JPH0918069A - 磁気抵抗装置およびそれを形成するためのプロセス - Google Patents
磁気抵抗装置およびそれを形成するためのプロセスInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気誘導（ＭＲ）層と軟隣接層（ＳＡＬ）と
における誘導磁壁を除いて装置を安定化させるために共
面薄膜永久磁石を用いて自然磁束閉鎖設計を組込む、軟
隣接層によりバイアスされるＭＲ装置およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 装置構造はＭＲ膜３２に関連してＳＡＬ
膜３４とその上の磁性スペーサ層（ＭＳＬ）３６とを含
んで、ＭＲ層がＳＡＬ層とＭＳＬ層とに対して短縮され
た長さにパターニングされる状態でＳＡＬによりバイア
スされる磁気抵抗構造（ＭＲＳ）を作る。次いで２０〜
３００Åの非磁性金属または誘電分離層３８がＭＳＬ層
とＭＲ層の側面との上に堆積され続いてＭＲ層と実質的
に共面に永久磁性部分４０が堆積されて、高感度と優れ
た信号出力とを有する低エネルギ平衡装置を製造する。
における誘導磁壁を除いて装置を安定化させるために共
面薄膜永久磁石を用いて自然磁束閉鎖設計を組込む、軟
隣接層によりバイアスされるＭＲ装置およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 装置構造はＭＲ膜３２に関連してＳＡＬ
膜３４とその上の磁性スペーサ層（ＭＳＬ）３６とを含
んで、ＭＲ層がＳＡＬ層とＭＳＬ層とに対して短縮され
た長さにパターニングされる状態でＳＡＬによりバイア
スされる磁気抵抗構造（ＭＲＳ）を作る。次いで２０〜
３００Åの非磁性金属または誘電分離層３８がＭＳＬ層
とＭＲ層の側面との上に堆積され続いてＭＲ層と実質的
に共面に永久磁性部分４０が堆積されて、高感度と優れ
た信号出力とを有する低エネルギ平衡装置を製造する。
Description
【０００１】
【発明の背景】この発明は一般に磁気抵抗（ＭＲ）装置
の分野およびそれを製造するための方法に関する。より
特定的には、この発明は磁気抵抗層と軟らかい隣接層と
において誘導される磁壁を除くために、実質的に共面の
永久磁性薄膜安定化を用いて自然磁束閉鎖設計を組込
む、軟らかい隣接層によりバイアスされる磁気抵抗セン
サおよびそれを製造するための方法に関する。
の分野およびそれを製造するための方法に関する。より
特定的には、この発明は磁気抵抗層と軟らかい隣接層と
において誘導される磁壁を除くために、実質的に共面の
永久磁性薄膜安定化を用いて自然磁束閉鎖設計を組込
む、軟らかい隣接層によりバイアスされる磁気抵抗セン
サおよびそれを製造するための方法に関する。
【０００２】磁気抵抗センサまたはヘッドは、誘導性ま
たは薄膜ヘッドの感度を超える感度で、磁気媒体からデ
ータを読むことにおいて有用であることが知られてい
る。操作において、ＭＲセンサの抵抗は感知されている
磁束の方向および量の関数として変化するという事実か
ら、ＭＲセンサは磁気媒体から磁界信号変化を検出する
のに用いられる。
たは薄膜ヘッドの感度を超える感度で、磁気媒体からデ
ータを読むことにおいて有用であることが知られてい
る。操作において、ＭＲセンサの抵抗は感知されている
磁束の方向および量の関数として変化するという事実か
ら、ＭＲセンサは磁気媒体から磁界信号変化を検出する
のに用いられる。
【０００３】ＭＲセンサが効果的に機能するためには、
それは横方向バイアス磁界を受けてその応答を線形化し
なければならないことがさらに一般的に知られている。
この横方向バイアス磁界は、磁気媒体の面に垂直に、か
つＭＲセンサの表面に平行に与えられる。電流分路およ
び軟らかい隣接層（ＳＡＬ）膜バイアスを含む、このよ
うな横方向バイアスを実現するための種々の技術が現在
公知であり、後者の技術は、ＭＲセンサの有用性をより
高い面積密度の記憶装置に拡張することに対し一般的に
より優れている。
それは横方向バイアス磁界を受けてその応答を線形化し
なければならないことがさらに一般的に知られている。
この横方向バイアス磁界は、磁気媒体の面に垂直に、か
つＭＲセンサの表面に平行に与えられる。電流分路およ
び軟らかい隣接層（ＳＡＬ）膜バイアスを含む、このよ
うな横方向バイアスを実現するための種々の技術が現在
公知であり、後者の技術は、ＭＲセンサの有用性をより
高い面積密度の記憶装置に拡張することに対し一般的に
より優れている。
【０００４】さらに、ＭＲセンサは、磁気媒体の表面に
平行に、かつＭＲセンサの主軸に平行に延びる縦方向バ
イアス磁界に関連して用いられてもよいことが知られて
いる。縦方向バイアス磁界によるＭＲセンサの安定化
は、バルクハウゼンノイズを抑圧するために高トラック
密度ディスクファイルを伴なうそれらの適用例のために
必要である。バルクハウゼンノイズは、ＭＲ素子内にお
ける複数磁区活動等の不安定な磁気特性から生ずる。
平行に、かつＭＲセンサの主軸に平行に延びる縦方向バ
イアス磁界に関連して用いられてもよいことが知られて
いる。縦方向バイアス磁界によるＭＲセンサの安定化
は、バルクハウゼンノイズを抑圧するために高トラック
密度ディスクファイルを伴なうそれらの適用例のために
必要である。バルクハウゼンノイズは、ＭＲ素子内にお
ける複数磁区活動等の不安定な磁気特性から生ずる。
【０００５】ＭＲセンサにおけるバルクハウゼンノイズ
の抑圧のための縦方向バイアス磁界の適用に関し、文献
は、ＭＲ装置に何らかの態様で結合される反強磁石の使
用を通しての「交換バイアス」を主に取扱う多数の技術
を記載するものである。これらの交換バイアスＭＲセン
サでは、マンガンおよびその合金等の、反強磁石を形成
するのに一般に用いられる材料は、非常に反応性があり
かつ低い熱特性を有することが知られている。
の抑圧のための縦方向バイアス磁界の適用に関し、文献
は、ＭＲ装置に何らかの態様で結合される反強磁石の使
用を通しての「交換バイアス」を主に取扱う多数の技術
を記載するものである。これらの交換バイアスＭＲセン
サでは、マンガンおよびその合金等の、反強磁石を形成
するのに一般に用いられる材料は、非常に反応性があり
かつ低い熱特性を有することが知られている。
【０００６】縦方向バイアスを与えるために反響磁石を
使用することに伴う固有の問題を解決しようとして、数
多くの文献が、永久磁性膜の使用を通して安定化される
ＭＲセンサの利用を現在記載している。一般に、バルク
ハウゼンノイズ抑圧のために永久磁石を用いる従来のＭ
Ｒヘッド設計は、密結合される磁気遮蔽層とともに使用
することに対して特には十分好適ではないことがわかっ
ている。さらには、永久磁性膜を利用して縦方向バイア
スを与えることはおそらく既知の最も有効な技術ではあ
るが、しかしながら、従来設計は、永久磁性膜の内側端
部からの磁束の傾向によってＭＲ膜および軟らかい隣接
層膜の両方に望ましくない端部の磁区を形成して、劣っ
たおよび／または信頼性のない性能をもたらす。
使用することに伴う固有の問題を解決しようとして、数
多くの文献が、永久磁性膜の使用を通して安定化される
ＭＲセンサの利用を現在記載している。一般に、バルク
ハウゼンノイズ抑圧のために永久磁石を用いる従来のＭ
Ｒヘッド設計は、密結合される磁気遮蔽層とともに使用
することに対して特には十分好適ではないことがわかっ
ている。さらには、永久磁性膜を利用して縦方向バイア
スを与えることはおそらく既知の最も有効な技術ではあ
るが、しかしながら、従来設計は、永久磁性膜の内側端
部からの磁束の傾向によってＭＲ膜および軟らかい隣接
層膜の両方に望ましくない端部の磁区を形成して、劣っ
たおよび／または信頼性のない性能をもたらす。
【０００７】所与のＭＲ装置の最終的な効果は、特に磁
気遮蔽に関連して用いられる際の、使用される設計の特
性に大きく依存する。これに関し、特に効果的な設計
が、１９９２年１１月１２日出願の米国特許出願連続番
号第０７／９７５，４７９号に開示されている。しかし
ながら、この記載される構成は、いくつかの例では、相
対的な高エネルギ状態を伴なう平衡を有する装置をもた
らし、装置の多数の実現可能な状態で複数のエネルギ平
衡状態が存在する。この結果、設計のロバストネスにも
