JP4322939B2 - 磁区制御用反強磁性層を備えた磁気抵抗効果薄膜磁気ヘッド - Google Patents
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Description
本発明は、磁気記録媒体等の磁界強度を信号とし読み出しを行う磁気抵抗効果（ＭＲ）読出しヘッド素子を有する薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッドを備えた磁気ディスクドライブ装置、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法に関する。
ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）の大容量小型化に伴い、高感度かつ高出力の薄膜磁気ヘッドが要求されている。この要求に対応するため、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）読出しヘッド素子を有するＧＭＲヘッドの特性改善が進んでおり、一方では、ＧＭＲヘッドの２倍以上の抵抗変化率が期待できるトンネル磁気抵抗効果（ＴＭＲ）読出しヘッド素子を有するＴＭＲヘッドの実用化も始まっている。
ＧＭＲヘッドには、センス電流の流れる方向の違いから２つのヘッド構造が存在する。積層面（膜面）に対して平行にセンス電流を流すＧＭＲヘッドをＣＩＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｉｎ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲヘッドと呼び、ＴＭＲヘッドと同様に膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すＧＭＲヘッドをＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ
ｔｏ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲヘッドと呼んでいる。
Ｉｎ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲヘッドと呼び、ＴＭＲヘッドと同様に膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すＧＭＲヘッドをＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ
ｔｏ Ｐｌａｎｅ）−ＧＭＲヘッドと呼んでいる。
ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドは、磁気シールド層そのものを電極層として用いることができるため、ＣＩＰ−ＧＭＲヘッドにおける狭リードギャップ化において深刻な問題となっている磁気シールド層とＭＲ積層体との間の短絡（絶縁不良）が本質的に生じない。このため、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドやＴＭＲヘッドは、高記録密度化に非常に有利となっている。
このようなＴＭＲヘッドやＣＰＰ−ＧＭＲヘッドにおけるＴＭＲ積層体又はＧＭＲ積層体のトラック幅方向の両側には、磁化自由層の磁区制御を行うための磁区制御用バイアス層が通常は形成されている。
特許文献１には、ＭＲ膜の両端部の読出しトラック領域外に、反強磁性体膜とこの反強磁性体膜に直接的に接することにより交換結合磁界を生じる軟磁性体膜とからなる磁区制御用バイアス層を形成した、アバッテドジャンクション構造の磁気ヘッドが開示されている。
磁区制御用バイアス層として、軟磁性体膜／反強磁性体膜を用いることにより、ＭＲ積層体のフリー層の幅が同じである場合にも実効トラック幅をより狭くすることが可能となると共に、ＭＲ積層体内の磁化固定層を硬磁性層で構成できるからリードギャップをより狭くすることが可能となる。
しかしながら、軟磁性体膜／反強磁性体膜の交換結合は、反強磁性層の膜厚が薄くなると結合度が急激に低下する傾向にあり、従来のアバッテドジャンクション構造の磁気ヘッドでは、反強磁性層の膜厚が、磁化自由層に磁区制御用バイアス磁界を与えるにあたって重要なジャンクション近傍で非常に薄くなるため、その部分における交換結合が非常に弱くなってしまう。このため、充分な磁区制御用バイアス磁界をＭＲ積層体の磁化自由層に印加することができない。
従って、本発明の目的は、充分な磁区制御用バイアス磁界をＭＲ積層体の磁化自由層に供給することができ、その結果、ノイズのない良好な線形応答が可能なＭＲ素子を備えた薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッドを備えた磁気ディスクドライブ装置、及び薄膜磁気ヘッドの製造方法を提供することにある。
本発明によれば、下部電極層と、下部電極層上に積層されており積層面に垂直方向に電流が流れるＭＲ積層体と、このＭＲ積層体のトラック幅方向の両側に形成された磁区制御用軟磁性層と、ＭＲ積層体及び磁区制御用軟磁性層上に連続して積層されており、磁区制御用軟磁性層と相互に交換結合している磁区制御用反強磁性層と、磁区制御用反強磁性層上に積層されている上部電極層とを備えている薄膜磁気ヘッドが提供される。
磁区制御用軟磁性層と相互に交換結合している磁区制御用反強磁性層が、ＭＲ積層体及び磁区制御用軟磁性層上にこれらを覆うように連続して積層されているため、ＭＲ積層体のジャンクション近傍における磁区制御用反強磁性層の膜厚を充分に厚くすることができる。これにより、その部分において、磁区制御用反強磁性層と磁区制御用軟磁性層との交換結合が充分に強くなり、充分な磁区制御用バイアス磁界をＭＲ積層体の磁化自由層に供給することができる。その結果、磁化自由層が単磁区化することにより、バルクハウゼンノイズ等のノイズが抑制され、より良好な線形応答を実現することが可能となる。
ＭＲ積層体が、磁化固定層と、磁化自由層と、磁化固定層及び磁化自由層間に積層された非磁性導電層又はトンネルバリア層とを備えていることが好ましい。この場合、磁化固定層が、磁化固定用軟磁性層と、磁化固定用軟磁性層と交換結合している磁化固定用反強磁性層とを備えているか、又は磁化固定用硬磁性層を備えていることがより好ましい。
磁区制御用反強磁性層の層厚が５ｎｍ以上であることも好ましい。
ＭＲ読出しヘッド素子の上部電極層上にインダクティブ書込みヘッド素子が形成されていることも好ましい。
