JP3260740B1 - 磁気抵抗効果装置の製造方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果装置の製造方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法

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Abstract

【要約】 【課題】 高い出力および高い動作の安定性が得られる
磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドを安定して製造
する。 【解決手段】 磁気抵抗効果装置は、ＭＲ素子と、ＭＲ
素子に対して縦バイアス磁界を印加する２つのバイアス
磁界印加層２７と、各バイアス磁界印加層２７の一方の
面に隣接し、且つＭＲ素子の一方の面に部分的に重なる
ように配置された２つの電極層６とを備えている。ＭＲ
素子は軟磁性層２５の上に配置された保護層２６を有し
ている。磁気抵抗効果装置の製造方法では、予め、保護
層２６の上に、後の工程で除去される被覆層を形成して
おき、電極層６を形成する前に、被覆層の上面側の一部
が自然酸化されて形成された酸化層および被覆層をエッ
チングによって除去する。また、電極層６を形成した後
に、２つの電極層６の間の領域における保護層２６を酸
化させることによって高抵抗層３１を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果素子
を有する磁気抵抗効果装置の製造方法および磁気抵抗効
果素子を有する薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ハードディスク装置の面記録密度
の向上に伴って、薄膜磁気ヘッドの性能向上が求められ
ている。薄膜磁気ヘッドとしては、基板に対して、読み
出し用の磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ（Magneto-resi
stive）素子とも記す。）を有する再生ヘッドと書き込
み用の誘導型電磁変換素子を有する記録ヘッドとを積層
した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられてい
る。
【０００３】ＭＲ素子としては、異方性磁気抵抗（Anis
otropic Magneto-resistive）効果を用いたＡＭＲ素子
や、巨大磁気抵抗（Giant Magneto-resistive ）効果を
用いたＧＭＲ素子や、トンネル磁気抵抗（Tunnel-type
Magnetoresistive）効果を用いたＴＭＲ素子等がある。
【０００４】再生ヘッドの特性としては、高感度および
高出力であることが要求される。この要求を満たす再生
ヘッドとして、既に、スピンバルブ型ＧＭＲ素子を用い
たＧＭＲヘッドが量産されている。
【０００５】スピンバルブ型ＧＭＲ素子は、一般的に
は、互いに反対側を向く２つの面を有する非磁性層と、
この非磁性層の一方の面に隣接するように配置された軟
磁性層と、非磁性層の他方の面に隣接するように配置さ
れた強磁性層と、この強磁性層における非磁性層とは反
対側の面に隣接するように配置された反強磁性層とを有
している。軟磁性層は、信号磁界に応じて磁化の方向が
変化する層であり、フリー層と呼ばれる。強磁性層は、
反強磁性層からの磁界によって、磁化の方向が固定され
た層であり、ピンド層と呼ばれる。
【０００６】再生ヘッドの特性としては、更に、バルク
ハウゼンノイズが小さいことが要求される。バルクハウ
ゼンノイズは、ＭＲ素子における磁区の磁壁の移動に起
因して発生するノイズである。このバルクハウゼンノイ
ズが発生すると、出力が急激に変化するため、信号対雑
音比（ＳＮ比）の低下、エラーレートの増加をまねく。
【０００７】バルクハウゼンノイズを低減する手段とし
ては、ＭＲ素子に対して長手方向にバイアス磁界（以
下、縦バイアス磁界とも言う。）を印加することが行わ
れている。ＭＲ素子に対する縦バイアス磁界の印加は、
例えば、ＭＲ素子の両側に、硬磁性層や、強磁性層と反
強磁性層との積層体等によって構成されたバイアス磁界
印加層を配置することによって行われる。
【０００８】ＭＲ素子の両側にバイアス磁界印加層を配
置した構造の再生ヘッドでは、ＭＲ素子に磁気的信号検
出用の電流（以下、センス電流とも言う。）を流すため
の２つの電極層は、バイアス磁界印加層に接するように
配置される。
【０００９】ところで、例えば特開平１１−３１３１３
号公報に記載されているように、ＭＲ素子の両側にバイ
アス磁界印加層を配置すると、ＭＲ素子においてバイア
ス磁界印加層に隣接する端部近傍に、バイアス磁界印加
層からの磁界によって磁化の方向が固定されて信号磁界
を感知することができない領域（以下、不感領域と言
う。）が生じることが知られている。スピンバルブ型Ｇ
ＭＲ素子では、上記不感領域はフリー層において生じ
る。
【００１０】そのため、電極層をＭＲ素子に重ならない
ように配置した場合には、センス電流が不感領域を通過
するため、再生ヘッドの出力が低下するという問題があ
った。
【００１１】この問題を解決するために、特開平８−４
５０３７号公報、特開平９−２８２６１８号公報、特開
平１１−３１３１３号、特開２０００−７６６２９号公
報等に示されるように、電極層をＭＲ素子に部分的に重
なる（以下、オーバーラップすると言う。）ように配置
することが行われている。
【００１２】このように、再生ヘッドを、ＭＲ素子の両
側にバイアス磁界印加層を配置すると共に電極層をＭＲ
素子にオーバーラップするように配置した構造（以下、
電極層オーバーラップ構造と言う。）とすることによっ
て、再生ヘッドの出力の低下を防止しながら、バルクハ
ウゼンノイズを低減することが可能になる。
【００１３】一方で、スピンバルブ型ＧＭＲ素子を用い
た再生ヘッドを高感度化するために、スピンバルブ型Ｇ
ＭＲ素子を構成するスピンバルブ膜の改良も種々提案さ
れている。そのうち、次世代のスピンバルブ膜として期
待されているものとして、スペキュラースピンバルブ膜
と呼ばれるものがある。スペキュラースピンバルブ膜
は、フリー層の非磁性層とは反対側の面に隣接するよう
に高抵抗層を配置した構造のスピンバルブ膜である（田
中厚志，他，“微細化プロセス技術と狭リードコア幅ヘ
ッド試作開発”，超先端電子技術開発機構第二研究部，
第９回研究報告会，平成１２年８月２９日，第６５〜７
６ページ参照）。このスペキュラースピンバルブ膜にお
いて、高抵抗層は電子を鏡面反射させ、これによりスピ
ンバルブ型ＧＭＲ素子の抵抗変化率を大きくする。ま
た、これにより、再生ヘッドの再生出力が増加する。高
抵抗層は、例えば、Ｆｅ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｔａ等の金属の
酸化物で構成される。
【００１４】ここで、上記スペキュラースピンバルブ膜
を用いたＧＭＲ素子を、ピンド層が基板に近く、フリー
層が基板から遠くなるように配置し、電極層オーバーラ
ップ構造を採用した再生ヘッドについて考える。この再
生ヘッドを製造する場合、フリー層の上に高抵抗層を形
成した後に電極層を形成すると、フリー層と電極層との
間に高抵抗層が介在してしまうことになる。そうなる
と、センス電流はバイアス磁界印加層からＧＭＲ素子の
端部へ流れ込むようになるので、再生ヘッドの出力の劣
化と動作の不安定化を招く結果となる。従って、上述の
ようにスペキュラースピンバルブ膜と電極層オーバーラ
ップ構造とを併用した再生ヘッドを製造するためには、
電極層を形成した後に、何らかの方法によって、フリー
層に隣接するように高抵抗層を形成しなければならな
い。
【００１５】スペキュラースピンバルブ膜と電極層オー
バーラップ構造とを併用した再生ヘッドの製造方法とし
ては、次のような方法が考えられる。以下、この製造方
法について、図２０ないし図２８を参照して説明する。
この製造方法では、まず、図２０に示したように、例え
ばスパッタ法によって、下地層１２１、反強磁性層１２
２、ピンド層１２３、非磁性層１２４、軟磁性層（フリ
ー層）１２５および保護層１２６を、この順に形成し、
積層する。下地層１２１および保護層１２６は、それぞ
れ金属材料によって形成される。
【００１６】図２１に示したように、保護層１２６の形
成後、図２０に示した積層体を大気に暴露することで、
保護層１２６の上面側の一部が自然酸化されて、酸化層
１４０が形成される。
【００１７】次に、図２２に示したように、フォトリソ
グラフィーにより、酸化層１４０の上に、酸化層１４０
からピンド層１２３までの部分をパターニングするため
のレジストマスク１４１を形成する。次に、このレジス
トマスク１４１を用いて、例えばイオンミリングによっ
て、酸化層１４０からピンド層１２３までの部分を選択
