JP4107995B2 - 磁気再生ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的な磁気ディスクシステムに用いられる磁気再生ヘッドおよびその製造方法に係わり、特に硬バイアス層からの磁束漏れを改善し得る磁気再生ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクシステムに用いられる磁気再生ヘッドでは、一般に、２つの磁気シールドの間に薄膜の積層構造よりなる再生素子を配置して構成される。これらの２つの磁気シールドは、不要な磁界が再生素子に影響を与えることを防止するためのものである。この種の読出センサ（再生ヘッド）の動作を支配するものは、ある種の材料の電気抵抗値が印加磁界下において変化する磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-resistive ）と呼ばれる現象である。この磁気抵抗効果は、スピンバルブとして知られる構造を採用することによって顕著に増大する。そのような磁気抵抗効果の増大現象は、特に、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto-resistive ）として知られている。これは、磁化された固体中の電子の（スピンによる）磁化ベクトルがその固体の磁化方向と全体として平行（反平行ではなく）になっている場合には、結晶格子によって電子がほとんど散乱されない、という事実に由来するものである。このような現象を利用することにより、磁気ディスク等の磁気記録媒体に書き込まれた磁気信号（すなわち情報）を読み出すことが可能である。
【０００３】
ＧＭＲ効果を利用するためには、２つの磁性層のうちの一方の磁性層（すなわちピンド層）の磁化方向を固定する必要がある。磁化方向の固定（ピンニング）は、主に、以下の手順により行われる。すなわち、磁界中において、成膜処理およびアニール処理を用いて一方の磁性層（ピンド層）を形成したのち（磁化処理）、この一方の磁性層上に反強磁性層（ピンニング層）を形成し、反強磁性層により一方の磁性層の磁化方向を固定する。なお、２つの磁性層のうちの他方の磁性層（フリー層）の磁化方向は、例えば磁気ディスク等の表面のビットに起因して生じる信号磁界により容易に変化可能になっている。
【０００４】
スピンバルブ型再生素子のうち、ピンド層がフリー層よりも基体から遠い側 （上方）に位置するものは「トップ型スピンバルブ構造」と呼ばれ、一方、ピンド層がフリー層よりも基体に近い側に位置するものは「ボトム型スピンバルブ構造」と呼ばれている。
【０００５】
図６は、トップ型スピンバルブ構造を有する従来の磁気再生ヘッドの断面（記録媒体対向面（エアベアリング面）と平行な断面）の一構成例を表すものである。この磁気再生ヘッドにおけるトップ型スピンバルブ構造は、最下層のシード層１０１の上に順次設けられた、フリー層１０２、非磁性スペーサ層１０３、ピンド層１０４、ピンニング層１０５および保護層６を備えている。なお、ボトム型スピンバルブ構造の場合は、下から順に、ピンニング層、ピンド層、非磁性層、フリー層という積層順序となり、シード層１０１のすぐ上がピンニング層、保護層１０６の直下がフリー層となる。このような構造のスピンバルブ構造は、２つの磁気シールド層１１１，１１７の間に挟まれて配置され、外部磁界から遮断される。この磁気再生ヘッドはまた、導電性のリード層１１５を備える。
【０００６】
上記で列挙した各層はＧＭＲ効果を発現させるのに必要なすべての要素であるが、そこには、いくつかの問題がある。特に、そのような構造に関連したある種のノイズの問題が存在する。１９１９年にバルクハウゼンによって示されたように、層内の磁化は磁壁の可逆的破壊に起因して不規則となり、この結果、いわゆるバルクハウゼンノイズと呼ばれる現象が生ずる。この問題は、単磁区膜に繋がる構造をＭＲセンサに与えて、製造プロセスの後、通常のヘッド動作を行う際に磁区構造が乱されないように維持することによって解決される。これは、最も一般的には、一対の互いに対向する永久磁石をスピンバルブ構造の両側に隣接して設ける隣接接合構造を用い、永久磁石によってスピンバルブ構造に永久縦バイアス磁界を与えることにより実現される。図１では、縦バイアス磁界は、強磁性層（通常はニッケル鉄層）１１３および反強磁性層１１４の積層構造によって印加される。あるいは、強磁性層１１３および反強磁性層１１４の積層構造に代えて、図７に示したように、硬磁性（hard magnetic)材料からなる硬磁性バイアス層２１を用いて縦バイアス磁界を印加するというハードバイアス構造もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ディスクドライブに対するトラック密度向上の要求が高まるにつれて、ＧＭＲデバイスにおいては、ドライブのトラックピッチに適合すべくトラック幅の狭小化が図られると共に、トラック幅を狭小化しても高い出力を維持することができるようにフリー層の薄小化が進められてきた。トラック幅を狭小化すると、デバイスアスペクト比(device aspect ratio) が悪化し始めるので、安定性が劣化する。なお、デバイスアスペクト比とは、スピンバルブ構造における、トラック幅方向の長さに対するＭＲハイト( 記録媒体対向面と直交する方向の長さ）の比を意味する。フリー層を薄小化すると、本来的に安定性が劣化すると共に、スライダの母集団全体にわたって(across the slider population)、出力の非対称性が増大する。上記のようなタイプのハードバイアス構造は、隣接接合構造(junction)における不安定性の問題を克服するために一般に用いられるが、これは同時に、そのハードバイアス構造から生ずる磁界のために、出力振幅の損失を招く。トラック幅を狭小すると、ヘッドの微小トラック断面形状が矩形からずれることに依るものと考えられる隣接トラック読み出し、すなわちサイドリード(side read) 現象もまた起きやすくなる。
【０００８】
トラック密度の増大に伴い、従来の隣接接合構造における不感領域(dead zone) は、その構造自体の物理的サイズの縮小に伴って益々小さくなっている。なお、不感領域とは、物理的読出幅と磁気的読出幅との間の領域をいう。トラック幅がおよそ０．３μｍの場合には、不感領域は反対または負(negative)の状態、すなわち、物理的トラック幅（ＰＲＷ）よりも磁気的トラック幅（ＭＲＷ）の方が大きい状態となる。このため、トラック幅が０．３μｍ以下の場合には、書込済トラックの外側に位置する大半の再生ヘッド部分において、リードバック振幅 (readback amplitude)の半分以上のレベルになる場合もある。
【０００９】
この現象は、ある意味で、トラック幅が、シールド間（Ｓ−Ｓ）距離１８ａ，１８ｂ（図６，図７参照）やヘッドスライダのフライハイト（浮上高）のような他の部分のサイズよりも早いスピードでスケールダウンしているという事実に依るものである。図６および図７は、それぞれ、ＧＭＲデバイスで用いられる交換バイアス隣接接合およびハードバイアス隣接接合の一般的な構造を示している。フライハイトを小さくしたりシールド間距離Ｓ−Ｓを小さくすることにより、サイドリードを低減できることが、モデリングによって示されている。このことは、サイドリードのうちの某かの部分がストライプ状のエッジに起因しており、さらに、これらのエッジが隣接トラックからの磁束をどの程度拾うかに依拠するものであることを意味している。一般的なヘッド構造においては、リード層や安定層の厚さを収容し得る程度にシールド間距離１８ｂを大きくする必要があることから、トラックエッジにおけるＳ−Ｓ距離がさらに大きくなってしまう。
【００１０】
なお、本発明に関連する先行技術を調査したところ、いくつかの文献が発見された。例えば、Ｈｏｎｇ等による米国特許第６１９８６０８号では、隣接接合ＧＭＲデバイスが開示されている。また、Ｔｈａｙａｍｂａｌｌｉ等による米国特許第５８１８６８５号では、非磁性層によって互いに分離された複数の強磁性層を用いてバイアス磁石を構成した例が開示されている。また、Ｌｉｎ等による米国特許第６１８５０７８Ｂ１号やＹｕａｎ等による米国特許第５７３９９８７号では、ＭＲプロセスが開示されている。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、従来に比べて改善された縦バイアスを有するスピンバルブ構造を備えた磁気再生ヘッドを提供することにある。
【００１２】
本発明の第２の目的は、ハードバイアス構造から生ずる磁界に起因する出力信号の振幅損失をできるだけ小さくすることができる磁気再生ヘッドを提供することにある。
【００１３】
本発明の第３の目的は、記録媒体のトラック幅が狭小化した場合においても、サイドリードをできるだけ小さくすることができる磁気再生ヘッドを提供することにある。
【００１４】
本発明の第４の目的は、そのような磁気再生ヘッドを製造するための製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、１または複数層からなる硬磁性バイアス層（ハードバイアス層）の上にニッケル鉄等の軟磁性材料からなる付加層（具体的には、ニッケル鉄層、第２のニッケル鉄層、第２の軟磁性層または第２の軟強磁性層）を追加することにより達成される。硬磁性バイアス層は、軟磁性層（第１のニッケル鉄層）と反強磁性層（第２のの反強磁性層）とを積層し、両者を協働せしめて縦バイアス磁界を発現させるようにしてもよいし、永久磁石材料によって単一層として形成するようにしてもよい。付加層は、硬磁性バイアス層に磁束を閉じ込めるように機能する。このため、隣接トラックからの磁束がギャップ領域（スピンバルブ構造のトラック幅対応領域）に洩れ込むことが防止される。付加層と硬磁性バイアス層との交換結合を阻止するためには、両者間に非磁性層を設ける必要がある。このことを達成するために、その非磁性層として、導電性のリード層を用いる （兼用する）ようにしてもよい。より具体的には、以下の通りである。
【００１６】
本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１のニッケル鉄層と、第１のニッケル鉄層の上に設けられ、第１のニッケル鉄層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、非磁性層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層と、第２のニッケル鉄層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備える。
【００１７】
本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面のそれぞれに設けられ、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する硬磁性バイアス層と、硬磁性バイアス層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、非磁性層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層と、ニッケル鉄層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備える。
【００１８】
本発明の第１および第２の観点に係る磁気再生ヘッドでは、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）の厚さを１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にすることが好ましく、また、非磁性層の厚さを２．５ｎｍないし１０ｎｍの範囲内にすることが好ましい。
【００１９】
本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１のニッケル鉄層と、第１のニッケル鉄層の上に設けられ、第１のニッケル鉄層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層と、第２のニッケル鉄層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備え、前記リード層が、前記第２の反強磁性層と前記第２のニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２０】