本発明によれば、さらに、磁気ディスクと、少なくとも１つの上述した薄膜磁気ヘッドと、少なくとも１つの薄膜磁気ヘッドを磁気ディスクの表面に対向させて支持する支持機構とを含む磁気ディスクドライブ装置が提供される。
本発明によれば、さらにまた、下部電極層上にＭＲ積層膜を成膜するステップと、成膜したＭＲ積層膜に対してトラック幅を規定するパターニングを行ってＭＲ積層体を形成するパターニングステップと、パターニングステップで用いたマスクを残した状態で少なくとも絶縁膜及び磁区制御用軟磁性膜を成膜してリフトオフすることにより絶縁層及び磁区制御用軟磁性層を形成するリフトオフステップと、ＭＲ積層体及び磁区制御用軟磁性層上に磁区制御用反強磁性層を積層するステップと、磁区制御用反強磁性層上に上部電極層を積層するステップとを備えた薄膜磁気ヘッドの製造方法が提供される。
絶縁層及び磁区制御用軟磁性層を形成するリフトオフの後に、ＭＲ積層体及び磁区制御用軟磁性層上に磁区制御用反強磁性層を積層しているので、磁区制御用反強磁性層が、ＭＲ積層体及び磁区制御用軟磁性層上にこれらを覆うように連続して積層されることとなる。このため、ＭＲ積層体のジャンクション近傍における磁区制御用反強磁性層の膜厚を充分に厚くすることができるから、その部分において、磁区制御用反強磁性層と磁区制御用軟磁性層との交換結合が充分に強くなり、充分な磁区制御用バイアス磁界をＭＲ積層体の磁化自由層に供給することができる。その結果、磁化自由層が単磁区化することにより、バルクハウゼンノイズ等のノイズが抑制され、より良好な線形応答を実現することが可能となる。
リフトオフステップが、パターニングステップで用いたマスクを残した状態で絶縁膜、磁区制御用軟磁性膜及び磁区制御保護膜を順次成膜してリフトオフすることにより絶縁層、磁区制御用軟磁性層及び磁区制御保護層を形成するステップであることが好ましい。
リフトオフステップが、パターニングステップで用いたマスクを残した状態で絶縁膜及び磁区制御用軟磁性膜のみを順次成膜してリフトオフすることにより絶縁層及び磁区制御用軟磁性層を形成するステップであることも好ましい。
ＭＲ積層膜を成膜するステップが、少なくとも磁化固定膜、非磁性導電膜又はトンネルバリア膜、及び磁化自由層膜を順次成膜するステップであることが好ましい。
磁化固定膜を成膜するステップが、磁化固定用軟磁性膜と、磁化固定用軟磁性層と相互に交換結合する磁化固定用反強磁性膜を成膜するステップであるか、又は磁化固定用硬磁性膜を成膜するステップであることが好ましい。
磁区制御用反強磁性層を積層するステップが、膜厚が５ｎｍ以上の磁区制御用反強磁性層を積層するステップであることも好ましい。
ＭＲ読出しヘッド素子の上部電極層上にインダクティブ書込みヘッド素子を形成するステップをさらに備えたことも好ましい。
多数の薄膜磁気ヘッドが形成されたウエハを、複数の薄膜磁気ヘッドが列状にそれぞれ並ぶ複数のバーに分離するステップと、各バーを研磨した後、複数の個々の薄膜磁気ヘッドに分離するステップとをさらに備えたことも好ましい。
本発明によれば、ＭＲ積層体のジャンクション近傍における磁区制御用反強磁性層の膜厚を充分に厚くすることができるから、その部分において、磁区制御用反強磁性層と磁区制御用軟磁性層との交換結合が充分に強くなり、充分な磁区制御用バイアス磁界をＭＲ積層体の磁化自由層に供給することができる。その結果、磁化自由層が単磁区化することにより、バルクハウゼンノイズ等のノイズが抑制され、より良好な線形応答を実現することが可能となる。
図１は本発明の一実施形態として、磁気ディスクドライブ装置の要部の構成を概略的に示す斜視図であり、図２は図１のＨＧＡの一構成例を示す斜視図であり、図３は図２のＨＧＡの先端部に装着されている複合型薄膜磁気ヘッドを示す斜視図であり、図４は図３の複合型薄膜磁気ヘッドの磁気ヘッド素子部分をスライダ基板の素子形成面側から見た平面図ある。
図１において、１０はスピンドルモータ１１の回転軸の回りを回転する複数の磁気ディスク、１２は複合型薄膜磁気ヘッド（磁気ヘッドスライダ）をトラック上に位置決めするためのアセンブリキャリッジ装置、１３は薄膜磁気ヘッドの読み書き動作を制御するための記録再生制御回路をそれぞれ示している。
アセンブリキャリッジ装置１２には、複数の駆動アーム１４が設けられている。これら駆動アーム１４は、ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）１５によってピボットベアリング軸１６を中心にして角揺動可能であり、この軸１６に沿った方向にスタックされている。各駆動アーム１４の先端部には、ＨＧＡ１７が取り付けられている。各ＨＧＡ１７には、磁気ヘッドスライダ２１が、各磁気ディスク１０の表面に対向するように設けられている。磁気ディスクドライブ装置に、単数の磁気ディスク１０、駆動アーム１４及びＨＧＡ１７を設けるようにしても良い。
図２に示すように、ＨＧＡは、サスペンション２０の先端部に、ＴＭＲ読出しヘッド素子及びインダクティブ書込みヘッド素子を有する磁気ヘッドスライダ２１を固着し、さらにその薄膜磁気ヘッド２１の端子電極に配線部材２５の一端を電気的に接続して構成される。
サスペンション２０は、磁気ヘッドスライダ２１に印加される荷重を発生するロードビーム２２と、このロードビーム２２上に固着され支持された弾性を有するフレクシャ２３と、ロードビーム２２の基部に設けられたベースプレート２４と、フレクシャ２３及びロードビーム２２上に設けられておりリード導体及びその両端に電気的に接続された接続パッドからなる配線部材２５とから主として構成されている。
本発明の磁気ヘッドアセンブリにおけるサスペンションの構造は、以上述べた構造に限定されるものではないことは明らかである。なお、図示されていないが、サスペンション２０の途中にヘッド駆動用ＩＣチップを装着してもよい。
図３及び図４に示すように、本実施形態における磁気ヘッドスライダ２１は、互いに積層されたＴＭＲ読出しヘッド素子３０及びインダクティブ書込みヘッド素子３１からなる複合型薄膜磁気ヘッド３２と、これらＴＭＲ読出しヘッド素子３０及びインダクティブ書込みヘッド素子３１にそれぞれ接続された４つの信号端子電極３３及び３４とを、磁気ヘッドスライダの浮上面（ＡＢＳ）３６を底面とした際の１つの側面である素子形成面３７上に備えている。なお、これらの端子電極の位置は、図３の形態に限定されるものではない。
