JP2833047B2 - 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法 - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドの製造方法Info
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- JP2833047B2 JP2833047B2 JP24504289A JP24504289A JP2833047B2 JP 2833047 B2 JP2833047 B2 JP 2833047B2 JP 24504289 A JP24504289 A JP 24504289A JP 24504289 A JP24504289 A JP 24504289A JP 2833047 B2 JP2833047 B2 JP 2833047B2
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気抵抗効果ヘッドの製造方法に関し、さら
に詳しくは磁気記憶媒体に書き込まれた磁気的情報を、
強磁性磁気抵抗効果を利用して読み出す強磁性磁気抵抗
効果素子（以下、MR素子と略す）を具備した磁気抵抗効
果ヘッド（以下、MRヘッドと略す）の製造方法に関する
ものである。
に詳しくは磁気記憶媒体に書き込まれた磁気的情報を、
強磁性磁気抵抗効果を利用して読み出す強磁性磁気抵抗
効果素子（以下、MR素子と略す）を具備した磁気抵抗効
果ヘッド（以下、MRヘッドと略す）の製造方法に関する
ものである。
［従来の技術］ 周知のごとく、MR素子は高い出力が得られ、その出力
が素子と記録媒体との相対速度に依存しないため、小型
高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応用が期待さ
れている。しかし、MR素子を磁気記録の信号再生用ヘッ
ドとして実用化するためには、２つの基本的な要請を満
足する必要がある。
が素子と記録媒体との相対速度に依存しないため、小型
高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応用が期待さ
れている。しかし、MR素子を磁気記録の信号再生用ヘッ
ドとして実用化するためには、２つの基本的な要請を満
足する必要がある。
まず第１点は、MR素子を磁気記憶媒体に書き込まれた
磁気的情報に対して線形応答させることである。このた
め、MRヘッドはMR素子に流すセンス電流ＩとMR素子の磁
化Ｍのなす角度θ（以下、バイアス角度と呼ぶ）を所定
の値（望ましくは45度）に設定するようセンス電流と直
交する方向にバイアス磁界を加える必要がある。
磁気的情報に対して線形応答させることである。このた
め、MRヘッドはMR素子に流すセンス電流ＩとMR素子の磁
化Ｍのなす角度θ（以下、バイアス角度と呼ぶ）を所定
の値（望ましくは45度）に設定するようセンス電流と直
交する方向にバイアス磁界を加える必要がある。
上述のバイアス手段としては種々の方法が開示されて
いる。例えば、米国特許3864751号明細書には軟磁性バ
イアス補助層とMR素子が絶縁層を挟んで積層された構造
が開示されている。引例においては、MR素子にセンス電
流を供給して軟磁性バイアス補助層を磁化するととも
に、軟磁性バイアス補助層が発生する磁界でMR素子にバ
イアス磁界を印加する方法が示されている。
いる。例えば、米国特許3864751号明細書には軟磁性バ
イアス補助層とMR素子が絶縁層を挟んで積層された構造
が開示されている。引例においては、MR素子にセンス電
流を供給して軟磁性バイアス補助層を磁化するととも
に、軟磁性バイアス補助層が発生する磁界でMR素子にバ
イアス磁界を印加する方法が示されている。
また、他のバイアス手段として実開昭60−159518号公
報には、非晶質軟磁性バイアス補助層とMR素子が非磁性
導体層を挟んで積層された構造が開示されている。この
構成では、非晶質軟磁性バイアス補助層の比抵抗がMR素
子の比抵抗に比較して著しく高いので、センス電流の大
部分がMR素子を流れ、実効的に非晶質軟磁性バイアス補
助層とMR素子が絶縁されている構成と同等のバイアス効
果が得られる。更に、このバイアス方法では、非晶質軟
磁性バイアス補助層とMR素子の絶縁を保つ必要がないた
め、非磁性導体層の膜厚を薄くした、コンパクトなMRヘ
ッドが形成される。