本発明の第４の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられ、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する硬磁性バイアス層と、硬磁性バイアス層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層と、ニッケル鉄層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備え、前記リード層が、前記硬磁性バイアス層と前記ニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２１】
本発明の第３および第４の観点に係る磁気再生ヘッドでは、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）の厚さを１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にすることが好ましく、また、リード層の厚さを１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にすることが好ましい。
【００２２】
本発明の第５の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うように形成されて保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１の軟磁性層と、第１の軟磁性層の上に設けられ、第１の軟磁性層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、非磁性層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２の軟磁性層と、第２の軟磁性層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備える。ここで、第１および第２の軟磁性層は、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。
【００２３】
本発明の第６の観点に係る磁気再生ヘッドは、再生ヘッド幅を有する磁気再生ヘッドであって、基板の上に設けられ、フリー層を最上層として含むスピンバルブ構造と、フリー層の上に設けられた磁気結合層と、磁気結合層の上に設けられた第１の軟強磁性層と、第１の軟強磁性層の上に設けられた反強磁性層と、反強磁性層の上に設けられた保護層と、保護層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層の上に設けられた第２の軟強磁性層と、第２の軟強磁性層から下方に向かってフリー層にかけて延び、再生ヘッド幅を規定する幅を有する溝状ギャップとを備える。ここで、第１の軟強磁性層は、０．５ｎｍないし７．５ｎｍの範囲内の厚さを有し、ニッケル鉄、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。第２の軟強磁性層は、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内の厚さを有し、ニッケル鉄、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。磁気結合層は、０．２ｎｍないし２ｎｍの範囲内の厚さを有し、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）およびロジウム（Ｒｈ）よりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。
【００２４】
本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、第１のニッケル鉄層を形成するステップと、第１のニッケル鉄層の上に第２の反強磁性層を形成したのち、縦方向の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、第２の反強磁性層の上に、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層を形成するステップと、非磁性層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層を形成するステップと、第２のニッケル鉄層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含む。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、硬磁性バイアス層を形成することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、硬磁性バイアス層の上に、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層を形成するステップと、非磁性層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層を形成するステップと、ニッケル鉄層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含む。
【００２６】
本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、第１のニッケル鉄層を形成するステップと、第１のニッケル鉄層の上に第２の反強磁性層を形成したのち、縦方向の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、第２の反強磁性層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層を形成するステップと、第２のニッケル鉄層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含み、前記リード層を、前記第２の反強磁性層と前記第２のニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２７】
本発明の第４の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、硬磁性バイアス層を形成することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、硬磁性バイアス層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層を形成するステップと、ニッケル鉄層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含み、前記リード層を、前記硬磁性バイアス層と前記ニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２８】
本発明の第１ないし第４の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法では、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）を形成するステップが、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で３０分ないし３００分の範囲内で加熱する処理、を含むようにするのが好ましい。なお、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）、非磁性層およびリード層の好ましい厚さは、それぞれ、上記第１〜第４の観点に係る磁気再生ヘッドについて述べたものと同様である。
【００２９】
本発明は、上記したように、ニッケル鉄層等の軟磁性材料からなる付加的な磁気シールド層をリード構造部分に設けることにより、再生ヘッドの不適当なスケーリング(improper scaling)を補償するものである。これは、第１および第２の絶縁層の１層分または２層分の厚さに匹敵する厚さを有する薄い軟磁性層( ニッケル鉄層または第２のニッケル鉄層) を形成することにより達成される。この軟磁性層は、第２の反強磁性層( または硬磁性バイアス層) とリード層との間、またはリード層の上に配置され、隣接トラックからの磁束がＧＭＲセンサ（スピンバルブ構造）によって拾われることのないように、隣接トラックからの磁束を上部磁気シールド層および下部磁気シールド層へと直接に導く。この付加的な軟磁性層は、スピンバルブ構造デバイスの安定化に用いられる交換結合構造によって安定化される。トラック方向における後方部分からの余剰磁束の一部は、この付加的な軟磁性層へと導かれる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、この図は、記録媒体に対向する面（記録媒体対向面またはエアベアリング面）に平行な断面を示す。
【００３２】
この磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層１１の上に設けられた第１の絶縁層１２と、第１の絶縁層１２の上に積層体として設けられたスピンバルブ構造１０とを備えている。スピンバルブ構造１０は、下側（第１の絶縁層１２に近い側）から順に、シード層１と、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）等の軟磁性材料からなるフリー層２と、銅（Ｃｕ）等の非磁性金属からなる非磁性スペーサ層３と、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）等の強磁性材料からなるピンド層（被固定層）４と、マンガン白金（ＭｎＰｔ）等の反強磁性材料からなるピンニング層（固定作用層）５と、最上層としての保護層６とを含み、いわゆるトップ型スピンバルブ構造となっている。このスピンバルブ構造１０は、互いに向かい合うようにして保護層６から下方（第１の絶縁層１２に近づく方向）に向かってスロープ状に延びる一対の側斜面１０Ｓを有する。
【００３３】
この磁気再生ヘッドはまた、上記の一対の側斜面１０Ｓにそれぞれ接するようにして第１の絶縁層１２の上に設けられたニッケル鉄層１３と、このニッケル鉄層１３の上に設けられ、ニッケル鉄層１３と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造１０に印加する反強磁性層１４と、反強磁性層１４の上に設けられた非磁性層３１と、非磁性層３１の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層３２とを備えている。非磁性層３１は、例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タングステンチタン合金（ＴｉＷ）、クロム（Ｃｒ）等の非磁性金属材料からなり、その上下に隣接する２つの層（すなわち、ニッケル鉄層３２と反強磁性層１４）の間の交換結合を無くする(eliminate) ことが可能な厚さを有する。具体的には、非磁性層３１は、２．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍの厚さに形成することが好ましい。また、ニッケル鉄層３２は、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、好ましくは３０ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００３４】
この磁気再生ヘッドはさらに、ニッケル鉄層３２の上に設けられた導電性のリード層１５と、リード層１５および保護層６の上に設けられた第２の絶縁層１６と、第２の絶縁層１６の上に設けられた上部磁気シールド層１７とを備えている。
【００３５】
ここで、ニッケル鉄層１３が本発明における「第１のニッケル鉄層」の一具体例に対応し、ニッケル鉄層３２が本発明における「第２のニッケル鉄層」の一具体例に対応する。ピンニング層５が、本発明における「第１の反強磁性層」の一具体例に対応し、反強磁性層１４が本発明における「第２の反強磁性層」の一具体例に対応する。
【００３６】
この磁気再生ヘッドでは、ニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とが協働して、スピンバルブ構造１０に永久縦バイアス磁界を印加する。この状態で、導電リード層１５を通じてスピンバルブ構造１０にセンス電流が供給されると、スピンバルブ構造１５にＧＭＲ効果が生じる。このＧＭＲ効果を利用して、磁気記録媒体に記録された信号磁界がスピンバルブ構造のＧＭＲセンサによって検出され、情報の再生が行われる。
【００３７】