的にエッチングして、この部分をパターニングする。な
お、このとき、反強磁性層１２２の上面側の一部もエッ
チングされる。
【００１８】次に、図２３に示したように、レジストマ
スク１４１を残したままで、酸化層１４０からピンド層
１２３までの部分の両側の位置において、反強磁性層１
２２の上に２つのバイアス磁界印加層１２７を形成す
る。バイアス磁界印加層１２７は、例えば、下地層１２
７ａ、硬磁性層１２７ｂ、保護層１２７ｃを、この順に
積層した構造になっている。
【００１９】次に、図２４に示したように、レジストマ
スク１４１を剥離する。バイアス磁界印加層１２７まで
形成された積層体を大気に暴露することで、バイアス磁
界印加層１２７の保護層１２７ｃの上面側の一部が自然
酸化されて、酸化層１２８が形成される。
【００２０】次に、図２５に示したように、ドライエッ
チングによって、酸化層１４０を完全に除去する。この
とき同時に、酸化層１２８が除去されると共に、バイア
ス磁界印加層１２７の上面側の一部が除去される。
【００２１】次に、図２６に示したように、バイアス磁
界印加層１２７および保護層１２６の上に、後述する電
極層１０６を構成する材料よりなる導電層１２９を形成
する。導電層１２９は、例えば、下地層１２９ａ、導体
層１２９ｂ、保護層１２９ｃを、この順に積層した構造
になっている。
【００２２】次に、図２７に示したように、例えば反応
性イオンエッチングによって、２つのバイアス磁界印加
層１２７の中間の位置において、所定の幅にわたって導
電層１２９をエッチングして、溝部１３０を形成する。
この溝部１３０によって導電層１２９が２つに分割され
て、２つの電極層１０６が形成される。
【００２３】次に、図２８に示したように、２つの電極
層１０６の間の領域における保護層１２６を酸化させる
酸化処理を行う。これにより、２つの電極層１０６の間
の領域における保護層１２６が高抵抗化されてなる高抵
抗層１３１が形成される。
【００２４】
【発明が解決しようとする課題】図２０ないし図２８に
示した製造方法によれば、電極層１０６を形成した後に
高抵抗層１３１を形成することができる。
【００２５】しかしながら、上記の製造方法では、以下
のような問題点がある。すなわち、上記の製造方法で
は、図２０に示した積層体を大気に暴露することで、図
２１に示したように、保護層１２６の上面側の一部が自
然酸化されて、酸化層１４０が形成される。このときの
酸化層１４０の厚さおよび酸化されずに残った保護層１
２６の厚さは、図２０に示した積層体を大気に暴露した
時間や、暴露したときの温度や湿度等によって変化して
しまう。一方、図２５に示した工程におけるエッチン
グ、すなわち酸化層１４０を完全に除去するためのエッ
チングでは、酸化層１４０と保護層１２６とでエッチン
グレートが異なる。そのため、酸化層１４０の厚さおよ
び保護層１２６の厚さがばらつくと、酸化層１４０の除
去後に残る保護層１２６の厚さがばらつくことになる。
【００２６】図２８に示した工程における酸化処理、す
なわち、２つの電極層１０６の間の領域における保護層
１２６を酸化させて高抵抗層１３１を形成するための酸
化処理では、軟磁性層１２５まで酸化されてしまうと、
軟磁性層１２５の特性の劣化を招き、その結果、再生出
力が低下してしまう。また、保護層１２６の酸化が不十
分な場合には、高抵抗層１３１において良好な電子の鏡
面反射が行われず、その結果、再生出力の増加があまり
望めなくなる。従って、上記酸化処理では、保護層１２
６だけを完全に酸化させることが望ましい。
【００２７】しかしながら、前述のように保護層１２６
の厚さがばらつくと、保護層１２６だけを完全に酸化さ
せようとすると酸化処理の条件を一定にすることができ
ず、酸化処理の条件を一定にすると再生ヘッドの特性が
変化してしまう。
【００２８】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、高い出力および高い動作の安定性が
得られる磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドを安定
して製造できるようにした磁気抵抗効果装置の製造方法
および薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにあ
る。
【００２９】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果装
置の製造方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、互い
に反対側を向く２つの面と、互いに反対側を向く２つの
側部とを有する磁気抵抗効果素子と、磁気抵抗効果素子
の各側部に隣接するように配置され、磁気抵抗効果素子
に対してバイアス磁界を印加する２つのバイアス磁界印
加層と、それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣
接し、且つ磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重な
るように配置され、磁気抵抗効果素子に対して磁気的信
号検出用の電流を流す２つの電極層とを備え、磁気抵抗
効果素子は、互いに反対側を向く２つの面を有する非磁
性層と、非磁性層における電極層側の面に隣接するよう
に配置された軟磁性層と、非磁性層の他方の面に隣接す
るように配置され、磁化の方向が固定されたピンド層
と、ピンド層における非磁性層とは反対側の面に隣接す
るように配置され、ピンド層における磁化の方向を固定
する反強磁性層と、軟磁性層における非磁性層とは反対
側の面に隣接するように配置された導電性の保護層と、
２つの電極層の間の領域における保護層が高抵抗化され
て形成された高抵抗層とを有するものである磁気抵抗効
果装置または薄膜磁気ヘッドを製造する方法である。
【００３０】本発明の本発明の磁気抵抗効果装置の製造
方法または薄膜磁気ヘッドの製造方法は、磁気抵抗効果
素子を構成する反強磁性層、ピンド層、非磁性層、軟磁
性層および保護層を、この順に形成し、保護層の上に、
後の工程で除去される被覆層を形成する工程と、バイア
ス磁界印加層を形成する工程と、被覆層を除去して、保
護層の一方の面を露出させる工程と、保護層の一方の面
に部分的に重なるように、バイアス磁界印加層の上に、
２つの電極層を形成する工程と、２つの電極層の間の領
域における保護層を高抵抗化処理することによって高抵
抗層を形成して、磁気抵抗効果素子を完成させる工程と
を備えたものである。
【００３１】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法では、予め、保護層の上
に、後の工程で除去される被覆層を形成しておき、電極
層を形成する前に被覆層を除去し、電極層を形成した後
に、２つの電極層の間の領域における保護層を高抵抗化
処理することによって高抵抗層を形成する。本発明で
は、高抵抗層を形成する際の保護層の厚さをほぼ一定に
することができ、特性のばらつきの小さい高抵抗層を形
成することができる。
【００３２】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法において、被覆層を除去す
る工程は、エッチングによって被覆層を除去すると共
に、エッチングによって被覆層より飛散する元素を同定
する測定を行い、その測定結果に基づいてエッチングを
停止する位置を制御してもよい。
【００３３】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法において、電極層を形成す
る工程は、バイアス磁界印加層および保護層の上に、電
極層を構成する材料よりなる導電層を形成する工程と、
２つのバイアス磁界印加層の中間の位置において、所定
の幅にわたって導電層をエッチングして溝部を形成し、
この溝部によって導電層を２つに分割して２つの電極層
を形成する工程とを含んでいてもよい。
【００３４】本発明の磁気抵抗効果装置の製造方法また
は薄膜磁気ヘッドの製造方法において、高抵抗層を形成
する工程は、２つの電極層の間の領域における保護層を
酸化処理することによって高抵抗層を形成してもよい。
【００３５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。 ［第１の実施の形態］始めに、図１１ないし図１４を参
照して、本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘッ
ドの製造方法の概略について説明する。なお、図１１な
いし図１４において、（ａ）はエアベアリング面に垂直
な断面を示し、（ｂ）は磁極部分のエアベアリング面に
平行な断面を示している。
【００３６】本実施の形態における薄膜磁気ヘッドの製
