JP3082003B2 - 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法

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JP3082003B2 JP03215210A JP21521091A JP3082003B2 JP 3082003 B2 JP3082003 B2 JP 3082003B2 JP 03215210 A JP03215210 A JP 03215210A JP 21521091 A JP21521091 A JP 21521091A JP 3082003 B2 JP3082003 B2 JP 3082003B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ディスク装置に
用いられる薄膜磁気ヘッド、特に磁気抵抗効果型ヘッド
に関するものである。近年、コンピュータシステムの外
部記憶装置である磁気ディスク装置の大容量化に伴い、
高性能な磁気ヘッドが要求されている。この要求を満足
するものとして、磁気ディスクの回転速度に依存せず高
出力が得られる磁気抵抗効果型ヘッドが注目されてい
る。
【0002】
【従来の技術】従来の磁気抵抗効果型ヘッドは、図12
に示すような構造となっている。すなわち、8はNiF
eなどの磁気抵抗効果を有する被膜からなる長方形状の
磁気抵抗効果素子、9はこの磁気抵抗効果素子8に一定
のセンス電流Jを流すための金(Au)膜などからなる引
出し導体層、10a,10bは磁気シールド層である。
前記磁気抵抗効果素子8は、その長手方向(Y軸方向)
に磁化容易軸方向が一致するように長方形状に形成され
ている。前記引出し導体層9は、磁気抵抗効果素子8の
長手方向に対して所定幅(トラック幅に相当)で切除さ
れて、磁気抵抗効果素子8の両端部に接合している。
【0003】磁気抵抗効果素子8と引出し導体層9は、
2つの磁気シールド層10a,10b間(再生ギャップ
に相当)に配置されるが、非磁性絶縁層(図示せず)を
介して磁気シールド層10a,10bと電気的に絶縁さ
れている。磁気抵抗効果素子8に流す一定電流すなわち
センス電流Jは引出し導体層9を通して磁気抵抗効果素
子8に流れ、引出し導体層9によって画定される長方形
の信号検出領域8aに流れる。そして、磁気ディスクは
磁気抵抗効果型ヘッドの下をX軸方向に移動し、磁気抵
抗効果型ヘッドは、磁気ディスクに残留磁化の形で記録
された情報の信号磁界を、信号検出領域8aで受けて抵
抗変化として検知する。
【0004】またこの場合、センス電流Jは、信号磁界
に対して磁気抵抗効果型ヘッドの再生を線型化するため
にも利用されている。すなわち、磁気抵抗効果素子8
は、一方の磁気シールド層10aに近接させて配置さ
れ、センス電流によって磁化された磁気シールド層10
aの表面からの漏洩磁界によって、磁気抵抗効果素子8
の長手方向と直交する方向(高さ方向)にバイアス磁界
が印加される(このバイアス方式をセルフバイアス法と
いう)。
【0005】また、従来の磁気抵抗効果素子の形状で
は、磁化容易軸(Y軸方向)の磁化方向に対して磁気抵
抗効果素子が有限長であるため、磁気抵抗効果素子の端
部に磁極(N、S極)が生じ、磁気抵抗効果素子の内部
には磁化方向とは反対向きの磁界すなわち反磁界が発生
する。このため磁気抵抗効果素子は、反磁界によって誘
起された静磁エネルギーを下げるために、図13に示す
ようないくつかの磁区がループ状に分割された磁区構造
を示し、その磁区の境界には磁壁11が生じている。
【0006】一般に磁気抵抗効果素子においては、成膜
の不完全さから結晶粒界、格子欠陥、不純物介在などの
不均一性があるために、従来の磁気抵抗効果型ヘッドで
は、磁気ディスクからの信号磁界に対して磁壁が引掛か
りながら移動し、磁化回転が不連続となって再生波形に
はバルクハウゼン雑音が生じるという問題があった。こ
のバルクハウゼン雑音を抑制するには、磁気抵抗効果素
子の磁化方向を揃えて単磁区化することが有効である。
【0007】そこで図14に示すように、磁気抵抗効果
素子8の両端部に、例えばFeMnなどの反強磁性体層
12を積層することにより、図15に示すように、磁気
交換結合作用によって磁気抵抗効果素子8の単磁区化を
行うことが提案された。この反強磁性体層12を磁気抵
抗効果素子8の両端部に積層すると、この積層された両
端部のみでなく、中央部の信号検出領域8aにおいても
単磁区状態が得られるように作用することも分ってい
る。
【0008】そして、このような磁気抵抗効果素子8の
両端部に反強磁性体層12を設けた構造を得るために
は、磁気抵抗効果素子8の両端部を除く全面をフォトレ
ジストなどのマスク材料で覆い、このマスク材料が除か
れた磁気抵抗効果素子8の両端部を含む全面に反強磁性
体層12を形成し、その後、マスク材料を除去すること
により、磁気抵抗効果素子8の両端部に反強磁性体層1
2が形成され、マスク材料の上の反強磁性体層は、マス
ク材料の除去と共に除去される(この方法は一般にリフ
トオフ法と呼ばれている)。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
方法により、磁気抵抗効果素子8の両端部に反強磁性体
層12を設ける場合には、フォトレジストなどのマスク
