JPH03108112A - 磁気抵抗効果ヘッドの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は磁気抵抗効果ヘッドの製造方法に関し、さらに
詳しくは磁気記憶媒体に書き込まれた磁気的情報を、強
磁性磁気抵抗効果を利用して読み出す強磁性磁気抵抗効
果素子（以下、ＭＲ素子と略す）を具備した磁気抵抗効
果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略す）の製造方法に関す
るものでおる。

［従来の技術］ 周知のごとく、ＭＲ素子は高い出力が得られ、その出力
が素子と記録媒体との相対速度に依存しないため、小型
高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応用が期待さ
れている。しかし、ＭＲ素子を磁気記録の信号再生用ヘ
ッドとして実用化するためには、２つの基本的な要請を
満足する必要がある。

まず第１点は、ＭＲ素子を磁気記憶媒体に書き込まれた
磁気的情報に対して線形応答させることである。このた
め、ＭＲヘッドはＭＲ素子に流すセンス電流■とＭＲ素
子の磁化Ｍのなす角度θ（以下、バイアス角度と呼ぶ）
を所定の値（望ましくは４５度）に設定するようセンス
電流と直交する方向にバイアス磁界を加える必要がある
。

上述のバイアス手段としては種々の方法が開示されてい
る。例えば、米国特許第３８６４７５１号明細書には軟
磁性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁層を挟んで積層さ
れた構造が開示されている。引例においては、ＭＲ素子
にセンス電流を供給して軟磁性バイアス補助層を磁化す
るとともに、軟磁性バイアス補助層が発生する磁界でＭ
Ｒ素子にバイアス磁界を印加する方法が示されている。

また、他のバイアス手段として実開昭６０−１５９５１
８号公報には、非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子
が非磁性導体層を挟んで積層された構造が開示されてい
る。この構成では、非晶質軟磁性バイアス補助層の比抵
抗がＭＲ素子の比抵抗に比較して著しく高いので、セン
ス電流の大部分がＭＲ素子を流れ、実効的に非晶質軟磁
性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁されている構成と同
等のバイアス効果が得られる。更に、このバイアス方法
では、非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子の絶縁を
保つ必要がないため、非磁性導体層の膜厚を薄くした、
コンパクトなＭＲヘッドが形成される。

次に第２点は、再生信号のノイズの主因となり、再生信
号の再現性を低下させるバルクハウゼンノイズを抑制す
ることである。バルクハウゼンノイズの原因は、ＭＲ素
子端部での反磁界によって生じる磁壁の移動であると考
えられる。このため、ＭＲ素子部を単磁区化して磁壁を
なくす方法が数多く提案されているが、主なものは文献
ザ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス（Ｔ
ｈｅＪｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈ１Ｓ
ｉＣ３）　、　１９８４年、第５５巻、　２２２６ペー
ジに示されている次の２つの方法である。

即ち第１は、ＭＲ素子部の長さを長くしたり、ＭＲ素子
の長さと幅の比率を大きくして形状異方性によって単磁
区化を図る方法である。第２には、ＭＲ素子の両端に硬
磁性材料や反磁性材料を形成して、硬磁性材料からの静
磁界や反強磁性材料の交換相互作用によってセンス電流
方向にバイアス磁界を加える方法である。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、ＭＲ素子の長さを長くする方法は、磁気ヘッド
の場合にはトラック幅を大きくすることになり、高密度
磁気記録の再生用ヘッドとして用いる場合には不適当で
あるといった問題点があった。また、硬磁性材料や反強
磁性材料によってバイアス磁界を加える場合には、ＭＲ
素子の両端部にのみこれらの材料が存在するようにパタ
ーン形成する必要がある。これは、ＭＲ素子全体にセン
ス電流方向のバイアス磁界が加わると、先に述べた線形
応答性を得るためにセンス電流と直交する方向に印加し
ているバイアス磁界を打ち消すことになるからである。

しかし、このパターン形成はＭＲヘッド製造工程を複雑
にするばかりではなく、新たなバイアス層の厚さだけＭ
Ｒヘッドが厚くなってしまったり、パターン形成部の段
差によってＭＲ素子の特性を劣化させてしまうといった
問題点があった。

本発明は以上述べたような従来の課題を解決するために
なされたもので、簡便な工程でバルクハウゼンノイズの
ない、高性能のＭＲヘッドを製造する方法を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、強磁性磁気抵抗効果素子と非晶質軟磁性体層
とが非磁性導体層を介して積層された構造を有する磁気
抵抗効果ヘッドの製造方法において、非晶質軟磁性体層
に直流の磁界を加えつつ、該非晶質軟磁性体層の端部近
傍にレーザ光を照射して加熱後冷却し、該照射部分を結
晶化する工程を備えてなることを特徴とする磁気抵抗効
果ヘッドの製造方法である。

以下に図面を参照して本発明をさらに詳細に説明する。

第１図は本発明のＭＲヘッドの製造方法を工程順に示す
部分斜視図である。まず、ガラス、フェライト等からな
る表面の滑らかな絶縁性基板１上に、ＮｉＦｅ合金やＮ
ｉＣｏ合金等の磁気抵抗効果の大きい軟磁性材料をスパ
ッタ法や真空蒸着法で成膜してＭＲ素子層２を形成する
（第１図（ａ））。

次に、ＭＲ素子層２上にスパッタ法あるいは蒸着法によ
り、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔａ等よりなる非磁性導体層３
を形成する（第１図（ｂ））。更に、非磁性導体層３上
にＣ０Ｚｒ、Ｃ０ＺｒＮｂ、Ｃ。