造方法では、まず、図１１に示したように、アルティッ
ク（Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣ）等のセラミック材料よりなる基
板１の上に、スパッタ法等によって、アルミナ（Ａｌ2
Ｏ3）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ 2）等の絶縁材料よりなる
絶縁層２を、例えば１〜２０μｍの厚さに形成する。次
に、絶縁層２の上に、磁性材料よりなる再生ヘッド用の
下部シールド層３を、例えば０．１〜５μｍの厚さに形
成する。下部シールド層３に用いる磁性材料は、ＦｅＡ
ｉＳｉ、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ、
ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ
等である。下部シールド層３は、スパッタ法またはめっ
き法等によって形成される。
【００３７】次に、下部シールド層３の上に、スパッタ
法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料よりな
る下部シールドギャップ膜４を、例えば１０〜２００ｎ
ｍの厚さに形成する。次に、下部シールドギャップ膜４
の上に、スパッタ法等によって、再生用のＭＲ素子（磁
気抵抗効果素子）５を、例えば数十ｎｍの厚さに形成す
る。次に、図示しないが、スパッタ法等によって、下部
シールドギャップ膜４の上においてＭＲ素子５の各側部
に隣接するように、ＭＲ素子５に対して縦バイアス磁界
を印加する２つのバイアス磁界印加層を形成する。次
に、下部シールドギャップ膜４およびバイアス磁界印加
層の上に、スパッタ法等によって、ＭＲ素子５に電気的
に接続される一対の電極層６を、数十ｎｍの厚さに形成
する。次に、下部シールドギャップ膜４およびＭＲ素子
５の上に、スパッタ法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2
等の絶縁材料よりなる上部シールドギャップ膜７を、例
えば１０〜２００ｎｍの厚さに形成する。
【００３８】なお、上記の再生ヘッドを構成する各層
は、レジストパターンを用いた一般的なエッチング方法
やリフトオフ法やこれらを併用した方法によってパター
ニングされる。
【００３９】次に、上部シールドギャップ膜７の上に、
磁性材料からなり、再生ヘッドと記録ヘッドの双方に用
いられる上部シールド層兼下部磁極層（以下、上部シー
ルド層と記す。）８を、例えば０．５〜４．０μｍの厚
さに形成する。なお、上部シールド層８に用いる磁性材
料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等の
軟磁性材料である。上部シールド層８は、スパッタ法ま
たはめっき法等によって形成される。
【００４０】次に、上部シールド層８の上に、スパッタ
法等によって、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料よりな
る記録ギャップ層９を、例えば１０〜５００ｎｍの厚さ
に形成する。次に、磁路形成のために、後述する薄膜コ
イルの中心部分において、記録ギャップ層９を部分的に
エッチングしてコンタクトホール９ａを形成する。
【００４１】次に、記録ギャップ層９の上において、薄
膜コイルを形成する部分に、例えば熱硬化させたフォト
レジストよりなる絶縁層１０を形成する。次に、絶縁層
１０の上に、フレームめっき法等によって、Ｃｕ等の導
電性材料よりなる薄膜コイルの第１層部分１１を形成す
る。次に、絶縁層１０および薄膜コイルの第１層部分１
１を覆うように、例えば熱硬化させたフォトレジストよ
りなる絶縁層１２を形成する。次に、絶縁層１２の上
に、フレームめっき法等によって、Ｃｕ等の導電性材料
よりなる薄膜コイルの第２層部分１３を形成する。次
に、絶縁層１２および薄膜コイルの第２層部分１３を覆
うように、例えば熱硬化させたフォトレジストよりなる
絶縁層１４を形成する。薄膜コイルの第１層部分１１と
第２層部分１３は、互いに接続され、コンタクトホール
９ａの回りに巻回される。第１層部分１１と第２層部分
１３を合わせた部分の厚さは例えば２〜５μｍとし、絶
縁層１０，１２，１４を合わせた部分の厚さは例えば３
〜２０μｍとする。
【００４２】次に、図１２に示したように、エアベアリ
ング面（媒体対向面）２０から絶縁層１２，１４の上を
経て、コンタクトホール９ａにかけて、磁性材料からな
る記録ヘッド用の上部磁極層１５を、例えば３〜５μｍ
の厚さに形成する。なお、上部磁極層１５に用いる磁性
材料は、ＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＮｉ、ＦｅＮ等
の軟磁性材料である。
【００４３】下部磁極層（上部シールド層８）および上
部磁極層１５のうち、エアベアリング面２０側において
記録ギャップ層９を介して互いに対向する部分が、それ
ぞれ下部磁極層（上部シールド層８）の磁極部分および
上部磁極層１５の磁極部分である。本実施の形態では、
上部磁極層１５の磁極部分は、記録トラック幅に等しい
幅を有し、記録トラック幅を規定している。また、下部
磁極層（上部シールド層８）と上部磁極層１５は、コン
タクトホール９ａを介して互いに磁気的に連結されてい
る。
【００４４】次に、図１３に示したように、上部磁極層
１５の磁極部分をマスクとして、ドライエッチングによ
り、記録ギャップ層９を選択的にエッチングする。この
ときのドライエッチングには、例えば、ＢＣｌ2，Ｃｌ2
等の塩素系ガスや、ＣＦ4，ＳＦ6等のフッ素系ガス等の
ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が用い
られる。次に、例えばアルゴンイオンミリングによっ
て、上部シールド層８を選択的に例えば０．３〜０．６
μｍ程度エッチングして、図１３（ｂ）に示したような
トリム構造とする。このトリム構造によれば、狭トラッ
クの書き込み時に発生する磁束の広がりによる実効的な
トラック幅の増加を防止することができる。
【００４５】次に、図１４に示したように、スパッタ法
等によって、全体に、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の絶縁材料
よりなる保護層１６を、例えば５〜５０μｍの厚さに形
成し、その表面を平坦化して、その上に、図示しない電
極用パッドを形成する。最後に、上記各層を含むスライ
ダの研磨加工を行って、記録ヘッドおよび再生ヘッドの
エアベアリング面２０を形成して本実施の形態に係る薄
膜磁気ヘッドが完成する。
【００４６】このようにして製造される本実施の形態に
係る薄膜磁気ヘッドは、記録媒体に対向する媒体対向面
（エアベアリング面２０）と再生ヘッドと記録ヘッドと
を備えている。再生ヘッドは、ＭＲ素子５と、エアベア
リング面２０側の一部がＭＲ素子５を挟んで対向するよ
うに配置された、ＭＲ素子５をシールドするための下部
シールド層３および上部シールド層８とを有している。
再生ヘッドは、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置で
もある。
【００４７】記録ヘッドは、互いに磁気的に連結され、
エアベアリング面２０側において互いに対向する磁極部
分を含み、それぞれ少なくとも１つの層を含む下部磁極
層（上部シールド層８）および上部磁極層１５と、この
下部磁極層（上部シールド層８）の磁極部分と上部磁極
層１５の磁極部分との間に設けられた記録ギャップ層９
と、少なくとも一部が下部磁極層（上部シールド層８）
および上部磁極層１５の間に、これらに対して絶縁され
た状態で配設された薄膜コイル１１，１３とを有してい
る。上部磁極層１５の磁極部分は記録トラック幅を規定
している。
【００４８】次に、図１を参照して、本実施の形態にお
ける再生ヘッド、すなわち本実施の形態における磁気抵
抗効果装置の構成について説明する。図１は本実施の形
態における磁気抵抗効果装置のエアベアリング面に平行
な断面を示す断面図である。
【００４９】図１に示したように、本実施の形態におけ
る磁気抵抗効果装置は、互いに反対側を向く２つの面５
ａ，５ｂと、互いに反対側を向く２つの側部５ｃ，５ｄ
とを有するＭＲ素子５と、このＭＲ素子５の各側部５
ｃ，５ｄに隣接するように配置され、ＭＲ素子５に対し
て縦バイアス磁界を印加する２つのバイアス磁界印加層
２７と、それぞれ各バイアス磁界印加層２７の一方の面
（図１における上側の面）に隣接するように配置され、
ＭＲ素子５に対して磁気的信号検出用の電流であるセン
ス電流を流す２つの電極層６とを備えている。図１で
は、電極層６はバイアス磁界印加層２７の上に配置され
ているが、バイアス磁界印加層２７のない領域では、電
極層６は下部シールドギャップ膜４の上に配置されてい
