JPH09167318A - スピンバルブ磁気抵抗ヘッドを具備する磁気ヘッド装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性体薄膜層に付与される異方性を正しくか
つ確実に制御可能なスピンバルブＭＲヘッドを具備する
磁気ヘッド装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 非磁性薄膜層によって分離される第１及
び第２の軟磁性体薄膜層を少なくとも含み、これら第１
及び第２の軟磁性体薄膜層のうちの一方が反強磁性体薄
膜層によってピン止めされるスピンバルブ積層体を基板
上に形成するステップと、スピンバルブ積層体を用いて
スピンバルブ磁気抵抗ヘッドを形成するステップと、ス
ピンバルブ磁気抵抗ヘッドを用いて磁気ヘッド装置を組
み立てるステップとを備えており、上述した各ステップ
の少なくとも１つのステップが、ピン止めされる軟磁性
体薄膜層の一軸異方性に変化を与える温度による熱処理
工程を含んでおり、この熱処理工程を含む全てのステッ
プが終了した後に、スピンバルブ磁気抵抗ヘッドのトラ
ック幅方向と直交する方向に磁場を印加しつつ熱処理を
行いピン止めされる軟磁性体薄膜層に一軸異方性を与え
るための最終熱処理ステップをさらに備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブを利
用した磁気抵抗（ＭＲ）ヘッドを備えた磁気ヘッド装置
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】巨大磁
気抵抗効果を呈する素子の１つとして、スピンバルブが
知られている。スピンバルブは、２つの磁性層を非磁性
層で磁気的に分離してサンドイッチ構造とし、その一方
の磁性層に反強磁性層を積層することによってその界面
で生じる交換バイアス磁界をこの一方の磁性層に印加す
るようにしたものである。交換バイアス磁界を受ける一
方の磁性層と受けない他方の磁性層とでは磁化反転する
磁界が異なるので、非磁性層を挟む２つの磁性層の磁化
の向きが平行、反平行と変化し、これにより電気抵抗率
が大きく変化するので巨大磁気抵抗効果が得られるので
ある。

【０００３】本出願人は、本願に先行する特願平７−５
０３８６号（本願出願時は未公開）において、この種の
スピンバルブを利用したＭＲヘッドを提案している。こ
のＭＲヘッドは、第１の磁性体薄膜層、非磁性薄膜層、
第２の磁性体薄膜層及び反強磁性体薄膜層を順次積層
し、センサの役割を果たす第１の磁性体薄膜層をトラッ
ク幅にほぼ対応する中央能動領域内にのみ設けたスピン
バルブＭＲ素子を有している。

【０００４】一般に、薄膜磁気ヘッドのウエハプロセス
や加工プロセスには、１００〜２５０℃程度の加熱を伴
う熱処理工程が必ず存在している。例えば、ウエハプロ
セスでは絶縁膜のレジストキュア工程、加工プロセスで
は治具への磁気ヘッドの接着工程（ホットメルト系接着
材を用いた場合）等が存在している。スピンバルブを利
用したＭＲヘッドの製造プロセスにおいて、このような
熱処理、特にそのプロセス温度が交換バイアス磁界を受
ける磁性体薄膜層の一軸異方性を変化させるような温度
で熱処理を行う場合、その都度、反強磁性バイアス方向
を所定の方向に制御することが必要となる。このような
異方性の制御法として、磁性層に常に一定方向に磁場を
印加した状態でそのネール温度前後の温度で熱処理を行
うことが考えられる。

【０００５】しかしながら、磁気ヘッドのウエハプロセ
スや加工プロセスにおける熱処理の都度、このような磁
場を印加して処理を実行することは、その作業性から見
てもかなりの困難が伴う。

【０００６】また、第１の磁性体薄膜層の両端に硬質強
磁性体薄膜層を形成し、これを着磁する工程を含む場
合、磁性層の異方性の制御に用いられる１〜数十ＫＧａ
ｕｓｓの磁場によりこの硬質強磁性体薄膜層が誤った方
向に着磁されてしまうという問題が生じる。さらに、反
強磁性層及びこれによって異方性が制御される第２の磁
性体薄膜層以外の磁性層は、第１の磁性体薄膜層に既に
付与されている磁化容易軸の方向に磁場を印加して磁性
体の特性を維持又は向上させることが必要であるが、上
述したごとき磁性層の磁界中熱処理をその都度行うこと
によってこれら磁性体は誤った方向に磁化されてしまう
恐れがある。

