JPH11175920A - 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法

Info

Publication number
JPH11175920A
JPH11175920A JP9335501A JP33550197A JPH11175920A JP H11175920 A JPH11175920 A JP H11175920A JP 9335501 A JP9335501 A JP 9335501A JP 33550197 A JP33550197 A JP 33550197A JP H11175920 A JPH11175920 A JP H11175920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
magnetic
tmr
layer
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9335501A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobuyuki Ishiwata
延行 石綿
Hisanao Tsuge
久尚 柘植
Hisao Matsudera
久雄 松寺
Yuji Tsukamoto
雄二 塚本
Masabumi Nakada
正文 中田
Atsushi Kamijo
敦 上條
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP9335501A priority Critical patent/JPH11175920A/ja
Priority to US09/204,222 priority patent/US6333842B1/en
Publication of JPH11175920A publication Critical patent/JPH11175920A/ja
Priority to US09/983,359 priority patent/US6639766B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49043—Depositing magnetic layer or coating
    • Y10T29/49044—Plural magnetic deposition layers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49002—Electrical device making
    • Y10T29/4902—Electromagnet, transformer or inductor
    • Y10T29/49021—Magnetic recording reproducing transducer [e.g., tape head, core, etc.]
    • Y10T29/49032—Fabricating head structure or component thereof
    • Y10T29/49036—Fabricating head structure or component thereof including measuring or testing
    • Y10T29/49043—Depositing magnetic layer or coating
    • Y10T29/49046—Depositing magnetic layer or coating with etching or machining of magnetic material

Abstract

(57)【要約】 【課題】ＴＭＲ素子を用いた高密度な磁気記録再生に適
した磁気ヘッドを提供する。 【解決手段】磁気抵抗効果型複合ヘッドは、スライダ上
に順次に積層された第１及び第２の磁気シールドと、こ
の双方の磁気シールドの間に配設された磁気抵抗効果
（以下、ＭＲと記す）素子とから成る再生ヘッドを有す
る。記録ヘッドは、第１の磁気シールド膜を一方の磁極
膜と兼用し、この磁極膜の磁気抵抗効果素子と反対側