る。磁気抵抗効果装置は、下部シールドギャップ膜４と
上部シールドギャップ膜７とによって覆われている。
【００５０】なお、本実施の形態の説明中において、Ｍ
Ｒ素子５の２つの側部が「互いに反対側を向く」とは、
ＭＲ素子５の両側部が互いに平行である場合と、図１に
示したようにＭＲ素子５の両側部５ｃ，５ｄが互いに平
行ではない場合の双方を含むものである。
【００５１】２つの電極層６は、それぞれ、ＭＲ素子５
の一方の面（図１における上側の面）５ａに部分的に重
なる（以下、オーバーラップすると言う。）ように配置
され、ＭＲ素子５の一方の面５ａに対して電気的に接続
されている。２つの電極層６は、両者の間に形成された
溝部３０によって互いに隔てられている。
【００５２】ＭＲ素子５は、スペキュラースピンバルブ
膜を用いたスピンバルブ型ＧＭＲ素子となっている。Ｍ
Ｒ素子５は、互いに反対側を向く２つの面を有する非磁
性層２４と、この非磁性層２４の一方の面（図１におけ
る上側の面）に隣接するように配置され、記録媒体から
の信号磁界に応じて磁化の方向が変化する軟磁性層（フ
リー層）２５と、非磁性層２４の他方の面（図１におけ
る下側の面）に隣接するように配置され、磁化の方向が
固定されたピンド層２３と、このピンド層２３における
非磁性層２４とは反対側の面に隣接するように配置さ
れ、ピンド層２３における磁化の方向を固定する反強磁
性層２２とを有している。ＭＲ素子５は、更に、反強磁
性層２２におけるピンド層２３とは反対側の面に隣接す
るように配置された下地層２１と、軟磁性層２５におけ
る非磁性層２４とは反対側の面に隣接するように配置さ
れた導電性の保護層２６とを有している。このように、
本実施の形態におけるＭＲ素子５では、軟磁性層２５と
反強磁性層２２のうち、軟磁性層２５の方がＭＲ素子５
の一方の面５ａの近くに配置されている。
【００５３】ＭＲ素子５は、更に、２つの電極層６の間
の領域における保護層２６の上面側の一部または全部が
高抵抗化されて形成された高抵抗層３１を有している。
高抵抗層３１は、電子を鏡面反射させ、これによりＭＲ
素子５の抵抗変化率を大きくするためのものである。
【００５４】また、本実施の形態では、反強磁性層２２
は、ピンド層２３、非磁性層２４および軟磁性層２５よ
りも広い領域に配置され、バイアス磁界印加層２７は、
反強磁性層２２と電極層６との間に配置されている。
【００５５】なお、本実施の形態の説明中における「隣
接」とは、２つの層が直接的に接している場合と、２つ
の層が接着層を介して接している場合の双方を含むもの
である。
【００５６】下地層２１の厚さは、例えば２〜６ｎｍで
ある。下地層２１の材料としては、例えばＴａやＮｉＣ
ｒが用いられる。
【００５７】反強磁性層２２の厚さは、例えば５〜３０
ｎｍである。反強磁性層２２は、例えば、Ｐｔ、Ｒｕ、
Ｒｈ、Ｐｄ、Ｎｉ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｉｒ、Ｃｒおよ
びＦｅからなる群のうちの少なくとも１種ＭIIと、Ｍｎ
とを含む反強磁性材料により構成されている。このうち
Ｍｎの含有量は３５原子％以上９５原子％以下、その他
の元素ＭIIの含有量は５原子％以上６５原子％以下であ
ることが好ましい。この反強磁性材料には、熱処理しな
くても反強磁性を示し、強磁性材料との間に交換結合磁
界を誘起する非熱処理系反強磁性材料と、熱処理により
反強磁性を示すようになる熱処理系反強磁性材料とがあ
る。この反強磁性層２２は、そのどちらにより構成され
ていてもよい。
【００５８】なお、非熱処理系反強磁性材料にはγ相を
有するＭｎ合金等があり、具体的には、ＲｕＲｈＭｎ、
ＦｅＭｎあるいはＩｒＭｎ等がある。熱処理系反強磁性
材料には規則結晶構造を有するＭｎ合金等があり、具体
的には、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎおよびＰｔＲｈＭｎ等があ
る。
【００５９】ピンド層２３では、反強磁性層２２との界
面における交換結合により、磁化の向きが固定されてい
る。ピンド層２３は、例えば、反強磁性層２２側から順
に、第１の強磁性層、結合層および第２の強磁性層を、
この順に積層した構造を有している。第１の強磁性層お
よび第２の強磁性層は、例えば、ＣｏおよびＦｅからな
る群のうちの少なくともＣｏを含む強磁性材料により構
成されている。特に、この強磁性材料の（１１１）面は
積層方向に配向していることが好ましい。２つの強磁性
層を合わせた厚さは、例えば１．５〜５ｎｍである。２
つの強磁性層は、反強磁性結合し、磁化の方向が互いに
逆方向に固定されている。
【００６０】ピンド層２３における結合層の厚さは、例
えば０．２〜１．２ｎｍである。結合層は、例えば、Ｒ
ｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｒｅ、ＣｒおよびＺｒからなる群のう
ち少なくとも１種を含む非磁性材料により構成されてい
る。この結合層は、第１および第２の強磁性層の間に反
強磁性交換結合を生じさせ、第１の強磁性層の磁化と第
２の強磁性層の磁化とを互いに逆方向に固定するための
ものである。なお、第１の強磁性層の磁化と第２の強磁
性層の磁化が互いに逆方向というのは、これら２つの磁
化の方向が互いに１８０°異なる場合のみならず、２つ
の磁化の方向が１８０°±２０°異なる場合を含む。
【００６１】ピンド層２３における第２の強磁性層は、
その内側において、磁性を有し、他の部分よりも電気抵
抗が大きい強磁性層内高抵抗層を有していてもよい。こ
の強磁性層内高抵抗層は、電子の少なくとも一部を反射
して電子の移動を制限することにより、ＭＲ素子５の抵
抗変化率を大きくするためのものである。強磁性層内高
抵抗層の厚さは０．３〜１ｎｍが好ましい。強磁性層内
高抵抗層は、酸化物、窒化物および酸化窒化物のうちの
少なくとも１種を含むことが好ましい。それは、磁気的
に安定であり、出力変動を小さくすることができるから
である。また、強磁性層内高抵抗層は、第２の強磁性層
の他の部分を構成する材料の一部を酸化、窒化または酸
化および窒化することによって形成してもよい。
【００６２】非磁性層２４の厚さは、例えば１．０〜
３．０ｎｍである。非磁性層２４は、例えば、Ｃｕ、Ａ
ｕおよびＡｇからなる群のうち少なくとも１種を８０重
量％以上含む非磁性の導電性材料により構成されてい
る。
【００６３】軟磁性層２５の厚さは、例えば１．０〜
８．０ｎｍである。軟磁性層２５は、単層で構成されて
いてもよいし、２つ以上の層によって構成されていても
よい。ここでは、軟磁性層２５が２つの軟磁性層で構成
される場合の例を挙げる。２つの軟磁性層のうち、非磁
性層２４側の層を第１の軟磁性層と呼び、保護層２６側
の層を第２の軟磁性層と呼ぶ。
【００６４】第１の軟磁性層の厚さは、例えば０．５〜
３ｎｍである。第１の軟磁性層は、例えば、Ｎｉ、Ｃｏ
およびＦｅからなる群のうちの少なくともＣｏを含む磁
性材料により構成されている。具体的には、第１の軟磁
性層は、（１１１）面が積層方向に配向しているＣｏx
ＦｅyＮｉ100-(x+y)により構成されることが好ましい。
式中、ｘ，ｙはそれぞれ原子％で７０≦ｘ≦１００、０
≦ｙ≦２５の範囲内である。
【００６５】第２の軟磁性層の厚さは、例えば０．５〜
８ｎｍである。第２の軟磁性層は、例えば、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｆｅ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＭｏおよびＮｂからなる
群のうち少なくともＮｉを含む磁性材料により構成され
ている。具体的には、第２の軟磁性層は、［ＮｉxＣｏy
Ｆｅ100-(x+y)］100-ZＭIZにより構成されることが好ま
しい。式中、ＭIは、Ｔａ、Ｃｒ、Ｒｈ、ＭｏおよびＮ
ｂのうち少なくとも１種を表し、ｘ、ｙ、ｚはそれぞれ
原子％で７５≦ｘ≦９０、０≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦１５
の範囲内である。
【００６６】保護層２６の厚さは、例えば１〜１０ｎｍ
である。保護層２６の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａ
ｇ、Ｃｕ、Ｔａ、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、
Ｍｏ、Ｖ、ＮｉＦｅ合金、ＰｔＭｎ合金、Ｆｅ、Ｃｏ、
Ｎｉ等の、あらゆる金属を用いることができる。ここで
は、一例として、保護層２６を厚さ３ｎｍのＴａ層とし
ている。
【００６７】バイアス磁界印加層２７は、硬磁性層（ハ
ードマグネット）や、強磁性層と反強磁性層との積層体
等を用いて構成される。図１には、硬磁性層を用いたバ
イアス磁界印加層２７の構成の一例を示している。この