かかわらず、ＭＲ層またはＳＡＬ層が近くの状態のうち
の１つに回復不能に切換わり、したがって、装置の伝達
特性およびしたがってその動作特性を変えるかもしれな
いという可能性が存在する。このような変化の結果、装
置は、特定のコンピュータ大容量記憶適用例において
は、効果的なデータトランスデューサとしては動作不能
になるかもしれない。
気遮蔽に関連して用いられる際の、使用される設計の特
性に大きく依存する。これに関し、特に効果的な設計
が、１９９２年１１月１２日出願の米国特許出願連続番
号第０７／９７５，４７９号に開示されている。しかし
ながら、この記載される構成は、いくつかの例では、相
対的な高エネルギ状態を伴なう平衡を有する装置をもた
らし、装置の多数の実現可能な状態で複数のエネルギ平
衡状態が存在する。この結果、設計のロバストネスにも
かかわらず、ＭＲ層またはＳＡＬ層が近くの状態のうち
の１つに回復不能に切換わり、したがって、装置の伝達
特性およびしたがってその動作特性を変えるかもしれな
いという可能性が存在する。このような変化の結果、装
置は、特定のコンピュータ大容量記憶適用例において
は、効果的なデータトランスデューサとしては動作不能
になるかもしれない。
【０００８】
【発明の概要】ここに開示されるのは、軟らかい隣接層
によってバイアスされる磁気抵抗装置のための設計およ
びそれを製造するための方法であり、それは、磁気抵抗
層と軟らかい隣接層とにおいて誘導される磁壁を除きな
がら装置を安定化するために実質的に共面の薄膜永久磁
石を用いて自然磁束閉鎖設計を組込む。開示されるこの
装置は、ＳＡＬによりバイアスされる磁気抵抗構造（Ｍ
ＲＳ）を作るためにＭＲ膜と関連するＳＡＬ膜とその上
に載る磁性スペーサ層（ＭＳＬ）とを含み、ＭＲ層はＳ
ＡＬ層およびＭＳＬ層に対して短い長さにパターニング
される。クロム（Ｃｒ）等の非磁性金属、弱い反強磁
石、またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の誘電体材料を含
んでもよい分離層が、次いで、ＭＳＬ層とＭＲ層の側面
との上に、２０〜３００Åの厚みに堆積される。次い
で、分離層の上に永久磁性層部分が堆積され、次いで、
その間の間隔がセンサ活性トラック幅を定義する低抵抗
金属導体電極が続く。
によってバイアスされる磁気抵抗装置のための設計およ
びそれを製造するための方法であり、それは、磁気抵抗
層と軟らかい隣接層とにおいて誘導される磁壁を除きな
がら装置を安定化するために実質的に共面の薄膜永久磁
石を用いて自然磁束閉鎖設計を組込む。開示されるこの
装置は、ＳＡＬによりバイアスされる磁気抵抗構造（Ｍ
ＲＳ）を作るためにＭＲ膜と関連するＳＡＬ膜とその上
に載る磁性スペーサ層（ＭＳＬ）とを含み、ＭＲ層はＳ
ＡＬ層およびＭＳＬ層に対して短い長さにパターニング
される。クロム（Ｃｒ）等の非磁性金属、弱い反強磁
石、またはアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の誘電体材料を含
んでもよい分離層が、次いで、ＭＳＬ層とＭＲ層の側面
との上に、２０〜３００Åの厚みに堆積される。次い
で、分離層の上に永久磁性層部分が堆積され、次いで、
その間の間隔がセンサ活性トラック幅を定義する低抵抗
金属導体電極が続く。
【０００９】好ましい実施例では、電極は永久磁性層部
分の中央側端部と同じ広がりを有してもよい。代替的
に、それらは、ＭＲ層の上に載りかつそれと接触する
か、または永久磁性層部分とＭＲ層との間の位置に置か
れてもよい。
分の中央側端部と同じ広がりを有してもよい。代替的
に、それらは、ＭＲ層の上に載りかつそれと接触する
か、または永久磁性層部分とＭＲ層との間の位置に置か
れてもよい。
【００１０】ここに開示される設計では、その励磁され
ない状態では、ＭＲ層およびＳＡＬ層における磁気スピ
ンは自然には反平行状態にある。同様に、バイアス電流
が与えられ外部磁界が与えられると、この自然な反平行
性は低エネルギ平衡を生じ、ＭＲ層およびＳＡＬ層にも
たらされる平衡状態がより少ないため、より信頼性のあ
る装置動作が実現される。さらに、その自然磁束閉鎖設
計のため、この低エネルギ構成は、現在あるセンサによ
ってもたらされるよりも高い装置感度およびより大きな
信号出力をもたらす。
ない状態では、ＭＲ層およびＳＡＬ層における磁気スピ
ンは自然には反平行状態にある。同様に、バイアス電流
が与えられ外部磁界が与えられると、この自然な反平行
性は低エネルギ平衡を生じ、ＭＲ層およびＳＡＬ層にも
たらされる平衡状態がより少ないため、より信頼性のあ
る装置動作が実現される。さらに、その自然磁束閉鎖設
計のため、この低エネルギ構成は、現在あるセンサによ
ってもたらされるよりも高い装置感度およびより大きな
信号出力をもたらす。
【００１１】広く言うと、ここに開示されるのは、その
主軸を横断する第１および第２の対向して配される端部
部分を呈する磁気抵抗層を含む磁気抵抗装置である。こ
の磁気抵抗層は、軟らかい隣接層に対して上に載る状態
で配置される。第１および第２の永久磁性層部分は、軟
らかい隣接層に対して上に載る状態で位置付けられ、か
つ磁気抵抗層とおおむね共面関係で磁気抵抗層の第１お
よび第２の端部部分に隣接はするがそれらから隔たった
状態で配置される。
主軸を横断する第１および第２の対向して配される端部
部分を呈する磁気抵抗層を含む磁気抵抗装置である。こ
の磁気抵抗層は、軟らかい隣接層に対して上に載る状態
で配置される。第１および第２の永久磁性層部分は、軟
らかい隣接層に対して上に載る状態で位置付けられ、か
つ磁気抵抗層とおおむね共面関係で磁気抵抗層の第１お
よび第２の端部部分に隣接はするがそれらから隔たった
状態で配置される。
【００１２】さらに開示されるのは、それに対して下に
置かれる状態で軟らかい隣接層を有する磁気抵抗層を含
む磁気抵抗装置である。分離層は磁気抵抗層の対向する
端部部分に隣接し、第１および第２の永久磁性領域は、
分離層と連なり、かつ磁気抵抗層とその端部部分におい
ておおむね共面である。動作に関連して、第１および第
２の永久磁性領域は磁気抵抗層に縦方向バイアスを与え
る。
置かれる状態で軟らかい隣接層を有する磁気抵抗層を含
む磁気抵抗装置である。分離層は磁気抵抗層の対向する
端部部分に隣接し、第１および第２の永久磁性領域は、
分離層と連なり、かつ磁気抵抗層とその端部部分におい
ておおむね共面である。動作に関連して、第１および第
２の永久磁性領域は磁気抵抗層に縦方向バイアスを与え
る。
【００１３】上述の磁気抵抗装置を製造するための方法
に従うと、基板を設けるステップと、その基板上に軟ら
かい隣接層を形成するステップと、次いでその軟らかい
隣接層上に磁性スペーサ層を形成するステップとを含
む、磁気抵抗装置を形成するためのプロセスが開示され
る。次いで磁性スペーサ層上に磁気抵抗層が形成され、
次いで磁気抵抗層上にフォトレジスト領域がパターニン
グされる。フォトレジスト領域を取囲む磁気抵抗層の部
分は、磁気抵抗メサを定義するよう除去される。このプ
ロセスは、磁性スペーサ層と磁気抵抗メサの隣接する側
面部分との上に第１および第２の分離層部分を形成する
ステップと、次いで第１および第２の分離層部分上に第
１および第２の永久磁性層部分をそれぞれ形成するステ
ップと、次いで第１および第２の永久磁性層部分にそれ
ぞれ隣接する第１および第２の導電層部分を形成するス
テップとをさらに含む。次いで磁気抵抗層からフォトレ
ジスト領域が除去される。より特定的なプロセスに従う
と、第１および第２の導電層部分と磁気抵抗メサの上面
との上に別のフォトレジスト領域がさらにパターニング
されてもよく、そこで、フォトレジスト領域を取囲む第
１および第２の導電層部分と磁気抵抗メサの上面との部
分は、磁気抵抗装置の物理的な寸法を規定するよう除去
される。
に従うと、基板を設けるステップと、その基板上に軟ら
かい隣接層を形成するステップと、次いでその軟らかい
隣接層上に磁性スペーサ層を形成するステップとを含
む、磁気抵抗装置を形成するためのプロセスが開示され
る。次いで磁性スペーサ層上に磁気抵抗層が形成され、
次いで磁気抵抗層上にフォトレジスト領域がパターニン