【０００７】スピンバルブＭＲヘッドにおける反強磁性
バイアス方向の誘導を多層膜の形成中又は形成後に行う
ことが、特開平５−３４７０１３号公報に記載されてい
る。しかしながらこの公知技術によると、ウエハプロセ
ス後の加工プロセスで実行される熱処理によって磁性膜
の磁化方向がくずれ、正しい一方向異方性が得られない
恐れがある。特に、反強磁性層としてＦｅＭｎのごとき
ネール温度がさほど高くない（１５０℃以下）反強磁性
体を用いる場合にこの可能性が高い。

【０００８】従って本発明の目的は、磁性体薄膜層に付
与される異方性を正しくかつ確実に制御可能な、スピン
バルブＭＲヘッドを具備する磁気ヘッド装置の製造方法
を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、各薄膜層の劣化が少
ない、スピンバルブＭＲヘッドを具備する磁気ヘッド装
置の製造方法を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、非磁性
薄膜層によって分離される第１及び第２の軟磁性体薄膜
層を少なくとも含み、これら第１及び第２の軟磁性体薄
膜層のうちの一方が反強磁性体薄膜層によってピン止め
されるスピンバルブ積層体を基板上に形成するステップ
と、スピンバルブ積層体を用いてスピンバルブ磁気抵抗
ヘッドを形成するステップと、スピンバルブ磁気抵抗ヘ
ッドを用いて磁気ヘッド装置を組み立てるステップとを
備えており、上述した各ステップの少なくとも１つのス
テップが、ピン止めされる軟磁性体薄膜層の一軸異方性
に変化を与える温度による熱処理工程を含んでおり、こ
の熱処理工程を含む全てのステップが終了した後に、ス
ピンバルブ磁気抵抗ヘッドのトラック幅方向と直交する
方向に磁場を印加しつつ熱処理を行いピン止めされる軟
磁性体薄膜層に一軸異方性を与えるための最終熱処理ス
テップをさらに備えたスピンバルブ磁気抵抗ヘッドを具
備する磁気ヘッド装置の製造方法が提供される。

【００１１】軟磁性体薄膜層をピン止めして一軸異方性
を与えるための最終熱処理ステップが、このピン止めさ
れる軟磁性体薄膜層の一軸異方性に変化を与える温度に
よる熱処理工程を含む全てのステップが終了した後に行
われるので、反強磁性体として、ネール温度の低いＦｅ
ＭｎやＮｉＯを採用した場合にも、軟磁性体薄膜層に付
与される異方性を正しくかつ確実に制御可能である。

【００１２】最終熱処理ステップが、熱処理後のピン止
めされる軟磁性体薄膜層のＢＨループのシフト量（Ｈｕ
ａ）がそのピークの２０％となる温度以上の温度で熱処
理を行う熱処理ステップであることが好ましい。

【００１３】最終熱処理ステップが、反強磁性体薄膜層
のネール温度近傍以上の温度で行われる熱処理ステップ
であることがより好ましく、反強磁性体薄膜層のネール
温度以上の温度で行われる熱処理ステップであることが
最も好ましい。

【００１４】最終熱処理ステップの前に行われる熱処理
工程が、３００℃以下の温度で行われることが好まし
い。

【００１５】最終熱処理ステップ自体も、３００℃以下
の温度で行われることが好ましい。このように、いずれ
のステップも３００℃以下の温度で行うことにより、各
薄膜層の劣化の可能性が非常に少なくなる。

【００１６】最終熱処理ステップの前に行われる熱処理
工程が、トラック幅方向に磁場を印加して熱処理を行う
工程を含むことが好ましい。これにより、ピン止めされ
ない方の軟磁性体薄膜層、下部シールド層、上部シール
ド層及び上部ポール層等の磁性層の特性が安定化する。

【００１７】本発明の製造方法は、第１及び第２の軟磁
性体薄膜層のうちの他方が反強磁性体薄膜層によってピ
ン止めされない軟磁性体薄膜層であり。このピン止めさ
れない軟磁性体薄膜層のトラック幅方向の両端に硬質強
磁性体薄膜層を接合させるステップをさらに備えている
かもしれない。

【００１８】この場合、最終熱処理ステップの後に、ト
ラック幅方向に磁場を印加して硬質強磁性体薄膜層を磁
化するステップをさらに備えることが好ましい。これに
よって、硬質強磁性体薄膜層の着磁が正しい方向に行わ
れることとなる。

