JPH0922510A

JPH0922510A - 磁気抵抗効果素子及びその製造方法及び磁気記録装置及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0922510A
Application number: JP16950095A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Aoshima; 賢一青島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1995-07-05
Filing date: 1995-07-05
Publication date: 1997-01-21

Abstract

(57)【要約】【目的】スピンバルブ磁気抵抗効果を利用して、磁界の
変化を抵抗の変化に変換する磁気抵抗効果素子に関し、
反強磁性層に接する軟磁性層からの静磁場を抑制し、回
転磁化を生じる軟磁性層において信号磁界零のときの磁
化方向が一定の方向からずれないようにし、しかも高温
の加熱処理により生じるスピンバルブ効果の低下を防止
する。【構成】少なくとも反強磁性層１２と第１の軟磁性層１
３と非磁性金属層１４と第２の軟磁性層１５とが順に積
層されてなる磁気抵抗効果素子において、第１の軟磁性
層１３は、反強磁性層１２との交換相互作用により付与
された磁化の方向の幅が同じ方向の第２の軟磁性層１５
の幅よりも広く形成されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気抵抗効果素子及び
その製造方法及び磁気記録装置及びその製造方法に関
し、より詳しくは、スピンバルブ磁気抵抗効果を利用し
て、磁界の変化を抵抗の変化に変換する磁気抵抗効果素
子及びその製造方法及び磁気記録装置及びその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来例のスピンバルブ磁気抵抗効果を利
用した磁気抵抗効果素子（ＭＲ素子）の構成を図９
（ａ），（ｂ）に示す。図９（ａ）及び（ｂ）は斜視図
である。図９（ａ），（ｂ）に示すように、不図示のＮ
ｉＦｅシールド上にアルミナ膜１が形成され、更に長方
形形状のＭＲ素子６が形成されている。ＭＲ素子６は下
から反強磁性層２，第１の軟磁性層３，非磁性金属層４
及び第２の軟磁性層５とが順に積層されてなる。また、
第２の軟磁性層５の両端部には電極端子ＥＳ１，ＥＳ２
が接続され、電極端子ＥＳ１，ＥＳ２に挟まれた領域が
電圧変化を検出するセンス領域ＳＡとなる。

【０００３】反強磁性層２にはＸ軸方向に交換結合磁界
Ｈuaが発生しており、第１の軟磁性層３は反強磁性層２
と交換結合している。これにより、第１の軟磁性層３の
磁化はＸ軸方向に固定され、Ｘ軸方向の信号磁界に対し
て回転しないようになっている。一方、第２の軟磁性層
５の磁化は、信号磁界が零のときに、第１の軟磁性層３
の磁化方向に対して直交するよう（磁化容易軸方向であ
るＹ軸方向）に設定されている。第１の軟磁性層３の磁
化方向と第２の軟磁性層５の磁化方向を直交させている
のは、磁界に対して線形に磁気抵抗を変化させるためで
ある。

【０００４】第２の軟磁性層５の磁化は信号磁界に応じ
て回転し、第１の軟磁性層３と第２の軟磁性層５の磁化
方向のなす角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例して積層膜
全体の抵抗が変化する。このとき、電極端子ＥＳ１，Ｅ
Ｓ２を通してＭＲ素子６にセンス電流を流しておくこと
により、その抵抗変化を電極端子ＥＳ１，ＥＳ２間の電
圧変化として検出する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、公開特
許公報〔特開平４−３５８３１０〕に記載されているよ
うに、上記スピンバルブ型ＭＲ素子では、第１の軟磁性
層３からの静磁場、センス電流による磁場、非磁性金属
層４を通しての交換相互作用による磁場が発生し、第２
の軟磁性層５の磁化方向に大きく影響する。この中でも
第１の軟磁性層３からの静磁場の影響が最も大きい。

【０００６】このため、図９（ｃ）に示すように、この
静磁場が第２の軟磁性層５に作用し、本来ＭＲ素子の長
手方向である磁化容易軸方向、即ち第１の軟磁性層３の
磁化方向に直交する方向に向くべき磁化方向がその方向
から少しずれてしまう。従って、図１１に示すように、
バイアス点がシフトし、図１０に示すような磁気記録媒
体からの信号磁界を検出する際、信号磁界の変化に対す
る抵抗変化の線形性が悪化し、非対称となってしまうこ
とがある。

【０００７】この問題を解決するため、第１の軟磁性層
３の膜厚を薄くし、ＭＲ素子６に流すセンス電流により
生ずる磁場によって反磁場を抑制することができるが、
その反磁場を丁度打ち消すようにするには、大電流を流
し、かつ電流調整する必要があるなどの困難さがある。
また、反強磁性層２として耐腐食性の高いＮｉＭｎ膜を
用いた場合、ＮｉＭｎ膜に反強磁性を付与するために高
温で加熱処理する必要がある。更に、読取りヘッドの形
成後書込みヘッド形成時に平坦化のためのレジスト膜を
硬化させるため、高温加熱処理が必要である。しかし、
高温で加熱処理することによりスピンバルブ効果が低下
するという問題がある。