グされる。フォトレジスト領域を取囲む磁気抵抗層の部
分は、磁気抵抗メサを定義するよう除去される。このプ
ロセスは、磁性スペーサ層と磁気抵抗メサの隣接する側
面部分との上に第１および第２の分離層部分を形成する
ステップと、次いで第１および第２の分離層部分上に第
１および第２の永久磁性層部分をそれぞれ形成するステ
ップと、次いで第１および第２の永久磁性層部分にそれ
ぞれ隣接する第１および第２の導電層部分を形成するス
テップとをさらに含む。次いで磁気抵抗層からフォトレ
ジスト領域が除去される。より特定的なプロセスに従う
と、第１および第２の導電層部分と磁気抵抗メサの上面
との上に別のフォトレジスト領域がさらにパターニング
されてもよく、そこで、フォトレジスト領域を取囲む第
１および第２の導電層部分と磁気抵抗メサの上面との部
分は、磁気抵抗装置の物理的な寸法を規定するよう除去
される。
【００１４】
【好ましい実施例の説明】添付の図面に関連して以下の
好ましい実施例の説明を参照することにより、この発明
の前述ならびに他の特徴および目的、ならびにそれらを
達成する態様が明らかとなり、本発明自体が最もよく理
解される。
好ましい実施例の説明を参照することにより、この発明
の前述ならびに他の特徴および目的、ならびにそれらを
達成する態様が明らかとなり、本発明自体が最もよく理
解される。
【００１５】ここで図１を参照すると、先行技術のＭＲ
センサ１０が図示される。先行技術のＭＲセンサ１０
は、関連部分において、ＳＡＬ層１４に対して上に載る
関係にあるＭＲ層１２を含み、これら２つの層はＭＳＬ
層１６によって分離される。導体１８の対がＭＲ層１２
の上面上に形成されて、それへの電気的接触を与える。
同様の態様で、永久磁性層２０の対が導体１８上にさら
に積層されて、ＭＲ層１２へ縦方向バイアスを与える。
センサ１０が図示される。先行技術のＭＲセンサ１０
は、関連部分において、ＳＡＬ層１４に対して上に載る
関係にあるＭＲ層１２を含み、これら２つの層はＭＳＬ
層１６によって分離される。導体１８の対がＭＲ層１２
の上面上に形成されて、それへの電気的接触を与える。
同様の態様で、永久磁性層２０の対が導体１８上にさら
に積層されて、ＭＲ層１２へ縦方向バイアスを与える。
【００１６】それ自体は下のＳＡＬ層１４とＭＳＬ層１
６と概ね同じ長さに延びるＭＲ層１２に対して永久磁性
層２０が上に載る関係にある先行技術のＭＲセンサ１０
のこの望ましくない積層構造に加えて、この装置設計は
ＭＲ層１２とＳＡＬ層１４との両方に端部の磁区を形成
する傾向を示す。これは、主に、永久磁性層２０の中央
側端部から発される磁束が、図示される領域に、誘導さ
れる磁壁２２を生じさせるからである。誘導された磁壁
２２は、ＭＲ層１２の活性領域において磁束反転を引起
こし、さらに、ＳＡＬ層１４において、同じ活性領域下
の領域に中間磁気状態をもたらすことがわかる。
６と概ね同じ長さに延びるＭＲ層１２に対して永久磁性
層２０が上に載る関係にある先行技術のＭＲセンサ１０
のこの望ましくない積層構造に加えて、この装置設計は
ＭＲ層１２とＳＡＬ層１４との両方に端部の磁区を形成
する傾向を示す。これは、主に、永久磁性層２０の中央
側端部から発される磁束が、図示される領域に、誘導さ
れる磁壁２２を生じさせるからである。誘導された磁壁
２２は、ＭＲ層１２の活性領域において磁束反転を引起
こし、さらに、ＳＡＬ層１４において、同じ活性領域下
の領域に中間磁気状態をもたらすことがわかる。
【００１７】ここで図２を参照すると、この発明に従う
自然磁束閉鎖ＭＲ装置３０が図示される。ＭＲ装置３０
は、関連部分において、下にあるＳＡＬ層３４と中間Ｍ
ＳＬ層３６とに対して長さが短縮されているＭＲ層３２
を含む。特定の実施例では、ＭＲ層３２は、実質的に２
００〜５００Åの間のニッケル鉄（ＮｉＦｅ）を含んで
もよい。ＳＡＬ層３４はさらに実質的に２００〜５００
Åのニッケル鉄モリブデン（ＮｉＦｅＭｏ）、ニッケル
鉄クロム（ＮｉＦｅＣｒ）、またはニッケル鉄タンタル
（ＮｉＦｅＴａ）を含んでもよい。ＭＳＬ層３６は約１
００〜２５０Åのタンタル（Ｔａ）またはチタン（Ｔ
ｉ）を含んでもよい。
自然磁束閉鎖ＭＲ装置３０が図示される。ＭＲ装置３０
は、関連部分において、下にあるＳＡＬ層３４と中間Ｍ
ＳＬ層３６とに対して長さが短縮されているＭＲ層３２
を含む。特定の実施例では、ＭＲ層３２は、実質的に２
００〜５００Åの間のニッケル鉄（ＮｉＦｅ）を含んで
もよい。ＳＡＬ層３４はさらに実質的に２００〜５００
Åのニッケル鉄モリブデン（ＮｉＦｅＭｏ）、ニッケル
鉄クロム（ＮｉＦｅＣｒ）、またはニッケル鉄タンタル
（ＮｉＦｅＴａ）を含んでもよい。ＭＳＬ層３６は約１
００〜２５０Åのタンタル（Ｔａ）またはチタン（Ｔ
ｉ）を含んでもよい。
【００１８】分離層部分３８の対は、実質的に図示され
るように、ＭＲ層３２の対向する端部部分に隣接し、か
つＭＳＬ層３６の上に載る。永久磁性層部分４０の対
は、分離層部分３８上に、ＭＲ層３２に対して実質的に
共面関係で堆積される。分離層部分３８は、クロム（Ｃ
ｒ）等の非磁性金属、弱い反強磁石、またはアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の誘電体材料を含んでもよい。分離層
は、ＭＲ層３２の材料特性を強化または制御するために
さらに利用され得ることは注目されるべきである。特定
の実施例では、永久磁性層は、コバルト白金（ＣｏＰ
ｔ）、コバルト白金タンタル（ＣｏＰｔＴａ）、または
コバルト白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）を含んでもよい。
るように、ＭＲ層３２の対向する端部部分に隣接し、か
つＭＳＬ層３６の上に載る。永久磁性層部分４０の対
は、分離層部分３８上に、ＭＲ層３２に対して実質的に
共面関係で堆積される。分離層部分３８は、クロム（Ｃ
ｒ）等の非磁性金属、弱い反強磁石、またはアルミナ
（Ａｌ2 Ｏ3 ）等の誘電体材料を含んでもよい。分離層
は、ＭＲ層３２の材料特性を強化または制御するために
さらに利用され得ることは注目されるべきである。特定
の実施例では、永久磁性層は、コバルト白金（ＣｏＰ
ｔ）、コバルト白金タンタル（ＣｏＰｔＴａ）、または
コバルト白金クロム（ＣｏＰｔＣｒ）を含んでもよい。
【００１９】導体４２の対は、後により詳細に記載され
るようにＭＲ装置３０のトラック幅を規定するよう、図
示されるように永久磁性層部分に接触しかつその上に載
る状態で形成される。金（Ａｕ）または他の好適な導電
性材料を含んでもよい導体４２は、これも後述されるよ
うに、ＭＲ層３２のみの上に載るかまたはＭＲ層３２と
永久磁性層部分４０との両方の上に載ってもよい。代替
的実施例（図示せず）では、永久磁性層部分４０は、図
示される導体４２の代わりにＭＲ装置３０への電気的コ
ンタクトとして利用されてもよい。
るようにＭＲ装置３０のトラック幅を規定するよう、図
示されるように永久磁性層部分に接触しかつその上に載
る状態で形成される。金（Ａｕ）または他の好適な導電
性材料を含んでもよい導体４２は、これも後述されるよ
うに、ＭＲ層３２のみの上に載るかまたはＭＲ層３２と
永久磁性層部分４０との両方の上に載ってもよい。代替
的実施例（図示せず）では、永久磁性層部分４０は、図
示される導体４２の代わりにＭＲ装置３０への電気的コ
ンタクトとして利用されてもよい。
【００２０】ＭＲ装置３０の自然磁束閉鎖設計は、永久
磁性層部分４０の横側端部とＳＡＬ層３４の横側端部と
の間の磁束閉鎖により、ＭＲ装置３０の活性領域にある
ＭＲ層３２に一様な磁束方向を与え、ＳＡＬ層３４を通
して一様な磁束を与えることがわかる。ここに開示され
る、ＭＲ装置３０のための自然磁束閉鎖設計を利用すれ
ば、ＭＲ層３２および下のＳＡＬ層３４のいずれにおい
ても、所望されない磁壁が誘導されない。
磁性層部分４０の横側端部とＳＡＬ層３４の横側端部と
の間の磁束閉鎖により、ＭＲ装置３０の活性領域にある
ＭＲ層３２に一様な磁束方向を与え、ＳＡＬ層３４を通
して一様な磁束を与えることがわかる。ここに開示され
る、ＭＲ装置３０のための自然磁束閉鎖設計を利用すれ
ば、ＭＲ層３２および下のＳＡＬ層３４のいずれにおい