図５は本実施形態における複合型薄膜磁気ヘッドの構造を概略的に示す中心断面図であり、図６はこの複合型薄膜磁気ヘッドのＴＭＲ読出しヘッド素子部分の構造を概略的に示す断面図である。ただし、図５は複合型薄膜磁気ヘッドのＡＢＳに垂直でありかつトラック幅方向と垂直な平面による断面を示しており、図６はＡＢＳと平行な平面による断面を示している。なお、本実施形態は、ＭＲ読出しヘッド素子がＴＭＲ読出しヘッド素子であり、インダクティブ書込みヘッド素子が垂直磁気記録構造の書込みヘッド素子の場合であるが、ＭＲ読出しヘッド素子がＣＰＰ−ＧＭＲ読出しヘッド素子であっても良く、また、インダクティブ書込みヘッド素子が面内即ち水平磁気記録構造の書込みヘッド素子であっても良い。
図５において、５０はウエハ即ち基板、５１は基板５０上に積層された下地絶縁層、５２は下部シールド層（ＳＦ）を兼用する下部電極層、５３は下部電極層５２上に積層されたＴＭＲ積層体、５４は下部電極層５２上に積層された絶縁層、５５はＴＭＲ積層体５３及び絶縁層５４上に積層された上部シールド層（ＳＳ１）を兼用する上部電極層をそれぞれ示している。下地絶縁層５１、下部電極層５２、ＴＭＲ積層体５３、絶縁層５４及び上部電極層５５がＴＭＲ読出しヘッド素子を構成している。
このＴＭＲ読出しヘッド素子上には、絶縁層５６ａ及び軟磁性層５６ｂを介してインダクティブ書込みヘッド素子が形成されている。インダクティブ書込みヘッド素子は、絶縁層５７、バッキングコイル層５８、バッキングコイル絶縁層５９、主磁極層６０、絶縁ギャップ層６１、書込みコイル層６２、書込みコイル絶縁層６３及び補助磁極層６４から主として構成されており、その上に保護層６５が形成されている。
図６に示すように、ＴＭＲ読出しヘッド素子は、本実施形態では、下部電極層５２と、この下部電極層上に積層されたＴＭＲ積層体５３と、このＴＭＲ積層体５３のトラック幅方向の両側に形成された絶縁層６６と、この絶縁層６６上に積層された磁区制御用軟磁性層６７と、ＭＲ積層体５３及び磁区制御用軟磁性層６７上に連続して積層された磁区制御用反強磁性層６８と、磁区制御用反強磁性層６８上に積層されている第２の上部金属層６９と、第２の上部金属層６９上に積層されている上部電極層５５とから主として構成されている。磁区制御用軟磁性層６７は磁区制御用反強磁性層６８と相互に交換結合している。
ＴＭＲ積層体５３は、本実施形態では、下部金属層５３ａと、磁化固定層５３ｂと、トンネルバリア層５３ｃと、磁化自由層（フリー層）５３ｄと、第１の上部金属層５３ｅとの積層構造で構成されている。
本実施形態では、上述したように、磁区制御用軟磁性層６７と相互に交換結合している磁区制御用反強磁性層６８が、ＴＭＲ積層体５３及び磁区制御用軟磁性層６７上にこれらを覆うように連続して積層されているため、ＴＭＲ積層体のジャンクション近傍におけるこの磁区制御用反強磁性層６８の膜厚を充分に厚くすることができる。
図７は反強磁性層の膜厚に対する反強磁性層／軟磁性層の交換結合磁界の大きさを示す特性図である。この例では、反強磁性層としてイリジウムマンガン（ＩｒＭｎ）を用いており、その膜厚（ｎｍ）を変化させた場合の交換結合磁界（Ｏｅ）を表している。
同図からも分かるように、反強磁性層の膜厚が５ｎｍ以上（１０ｎｍ以下）の範囲では、安定した充分な交換結合磁界を得ることができる。本実施形態では、ＴＭＲ積層体のジャンクション近傍におけるこの磁区制御用反強磁性層６８の膜厚を充分に厚くできるため、その部分の磁区制御用反強磁性層６８と磁区制御用軟磁性層６７との交換結合が充分に強くなり、充分な磁区制御用バイアス磁界をＴＭＲ積層体５３のフリー層５３ｄに供給することができる。その結果、このフリー層が確実に単磁区化し、バルクハウゼンノイズ等のノイズが抑制され、より良好な線形応答を実現することが可能となる。
次に、本実施形態における複合型薄膜磁気ヘッドの製造工程を説明する。
図８は本実施形態における薄膜磁気ヘッドの製造工程の一例を説明するフロー図であり、図９は図８の製造工程において、ＴＭＲ読出しヘッド素子の製造工程を詳しく説明するフロー図であり、図１０ａ〜１０ｄは図９の製造工程を説明する工程断面図である。
なお、本実施形態は、ＴＭＲ読出しヘッド素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドを製造する場合であるが、ＣＰＰ−ＧＭＲ読出しヘッド素子を有する複合型薄膜磁気ヘッドを製造する場合もトンネルバリア層に代えて非磁性導電層を作成する点が異なるのみであり、その他の工程は基本的に同様である。
図８及び図５に示すように、まず、アルティック（ＡｌＴｉＣ、Ａｌ２Ｏ３−ＴｉＣ）等の導電性材料から形成された基板５０を用意し、この基板５０上に、例えばスパッタリング法によって、例えばＡｌ２Ｏ３又は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）等の絶縁材料からなる厚さ０.０５〜１０μｍ程度の下地絶縁層５１を成膜する（ステップＳ８０）。
次いで、この下地絶縁層５１上に、下部シールド層（ＳＦ）を兼用する下部電極層５２、ＴＭＲ積層体５３、絶縁層５４、絶縁層６６（図６参照）、磁区制御用軟磁性層６７（図６参照）、磁区制御用反強磁性層６８（図６参照）及び上部シールド層（ＳＳ１）を兼用する上部電極層５５を含むＴＭＲ読出しヘッド素子を形成する（ステップＳ８１）。このＴＭＲ読出しヘッド素子の製造工程については、後に詳述する。
次いで、このＴＭＲ読出しヘッド素子上に絶縁層５６ａ及び軟磁性層５６ｂを形成する（ステップＳ８２）。絶縁層５６ａは、例えばスパッタリング法、化学気相成長（ＣＶＤ）法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）又はダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）等の絶縁材料を０．３μｍ程度の厚さに形成した層であり、軟磁性層５６ｂは例えばフレームめっき法等によって、例えばニッケル鉄（ＮｉＦｅ）、コバルト鉄（ＣｏＦｅ）、ニッケル鉄コバルト（ＮｉＦｅＣｏ）、鉄アルミニウムケイ素（ＦｅＡｌＳｉ）、窒化鉄（ＦｅＮ）、窒化鉄ジルコニウム（ＦｅＺｒＮ）、窒化鉄タンタル（ＦｅＴａＮ）、コバルトジルコニウムニオブ（ＣｏＺｒＮｂ）、コバルトジルコニウムタンタル（ＣｏＺｒＴａ）等の金属磁性材料を１．０μｍ程度の厚さに形成積層した層である。これら絶縁層５６ａ及び軟磁性層５６ｂは、ＴＭＲ読出しヘッド素子とその上に形成するインダクティブ書込みヘッド素子とを分離するためのものである。
その後、軟磁性層５６ｂ上に、絶縁層５７、バッキングコイル層５８、バッキングコイル絶縁層５９、主磁極層６０、絶縁ギャップ層６１、書込みコイル層６２、書込みコイル絶縁層６３及び補助磁極層６４を含むインダクティブ書込みヘッド素子を形成する（ステップＳ８３）。本実施形態では、垂直磁気記録構造のインダクティブ書込みヘッド素子を用いているが、水平磁気記録構造のインダクティブ書込みヘッド素子を用いても良いことは明らかである。また、垂直磁気記録構造のインダクティブ書込みヘッド素子として、図５に示した構造以外にも種々の構造が適用可能であることも明らかである。