【０００８】本発明は、上記の従来例の問題点に鑑みて
創作されたものであり、反強磁性層に接する軟磁性層か
らの静磁場を抑制し、回転磁化を生じる軟磁性層におい
て信号磁界零のときの磁化方向が所望の方向からずれな
いようにし、しかも高温の加熱処理により生じるスピン
バルブ効果の低下を防止することができる磁気抵抗効果
素子及び磁気記録装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題は、第１に、少
なくとも反強磁性層と第１の軟磁性層と非磁性金属層と
第２の軟磁性層とが順に積層されてなる磁気抵抗効果素
子において、前記第１の軟磁性層は、前記第２の軟磁性
層よりも大きく形成されてなることを特徴とする磁気抵
抗効果素子によって達成され、第２に、基板上に反強磁
性層と第１の軟磁性層とを形成する工程と、磁気記録媒
体との対面領域に隣接する領域の前記第１の軟磁性層上
に開口を有するレジストマスクを形成する工程と、前記
レジストマスクに従って非磁性金属層と第２の軟磁性層
を順に積層した後、前記レジストマスクを除去し、前記
開口の底部の第１の軟磁性層上に前記非磁性金属層と前
記第２の軟磁性層を残す工程と、前記第１の軟磁性層を
被覆して絶縁膜を形成した後、前記第２の軟磁性層の両
端部とそれぞれ接続し、前記絶縁膜上に延在する対の電
極端子を形成する工程とを有することを特徴とする磁気
抵抗効果素子の製造方法によって達成され、第３に、第
１の発明に記載の磁気抵抗効果素子を用いた磁気記録装
置によって達成され、第４に、基板をエッチングし、凹
部を形成する工程と、前記凹部に第１のライトヘッド用
磁極を形成した後、絶縁物を介してコイルを形成し、そ
の後前記第１のライトヘッド用磁極の先端部を除き、該
コイルを被覆して絶縁物を前記凹部に充填する工程と、
前記絶縁物上に第１の絶縁膜を形成した後、該第１の絶
縁膜に開口を形成し、前記第１のライトヘッド用磁極の
端子部分及び前記コイルの端子部分を露出する工程と、
前記第１の絶縁膜上に第２のライトヘッド用磁極を形成
し、前記開口を通して前記第１のライトヘッド用磁極の
端子及び前記コイルの端子と接続する工程と、第２の絶
縁膜を形成した後、該第２の絶縁膜上に磁気抵抗効果素
子を形成する工程とを有する磁気記録装置の製造方法に
よって達成され、第５に、前記凹部に充填する絶縁物は
流動性を有するレジストであり、前記凹部に充填した
後、加熱により硬化することを特徴とする第４の発明に
記載の磁気記録装置の製造方法によって達成される。

【００１０】

【作用】本発明の磁気抵抗効果素子によれば、反強磁性
層と接する第１の軟磁性層は、第２の軟磁性層よりも広
く形成されている。ところで、反強磁性層と接し、交換
相互作用により磁化方向が固定された第１の軟磁性層で
は、磁化方向の両端部に異なる磁荷が発生するため、異
なる磁荷同士を結ぶ静磁場が第１の軟磁性層の磁化方向
に生じる。従って、本発明のように第１の軟磁性層の幅
を広くすることにより、両端の磁荷同士がより離れてく
るため、その静磁場の強度を弱めることができる。

【００１１】これにより、その静磁場が第２の軟磁性層
に与える影響を抑制することができ、このため信号磁界
零のときの第２の軟磁性層の磁化方向が一定の方向から
ずれるのを防止することができる。これにより、信号磁
場の広い範囲にわたって抵抗変化の線形性を保つことが
できる。本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法によれ
ば、レジストマスクを用いたリフトオフ法により、容易
に第１の軟磁性層上の一部領域にのみ第２の軟磁性層を
残すことができる。これにより、反強磁性層との交換相
互作用により付与された磁化の方向の第１の軟磁性層の
幅が同じ方向の第２の軟磁性層の幅よりも広くなる。

【００１２】本発明の磁気記録装置によれば、上記の磁
気抵抗効果素子を用いているので、信号磁場の広い範囲
にわたって線形性に優れた磁気記録装置を提供すること
ができる。本発明の磁気記録装置の製造方法によれば、
磁気抵抗効果素子の形成前に、ライトヘッドを形成して
いる。従って、コイルを絶縁する絶縁物としてレジスト
を用いた場合、レジストの硬化のため加熱処理を行って
も、軟磁性層に挟まれた非磁性金属層の構成元素が温度
上昇によりそれらの軟磁性層に拡散し、混入するのを防
止することができる。これにより、磁気抵抗効果素子が
劣化するのを防止することができる。