ても、所望されない磁壁が誘導されない。
【００２１】次に図３（Ａ）を参照すると、自然磁束閉
鎖ＭＲ装置３０のための代替的実施例が図示される。図
２に例示された先の実施例のように、ＭＲ装置３０は、
ＳＡＬ層３４の上に載る直線で囲まれた形のＭＲ層３２
を含み、かつそれらの間にＭＳＬ層３６が介在する、磁
気抵抗構造（ＭＲＳ）を含む。分離層部分３８は、前と
同様、ＭＲ層３２の対向する端部から永久磁性層部分４
０を分離する。この実施例では、先に図示され記載され
た永久磁性層部分４０の代わりに、導体４２がＭＲ層３
２と整列しそれに電気的接触を与える。
鎖ＭＲ装置３０のための代替的実施例が図示される。図
２に例示された先の実施例のように、ＭＲ装置３０は、
ＳＡＬ層３４の上に載る直線で囲まれた形のＭＲ層３２
を含み、かつそれらの間にＭＳＬ層３６が介在する、磁
気抵抗構造（ＭＲＳ）を含む。分離層部分３８は、前と
同様、ＭＲ層３２の対向する端部から永久磁性層部分４
０を分離する。この実施例では、先に図示され記載され
た永久磁性層部分４０の代わりに、導体４２がＭＲ層３
２と整列しそれに電気的接触を与える。
【００２２】次にさらに図３（Ｂ）を参照すると、この
発明に従うＭＲ装置３０のさらなる代替的実施例が図示
される。この実施例では、ＭＲ装置３０の活性部分は、
適合するように成形される永久磁性層部分から分離層部
分３８によって分離される実質的に楕円形のＭＲ層３２
を含む。この実質的に楕円形のＭＲ層３２は、１９９２
年１１月１２日出願の米国特許出願連続番号第０７／９
７５，４７９号「改良されたバルクハウゼンノイズ抑制
を伴う磁気抵抗装置および方法（Magnetroresistive De
vice and Method Having Improved Barkhausen Noise S
uppression）」に開示されている。好ましい実施例で
は、この楕円系ＭＲ層３２は、所望の磁気トラック幅の
１．１〜１．５倍の間の、ＭＲ層３２の長手軸に沿った
主軸寸法を有する。これに付随して、ＭＲ装置３０の長
手軸に直交する軸は、好ましくは、所望の磁気抵抗「ス
トライプ高さ」の１．１〜１．５倍である。最終的な空
気軸受面（ＡＢＳ）を形成するために続いてＭＲ装置３
０をラッピングし機械研磨することにより、ＭＲ層３２
は、ＡＢＳに沿ったＭＲ層３２のすべてがそのラッピン
グされ／研磨された表面に露出しかつ平行であるよう
に、わずかに平坦化された底部部分を伴って残る。
発明に従うＭＲ装置３０のさらなる代替的実施例が図示
される。この実施例では、ＭＲ装置３０の活性部分は、
適合するように成形される永久磁性層部分から分離層部
分３８によって分離される実質的に楕円形のＭＲ層３２
を含む。この実質的に楕円形のＭＲ層３２は、１９９２
年１１月１２日出願の米国特許出願連続番号第０７／９
７５，４７９号「改良されたバルクハウゼンノイズ抑制
を伴う磁気抵抗装置および方法（Magnetroresistive De
vice and Method Having Improved Barkhausen Noise S
uppression）」に開示されている。好ましい実施例で
は、この楕円系ＭＲ層３２は、所望の磁気トラック幅の
１．１〜１．５倍の間の、ＭＲ層３２の長手軸に沿った
主軸寸法を有する。これに付随して、ＭＲ装置３０の長
手軸に直交する軸は、好ましくは、所望の磁気抵抗「ス
トライプ高さ」の１．１〜１．５倍である。最終的な空
気軸受面（ＡＢＳ）を形成するために続いてＭＲ装置３
０をラッピングし機械研磨することにより、ＭＲ層３２
は、ＡＢＳに沿ったＭＲ層３２のすべてがそのラッピン
グされ／研磨された表面に露出しかつ平行であるよう
に、わずかに平坦化された底部部分を伴って残る。
【００２３】さらに次に図４を参照すると、図２および
図３に関して先に記載されたＭＲ装置３０の主要部分を
組込む自然磁束閉鎖ＭＲ読出／書込トランスデューサ５
０が図示される。このＭＲ読出／書込トランスデューサ
５０は、シリコン（Ｓｉ）、ガラス、アルミナ炭化チタ
ン（Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ）、またた他の好適な材料を含
んでもよい基板５２上に構成される。
図３に関して先に記載されたＭＲ装置３０の主要部分を
組込む自然磁束閉鎖ＭＲ読出／書込トランスデューサ５
０が図示される。このＭＲ読出／書込トランスデューサ
５０は、シリコン（Ｓｉ）、ガラス、アルミナ炭化チタ
ン（Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＣ）、またた他の好適な材料を含
んでもよい基板５２上に構成される。
【００２４】上に載る下層５４は、基板５２上に形成さ
れ、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）またはアルミナを含ん
でもよい。第１の遮蔽層５６は、第１のギャップ層５８
の堆積前に、下層５４の上に形成されてもよい。第１の
ギャップ層５８は、アルミナ、二酸化シリコン、または
他の好適な材料を含んでもよい。
れ、二酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）またはアルミナを含ん
でもよい。第１の遮蔽層５６は、第１のギャップ層５８
の堆積前に、下層５４の上に形成されてもよい。第１の
ギャップ層５８は、アルミナ、二酸化シリコン、または
他の好適な材料を含んでもよい。
【００２５】ＭＲ読出／書込トランスデューサ５０は、
次いで、ＳＡＬ層６０と、上に載るＭＳＬ層６２と、短
縮された、上に載るＭＲ層６４とを呈して、装置のＭＲ
Ｓ構造を形成する。先に記載されたように、分離層部分
６６は、ＭＳＬ層６２上に、実質的に２０〜３００Åの
間の非磁性金属または誘電体材料を含んで形成される。
分離層部分６６は、ＭＲ層６４の対向する端部部分に隣
接する。これも先に記載されたように、永久磁性層部分
６８の対は、２つの分離層部分６６の上に載り、かつ分
離層部分６６の厚みによってＭＲ層６４の端部部分から
分離される。永久磁性層部分６８はＭＲ層６４と実質的
に共面である。導体７０の対は、この実施例では永久磁
性層部分６８の上に載り、かつ永久磁性層部分６８の中
央側端部部分と同じ広がりを有する。この特定の図では
いくぶん厚く図示されているが、導体７０は、それらが
まず相対的に薄い厚みで置かれその後さらなる導電性材
料のさらなる堆積によって厚みが増大されるセルフアラ
インプロセス（後に論ずる）を用いて形成されてもよ
い。
次いで、ＳＡＬ層６０と、上に載るＭＳＬ層６２と、短
縮された、上に載るＭＲ層６４とを呈して、装置のＭＲ
Ｓ構造を形成する。先に記載されたように、分離層部分
６６は、ＭＳＬ層６２上に、実質的に２０〜３００Åの
間の非磁性金属または誘電体材料を含んで形成される。
分離層部分６６は、ＭＲ層６４の対向する端部部分に隣
接する。これも先に記載されたように、永久磁性層部分
６８の対は、２つの分離層部分６６の上に載り、かつ分
離層部分６６の厚みによってＭＲ層６４の端部部分から
分離される。永久磁性層部分６８はＭＲ層６４と実質的
に共面である。導体７０の対は、この実施例では永久磁
性層部分６８の上に載り、かつ永久磁性層部分６８の中
央側端部部分と同じ広がりを有する。この特定の図では
いくぶん厚く図示されているが、導体７０は、それらが
まず相対的に薄い厚みで置かれその後さらなる導電性材
料のさらなる堆積によって厚みが増大されるセルフアラ
インプロセス（後に論ずる）を用いて形成されてもよ
い。
【００２６】ＭＲ読出／書込トランスデューサ５０は、
第１のギャップ層５８と同じかまたは同様の材料で形成
されてもよい第２のギャップ層７２を含む。このＭＲ読
出／書込トランスデューサ５０の構造を完成させるため
に、マージされた遮蔽磁極７４と書込ギャップ７６と後
部書込磁極７８とが形成される。
第１のギャップ層５８と同じかまたは同様の材料で形成
されてもよい第２のギャップ層７２を含む。このＭＲ読
出／書込トランスデューサ５０の構造を完成させるため
に、マージされた遮蔽磁極７４と書込ギャップ７６と後
部書込磁極７８とが形成される。
【００２７】次にさらに図５（Ａ）〜（Ｃ）および図６