【００１９】本発明の製造方法は、硬質強磁性体薄膜層
上に導体層を形成するステップをさらに備えているかも
しれない。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下実施形態により本発明を詳細
に説明する。図１の（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の製造方法
の一実施形態において、スピンバルブＭＲヘッドのウエ
ハプロセス部分の工程を概略的に示す断面図である。

【００２１】同図の（Ａ）において、参照番号１は、ガ
ラス、セラミック（ＡｌＴｉＣ）又は半導体等の基板
（ウエハ）の表面に例えばＡｌ₂ Ｏ₃ の下地膜を成膜し
た後に研磨を行って形成された基板を示している。この
基板１上に、例えばＴａによる下地層２が約７０Åの厚
さで成膜される。この下地層２は、この上に積層される
スピンバルブの各層の形態等を最適化するための例えば
Ｔａ、Ｒｕ、ＣｒＶ等による高電気抵抗の膜であり、基
板１が高い電気抵抗を有し適切な結晶構造を有する場合
は省略される。

【００２２】次いで、この下地層２上に、スピンバルブ
積層体が積層される。スピンバルブ積層体は、この実施
形態では、第１の軟質強磁性体薄膜層３としてＮｉＦｅ
を約７０Å、非磁性金属体薄膜層４としてＣｕを約３０
Å、第２の軟質強磁性体薄膜層５としてＮｉＦｅを約７
０Å、及び反強磁性体薄膜層６としてＦｅＭｎを約１０
０Åの厚さのものがそれぞれこの順序で成膜されること
によって形成される。第１及び第２の軟質強磁性体薄膜
層３及び５は、ＮｉＦｅの他に、例えばＣｏ、Ｆｅ、Ｎ
ｉ、ＮｉＣｏ又はＦｅＣｏ等で構成してもよい。非磁性
金属体薄膜層４は、Ｃｕの他に、例えばＡｕ又はＡｇ等
の高い導電率を有する非磁性の金属で構成してもよい。
反強磁性体薄膜層６は、ＦｅＭｎの他に、例えば５５０
Å程度の厚さのＮｉＯで構成してもよい。なお、スピン
バルブ積層体の積層順序は上述の場合と全く逆であって
もよい。

【００２３】スピンバルブ積層体の上に、さらに、高抵
抗の被覆層９としてＴａが約７０Åの厚さで成膜され
る。

【００２４】次いで、同図の（Ｂ）に示すように、この
被覆層９上にフォトレジストが付着された後、トラック
幅にほぼ対応する中央能動領域をマスクするようなパタ
ーンを有しかつアンダーカットを有するステンシル１４
が適当な方法で形成される。なお、同図（Ｂ）におい
て、１５は下地層２、第１の軟質強磁性体薄膜層３、非
磁性金属体薄膜層４、第２の軟質強磁性体薄膜層５、反
強磁性体薄膜層６及び被覆層９からなる積層体（下地層
２、スピンバルブ積層体及び被覆層９からなる積層体）
を示している。スピンバルブ積層体は、前述したよう
に、下地層２の上に、反強磁性体薄膜層６、第２の軟質
強磁性体薄膜層５、非磁性金属体薄膜層４及び第１の軟
質強磁性体薄膜層３をこの順序で積層したものであって
もよい。

【００２５】次いで、同図の（Ｃ）に示すように、この
積層体１５のステンシル１４によってマスクされていな
い領域が例えばイオンミリング等の単一方向法によりエ
ッチング除去される。即ち、入射ビームに対して基板１
及び積層体１５側を適切に傾斜させることにより、入射
角φ（例えばφ＝１０°）が制御され、基板側を回転さ
せながら積層体１５のマスクされていない領域が除去さ
れる。これにより、積層体１５の両端部に曲線状又は直
線状のテーパ１５ａが形成される。

【００２６】次いで、同図の（Ｄ）に示すように、例え
ば基板側を同様に傾斜させて回転させる間に硬質強磁性
体薄膜層７及び８として例えばＣｏＰｔが約３００Åの
厚さで、導体層１０及び１１として例えばＴａが約１０
００Åの厚さで（ただし、Ｔａの下地層としてＴｉＷが
約１００Åの厚さでその下に成膜されることが好まし
い）スパッタリングにより成膜される。硬質強磁性体薄
膜層７及び８は、高保磁力、高角形性及び高電気抵抗を
有する材質で構成され、第１の軟質強磁性体薄膜層３を
矢印方向（図２）の単一ドメイン状態に保持させるべく
縦方向バイアスを生じさせるためのものであり、第１の
軟質強磁性体薄膜層３のトラック幅方向のテーパ状の端
部に隣接し接触している。硬質強磁性体薄膜層７及び８
の代わりに反強磁性体の薄膜層を同様に設けてもよい。
さらに、ＮｉＦｅ等の軟質強磁性体を下地膜として設け
ることが望ましいが、この場合はこの軟質強磁性体が第
１の軟質強磁性体と磁気的結合していなければならな
い。ただし、この薄膜層は、前述した反強磁性体薄膜層
６とブロッキング温度が異なるように選択される。