に、絶縁体で挟まれたコイルと第２の磁極とが第１の磁
極膜に対して積層される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
等に使用される薄膜磁気ヘッドに関し、特に強磁性トン
ネル接合による磁気抵抗効果を利用した磁気記録再生ヘ
ッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録装置の小型化、大容量化にとも
なって、再生出力が大きな磁気抵抗効果型ヘッド（以
下、ＭＲヘッドと記す）が実用化している。ＭＲヘッド
については、「Ａ Ｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔｉｖｉ
ｔｙ Ｒｅａｄｏｕｔ Ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒ」（ＩＥ
ＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｍａｇｎ、．ＭＡＧ７（１９
７１） １５０）に述べられている。
【０００３】従来のＭＲヘッドを改善し、更に大幅な高
出力化を実現できる巨大磁気抵抗効果（以下、ＧＭＲと
記す）を用いたＧＭＲヘッドがある。このＧＭＲでは、
抵抗変化が２枚の隣接する磁性層の磁化方向間の余弦と
対応する、一般にスピンバルブ効果と呼ばれる磁気抵抗
効果を利用しており、小さな動作磁界で大きな抵抗変化
が得られる。スピンバルブ効果を用いたＭＲヘッドにつ
いては「Ｄｅｓｉｇｎ、Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ＆
Ｔｅｓｔｉｎｇ ｏｆ Ｓｐｉｎ−ＶａｌｖｅＲｅａｄ
Ｈｅａｄｓ ｆｏｒ Ｈｉｇｈ Ｄｅｎｓｉｔｙ Ｒ
ｅｃｏｒｄｉｎｇ」（ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓ．ｏｎ Ｍ
ａｇｎ、．Ｖｏｌ．３０、Ｎｏ．６（１９９４）３８０
１）に記載がある。しかしながら、実際のＭＲヘッドに
適用できるスピンバルブ効果による磁気抵抗変化率は数
％にすぎず、高密度記録を推進するために必要な狭トラ
ック化に際しては、より抵抗変化量の大きな磁気抵抗効
果が求められている。
【０００４】強磁性トンネル接合は、二つの強磁性層の
間に数nm厚の薄い絶縁体からなるトンネルバリア層を挟
んだ構造を持つ。この構成により、強磁性層間に一定の
電流を流した状態で強磁性層面内に外部磁界を印加した
場合に、両磁性層の磁化の相対角度に応じて抵抗値が変
化する磁気抵抗効果現象が現れることから、強磁性トン
ネル接合磁気抵抗効果（ＴＭＲ）と呼ばれている。この
磁化の向きが平行であるときには抵抗値が最小となり、
反平行であるときには抵抗値が最大となる。従って、両
磁性層に保磁力差を付与することによって、磁界の強さ
に応じて磁化の平行及び反平行状態を実現できるため、
抵抗値の変化による磁界検出が可能となる。
【０００５】近年、トンネルバリア層にＡｌの表面酸化
膜を用いて２０％近い磁気抵抗変化率を示すＴＭＲ素子
を得たことで、磁気ヘッドや磁気メモリへの応用の可能
性が高まってきた。Journal of Applied Physics、 Vo
l.79、 Page 4724〜4729、 1996にこのような大きな磁
気抵抗変化率の例が述べられている。
【０００６】すなわち、蒸着マスクを用いてガラス基板
上にＣｏＦｅからなる第１の強磁性層を真空蒸着し、引
き続きマスクを交換して１．２〜２．０nm厚のＡｌ層を
蒸着する。このＡｌ層表面を酸素グロー放電に曝すこと
によって、Ａｌ2Ｏ3からなるトンネルバリア層を形成す
る。最後に、このトンネルバリア層を介して第１の強磁
性層と重なるように、Ｃｏからなる第２の強磁性層を成
膜して、十字電極型の強磁性トンネル接合素子を完成さ
せる。この方法では、磁気抵抗変化率として最大１８％
という大きな値が得られている。
【０００７】その他の記載例として、特開平５−６３２
５４、特開平６−２４４４７７、特開平８−７０１４
８、特開平８−７０１４９、特開平８−３１６５４８及