（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この発明ならびに図２、図
３および図４の先の説明従う自然磁束閉鎖ＭＲ装置を作
るためのプロセスフローが図示される。
（Ａ）〜（Ｃ）を参照して、この発明ならびに図２、図
３および図４の先の説明従う自然磁束閉鎖ＭＲ装置を作
るためのプロセスフローが図示される。
【００２８】ここで特定的に図５（Ａ）を参照して、図
４に示される基板と下層と遮蔽層とギャップ層との上に
形成されるだろうＭＲＳ層１００が図示される。図示さ
れる第１ステップは、軟らかい隣接層１０２の堆積であ
り、その後に磁性スペーサ層１０４の堆積が続く。次い
で、ＭＲ層１０６を形成するブランケットＭＲ膜の堆積
が続く。ＭＲＳ層１００のそれぞれの部分を形成するの
に適当な種々の材料および厚みは、先の図に関して既に
記載したものであってもよい。
４に示される基板と下層と遮蔽層とギャップ層との上に
形成されるだろうＭＲＳ層１００が図示される。図示さ
れる第１ステップは、軟らかい隣接層１０２の堆積であ
り、その後に磁性スペーサ層１０４の堆積が続く。次い
で、ＭＲ層１０６を形成するブランケットＭＲ膜の堆積
が続く。ＭＲＳ層１００のそれぞれの部分を形成するの
に適当な種々の材料および厚みは、先の図に関して既に
記載したものであってもよい。
【００２９】さらにここで図５（Ｂ）を参照すると、パ
ターニングされたフォトレジスト１０８の領域が、装置
のこの後の処理を容易にしかつ所望のＭＲ構造をもたら
すよう、この単純化された図において実質的に示される
態様で傾斜する側面を有して、ＭＲ層１０６の上に形成
される。
ターニングされたフォトレジスト１０８の領域が、装置
のこの後の処理を容易にしかつ所望のＭＲ構造をもたら
すよう、この単純化された図において実質的に示される
態様で傾斜する側面を有して、ＭＲ層１０６の上に形成
される。
【００３０】この後、図５（Ｃ）に示されるように、Ｍ
Ｒ層１０６の露出した上面でイオンミリング動作が行な
われて、このイオンミリング動作により、短くなったＭ
Ｒ層１０６と厚みがいくぶん減じられたＭＳＬ層１０４
とを含むメサ１１０が形成される。実際には、イオンミ
リング動作は、所望の材料除去量が実現されるまで、時
間／電力の関数として実行されてもよく、または代替的
には、このプロセスは、いつＭＲ層１０６の所望の部分
が除去されてＭＳＬ層１０４の上面が次いで除去中であ
るかという表示を与えるための二次的なイオン質量分光
計を参照することによって制御されてもよい。ＭＳＬ層
１０４としてタンタルを用いることは、前者の時間／電
力プロセス制御に関して特に有利であることがわかって
いる。
Ｒ層１０６の露出した上面でイオンミリング動作が行な
われて、このイオンミリング動作により、短くなったＭ
Ｒ層１０６と厚みがいくぶん減じられたＭＳＬ層１０４
とを含むメサ１１０が形成される。実際には、イオンミ
リング動作は、所望の材料除去量が実現されるまで、時
間／電力の関数として実行されてもよく、または代替的
には、このプロセスは、いつＭＲ層１０６の所望の部分
が除去されてＭＳＬ層１０４の上面が次いで除去中であ
るかという表示を与えるための二次的なイオン質量分光
計を参照することによって制御されてもよい。ＭＳＬ層
１０４としてタンタルを用いることは、前者の時間／電
力プロセス制御に関して特に有利であることがわかって
いる。
【００３１】さらにここで図６（Ａ）を参照すると、次
いで、分離層部分１１２が、ＭＳＬ層１０４の上面と、
ＭＲ層１０６の対向する端部部分に隣接するメサ１１０
の側面との上に、２０〜３００Åの間の厚みに堆積され
る。同様に、次いで、永久磁性層部分１１４の対が、メ
サ１１０をなす短縮されたＭＲ層１０６から分離はされ
るが実質的に共面であるように、分離層部分１１２に載
るように堆積される。次いで、導体１１６が、装置への
電気的接触を与えかつ所望の装置トラック幅を規定する
よう、永久磁性層部分１１４に載るように堆積されても
よい。
いで、分離層部分１１２が、ＭＳＬ層１０４の上面と、
ＭＲ層１０６の対向する端部部分に隣接するメサ１１０
の側面との上に、２０〜３００Åの間の厚みに堆積され
る。同様に、次いで、永久磁性層部分１１４の対が、メ
サ１１０をなす短縮されたＭＲ層１０６から分離はされ
るが実質的に共面であるように、分離層部分１１２に載
るように堆積される。次いで、導体１１６が、装置への
電気的接触を与えかつ所望の装置トラック幅を規定する
よう、永久磁性層部分１１４に載るように堆積されても
よい。
【００３２】図６（Ａ）に関して説明された堆積プロセ
スに関し、分離層１１２′と永久磁性層部分１１４′と
導体１１６′とが、メサ１１０に隣接する領域における
同じ物質の堆積に加えて、先にパターニングされたフォ
トレジスト１０８の上面に同時に形成されることがさら
にわかる。分離層部分１１２と永久磁性層部分１１４と
導体１１６とのための材料および厚みは、先の図に関し
て既に記載されたものであってもよい。
スに関し、分離層１１２′と永久磁性層部分１１４′と
導体１１６′とが、メサ１１０に隣接する領域における
同じ物質の堆積に加えて、先にパターニングされたフォ
トレジスト１０８の上面に同時に形成されることがさら
にわかる。分離層部分１１２と永久磁性層部分１１４と
導体１１６とのための材料および厚みは、先の図に関し
て既に記載されたものであってもよい。
【００３３】図６（Ａ）に示される処理工程に続いて、
フォトレジスト１０８は上に載る分離層１１２′と永久
磁性部分１１４′と導体１１６′とともにストリッピン
グによって除去され、第２のパターニングされたフォト
レジスト１１８を与えるために第２のフォトレジスト動
作が行なわれる。この第２のパターニングされたフォト
レジスト１１８は、意図される適用例に対して適当な物
理的寸法を有する自然磁束閉鎖ＭＲ装置１２０を形成す
るために、図６（Ｃ）に示される別のイオンミリング動
作に関連して用いられることがわかる。図６（Ｃ）に示
される自然磁束閉鎖ＭＲ装置１２０は、後に空気軸受面
となるものに沿った従来的なラッピング動作および研磨
動作の後にそれが用いられる特定の適用例に適当なトラ
ック幅（ｔW ）およびストライプ高さ（トラック幅寸法
に直交して取られる活性ＭＲ領域の幅）とを示す。
フォトレジスト１０８は上に載る分離層１１２′と永久
磁性部分１１４′と導体１１６′とともにストリッピン
グによって除去され、第２のパターニングされたフォト
レジスト１１８を与えるために第２のフォトレジスト動
作が行なわれる。この第２のパターニングされたフォト
レジスト１１８は、意図される適用例に対して適当な物
理的寸法を有する自然磁束閉鎖ＭＲ装置１２０を形成す
るために、図６（Ｃ）に示される別のイオンミリング動
作に関連して用いられることがわかる。図６（Ｃ）に示
される自然磁束閉鎖ＭＲ装置１２０は、後に空気軸受面
となるものに沿った従来的なラッピング動作および研磨
動作の後にそれが用いられる特定の適用例に適当なトラ
ック幅（ｔW ）およびストライプ高さ（トラック幅寸法
に直交して取られる活性ＭＲ領域の幅）とを示す。
【００３４】したがって、提供されるのは、実質的に共
面の薄膜永久磁石を用いて自然磁束閉鎖設計を組込んで
装置を安定化する、軟らかい隣接層によりバイアスされ
る磁気抵抗装置のための設計、およびそれを製造するた
めの方法である。開示されるこの装置は、上に載るＭＲ
膜に関連するＳＡＬ膜と上のＭＳＬ層とを含んで、ＭＲ
層が後にＳＡＬ層とＭＳＬ層とに対して短縮された長さ
にパターニングされる状態でＳＡＬによりバイアスされ
るＭＲＳ構造を作る。次いで、非磁性金属または誘電体
材料を含んでもよい分離層が、ＭＳＬ層とＭＲ層の側面
との上に、２０〜３００Åの大きさの厚みに堆積され
る。次いで、永久磁性層が分離層上に堆積され、これに
続いて、低抵抗金属導体電極が、それらの間にセンサ活
性トラック幅を規定する間隔を有する状態で加えられ
る。
面の薄膜永久磁石を用いて自然磁束閉鎖設計を組込んで
装置を安定化する、軟らかい隣接層によりバイアスされ
る磁気抵抗装置のための設計、およびそれを製造するた
めの方法である。開示されるこの装置は、上に載るＭＲ