【００２７】次いで、ステンシル１４がリフトオフ工程
で除去される。なお、ステンシル１４の上部にはある程
度のＣｏＰｔ、Ｔａ及びＴｉＷが付着するが、これらは
ステンシル１４と共に除去される。硬質強磁性体薄膜層
７及び８とスピンバルブ積層体との接合部は、本実施例
では上述のごとくテーパ状となっており接合が容易かつ
迅速に製造できるように構成されているが、これに限定
されることなくその他の形状であってもよい。

【００２８】なお、硬質強磁性体薄膜層７及び８とスピ
ンバルブ積層体との接合部の長さは、スピンバルブ積層
体の厚さの３〜５倍であることが好ましい。これは、ス
ピンバルブ積層体が、多くの場合、３００〜６００Å程
度で形成され、しかも隣接接合部が０．１〜０．３μｍ
程度を必要とするためである。スピンバルブ積層体の厚
さが３００Åより薄いとヘッドとして使用する際の抵抗
が大きくなり過ぎてセンス電流を多く流せないためであ
り、６００Åより厚いと読出しギャップをあまり狭くで
きないためである。また、接合部が０．１μｍより短い
と電気的接合が充分に行えず、ＭＲヘッドのトラック幅
が１μｍ前後であることを考慮すると長さが０．３μｍ
を越える接合部はオフトラック特性の点で好ましくない
ためである。

【００２９】以上述べたウエハプロセスにより、図２に
示すような断面をそれぞれ有する磁気ヘッド素子がウエ
ハ上に多数形成される。このウエハプロセスにおいて、
第２の軟質強磁性体薄膜層５の一軸異方性に変化を与え
る温度による熱処理工程は、ほとんどが真空磁場中で行
われる。例えば、フォトレジスト（ステンシル１４）の
レジストキュア工程は真空磁場中で行われる。即ち、第
１の軟質強磁性体薄膜層３の既に付与されている磁化容
易軸方向（図２のａに示すトラック幅方向）に素子に実
効的に印加される磁場が数百（Ｏｅ）エルステッド程度
となるような磁場を真空中で印加して熱処理を行う。こ
れにより、第１の磁性体薄膜層３、並びに図示されてい
ない下部シールド層、上部シールド層及び上部ポール層
等の磁性層の特性が安定化する。

【００３０】次に、以上述べたウエハプロセス終了後に
行われる加工プロセスについて説明する。

【００３１】図３は、この加工プロセスの概略的な工程
図である。まずステップＳ１において、多数の磁気ヘッ
ド素子が形成されているウエハを治具に接着する。熱可
塑性の樹脂を用いた接着をする場合には、第２の軟質強
磁性体薄膜層５の一軸異方性に変化を与える温度を印加
する熱処理、例えば反強磁性体薄膜層６のネール温度近
傍の温度（１００〜１５０℃）を印加する熱処理が行わ
れる。次いでステップＳ２において、ウエハの両端の不
要部分が切断除去される。

【００３２】次に、ステップＳ３において、不要部分を
切断除去したウエハを切断分離用治具に接着する。この
段階においても、熱可塑性の樹脂を用いた接着をする場
合には、第２の軟質強磁性体薄膜層５の一軸異方性に変
化を与える温度を印加する熱処理、例えば反強磁性体薄
膜層６のネール温度近傍の温度（１００〜１５０℃）を
印加する熱処理が行われる。ステップＳ４においては、
各バーが一列に配列された複数の磁気ヘッド素子を有す
るように、ウエハを複数のバーに切断分離する。

【００３３】次いでステップＳ５において、切断した各
バーを治具に接着する。この場合にも、熱可塑性の樹脂
を用いた接着をする場合には、第２の軟質強磁性体薄膜
層５の一軸異方性に変化を与える温度を印加する熱処
理、例えば反強磁性体薄膜層６のネール温度近傍の温度
（１００〜１５０℃）を印加する熱処理が行われる。次
のステップＳ６において、治具に装着したバーを研削及
び研磨して各磁気ヘッドのスライダのスロートハイト等
の調整を行う。

