって例えばスパッタリングが利用される。このとき、第２絶縁膜５２はフォトレジスト膜７４の抉れ７５に沿って第１絶縁膜５１の表面に沿って延伸する。磁区制御膜４７上だけでなく第１絶縁膜５１上に第２絶縁膜５２は積層される。ただし、こういった第２絶縁膜５２の延伸にも拘わらず第１絶縁膜５１上には第１レジスト膜７４ａの働きで第２絶縁膜５２同士の間に規定の空隙が確保される。この空隙はコンタクトホール５３の輪郭に対応する。フォトレジスト膜７４が除去されると、その空隙で第１絶縁膜５１の表面が露出する。

続いて積層体６７の第１絶縁膜５１にはコンタクトホール５３が穿たれる。コンタクトホール５３の形成にあたって、第１絶縁膜５１には反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が適用される。第１絶縁膜５１は第２絶縁膜５２の合間で例えばＳＦ_６といった反応性ガスに曝される。ＳＦ_６はＳｉＯ_２膜を除去するもののＡｌ_２Ｏ_３膜を残存させる。コンタクトホール５３の形成にあたってフォトレジスト膜の形成は省略される。図１５に示されるように、第２絶縁膜５２の間に区画される空隙の輪郭に則ってコンタクトホール５３は形成される。その後、前述と同様に、１対の磁区制御膜４７に挟まれるスピンバルブ膜４６は切り出される。最終的に、第１および第２絶縁膜５１、５２や周囲の絶縁膜上には上側電極４９が積層形成される。

以上のようなＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３７、３７ａでは、例えば図１６に示されるように、コンタクトホール７６はＡＢＳ３２に向かって縮小されてもよい。すなわち、スピンバルブ膜４６が前端から下側電極４４の表面に沿って第１長さＬ１で後方に広がる場合に、コンタクトホール７６は、ＡＢＳ３２に臨む前端からスピンバルブ膜４６の頂上面に沿って第１長さＬ１よりも短い第２長さＬ２で後方に延びればよい。こうしてコンタクトホール７６がＡＢＳ３２側に偏って配置されると、センス電流の流通路はさらに狭められることができる。上側電極４９および下側電極４４から取り出される電気信号のレベルの変化はさらに増大することが期待される。こういったコンタクトホール７６の実現にあたって前述のフォトレジスト膜７１では空間７２の形状が調整されればよい。

（付記１） 基層の表面で所定の輪郭に沿って磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体を切り出す工程と、磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体に隣接して基層の表面に磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体を形成する工程と、第１絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。

（付記２） 付記１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記コンタクトホールの形成にあたって、前記第１絶縁膜の表面に形成されるレジストで、第１絶縁膜の表面から立ち上がる空間を区画することを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。

（付記３） 付記２に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、第１絶縁膜はＳｉＯ_２から構成され、第２絶縁膜はＡｌ_２Ｏ_３から構成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。

（付記４） 付記１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体の形成にあたって前記第１絶縁膜の表面上に規定の空隙を確保しつつ第１絶縁膜の表面に沿って第２絶縁膜を延伸させる工程と、前記コンタクトホールの形成にあたって規定の空隙から第１絶縁膜を取り払う工程とをさらに備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。

（付記５） 付記４に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体の切り出しにあたって、この積層体の層構造で積層形成される素材膜の表面に前記空隙の輪郭を象る第１レジスト膜および第１レジスト膜上で磁気抵抗効果膜の輪郭を象る第２レジスト膜を形成する工程と、イオンミリングに基づき第２レジスト膜の外側で素材膜を削り払う工程とをさらに備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。

（付記６） 付記５に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、第１絶縁膜はＳｉＯ_２から構成され、第２絶縁膜はＡｌ_２Ｏ_３から構成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。

（付記７） 所定の輪郭で基層上に積層される磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の輪郭に対応する輪郭で磁気抵抗効果膜上に形成される第１絶縁膜と、第１絶縁膜を貫通して磁気抵抗効果膜に至るコンタクトホールと、基層の表面に沿って磁気抵抗効果膜を挟み込む１対の磁区制御膜と、第１絶縁層に隣接しつつ磁区制御膜上に形成される第２絶縁膜とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

（付記８） 付記７に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子おいて、前記磁気抵抗効果膜は、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から基層の表面に沿って第１長さで後方に広がり、前記コンタクトホールは、媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の表面に沿って第１長さよりも短い第２長さで後方に延びることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