材料の形成プロセス中は、磁気抵抗効果素子8の表面は
大気中にさらされており、従って、磁気抵抗効果素子8
の表面に酸化膜が形成されているため、磁気抵抗効果素
子8の両端部の上に反強磁性体層12を積層しても、そ
の酸化膜のために、磁気抵抗効果素子8の両端部に、反
強磁性体層12との磁気交換結合作用によって、磁気抵
抗効果素子8の単磁区化を行うバイアス磁界が発生せ
ず、単磁区化を行うことができないという問題があっ
た。
【0010】この発明は、このような従来の問題点に鑑
み、磁気抵抗効果素子の表面に酸化膜が存在するような
状況においても、反強磁性体層により磁気抵抗効果素子
の両端部を単磁区構造とするために十分なバイアス磁界
を安定して得られるような製造方法を提供することを目
的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、この発明は、磁気記録媒体に残留磁化の形で記録さ
れた情報を、磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子に
よってその抵抗変化として読取る磁気抵抗効果型ヘッド
の製造方法であって、所定形状の磁気抵抗効果素子1を
形成する工程と、前記磁気抵抗効果素子1の両端部1
a,1aを除く部分にマスク材料(フォトレジスト)3
を形成する工程と、このマスク材料3が形成されていな
い磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1aに軟磁性体層
4と磁気抵抗効果素子1を単磁区化するための反強磁性
体層5とをこの順で連続して形成する工程とよりなるこ
とを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法とした
ものである。
【0012】
【作用】この発明においては、磁気抵抗効果素子1の両
端部1a,1aに真空蒸着技術により軟磁性体層4を形
成し、その軟磁性体層4の形成と同一真空中でこの軟磁
性体層4の上に磁気抵抗効果素子1を単磁区化するため
の反強磁性体層5を形成するから、磁気抵抗効果素子1
の両端部1a,1aの表面に酸化膜が生成していても、
反強磁性体層5は磁気抵抗効果素子1を単磁区化するに
十分なバイアス磁界を、磁気抵抗効果素子1の両端部1
a,1aに及ぼすものである。
【0013】
【実施例】以下、この発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製
造方法の実施例を各工程毎に説明する。先ず、図1は、
真空蒸着技術により膜厚500Å程度のNiFeなどか
らなる磁気抵抗効果素子1を、基板2の上に形成した磁
気シールド層7aの上に、磁化容易軸が長手方向に一致
するように長方形に形成する工程の断面図である。図2
は図1を上から見た平面図である。
【0014】図3は、フォトリソグラフィ技術によって
前記磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1aを除く部分
をマスクするマスク材料(フォトレジスト)3を形成す
る工程の断面図である。図4は図3を上から見た平面図
である。
【0015】図5は、前記マスク材料3が形成されてな
い磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1aの上、および
磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1a以外のマスク材
料3の上に、真空蒸着技術により膜厚100Å程度のN
iFeなどの軟磁性体層4を形成する工程の断面図であ
る。図6は図5を上から見た平面図である。
【0016】図7は、前記軟磁性体層4の上に真空蒸着
技術により、同一真空中で膜厚500Å程度のFeMn
などの反強磁性体層5を形成する工程の断面図である。
図8は図7を上から見た平面図である。
【0017】図9は前記マスク材料3をアセトンなどの
有機溶剤などで除去して、磁気抵抗効果素子1の両端部
1a,1aの上に反強磁性体層5を形成する工程の断面
図である。図10は図9を上から見た平面図である。以
上のようにして、磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1
aの上に反強磁性体層5を被膜形成することができる。
【0018】図11はこの発明により製造された磁気抵
抗効果型ヘッドの斜視図であり、1は磁気抵抗効果素
子、4は軟磁性体層、5は反強磁性体層、6a,6bは
引出し導体層、7a,7bは磁気シールド層である。こ
の磁気抵抗効果型ヘッドは、その磁気抵抗効果素子1の
両端部1a,1aの表面に反強磁性体層5が形成されて
いるので、この反強磁性体層5の磁化(磁気モーメン
ト)が、磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1aに磁気
交換結合作用を及ぼし、磁気抵抗効果素子1は単磁区構
造となっているので、バルクハウゼン雑音を発生しな
い。
【0019】この発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法は、磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1aの表面に
反強磁性体層5を形成する際に、その前に同一真空中で