【００３４】ステップＳ７では、治具からバーを剥離す
る。この剥離においても、接着に熱可塑性の樹脂を用い
た場合には、第２の軟質強磁性体薄膜層５の一軸異方性
に変化を与える温度を印加する熱処理、例えば反強磁性
体薄膜層６のネール温度近傍の温度（１００〜１５０
℃）を印加する熱処理が行われる。このステップＳ７の
処理と同様に、ステップＳ２の後にウエハを治具から剥
離する場合及び／又はステップＳ４の後にバーを治具か
ら剥離する場合にも、第２の軟質強磁性体薄膜層５の一
軸異方性に変化を与える温度を印加する熱処理、例えば
反強磁性体薄膜層６のネール温度近傍の温度（１００〜
１５０℃）を印加する熱処理が行われるかもしれない。

【００３５】次のステップＳ８では、このようにして得
られたバーをレール形成用の治具に接着する。次いでス
テップＳ９において、バー上にフォトレジストフィルム
をコーティングする。この場合にも、第２の軟質強磁性
体薄膜層５の一軸異方性に変化を与える温度を印加する
熱処理、例えば反強磁性体薄膜層６のネール温度近傍の
温度（１００〜１５０℃）を印加する熱処理が行われ
る。

【００３６】次いで、ステップＳ１０において、フォト
レジストのパターニング、イオンミリング、及びレジス
ト剥離等が行われて、各スライダにレールパターンが形
成される。

【００３７】次のステップＳ１１では、このようにレー
ルを形成したバーを治具に接着する。この場合にも、熱
可塑性の樹脂を用いた接着をする場合には、第２の軟質
強磁性体薄膜層５の一軸異方性に変化を与える温度を印
加する熱処理、例えば反強磁性体薄膜層６のネール温度
近傍の温度（１００〜１５０℃）を印加する熱処理が行
われる。ステップＳ１２では、バーの各スライダについ
て溝入れ処理、各スライダに分離するための切断処理等
が行われる。

【００３８】次いでステップＳ１３において、各スライ
ダピースを治具から剥離する。この剥離においても、接
着に熱可塑性の樹脂を用いた場合には、第２の軟質強磁
性体薄膜層５の一軸異方性に変化を与える温度を印加す
る熱処理、例えば反強磁性体薄膜層６のネール温度近傍
の温度（１００〜１５０℃）を印加する熱処理が行われ
る。

【００３９】次のステップＳ１４では、第２の軟磁性体
薄膜層５をピン止めして一軸異方性を与えるための最終
熱処理工程が行われる。この最終熱処理工程では、ま
ず、分離した各スライダピースを治具に装着し、第１の
軟質磁性体薄膜層３の磁化容易軸と直交する方向（図２
のｂに示すトラック幅方向に直交する方向）に５〜１０
（ＫＯｅ）キロエルステッドの磁場（素子に実効的に印
加される磁場が数百（Ｏｅ）エルステッド程度となるよ
うな磁場）を印加しながら、熱処理後の第２の軟質磁性
体薄膜層５のＢＨループのシフト量（Ｈｕａ）がそのピ
ークの２０％となる温度以上の温度、より好ましくは反
強磁性体薄膜層６のネール温度近傍以上の温度、最も好
ましくは反強磁性体薄膜層６のネール温度以上の温度
（１５０〜２００℃）を印加する。この磁場中熱処理
は、約１時間行い、好ましくは真空中で行うが真空中で
なくとも実施可能である。

【００４０】次いで、ステップＳ１５において、硬質強
磁性体薄膜層７及び８に３〜１０（ＫＯｅ）キロエルス
テッドの磁場を磁性膜面内で平行な方向（図２のｃに示
すトラック幅方向）に印加し、硬質強磁性体薄膜層７及
び８をこの方向に着磁させる。このように、最終熱処理
工程の後に硬質強磁性体薄膜層７及び８の着磁を行って
いるので、その着磁が必ず正しい方向に行われることと
なる。