追加されたニッケル鉄層３２は、リード層１５と対向する位置に記録媒体の隣接データトラックが位置しているときに、このトラックからの磁束を吸い込み、この磁束がＧＭＲ領域（スピンバルブ構造１０）に流れ込むことを阻止する。これにより、隣接トラックからの情報読み出し（サイドリード）がほぼ回避される。データトラックがスピンバルブ構造１０のトラック幅方向における物理的エッジに接近しているときにのみ、ＧＭＲ領域に流れ込む磁束の強度が大きくなる。このため、磁気的読出幅が物理的読出幅に近づいて、不感領域が大きくなる結果、トラック幅が小さくなる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態に係る磁気再生ヘッドによれば、スピンバルブ構造１０の両側に、側斜面１０Ｓに接するように、ニッケル鉄層１３と、ニッケル鉄層１３と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造１０に印加する反強磁性層１４とを順次積層して設けると共に、反強磁性層１４の上に、非磁性層３１を介して、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層３２を設けるようにしたので、ハードバイアス構造から生ずる磁界に起因する出力信号の振幅損失をできるだけ小さくすることができる。また、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを効果的に小さくすることができる。
【００３９】
次に、図１に示した磁気再生ヘッドの製造プロセスについて説明する。
【００４０】
まず、下部磁気シールド層１１を形成したのち、その上に、下部絶縁層としての第１の絶縁層１２を形成する。次に、第１の絶縁層１２の上に、シード層１、フリー層２、非磁性層３、ピンド層４および第１の反強磁性層としてのピンニング層５を順次積層する。さらに、ピンニング層５の上の中央領域に保護層６のパターンを形成したのち、この保護層６をマスクとして、例えばイオンミリングによりエッチングを行い、互いに向かい合うようにして保護層６から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面１０Ｓを形成し、トップ型のスピンバルブ構造１０を形成する。
【００４１】
次に、第１の絶縁層１２の上に、側斜面１０Ｓに接するようにニッケル鉄層１３を形成したのち、このニッケル鉄層１３の上に反強磁性層１４を形成する。そして、縦方向（図中の左右方向）の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造１０に加える。この永久縦バイアス磁界は、ニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とが協働して発現するものである。
【００４２】
次に、本発明における特徴的な工程を行う。すなわち、反強磁性層１４の上に２．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍの厚さの非磁性層３１を形成したのち、この上に、追加の磁気シールド層としてのニッケル鉄層３２を形成する。ニッケル鉄層３２の厚さは、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、好ましくは３０ｎｍとする。
【００４３】
次に、ニッケル鉄層３２を、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化する。この磁化工程は、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で、３０分ないし３００分の範囲内で加熱することにより行う。
【００４４】
次に、ニッケル鉄層３２の上に導電性のリード層１５を形成したのち、リード層１５および保護層６の上に上部絶縁層としての第２の絶縁層１６を形成し、さらに、第２の絶縁層１６の上に上部磁気シールド層１７を形成する。これで、磁気再生ヘッドの要部が完成する。
【００４５】
〈変形例〉
上記第１の実施の形態では、ニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とが協働してスピンバルブ構造１０に永久縦バイアス磁界を印加するうようにしたが、ニッケル鉄層１３に代えて、他の軟強磁性材料を用いて構成することも可能である。また、隣接トラックからの磁束を吸い込んでＧＭＲ領域への磁束の流入を阻止するためのニッケル鉄層３２についても、他の軟強磁性材料を用いて構成可能である。この場合、ニッケル鉄に代わる軟強磁性材料としては、例えば、コバルト鉄 （ＣｏＦｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）等の材料のいずれか１または２以上を用いることが好ましい。
【００４６】
次に、本発明における他のいくつかの実施の形態について説明する。
【００４７】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図２では、上記第１の実施の形態（図１）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４８】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、スピンバルブ構造１０に対する縦バイアスが、図１に示したニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とからなるバイアス層ではなく、単一の硬磁性バイアス層２１によって達成されている。この点を除き、上記第１の実施の形態における磁気再生ヘッドの構造と同様である。なお、硬磁性バイアス層２１としては、例えばコバルトクロム白金合金（ＣｏＣｒＰｔ）等の材料が用いられる。
【００４９】
本実施の形態においても、硬磁性バイアス層２１とニッケル鉄層３２との間の交換結合を無くすために、両者の間に非磁性層３１が必要である。非磁性層３１は、例えば２．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍの厚さに形成することが好ましい。
【００５０】
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態の場合と同様の作用により、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを低減することができる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図３では、上記第１の実施の形態（図１）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５２】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、リード層１５が第２の反強磁性層１４の上に直接形成され、さらに、リード層１５の上にニッケル鉄層３２が形成されている。この点を除き、上記第１の実施の形態の構造と同様である。なお、リード層１５は、１０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに形成するのが好ましい。
【００５３】
本実施の形態では、リード層１５が、電流供給経路として機能するほか、反強磁性層１４とニッケル鉄層３２との間の交換結合を無くすための層としても機能する。したがって、図１で必要であった非磁性層３１は不要である。但し、この場合には、ＧＭＲセンサ（スピンバルブ構造１０）の物理的エッジとニッケル鉄層３２との距離が上記第１の実施の形態の場合よりも大きくなる。この距離が大きくなればなるほど、サイドシールド効果が小さくなり、ひいては不感領域が小さくなる。
【００５４】
なお、ニッケル鉄層３２をリード層１５の上に設ける代わりに、リード層１５の中に挿入するように構成してもよい。但し、この場合には、ニッケル鉄層３２と反強磁性層１４との間に存在することとなるリード層部分の厚さを、ニッケル鉄層３２と反強磁性層１４との間の交換結合を無くすことができるだけの厚さにするのが好ましい。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、リード層１５が、電流供給経路のほか、反強磁性層１４とニッケル鉄層３２との間の交換結合を無くすための層を兼ねるようにしたので、上記第１の実施の形態においてニッケル鉄層３２を追加したことによって必要となった非磁性層３１が不要となり、この結果、構造が簡単になる。もちろん、上記第１の実施の形態の場合と同様の作用により、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを低減することができる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図４では、上記第１ないし第３の実施の形態（図１〜図３）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、上記第２の実施の形態（図２）と同様に、スピンバルブ構造１０に対する縦バイアスが単一の硬磁性バイアス層２１によって達成される一方、この硬磁性バイアス層２１の上にリード層１５が形成され、さらに、上記第３の実施の形態（図３）と同様に、リード層１５の上にニッケル鉄層３２が形成されている。その他の点は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００５８】
本実施の形態の磁気再生ヘッドは、上記第２および第３の実施の形態で述べたのと同様の特徴的構造を有することから、その作用・効果も同様である。
【００５９】
［第５の実施の形態］
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図５では、上記第１ないし第３の実施の形態（図１〜図３）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態の磁気再生ヘッドは、本発明の特徴をいわゆるパターン交換構造に適用したものである。この磁気再生ヘッドは、図示しない基板の上に絶縁層１２を介して設けられ、フリー層７１を最上層として含むボトム型のスピンバルブ構造７２と、フリー層７１の上に設けられた磁気結合層７３と、この磁気結合層７３の上に設けられた第１の軟強磁性層としてのニッケル鉄層１３と、このニッケル鉄層１３の上に設けられた反強磁性層１４と、この反強磁性層１４の上に設けられた保護層６とを備えている。この磁気再生ヘッドはまた、保護層６の上に設けられた導電性のリード層１５と、このリード層１５の上に設けられた第２の軟強磁性層としてのニッケル鉄層３２とを備えている。以上の各層からなる積層構造には、ニッケル鉄層３２から下方に向かってフリー層７１の手前まで延びる溝状ギャップ７４が形成されている。この溝状ギャップ７４は、再生ヘッド幅 （読出幅）を規定する幅ＲＷを有する。磁気結合層７３は、フリー層７１とニッケル鉄層１３との間に強磁性結合をもたらすように機能するものである。
【００６１】
ニッケル鉄層１３は、０．５ｎｍないし７．５ｎｍの範囲内の厚さを有するのが好ましい。また、ニッケル鉄に代えて、例えば、コバルト鉄、コバルトまたはニッケル等の軟強磁性材料により構成してもよい。
【００６２】
ニッケル鉄層３２は、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内の厚さを有するのが好ましい。また、ニッケル鉄に代えて、例えば、コバルト鉄、コバルトまたはニッケル等の軟強磁性材料により構成してもよい。
【００６３】
磁気結合層７３は、０．２ｎｍないし２ｎｍの範囲内の厚さを有するのが好ましく、また、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）またはロジウム（Ｒｈ）等の材料により構成するのが好ましい。
【００６４】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、溝状ギャップ７４によって再生ヘッド幅ＲＷが規定される。第１の軟強磁性層１３および反強磁性層１４は、協働してスピンバルブ構造７２に対して縦バイアスを印加するよう機能し、これにより、読み出し動作に安定をもたらす。第２の軟強磁性層３２は、隣接トラックからの磁束を吸い込んで、ＧＭＲ領域への磁束の流入を阻止するよう機能する。したがって、記録媒体のトラック幅の狭小化に伴って溝状ギャップ７５の幅ＲＷを狭小化した場合においても、サイドリードをできるだけ小さくすることができる。
【００６５】
また、磁気結合層７３は、溝状ギャップ７４を形成して幅ＲＷを規定する際のエッチストップ層としても機能するので、フリー層７１にダメージを与えることなく、その上の材料層を除去することができる。
【００６６】