例におけるバイアス磁界印加層２７は、例えばＴａ層と
ＴｉＷ層の積層体よりなる下地層２７ａ、例えばＣｏＰ
ｔまたはＣｏＣｒＰｔよりなる硬磁性層２７ｂ、例えば
Ｔａよりなる保護層２７ｃを、この順に積層した構造に
なっている。また、一例として、下地層２７ａにおける
Ｔａ層の厚さは３ｎｍ、下地層２７ａにおけるＴｉＷ層
の厚さは７ｎｍ、硬磁性層２７ｂの厚さは６０ｎｍ、保
護層２７ｃの厚さは１．５ｎｍとする。
【００６８】電極層６は、例えば、Ｔａよりなる下地層
６ａ、Ａｕよりなる導体層６ｂ、Ｔａよりなる保護層６
ｃを、この順に積層した構造になっている。また、一例
として、下地層６ａの厚さは０．５ｎｍ、導体層６ｂの
厚さは５０ｎｍ、保護層６ｃの厚さは７ｎｍとする。
【００６９】次に、図２ないし図１０を参照して、本実
施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製造方法について説
明する。この製造方法では、まず、図２に示したよう
に、例えばスパッタ法によって、下地層２１、反強磁性
層２２、ピンド層２３、非磁性層２４、軟磁性層２５、
保護層２６、第１の被覆層５１および第２の被覆層５２
を、この順に形成し、積層する。なお、下地層２１は下
部シールドギャップ膜４の上に形成される。
【００７０】ここで、下地層２１から保護層２６までの
各層の厚さと材料の一例を挙げる。この例では、下地層
２１は厚さ５ｎｍのＮｉＣｒ層とし、反強磁性層２２は
厚さ１５ｎｍのＰｔＭｎ層とした。また、ピンド層２３
は、第１の強磁性層としての厚さ１．５ｎｍのＣｏＦｅ
層、結合層としての厚さ０．８ｎｍのＲｕ層、第２の強
磁性層としての厚さ１ｎｍのＣｏＦｅ層および厚さ２ｎ
ｍのＣｏＦｅ層を、この順に積層した構造とした。第２
の強磁性層において、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅ層と厚さ２
ｎｍのＣｏＦｅ層との間には、強磁性層内高抵抗層とし
て、厚さ１ｎｍのＣｏＦｅ層の一部を酸化させてなる酸
化層が形成されている。また、非磁性層２４は厚さ２．
１ｎｍのＣｕ層とし、軟磁性層２５は、厚さ１ｎｍのＣ
ｏＦｅ層と厚さ２ｎｍのＮｉＦｅ層との積層体とし、保
護層２６は厚さ３ｎｍのＴａ層とした。
【００７１】第１の被覆層５１および第２の被覆層５２
は、後の工程でエッチングによって除去されるものであ
る。第１の被覆層５１は、そのエッチングの停止位置を
検出するために用いられる。第１の被覆層５１は保護層
２６とは異なる金属材料によって形成される。また、第
２の被覆層５２は第１の被覆層５１とは異なる金属材料
によって形成される。第１の被覆層５１および第２の被
覆層５２の材料としては、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｔ
ａ、ＮｉＣｒ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｍｏ、Ｖ、Ｎ
ｉＦｅ合金、ＦｅＣｏ合金、ＰｔＭｎ合金、Ｆｅ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ等の、あらゆる金属を用いることができる。こ
こでは、一例として、第１の被覆層５１を厚さ１ｎｍの
Ｃｕ層とし、第２の被覆層５２を厚さ３ｎｍのＴａ層と
している。
【００７２】図３に示したように、第２の被覆層５２の
形成後、図２に示した積層体を大気に暴露することで、
第２の被覆層５２の上面側の一部が自然酸化されて、酸
化層４０が形成される。第２の被覆層５２を厚さ３ｎｍ
程度のＴａ層とした場合には、第１の被覆層５１まで酸
化されることはない。なお、図３には示していないが、
第１の被覆層５１と酸化層４０との間に、酸化されずに
残った第２の被覆層５２が存在していてもよい。
【００７３】次に、図４に示したように、フォトリソグ
ラフィーにより、酸化層４０の上に、酸化層４０からピ
ンド層２３までの部分をパターニングするためのレジス
トマスク４１を形成する。次に、このレジストマスク４
１を用いて、例えばイオンミリングによって、酸化層４
０からピンド層２３までの部分を選択的にエッチングし
て、この部分をパターニングする。なお、このとき、反
強磁性層２２の上面側の一部もエッチングされる。
【００７４】次に、図５に示したように、レジストマス
ク４１を残したままで、酸化層４０からピンド層２３ま
での部分の両側の位置において、反強磁性層２２の上に
２つのバイアス磁界印加層２７を形成する。バイアス磁
界印加層２７は、前述のように、例えば、下地層２７
ａ、硬磁性層２７ｂ、保護層２７ｃを、この順に積層し
た構造になっている。
【００７５】次に、図６に示したように、レジストマス
ク４１を剥離する。バイアス磁界印加層２７まで形成さ
れた積層体を大気に暴露することで、バイアス磁界印加
層２７の保護層２７ｃの上面側の一部が自然酸化され
て、酸化層２８が形成される。
【００７６】次に、図７に示したように、ドライエッチ
ング、例えばイオンミリングによって、酸化層４０から
第１の被覆層５１までの部分を完全に除去する。このと
き同時に、酸化層２８が除去されると共に、バイアス磁
界印加層２７の上面側の一部が除去される。
【００７７】本実施の形態では、酸化層４０から第１の
被覆層５１までの部分をエッチングによって除去する際
に、エッチングによって第１の被覆層５１より飛散する
元素を同定する測定を行い、その測定結果に基づいてエ
ッチングを停止する位置を制御する。具体的には、例え
ば、二次イオン質量分析法（ＳＩＭＳ）によって元素を
分析する元素分析装置の付いたイオンミリング装置を用
いて、エッチングの際に飛散する元素を同定する測定を
行いながら、酸化層４０から第１の被覆層５１までの部
分のエッチングを行い、第１の被覆層５１が検出されな
くなった時点でエッチングを停止する。このようなエッ
チングを行うことにより、酸化層４０の厚さにかかわら
ず、軟磁性層２５の上に、ほぼ一定の厚さ（例えばほぼ
３ｎｍ）の保護層２６のみを残すことができる。
【００７８】次に、図８に示したように、バイアス磁界
印加層２７および保護層２６の上に、電極層６を構成す
る材料よりなる導電層２９を形成する。導電層２９は、
例えば、下地層２９ａ、導体層２９ｂ、保護層２９ｃ
を、この順に積層した構造になっている。下地層２９
ａ、導体層２９ｂおよび保護層２９ｃの材料や厚さは、
電極層６の下地層６ａ、導体層６ｂおよび保護層６ｃと
同様である。なお、導電層２９の形成は、上記のエッチ
ング後の積層体を大気に暴露することなく、エッチング
後に連続して行う。
【００７９】次に、図９に示したように、例えばアルゴ
ンや酸素等のガスを用いた反応性イオンエッチングによ
って、２つのバイアス磁界印加層２７の中間の位置にお
いて、所定の幅にわたって導電層２９をエッチングし
て、溝部３０を形成する。この溝部３０によって導電層
２９が２つに分割されて、２つの電極層６が形成され
る。
【００８０】次に、図１０に示したように、２つの電極
層６の間の領域における保護層２６を高抵抗化する処理
として、保護層２６を酸化させる処理を行う。これによ
り、２つの電極層６の間の領域における保護層２６の上
面側の一部または全部が高抵抗化されてなる高抵抗層３
１が形成される。
【００８１】次に、本実施の形態における磁気抵抗効果
装置および薄膜磁気ヘッドの作用について説明する。薄
膜磁気ヘッドは、記録ヘッドによって記録媒体に情報を
記録し、再生ヘッドである磁気抵抗効果装置によって、
記録媒体に記録されている情報を再生する。
【００８２】磁気抵抗効果装置において、バイアス磁界
印加層２７によるバイアス磁界の方向は、エアベアリン
グ面２０に垂直な方向と直交している。ＭＲ素子５にお
いて、信号磁界がない状態では、軟磁性層２５の磁化の
方向は、バイアス磁界の方向に揃えられている。一方、
ピンド層２３の磁化の方向は、エアベアリング面２０に
垂直な方向に固定されている。
【００８３】ＭＲ素子５では、記録媒体からの信号磁界
に応じて軟磁性層２５の磁化の方向が変化し、これによ
り、軟磁性層２５の磁化の方向とピンド層２３の磁化の
方向との間の相対角度が変化し、その結果、ＭＲ素子５
の抵抗値が変化する。ＭＲ素子５の抵抗値は、２つの電
極層６によってＭＲ素子５にセンス電流を流したときの
２つの電極層６間の電位差より求めることができる。こ
のようにして、磁気抵抗効果装置によって、記録媒体に
記録されている情報を再生することができる。
【００８４】本実施の形態では、ＭＲ素子５の両側にバ
イアス磁界印加層２７が配置されていることから、バル
クハウゼンノイズを低減することができる。しかし、Ｍ
Ｒ素子５の軟磁性層２５において、バイアス磁界印加層
２７に隣接する端部近傍に、バイアス磁界印加層２７か
らの磁界によって磁化の方向が固定されて信号磁界を感