【００４１】なお、ステップＳ１４の最終熱処理工程
は、常にステップＳ１３のスライダ剥離工程の次に行わ
ねばならないものではなく、熱処理工程の処理温度が第
２の軟質強磁性体薄膜層５の一軸異方性に変化を与える
温度を印加する熱処理工程が全て終了した後の工程であ
れば、どの工程で実行してもよい。例えば、ステップＳ
１１のバー接着工程、ステップＳ９のフォトレジストコ
ーティング工程、ステップＳ７のバー剥離工程、ステッ
プＳ５のバー接着工程、ステップＳ３のウエハ接着工
程、又はステップＳ１のウエハ接着工程より後の工程で
実行してもよい。ただし、レジストや熱可塑性の樹脂を
用いる工程の後にこの最終熱処理工程を行うときは、そ
のレジストや熱可塑性の樹脂を除去した状態で行うもの
とする。

【００４２】以上述べたように本実施形態によれば、第
２の軟磁性体薄膜層５をピン止めして一軸異方性を与え
るための最終熱処理工程が、ウエハプロセス後の加工プ
ロセスをも含めてこの第２の軟質強磁性体薄膜層５の一
軸異方性に変化を与える温度による熱処理工程を含む全
てのステップが終了した後に行われるので、反強磁性体
としてネール温度の低いＦｅＭｎやＮｉＯを採用した場
合にも磁性体薄膜層に付与される異方性を正しくかつ確
実に制御可能である。

【００４３】加工プロセスの後に行われる磁気ヘッドの
アセンブルプロセスにおいて、第２の軟質強磁性体薄膜
層５の一軸異方性に変化を与える温度を印加する熱加工
工程、例えば反強磁性体薄膜層６のネール温度前後とな
る熱加工工程、例えばワイヤボンディング工程、樹脂モ
ールド工程が行われる場合、上述のステップＳ１４の最
終熱処理工程及びステップＳ１５の着磁工程は、その熱
加工工程の終了後に実行される。

【００４４】次に、図４〜図７を用いて、第２の軟質強
磁性体薄膜層５の一軸異方性に変化を与える温度及び第
２の軟磁性体薄膜層５をピン止めして一軸異方性を与え
るための最終熱処理工程の温度について説明する。

【００４５】図４及び図５は、異方性磁気抵抗（ＡＭ
Ｒ）効果を利用した構造体の熱処理温度に対するピン止
めされる軟磁性体薄膜層のＨｕａの特性を示している。
ただし、熱処理温度は、磁場中で成膜後、その磁場と直
交する方向に１ＫＯｅの磁場を印加した状態で１時間の
熱処理の温度であり、Ｈｕａは熱処理後、室温で測定し
た熱処理磁場方向でのピン止めされる軟磁性体薄膜層の
ＢＨループのシフト量を示している。また、図４は反強
磁性体としてＦｅＭｎを、図５は反強磁性体としてＮｉ
Ｏを用いた場合である。図４のＡＭＲ構造体は、約５０
Åの厚さのＴａ、約５０Åの厚さのＮｉＦｅ、約１００
Åの厚さのＦｅＭｎ及び約５０Åの厚さのＴａを順次積
層して構成されている。図５のＡＭＲ構造体は、約５０
Åの厚さのＴａ、約５０Åの厚さのＮｉＦｅ、約５５０
Åの厚さのＮｉＯ及び約５０Åの厚さのＴａを順次積層
して構成されている。

【００４６】図６及び図７は、スピンバルブＭＲ効果を
利用した構造体の熱処理温度に対するＭＲ変化率特性及
びピン止めされない側の軟磁性体薄膜層のＢＨループの
Ｈｃの特性を示している。ただし、熱処理温度は、磁場
中で成膜後、その磁場と直交する方向（ピン止めされな
い側の軟磁性体薄膜層の磁化容易軸と直交する方向）に
１ＫＯｅの磁場を印加した状態で１時間行う熱処理の温
度であり、ＭＲ変化率は熱処理後、熱処理磁場方向と同
一方向に１００Ｏｅの磁場を印加した状態で室温で測定
したものを示しており、Ｈｃはピン止めされない側の軟
磁性体薄膜層の磁化容易軸方向での室温で測定したＢＨ
ループの保磁力を示している。また、図６は反強磁性体
としてＦｅＭｎを、図７は反強磁性体としてＮｉＯを用
いた場合である。図６のスピンバルブＭＲ構造体は、約
５０Åの厚さのＴａ、約１００Åの厚さのＮｉＦｅ、約
２５Åの厚さのＣｕ、約５０Åの厚さのＮｉＦｅ、約１
００Åの厚さのＦｅＭｎ及び約５０Åの厚さのＴａを順
次積層して構成されている。図７のスピンバルブＭＲ構
造体は、約５０Åの厚さのＴａ、約１００Åの厚さのＮ
ｉＦｅ、約２５Åの厚さのＣｕ、約５０Åの厚さのＮｉ
Ｆｅ、約５５０Åの厚さのＮｉＯ及び約５０Åの厚さの
Ｔａを順次積層して構成されている。