軟磁性体層4を形成した後に、その上に反強磁性体層5
を形成することにより、磁気抵抗効果素子1の両端部1
a,1aの表面に酸化被膜があっても、前記反強磁性体
層5の磁化が、磁気抵抗効果素子1の両端部1a,1a
に磁気交換結合作用を及ぼすことができる。
【0020】前記実施例においては、軟磁性体層の材料
として磁気抵抗効果素子1と同じ材質のNiFe膜とし
たが、これを磁気抵抗効果素子1とは異なる例えばCo
ZrCr膜などを用いてもよい。また、反強磁性体層5
としてはFe2 3 膜などのフェリ磁性材料、CoP膜
などの永久磁石材料を用いてもよい。
【0021】また、前記実施例においては、磁気抵抗効
果型ヘッドの再生の線型化方式にはセルフバイアス法を
用いているが、この発明はこの線型化方式について特に
制限しない。すなわち、磁気抵抗効果型ヘッドの再生の
線型化を実現する他の磁気バイアス方式としては、シャ
ントバイアス法、永久磁石バイアス法、電流バイアス
法、バーバーポールバイアス法など、いずれであっても
良いことはいうまでもない。
【0022】
【発明の効果】この発明の磁気抵抗効果型ヘッドの製造
方法は、磁気記録媒体に残留磁化の形で記録された情報
を、磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子によってそ
の抵抗変化として読取る磁気抵抗効果型ヘッドの製造方
法であって、所定形状の磁気抵抗効果素子を形成する工
程と、前記磁気抵抗効果素子の両端部を除く部分にマス
ク材料を形成する工程と、このマスク材料が形成されて
いない磁気抵抗効果素子の両端部に軟磁性体層と磁気抵
抗効果素子を単磁区化するための反強磁性体層とを、こ
の順で連続して形成する工程とよりなることを特徴とす
る磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法としたものであり、
すなわち、磁気抵抗効果素子の両端部に、この磁気抵抗
効果素子の磁区構造を単磁区化するため、磁気抵抗効果
素子の両端部に、反強磁性体層を形成する直前に、軟磁
性体層を形成し、その上に反強磁性体層を形成するか
ら、磁気抵抗効果素子の両端部の表面に酸化膜が生成し
ていても、反強磁性体層は、磁気抵抗効果素子の両端部
に磁気交換結合作用によって磁気抵抗効果素子を単磁区
化するに十分なバイアス磁界を、磁気抵抗効果素子の両
端部に及ぼすことができるものである。従って、この磁
気抵抗効果素子を用いた磁気抵抗効果型ヘッドは、磁区
構造が単磁区化しているので、磁気ディスクからの信号
磁界を、この磁気抵抗効果型ヘッドで再生した場合、そ
の再生波形にバルクハウゼン雑音を生じることがなくな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例における磁気抵抗効果素子を
形成する工程を示す断面図である。
【図2】図1を上から見た平面図である。
【図3】この発明の実施例におけるフォトレジストを形
成する工程を示す断面図である。
【図4】図3を上から見た平面図である。
【図5】この発明の実施例における磁気抵抗効果素子の
両端部に軟磁性体層を形成する工程を示す断面図であ
る。
【図6】図5を上から見た平面図である。
【図7】この発明の実施例における磁気抵抗効果素子の
両端に反強磁性体層を形成する工程を示す断面図であ
る。
【図8】図7を上から見た平面図である。
【図9】この発明の実施例におけるフォトレジストを除
去する工程を示す断面図である。
【図10】図9を上から見た平面図である。
【図11】この発明により製造された磁気抵抗効果型ヘ
ッドの概略の斜視図である。
【図12】従来の磁気抵抗効果型ヘッドの概略を示す斜
視図である。
【図13】従来の磁気抵抗効果素子がループ状の磁区に
分割されている状態を示す斜視図である。
【図14】従来の他の磁気抵抗効果型ヘッドの概略の斜
視図である。
【図15】磁気抵抗効果素子に反強磁性体層を積層して
磁気交換結合作用が行われる状態の図である。
【符号の説明】
1 磁気抵抗効果素子 1a,1a 両端部 2 基板 3 マスク材料 4 軟磁性体層 5 反強磁性体層 6a,6b 引出し導体層 7a,7b 磁気シールド層 8 磁気抵抗効果素子 8a 信号検出領域 9 引出し導体層 10a,10b 磁気シールド層 11 磁壁 12 反強磁性体層

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】磁気記録媒体に残留磁化の形で記録された
    情報を、磁気抵抗効果を有する磁気抵抗効果素子によっ
    てその抵抗変化として読取る磁気抵抗効果型ヘッドの製
    造方法であって、 所定形状の磁気抵抗効果素子(1)を形成する工程と、
    前記磁気抵抗効果素子(1)の両端部(1a,1a)を
    除く部分にマスク材料(3)を形成する工程と、このマ
    スク材料(3)が形成されていない磁気抵抗効果素子
    (1)の両端部(1a,1a)に軟磁性体層(4)と磁
    気抵抗効果素子(1)を単磁区化するための反強磁性体
    層(5)とをこの順で連続して形成する工程とよりなる
    ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法。
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