び「1997年、日本応用磁気学会誌、21巻、493〜496頁」
などがあり、トンネルバリア層の形成方法として、Ａｌ
層を成膜した後に、大気中に曝してＡｌ2Ｏ3を成長させ
る方法が述べられている。
【０００８】ＴＭＲ素子を磁気ヘッドや磁気メモリなど
のデバイスに適用するためには、熱雑音の影響を低減す
る必要があり、この場合、実用素子寸法で或る程度低い
抵抗値が必要である。しかし、従来のトンネルバリア形
成法ではその実現が困難であった。また、高密度化に対
応した磁気ヘッドへの応用では、信号出力電圧の大きさ
が鍵を握るが、従来技術では素子特性を損なうことなく
十分な電流密度が得られないという問題もあった。さら
に、従来技術ではウエーハ内やロット間の素子特性のば
らつきが大きく、実用に供するだけの十分な製造歩留ま
りを得ることは難しかった。
【０００９】上述の問題は、主に従来のトンネルバリア
層の形成方法に起因すると考えられる。酸素グロー放電
を用いる方法では、イオンやラジカル状態の活性酸素を
導電層の酸化に用いるため、薄い酸化膜厚の制御すなわ
ち素子抵抗の制御が難しいといった問題や、同時に発生
する活性化された不純物ガスによってトンネルバリア層
が汚染されて接合品質が劣化するという問題がある。一
方、大気中での自然酸化による方法では、大気中の粉塵
でトンネルバリア層にピンホールが生じ、更には、水
分、炭素酸化物、窒素酸化物等の汚染を受けるなど、酸
素グロー放電と同様に、多くの問題があった。
【００１０】特願平９−２０９２９２には、実用に必要
な抵抗値及び信号出力電圧特性を備え、製造歩留まりを
改善したＴＭＲ素子の製造方法として、第１の強磁性
層、トンネルバリア層、第２の強磁性層を真空中で連続
形成する工程と、金属または半導体からなる導電層を成
膜した後に、真空中に酸素を導入し、この導体層表面を
自然酸化してトンネルバリア層を形成する工程とを有す
る方法が述べられている。
【００１１】さらに、特願平９−２０９２９２では、第
１の強磁性層、トンネルバリア層、第２の強磁性層を真
空を維持しつつ連続形成する工程と、前記第１の強磁性
層を成膜した後に、真空を維持しつつ酸素を導入してこ
の第１の強磁性層表面を酸化する工程と、金属または半
導体からなる導電層を成膜した後に、真空中に酸素を導
入し、この導体層表面を自然酸化してトンネルバリア層
を形成する工程とを含むＴＭＲ素子の製造方法が記載さ
れている。
【００１２】図１１を参照して、特願平９−２０９２９
２のに述べられたＴＭＲ膜の製造方法を説明する。下地
層１０、第１の強磁性層１１、導電層１２を真空中で連
続成膜した後に（図１１（ａ））、真空を破ることなく
純酸素を導入し、導電層１２の表面を自然酸化してトン
ネルバリア層１３を形成する（図１１（ｂ））。なお
（図１１（ｂ））は、導電層の酸化後でも第１の強磁性
層１１との界面に導電層の未酸化部分が残されている場
合を示しているが、酸化条件次第で完全に酸化させるこ
とも可能である。酸素を排気した後に、第２の強磁性層
１４を成膜してＴＭＲ膜の基本構造を完成させる（図１
１（ｃ））。次に、反強磁性層１５を成膜してＴＭＲ素
子の基本構造を完成させる（図１１（ｄ））。
【００１３】上記公報記載の方法では、不純物ガスの影
響を受けない清浄な雰囲気で熱平衡状態を保ったまま酸
化層の成長が可能であるため、高品質のトンネルバリア
層を制御性よく形成することができる。また、酸素圧力
や基板温度の制御によって磁気ヘッドなどのデバイス応
用に必要な低抵抗値及び高電流密度の素子を得ることが
できる。さらに、ウエーハ内の素子特性の均一性やロッ
ト間の再現性に優れた素子が得られる。強磁性層にＦ
ｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはそれらを含む合金を用いた場合に
は、導電層として強磁性層の表面自由エネルギーより小
さな値を持つＡｌを選択することにより、下地となる第
１の強磁性層に対して良好な被覆性が可能となる。その
結果、完成された素子ではピンホールによる強磁性層間
の電気的ショートのない良好な特性が得られる。また、
Ａｌの酸素一原子当たりの生成自由エネルギーはＦｅ、