ＺｒＭｏ、　ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＴａ等の非晶貿軟磁性
材料からなるバイアス補助層４をスパッタ法で形成する
（第１図（Ｃ））。これら３層の積層体を所定の形状に
パターン形成した後（第１図（ｄ））、ＭＲ素子のセン
ス電流方向に直流の磁界を加えながらバイアス補助層４
の一部にレーザ光６を照射して、非晶質材料の結晶化温
度以上に加熱した後自然冷却し、レーザ光６を照射した
部分４ａを結晶化させる（第１図（ｅ））。最後にバイ
アス補助層上に電極５を形成する（第１図げ））。

［作用］ 以下に本発明の作用を簡単に説明する。

第２図は本発明のＭＲヘッドの構造を示す斜視図である
。バイアス補助層４の材料であるＣＯ系の合金材料は、
スパッタ法で成膜した時には非晶質であり、保磁力１　
０ｅ以下の優れた軟磁性を有する。しかし、この材料を
結晶化温度以上に加熱してから徐冷すると結晶化し、Ｃ
Ｏの大きな結晶磁気異方性による保磁力が数１００ｅか
ら数１０００ｅの硬磁性材料となる。また、この加熱冷
却の過程で直流磁界を印加すると、その磁界方向を容易
軸とする１軸性の誘導磁気異方性を生じる。

本発明のＭＲヘッドのバイアス補助層４は、ＭＲ素子層
２が動作する電極の間の部分４ｂでは成膜時の軟磁性の
ままであり、センス電流によって生じる磁界によってセ
ンス電流と直交する方向に磁化し、ＭＲ素子部にはセン
ス電流と直交する方向のバイアス磁界を発生する。これ
によってＭＲヘッドは外部磁界に対して線形応答をする
。

一方、ＭＲ素子の両端のレーザ光照射部分４ａでは、バ
イアス補助層はセンス電流方向に磁化した硬磁性体とな
っている。ＭＲ素子はその両端で４ａからの静磁界を受
けるために単磁区構造が安定化され、バルクハウゼンノ
イズを生じない。

さらに、加熱の方法として、集束したレーザ光を用いる
ことによって、特定の部分のみを選択的に結晶化して硬
磁性材料とすることができるため、新たに硬磁性材料を
成膜してパターン形成する方法と比較して、製造工程を
簡略化することができる。

［実施例］ 次に本発明の実施例について詳細に説明する。

実施例１．比較例１ ガラス基板上に、真空蒸着法を用いてＭＲ素子となる膜
厚４００人のパーマロイ（Ｎｉ８２％−Ｆ０１８％１重
量％）層を成膜した。次に、同じく真空蒸着法を用いて
、非磁性導体となる膜厚２００人のＴｉ膜を前記パーマ
ロイ層上に成膜した。

ざらにＣＯＺｒＭＯの合金ターゲットを用いたＡｒガス
中でのＲＦスパッタ法により厚さ５００人のバイアス補
助層を形成した。その後、この積層体上に所定のフォト
レジストパターンを形成し、Ａｒガス雰囲気でイオンエ
ツチングを行い、長さ５０庫、幅５卯の矩形状のパター
ンに加工した。

次に、この矩形パターンの長さ方向にｉｏｏ　ｏｅの直
流磁界を印加しながら矩形パターンの中心から両側それ
ぞれ１０７Ｊの位置に、レンズによってパターン上での
直径を約５ｔＩＪｒＩ径に集束した出力１００ｍＷのＨ
ｅ−Ｎｅレーザ光を１０μ秒間照射した後自然冷却させ
た。この時、基板は送り精度ｏ、　１廊のＸＹステージ
上に保持し、顕微鏡でレーザ光の照射位置を制御した。

次いで、前述の積層体にセンス電流を供給する電極をＴ
１とＡｕの積層膜を用いて形成し、ＭＲヘッドを作製し
た。この時、電極の位置は矩形パターンの中心がら両側
５１１ＩＩＩとし、電極の間隔は１０ＪＪＪｎとした。

また、レーザ光の照射工程を省略した以外は実施例１と
まったく同様の工程でＭＲヘッドを作製し、比較例１と
した。

以上のようなＭＲヘッドにセンス電流１０ｍＡを流して
外部磁界を印加し、電気抵抗−磁界曲線を測定した。上
記２つのＭＲヘッドの外部磁界に対する規格化感度は２
つのヘッドとも０．０３１０ｅとほぼ同じ値であったが
、実施例１のヘッドではバルクハウゼンノイズはまった
く認められなかったのに対して、比較例１のヘッドでは
バルクハウゼンノイズが観測された。この結果から明ら
かなように、本発明の製造方法を用いて作製したＭＲヘ
ッドはバルクハウゼンノイズが認められず、優れた性能
を有している。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の方法によればバルクハウ
ゼンノイズの無い磁気抵抗効果ヘッドを簡単な工程で得
られるという効果がある。また本発明の製造方法は、単
に磁界の強度を測定する磁界センサの製造方法にも適用
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法を工程順に示す部分斜視図、第２
図は本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す斜視図で
ある。 １・・・絶縁性基板　　　　　２・・・ＭＲ素子層３・
・・非磁性導体層　　　　４・・・バイアス補助層４ａ
・・・レーザ光照射部分　５・・・電極６・・・レーザ
光

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）強磁性磁気抵抗効果素子と非晶質軟磁性体層とが
   非磁性導体層を介して積層された構造を有する磁気抵抗
   効果ヘッドの製造方法において、非晶質軟磁性体層に直
   流の磁界を加えつつ、該非晶質軟磁性体層の端部近傍に
   レーザ光を照射して加熱後冷却し、該照射部分を結晶化
   する工程を備えてなることを特徴とする磁気抵抗効果ヘ
   ッドの製造方法。