膜に関連するＳＡＬ膜と上のＭＳＬ層とを含んで、ＭＲ
層が後にＳＡＬ層とＭＳＬ層とに対して短縮された長さ
にパターニングされる状態でＳＡＬによりバイアスされ
るＭＲＳ構造を作る。次いで、非磁性金属または誘電体
材料を含んでもよい分離層が、ＭＳＬ層とＭＲ層の側面
との上に、２０〜３００Åの大きさの厚みに堆積され
る。次いで、永久磁性層が分離層上に堆積され、これに
続いて、低抵抗金属導体電極が、それらの間にセンサ活
性トラック幅を規定する間隔を有する状態で加えられ
る。
【００３５】特定の構造、材料および処理シーケンスに
関連してこの発明の主要部を上に記載したが、前述の記
載は、単に例によってなされたものであり、この発明の
範囲を限定するものとしてなされたものではないことが
はっきりと理解されるべきである。
関連してこの発明の主要部を上に記載したが、前述の記
載は、単に例によってなされたものであり、この発明の
範囲を限定するものとしてなされたものではないことが
はっきりと理解されるべきである。
【図１】 下にあるＭＲ層に縦方向バイアスを与えるた
めに永久磁性薄膜層を用いる、装置の望ましくない積層
構造とそれに応答してＭＲ層およびＳＡＬ層内に形成さ
れる誘導された磁壁とを示す、先行技術の磁気抵抗セン
サの、単純化された断面における空気軸受面（ＡＢＳ）
平面図である。
めに永久磁性薄膜層を用いる、装置の望ましくない積層
構造とそれに応答してＭＲ層およびＳＡＬ層内に形成さ
れる誘導された磁壁とを示す、先行技術の磁気抵抗セン
サの、単純化された断面における空気軸受面（ＡＢＳ）
平面図である。
【図２】 永久磁性層部分と活性ＭＲ層との間に達成さ
れる実質的な共面関係と、ここに開示される自然磁束閉
鎖設計を用いての誘導される磁壁の欠如とを示す、この
発明に従う自然磁束閉鎖ＭＲ装置の、単純化された断面
におけるＡＢＳ平面図である。
れる実質的な共面関係と、ここに開示される自然磁束閉
鎖設計を用いての誘導される磁壁の欠如とを示す、この
発明に従う自然磁束閉鎖ＭＲ装置の、単純化された断面
におけるＡＢＳ平面図である。
【図３】 図２のＭＲ装置のさらなる等距離図であり、
（Ａ）は、導体が永久磁性部分の代わりにＭＲ層の上に
載りかつそれに接触するように示される図であり（さら
なる代替的実施例では、導体を全く除去し、永久磁性層
部分を導体として用いてもよい）、（Ｂ）は、ＭＲ層が
先の図２に示される直線で囲まれる形の代わりに実質的
に楕円形にパターニングされる図である。
（Ａ）は、導体が永久磁性部分の代わりにＭＲ層の上に
載りかつそれに接触するように示される図であり（さら
なる代替的実施例では、導体を全く除去し、永久磁性層
部分を導体として用いてもよい）、（Ｂ）は、ＭＲ層が
先の図２に示される直線で囲まれる形の代わりに実質的
に楕円形にパターニングされる図である。
【図４】 自然磁束閉鎖ＭＲ装置の下にあるトランスデ
ューサ基板および種々の層、ならびに関連付けられる遮
蔽および書込構成要素をさらに示す、図２および図３の
設計を組込む、この発明に従うＭＲ読出／書込トランス
デューサの、より詳細な部分的断面平面および等距離Ａ
ＢＳ図である。
ューサ基板および種々の層、ならびに関連付けられる遮
蔽および書込構成要素をさらに示す、図２および図３の
設計を組込む、この発明に従うＭＲ読出／書込トランス
デューサの、より詳細な部分的断面平面および等距離Ａ
ＢＳ図である。
【図５】 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、先の図２、
図３および図４のＭＲ装置の製造における顕著な処理ス
テップを示す、このＭＲ装置を製造するためのセルフア
ラインプロセスフローの、簡略化された連続等距離図で
ある。
図３および図４のＭＲ装置の製造における顕著な処理ス
テップを示す、このＭＲ装置を製造するためのセルフア
ラインプロセスフローの、簡略化された連続等距離図で
ある。
【図６】 （Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、先の図２、
図３および図４のＭＲ装置の製造における顕著な処理ス
テップを示す、このＭＲ装置を製造するためのセルフア
ラインプロセスフローの、簡略化された連続等距離図で
ある。
図３および図４のＭＲ装置の製造における顕著な処理ス
テップを示す、このＭＲ装置を製造するためのセルフア
ラインプロセスフローの、簡略化された連続等距離図で
ある。
３０ 自然磁束閉鎖ＭＲ装置 ３２ 磁気抵抗層 ３４ 軟らかい隣接層 ３６ 磁性スペーサ層 ３８ 分離層 ４０ 永久磁性層 ４２ 導体
フロントページの続き (72)発明者 ガイ・フランクリン・ルース アメリカ合衆国、80303 コロラド州、ボ ルダー、ピンテイル・サークル、1252
Claims (73)
- 【請求項１】 主軸を横断する、第１および第２の対向
して配置される端部部分を呈する磁気抵抗層を含み、前
記磁気抵抗層は軟らかい隣接層に対して上に載る関係に
あり、さらに、 前記軟らかい隣接層に対して上に載る関係にあり、かつ
おおむね共面関係で前記磁気抵抗層の前記第１および第
２の端部部分に隣接はするがそれらから隔たって配置さ
れる、第１および第２の永久磁性層部分を含む、磁気抵
抗装置。 - 【請求項２】 前記磁気抵抗層と前記軟らかい隣接層と
の間に介在するスペーサ層をさらに含み、前記スペーサ
層は、前記軟らかい隣接層とおおむね同じ広がりを有
し、かつそれに対して上に載る関係にある、請求項１に
記載の装置。 - 【請求項３】 前記磁気抵抗層はＮｉＦｅを含む、請求
項１に記載の装置。 - 【請求項４】 前記軟らかい隣接層はＮｉＦｅＭｏ、Ｎ
ｉＦｅＣｒまたはＮｉＦｅＴａから本質的になる群から
選択される、請求項１に記載の装置。 - 【請求項５】 前記スペーサ層はＴａまたはＴｉから本
質的になる群から選択される、請求項２に記載の装置。 - 【請求項６】 前記装置に電気的接触を与えるための第
１および第２の電極をさらに含む、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項７】 前記第１および第２の電極はＡｕから本
質的になる群から選択される、請求項６に記載の装置。 - 【請求項８】 前記第１および第２の電極は前記磁気抵
抗層に接触する、請求項６に記載の装置。 - 【請求項９】 前記第１および第２の電極は前記第１お
よび第２の永久磁性層部分にそれぞれ接触する、請求項
６に記載の装置。 - 【請求項１０】 前記第１および第２の永久磁性層部分
と、前記磁気抵抗層の前記第１および第２の端部部分と
の間の分離は実質的に２０〜３００Åの間である、請求
項１に記載の装置。 - 【請求項１１】 前記磁気抵抗層の前記第１および第２
の端部部分は前記主軸と直交する、請求項１に記載の装
置。 - 【請求項１２】 前記磁気抵抗層の第１および第２の端
部部分は、焦点が前記磁気抵抗層の前記主軸におおむね
沿う楕円によっておおむね定義される、請求項１に記載
の装置。 - 【請求項１３】 前記楕円は、所望の磁気トラック幅の
実質的に１．１〜１．５倍の、前記主軸に沿った寸法を
呈する、請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１４】 前記楕円は、所望の磁気抵抗ストライ
プ高さの実質的に１．１〜１．５倍の、前記主軸を横断
する寸法を呈する、請求項１２に記載の装置。 - 【請求項１５】 前記磁気抵抗層の前記第１および第２
の端部部分は、前記磁気抵抗層によりおおむね定義され
る面内に曲線状に配される、請求項１に記載の装置。 - 【請求項１６】 前記磁気抵抗層の前記第１および第２
の端部部分は、前記主軸と直交しない、請求項１に記載
の装置。 - 【請求項１７】 前記第１および第２の永久磁性層部分
と、前記磁気抵抗層の前記第１および第２の端部部分と
の間の分離は、非磁性金属層によって定義される、請求
項１に記載の装置。 - 【請求項１８】 前記非磁性金属層はＣｒから本質的に
なる群から選択される、請求項１７に記載の装置。 - 【請求項１９】 前記第１および第２の永久磁性層部分
と、前記磁気抵抗層の前記第１および第２の端部部分と
の間の分離は、誘電体層によって定義される、請求項１