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はそれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、磁気再生ヘッドを構成する各層は、例示した厚さや材料には限定されず、適宜変更可能である。また、上記各実施の形態のスピンバルブ型再生素子は、必ずしも各実施の形態において説明した構造（トップ型構造またはボトム型構造）に限られるものではなく、トップ型構造に代えてボトム型構造、あるいはボトム型構造に代えてトップ型構造をそれぞれなすようにしてもよい。また、これらのスピンバルブ型再生素子は、例えば、シンセティック反強磁性スピンバルブ構造や二重スピンバルブ構造をなすようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１および第２の観点に係る磁気再生ヘッド、または第１、第２および第５の観点の磁気再生ヘッド製造方法によれば、スピンバルブ構造の両側に、側斜面に接するように、第１の軟磁性層（例えばニッケル鉄層）と反強磁性層とを積層してなる硬磁性バイアス層（または単層の永久磁石からなる硬磁性バイアス層）を設けると共に、この硬磁性バイアス層の上に非磁性層を介して第２の軟磁性層（例えばニッケル鉄層）を設けるようにしたので、硬磁性バイアス構造から生ずる磁界に起因する出力振幅損失を小さくすることができる。また、第２の軟磁性層は、記録媒体の隣接トラックからの磁束を吸い込んで、その磁束がスピンバルブ構造に流れ込まないようにシールドする機能を発揮するので、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを効果的に低減することができる。
【００６８】
また、本発明の第３および第４の観点に係る磁気再生ヘッドまたはその製造方法によれば、スピンバルブ構造の両側に、側斜面に接するように、第１のニッケル鉄層と反強磁性層とを積層してなる硬磁性バイアス層（または単層の永久磁石からなる硬磁性バイアス層）を設けると共に、この硬磁性バイアス層の上にリード層を介して第２のニッケル鉄層を設けるようにしたので、硬磁性バイアス構造から生ずる磁界に起因する出力振幅損失を小さくすることができる。また、第２のニッケル鉄層が隣接トラックからの磁束を吸い込んで、その磁束がスピンバルブ構造に流れ込まないようにシールドする機能を発揮するので、記録媒体のトラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを効果的に低減することができる。さらに、リード層が、電流供給経路のほか、硬磁性バイアス層と第２の軟磁性層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するので、そのような非磁性層を更めて設ける必要がなく、ヘッド構造を簡略化することができる。
【００６９】
また、本発明の第６の観点に係る磁気再生ヘッドによれば、フリー層を最上層として含むスピンバルブ構造の上に磁気結合層を介して第１の軟強磁性層と、反強磁性層と、保護層と、導電性のリード層とを順次積層すると共に、リード層の上に第２の軟強磁性層を設け、さらに、第２の軟強磁性層から下方に向かってフリー層にかけて延びる溝状ギャップを形成するようにしたので、溝状ギャップによって再生ヘッド幅が規定されると共に、第１の軟強磁性層および反強磁性層が協働してスピンバルブ構造に縦バイアスを印加するよう機能し、さらに、第２の軟強磁性層が、隣接トラックからの磁束を吸い込んでスピンバルブ構造への磁束の流入を阻止するよう機能する。したがって、記録媒体のトラック幅の狭小化に対応して溝状ギャップの幅を狭小化した場合においても、サイドリードを十分低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図６】従来の磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図７】従来の他の磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【符号の説明】
１…シード層、２，７１…フリー層、３…非磁性スペーサ層、４…ピンド層、５…ピンニング層、６…保護層、１０，７２…スピンバルブ構造、１１…下部磁気シールド層、１２…第１の絶縁層、１３…（第１の）ニッケル鉄層、１４… （第２の）反強磁性層、１５…リード層、１６…第２の絶縁層、１７…上部磁気シールド層、２１…硬磁性バイアス層、３１…非磁性層、３２…（第２の）ニッケル鉄層、７３…磁気結合層、７４…溝状ギャップ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的な磁気ディスクシステムに用いられる磁気再生ヘッドおよびその製造方法に係わり、特に硬バイアス層からの磁束漏れを改善し得る磁気再生ヘッドおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気ディスクシステムに用いられる磁気再生ヘッドでは、一般に、２つの磁気シールドの間に薄膜の積層構造よりなる再生素子を配置して構成される。これらの２つの磁気シールドは、不要な磁界が再生素子に影響を与えることを防止するためのものである。この種の読出センサ（再生ヘッド）の動作を支配するものは、ある種の材料の電気抵抗値が印加磁界下において変化する磁気抵抗効果（ＭＲ；Magneto-resistive ）と呼ばれる現象である。この磁気抵抗効果は、スピンバルブとして知られる構造を採用することによって顕著に増大する。そのような磁気抵抗効果の増大現象は、特に、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ；Giant Magneto-resistive ）として知られている。これは、磁化された固体中の電子の（スピンによる）磁化ベクトルがその固体の磁化方向と全体として平行（反平行ではなく）になっている場合には、結晶格子によって電子がほとんど散乱されない、という事実に由来するものである。このような現象を利用することにより、磁気ディスク等の磁気記録媒体に書き込まれた磁気信号（すなわち情報）を読み出すことが可能である。
【０００３】
ＧＭＲ効果を利用するためには、２つの磁性層のうちの一方の磁性層（すなわちピンド層）の磁化方向を固定する必要がある。磁化方向の固定（ピンニング）は、主に、以下の手順により行われる。すなわち、磁界中において、成膜処理およびアニール処理を用いて一方の磁性層（ピンド層）を形成したのち（磁化処理）、この一方の磁性層上に反強磁性層（ピンニング層）を形成し、反強磁性層により一方の磁性層の磁化方向を固定する。なお、２つの磁性層のうちの他方の磁性層（フリー層）の磁化方向は、例えば磁気ディスク等の表面のビットに起因して生じる信号磁界により容易に変化可能になっている。
【０００４】
スピンバルブ型再生素子のうち、ピンド層がフリー層よりも基体から遠い側 （上方）に位置するものは「トップ型スピンバルブ構造」と呼ばれ、一方、ピンド層がフリー層よりも基体に近い側に位置するものは「ボトム型スピンバルブ構造」と呼ばれている。
【０００５】
図６は、トップ型スピンバルブ構造を有する従来の磁気再生ヘッドの断面（記録媒体対向面（エアベアリング面）と平行な断面）の一構成例を表すものである。この磁気再生ヘッドにおけるトップ型スピンバルブ構造は、最下層のシード層１０１の上に順次設けられた、フリー層１０２、非磁性スペーサ層１０３、ピンド層１０４、ピンニング層１０５および保護層６を備えている。なお、ボトム型スピンバルブ構造の場合は、下から順に、ピンニング層、ピンド層、非磁性層、フリー層という積層順序となり、シード層１０１のすぐ上がピンニング層、保護層１０６の直下がフリー層となる。このような構造のスピンバルブ構造は、２つの磁気シールド層１１１，１１７の間に挟まれて配置され、外部磁界から遮断される。この磁気再生ヘッドはまた、導電性のリード層１１５を備える。
【０００６】
上記で列挙した各層はＧＭＲ効果を発現させるのに必要なすべての要素であるが、そこには、いくつかの問題がある。特に、そのような構造に関連したある種のノイズの問題が存在する。１９１９年にバルクハウゼンによって示されたように、層内の磁化は磁壁の可逆的破壊に起因して不規則となり、この結果、いわゆるバルクハウゼンノイズと呼ばれる現象が生ずる。この問題は、単磁区膜に繋がる構造をＭＲセンサに与えて、製造プロセスの後、通常のヘッド動作を行う際に磁区構造が乱されないように維持することによって解決される。これは、最も一般的には、一対の互いに対向する永久磁石をスピンバルブ構造の両側に隣接して設ける隣接接合構造を用い、永久磁石によってスピンバルブ構造に永久縦バイアス磁界を与えることにより実現される。図１では、縦バイアス磁界は、強磁性層（通常はニッケル鉄層）１１３および反強磁性層１１４の積層構造によって印加される。あるいは、強磁性層１１３および反強磁性層１１４の積層構造に代えて、図７に示したように、硬磁性（hard magnetic)材料からなる硬磁性バイアス層２１を用いて縦バイアス磁界を印加するというハードバイアス構造もある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ディスクドライブに対するトラック密度向上の要求が高まるにつれて、ＧＭＲデバイスにおいては、ドライブのトラックピッチに適合すべくトラック幅の狭小化が図られると共に、トラック幅を狭小化しても高い出力を維持することができるようにフリー層の薄小化が進められてきた。トラック幅を狭小化すると、デバイスアスペクト比(device aspect ratio) が悪化し始めるので、安定性が劣化する。なお、デバイスアスペクト比とは、スピンバルブ構造における、トラック幅方向の長さに対するＭＲハイト( 記録媒体対向面と直交する方向の長さ）の比を意味する。フリー層を薄小化すると、本来的に安定性が劣化すると共に、スライダの母集団全体にわたって(across the slider population)、出力の非対称性が増大する。上記のようなタイプのハードバイアス構造は、隣接接合構造(junction)における不安定性の問題を克服するために一般に用いられるが、これは同時に、そのハードバイアス構造から生ずる磁界のために、出力振幅の損失を招く。トラック幅を狭小すると、ヘッドの微小トラック断面形状が矩形からずれることに依るものと考えられる隣接トラック読み出し、すなわちサイドリード(side read) 現象もまた起きやすくなる。
【０００８】
トラック密度の増大に伴い、従来の隣接接合構造における不感領域(dead zone) は、その構造自体の物理的サイズの縮小に伴って益々小さくなっている。なお、不感領域とは、物理的読出幅と磁気的読出幅との間の領域をいう。トラック幅がおよそ０．３μｍの場合には、不感領域は反対または負(negative)の状態、すなわち、物理的トラック幅（ＰＲＷ）よりも磁気的トラック幅（ＭＲＷ）の方が大きい状態となる。このため、トラック幅が０．３μｍ以下の場合には、書込済トラックの外側に位置する大半の再生ヘッド部分において、リードバック振幅 (readback amplitude)の半分以上のレベルになる場合もある。
【０００９】
この現象は、ある意味で、トラック幅が、シールド間（Ｓ−Ｓ）距離１８ａ，１８ｂ（図６，図７参照）やヘッドスライダのフライハイト（浮上高）のような他の部分のサイズよりも早いスピードでスケールダウンしているという事実に依るものである。図６および図７は、それぞれ、ＧＭＲデバイスで用いられる交換バイアス隣接接合およびハードバイアス隣接接合の一般的な構造を示している。フライハイトを小さくしたりシールド間距離Ｓ−Ｓを小さくすることにより、サイドリードを低減できることが、モデリングによって示されている。このことは、サイドリードのうちの某かの部分がストライプ状のエッジに起因しており、さらに、これらのエッジが隣接トラックからの磁束をどの程度拾うかに依拠するものであることを意味している。一般的なヘッド構造においては、リード層や安定層の厚さを収容し得る程度にシールド間距離１８ｂを大きくする必要があることから、トラックエッジにおけるＳ−Ｓ距離がさらに大きくなってしまう。
【００１０】
なお、本発明に関連する先行技術を調査したところ、いくつかの文献が発見された。例えば、Ｈｏｎｇ等による米国特許第６１９８６０８号では、隣接接合ＧＭＲデバイスが開示されている。また、Ｔｈａｙａｍｂａｌｌｉ等による米国特許第５８１８６８５号では、非磁性層によって互いに分離された複数の強磁性層を用いてバイアス磁石を構成した例が開示されている。また、Ｌｉｎ等による米国特許第６１８５０７８Ｂ１号やＹｕａｎ等による米国特許第５７３９９８７号では、ＭＲプロセスが開示されている。
【００１１】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その第１の目的は、従来に比べて改善された縦バイアスを有するスピンバルブ構造を備えた磁気再生ヘッドを提供することにある。