絶縁層５７は、軟磁性層５６ｂ上に例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁材料を例えばスパッタリング法等によって成膜することによって形成される層であり、必要に応じて、例えばＣＭＰ等によって上表面が平坦化される。この絶縁層５７上には、バッキングコイル層５８が例えばフレームめっき法等によって、例えば銅（Ｃｕ）等の導電材料を１〜５μｍ程度の厚さに形成される。このバッキングコイル層５８は、隣接トラック消去（ＡＴＥ）を回避するべく書込み磁束を誘導するためのものである。バッキングコイル絶縁層５９は、バッキングコイル層５８を覆うように、例えばフォトリソグラフィ法等によって、例えば熱硬化されたノボラック系等のレジストにより厚さ０.５〜７μｍ程度で形成される。
バッキングコイル絶縁層５９上には、主磁極層６０が形成される。この主磁極層６０は、書込みコイル層６２によって誘導された磁束を、書込みがなされる磁気ディスクの垂直磁気記録層まで収束させながら導くための磁路であり、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料又はこれらの材料からなる多層膜として、厚さ０.５〜３μｍ程度に形成される。
主磁極層６０上には、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等の絶縁膜を例えばスパッタリング法等によって成膜することによって絶縁ギャップ層６１が形成され、この絶縁ギャップ層６１上には、厚さ０.５〜７μｍ程度の例えば熱硬化されたノボラック系等のレジストからなる書込みコイル絶縁層６３が形成されており、その内部に、例えばフレームめっき法等によって、例えばＣｕ等の導電材料を１〜５μｍ程度の厚さの書込みコイル層６２が形成されている。
この書込みコイル絶縁層６３覆うように、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＮｉＦｅＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料、又はこれらの材料の多層膜からなる厚さ０.５〜３μｍ程度の補助磁極層６４が例えばフレームめっき法等によって形成される。この補助磁極層６４は、リターンヨークを構成している。
次いで、このインダクティブ書込みヘッド素子上に保護層６５を形成する（ステップＳ８４）。保護層６５は、例えばスパッタリング法等によって、例えばＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２等を成膜することによって形成する。
これによって、薄膜磁気ヘッドのウエハ工程が終了する。ウエハ工程以後の薄膜磁気ヘッドの製造工程、例えば加工工程は、多数の薄膜磁気ヘッドが形成されたウエハを、所定数の薄膜磁気ヘッドが列状にそれぞれ並ぶ複数のバーに分離し、各バーを研磨した後、複数の個々の薄膜磁気ヘッドに分離するものである。このような加工工程は、周知であるため、詳しい説明を省略する。
次に、本実施形態におけるＴＭＲ読出しヘッド素子の製造工程について、図９及び図１０を用いて詳しく説明する。ただし、この実施形態では、磁化固定層として、反強磁性膜と軟磁性膜との交換結合を利用する構造を用いている。
まず、下地絶縁層５１（図５参照）上に、下部シールド層を兼用する下部電極層５２を形成する（ステップＳ９０）。下部電極層５２は、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料を厚さ０.１〜３μｍ程度に積層することによって形成される。望ましい実施形態においては、この下部電極層５２として、ＮｉＦｅが約２μｍの厚さで積層される。
次いで、この下部電極層５２上に、例えばＴａ、クロム（Ｃｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ニオブ（Ｎｂ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、Ｔｉ、モリブデン（Ｍｏ）又はタングステン（Ｗ）等からなる厚さ０．５〜５ｎｍ程度の膜と、例えばクロムチタン（ＣｒＴｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｒ、コバルト（Ｃｏ）又はＣｏＦｅ等からなる厚さ１〜６ｎｍ程度の膜とからなる下部金属層用の膜５３ａ′をスパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ９１）。望ましい実施形態においては、この下部金属層用の膜５３ａ′として、Ｔａが約１ｎｍの厚さ、その上にＲｕが約３ｎｍの厚さで成膜される。
続いて、その上に磁化固定層用の膜５３ｂ′を成膜する（ステップＳ９２）。磁化固定層用の膜５３ｂ′は、本実施形態では、例えばＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎ等からなる厚さ５〜３０ｎｍ程度の反強磁性膜（ピン層用の膜）と、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等からなる厚さ１〜３ｎｍ程度の強磁性膜（アウターピンド層用の膜）と、例えばＲｕ、ロジウム（Ｒｈ）、イリジウム（Ｉｒ）、Ｃｒ、レニウム（Ｒｅ）及びＣｕ等のうちの１つ又は２つ以上の合金からなる厚さ０.８ｎｍ程度の非磁性層用の膜と、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等からなる厚さ１〜３ｎｍ程度の強磁性膜（インナーピンド層用の膜）とを順次、スパッタリング法等によって成膜して形成される。望ましい実施形態においては、この磁化固定層用の膜５３ｂ′として、ＩｒＭｎが約５ｎｍの厚さ、その上にＣｏＦｅが約３ｎｍの厚さ、その上にＲｕが約０．８ｎｍの厚さ、その上にＣｏＦｅが約３ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、磁化固定層用の膜５３ｂ′上に、厚さ０.５〜１ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）又は亜鉛（Ｚｎ）の酸化物よりなるトンネルバリア層用の膜５３ｃ′を成膜する（ステップＳ９３）。