【００１３】

【実施例】

（１）第１の実施例本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗効果素子（ＭＲ素
子）について図１（ａ）〜（ｃ）及び図２を参照しなが
ら説明する。図１（ａ）はＭＲ素子の斜視図であり、図
１（ｂ）は各軟磁性層の磁化方向を示す斜視図であり、
図１（ｃ）は図１（ａ）の部分斜視図である。また、図
２は上記ＭＲ素子を用いて磁気記録媒体からの信号磁界
を検出する動作を示す斜視図である。

【００１４】図１（ａ），（ｂ）に示すように、アルチ
ック基板（Al₂O₃TiC基板) １１ａ上に、膜厚２０〜３０
ｎｍのＮｉＭｎ膜からなる反強磁性層１２と、５〜１０
ｎｍのＮｉＦｅ膜或いはＣｏ膜或いはＣｏ系合金膜から
なる第１の軟磁性層１３と、膜厚２〜３ｎｍのＣｕ膜か
らなる非磁性金属層１４と、膜厚５〜１０ｎｍのＮｉＦ
ｅ膜からなる第２の軟磁性層１５とが順に積層されてい
る。なお、アルチック基板１１ａと反強磁性層１２の間
に膜厚５〜１０ｎｍのＴａ膜その他を介在させてもよ
い。

【００１５】上記の各層で、反強磁性層１２，第１の軟
磁性層１３，非磁性金属層１４及び第２の軟磁性層１５
の横方向（Ｙ軸方向）の長さはともに２０μｍと等しく
なっているが、磁気記録媒体と対向する面からの縦方向
（Ｘ軸方向）の幅（高さ）が、反強磁性層１２及び第１
の軟磁性層１３で４μｍ、非磁性金属層１４と第２の軟
磁性層１５で１．５μｍとなっており、第１の軟磁性層
１３の幅が第２の軟磁性層１５の幅よりも広くなってい
る。

【００１６】また、第２の軟磁性層１５表面の両端部に
はそれぞれ膜厚1000Åのタングステン膜（Ｗ膜）からな
る電極端子ＥＳ１，ＥＳ２が接続されている。電極端子
ＥＳ１，ＥＳ２に挟まれた領域が、信号磁界を受けて変
化する抵抗を検出するセンス領域ＳＡとなる。反強磁性
層１２にはＸ軸方向に交換結合磁界Ｈuaが発生してお
り、第１の軟磁性層１３は反強磁性層１２と交換結合し
ている。これにより、第１の軟磁性層１３の磁化はＸ軸
方向に固定され、Ｘ軸方向の信号磁界に対して回転しな
いようになっている。

【００１７】一方、第２の軟磁性層１５の磁化方向は、
信号磁界が零のときに、第１の軟磁性層１３の磁化方向
に対して直交するよう（磁化容易軸方向であるＹ軸方
向）に設定されている。ところで、反強磁性層１２と接
し、交換相互作用により磁化方向が固定される第１の軟
磁性層１３では、図１（ｃ）に示すように、磁化方向の
両端部に異なる磁荷が発生するため、異なる磁荷を結ぶ
方向（Ｘ軸方向）に静磁場が生じる。

【００１８】この静磁場Ｈｄを弱めるためには、式、Ｈｄ≒４πＭｔ／ｈ但し、Ｍ：第１の軟磁性層１３の磁化の強さｔ：第１の軟磁性層１３の膜厚ｈ：第１の軟磁性層１３の磁化方向の幅（高さ）により、第１の軟磁性層１３の膜厚ｔを薄くするか、磁
化方向の幅（高さ）ｈを広くすればよいことが分かる。
膜厚ｔを薄くすることにはスピンバルブ効果の特性上の
限界があるが、幅ｈを広くすることは微細化する上で限
界はあるもののその限界はＭＲ素子の構成上の工夫によ
り克服できる。

【００１９】実施例では、第１の軟磁性層１３の磁化方
向の幅を広くしている。このため、その両端に生じる異
なる磁荷同士がより離れてくるので、その静磁場の強さ
を弱めることができる。上記の場合、幅がともに１．５
μｍであるときに比べて静磁場の強度がその３７％に減
少した。このように、静磁場の影響を抑制することがで
きるため、信号磁界が零のとき第２の軟磁性層１５の磁
化方向が一定の方向からずれるのを防止することができ
る。

【００２０】このＭＲ素子に、図２に示すように、磁気
記録媒体１７から信号磁界が印加されることにより、第
２の軟磁性層１５の磁化方向は信号磁界の強度に応じて
回転し、これと第１の軟磁性層１３の磁化方向とのなす
角度θの余弦（ｃｏｓθ）に比例して積層膜全体の抵抗
が変化する。電極端子ＥＳ１，ＥＳ２を通して電流を流
しておくことにより、その抵抗変化を電極端子ＥＳ１，
ＥＳ２間の電圧変化として検出する。このとき、第２の
軟磁性層１５の磁化方向は上記した形状効果により常に
Ｘ軸方向に固定されているので、信号磁場の広い範囲に
わたって抵抗変化の線形性を保つことができる。なお、
ＴＲ１〜ＴＲ３は磁気記録媒体１７の隣接する３つのト
ラックを示す。