【００１２】
本発明の第２の目的は、ハードバイアス構造から生ずる磁界に起因する出力信号の振幅損失をできるだけ小さくすることができる磁気再生ヘッドを提供することにある。
【００１３】
本発明の第３の目的は、記録媒体のトラック幅が狭小化した場合においても、サイドリードをできるだけ小さくすることができる磁気再生ヘッドを提供することにある。
【００１４】
本発明の第４の目的は、そのような磁気再生ヘッドを製造するための製造方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は、１または複数層からなる硬磁性バイアス層（ハードバイアス層）の上にニッケル鉄等の軟磁性材料からなる付加層（具体的には、ニッケル鉄層、第２のニッケル鉄層、第２の軟磁性層または第２の軟強磁性層）を追加することにより達成される。硬磁性バイアス層は、軟磁性層（第１のニッケル鉄層）と反強磁性層（第２のの反強磁性層）とを積層し、両者を協働せしめて縦バイアス磁界を発現させるようにしてもよいし、永久磁石材料によって単一層として形成するようにしてもよい。付加層は、硬磁性バイアス層に磁束を閉じ込めるように機能する。このため、隣接トラックからの磁束がギャップ領域（スピンバルブ構造のトラック幅対応領域）に洩れ込むことが防止される。付加層と硬磁性バイアス層との交換結合を阻止するためには、両者間に非磁性層を設ける必要がある。このことを達成するために、その非磁性層として、導電性のリード層を用いる （兼用する）ようにしてもよい。より具体的には、以下の通りである。
【００１６】
本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１のニッケル鉄層と、第１のニッケル鉄層の上に設けられ、第１のニッケル鉄層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、非磁性層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層と、第２のニッケル鉄層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備える。
【００１７】
本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面のそれぞれに設けられ、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する硬磁性バイアス層と、硬磁性バイアス層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、非磁性層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層と、ニッケル鉄層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備える。
【００１８】
本発明の第１および第２の観点に係る磁気再生ヘッドでは、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）の厚さを１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にすることが好ましく、また、非磁性層の厚さを２．５ｎｍないし１０ｎｍの範囲内にすることが好ましい。
【００１９】
本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１のニッケル鉄層と、第１のニッケル鉄層の上に設けられ、第１のニッケル鉄層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層と、第２のニッケル鉄層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備え、前記リード層が、前記第２の反強磁性層と前記第２のニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２０】
本発明の第４の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられ、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する硬磁性バイアス層と、硬磁性バイアス層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層と、ニッケル鉄層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備え、前記リード層が、前記硬磁性バイアス層と前記ニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２１】
本発明の第３および第４の観点に係る磁気再生ヘッドでは、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）の厚さを１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にすることが好ましく、また、リード層の厚さを１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にすることが好ましい。
【００２２】
本発明の第５の観点に係る磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うように形成されて保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１の軟磁性層と、第１の軟磁性層の上に設けられ、第１の軟磁性層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、第２の反強磁性層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、非磁性層の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２の軟磁性層と、第２の軟磁性層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層および保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層とを備える。ここで、第１および第２の軟磁性層は、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。
【００２３】
本発明の第６の観点に係る磁気再生ヘッドは、再生ヘッド幅を有する磁気再生ヘッドであって、基板の上に設けられ、フリー層を最上層として含むスピンバルブ構造と、フリー層の上に設けられた磁気結合層と、磁気結合層の上に設けられた第１の軟強磁性層と、第１の軟強磁性層の上に設けられた反強磁性層と、反強磁性層の上に設けられた保護層と、保護層の上に設けられた導電性のリード層と、リード層の上に設けられた第２の軟強磁性層と、第２の軟強磁性層から下方に向かってフリー層にかけて延び、再生ヘッド幅を規定する幅を有する溝状ギャップとを備える。ここで、第１の軟強磁性層は、０．５ｎｍないし７．５ｎｍの範囲内の厚さを有し、ニッケル鉄、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。第２の軟強磁性層は、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内の厚さを有し、ニッケル鉄、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。磁気結合層は、０．２ｎｍないし２ｎｍの範囲内の厚さを有し、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）およびロジウム（Ｒｈ）よりなる群から選ばれた材料で構成するのが好ましい。
【００２４】
本発明の第１の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、第１のニッケル鉄層を形成するステップと、第１のニッケル鉄層の上に第２の反強磁性層を形成したのち、縦方向の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、第２の反強磁性層の上に、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層を形成するステップと、非磁性層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層を形成するステップと、第２のニッケル鉄層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含む。
【００２５】
本発明の第２の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、硬磁性バイアス層を形成することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、硬磁性バイアス層の上に、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層を形成するステップと、非磁性層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層を形成するステップと、ニッケル鉄層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含む。
【００２６】
本発明の第３の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、第１のニッケル鉄層を形成するステップと、第１のニッケル鉄層の上に第２の反強磁性層を形成したのち、縦方向の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、第２の反強磁性層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層を形成するステップと、第２のニッケル鉄層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含み、前記リード層を、前記第２の反強磁性層と前記第２のニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２７】
本発明の第４の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法は、下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、第１の絶縁層の上に、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、一対の側斜面に、それぞれ、硬磁性バイアス層を形成することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造に印加するステップと、硬磁性バイアス層の上に導電性のリード層を形成するステップと、リード層の上に、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層を形成するステップと、ニッケル鉄層および保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップとを含み、前記リード層を、前記硬磁性バイアス層と前記ニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するようにしたものである。
【００２８】
本発明の第１ないし第４の観点に係る磁気再生ヘッドの製造方法では、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）を形成するステップが、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で３０分ないし３００分の範囲内で加熱する処理、を含むようにするのが好ましい。なお、第２のニッケル鉄層（またはニッケル鉄層）、非磁性層およびリード層の好ましい厚さは、それぞれ、上記第１〜第４の観点に係る磁気再生ヘッドについて述べたものと同様である。
【００２９】