知することができない領域（以下、不感領域と言う。）
が生じてしまう。この不感領域を通過するセンス電流
は、磁気抵抗効果装置の出力に寄与しない。従って、不
感領域を通過するセンス電流が多いと、磁気抵抗効果装
置の出力が低下する。
【００８５】本実施の形態では、２つの電極層６が、Ｍ
Ｒ素子５の一方の面５ａにオーバーラップするように配
置されているので、電極層６からバイアス磁界印加層２
７を経由して軟磁性層２５における不感領域に流れ込む
センス電流を少なくすることができる。従って、本実施
の形態によれば、出力の低下を防止しながら、バルクハ
ウゼンノイズを低減することができ、その結果、高い出
力および高い動作の安定性が得られる磁気抵抗効果装置
および薄膜磁気ヘッドを実現することができる。
【００８６】また、本実施の形態では、ＭＲ素子５は、
２つの電極層６の間の領域における保護層２６の上面側
の一部または全部が高抵抗化されて形成された高抵抗層
３１を有している。この高抵抗層３１は、軟磁性層２５
における非磁性層２４とは反対側の面に隣接するように
配置される。従って、本実施の形態によれば、ＭＲ素子
５の抵抗変化率を大きくして、磁気抵抗効果装置の出力
をより大きくすることができる。
【００８７】また、本実施の形態に係る磁気抵抗効果装
置の製造方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法では、予
め、保護層２６の上に、後の工程で除去される被覆層５
１，５２を形成しておき、電極層６を形成する前に、被
覆層５２の上面側の一部が自然酸化されて形成された酸
化層４０および被覆層５１，５２を、エッチングによっ
て除去するようにしている。従って、本実施の形態によ
れば、酸化層４０の厚さにかかわらず、上記のエッチン
グの後に軟磁性層２５の上に残る保護層２６の厚さを、
ほぼ一定になるように制御することができる。
【００８８】そのため、本実施の形態によれば、電極層
６を形成した後に、２つの電極層６の間の領域における
保護層２６の上面側の一部または全部を酸化させて高抵
抗層３１を形成する際における保護層２６の厚みをほぼ
一定にすることができる。その結果、本実施の形態によ
れば、高抵抗層３１を形成する際の酸化処理の条件を一
定にしながら、特性のばらつきの小さい高抵抗層３１を
形成することができる。
【００８９】以上のことから、本実施の形態によれば、
高い出力および高い動作の安定性が得られる磁気抵抗効
果装置および薄膜磁気ヘッドを安定して製造することが
可能になる。
【００９０】特に、本実施の形態では、酸化層４０およ
び被覆層５１，５２をエッチングによって除去する際に
は、エッチングによって被覆層５１より飛散する元素を
同定する測定を行い、その測定結果に基づいてエッチン
グを停止する位置を制御している。そのため、本実施の
形態によれば、上記のエッチングの後に軟磁性層２５の
上に残る保護層２６の厚さを、より正確に一定になるよ
うに制御することができる。従って、本実施の形態によ
れば、高い出力および高い動作の安定性が得られる磁気
抵抗効果装置および薄膜磁気ヘッドをより安定して製造
することが可能になる。
【００９１】以下、本実施の形態における磁気抵抗効果
装置および薄膜磁気ヘッドが適用されるヘッドジンバル
アセンブリおよびハードディスク装置について説明す
る。まず、図１５を参照して、ヘッドジンバルアセンブ
リに含まれるスライダ２１０について説明する。ハード
ディスク装置において、スライダ２１０は、回転駆動さ
れる円盤状の記録媒体であるハードディスクに対向する
ように配置される。このスライダ２１０は、主に図１４
における基板１および保護層１６からなる基体２１１を
備えている。基体２１１は、ほぼ六面体形状をなしてい
る。基体２１１の六面のうちの一面は、ハードディスク
に対向するようになっている。この一面には、表面がエ
アベアリング面となるレール部２１２が形成されてい
る。レール部２１２の空気流入側の端部（図１５におけ
る右上の端部）の近傍にはテーパ部またはステップ部が
形成されている。ハードディスクが図１５におけるｚ方
向に回転すると、テーパ部またはステップ部より流入
し、ハードディスクとスライダ２１０との間を通過する
空気流によって、スライダ２１０に、図１５におけるｙ
方向の下方に揚力が生じる。スライダ２１０は、この揚
力によってハードディスクの表面から浮上するようにな
っている。なお、図１５におけるｘ方向は、ハードディ
スクのトラック横断方向である。スライダ２１０の空気
流出側の端部（図１５における左下の端部）の近傍に
は、本実施の形態における薄膜磁気ヘッド１００が形成
されている。
【００９２】次に、図１６を参照して、本実施の形態に
おけるヘッドジンバルアセンブリ２２０について説明す
る。ヘッド・ジンバル・アッセンブリ２２０は、スライ
ダ２１０と、このスライダ２１０を弾性的に支持するサ
スペンション２２１とを備えている。サスペンション２
２１は、例えばステンレス鋼によって形成された板ばね
状のロードビーム２２２、このロードビーム２２２の一
端部に設けられると共にスライダ２１０が接合され、ス
ライダ２１０に適度な自由度を与えるフレクシャ２２３
と、ロードビーム２２２の他端部に設けられたベースプ
レート２２４とを有している。ベースプレート２２４
は、スライダ２１０をハードディスク３００のトラック
横断方向ｘに移動させるためのアクチュエータのアーム
２３０に取り付けられるようになっている。アクチュエ
ータは、アーム２３０と、このアーム２３０を駆動する
ボイスコイルモータとを有している。フレクシャ２２３
において、スライダ２１０が取り付けられる部分には、
スライダ２１０の姿勢を一定に保つためのジンバル部が
設けられている。
【００９３】ヘッドジンバルアセンブリ２２０は、アク
チュエータのアーム２３０に取り付けられる。１つのア
ーム２３０にヘッドジンバルアセンブリ２２０を取り付
けたものはヘッドアームアセンブリと呼ばれる。また、
複数のアームを有するキャリッジの各アームにヘッドジ
ンバルアセンブリ２２０を取り付けたものはヘッドスタ
ックアセンブリと呼ばれる。
【００９４】図１６は、ヘッドアームアセンブリの一例
を示している。このヘッドアームアセンブリでは、アー
ム２３０の一端部にヘッドジンバルアセンブリ２２０が
取り付けられている。アーム２３０の他端部には、ボイ
スコイルモータの一部となるコイル２３１が取り付けら
れている。アーム２３０の中間部には、アーム２３０を
回動自在に支持するための軸２３４に取り付けられる軸
受け部２３３が設けられている。
【００９５】次に、図１７および図１８を参照して、ヘ
ッドスタックアセンブリの一例と本実施の形態における
ハードディスク装置について説明する。図１７はハード
ディスク装置の要部を示す説明図、図１８はハードディ
スク装置の平面図である。ヘッドスタックアセンブリ２
５０は、複数のアーム２５２を有するキャリッジ２５１
を有している。複数のアーム２５２には、複数のヘッド
ジンバルアセンブリ２２０が、互いに間隔を開けて垂直
方向に並ぶように取り付けられている。キャリッジ２５
１においてアーム２５２とは反対側には、ボイスコイル
モータの一部となるコイル２５３が取り付けられてい
る。ヘッドスタックアセンブリ２５０は、ハードディス
ク装置に組み込まれる。ハードディスク装置は、スピン
ドルモータ２６１に取り付けられた複数枚のハードディ
スク２６２を有している。各ハードディスク２６２毎
に、ハードディスク２６２を挟んで対向するように２つ
のスライダ２１０が配置される。また、ボイスコイルモ
ータは、ヘッドスタックアセンブリ２５０のコイル２５
３を挟んで対向する位置に配置された永久磁石２６３を
有している。
【００９６】スライダ２１０を除くヘッドスタックアセ
ンブリ２５０およびアクチュエータは、本発明における
位置決め装置に対応し、スライダ２１０を支持すると共
にハードディスク２６２に対して位置決めする。
【００９７】本実施の形態におけるハードディスク装置
では、アクチュエータによって、スライダ２１０をハー
ドディスク２６２のトラック横断方向に移動させて、ス
ライダ２１０をハードディスク２６２に対して位置決め
する。スライダ２１０に含まれる薄膜磁気ヘッドは、記
録ヘッドによって、ハードディスク２６２に情報を記録
し、再生ヘッドである磁気抵抗効果装置によって、ハー
ドディスク２６２に記録されている情報を再生する。
【００９８】[第２の実施の形態]次に、図１９を参照し
て、本発明の第２の実施の形態に係る磁気抵抗効果装置
の製造方法および薄膜磁気ヘッドの製造方法について説
明する。図１９は本実施の形態における磁気抵抗効果装
置のエアベアリング面に平行な断面を示す断面図であ
る。
【００９９】本実施の形態における磁気抵抗効果装置で
は、ＭＲ素子５は、軟磁性層２５と保護層２６との間に
配置された背後層（バックレイヤ）６１を有している。