報には、非晶質軟磁性バイアス補助層とMR素子が非磁性
導体層を挟んで積層された構造が開示されている。この
構成では、非晶質軟磁性バイアス補助層の比抵抗がMR素
子の比抵抗に比較して著しく高いので、センス電流の大
部分がMR素子を流れ、実効的に非晶質軟磁性バイアス補
助層とMR素子が絶縁されている構成と同等のバイアス効
果が得られる。更に、このバイアス方法では、非晶質軟
磁性バイアス補助層とMR素子の絶縁を保つ必要がないた
め、非磁性導体層の膜厚を薄くした、コンパクトなMRヘ
ッドが形成される。
次に第２点は、再生信号のノイズの主因となり、再生
信号の再現性を低下させるバルクハウゼンノイズを抑制
することである。バルクハウゼンノイズの原因は、MR素
子端部での反磁界によって生じる磁壁の移動であると考
えられる。このため、MR素子部を単磁区化して磁壁をな
くす方法が数多く提案されているが、主なものは文献ザ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（The
Journal of Applied Phisics）,1984年，第55巻2226ペ
ージに示されている次の２つの方法である。
信号の再現性を低下させるバルクハウゼンノイズを抑制
することである。バルクハウゼンノイズの原因は、MR素
子端部での反磁界によって生じる磁壁の移動であると考
えられる。このため、MR素子部を単磁区化して磁壁をな
くす方法が数多く提案されているが、主なものは文献ザ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（The
Journal of Applied Phisics）,1984年，第55巻2226ペ
ージに示されている次の２つの方法である。
即ち第１は、MR素子部の長さを長くしたり、MR素子の
長さと幅の比率を大きくして形状異方性によって単磁区
化を図る方法である。第２には、MR素子の両端に硬磁性
材料や反磁性材料を形成して、硬磁性材料からの静磁界
や反強磁性材料の交換相互作用によってセンス電流方向
にバイアス磁界を加える方法である。
長さと幅の比率を大きくして形状異方性によって単磁区
化を図る方法である。第２には、MR素子の両端に硬磁性
材料や反磁性材料を形成して、硬磁性材料からの静磁界
や反強磁性材料の交換相互作用によってセンス電流方向
にバイアス磁界を加える方法である。
［発明が解決しようとする課題］ しかし、MR素子の長さを長くする方法は、磁気ヘッド
の場合にはトラック幅を大きくすることになり、高密度
磁気記録の再生用ヘッドとして用いる場合には不適当で
あるといった問題点があった。また、硬磁性材料や反強
磁性材料によってバイアス磁界を加える場合には、MR素
子の両端部にのみこれらの材料が存在するようにパター
ン形成する必要がある。これは、MR素子全体にセンス電
流方向のバイアス磁界が加わると、先に述べた線形応答
性を得るためにセンス電流と直交する方向に印加してい
るバイアス磁界を打ち消すことになるからである。しか
し、このパターン形成はMRヘッド製造工程を複雑にする
ばかりではなく、新たなバイアス層の厚さだけMRヘッド
が厚くなってしまったり、パターン形成部の段差によっ
てMR素子の特性を劣化させてしまうといった問題点があ
った。
の場合にはトラック幅を大きくすることになり、高密度
磁気記録の再生用ヘッドとして用いる場合には不適当で
あるといった問題点があった。また、硬磁性材料や反強
磁性材料によってバイアス磁界を加える場合には、MR素
子の両端部にのみこれらの材料が存在するようにパター
ン形成する必要がある。これは、MR素子全体にセンス電
流方向のバイアス磁界が加わると、先に述べた線形応答
性を得るためにセンス電流と直交する方向に印加してい
るバイアス磁界を打ち消すことになるからである。しか
し、このパターン形成はMRヘッド製造工程を複雑にする
ばかりではなく、新たなバイアス層の厚さだけMRヘッド
が厚くなってしまったり、パターン形成部の段差によっ
てMR素子の特性を劣化させてしまうといった問題点があ
った。
本発明は以上述べたような従来の課題を解決するため
になされたもので、簡便な工程でバルクハウゼンノイズ
のない、高性能のMRヘッドを製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
になされたもので、簡便な工程でバルクハウゼンノイズ
のない、高性能のMRヘッドを製造する方法を提供するこ