本発明は、上記したように、ニッケル鉄層等の軟磁性材料からなる付加的な磁気シールド層をリード構造部分に設けることにより、再生ヘッドの不適当なスケーリング(improper scaling)を補償するものである。これは、第１および第２の絶縁層の１層分または２層分の厚さに匹敵する厚さを有する薄い軟磁性層( ニッケル鉄層または第２のニッケル鉄層) を形成することにより達成される。この軟磁性層は、第２の反強磁性層( または硬磁性バイアス層) とリード層との間、またはリード層の上に配置され、隣接トラックからの磁束がＧＭＲセンサ（スピンバルブ構造）によって拾われることのないように、隣接トラックからの磁束を上部磁気シールド層および下部磁気シールド層へと直接に導く。この付加的な軟磁性層は、スピンバルブ構造デバイスの安定化に用いられる交換結合構造によって安定化される。トラック方向における後方部分からの余剰磁束の一部は、この付加的な軟磁性層へと導かれる。
【００３０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について、図面を参照して説明する。
【００３１】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、この図は、記録媒体に対向する面（記録媒体対向面またはエアベアリング面）に平行な断面を示す。
【００３２】
この磁気再生ヘッドは、下部磁気シールド層１１の上に設けられた第１の絶縁層１２と、第１の絶縁層１２の上に積層体として設けられたスピンバルブ構造１０とを備えている。スピンバルブ構造１０は、下側（第１の絶縁層１２に近い側）から順に、シード層１と、ニッケル鉄（ＮｉＦｅ）等の軟磁性材料からなるフリー層２と、銅（Ｃｕ）等の非磁性金属からなる非磁性スペーサ層３と、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）等の強磁性材料からなるピンド層（被固定層）４と、マンガン白金（ＭｎＰｔ）等の反強磁性材料からなるピンニング層（固定作用層）５と、最上層としての保護層６とを含み、いわゆるトップ型スピンバルブ構造となっている。このスピンバルブ構造１０は、互いに向かい合うようにして保護層６から下方（第１の絶縁層１２に近づく方向）に向かってスロープ状に延びる一対の側斜面１０Ｓを有する。
【００３３】
この磁気再生ヘッドはまた、上記の一対の側斜面１０Ｓにそれぞれ接するようにして第１の絶縁層１２の上に設けられたニッケル鉄層１３と、このニッケル鉄層１３の上に設けられ、ニッケル鉄層１３と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造１０に印加する反強磁性層１４と、反強磁性層１４の上に設けられた非磁性層３１と、非磁性層３１の上に設けられ、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層３２とを備えている。非磁性層３１は、例えば、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、チタン（Ｔｉ）、タングステンチタン合金（ＴｉＷ）、クロム（Ｃｒ）等の非磁性金属材料からなり、その上下に隣接する２つの層（すなわち、ニッケル鉄層３２と反強磁性層１４）の間の交換結合を無くする(eliminate) ことが可能な厚さを有する。具体的には、非磁性層３１は、２．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍの厚さに形成することが好ましい。また、ニッケル鉄層３２は、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、好ましくは３０ｎｍの厚さを有することが好ましい。
【００３４】
この磁気再生ヘッドはさらに、ニッケル鉄層３２の上に設けられた導電性のリード層１５と、リード層１５および保護層６の上に設けられた第２の絶縁層１６と、第２の絶縁層１６の上に設けられた上部磁気シールド層１７とを備えている。
【００３５】
ここで、ニッケル鉄層１３が本発明における「第１のニッケル鉄層」の一具体例に対応し、ニッケル鉄層３２が本発明における「第２のニッケル鉄層」の一具体例に対応する。ピンニング層５が、本発明における「第１の反強磁性層」の一具体例に対応し、反強磁性層１４が本発明における「第２の反強磁性層」の一具体例に対応する。
【００３６】
この磁気再生ヘッドでは、ニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とが協働して、スピンバルブ構造１０に永久縦バイアス磁界を印加する。この状態で、導電リード層１５を通じてスピンバルブ構造１０にセンス電流が供給されると、スピンバルブ構造１５にＧＭＲ効果が生じる。このＧＭＲ効果を利用して、磁気記録媒体に記録された信号磁界がスピンバルブ構造のＧＭＲセンサによって検出され、情報の再生が行われる。
【００３７】
追加されたニッケル鉄層３２は、リード層１５と対向する位置に記録媒体の隣接データトラックが位置しているときに、このトラックからの磁束を吸い込み、この磁束がＧＭＲ領域（スピンバルブ構造１０）に流れ込むことを阻止する。これにより、隣接トラックからの情報読み出し（サイドリード）がほぼ回避される。データトラックがスピンバルブ構造１０のトラック幅方向における物理的エッジに接近しているときにのみ、ＧＭＲ領域に流れ込む磁束の強度が大きくなる。このため、磁気的読出幅が物理的読出幅に近づいて、不感領域が大きくなる結果、トラック幅が小さくなる。
【００３８】
以上のように、本実施の形態に係る磁気再生ヘッドによれば、スピンバルブ構造１０の両側に、側斜面１０Ｓに接するように、ニッケル鉄層１３と、ニッケル鉄層１３と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造１０に印加する反強磁性層１４とを順次積層して設けると共に、反強磁性層１４の上に、非磁性層３１を介して、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層３２を設けるようにしたので、ハードバイアス構造から生ずる磁界に起因する出力信号の振幅損失をできるだけ小さくすることができる。また、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを効果的に小さくすることができる。
【００３９】
次に、図１に示した磁気再生ヘッドの製造プロセスについて説明する。
【００４０】
まず、下部磁気シールド層１１を形成したのち、その上に、下部絶縁層としての第１の絶縁層１２を形成する。次に、第１の絶縁層１２の上に、シード層１、フリー層２、非磁性層３、ピンド層４および第１の反強磁性層としてのピンニング層５を順次積層する。さらに、ピンニング層５の上の中央領域に保護層６のパターンを形成したのち、この保護層６をマスクとして、例えばイオンミリングによりエッチングを行い、互いに向かい合うようにして保護層６から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面１０Ｓを形成し、トップ型のスピンバルブ構造１０を形成する。
【００４１】
次に、第１の絶縁層１２の上に、側斜面１０Ｓに接するようにニッケル鉄層１３を形成したのち、このニッケル鉄層１３の上に反強磁性層１４を形成する。そして、縦方向（図中の左右方向）の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界をスピンバルブ構造１０に加える。この永久縦バイアス磁界は、ニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とが協働して発現するものである。
【００４２】
次に、本発明における特徴的な工程を行う。すなわち、反強磁性層１４の上に２．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍの厚さの非磁性層３１を形成したのち、この上に、追加の磁気シールド層としてのニッケル鉄層３２を形成する。ニッケル鉄層３２の厚さは、１０ｎｍ〜５０ｎｍの範囲、好ましくは３０ｎｍとする。
【００４３】
次に、ニッケル鉄層３２を、第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化する。この磁化工程は、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で、３０分ないし３００分の範囲内で加熱することにより行う。
【００４４】
次に、ニッケル鉄層３２の上に導電性のリード層１５を形成したのち、リード層１５および保護層６の上に上部絶縁層としての第２の絶縁層１６を形成し、さらに、第２の絶縁層１６の上に上部磁気シールド層１７を形成する。これで、磁気再生ヘッドの要部が完成する。
【００４５】
〈変形例〉
上記第１の実施の形態では、ニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とが協働してスピンバルブ構造１０に永久縦バイアス磁界を印加するうようにしたが、ニッケル鉄層１３に代えて、他の軟強磁性材料を用いて構成することも可能である。また、隣接トラックからの磁束を吸い込んでＧＭＲ領域への磁束の流入を阻止するためのニッケル鉄層３２についても、他の軟強磁性材料を用いて構成可能である。この場合、ニッケル鉄に代わる軟強磁性材料としては、例えば、コバルト鉄 （ＣｏＦｅ）、コバルト（Ｃｏ）およびニッケル（Ｎｉ）等の材料のいずれか１または２以上を用いることが好ましい。
【００４６】
次に、本発明における他のいくつかの実施の形態について説明する。
【００４７】
［第２の実施の形態］
図２は、本発明の第２の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図２では、上記第１の実施の形態（図１）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００４８】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、スピンバルブ構造１０に対する縦バイアスが、図１に示したニッケル鉄層１３と反強磁性層１４とからなるバイアス層ではなく、単一の硬磁性バイアス層２１によって達成されている。この点を除き、上記第１の実施の形態における磁気再生ヘッドの構造と同様である。なお、硬磁性バイアス層２１としては、例えばコバルトクロム白金合金（ＣｏＣｒＰｔ）等の材料が用いられる。
【００４９】
本実施の形態においても、硬磁性バイアス層２１とニッケル鉄層３２との間の交換結合を無くすために、両者の間に非磁性層３１が必要である。非磁性層３１は、例えば２．５ｎｍ〜１０ｎｍの範囲、好ましくは５ｎｍの厚さに形成することが好ましい。
【００５０】
本実施の形態によれば、上記第１の実施の形態の場合と同様の作用により、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを低減することができる。
【００５１】
［第３の実施の形態］
図３は、本発明の第３の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図３では、上記第１の実施の形態（図１）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５２】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、リード層１５が第２の反強磁性層１４の上に直接形成され、さらに、リード層１５の上にニッケル鉄層３２が形成されている。この点を除き、上記第１の実施の形態の構造と同様である。なお、リード層１５は、１０ｎｍ〜５０ｎｍの厚さに形成するのが好ましい。
【００５３】
本実施の形態では、リード層１５が、電流供給経路として機能するほか、反強磁性層１４とニッケル鉄層３２との間の交換結合を無くすための層としても機能する。したがって、図１で必要であった非磁性層３１は不要である。但し、この場合には、ＧＭＲセンサ（スピンバルブ構造１０）の物理的エッジとニッケル鉄層３２との距離が上記第１の実施の形態の場合よりも大きくなる。この距離が大きくなればなるほど、サイドシールド効果が小さくなり、ひいては不感領域が小さくなる。
【００５４】
なお、ニッケル鉄層３２をリード層１５の上に設ける代わりに、リード層１５の中に挿入するように構成してもよい。但し、この場合には、ニッケル鉄層３２と反強磁性層１４との間に存在することとなるリード層部分の厚さを、ニッケル鉄層３２と反強磁性層１４との間の交換結合を無くすことができるだけの厚さにするのが好ましい。
【００５５】
以上のように、本実施の形態によれば、リード層１５が、電流供給経路のほか、反強磁性層１４とニッケル鉄層３２との間の交換結合を無くすための層を兼ねるようにしたので、上記第１の実施の形態においてニッケル鉄層３２を追加したことによって必要となった非磁性層３１が不要となり、この結果、構造が簡単になる。もちろん、上記第１の実施の形態の場合と同様の作用により、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを低減することができる。