背後層６１は導電性の非磁性または磁性材料によって構
成されている。このような構造のスピンバルブ型ＧＭＲ
素子は、例えば「Bruce A. Gurney他，“Direct Measur
ement of Spin-Dependent Conduction-Electron Mean F
ree Paths in Ferromagnetic Metals”，Physical revi
ew letters，１９９３年１２月１３日，Vol.71，No.2
4，第４０２３〜４０２６ページ」に開示されている。
【０１００】本実施の形態に係る磁気抵抗効果装置の製
造方法は、軟磁性層２５の上に背後層６１を形成し、こ
の背後層６１の上に保護層２６を形成すること以外は、
第１の実施の形態と同様である。
【０１０１】次に、本実施の形態における背後層６１の
作用について説明する。スピンバルブ型ＧＭＲ素子を用
いた磁気抵抗効果装置では、軟磁性層２５の磁気モーメ
ントを軽減すれば、軟磁性層２５の磁化が記録媒体から
の信号磁界に対して高感度で応答するため、高出力化が
期待できる。軟磁性層２５の磁気モーメントを軽減する
方法の１つとして、軟磁性層２５を薄くすることが考え
られる。しかし、電子の平均自由行程に比べて、軟磁性
層２５の厚さがある程度を超えて小さくなると、軟磁性
層２５内への電子の侵入深さよりも軟磁性層２５の厚さ
の方が小さくなって、軟磁性層２５の非磁性層２４とは
反対側の面においてスピン擾乱が発生し、ＧＭＲ素子の
抵抗変化率が減少してしまう。ところが、軟磁性層２５
の非磁性層２４とは反対側の面に隣接するように背後層
６１を配置すると、軟磁性層２５の非磁性層２４とは反
対側の面におけるスピン擾乱が緩和されるので、ＧＭＲ
素子の抵抗変化率の減少を防止することができる。
【０１０２】従って、本実施の形態によれば、軟磁性層
２５を薄くすることによって磁気抵抗効果装置の出力を
増加させることができると共に、背後層６１を設けるこ
とによってＧＭＲ素子の抵抗変化率の減少を防止するこ
とができる。従って、本実施の形態によれば、磁気抵抗
効果装置の出力を増加させることができる。
【０１０３】本実施の形態におけるその他の構成、作用
および効果は、第１の実施の形態と同様である。
【０１０４】なお、本発明は、上記各実施の形態に限定
されず、種々の変更が可能である。例えば、実施の形態
では、保護層２６の上に２層の被覆層５１，５２を形成
したが、保護層２６の上に形成する被覆層は１層でもよ
いし、３層以上でもよい。
【０１０５】また、本発明において、エッチングによっ
て被覆層より飛散する元素を同定する測定は、二次イオ
ン質量分析法に限らず、他の方法を用いて行ってもよ
い。
【０１０６】また、実施の形態では、基体側に読み取り
用の磁気抵抗効果装置を形成し、その上に、書き込み用
の誘導型電磁変換素子を積層した構造の薄膜磁気ヘッド
について説明したが、この積層順序を逆にしてもよい。
【０１０７】また、読み取り専用として用いる場合に
は、薄膜磁気ヘッドを、読み取り用の磁気抵抗効果装置
だけを備えた構成としてもよい。
【０１０８】また、本発明の磁気抵抗効果装置は、薄膜
磁気ヘッドの再生ヘッドに限らず、回転位置センサ、磁
気センサ、電流センサ等にも適用することができる。
【０１０９】
【発明の効果】以上説明したように請求項１ないし４の
いずれかに記載の磁気抵抗効果装置の製造方法、または
請求項５ないし８のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッドの
製造方法によれば、磁気抵抗効果素子の各側部に隣接す
るように２つのバイアス磁界印加層を形成すると共に、
磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるように２
つの電極層を形成するようにしたので、高い出力および
高い動作の安定性が得られる磁気抵抗効果装置および薄
膜磁気ヘッドを実現することができる。また、本発明に
よれば、磁気抵抗効果素子は２つの電極層の間の領域に
おける保護層が高抵抗化されて形成された高抵抗層を有
するので、出力をより大きくすることができる。また、
本発明によれば、予め、保護層の上に、後の工程で除去
される被覆層を形成しておき、電極層を形成する前に被
覆層を除去し、電極層を形成した後に、２つの電極層の
間の領域における保護層を高抵抗化処理することによっ
て高抵抗層を形成するようにしたので、高抵抗層を形成
する際の保護層の厚さをほぼ一定にすることができ、特
性のばらつきの小さい高抵抗層を形成することができ
る。従って、本発明によれば、高い出力および高い動作
の安定性が得られる磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘ
ッドを安定して製造することができるという効果を奏す
る。
【０１１０】また、請求項２記載の磁気抵抗効果装置の
製造方法、または請求項６記載の薄膜磁気ヘッドの製造
方法によれば、被覆層を除去する工程は、エッチングに
よって被覆層を除去すると共に、エッチングによって被
覆層より飛散する元素を同定する測定を行い、その測定
結果に基づいてエッチングを停止する位置を制御するよ
うにしたので、高抵抗層を形成する際の保護層の厚さ
を、より正確に一定になるように制御することができ
る。従って、本発明によれば、高い出力および高い動作
の安定性が得られる磁気抵抗効果装置および薄膜磁気ヘ
ッドをより安定して製造することができるという効果を
奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態における磁気抵抗効
果装置のエアベアリング面に平行な断面を示す断面図で
ある。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る磁気抵抗効果
装置の製造方法における一工程を説明するための断面図
である。
【図３】図２に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図４】図３に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図５】図４に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図６】図５に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図７】図６に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図８】図７に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図９】図８に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図１０】図９に続く工程を説明するための断面図であ
る。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係る薄膜磁気ヘ
ッドの製造方法における一工程を説明するための断面図
である。
【図１２】図１１に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１３】図１２に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１４】図１３に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図１５】本発明の第１の実施の形態におけるヘッドジ
ンバルアセンブリに含まれるスライダを示す斜視図であ
る。
【図１６】本発明の第１の実施の形態におけるヘッドジ
ンバルアセンブリを含むヘッドアームアセンブリを示す
斜視図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態におけるハードデ
ィスク装置の要部を示す説明図である。
【図１８】本発明の第１の実施の形態におけるハードデ
ィスク装置の平面図である。
【図１９】本発明の第２の実施の形態における磁気抵抗
効果装置のエアベアリング面に平行な断面を示す断面図
である。
【図２０】スペキュラースピンバルブ膜と電極層オーバ
ーラップ構造とを併用した再生ヘッドの製造方法の一例
における一工程を説明するための断面図である。