Ｃｏ、Ｎｉよりも大きいため、トンネルバリア層となる
Ａｌ 2Ｏ3は接合界面で熱的に安定する。導電層にＭｇや
ランタノイドに属する金属を選択した場合には、同様な
理由から下地となる第１の強磁性層１１に対する良好な
被覆性とともに、さらに熱的に安定なトンネルバリア層
が得られる。
【００１４】図１２を参照して、特願平９−２０９２９
２に述べられたＴＭＲ素子の従来の製造工程を説明す
る。第１の強磁性層１１を成膜した後に（図１２
（ａ））、真空中に酸素を導入して、この表面に酸化層
２１を形成する工程を加えると（図１２（ｂ））、次の
工程で導電層１２を成膜する際に第１の強磁性層１１か
ら導電層１２に酸素拡散が起こり（図１２（ｃ））、導
電層１２側にも酸化層２３が形成される。この方法で
は、強磁性層に接する両方の界面に導電層１２の酸化層
２４が形成されるため（図１２（ｄ））、より熱安定性
に優れた素子が実現される。酸素を排気した後、第２の
強磁性層１４を成膜し（図１２（ｅ））、反強磁性層１
５を成膜してＴＭＲ素子の基本構造を完成させる（図１
２（ｆ））。導電層１２側に安定な酸化層を形成するた
めには、導電層１２の酸素一原子当たりの生成自由エネ
ルギーが第１の強磁性層１１を構成する元素よりも大き
いことが必要である。強磁性層にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉまた
はそれらを含む合金を用いた場合には、導電層１２とし
てＡｌ、Ｍｇ、ランタノイドに属する金属を用いること
が有効である。
【００１５】図１０は、従来のＴＭＲ素子を用いた磁気
ヘッドのＡＢＳ面の構造の一例を示すもので、日経エレ
クトロニクス 1997.4.7（Ｎｏ．６８６）に述べられて
いる。ＴＭＲ膜とその両端部に形成された電極からなる
ＴＭＲ素子は、絶縁膜を介して磁気シールド内に存在し
ている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】図１０に示されている
構造の装置では、再生ヘッドの分解能を決定する磁気シ
ールド間には、絶縁膜１１７、ＴＭＲ膜及び上下電極膜
１１８からなるＴＭＲ素子１１９が存在するため、ＴＭ
Ｒ素子と上下の磁気シールドとの十分な絶縁を保ちなが
らシールド間隔を狭くすることが必要である。しかしな
がら、絶縁膜の薄膜化は非常に困難であり、またＴＭＲ
素子の厚さ以下にはシールド間隔を狭められないという
構造的な限界がある。さらに、狭トラック化に際して
は、左右の電極をＴＭＲ膜の上下でパタニングし、電極
間隔をサブミクロンとすることはフォトレジストを用い
たプロセスにとっては非常な困難であった。さらに、Ｔ
ＭＲ素子の微細化によるノイズの増大に対しては何らか
のバイアス磁界を印加しなければならない。
【００１７】本発明の目的は、以上の従来の技術におけ
る欠点を除いて、高線密度化を実現するための分解能化
と、高トラック密度化を実現するための狭トラック化と
を実現する、高密度記録再生用のＴＭＲ素子を用いた記
録再生用ヘッドとその製造方法とを提供することにあ
る。
【００１８】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果型
複合ヘッド装置は、スライダ上に順次に積層された第１
及び第２の磁気シールドと、該双方の磁気シールドの間
に配設された磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と呼
ぶ）とを有する再生ヘッドと、前記第２の磁気シールド
を第１の磁極膜とし、該第１の磁極膜と磁気ギャップを
挟んで対向する第２の磁極膜を有し、前記再生ヘッドに
隣接して配設された記録ヘッドとを備える磁気抵抗効果
型複合ヘッドにおいて、前記ＭＲ素子が、前記第１及び
第２の磁気シールドを電極とし該第１及び第２の磁気シ
ールドの面間にほぼ垂直方向に流れる電流によって磁気
抵抗効果を発生させる第１の強磁性層及び第２の強磁性
層と、該第１及び第２の強磁性層の間に配設されたトン
ネルバリア層とを有する強磁性トンネル接合磁気抵抗効
果膜（以下、ＴＭＲ膜と記す）から成る中央領域と、前
記中央領域を両側から挟み込むように配設され、該中央