【００４７】図４及び図５から明らかのように、熱処理
が、これら例の場合で反強磁性体のネール温度より９０
〜１４０℃低い温度以上の温度で行われると、Ｈｕａの
値がゼロから変化し、このＨｕａの値がある程度大きく
なると、ピン止めされる軟質磁性体薄膜層の一軸異方性
に多少の変化を与える。従って、このような軟質磁性体
薄膜層の一軸異方性に変化を与える温度以上の温度で行
われる熱処理が全て終了した後に最終熱処理工程を行っ
ている。

【００４８】最終熱処理工程の温度は、ピン止めされる
軟磁性体薄膜層のＨｕａの値がそのピーク値の２０％と
なる温度以上の温度で行うことが望ましい。Ｈｕａの値
がそのピーク値の２０％となる温度とは、図４の例では
９０℃前後、図５の例では１４０℃前後である。最終熱
処理が低い温度で行われると、ピン止めされる軟磁性体
薄膜層の一軸異方性が正しい方向に制御されない場合が
ある。これは、低い温度で最終熱処理された場合にピン
止めされる軟磁性体薄膜層のρ−Ｈループを測定する
と、その測定したループが、最終熱処理を行わなかった
場合のものと同様にほぼ水平な直線となることによって
検出できる。本願の発明者等の実験によれば、熱処理
後、室温で測定した熱処理磁場方向でのピン止めされる
軟磁性体薄膜層のＢＨループのシフト量Ｈｕａの値がそ
のピーク値の２０％となる温度より低い温度でこの最終
熱処理を行うと、ピン止めされる軟磁性体薄膜層の一軸
異方性が正しく制御されないことによって不良ヘッドが
製造される割合（不良率）が５０％以上となってしまう
ことが確認された。従って、最終熱処理工程は、Ｈｕａ
の値がそのピーク値の２０％となる温度以上の温度で行
うことが望ましい。さらに、実際の特性上から、反強磁
性体薄膜層のネール温度近傍以上の温度で行うことがよ
り好ましく、反強磁性体薄膜層のネール温度以上の温度
で行うことが最も好ましい。

【００４９】また、図６及び図７に示すように、熱処理
温度が３００℃を越えると、ピン止めされない側の軟磁
性体薄膜層（ＮｉＦｅ）のＢＨループの保磁力Ｈｃが急
激に高くなってしまい、感度の低下及びＭＲカーブに生
じるヒステリシスによって再生波形歪み等が発生するの
で、全ての熱処理温度は３００℃以下であることが望ま
しい。これによって、各薄膜層の劣化の可能性も非常に
少なくなる。

【００５０】以上述べた実施例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。

【００５１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、スピンバルブＭＲヘッドを具備する磁気ヘッド装置
の製造方法が、非磁性薄膜層によって分離される第１及
び第２の軟磁性体薄膜層を少なくとも含み、これら第１
及び第２の軟磁性体薄膜層のうちの一方が反強磁性体薄
膜層によってピン止めされるスピンバルブ積層体を基板
上に形成するステップと、スピンバルブ積層体を用いて
スピンバルブ磁気抵抗ヘッドを形成するステップと、ス
ピンバルブ磁気抵抗ヘッドを用いて磁気ヘッド装置を組
み立てるステップとを備えており、上述した各ステップ
の少なくとも１つのステップが、ピン止めされる軟磁性
体薄膜層の一軸異方性に変化を与える温度による熱処理
工程を含んでおり、この熱処理工程を含む全てのステッ
プが終了した後に、スピンバルブ磁気抵抗ヘッドのトラ
ック幅方向と直交する方向に磁場を印加しつつ熱処理を
行いピン止めされる軟磁性体薄膜層に一軸異方性を与え
るための最終熱処理ステップをさらに備えているため、
磁性体薄膜層に付与される異方性を正しくかつ確実に制
御可能であり、しかも各薄膜層の劣化が少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態として、ＭＲヘッドの具体
的なウエハプロセスの一部を示す断面図である。