とを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、強磁性磁気抵抗効果素子と非晶質軟磁性体
層とが非磁性導体層を介して積層された構造を有する磁
気抵抗効果ヘッドの製造方法において、非晶質軟磁性体
層に直流の磁界を加えつつ、該非晶質軟磁性体層の端部
近傍にレーザ光を照射して加熱後冷却し、該照射部分を
結晶化する工程を備えてなることを特徴とする磁気抵抗
効果ヘッドの製造方法である。
層とが非磁性導体層を介して積層された構造を有する磁
気抵抗効果ヘッドの製造方法において、非晶質軟磁性体
層に直流の磁界を加えつつ、該非晶質軟磁性体層の端部
近傍にレーザ光を照射して加熱後冷却し、該照射部分を
結晶化する工程を備えてなることを特徴とする磁気抵抗
効果ヘッドの製造方法である。
以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明のMRヘッドの製造方法を工程順に示す
部分斜視図である。まず、ガラス、フェライト等からな
る表面の滑らかな絶縁性基板１上にNiFe合金やNiCo合金
等の磁気抵抗効果の大きい軟磁性材料をスパッタ法や真
空蒸着法で成膜してMR素子層２を形成する（第１図
（ａ））。次に、MR素子層２上にスパッタ法あるいは蒸
着法により、Ti,Mo,Cr,Ta等よりなる非磁性導体層３を
形成する（第１図（ｂ））。更に、非磁性導体層３上に
CoZr,CoZrNb,CoZrMo,CoZrTa,CoTa等の非晶質軟磁性材料
からなるバイアス補助層４をスパッタ法で形成する（第
１図（ｃ））。これら３層の積層体を所定の形状にパタ
ーン形成した後（第１図（ｄ））、MR素子のセンス電流
方向に直流の磁界を加えながらバイアス補助層４の一部
にレーザ光６を照射して、非晶質材料の結晶化温度以上
に加熱した後自然冷却し、レーザ光６を照射した部分4a
を結晶化させる（第１図（ｅ））。最後にバイアス補助
層上に電極５を形成する（第１図（ｆ））。
部分斜視図である。まず、ガラス、フェライト等からな
る表面の滑らかな絶縁性基板１上にNiFe合金やNiCo合金
等の磁気抵抗効果の大きい軟磁性材料をスパッタ法や真
空蒸着法で成膜してMR素子層２を形成する（第１図
（ａ））。次に、MR素子層２上にスパッタ法あるいは蒸
着法により、Ti,Mo,Cr,Ta等よりなる非磁性導体層３を
形成する（第１図（ｂ））。更に、非磁性導体層３上に
CoZr,CoZrNb,CoZrMo,CoZrTa,CoTa等の非晶質軟磁性材料
からなるバイアス補助層４をスパッタ法で形成する（第
１図（ｃ））。これら３層の積層体を所定の形状にパタ
ーン形成した後（第１図（ｄ））、MR素子のセンス電流
方向に直流の磁界を加えながらバイアス補助層４の一部
にレーザ光６を照射して、非晶質材料の結晶化温度以上
に加熱した後自然冷却し、レーザ光６を照射した部分4a
を結晶化させる（第１図（ｅ））。最後にバイアス補助
層上に電極５を形成する（第１図（ｆ））。
［作用］ 以下に本発明の作用を簡単に説明する。
第２図は本発明のMRヘッドの構造を示す斜視図であ
る。バイアス補助層４の材料であるCo系の合金材料は、
スパッタ法で成膜した時には非晶質であり、保磁力1 Oe
以下の優れた軟磁性を有する。しかし、この材料を結晶
化温度以上に加熱してから徐冷すると結晶化し、Coの大
きな結晶磁気異方性による保磁力が数10 Oeから数100 O
eの硬磁性材料となる。また、この加熱冷却の過程で直
流磁界を印加すると、その磁界方向を容易軸とする１軸
性の誘導磁気異方性を生じる。
る。バイアス補助層４の材料であるCo系の合金材料は、
スパッタ法で成膜した時には非晶質であり、保磁力1 Oe
以下の優れた軟磁性を有する。しかし、この材料を結晶
化温度以上に加熱してから徐冷すると結晶化し、Coの大
きな結晶磁気異方性による保磁力が数10 Oeから数100 O
eの硬磁性材料となる。また、この加熱冷却の過程で直
流磁界を印加すると、その磁界方向を容易軸とする１軸
性の誘導磁気異方性を生じる。
本発明のMRヘッドのバイアス補助層４は、MR素子層２
が動作する電極の間の部分4bでは成膜時の軟磁性のまま
であり、センス電流によって生じる磁界によってセンス
電流と直交する方向に磁化し、MR素子部にはセンス電流
と直交する方向のバイアス磁界を発生する。これによっ
てMRヘッドは外部磁界に対して線形応答をする。
が動作する電極の間の部分4bでは成膜時の軟磁性のまま