領域にバイアス磁界を供給する端部領域とから構成され
ることを特徴とする。
【００１９】また、本発明の磁気抵抗効果型複合ヘッド
の製造方法は、第１の視点において、スライダ上に第１
の磁気シールドを形成する工程と、強磁性トンネル接合
磁気抵抗効果（以下、ＴＭＲと呼ぶ）膜からなる中央領
域と該ＴＭＲ膜にバイアス磁界を印加する端部領域とを
有するＴＭＲ素子を形成する工程と、前記ＴＭＲ素子を
覆い、かつ、中央領域上で再生トラック幅を決定するパ
ターニングがなされた絶縁膜を形成する工程と、第２の
磁気シールドを形成する工程とを含む、磁気抵抗効果型
複合ヘッドの製造方法であって、前記ＴＭＲ素子を形成
する工程が、前記ＴＭＲ膜を成膜する工程と、該ＴＭＲ
膜上にフォトレジストマスクを形成する工程と、該フォ
トレジストマスクによって前記ＴＭＲ膜をパターニング
する工程と、前記端部領域を前記フォトレジストマスク
によってリフトオフする工程とを含むことを特徴とす
る。
【００２０】本発明の磁気抵抗効果型複合ヘッドの製造
方法は、第２の視点において、スライダ上に第１の磁気
シールドを形成する工程と、強磁性トンネル接合磁気抵
抗効果（以下、ＴＭＲと呼ぶ）膜からなる中央領域と該
ＴＭＲ膜にバイアス磁界を印加する端部領域とを有する
ＴＭＲ素子を形成する工程と、第２の磁気シールドを形
成する工程とを含む、磁気抵抗効果型複合ヘッドの製造
方法であって、前記ＴＭＲ素子を形成する工程が、ＴＭ
Ｒ膜を成膜する工程と、該ＴＭＲ膜上にフォトレジスト
マスクを形成する工程と、該フォトレジストマスクによ
って前記ＴＭＲ膜をパターニングする工程と、端部領域
を前記フォトレジストマスクによってリフトオフする工
程とを有することを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】図面を参照して本発明をさらに詳
細に説明する。
【００２２】実施形態例１ 図１は、本発明の第１の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドを、その媒体と対向する面（エアベアリング
面。以下、ＡＢＳ面と略す）から見た積層構造図であ
る。本ヘッドは、スライダ上に順次に積層された２層の
対向する磁気シールドＳ１（１０１）及びＳ２（１１
１）と、この二層の対向する磁気シールドＳ１及びＳ２
間に配設されたＴＭＲ素子とから成る再生機能を有する
ヘッドを有する。更に、一方の磁気シールドＳ２を一方
の磁極膜Ｐ１と兼用し、この磁極膜Ｐ１の磁気抵抗効果
素子と反対側に、絶縁体で挟まれたコイルともう一方の
磁極Ｐ２（１１３）とが積層され、双方の磁極Ｐ１及び
Ｐ２間に設けられた磁気ギャップ１１２に発生する磁界
による記録機能を有するヘッドを有する。
【００２３】上記複合素子は以下のように得られる。ま
ず、下シールドＳ１側から順次に、３０nm厚のＴａ膜１
０２、１０nm厚のＮｉ−Ｆｅ膜からなる第１の強磁性層
１０３、及び２nm厚のＡｌ膜からなる導電層を連続して
スパッタ蒸着する。その後、Ａｌ導電層表面を酸化して
トンネルバリア層１０４を形成する。その後、Ｃｏ−Ｆ
ｅ膜からなる第２の強磁性層１０５、及び、２０nm厚の
Ｎｉ−Ｍｎ膜からなる反強磁性膜１０６をスパッタ蒸着
し、ＴＭＲ膜を完成させた。ＴＭＲ膜の積層後に、スパ
ッタ蒸着によりアルミナからなる非磁性絶縁層１０７、
ＣｏＣｒＰｔからなる永久磁石層１０８、及び、Ｔａか
らなる非磁性層１０９を形成する。この構成によると、
ＴＭＲ膜をパタン化した際の端面が非磁性絶縁層で被服
された後に、永久磁石層が形成される。よって、ＴＭＲ
膜のトンネルバリア層を介して向き合う２層の磁性層ど
うしが電気的に短絡することなく、ＴＭＲ特性が良好に
保たれる。さらに、絶縁層１１０をスパッタ蒸着し、上
シールド１１１として膜厚３μmのＮｉ−Ｆｅ膜をフレ
ームめっき法でパタン形成し、アルミナによる磁気ギャ
ップ１１２形成し、次いで、フレームめっき法によりＣ
ｕコイルを形成し、さらに記録用の上磁極１１３として
４μmのＮｉ−Ｆｅ膜をフレームめっき法にて形成す
る。
【００２４】ＴＭＲ素子は、磁気シールドＳ１およびＳ