望ましい実施形態においては、このトンネルバリア層用の膜５３ｃ′として、Ａｌ２Ｏ３が約０．６ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、トンネルバリア層用の膜５３ｃ′上に、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等からなる厚さ１ｎｍ程度の高分極率膜と、例えばＮｉＦｅ等からなる厚さ１〜９ｎｍ程度の軟磁性膜とを順次、スパッタリング法等によって成膜し、磁化自由層（フリー層）用の膜５３ｄ′を形成する（ステップＳ９４）。望ましい実施形態においては、この磁化自由層用の膜５３ｄ′として、ＣｏＦｅが約１ｎｍの厚さ、その上にＮｉＦｅが約３ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、例えばＴａ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ又はＷ等の非磁性導電材料からなり、１層又は２層以上からなる厚さ１〜１０ｎｍ程度の第１の上部金属層用の膜５３ｅ′をスパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ９５）。望ましい実施形態においては、この第１の上部金属層用の膜５３ｅ′として、Ｔａが約６ｎｍの厚さで成膜される。図１０（Ａ）はこの状態を示している。
次に、このように形成したＴＭＲ多層膜について、トラック幅方向の幅ＴＷを規定するパターニングを行う（ステップＳ９６）。まず、ＴＭＲ多層膜上にリフトオフ用のレジストパターンをなすマスク（図示なし）を形成し、このマスクを用いて、イオンミリング、例えばＡｒイオン等によるイオンビームエッチング、を行う。このミリングにより、下から下部金属層５３ａ、磁化固定層５３ｂ、トンネルバリア層５３ｃ、磁化自由層５３ｄ及び第１の上部金属層５３ｅの積層構造を有するＴＭＲ積層体５３を得ることができる。
次いで、このマスクを除去することなく、その上に例えばＡｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２等の絶縁材料による厚さが３〜２０ｎｍ程度の絶縁層用の膜をスパッタリング法、ＩＢＤ（イオンビームデポジション）法等を用いて成膜し（ステップＳ９７）、その上に、磁区制御用軟磁性層用の膜として、例えばＮｉＦｅによる厚さ２０ｎｍ程度の膜とＣｏＦｅによる厚さ１ｎｍ程度の膜とをスパッタリング法、ＩＢＤ法等を用いて成膜し（ステップＳ９８）、その上に、例えばＴａによる厚さ２ｎｍ程度の保護層用の膜をスパッタリング法、ＩＢＤ法等を用いて成膜する（ステップＳ９９）。望ましい実施形態においては、この絶縁層用の膜としてＡｌ２Ｏ３が約５ｎｍの厚さで成膜され、その上に磁区制御用軟磁性層用の膜としてＮｉＦｅが約２０ｎｍの厚さで、ＣｏＦｅが約１ｎｍの厚さで成膜され、その上に保護層用の膜としてＴａが約２ｎｍの厚さで成膜される。
その後、マスクを剥離することによってリフトオフする（ステップＳ１００）。図１０（Ｂ）はこの状態を示している。同図から分かるように、ＴＭＲ積層体５３の側面及び下部電極層５２の上に、絶縁層６６、磁区制御用軟磁性層６７及び磁区制御保護層７０が積層される。
次に、イオンミリング等によって磁区制御保護層７０を除去した後（ステップＳ１０１）、ＴＭＲ積層体５３の第１の上部金属層５３ｅ及び磁区制御用軟磁性層６７上に例えばＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎ等からなる厚さ５〜１０ｎｍ程度の膜をスパッタリング法、ＩＢＤ法等を用いて成膜することにより、磁区制御用反強磁性層６８を積層する（ステップＳ１０２）。望ましい実施形態においては、この磁区制御用反強磁性層６８としてＩｒＭｎが約６ｎｍの厚さで成膜される。図１０（Ｃ）はこの状態を示している。同図から分かるように、リフトオフ後に磁区制御用反強磁性層６８を成膜することによって、この反強磁性層は、ＴＭＲ積層体５３及び磁区制御用軟磁性層６７を連続して覆うように積層されることとなり、ＴＭＲ積層体５３のジャンクション近傍においても充分な厚さを有することとなる。
次いで、この磁区制御用反強磁性層６８上に、例えばＲｕによる厚さ５ｎｍ程度の第２の上部金属層６９をスパッタリング法等を用いて形成する（ステップＳ１０３）。望ましい実施形態においては、この第２の上部金属層６９としてＲｕが約５ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、この第２の上部金属層６９上に上部シールド層を兼用する上部電極層５５を形成する（ステップＳ１０４）。上部電極層５５は、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料を厚さ０.１〜３μｍ程度に積層することによって形成される。望ましい実施形態においては、この上部電極層５５としてＮｉＦｅが約２μｍの厚さで成膜される。図１０（Ｄ）はこの状態を示している。
本実施形態の一変更態様においては、ステップＳ９９の保護層用の膜の成膜を行うことなくリフトオフ処理を行う。その場合、ステップＳ１０１の保護層の除去も当然に行わない。
なお、ＴＭＲ積層体５３における磁化固定層、バリア層及び磁化自由層からなる感磁部を構成する各膜の態様は、以上に述べたものに限定されることなく、種々の材料及び膜厚が適用可能である。例えば、磁化固定層においては、反強磁性膜を除く３つの膜からなる３層構造の他に、強磁性膜からなる単層構造又はその他の層数の多層構造を採用することもできる。さらに、磁化自由層においても、２層構造の他に、高分極率膜の存在しない単層構造、又は磁歪調整用の膜を含む３層以上の多層構造を採用することも可能である。またさらに、感磁部において、磁化固定層、バリア層及び磁化自由層が、逆順に、即ち、磁化自由層、バリア層、磁化固定層の順に積層されていてもよい。ただし、この場合、磁化固定層内の反強磁性膜は最上の位置となる。
このように本実施形態によれば、磁区制御用反強磁性層６８がリフトオフ処理より後に成膜されるので、この磁区制御用反強磁性層６８は、ＴＭＲ積層体５３及び磁区制御用軟磁性層６７上にこれらを覆うように連続して積層されることとなる。このため、ＴＭＲ積層体５３のジャンクション近傍におけるこの磁区制御用反強磁性層６８の膜厚を充分に厚くすることができる。これにより、その部分において、磁区制御用反強磁性層６８と磁区制御用軟磁性層６７との交換結合が充分に強くなり、充分な磁区制御用バイアス磁界をＴＭＲ積層体５３のフリー層５３ｄに供給することができる。その結果、フリー層５３ｄが単磁区化するので、バルクハウゼンノイズ等のノイズが抑制され、より良好な線形応答を実現することが可能となる。