であり、センス電流によって生じる磁界によってセンス
電流と直交する方向に磁化し、MR素子部にはセンス電流
と直交する方向のバイアス磁界を発生する。これによっ
てMRヘッドは外部磁界に対して線形応答をする。
一方、MR素子の両端のレーザ光照射部分4aでは、バイ
アス補助層はセンス電流方向に磁化した硬磁性体となっ
ている。MR素子はその両端で4aからの静磁界を受けるた
めに単磁区構造が安定化され、バルクハウゼンノイズを
生じない。
アス補助層はセンス電流方向に磁化した硬磁性体となっ
ている。MR素子はその両端で4aからの静磁界を受けるた
めに単磁区構造が安定化され、バルクハウゼンノイズを
生じない。
さらに、加熱の方法として、集束したレーザ光を用い
ることによって、特定の部分のみを選択的に結晶化して
硬磁性材料とすることができるため、新たに硬磁性材料
を成膜してパターン形成する方法と比較して、製造工程
を簡略化することができる。
ることによって、特定の部分のみを選択的に結晶化して
硬磁性材料とすることができるため、新たに硬磁性材料
を成膜してパターン形成する方法と比較して、製造工程
を簡略化することができる。
［実施例］ 次に本発明の実施例について詳細に説明する。
実施例1,比較例１ ガラス基板上に、真空蒸着法を用いてMR素子となる膜
厚400Åのパーマロイ（Ni 82％−Fe 18％，重量％）層
を成膜した。次に、同じく真空蒸着法を用いて、非磁性
導体となる膜厚200ÅのTi膜を前記パーマロイ層上に成
膜した。さらにCoZrMoの合金ターゲットを用いたArガス
中でのRFスパッタ法により厚さ500Åのバイアス補助層
を形成した。その後、この積層体上に所定のフォトレジ
ストパターンを形成し、Arガス雰囲気でイオンエッチン
グを行い、長さ50μｍ、幅５μｍの矩形状のパターンに
加工した。
厚400Åのパーマロイ（Ni 82％−Fe 18％，重量％）層
を成膜した。次に、同じく真空蒸着法を用いて、非磁性
導体となる膜厚200ÅのTi膜を前記パーマロイ層上に成
膜した。さらにCoZrMoの合金ターゲットを用いたArガス
中でのRFスパッタ法により厚さ500Åのバイアス補助層
を形成した。その後、この積層体上に所定のフォトレジ
ストパターンを形成し、Arガス雰囲気でイオンエッチン
グを行い、長さ50μｍ、幅５μｍの矩形状のパターンに
加工した。
次に、この矩形ａパターンの長さ方向に100 Oeの直流
磁界を印加しながら矩形パターンの中心から両側それぞ
れ10μｍの位置に、レンズによってパターン上での直径
を約５μｍ径に集束した出力100mWのHe−Neレーザ光を1
0μ秒間照射した後自然冷却させた。この時、基板は送
り精度0.1μｍのXYステージ上に保持し、顕微鏡でレー
ザ光の照射位置を制御した。次いで、前述の積層体にセ
ンス電流を供給する電極をTiとAuの積層膜を用いて形成
し、MRヘッドを作製した。この時、電極の位置は矩形パ
ターンの中心から両側５μｍとし、電極の間隔は10μｍ
とした。
磁界を印加しながら矩形パターンの中心から両側それぞ
れ10μｍの位置に、レンズによってパターン上での直径
を約５μｍ径に集束した出力100mWのHe−Neレーザ光を1
0μ秒間照射した後自然冷却させた。この時、基板は送
り精度0.1μｍのXYステージ上に保持し、顕微鏡でレー
ザ光の照射位置を制御した。次いで、前述の積層体にセ
ンス電流を供給する電極をTiとAuの積層膜を用いて形成
し、MRヘッドを作製した。この時、電極の位置は矩形パ
ターンの中心から両側５μｍとし、電極の間隔は10μｍ
とした。
また、レーザ光の照射工程を省略した以外は実施例１
とまったく同様の工程でMRヘッドを作製し、比較例１と
した。
とまったく同様の工程でMRヘッドを作製し、比較例１と
した。
以上のようなMRヘッドにセンス電流10mAを流して外部
磁界を印加し、電気抵抗−磁界曲線を測定した。上記２
つのMRヘッドの外部磁界に対する規格化感度は２つのヘ
ッドとも0.03/Oeとほぼ同じ値であったが、実施例１の
ヘッドではバルクハウゼンノイズはまったく認められな
かったのに対して、比較例１のヘッドではバルクハウゼ
ンノイズが観測された。この結果から明らかなように、
本発明の製造方法を用いて作製したMRヘッドはバルクハ
ウゼンノイズが認められず、優れた性能を有している。
磁界を印加し、電気抵抗−磁界曲線を測定した。上記２
つのMRヘッドの外部磁界に対する規格化感度は２つのヘ