【００２１】なお、上記の実施例では、第１の軟磁性層
１３の磁化方向の幅を４μｍとし、第２の軟磁性層１５
の幅を１．５μｍとしているが、これに限られるもので
はなく、用途により、或いは第１の軟磁性層１３の膜厚
ｔにより適宜適正な寸法とすることができる。次に、上
記のＭＲ素子の製造方法について図３（ａ）〜（ｃ）及
び図４（ａ），（ｂ）を参照しながら説明する。

【００２２】まず、図３（ａ）に示すように、磁気シー
ルドとなるＮｉＦｅ膜１０上に膜厚１００ｎｍのアルミ
ナ膜１１を形成し、さらにその上にスパッタ法により膜
厚１０ｎｍのＴａ膜からなる下地層１８を形成する。こ
のとき、アルミナ膜１１上にＮｉＭｎ膜１２を直接形成
したのでは、ＦＣＴ(Face Centered Tetragonal)結晶構
造を有する結晶性の良いＮｉＭｎ膜１２が得られにくい
が、下地層１８を介在させることにより、ＮｉＭｎ膜１
２の結晶性を改善することができる。ＦＣＴ結晶構造と
は、ＦＣＣ(Face Centered Cubic) 構造の立方体が直方
体に変形したものを示す。

【００２３】次いで、下地層１８上に、膜厚２５ｎｍの
ＮｉＭｎ膜（反強磁性層）１２と、膜厚３ｎｍのＦｅＮ
ｉ膜（第１の軟磁性層）１３と、膜厚２．２ｎｍのＣｕ
膜（非磁性金属層）１４と、膜厚１２ｎｍのＦｅＮｉ膜
（第２の軟磁性層）１５とをスパッタ法により順に形成
する。次に、強さ2500Ｏｅの一定方向の磁場を印加しな
がら、温度２８０℃で１時間加熱する。これにより、印
加磁場方向にＮｉＭｎ膜１２が磁化され、反強磁性が付
与される。このとき、ＮｉＭｎ膜１２下地のＴａ膜１８
によりＮｉＭｎ膜１２はＦＣＴ結晶構造となり、良好な
反強磁性層となる。このため、交換結合磁界Ｈuaが十分
に強く、ＮｉＭｎ膜１２の上に積層される第１の軟磁性
層１３の磁化方向は交換結合磁界Ｈuaの方向に十分に固
定される。信号磁界の強さ程度の磁界では動かなくな
る。

【００２４】次いで、図３（ｂ）に示すように、下地層
１８と、ＮｉＭｎ膜１２と、ＦｅＮｉ膜１３と、Ｃｕ膜
１４と、ＦｅＮｉ膜１５とをレジストマスク１９に従っ
てパターニングし、印加磁場方向における磁気記録媒体
との対向面からの幅（高さ）４μｍ、それと直交する方
向の長さ２０μｍの長方形形状にする。次に、図３
（ｃ）に示すように、Ｃｕ膜１４と、ＦｅＮｉ膜１５と
を新たなレジストマスク２０に従ってイオンミリングに
よりエッチングし、除去する。このとき、オージェ電子
分光等により表面観察することでエッチングの終わりを
正確に知ることができる。Ｃｕ膜１４とＦｅＮｉ膜１５
はともに、印加磁場方向における磁気記録媒体との対向
面からの幅（高さ）１．５μｍ、それと直交する方向の
長さ２０μｍの長方形形状となる。これにより、第２の
軟磁性層１５と、反強磁性層１２により付与された磁化
の方向の幅が同じ方向の第２の軟磁性層１５の幅よりも
広い第１の軟磁性層１３が形成される。

【００２５】次いで、ＮｉＭｎ膜１２及びＦｅＮｉ膜１
３の形成時の印加磁界に直交する方向に強さ２．５k Oe
エルステッド（Ｏｅ）の磁場を印加し、温度２８０℃に
加熱する。これにより、第２の軟磁性層１５には交換結
合磁界Ｈuaの方向に直交する方向に磁化が付与される。
この場合、その磁化の強さは反強磁性層１２により第１
の軟磁性層１３に付与された磁化の強さよりも弱いた
め、第１の軟磁性層１３の磁化方向は交換結合により磁
界Ｈuaの方向に磁化が固定され、交換結合磁界Ｈuaの影
響が及ばない第２の軟磁性層１５の磁化は交換結合磁界
Ｈuaの方向に直交する方向に向く。