【００５６】
［第４の実施の形態］
図４は、本発明の第４の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図４では、上記第１ないし第３の実施の形態（図１〜図３）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５７】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、上記第２の実施の形態（図２）と同様に、スピンバルブ構造１０に対する縦バイアスが単一の硬磁性バイアス層２１によって達成される一方、この硬磁性バイアス層２１の上にリード層１５が形成され、さらに、上記第３の実施の形態（図３）と同様に、リード層１５の上にニッケル鉄層３２が形成されている。その他の点は、上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００５８】
本実施の形態の磁気再生ヘッドは、上記第２および第３の実施の形態で述べたのと同様の特徴的構造を有することから、その作用・効果も同様である。
【００５９】
［第５の実施の形態］
図５は、本発明の第５の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構造を表すものである。なお、図５では、上記第１ないし第３の実施の形態（図１〜図３）における構成要素と同一の部分に同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００６０】
本実施の形態の磁気再生ヘッドは、本発明の特徴をいわゆるパターン交換構造に適用したものである。この磁気再生ヘッドは、図示しない基板の上に絶縁層１２を介して設けられ、フリー層７１を最上層として含むボトム型のスピンバルブ構造７２と、フリー層７１の上に設けられた磁気結合層７３と、この磁気結合層７３の上に設けられた第１の軟強磁性層としてのニッケル鉄層１３と、このニッケル鉄層１３の上に設けられた反強磁性層１４と、この反強磁性層１４の上に設けられた保護層６とを備えている。この磁気再生ヘッドはまた、保護層６の上に設けられた導電性のリード層１５と、このリード層１５の上に設けられた第２の軟強磁性層としてのニッケル鉄層３２とを備えている。以上の各層からなる積層構造には、ニッケル鉄層３２から下方に向かってフリー層７１の手前まで延びる溝状ギャップ７４が形成されている。この溝状ギャップ７４は、再生ヘッド幅 （読出幅）を規定する幅ＲＷを有する。磁気結合層７３は、フリー層７１とニッケル鉄層１３との間に強磁性結合をもたらすように機能するものである。
【００６１】
ニッケル鉄層１３は、０．５ｎｍないし７．５ｎｍの範囲内の厚さを有するのが好ましい。また、ニッケル鉄に代えて、例えば、コバルト鉄、コバルトまたはニッケル等の軟強磁性材料により構成してもよい。
【００６２】
ニッケル鉄層３２は、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内の厚さを有するのが好ましい。また、ニッケル鉄に代えて、例えば、コバルト鉄、コバルトまたはニッケル等の軟強磁性材料により構成してもよい。
【００６３】
磁気結合層７３は、０．２ｎｍないし２ｎｍの範囲内の厚さを有するのが好ましく、また、例えば、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）、ルテニウム（Ｒｕ）またはロジウム（Ｒｈ）等の材料により構成するのが好ましい。
【００６４】
本実施の形態の磁気再生ヘッドでは、溝状ギャップ７４によって再生ヘッド幅ＲＷが規定される。第１の軟強磁性層１３および反強磁性層１４は、協働してスピンバルブ構造７２に対して縦バイアスを印加するよう機能し、これにより、読み出し動作に安定をもたらす。第２の軟強磁性層３２は、隣接トラックからの磁束を吸い込んで、ＧＭＲ領域への磁束の流入を阻止するよう機能する。したがって、記録媒体のトラック幅の狭小化に伴って溝状ギャップ７５の幅ＲＷを狭小化した場合においても、サイドリードをできるだけ小さくすることができる。
【００６５】
また、磁気結合層７３は、溝状ギャップ７４を形成して幅ＲＷを規定する際のエッチストップ層としても機能するので、フリー層７１にダメージを与えることなく、その上の材料層を除去することができる。
【００６６】
以上、いくつかの実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明はそれらの実施の形態等に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、磁気再生ヘッドを構成する各層は、例示した厚さや材料には限定されず、適宜変更可能である。また、上記各実施の形態のスピンバルブ型再生素子は、必ずしも各実施の形態において説明した構造（トップ型構造またはボトム型構造）に限られるものではなく、トップ型構造に代えてボトム型構造、あるいはボトム型構造に代えてトップ型構造をそれぞれなすようにしてもよい。また、これらのスピンバルブ型再生素子は、例えば、シンセティック反強磁性スピンバルブ構造や二重スピンバルブ構造をなすようにしてもよい。
【００６７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の第１および第２の観点に係る磁気再生ヘッド、または第１、第２および第５の観点の磁気再生ヘッド製造方法によれば、スピンバルブ構造の両側に、側斜面に接するように、第１の軟磁性層（例えばニッケル鉄層）と反強磁性層とを積層してなる硬磁性バイアス層（または単層の永久磁石からなる硬磁性バイアス層）を設けると共に、この硬磁性バイアス層の上に非磁性層を介して第２の軟磁性層（例えばニッケル鉄層）を設けるようにしたので、硬磁性バイアス構造から生ずる磁界に起因する出力振幅損失を小さくすることができる。また、第２の軟磁性層は、記録媒体の隣接トラックからの磁束を吸い込んで、その磁束がスピンバルブ構造に流れ込まないようにシールドする機能を発揮するので、トラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを効果的に低減することができる。
【００６８】
また、本発明の第３および第４の観点に係る磁気再生ヘッドまたはその製造方法によれば、スピンバルブ構造の両側に、側斜面に接するように、第１のニッケル鉄層と反強磁性層とを積層してなる硬磁性バイアス層（または単層の永久磁石からなる硬磁性バイアス層）を設けると共に、この硬磁性バイアス層の上にリード層を介して第２のニッケル鉄層を設けるようにしたので、硬磁性バイアス構造から生ずる磁界に起因する出力振幅損失を小さくすることができる。また、第２のニッケル鉄層が隣接トラックからの磁束を吸い込んで、その磁束がスピンバルブ構造に流れ込まないようにシールドする機能を発揮するので、記録媒体のトラック幅を狭小化した場合においても、サイドリードを効果的に低減することができる。さらに、リード層が、電流供給経路のほか、硬磁性バイアス層と第２の軟磁性層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するので、そのような非磁性層を更めて設ける必要がなく、ヘッド構造を簡略化することができる。
【００６９】
また、本発明の第６の観点に係る磁気再生ヘッドによれば、フリー層を最上層として含むスピンバルブ構造の上に磁気結合層を介して第１の軟強磁性層と、反強磁性層と、保護層と、導電性のリード層とを順次積層すると共に、リード層の上に第２の軟強磁性層を設け、さらに、第２の軟強磁性層から下方に向かってフリー層にかけて延びる溝状ギャップを形成するようにしたので、溝状ギャップによって再生ヘッド幅が規定されると共に、第１の軟強磁性層および反強磁性層が協働してスピンバルブ構造に縦バイアスを印加するよう機能し、さらに、第２の軟強磁性層が、隣接トラックからの磁束を吸い込んでスピンバルブ構造への磁束の流入を阻止するよう機能する。したがって、記録媒体のトラック幅の狭小化に対応して溝状ギャップの幅を狭小化した場合においても、サイドリードを十分低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図４】本発明の第４の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図５】本発明の第５の実施の形態に係る磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図６】従来の磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【図７】従来の他の磁気再生ヘッドの断面構成を表す断面図である。
【符号の説明】
１…シード層、２，７１…フリー層、３…非磁性スペーサ層、４…ピンド層、５…ピンニング層、６…保護層、１０，７２…スピンバルブ構造、１１…下部磁気シールド層、１２…第１の絶縁層、１３…（第１の）ニッケル鉄層、１４… （第２の）反強磁性層、１５…リード層、１６…第２の絶縁層、１７…上部磁気シールド層、２１…硬磁性バイアス層、３１…非磁性層、３２…（第２の）ニッケル鉄層、７３…磁気結合層、７４…溝状ギャップ。
Claims (30)
- 下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、
前記一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１のニッケル鉄層と、
前記第１のニッケル鉄層の上に設けられ、前記第１のニッケル鉄層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、
前記第２の反強磁性層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、
前記非磁性層の上に設けられ、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層と、
前記第２のニッケル鉄層の上に設けられた導電性のリード層と、
前記リード層および前記保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層と
を備えたことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 前記第２のニッケル鉄層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の磁気再生ヘッド。
- 前記非磁性層の厚さは、２．５ｎｍないし１０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の磁気再生ヘッド。
- 下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上に設けられ、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、
前記一対の側斜面のそれぞれに設けられ、第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加する硬磁性バイアス層と、
前記硬磁性バイアス層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、
前記非磁性層の上に設けられ、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層と、
前記ニッケル鉄層の上に設けられた導電性のリード層と、
前記リード層および前記保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層と
を備えたことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 前記ニッケル鉄層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の磁気再生ヘッド。
- 前記非磁性層の厚さは、２．５ｎｍないし１０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項４に記載の磁気再生ヘッド。
- 下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、
前記一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１のニッケル鉄層と、