ッドとも0.03/Oeとほぼ同じ値であったが、実施例１の
ヘッドではバルクハウゼンノイズはまったく認められな
かったのに対して、比較例１のヘッドではバルクハウゼ
ンノイズが観測された。この結果から明らかなように、
本発明の製造方法を用いて作製したMRヘッドはバルクハ
ウゼンノイズが認められず、優れた性能を有している。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の方法によればバルクハ
ウゼンノイズの無い磁気抵抗効果ヘッドを簡単な工程で
得られるという効果がある。また本発明の製造方法は、
単に磁界の強度を測定する磁界センサの製造方法にも適
用することができる。
ウゼンノイズの無い磁気抵抗効果ヘッドを簡単な工程で
得られるという効果がある。また本発明の製造方法は、
単に磁界の強度を測定する磁界センサの製造方法にも適
用することができる。
第１図は本発明の方法を工程順に示す部分斜視図、第２
図は本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す斜視図で
ある。 １……絶縁性基板、２……MR素子層 ３……非磁性導体層、４……バイアス補助層 4a……レーザ光照射部分、５……電極 ６……レーザ光
図は本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す斜視図で
ある。 １……絶縁性基板、２……MR素子層 ３……非磁性導体層、４……バイアス補助層 4a……レーザ光照射部分、５……電極 ６……レーザ光
Claims (1)
- 【請求項１】強磁性磁気抵抗効果素子と非晶質軟磁性体
層とが非磁性導体層を介して積層された構造を有する磁
気抵抗効果ヘッドの製造方法において、非晶質軟磁性体
層に直流の磁界を加えつつ、該非晶質軟磁性体層の端部
近傍にレーザ光を照射して加熱後冷却し、該照射部分を
結晶化する工程を備えてなることを特徴とする磁気抵抗
効果ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24504289A JP2833047B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24504289A JP2833047B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03108112A JPH03108112A (ja) | 1991-05-08 |
| JP2833047B2 true JP2833047B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=17127716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24504289A Expired - Lifetime JP2833047B2 (ja) | 1989-09-22 | 1989-09-22 | 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833047B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5712751A (en) * | 1994-03-17 | 1998-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic sensor and magnetic recording-reproducing head and magnetic recording-reproducing apparatus using same |
| JP5207897B2 (ja) | 2008-09-19 | 2013-06-12 | ユニ・チャーム株式会社 | 搬送ローラ、ローラ製造方法 |
| KR101066219B1 (ko) * | 2009-01-06 | 2011-09-21 | 유용승 | 산업용 롤러 |
-
1989
- 1989-09-22 JP JP24504289A patent/JP2833047B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03108112A (ja) | 1991-05-08 |
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