【００２６】次に、図４（ａ）に示すように、アルミナ
からなる絶縁膜２１を形成した後、化学機械研磨により
絶縁膜２１を研磨して、第１の軟磁性層１３を被覆する
とともに、第２の軟磁性層１５の表面を露出する。続い
て、第２の軟磁性層１５上にＷ膜２２を形成した後、パ
ターニングして第２の軟磁性層１５の両端部と接触し、
絶縁膜２１上に延在する電極端子ＥＳ１，ＥＳ２を形成
する。

【００２７】次いで、図４（ｂ）に示すように、ＭＲ素
子及び電極端子ＥＳ１，ＥＳ２を被覆してアルミナ膜２
３を形成し、更にアルミナ膜２３上に他の磁気シールド
としてＮｉＦｅ膜２４を形成する。上記のように、２段
階のパターニングにより、幅の広い第１の軟磁性層１３
上に幅の狭い第２の軟磁性層１５を有するＭＲ素子を作
成することができる。

【００２８】これにより、第１の軟磁性層１３からの静
磁場の影響が抑制され、このため第２の軟磁性層１５の
磁化方向が一定の方向からずれるのを防止することがで
き、従って、信号磁場の広い範囲にわたって抵抗変化の
線形性を保つことができる。なお、上記図３（ａ）の工
程で、第２の軟磁性層１５を成膜後に磁場を印加しなが
ら加熱しているが、反強磁性層１２と第１の軟磁性層１
３を成膜後に磁場を印加しながら加熱処理を行ってもよ
い。この場合、その上にＣｕ膜１４を成膜する前にイオ
ンミリングにより第１の軟磁性層１３の表層を５〜７ｎ
ｍ程度エッチングするとよい。

【００２９】（２）第２の実施例本発明の第２の実施例に係る磁気抵抗効果素子について
図５（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図５
（ａ）〜（ｃ）はＭＲ素子の製造工程の一部を示す断面
図である。第１の実施例と異なる工程を以下に示す。反
強磁性層に、第１の軟磁性層１３ａ、第２の軟磁性層１
５ａに磁化を付与するための加熱処理工程は省略してい
る。

【００３０】図５（ａ）に示すように、ＮｉＦｅ膜から
なる第１の軟磁性層１３を形成した後、磁気記録媒体と
の対向面に隣接する領域の第１の軟磁性層１３上に開口
を有するレジストマスク２５を形成する。次いで、イオ
ンミリングによりレジストマスク２５に従って第１の軟
磁性層１３を５〜７ｎｍ程度エッチングし、表層を除去
する。

【００３１】次に、図５（ｂ）に示すように、レジスト
マスク２５をそのまま残し、膜厚２．２ｎｍのＣｕ膜か
らなる非磁性金属層１４ａと膜厚１２ｎｍのＦｅＮｉ膜
からなる第２の軟磁性層１５ａを順に積層する。続い
て、レジストマスク２５を除去し、開口の底部の第１の
軟磁性層１３ａ上に非磁性金属層１４ａと第２の軟磁性
層１５ａを残す。

【００３２】次いで、第１の軟磁性層１３ａを被覆して
アルミナからなる絶縁膜２１を形成した後、第２の軟磁
性層１５ａの両端部とそれぞれ接続し、絶縁膜２１上に
延在する対の電極端子（ＥＳ１）２２を形成する。更
に、ＭＲ素子及び電極端子ＥＳ１，ＥＳ２を被覆してア
ルミナ膜２３を形成し、更にアルミナ膜２３上に磁気シ
ールドとしてＮｉＦｅ膜２４を形成する。

【００３３】本発明の第２の実施例に係るＭＲ素子の製
造方法によれば、レジストマスク２５を用いたリフトオ
フ法により、容易に第１の軟磁性層１３ａ上の一部領域
にのみ第２の軟磁性層１５ａを残すことができる。これ
により、反強磁性層１２により付与された磁化の方向の
幅が同じ方向の第２の軟磁性層１５ａの幅よりも広い第
１の軟磁性層１３ａを有するＭＲ素子を作成することが
できる。

【００３４】これにより、第１の軟磁性層１３からの静
磁場の影響が抑制され、このため第２の軟磁性層１５の
磁化方向が一定の方向からずれるのを防止することがで
き、従って、信号磁場の広い範囲にわたって抵抗変化の
線形性を保つことができる。（３）第３の実施例次に、上記の第１，第２の実施例に係る磁気記録媒体を
用いた第３の実施例に係る磁気記録装置について図６
（ａ）〜（ｃ）を参照しながら説明する。図６（ａ）〜
（ｃ）は、磁気記録装置の磁気記録媒体及び磁気ヘッド
の部分を示す断面図である。

【００３５】図６（ａ）は、複合型ＭＲヘッドを示す。
Ａ部が再生用ヘッド、Ｂ部が記録用ヘッドを示し、再生
用ヘッドの磁気シールドと記録用ヘッドの磁極は軟磁性
層１０２が共用されている。図６（ａ）に示すように、
再生用ヘッドの部分では、磁気シールドとしての軟磁性
層１０１，１０２が間隔をおいて対向し、磁気記録媒体
１０６と対面する部分１０５のギャップ内に上記のＭＲ
素子が挟まれている。磁気記録媒体１０６からの漏洩磁
界は直接ＭＲ素子に検出される。