に記載の装置。 - 【請求項２０】 前記誘電体層はＡｌ2 Ｏ3 から本質的
になる群から選択される、請求項１９に記載の装置。 - 【請求項２１】 前記永久磁性層部分はＣｏＰｔ、Ｃｏ
ＰｔＴａまたはＣｏＰｔＣｒから本質的になる群から選
択される、請求項１に記載の装置。 - 【請求項２２】 磁気抵抗層と、 前記磁気抵抗層に対して下になる関係で配置される軟ら
かい隣接層と、 前記磁気抵抗層に隣接するがそれから隔てられた第１お
よび第２の永久磁性層部分とを含み、前記第１および第
２の永久磁性層部分は、前記磁気抵抗層とおおむね共面
でありかつ前記軟らかい隣接層に対して上に載る関係に
ある、磁気抵抗装置。 - 【請求項２３】 前記磁気抵抗層と前記軟らかい隣接層
との間に介在するスペーサ層をさらに含み、前記スペー
サ層は前記軟らかい隣接層とおおむね同じ広がりを有す
る、請求項２２に記載の磁気抵抗装置。 - 【請求項２４】 前記第１および第２の永久磁性層部分
と前記磁気抵抗層との間に実質的に０〜３００Åの間の
分離を含む、請求項２２に記載の装置。 - 【請求項２５】 前記分離は非磁性金属により定義され
る、請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２６】 前記非磁性金属はＣｒから本質的にな
る群から選択される、請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２７】 前記分離は誘電体材料によって定義さ
れる、請求項２４に記載の装置。 - 【請求項２８】 前記誘電体材料はＡｌ2 Ｏ3 から本質
的になる群から選択される、請求項２７に記載の装置。 - 【請求項２９】 前記磁気抵抗層はＮｉＦｅを含む、請
求項２２に記載の装置。 - 【請求項３０】 前記軟らかい隣接層はＮｉＦｅＭｏ、
ＮｉＦｅＣｒまたはＮｉＦｅＴａから本質的になる群か
ら選択される、請求項２２に記載の装置。 - 【請求項３１】 前記スペーサ層はＴａまたはＴｉから
本質的になる群から選択される、請求項２７に記載の装
置。 - 【請求項３２】 前記永久磁性層はＣｏＰｔ、ＣｏＰｔ
ＴａまたはＣｏＰｔＣｒから本質的になる群から選択さ
れる、請求項２２に記載の装置。 - 【請求項３３】 前記装置に電気的接触を与えるための
第１および第２の電極をさらに含む、請求項２２に記載
の装置。 - 【請求項３４】 前記第１および第２の電極はＡｕから
本質的になる群から選択される、請求項３３に記載の装
置。 - 【請求項３５】 前記第１および第２の電極は前記磁気
抵抗層に接触する、請求項３３に記載の装置。 - 【請求項３６】 前記第１および第２の電極は前記第１
および第２の永久磁性層部分にそれぞれ接触する、請求
項３３に記載の装置。 - 【請求項３７】 前記磁気抵抗層の主軸を横断する前記
磁気抵抗層の第１および第２の端部部分は前記主軸に直
交する、請求項２２に記載の装置。 - 【請求項３８】 前記磁気抵抗層の第１および第２の端
部部分は、焦点がおおむね前記磁気抵抗層の主軸に沿っ
てある楕円によっておおむね定義される、請求項２２に
記載の装置。 - 【請求項３９】 前記楕円は、所望の磁気トラック幅の
実質的に１．１〜１．５倍の、前記主軸に沿った寸法を
呈する、請求項３８に記載の装置。 - 【請求項４０】 前記楕円は、所望の磁気抵抗ストライ
プ高さの実質的に１．１〜１．５倍の、前記主軸を横断
する寸法を呈する、請求項３８に記載の装置。 - 【請求項４１】 前記磁気抵抗層の前記第１および第２
の端部部分は、前記磁気抵抗層によりおおむね定義され
る面内に曲線状に配される、請求項２２に記載の装置。 - 【請求項４２】 前記磁気抵抗層の主軸を横断する前記
磁気抵抗層の前記第１および第２の端部部分は前記主軸
と直交しない、請求項２２に記載の装置。 - 【請求項４３】 磁気抵抗層と、 前記磁気抵抗層に対して下になる関係にある軟らかい隣
接層と、 前記磁気抵抗層の対向する端部部分に隣接する分離層
と、 前記磁気抵抗層の前記端部部分で前記分離層と連なりか
つ前記磁気抵抗層とおおむね共面である第１および第２
の永久磁性領域とを含み、 それによって前記第１および第２の永久磁性領域は前記
磁気抵抗層に縦方向バイアスを与える、磁気抵抗装置。 - 【請求項４４】 前記磁気抵抗層はＮｉＦｅを含む、請
求項４３に記載の装置。 - 【請求項４５】 前記磁気抵抗層と前記軟らかい隣接層
との間に介在する磁性スペーサ層をさらに含み、前記磁
性スペーサ層は前記軟らかい隣接層とおおむね同じ広が
りを有する、請求項４３に記載の装置。 - 【請求項４６】 前記磁気抵抗層は形状が実質的に楕円
形である、請求項４３に記載の装置。 - 【請求項４７】 前記分離層は非磁性金属を含む、請求
項４３に記載の装置。 - 【請求項４８】 前記非磁性金属はＣｒから本質的にな
る群から選択される、請求項４７に記載の装置。 - 【請求項４９】 前記分離層は誘電体材料を含む、請求
項４３に記載の装置。 - 【請求項５０】 前記誘電体材料はＡｌ2 Ｏ3 から本質
的になる群から選択される、請求項４３に記載の装置。 - 【請求項５１】 前記第１および第２の磁性領域はＣｏ
Ｐｔ、ＣｏＰｔＴａまたはＣｏＰｔＣｒから本質的にな
る群から選択される、請求項４３に記載の装置。 - 【請求項５２】 磁気抵抗装置を形成するためのプロセ
スであって、 基板を設けるステップと、 前記基板上に軟らかい隣接層を第１に形成するステップ
と、 前記軟らかい隣接層上に磁性スペーサ層を第２に形成す
るステップと、 前記磁性スペーサ上に磁気抵抗層を第３に形成するステ
ップと、 前記磁気抵抗層上にフォトレジスト領域をパターニング
するステップと、 磁気抵抗メサを定義するために、前記フォトレジスト領
域を取囲む前記磁気抵抗層の部分を除去するステップ
と、 前記磁性スペーサ層と前記磁気抵抗メサの隣接する側面
部分との上に、第１および第２の分離層部分を第４に形
成するステップと、 前記第１および第２の分離層部分上に第１および第２の
永久磁性層部分をそれぞれ第５に形成するステップと、 前記第１および第２の永久磁性層部分上に第１および第
２の導電層部分をそれぞれ第６に形成するステップと、 前記磁気抵抗層から前記フォトレジスト領域を除去する
ステップとを含む、プロセス。 - 【請求項５３】 前記磁気抵抗装置を定義するために、
前記第１および第２の導電層部分と前記磁気抵抗メサの
上面との上に、別のフォトレジスト領域をさらにパター
ニングするステップと、 前記磁気抵抗装置を定義するために、前記別のフォトレ
ジスト領域を取囲む、前記第１および第２の導電層部分
と前記磁気抵抗メサの前記上面との部分を除去するステ
ップとをさらに含む、請求項５２に記載のプロセス。 - 【請求項５４】 前記基板を設けるステップは、上に載
る下層を有する基板によって実行される、請求項５２に
記載のプロセス。 - 【請求項５５】 前記基板を設けるステップは、前記下
層の上に載る第１の遮蔽層を有する基板によって実行さ
れる、請求項５４に記載のプロセス。 - 【請求項５６】 前記基板を設けるステップは、前記第
１の遮蔽層の上に載る第１のギャップ層を有する基板に
よって実行される、請求項５５に記載のプロセス。 - 【請求項５７】 前記第１の形成ステップは、 ＮｉＦｅＭｏ、ＮｉＦｅＣｒまたはＮｉＦｅＴａから本
質的になる群から選択される軟らかい隣接層を堆積する
ステップによって実行される、請求項５２に記載のプロ
セス。 - 【請求項５８】 前記第２の形成ステップは、 ＴａまたはＴｉから本質的になる群から選択される磁気
スペーサ層を堆積するステップによって実行される、請
求項５２に記載のプロセス。 - 【請求項５９】 前記第３の形成ステップは、 ＮｉＦｅを実質的に含む磁気抵抗層を堆積するステップ
によって実行される、請求項５２に記載のプロセス。 - 【請求項６０】 前記第４の形成ステップは、 Ｃｒを実質的に含む非磁性分離層を堆積するステップに
よって実行される、請求項５２に記載のプロセス。 - 【請求項６１】 前記第４の形成ステップは、 Ａｌ2 Ｏ3 を実質的に含む誘電体分離層を堆積するステ
ップによって実行される、請求項５２に記載のプロセ