図１１は本発明の他の実施形態におけるＴＭＲ読出しヘッド素子の製造工程を詳しく説明するフロー図である。本実施形態では、磁化固定層として、磁化固定用硬磁性層を用いており、この磁化固定層を除く構成は前述した実施形態の場合と同様である。従って、以下の説明においては、前述した実施形態と同様の構成要素については同じ参照番号を用いる
まず、下地絶縁層５１（図５参照）上に、下部シールド層を兼用する下部電極層５２を形成する（ステップＳ１１０）。下部電極層５２は、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料を厚さ０.１〜３μｍ程度に積層することによって形成される。望ましい実施形態においては、この下部電極層５２として、ＮｉＦｅが約２μｍの厚さで積層される。
まず、下地絶縁層５１（図５参照）上に、下部シールド層を兼用する下部電極層５２を形成する（ステップＳ１１０）。下部電極層５２は、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料を厚さ０.１〜３μｍ程度に積層することによって形成される。望ましい実施形態においては、この下部電極層５２として、ＮｉＦｅが約２μｍの厚さで積層される。
次いで、この下部電極層５２上に、例えばＴａ、Ｃｒ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｍｏ又はＷ等からなる厚さ０．５〜５ｎｍ程度の膜と、例えばＣｒＴｉ、Ｒｕ、ＮｉＣｒ、ＮｉＦｅ、ＮｉＦｅＣｒ、Ｃｏ又はＣｏＦｅ等からなる厚さ１〜６ｎｍ程度の膜とからなる下部金属層用の膜５３ａ′をスパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ１１１）。望ましい実施形態においては、この下部金属層用の膜５３ａ′として、Ｔａが約１ｎｍの厚さ、その上にＣｒＴｉが約３ｎｍの厚さで成膜される。
続いて、その上に磁化固定層用の膜５３ｂ′を成膜する（ステップＳ１１２）。磁化固定層用の膜５３ｂ′は、本実施形態では、例えばコバルト白金（ＣｏＰｔ）等からなる厚さ５〜３０ｎｍ程度の硬磁性膜（ピン層用の膜）と、例えばＲｕ等からなる厚さ０.８ｎｍ程度の非磁性層用の膜と、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等からなる厚さ１〜３ｎｍ程度の強磁性膜（ピンド層用の膜）とを順次、スパッタリング法等によって成膜して形成される。望ましい実施形態においては、この磁化固定層用の膜５３ｂ′として、ＣｏＰｔが約５ｎｍの厚さ、その上にＲｕが約０．８ｎｍの厚さ、その上にＣｏＦｅが約３ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、磁化固定層用の膜５３ｂ′上に、厚さ０.５〜１ｎｍ程度のアルミニウム（Ａｌ）、Ｔｉ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｈｆ、マグネシウム（Ｍｇ）、ケイ素（Ｓｉ）又は亜鉛（Ｚｎ）の酸化物よりなるトンネルバリア層用の膜５３ｃ′を成膜する（ステップＳ１１３）。望ましい実施形態においては、このトンネルバリア層用の膜５３ｃ′として、Ａｌ２Ｏ３が約０．６ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、トンネルバリア層用の膜５３ｃ′上に、例えばＣｏＦｅ、ＣｏＦｅＳｉ、ＣｏＭｎＧｅ、ＣｏＭｎＳｉ、ＣｏＭｎＡｌ等からなる厚さ１ｎｍ程度の高分極率膜と、例えばＮｉＦｅ等からなる厚さ１〜９ｎｍ程度の軟磁性膜とを順次、スパッタリング法等によって成膜し、磁化自由層（フリー層）用の膜５３ｄ′を形成する（ステップＳ１１４）。望ましい実施形態においては、この磁化自由層用の膜５３ｄ′として、ＣｏＦｅが約１ｎｍの厚さ、その上にＮｉＦｅが約３ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、例えばＴａ、Ｒｕ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｃｒ又はＷ等の非磁性導電材料からなり、１層又は２層以上からなる厚さ１〜１０ｎｍ程度の第１の上部金属層用の膜５３ｅ′をスパッタリング法等によって成膜する（ステップＳ１１５）。望ましい実施形態においては、この第１の上部金属層用の膜５３ｅ′として、Ｔａが約６ｎｍの厚さで成膜される。図１０（Ａ）はこの状態を示している。
次に、このように形成したＴＭＲ多層膜について、トラック幅方向の幅ＴＷを規定するパターニングを行う（ステップＳ１１６）。まず、ＴＭＲ多層膜上にリフトオフ用のレジストパターンをなすマスク（図示なし）を形成し、このマスクを用いて、イオンミリング、例えばＡｒイオン等によるイオンビームエッチング、を行う。このミリングにより、下から下部金属層５３ａ、磁化固定層５３ｂ、トンネルバリア層５３ｃ、磁化自由層５３ｄ及び第１の上部金属層５３ｅの積層構造を有するＴＭＲ積層体５３を得ることができる。
次いで、このマスクを除去することなく、その上に例えばＡｌ２Ｏ３又はＳｉＯ２等の絶縁材料による厚さが３〜２０ｎｍ程度の絶縁層用の膜をスパッタリング法、ＩＢＤ（イオンビームデポジション）法等を用いて成膜し（ステップＳ１１７）、その上に、磁区制御用軟磁性層用の膜として、例えばＮｉＦｅによる厚さ２０ｎｍ程度の膜とＣｏＦｅによる厚さ１ｎｍ程度の膜とをスパッタリング法、ＩＢＤ法等を用いて成膜し（ステップＳ１１８）、その上に、例えばＴａによる厚さ２ｎｍ程度の保護層用の膜をスパッタリング法、ＩＢＤ法等を用いて成膜する（ステップＳ１１９）。望ましい実施形態においては、この絶縁層用の膜としてＡｌ２Ｏ３が約５ｎｍの厚さで成膜され、その上に磁区制御用軟磁性層用の膜としてＮｉＦｅが約２０ｎｍの厚さで、ＣｏＦｅが約１ｎｍの厚さで成膜され、その上に保護層用の膜としてＴａが約２ｎｍの厚さで成膜される。
その後、マスクを剥離することによってリフトオフする（ステップＳ１２０）。図１０（Ｂ）はこの状態を示している。同図から分かるように、ＴＭＲ積層体５３の側面及び下部電極層５２の上に、絶縁層６６、磁区制御用軟磁性層６７及び磁区制御保護層７０が積層される。