【図２】図１のウエハプロセスで得られたＭＲヘッドを
概略的に示す断面図である。

【図３】ＭＲヘッドの加工プロセスの一部を示す工程図
である。

【図４】ＡＭＲ効果を利用した構造体の熱処理温度に対
するピン止めされる軟磁性体薄膜層のＢＨループのＨｕ
ａ特性を示す特性図である。

【図５】ＡＭＲ効果を利用した構造体の熱処理温度に対
するピン止めされる軟磁性体薄膜層のＢＨループのＨｕ
ａ特性を示す特性図である。

【図６】スピンバルブＭＲ効果を利用した構造体の熱処
理温度に対するＭＲ変化率特性及びピン止めされない側
の軟磁性体薄膜層のＢＨループのＨｃ特性を示す特性図
である。

【図７】スピンバルブＭＲ効果を利用した構造体の熱処
理温度に対するＭＲ変化率特性及びピン止めされない側
の軟磁性体薄膜層のＢＨループのＨｃ特性を示す特性図
である。

【符号の説明】

１ 基板 ２ 下地層 ３ 第１の軟質強磁性体薄膜層 ４ 非磁性金属体薄膜層 ５ 第２の軟質強磁性体薄膜層 ６ 反強磁性体薄膜層 ７、８ 硬質強磁性体薄膜層 ９ 被覆層 １０、１１ 導体層 １４ ステンシル １５ 積層体

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 非磁性薄膜層によって分離される第１及
   び第２の軟磁性体薄膜層を少なくとも含み、該第１及び
   第２の軟磁性体薄膜層のうちの一方が反強磁性体薄膜層
   によってピン止めされるスピンバルブ積層体を基板上に
   形成するステップと、該スピンバルブ積層体を用いてス
   ピンバルブ磁気抵抗ヘッドを形成するステップと、該ス
   ピンバルブ磁気抵抗ヘッドを用いて磁気ヘッド装置を組
   み立てるステップとを備えており、 前記各ステップの少なくとも１つのステップが、前記ピ
   ン止めされる軟磁性体薄膜層の一軸異方性に変化を与え
   る温度による熱処理工程を含んでおり、該熱処理工程を
   含む全てのステップが終了した後に、前記スピンバルブ
   磁気抵抗ヘッドのトラック幅方向と直交する方向に磁場
   を印加しつつ熱処理を行い前記ピン止めされる軟磁性体
   薄膜層に一軸異方性を与えるための最終熱処理ステップ
   をさらに備えたことを特徴とするスピンバルブ磁気抵抗
   ヘッドを具備する磁気ヘッド装置の製造方法。
2. 【請求項２】 前記最終熱処理ステップが、熱処理後の
   前記ピン止めされる軟磁性体薄膜層のＢＨループのシフ
   ト量（Ｈｕａ）が該シフト量のピークの２０％となる温
   度以上の温度で熱処理を行う最終熱処理ステップである
   ことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 【請求項３】 前記最終熱処理ステップが、前記反強磁
   性体薄膜層のネール温度以上の温度で行われることを特
   徴とする請求項１又は２に記載の製造方法。
4. 【請求項４】 前記最終熱処理ステップの前に行われる
   前記熱処理工程が、３００℃以下の温度で行われること
   を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の製
   造方法。
5. 【請求項５】 前記最終熱処理ステップが、３００℃以
   下の温度で行われることを特徴とする請求項１から４の
   いずれか１項に記載の製造方法。
6. 【請求項６】 前記最終熱処理ステップの前に行われる
   熱処理工程が、トラック幅方向に磁場を印加して熱処理
   を行う工程を含むことを特徴とする請求項１から５のい
   ずれか１項に記載の製造方法。
7. 【請求項７】 前記第１及び第２の軟磁性体薄膜層のう
   ちの他方が前記反強磁性体薄膜層によってピン止めされ
   ない軟磁性体薄膜層であり。該ピン止めされない軟磁性
   体薄膜層のトラック幅方向の両端に硬質強磁性体薄膜層
   を接合させるステップをさらに備えたことを特徴とする
   請求項１から６のいずれか１項に記載の製造方法。
8. 【請求項８】 前記最終熱処理ステップの後に、トラッ
   ク幅方向に磁場を印加して前記硬質強磁性体薄膜層を磁
   化するステップをさらに備えたことを特徴とする請求項
   ７に記載の製造方法。
9. 【請求項９】 前記硬質強磁性体薄膜層上に導体層を形
   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
   ７又は８に記載の製造方法。