【００３６】また、記録用ヘッドの部分では、磁極とし
ての軟磁性層１０２，１０４が間隔をおいて対向し、軟
磁性層１０２，１０４間のギャップ内に軟磁性層１０
２，１０４を通流する磁束を発生するコイル１０３が形
成されている。この磁束により対面部分１０５のギャッ
プから漏洩磁界を発生させて磁気記録媒体１０６に記録
を行う。

【００３７】この磁気記録装置によれば、上記実施例に
係る磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、
線形な磁気抵抗変化が得られ、かつ出力が大きい。図６
（ｂ）はフラックスガイドを有するインギャップ型ＭＲ
ヘッドを示す。同図に示すように、磁極としての軟磁性
層１１１，１１４が間隔をおいて対向し、磁気記録媒体
１１６と対面する部分１１５のギャップ内に上記のＭＲ
素子が挟まれ、軟磁性層１１１，１１４間のギャップ内
に軟磁性層１１１，１１４を通流する磁束を発生するコ
イル１１３が形成されている。

【００３８】ＭＲ素子は、腐食を避けるため、或いは磁
気記録媒体との電気的なショートを避けるため、磁気記
録媒体１１６との対面部分１１５に露出せずに、磁気ヘ
ッドの内側に引っ込んでいる。対面部分１１５には、Ｍ
Ｒ素子と電気的に絶縁され、磁気的に結合されているフ
ラックスガイド112aが露出している。磁気記録媒体１１
６からの漏洩磁界はフラックスガイド112aに入り、ＭＲ
素子に検出される。なお、ＭＲ素子の他端には、ＭＲ素
子と電気的に絶縁され、かつ磁気的に結合された別のフ
ラックスガイド112bが形成されており、ＭＲ素子を通っ
た磁束を軟磁性層１１１，１１４に導く。

【００３９】この磁気記録装置によれば、上記実施例に
係る磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、
線形な磁気抵抗変化が得られ、かつ出力が大きい。図６
（ｃ）はヨークタイプＭＲヘッドを示す。同図に示すよ
うに、磁極としての軟磁性層１２１と123a及び123bが間
隔をおいて対向し、軟磁性層１２１と軟磁性層123a及び
123bの間のギャップ内に軟磁性層１２１と軟磁性層123a
及び123bを通流する磁束を発生するコイル１２２が形成
されている。ＭＲ素子は、一方の軟磁性層123a及び123b
が途切れた箇所に軟磁性層123a及び123bと電気的に絶縁
され、かつ磁気的に結合されて配置されている。コイル
１２２で発生し、軟磁性層１２１と123a及び123bを通流
する磁束により対面部分１２４のギャップから漏洩磁界
を発生させて磁気記録媒体１２５に記録を行う。

【００４０】この磁気記録装置では、上記実施例に係る
磁気記録媒体を用いているので、耐腐食性が高く、線形
な磁気抵抗変化が得られ、かつ出力が大きい。なお、図
６（ａ）〜（ｃ）に示す磁気記録装置では、ともに磁気
ヘッドが形成される基板や軟磁性層間の絶縁膜等は省略
してある。また、本発明の実施例に係る磁気記録媒体
は、上記の磁気記録装置に限らず、書込部と読出部を有
する種々の磁気記録装置に用いることができる。

【００４１】更に、上記の磁気記録媒体を再生専用の磁
気記録装置に用いることも可能である。（４）第４の実施例次に、第４の実施例に係る磁気記録装置の製造方法につ
いて図７（ａ），（ｂ）及び図８（ａ），（ｂ）を参照
しながら説明する。図７（ｂ），図８（ｂ）は平面図で
あり、図７（ａ），図８（ａ）は図７（ｂ），図８
（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。

【００４２】まず、図７（ａ），（ｂ）に示すように、
熱燐酸によるウエットエッチングにより或いはＡｒイオ
ンによるドライエッチングにより、アルチック基板上に
形成された膜厚１０μｍのアルミナ膜３１をエッチング
し、磁気記録媒体との対向領域及びアルミナ膜３１中央
部の端子接続領域を除いて凹部３２を形成する。続い
て、対向領域とこれに隣接する凹部３２と端子接続領域
にわたって連続する膜厚１．５μｍのＮｉＦｅ膜からな
る書込みヘッド用磁極３３を形成した後、膜厚１００ｎ
ｍのアルミナ膜（絶縁物）３４を介して高さ４μｍのコ
イル３５を形成する。