前記第１のニッケル鉄層の上に設けられ、前記第１のニッケル鉄層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、
前記第２の反強磁性層の上に設けられた導電性のリード層と、
前記リード層の上に設けられ、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層と、
前記第２のニッケル鉄層および前記保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層と
を備え、
前記リード層は、前記第２の反強磁性層と前記第２のニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能する
ことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 前記第２のニッケル鉄層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の磁気再生ヘッド。
- 前記リード層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項７に記載の磁気再生ヘッド。
- 下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上に設けられ、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、
前記一対の側斜面にそれぞれ設けられ、第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加する硬磁性バイアス層と、
前記硬磁性バイアス層の上に設けられた導電性のリード層と、
前記リード層の上に設けられ、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層と、
前記ニッケル鉄層および前記保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層と
を備え、
前記リード層は、前記硬磁性バイアス層と前記ニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能する
ことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 前記ニッケル鉄層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１０に記載の磁気再生ヘッド。
- 前記リード層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項１０に記載の磁気再生ヘッド。
- 下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、
前記第１の絶縁層の上に、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、
前記一対の側斜面に、それぞれ、第１のニッケル鉄層を形成するステップと、
前記第１のニッケル鉄層の上に第２の反強磁性層を形成したのち、縦方向の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加するステップと、
前記第２の反強磁性層の上に、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層を形成するステップと、
前記非磁性層の上に、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層を形成するステップと、
前記第２のニッケル鉄層の上に導電性のリード層を形成するステップと、
前記リード層および前記保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップと
を含むことを特徴とする磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記第２のニッケル鉄層を１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記非磁性層を２．５ｎｍないし１０ｎｍの範囲の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１３に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記第２のニッケル鉄層を形成するステップが、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で、３０分ないし３００分の範囲内で加熱する処理を含む
ことを特徴とする請求項１３に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、
前記第１の絶縁層の上に、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、
前記一対の側斜面に、それぞれ、硬磁性バイアス層を形成することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加するステップと、
前記硬磁性バイアス層の上に、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層を形成するステップと、
前記非磁性層の上に、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層を形成するステップと、
前記ニッケル鉄層の上に導電性のリード層を形成するステップと、
前記リード層および前記保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップと
を含むことを特徴とする磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記ニッケル鉄層を１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１７に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記非磁性層を２．５ｎｍないし１０ｎｍの範囲の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項１７に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記ニッケル鉄層を形成するステップが、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で、３０分ないし３００分の範囲内で加熱する処理を含む
ことを特徴とする請求項１７に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、
前記第１の絶縁層の上に、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、
前記一対の側斜面に、それぞれ、第１のニッケル鉄層を形成するステップと、
前記第１のニッケル鉄層の上に第２の反強磁性層を形成したのち、縦方向の磁界中で加熱することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加するステップと、
前記第２の反強磁性層の上に導電性のリード層を形成するステップと、
前記リード層の上に、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２のニッケル鉄層を形成するステップと、
前記第２のニッケル鉄層および前記保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップと
を含み、
前記リード層を、前記第２の反強磁性層と前記第２のニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するように構成する
ことを特徴とする磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記第２のニッケル鉄層を１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項２１に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記リード層を１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲の厚さに形成する
ことを特徴とする請求項２１に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記第２のニッケル鉄層を形成するステップが、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で、３０分ないし３００分の範囲内で加熱する処理を含む
ことを特徴とする請求項２１に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 下部磁気シールド層の上に第１の絶縁層を形成するステップと、
前記第１の絶縁層の上に、反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むスピンバルブ構造を形成すると共に、このスピンバルブ構造に、互いに向かい合うようにして前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を形成するステップと、
前記一対の側斜面に、それぞれ、硬磁性バイアス層を形成することにより、第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加するステップと、
前記硬磁性バイアス層の上に導電性のリード層を形成するステップと、
前記リード層の上に、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化されたニッケル鉄層を形成するステップと、
前記ニッケル鉄層および前記保護層の上に第２の絶縁層を形成するステップと、
前記第２の絶縁層の上に上部磁気シールド層を形成するステップと
を含み、
前記リード層を、前記硬磁性バイアス層と前記ニッケル鉄層との間の交換結合を無くすための非磁性層としても機能するように構成する
ことを特徴とする磁気再生ヘッドの製造方法。 - 前記ニッケル鉄層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２５に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。
- 前記リード層の厚さは、１０ｎｍないし５０ｎｍの範囲内にあることを特徴とする請求項２５に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。
- 前記ニッケル鉄層を形成するステップが、１８０°Ｃないし２８０°Ｃの範囲内の温度および５００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］ないし５０００×１０3 ／４π［Ａ／ｍ］の範囲内の磁界強度の下で、３０分ないし３００分の範囲内で加熱する処理を含む
ことを特徴とする請求項２５に記載の磁気再生ヘッドの製造方法。 - 下部磁気シールド層の上に設けられた第１の絶縁層と、
前記第１の絶縁層の上に設けられ、第１の反強磁性層と、最上層としての保護層と、フリー層とを含むと共に、互いに向かい合うように形成されて前記保護層から下方に向かって離れるにつれてスロープをなす一対の側斜面を有するスピンバルブ構造と、
前記一対の側斜面にそれぞれ設けられた第１の軟磁性層と、
前記第１の軟磁性層の上に設けられ、前記第１の軟磁性層と協働して第１の方向の永久縦バイアス磁界を前記スピンバルブ構造に印加する第２の反強磁性層と、
前記第２の反強磁性層の上に設けられ、隣接する上下の層の間の交換結合を無くすことが可能な厚さを有する非磁性層と、
前記非磁性層の上に設けられ、前記第１の方向とは反平行の第２の方向に磁化された第２の軟磁性層と、
前記第２の軟磁性層の上に設けられた導電性のリード層と、
前記リード層および前記保護層の上に設けられた第２の絶縁層と、
前記第２の絶縁層の上に設けられた上部磁気シールド層と
を備えたことを特徴とする磁気再生ヘッド。 - 前記第１および第２の軟磁性層は、コバルト鉄、コバルトおよびニッケルよりなる群から選ばれた材料で構成されている
ことを特徴とする請求項２９に記載の磁気再生ヘッド。
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