次に、イオンミリング等によって磁区制御保護層７０を除去した後（ステップＳ１２１）、ＴＭＲ積層体５３の第１の上部金属層５３ｅ及び磁区制御用軟磁性層６７上に例えばＩｒＭｎ、ＰｔＭｎ、ＮｉＭｎ、ＲｕＲｈＭｎ等からなる厚さ５〜１０ｎｍ程度の膜をスパッタリング法、ＩＢＤ法等を用いて成膜することにより、磁区制御用反強磁性層６８を積層する（ステップＳ１２２）。望ましい実施形態においては、この磁区制御用反強磁性層６８としてＩｒＭｎが約６ｎｍの厚さで成膜される。図１０（Ｃ）はこの状態を示している。同図から分かるように、リフトオフ後に磁区制御用反強磁性層６８を成膜することによって、この反強磁性層は、ＴＭＲ積層体５３及び磁区制御用軟磁性層６７を連続して覆うように積層されることとなり、ＴＭＲ積層体５３のジャンクション近傍においても充分な厚さを有することとなる。
次いで、この磁区制御用反強磁性層６８上に、例えばＲｕによる厚さ５ｎｍ程度の第２の上部金属層６９をスパッタリング法等を用いて形成する（ステップＳ１２３）。望ましい実施形態においては、この第２の上部金属層６９としてＲｕが約５ｎｍの厚さで成膜される。
次いで、この第２の上部金属層６９上に上部シールド層を兼用する上部電極層５５を形成する（ステップＳ１２４）。上部電極層５５は、例えばフレームめっき法等によって、例えばＮｉＦｅ、ＣｏＦｅ、ＦｅＮｉＣｏ、ＦｅＡｌＳｉ、ＦｅＮ、ＦｅＺｒＮ、ＦｅＴａＮ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺｒＴａ等の金属磁性材料を厚さ０.１〜３μｍ程度に積層することによって形成される。望ましい実施形態においては、この上部電極層５５としてＮｉＦｅが約２μｍの厚さで成膜される。図１０（Ｄ）はこの状態を示している。
本実施形態の一変更態様においては、ステップＳ１１９の保護層用の膜の成膜を行うことなくリフトオフ処理を行う。その場合、ステップＳ１２１の保護層の除去も当然に行わない。
なお、ＴＭＲ積層体５３における磁化固定層、バリア層及び磁化自由層からなる感磁部を構成する各膜の態様は、以上に述べたものに限定されることなく、種々の材料及び膜厚が適用可能である。例えば、磁化固定層においては、硬磁性層からなる単層構造又はその他の層数の多層構造を採用することもできる。さらに、磁化自由層においても、２層構造の他に、高分極率膜の存在しない単層構造、又は磁歪調整用の膜を含む３層以上の多層構造を採用することも可能である。またさらに、感磁部において、磁化固定層、バリア層及び磁化自由層が、逆順に、即ち、磁化自由層、バリア層、磁化固定層の順に積層されていてもよい。
このように本実施形態によれば、磁区制御用反強磁性層６８がリフトオフ処理より後に成膜されるので、この磁区制御用反強磁性層６８は、ＴＭＲ積層体５３及び磁区制御用軟磁性層６７上にこれらを覆うように連続して積層されることとなる。このため、ＴＭＲ積層体５３のジャンクション近傍におけるこの磁区制御用反強磁性層６８の膜厚を充分に厚くすることができる。これにより、その部分において、磁区制御用反強磁性層６８と磁区制御用軟磁性層６７との交換結合が充分に強くなり、充分な磁区制御用バイアス磁界をＴＭＲ積層体５３のフリー層５３ｄに供給することができる。その結果、フリー層５３ｄが単磁区化するので、バルクハウゼンノイズ等のノイズが抑制され、より良好な線形応答を実現することが可能となる。
以上述べたように、本実施形態は、ＭＲ素子の磁化固定層は硬磁性膜を用い、磁区制御層は反強磁性層膜や軟磁性膜を用い、それぞれ異なった原理を用いて磁化固定を行っている。具体的には、磁化固定層は着磁、磁区制御層は磁場アニールで、それぞれ磁化固定を行うため、より理想的な方向に磁化固定ができ（９０度違う）、両方に反強磁性膜、軟磁性膜を用いた場合に比べて望ましい。また、磁化固定層に硬磁性膜を用いることは、ＭＲ素子の全膜厚を減らすことができるため、高記録密度化（特に高ＢＰＩ（Ｂｉｔ Ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ Ｉｎｃｈ）化）に有利であり望ましい。
以上述べた実施形態は全て本発明を例示的に示すものであって限定的に示すものではなく、本発明は他の種々の変形態様及び変更態様で実施することができる。従って本発明の範囲は特許請求の範囲及びその均等範囲によってのみ規定されるものである。
１０ 磁気ディスク
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ＨＧＡ
２０ サスペンション
２１ 磁気ヘッドスライダ
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
３０ ＴＭＲ読出しヘッド素子
３１ インダクティブ書込みヘッド素子
３２ 複合型薄膜磁気ヘッド
３３、３４ 信号端子電極
３６ 浮上面（ＡＢＳ）
３７ 素子形成面
５０ 基板
５１ 下地絶縁層
５２ 下部電極層
５３ ＴＭＲ積層体
５３ａ 下部金属層
５３ａ′ 下部金属層用の膜
５３ｂ 磁化固定層
５３ｂ′ 磁化固定層用の膜
５３ｃ トンネルバリア層
５３ｃ′ トンネルバリア層用の膜
５３ｄ 磁化自由層（フリー層）
５３ｄ′ 磁化自由層用の膜
５３ｅ 第１の上部金属層
５３ｅ′ 第１の上部金属層用の膜
５４、５６ａ、５７、６６ 絶縁層
５５ 上部電極層
５６ｂ 軟磁性層
５８ バッキングコイル層
５９ バッキングコイル絶縁層
６０ 主磁極層
６１ 絶縁ギャップ層
６２ 書込みコイル層
６３ 書込みコイル絶縁層
６４ 補助磁極層
６５ 保護層
６７ 磁区制御用軟磁性層
６８ 磁区制御用反強磁性層
６９ 第２の上部金属層
７０ 磁区制御保護層
１１ スピンドルモータ
１２ アセンブリキャリッジ装置
１３ 記録再生制御回路
１４ 駆動アーム
１５ ボイスコイルモータ（ＶＣＭ）
１６ ピボットベアリング軸
１７ ＨＧＡ
２０ サスペンション
２１ 磁気ヘッドスライダ
２２ ロードビーム
２３ フレクシャ
２４ ベースプレート
２５ 配線部材
３０ ＴＭＲ読出しヘッド素子
３１ インダクティブ書込みヘッド素子
３２ 複合型薄膜磁気ヘッド
３３、３４ 信号端子電極
３６ 浮上面（ＡＢＳ）
３７ 素子形成面
５０ 基板
５１ 下地絶縁層
５２ 下部電極層
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５３ａ 下部金属層
５３ａ′ 下部金属層用の膜
５３ｂ 磁化固定層
５３ｂ′ 磁化固定層用の膜
５３ｃ トンネルバリア層
５３ｃ′ トンネルバリア層用の膜
５３ｄ 磁化自由層（フリー層）
５３ｄ′ 磁化自由層用の膜
５３ｅ 第１の上部金属層
５３ｅ′ 第１の上部金属層用の膜
５４、５６ａ、５７、６６ 絶縁層
５５ 上部電極層
５６ｂ 軟磁性層
５８ バッキングコイル層
５９ バッキングコイル絶縁層