【００４３】次に、レジストを塗布して、書込みヘッド
用磁極３３の先端部（対向領域）及び端子接続領域を除
き、コイル３５を被覆して凹部にレジスト（絶縁物）３
６を充填する。続いて、温度２８０℃で加熱処理し、レ
ジスト３６を硬化させる。次いで、レジスト３６上に膜
厚１μｍのアルミナ膜を形成した後、研磨し、アルミナ
膜３１中央部の端子接続領域に書込みヘッド用磁極３３
の端子部分及びコイル３５の端子部分を露出する。

【００４４】次に、膜厚３５０ｎｍのアルミナ膜からな
る第１の絶縁膜３７を形成した後、第１の絶縁膜３７に
開口３８，３９を形成する。第１の絶縁膜３７の膜厚は
ライトギャップとなる。次いで、図８（ａ），（ｂ）に
示すように、第１の絶縁膜３７上に膜厚１．５μｍのＮ
ｉＦｅ膜からなる書込み及び読取りを兼ねた兼用磁極４
０を形成し、開口３８，３９を通して書込みヘッド用磁
極３３の端子及びコイル３５の端子と接続する。続い
て、膜厚１００ｎｍのアルミナ膜からなる第２の絶縁膜
４１を形成した後、第２の絶縁膜４１上に第１の実施例
に示すような構成のＭＲ素子４２を形成する。第２の絶
縁膜４１の膜厚はリードギャップとなる。

【００４５】次いで、絶縁膜を形成した後、パターニン
グし、ＭＲ素子４２を被覆して膜厚１００ｎｍのアルミ
ナ膜からなる絶縁膜４３を形成する。この絶縁膜４３の
膜厚はリードギャップとなる。次に、膜厚１．５μｍの
ＮｉＦｅ膜を形成した後、パターニングし、絶縁膜４３
を介してＭＲ素子４２を被覆する読取りヘッド用磁極４
４を形成する。読取りヘッド用磁極４４は磁気シールド
を兼ねている。その後、全体にアルミナ膜からなる保護
絶縁膜４５を形成する。

【００４６】上記、本発明の第４の実施例に係る磁気記
録装置の製造方法によれば、ＭＲ素子４２の形成前に、
書込みヘッドを形成している。従って、コイル３５を絶
縁する絶縁物３６としてレジストを用いた場合、レジス
トの硬化のため加熱処理を行っても、軟磁性層に挟まれ
た非磁性金属層の構成元素が加熱によりそれらの軟磁性
層に混入するのを防止することができる。これにより、
ＭＲ素子４２が劣化するのを防止することができる。

【００４７】なお、上記の実施例では、反強磁性層とし
てＮｉＭｎ膜を、非磁性金属層としてＣｕ膜を、第１及
び第２の軟磁性層としてＦｅＮｉ膜を用いているが、そ
れぞれ他の材料からなる膜を用いてもよい。また、凹部
３２を充填する絶縁物３６としてレジストを用いている
が、これに限られるものではなく、ＳＯＧ（スピンオン
グラス）等を用いてもよい。

【００４８】

【発明の効果】以上のように、本発明の磁気抵抗効果素
子によれば、反強磁性層と接する第１の軟磁性層は、反
強磁性層との交換相互作用により付与された磁化の方向
の幅が同じ方向の第２の軟磁性層の幅よりも広く形成さ
れている。従って、両端の異なる磁荷同士がより離れて
くるため、その静磁場の強度を弱めることができる。こ
れにより、その静磁場の影響を抑制することができ、こ
のため第２の軟磁性層の磁化方向が一定の方向からずれ
るのを防止することができ、信号磁場の広い範囲にわた
って抵抗変化の線形性を保つことができる。

【００４９】本発明の磁気抵抗効果素子の製造方法によ
れば、レジストマスクを用いたリフトオフ法により、容
易に第１の軟磁性層上の一部領域にのみ第２の軟磁性層
を残して、反強磁性層により付与された磁化の方向の第
１の軟磁性層の幅を同じ方向の第２の軟磁性層の幅より
も広くすることができる。本発明の磁気記録装置によれ
ば、上記の磁気抵抗効果素子を用いているので、信号磁
場の広い範囲にわたって線形性に優れた磁気記録装置を
提供することができる。

【００５０】本発明の磁気記録装置の製造方法によれ
ば、磁気抵抗効果素子の形成前に、ライトヘッドを形成
しているので、コイルを絶縁する絶縁物としてレジスト
を用いた場合、レジストの硬化のため加熱処理を行って
も、軟磁性層に挟まれた非磁性金属層の構成元素が加熱
によりそれらの軟磁性層に混入するのを防止し、これに
より、磁気抵抗効果素子が劣化するのを防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１の実施例
に係る磁気抵抗効果素子について示す斜視図である。

【図２】図２は、本発明の第１の実施例に係る磁気抵抗
効果素子を備えた磁気記録装置を用いて信号磁界を検出
する動作について示す斜視図である。

【図３】図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第２の実施例に
係る磁気抵抗効果素子の作成方法について示す断面図
（その１）である。