（付記９） 付記７または８に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子おいて、前記磁気抵抗効果膜は、基層上に順番に積層される磁化方向拘束層、固定側磁性層、非磁性中間層、自由側磁性層およびキャップ層を備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

（付記１０） 付記９に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、前記磁気抵抗効果膜の輪郭は、前記基層の表面に任意の傾斜角で傾斜する傾斜面で仕切られることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

（付記１１） 付記７〜１０のいずれかに記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、少なくとも前記第１絶縁膜の表面に覆い被さり、前記コンタクトホール内で磁気抵抗効果膜に接触する上側電極と、前記基層として表面で前記磁気抵抗効果膜を受け止める下側電極とをさらに備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

（付記１２） 付記７〜１１のいずれかに記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、第１絶縁膜はＳｉＯ_２から構成され、第２絶縁膜はＡｌ_２Ｏ_３から構成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。 一具体例に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す拡大斜視図である。 浮上面で観察される読み出し書き込みヘッドの様子を概略的に示す正面図である。 図３の一部に相当し、本発明の第１実施形態に係るＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子の構造を詳細に示す拡大正面図である。 スピンバルブ膜および第１絶縁膜の積層体の切り出しにあたって用いられるフォトレジスト膜を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 切り出された積層体を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 コンタクトホールの形成にあたって用いられるフォトレジスト膜を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 フォトレジスト膜に基づき形成されたコンタクトホールを概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 １対の磁区制御膜に挟まれるスピンバルブ膜の切り出しにあたって用いられるフォトレジスト膜を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 図５に対応し、本発明の第２実施形態に係るＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子の構造を詳細に示す拡大正面図である。 スピンバルブ膜および第１絶縁膜の積層体の切り出しにあたって用いられるフォトレジスト膜を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 切り出された積層体を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体を概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 第２絶縁膜に基づき形成されたコンタクトホールを概略的に示すウェハーの拡大部分斜視図である。 他の実施形態に係るコンタクトホールを概略的に示すＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子の拡大斜視図である。

符号の説明

２１ ヘッドスライダ、３２ 媒体対向面すなわち空気軸受け面（ＡＢＳ）、３７ ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子、４４ 基層としての下側電極、４６ 磁気抵抗効果膜すなわちスピンバルブ膜、４７ 磁区制御膜、４９ 上側電極、５１ 第１絶縁膜、５２ 第２絶縁膜、５２ａ 延長部、５３ コンタクトホール、５６ 磁化方向拘束層、５７ 固定側磁性層、５８ 非磁性中間層、５９ 自由側磁性層、６１ キャップ層、６２ 傾斜面、６５ 素材膜、６６ 第１絶縁膜、６８ 磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体、６９ 磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体、７１ レジスト、７２ 空間、７４ａ 第１レジスト膜、７４ｂ 第２レジスト膜、Ｌ１ 第１長さ、Ｌ２ 第２長さ、α 傾斜角。

Claims (5)

1. 基層の表面で所定の輪郭に沿って磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体を切り出す工程と、磁気抵抗効果膜および第１絶縁膜の積層体に隣接して基層の表面に磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体を形成する工程と、第１絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
2. 請求項１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記コンタクトホールの形成にあたって、前記第１絶縁膜の表面に形成されるレジストで、第１絶縁膜の表面から立ち上がる空間を区画することを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
3. 請求項１に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法において、前記磁区制御膜および第２絶縁膜の積層体の形成にあたって前記第１絶縁膜の表面上に規定の空隙を確保しつつ第１絶縁膜の表面に沿って第２絶縁膜を延伸させる工程と、前記コンタクトホールの形成にあたって規定の空隙から第１絶縁膜を取り払う工程とをさらに備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の製造方法。
4. 所定の輪郭で基層上に積層される磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の輪郭に対応する輪郭で磁気抵抗効果膜上に形成される第１絶縁膜と、第１絶縁膜を貫通して磁気抵抗効果膜に至るコンタクトホールと、基層の表面に沿って磁気抵抗効果膜を挟み込む１対の磁区制御膜と、第１絶縁層に隣接しつつ磁区制御膜上に形成される第２絶縁膜とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
5. 請求項４に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子おいて、前記磁気抵抗効果膜は、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から基層の表面に沿って第１長さで後方に広がり、前記コンタクトホールは、媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の表面に沿って第１長さよりも短い第２長さで後方に延びることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。

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