６０ 主磁極層
６１ 絶縁ギャップ層
６２ 書込みコイル層
６３ 書込みコイル絶縁層
６４ 補助磁極層
６５ 保護層
６７ 磁区制御用軟磁性層
６８ 磁区制御用反強磁性層
６９ 第２の上部金属層
７０ 磁区制御保護層
Claims (20)
- 下部電極層と、該下部電極層上に積層されており積層面に垂直方向に電流が流れる磁気抵抗効果積層体と、該磁気抵抗効果積層体のトラック幅方向の両側に形成された磁区制御用軟磁性層と、前記磁気抵抗効果積層体及び前記磁区制御用軟磁性層上に連続して積層されており、該磁区制御用軟磁性層と相互に交換結合している磁区制御用反強磁性層と、該磁区制御用反強磁性層上に積層されている上部電極層とを備えていることを特徴とする薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁気抵抗効果積層体が、磁化固定層と、磁化自由層と、該磁化固定層及び該磁化自由層間に積層された非磁性導電層又はトンネルバリア層とを備えていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁化固定層が、磁化固定用軟磁性層と、該磁化固定用軟磁性層と交換結合している磁化固定用反強磁性層とを備えていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁化固定層が、磁化固定用硬磁性層を備えていることを特徴とする請求項２に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記磁区制御用反強磁性層の層厚が５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 磁気抵抗効果読出しヘッド素子の前記上部電極層上にインダクティブ書込みヘッド素子が形成されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 磁気ディスクと、少なくとも１つの薄膜磁気ヘッドと、該少なくとも１つの薄膜磁気ヘッドを前記磁気ディスクの表面に対向させて支持する支持機構とを含んでおり、
前記少なくとも１つの薄膜磁気ヘッドが、下部電極層と、該下部電極層上に積層されており積層面に垂直方向に電流が流れる磁気抵抗効果積層体と、該磁気抵抗効果積層体のトラック幅方向の両側に形成された磁区制御用軟磁性層と、前記磁気抵抗効果積層体及び前記磁区制御用軟磁性層上に連続して積層されており、該磁区制御用軟磁性層と相互に交換結合している磁区制御用反強磁性層と、該磁区制御用反強磁性層上に積層されている上部電極層とを備えていることを特徴とする磁気ディスクドライブ装置。 - 前記磁気抵抗効果積層体が、磁化固定層と、磁化自由層と、該磁化固定層及び該磁化自由層間に積層された非磁性導電層又はトンネルバリア層とを備えていることを特徴とする請求項７に記載の磁気ディスクドライブ装置。
- 前記磁化固定層が、磁化固定用軟磁性層と、該磁化固定用軟磁性層と交換結合している磁化固定用反強磁性層とを備えていることを特徴とする請求項８に記載の磁気ディスクドライブ装置。
- 前記磁化固定層が、磁化固定用硬磁性層を備えていることを特徴とする請求項８に記載の磁気ディスクドライブ装置。
- 前記磁区制御用反強磁性層の層厚が５ｎｍ以上であることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項に記載の磁気ディスクドライブ装置。
- 下部電極層上に磁気抵抗効果積層膜を成膜するステップと、該成膜した磁気抵抗効果積層膜に対してトラック幅を規定するパターニングを行って磁気抵抗効果積層体を形成するパターニングステップと、該パターニングステップで用いたマスクを残した状態で少なくとも絶縁膜及び磁区制御用軟磁性膜を成膜してリフトオフすることにより絶縁層及び磁区制御用軟磁性層を形成するリフトオフステップと、前記磁気抵抗効果積層体及び前記磁区制御用軟磁性層上に磁区制御用反強磁性層を積層するステップと、該磁区制御用反強磁性層上に上部電極層を積層するステップ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。
- 前記リフトオフステップが、前記パターニングステップで用いたマスクを残した状態で絶縁膜、磁区制御用軟磁性膜及び磁区制御保護膜を順次成膜してリフトオフすることにより絶縁層、磁区制御用軟磁性層及び磁区制御保護層を形成するステップであることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
- 前記リフトオフステップが、前記パターニングステップで用いたマスクを残した状態で絶縁膜及び磁区制御用軟磁性膜のみを順次成膜してリフトオフすることにより絶縁層及び磁区制御用軟磁性層を形成するステップであることを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
- 前記磁気抵抗効果積層膜を成膜するステップが、少なくとも磁化固定膜、非磁性導電膜又はトンネルバリア膜、及び磁化自由層膜を順次成膜するステップであることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載の製造方法。
- 前記磁化固定膜を成膜するステップが、磁化固定用軟磁性膜と、該磁化固定用軟磁性層と相互に交換結合する磁化固定用反強磁性膜を成膜するステップであることを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
- 前記磁化固定膜を成膜するステップが、磁化固定用硬磁性膜を成膜するステップであることを特徴とする請求項１５に記載の製造方法。
- 前記磁区制御用反強磁性層を積層するステップが、膜厚が５ｎｍ以上の磁区制御用反強磁性層を積層するステップであることを特徴とする請求項１２から１７のいずれか１項に記載の製造方法。
- 磁気抵抗効果読出しヘッド素子の前記上部電極層上にインダクティブ書込みヘッド素子を形成するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項１２から１８のいずれか１項に記載の製造方法。
- 多数の薄膜磁気ヘッドが形成されたウエハを、複数の薄膜磁気ヘッドが列状にそれぞれ並ぶ複数のバーに分離するステップと、該各バーを研磨した後、複数の個々の薄膜磁気ヘッドに分離するステップとをさらに備えたことを特徴とする請求項１２から１９のいずれか１項に記載の製造方法。
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