２を電極とし、磁気シールドＳ１およびＳ２の面間にほ
ぼ垂直方向に流れる電流によって磁気抵抗効果を発生さ
せる第１の強磁性層と第２の強磁性層との間にトンネル
バリア層を挟んだ構造を持つ強磁性ＴＭＲ膜からなる中
央領域と、この中央領域を左右から挟み込むようにして
積層する、バイアス磁界を供給する端部領域とから構成
されている。
【００２５】上記構造を採用したことにより、ＴＭＲ素
子にバイアス磁界を印加することが出来るので、高い分
解能を有し、高トラック密度、狭トラック化を実現でき
る。
【００２６】以下に、本実施形態例のヘッドの製造プロ
セスを更に詳細に説明する。スライダを構成するＡｌ2
Ｏ3-ＴｉＣ複合セラミックからなるウエハ基体上に、ス
パッタ法により膜厚１μｍのＣｏＴａＺｒ膜を形成し、
下シールドＳ１（１０１）としてパタン化した。このＣ
ｏＴａＺｒ膜の形成時には図１左右方向に一方向性の磁
界を印加した。この後、この磁気異方性方向に５００Oe
の一方向磁界を印加しつつ３５０℃で１時間の初期熱処
理を行った。次にスパッタ法により中央領域となるＴＭ
Ｒ膜を形成した。ＴＭＲ膜としては、まず下シールドＳ
１側から順に、３０nm厚のＴａ膜（１０２）、１０nm厚
のＮｉ−Ｆｅ膜からなる第１の強磁性層（１０３）、及
び、２nm厚のＡｌ膜からなる導電層を連続してスパッタ
蒸着した。この成膜には４インチ直径のターゲット４基
を備えた高周波マグネトロンスパッタ装置を用いた。ス
パッタ条件はすべてバックグランド圧力１×１０-7Torr
以下、Ａｒ圧力１０mTorr、高周波電力２００Ｗとし
た。次に、スパッタ装置内に純酸素を導入し、酸素圧力
を２０mTorr〜２００Torrの範囲で１０分間保持して、
Ａｌ導電層表面を酸化してトンネルバリア層（１０４）
を形成した。酸素を排気してバックグランド圧力に到達
した後、２０nm厚のＣｏ−Ｆｅ膜からなる第２の強磁性
層（１０５）、及び、２０nm厚のＮｉ−Ｍｎ膜からなる
反強磁性膜をスパッタ蒸着し、ＴＭＲ膜を完成させた。
【００２７】その後、第２の強磁性層１０５と反強磁性
層１０６との間に交換結合磁界を発生させ、第２の強磁
性層１０５の磁化を図１のＡＢＳ面に対して垂直方向に
固定するために、ＡＢＳ面に対して垂直方向に３ｋOeの
一方向磁界を印加しつつ２７０℃で５時間の熱処理を行
った。この磁界の方向は先に下シールドを熱処理した時
の磁界の方向とは直交している。しかしながら、下シー
ルドであるＣｏＴａＺｒ膜は予め３５０℃で熱処理され
ているため、この熱処理を行っても、その磁化容易軸方
向は変化することなく、異方性磁界Ｈkとしては８Oeと
磁気シールドとしては十分な大きさを保っていた。次
に、ＴＭＲ膜をパタン化して形成する中央領域とその両
端の端部領域を形成した。
【００２８】実施形態例２ 図２は、本発明の第２の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッド装置を、そのＡＢＳ面から見た積層構造図であ
る。ＴＭＲ膜は、下地層１０２、反強磁性層１０６、第
１の強磁性層１０５、トンネルバリア層１０４、第２の
強磁性層１０３、非磁性導電層１１４から構成される。
第２の実施形態例は、ＴＭＲ膜の構造が第１の実施形態
例とは異なる。ＴＭＲ膜としては、まず下シールドＳ１
側から順に、３０nm厚のＴａ膜１０２、２０nm厚のＰｔ
−Ｍｎ膜からなる反強磁性膜１０６、２０nm厚のＣｏ膜
からなる第１の磁性層１０５、及び、２nm厚のＡｌ膜か
らなる導電層を連続してスパッタ蒸着した。Ａｌ導電層
表面を酸化してトンネルバリア層１０４の形成に使用し
たスパッタ装置、スパッタ条件は実施形態例１と同様で
ある。酸素を排気してバックグランド圧力に到達した
後、１０nm厚のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ膜からなる第２の強磁
性層１０３、及び、膜厚３０nmのＴａからなる非磁性導
電層１１４を連続してスパッタ蒸着しＴＭＲ膜を完成さ
せた。この後の、第２の強磁性層１１４の磁化を図２の
ＡＢＳ面に対して垂直方向に固定するための工程及び条
件は実施形態例１と同様である。ＴＭＲ膜の構成以外は