【図４】図４（ａ），（ｂ）は本発明の第２の実施例に
係る磁気抵抗効果素子の作成方法について示す断面図
（その２）である。

【図５】図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の第３の実施例に
係る磁気抵抗効果素子の作成方法について示す断面図で
ある。

【図６】図６（ａ）は本発明の第３の実施例に係るイン
ギャップタイプの磁気記録装置を示す断面図であり、図
６（ｂ）は本発明の第３の実施例に係る共用タイプの磁
気記録装置を示す断面図であり、図６（ｃ）は本発明の
第３の実施例に係るヨークタイプの磁気記録装置を示す
断面図である。

【図７】図７（ａ），（ｂ）は本発明の第４の実施例に
係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気記録装置の作成方法
について示す断面図（その１）である。

【図８】図８（ａ），（ｂ）は本発明の第４の実施例に
係る磁気抵抗効果素子を用いた磁気記録装置の作成方法
について示す断面図（その２）である。

【図９】図９（ａ）〜（ｃ）は、従来例に係る磁気抵抗
効果素子について示す斜視図である。

【図１０】図１０は、従来例に係る磁気抵抗効果素子を
備えた磁気記録装置を用いて信号磁界を検出する動作に
ついて示す斜視図である。

【図１１】図１１は、従来例に係る磁気抵抗効果素子を
備えた磁気記録装置による信号磁界の検出を示す特性図
である。

【符号の説明】

１０，２４磁気シールド（ＦｅＮｉ膜）、１１，２１，２３，３１，３４，４３アルミナ膜（絶
縁膜）、１１ａアルチック基板、１２反強磁性層（ＮｉＭｎ膜）、１３，１３ａ第１の軟磁性層（ＦｅＮｉ膜）、１４，１４ａ非磁性金属層（Ｃｕ膜）、１５，１５ａ第２の軟磁性層（ＦｅＮｉ膜）、１６，４２ＭＲ素子、１７磁気記録媒体、１８下地層（Ｔａ膜）、１９，２０，２５レジストマスク、２２電極端子（ＥＳ１）、３２凹部、３３書込みヘッド用磁極、３５コイル、３６絶縁物（レジスト）、３７第１の絶縁膜、３８，３９開口、４０兼用磁極、４１第２の絶縁膜、４４読取りヘッド用磁極、４５保護絶縁膜、１０１，１０２，１０４，１１１，１１４，１２１，１
２３ａ，１２３ｂ軟磁性層、１０３，１１３，１２２コイル、１０５，１１５，１２４磁気記録媒体と対面する部
分、１０６，１１６，１２５磁気記録媒体、１１２ａ，１１２ｂフラックスガイド。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも反強磁性層と第１の軟磁性層
と非磁性金属層と第２の軟磁性層とが順に積層されてな
る磁気抵抗効果素子において、前記第１の軟磁性層は、前記第２の軟磁性層よりも大き
く形成されてなることを特徴とする磁気抵抗効果素子。
【請求項２】基板上に反強磁性層と第１の軟磁性層と
を形成する工程と、磁気記録媒体との対面領域に隣接する領域の前記第１の
軟磁性層上に開口を有するレジストマスクを形成する工
程と、前記レジストマスクに従って非磁性金属層と第２の軟磁
性層を順に積層した後、前記レジストマスクを除去し、
前記開口の底部の第１の軟磁性層上に前記非磁性金属層
と前記第２の軟磁性層を残す工程と、前記第１の軟磁性層を被覆して絶縁膜を形成した後、前
記第２の軟磁性層の両端部とそれぞれ接続し、前記絶縁
膜上に延在する対の電極端子を形成する工程とを有する
ことを特徴とする磁気抵抗効果素子の製造方法。
【請求項３】請求項１に記載の磁気抵抗効果素子を用
いた磁気記録装置。
【請求項４】基板をエッチングし、凹部を形成する工
程と、前記凹部に第１のライトヘッド用磁極を形成した後、絶
縁物を介してコイルを形成し、その後前記第１のライト
ヘッド用磁極の先端部を除き、該コイルを被覆して、絶
縁物を前記凹部に充填する工程と、前記絶縁物上に第１の絶縁膜を形成した後、該第１の絶
縁膜に開口を形成し、前記第１のライトヘッド用磁極の
端子部分及び前記コイルの端子部分を露出する工程と、前記第１の絶縁膜上に第２のライトヘッド用磁極を形成
し、前記開口を通して前記第１のライトヘッド用磁極の
端子及び前記コイルの端子と接続する工程と、第２の絶縁膜を形成した後、該第２の絶縁膜上に磁気抵
抗効果素子を形成する工程とを有する磁気記録装置の製
造方法。
【請求項５】前記凹部に充填する絶縁物は流動性を有
するレジストであり、前記凹部に充填した後、加熱によ
り硬化することを特徴とする請求項４記載の磁気記録装
置の製造方法。