ス。 - 【請求項６２】 前記第５の形成ステップは、 ＣｏＰｔ、ＣｏＰｔＴａまたはＣｏＰｔＣｒから本質的
になる群から選択される永久磁性層を堆積するステップ
によって実行される、請求項５２に記載のプロセス。 - 【請求項６３】 前記第６の形成ステップは、 Ａｕから本質的になる群から選択される導電層を堆積す
るステップによって実行される、請求項５２に記載のプ
ロセス。 - 【請求項６４】 前記除去ステップはイオンミリングに
よって実行される、請求項５２に記載のプロセス。 - 【請求項６５】 磁気抵抗装置を形成するためのプロセ
スであって、 基板を設けるステップと、 前記基板上に、上面を有しかつ下にある層を有する磁気
抵抗構造を載せるステップと、 前記下にある層に対して短縮された寸法の上側磁気抵抗
層を設けるために、前記磁気抵抗構造の前記上面の部分
を除去するステップと、 前記磁気抵抗構造の前記下にある層の上に載り、かつ前
記上側磁気抵抗層から隔てられた、実質的に共面の対向
する永久磁性層部分で、前記上側磁気抵抗層を縦方向に
バイアスするステップとを含む、磁気抵抗装置を形成す
るためのプロセス。 - 【請求項６６】 前記基板を設けるステップは、ガラ
ス、ＳｉまたはＡｌ2Ｏ3 −ＴｉＣから本質的になる群
から選択される材料によって実行される、請求項６５に
記載のプロセス。 - 【請求項６７】 前記上に載せるステップは、軟らかい
隣接層／磁性スペーサ層／磁気抵抗層構造によって実行
される、請求項６５に記載のプロセス。 - 【請求項６８】 前記除去ステップは、 磁気抵抗層メサを上に定義するよう、前記磁気抵抗構造
上にフォトレジストをパターニングするステップと、 前記フォトレジストによって被覆されていない前記磁気
抵抗層の部分を除去するよう、前記磁気抵抗構造の前記
磁気抵抗層をイオンミリングするステップとによって実
行される、請求項６５に記載のプロセス。 - 【請求項６９】 前記縦方向にバイアスするステップ
は、 前記磁気抵抗構造と前記磁気抵抗層メサの対向する側面
との上に分離層をさらに載せるステップと、 前記分離層上に前記永久磁性層部分を堆積するステップ
とによって実行される、請求項６８に記載のプロセス。 - 【請求項７０】 前記さらに載せるステップは、非磁性
金属または誘電体から本質的になる群から選択される材
料によって実行される、請求項６９に記載のプロセス。 - 【請求項７１】 前記磁気抵抗装置に電気的接触を与え
るために導体の対を形成するステップをさらに含む、請
求項６５に記載のプロセス。 - 【請求項７２】 前記形成ステップは、 前記永久磁性層部分を前記導体と接触させるステップに
よって実行される、請求項７１に記載のプロセス。 - 【請求項７３】 前記形成ステップは、 前記磁気抵抗層を前記導体と接触させるステップにより
実行される、請求項７１に記載のプロセス。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/461874 | 1995-06-05 | ||
| US08/461873 | 1995-06-05 | ||
| US08/461,873 US5573809A (en) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | Process for forming a magnetoresistive device |
| US08/461,874 US5532892A (en) | 1995-06-05 | 1995-06-05 | Soft adjacent layer biased magnetoresistive device incorporating a natural flux closure design utilizing coplanar permanent magnet thin film stabilization |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0918069A true JPH0918069A (ja) | 1997-01-17 |
Family
ID=27040163
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8141326A Withdrawn JPH0918069A (ja) | 1995-06-05 | 1996-06-04 | 磁気抵抗装置およびそれを形成するためのプロセス |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0747886A3 (ja) |
| JP (1) | JPH0918069A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002076471A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Nec Corp | 磁気抵抗センサ、磁気抵抗ヘッド、および磁気記録／再生装置 |
| KR100750009B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2007-08-16 | 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 | 폴리올레핀제 미다공막 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5018037A (en) * | 1989-10-10 | 1991-05-21 | Krounbi Mohamad T | Magnetoresistive read transducer having hard magnetic bias |
| DE69332530T2 (de) * | 1992-08-25 | 2003-07-03 | Seagate Technology Llc, Scotts Valley | Magneto-resistiver Sensor und Herstellungsverfahren dafür |
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| DE69415177T2 (de) * | 1994-06-22 | 1999-04-29 | Seagate Technology, Scotts Valley, Calif. | Einzeldomän magnetoresistiver sensor unter benutzung von permanentmagnetstabilisierung |
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-
1996
- 1996-05-28 EP EP96303786A patent/EP0747886A3/en not_active Withdrawn
- 1996-06-04 JP JP8141326A patent/JPH0918069A/ja not_active Withdrawn
- 1996-06-04 KR KR1019960019732A patent/KR970002911A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002076471A (ja) * | 2000-08-31 | 2002-03-15 | Nec Corp | 磁気抵抗センサ、磁気抵抗ヘッド、および磁気記録／再生装置 |
| KR100750009B1 (ko) * | 2003-12-24 | 2007-08-16 | 아사히 가세이 케미칼즈 가부시키가이샤 | 폴리올레핀제 미다공막 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR970002911A (ko) | 1997-01-28 |
| EP0747886A2 (en) | 1996-12-11 |
| EP0747886A3 (en) | 1997-02-26 |
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