実施形態例１と同様であり、実施形態例１と同様の効果
を実現できる。
【００２９】実施形態例３ 図３は、本発明の第３の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッド装置を、そのＡＢＳ面から見た積層構造図であ
る。ＴＭＲ膜は、下地層１０２、第１の強磁性層１０
３、トンネルバリア層１０４、第２の強磁性層１０５、
及び、反磁性導電層１０６からなる構成を有する。第３
の本実施形態例は、ＴＭＲ膜と上シールド１１１との接
合部がＡＢＳ面に露出しないことにおいて第１の実施形
態例と異なる。これは、絶縁膜１１０をリフトオフする
際のＴＭＲ膜のトラック幅を決定するマスクを、ＡＢＳ
面に対してＴＭＲ膜端面が奥に位置するように設計する
だけで良い。このＴＭＲ膜端面のＡＢＳからの距離は
０．１μｍから１μmである。ＴＭＲ膜の構成以外は実
施形態例１と同様であり、実施形態例１と同様の効果を
実現できる。
【００３０】上記第１〜第３の実施形態例のそれぞれの
ＴＭＲ素子をウエハから切り出し、磁気ディスク用のス
ライダ形状に加工しジンバルバネ付きのアームに組み込
み、記録再生評価を行った。このとき、永久磁石を３ｋ
Oeの磁界によって着磁した。本試作における磁気抵抗変
化率は約１５％であった。磁気抵抗変化率は電流密度を
増加させても１０3A/cm2までは全く変化が認めらなかっ
た。５×１０3A/cm2でも抵抗値の変化はほとんど無く、
磁気抵抗変化率も約１０％の減少に止まっていた。ＴＭ
Ｒヘッドの信号出力電圧としては、実施形態例１及び２
共に１０3A/cm2の電流密度で約１mVであり、５×１０3A
/cm2で第１及び第２実施形態例では約３mV、第３の実施
形態例では約２mVであった。第１及び第２の実施形態例
共に、これら素子を再生磁気ヘッドに用いた場合に、前
者は３Gb/in2以上の記録密度に、後者は３０Gb/in2以上
の記録密度に各々対応できることになる。第３の実施形
態例では、ＡＢＳ面に対してＴＭＲ膜と上シールド１１
１との接合部が奥に位置する構造となっているために、
ＡＢＳ面と媒体表面とが接触した場合にも、接触による
発熱に起因するノイズのない安定な動作が実現した。
【００３１】実施形態例４ 図４は、上記第１の一実施形態例の磁気抵抗効果型複合
ヘッドのＴＭＲ膜の製造工程を示す。スライダを構成す
るＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ複合セラミックからなるウエハ基体
上に、スパッタ法により膜厚１μｍのＦｅＴａＮ膜を形
成し、下シールドＳ１としてパタン化し、（図４
（ａ））、熱処理を５００℃で１時間真空中で行った。
この際に、図４の左右方向に一方向性の磁界を印加し
た。
【００３２】次にスパッタ法により中央領域となるＴＭ
Ｒ膜を形成した（図４（ｂ））。ＴＭＲ膜としては、ま
ず下シールドＳ１側から順に、３０nm厚のTａ膜１０
２、１０nm厚のＮｉ−Ｆｅ膜からなる第１の強磁性層１
０３、及び、２nm厚のＡｌ膜からなる導電層を連続して
スパッタ蒸着した。この成膜には４インチ直径のターゲ
ット４基を備えた高周波マグネトロンスパッタ装置を用
いた。スパッタ条件はすべてバックグランド圧力１×１
０-7Torr以下、Ａｒ圧力１０mTorr、高周波電力２００
Ｗであった。次に、スパッタ装置内に純酸素を導入し、
酸素圧力を２０mTorr〜２００Torrの範囲で１０分間保
持して、Ａｌ導電層表面を酸化してトンネルバリア層１
０４を形成した。酸素を排気してバックグランド圧力に
到達した後、２０nm厚のＣｏ−Ｆｅ膜からなる第２の強
磁性層１０５、２０nm厚のＮｉ−Ｍｎ膜からなる反強磁
性膜をスパッタ蒸着し、ＴＭＲ膜を完成させた
【００３３】ＴＭＲ膜をパタン化し中央領域を形成し、
その両端の端部領域となる絶縁膜／永久磁石膜（ＰＭ）
／非磁性膜を成膜しリフトオフする工程（図４
（ｃ））、中央領域と端部領域からなる素子をパタン化
する工程（図４（ｄ））、ＴＭＲ膜のトラック幅を規定
する絶縁膜をリフトオフする工程（図４（ｅ））、（図
４（ｆ））を実施した。
【００３４】図８は、ＴＭＲ膜の積層後に行うＴＭＲ膜