【図２１】図２０に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２２】図２１に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２３】図２２に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２４】図２３に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２５】図２４に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２６】図２５に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２７】図２６に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【図２８】図２７に続く工程を説明するための断面図で
ある。
【符号の説明】
１…基板、２…絶縁層、３…下部シールド層、４…下部
シールドギャップ膜、５…ＭＲ素子、６…電極層、７…
…上部シールドギャップ膜、８…上部シールド層、９…
記録ギャップ層、１１…薄膜コイルの第１層部分、１３
…薄膜コイルの第２層部分、１５…上部磁極層、１６…
保護層、２１…下地層、２２…反強磁性層、２３…ピン
ド層、２４…非磁性層、２５…軟磁性層、２６…保護
層、２７…バイアス磁界印加層、３１…高抵抗層、５１
…第１の被覆層、５２…第２の被覆層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/39

Claims (8)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 互いに反対側を向く２つの面と、互いに
    反対側を向く２つの側部とを有する磁気抵抗効果素子
    と、 前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
    れ、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加
    する２つのバイアス磁界印加層と、 それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
    つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるよ
    うに配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して磁気的信
    号検出用の電流を流す２つの電極層とを備え、 前記磁気抵抗効果素子は、互いに反対側を向く２つの面
    を有する非磁性層と、前記非磁性層における前記電極層
    側の面に隣接するように配置された軟磁性層と、前記非
    磁性層の他方の面に隣接するように配置され、磁化の方
    向が固定されたピンド層と、前記ピンド層における前記
    非磁性層とは反対側の面に隣接するように配置され、前
    記ピンド層における磁化の方向を固定する反強磁性層
    と、前記軟磁性層における前記非磁性層とは反対側の面
    に隣接するように配置された導電性の保護層と、前記２
    つの電極層の間の領域における前記保護層が高抵抗化さ
    れて形成された高抵抗層とを有するものである磁気抵抗
    効果装置の製造方法であって、 前記磁気抵抗効果素子を構成する前記反強磁性層、ピン
    ド層、非磁性層、軟磁性層および保護層を、この順に形
    成し、前記保護層の上に、後の工程で除去される被覆層
    を形成する工程と、 前記バイアス磁界印加層を形成する工程と、 前記被覆層を除去して、前記保護層の一方の面を露出さ
    せる工程と、 前記保護層の一方の面に部分的に重なるように、前記バ
    イアス磁界印加層の上に、前記２つの電極層を形成する
    工程と、 前記２つの電極層の間の領域における前記保護層を高抵
    抗化処理することによって前記高抵抗層を形成して、前
    記磁気抵抗効果素子を完成させる工程とを備えたことを
    特徴とする磁気抵抗効果装置の製造方法。
  2. 【請求項２】 前記被覆層を除去する工程は、エッチン
    グによって前記被覆層を除去すると共に、エッチングに
    よって前記被覆層より飛散する元素を同定する測定を行
    い、その測定結果に基づいてエッチングを停止する位置
    を制御することを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効
    果装置の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記電極層を形成する工程は、前記バイ
    アス磁界印加層および前記保護層の上に、前記電極層を
    構成する材料よりなる導電層を形成する工程と、前記２
    つのバイアス磁界印加層の中間の位置において、所定の
    幅にわたって前記導電層をエッチングして溝部を形成
    し、この溝部によって前記導電層を２つに分割して前記
    ２つの電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする
    請求項１または２記載の磁気抵抗効果装置の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記高抵抗層を形成する工程は、前記２
    つの電極層の間の領域における前記保護層を酸化処理す
    ることによって前記高抵抗層を形成することを特徴とす
    る請求項１ないし３のいずれかに記載の磁気抵抗効果装
    置の製造方法。
  5. 【請求項５】 互いに反対側を向く２つの面と、互いに
    反対側を向く２つの側部とを有する磁気抵抗効果素子
    と、 前記磁気抵抗効果素子の各側部に隣接するように配置さ
    れ、前記磁気抵抗効果素子に対してバイアス磁界を印加
    する２つのバイアス磁界印加層と、 それぞれ各バイアス磁界印加層の一方の面に隣接し、且
    つ前記磁気抵抗効果素子の一方の面に部分的に重なるよ
    うに配置され、前記磁気抵抗効果素子に対して磁気的信
    号検出用の電流を流す２つの電極層とを備え、 前記磁気抵抗効果素子は、互いに反対側を向く２つの面
    を有する非磁性層と、前記非磁性層における前記電極層
    側の面に隣接するように配置された軟磁性層と、前記非
    磁性層の他方の面に隣接するように配置され、磁化の方
    向が固定されたピンド層と、前記ピンド層における前記
    非磁性層とは反対側の面に隣接するように配置され、前
    記ピンド層における磁化の方向を固定する反強磁性層
    と、前記軟磁性層における前記非磁性層とは反対側の面
    に隣接するように配置された導電性の保護層と、前記２
    つの電極層の間の領域における前記保護層が高抵抗化さ
    れて形成された高抵抗層とを有するものである薄膜磁気
    ヘッドの製造方法であって、 前記磁気抵抗効果素子を構成する前記反強磁性層、ピン
    ド層、非磁性層、軟磁性層および保護層を、この順に形
    成し、前記保護層の上に、後の工程で除去される被覆層
    を形成する工程と、 前記バイアス磁界印加層を形成する工程と、 前記被覆層を除去して、前記保護層の一方の面を露出さ
    せる工程と、 前記保護層の一方の面に部分的に重なるように、前記バ
    イアス磁界印加層の上に、前記２つの電極層を形成する
    工程と、 前記２つの電極層の間の領域における前記保護層を高抵
    抗化処理することによって前記高抵抗層を形成して、前
    記磁気抵抗効果素子を完成させる工程とを備えたことを
    特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  6. 【請求項６】 前記被覆層を除去する工程は、エッチン
    グによって前記被覆層を除去すると共に、エッチングに
    よって前記被覆層より飛散する元素を同定する測定を行
    い、その測定結果に基づいてエッチングを停止する位置
    を制御することを特徴とする請求項５記載の薄膜磁気ヘ
    ッドの製造方法。
  7. 【請求項７】 前記電極層を形成する工程は、前記バイ
    アス磁界印加層および前記保護層の上に、前記電極層を
    構成する材料よりなる導電層を形成する工程と、前記２
    つのバイアス磁界印加層の中間の位置において、所定の
    幅にわたって前記導電層をエッチングして溝部を形成
    し、この溝部によって前記導電層を２つに分割して前記
    ２つの電極層を形成する工程とを含むことを特徴とする
    請求項５または６記載の薄膜磁気ヘッドの製造方法。
  8. 【請求項８】 前記高抵抗層を形成する工程は、前記２
    つの電極層の間の領域における前記保護層を酸化処理す
    ることによって前記高抵抗層を形成することを特徴とす
    る請求項５ないし７のいずれかに記載の薄膜磁気ヘッド
    の製造方法。
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