のパタン化工程を示す。図４の方法でＴＭＲ膜１１０１
を形成し（図８（ａ））、フォトレジストマスク１１０
２を形成し（図８（ｂ））、イオンビームを用いてパタ
ニングした（図８（ｃ））。このレジストをそのままに
してスパッタ蒸着により、アルミナからなる非磁性絶縁
層１１０４、ＣｏＣｒＰｔからなる永久磁石層１１０
５、及び、Ｔａからなる非磁性層１１０６を形成し（図
８（ｄ））、リフトオフした（図８（ｅ））。この方法
によると、ＴＭＲ膜をパタン化した際の端面が非磁性絶
縁層で被覆された後に、永久磁石層が形成される。よっ
て、ＴＭＲ膜のトンネルバリア層を介して向き合う２枚
の磁性層同士が電気的に短絡することなく、ＴＭＲ特性
が良好に保たれる。さらに、前記のフォトレジストマス
ク１１０２に対して同等もしくは幅狭のフォトレジスト
マスク１１０７を形成し（図８（ｆ））、絶縁層１１０
８をスパッタ成膜し（図８（ｇ））、リフトオフして完
成した（図８（ｈ））。その後、下シールドの一部を電
極として取り出すために絶縁膜に穴を開け（図４
（ｇ））、さらに上シールドとして膜厚３μｍのＮｉ−
Ｆｅ膜をフレームめっき法でパタン形成した（図４
（ｈ））。
【００３５】その後、アルミナによる磁気ギャップ形成
後、記録磁界発生用コイルを形成した。このコイルはフ
ォトレジストにより上下を挟まれて絶縁したが、まず、
下側の絶縁体となるフォトレジストパタンを前記のアル
ミナ磁気ギャップ上に形成し、これを２６０℃で１時間
熱硬化した。次にフレームメッキ法によりＣｕコイルを
形成し、上側の絶縁体となるフォトレジストパタンを形
成した。この熱硬化の際にも２６０℃で１時間熱処理し
た。更に、記録ヘッドの上磁極を構成する膜厚４μｍの
Ｎｉ−Ｆｅ膜をフレームメッキ法で形成した。上磁極を
形成後に、磁気シールドの磁化容易軸方向に磁界を１ｋ
Oe印加し、２００℃で１時間熱処理した。これにより上
磁極の磁気異方性が安定化した。次に再生部や記録部の
電極の引き回しパタンを形成した後、素子全体をアルミ
ナスパッタ膜により保護した。この後に、再度、反強磁
性層およびこれと接する強磁性層の磁化を揃えるため
に、ＡＢＳ面に垂直方向に３ｋOeの一方向磁界を印加し
つつ２５０℃で１時間の熱処理を行った。
【００３６】図１１の従来技術の製造方法によっても第
１の実施形態例の磁気抵抗効果型複合ヘッドのＴＭＲ膜
の形成は可能である。本実施形態例によれば、図１１の
下地層１０としてＴａ、第１の強磁性層１１としてＮｉ
−Ｆｅ、導電層１２としてＡｌ膜を形成し（図１１
（ａ））、真空中にて純酸素を導入し、導電層１２の表
面を自然酸化してトンネルバリア層１３を形成する（図
１１（ｂ））。次いで、第２の強磁性層１４としてＣｏ
−Ｆｅを成膜し（図１１（ｃ））、反強磁性層１５とし
てＮｉ−Ｍｎを成膜して（図１１（ｄ））、ＴＭＲ素子
の基本構造を完成させる。その他の製造装置、工程の順
序、処理条件等については従来技術と同様に行われる。
この方法では、不純物ガスの影響を受けない清浄な雰囲
気で熱平衡状態を保ったまま酸化層の成長が可能である
ため、高品質のトンネルバリア層を制御性よく形成する
ことができる。また、酸素圧力や基板温度の制御によっ
て必要な低抵抗値及び高電流密度の素子を得ることがで
きる。さらに、ウエーハ内の素子特性の均一性やロット
間の再現性に優れた素子が得られる。
【００３７】図１２の従来技術の製造方法によっても第
１の実施形態例の磁気抵抗効果型複合ヘッド装置のＴＭ
Ｒ膜の形成は可能である。図１２の下地層１０としてＴ
ａ、第１の強磁性層１１としてＮｉ−Ｆｅを成膜後（図
１２（ａ））、真空中に酸素を導入してこの表面に酸化
層２１を形成する工程（図１２（ｂ））を加える。次の
工程で導電層としてＡｌ膜１２を成膜する際に、第１の
強磁性層１１から導電層１２に酸素拡散が起こり、導電
層１２側にも酸化層２３が形成される（図１２
（ｃ））。導電層１２を成膜後、真空を維持しつつ純酸
素を導入すると、導電層１２の表面の自然酸化層に、裏
面からの酸素拡散で酸化された層を加えたトンネルバリ
ア層２４が形成される（図１２（ｄ））。この方法で
は、強磁性層に接する両方の界面に導電層１２の酸化層
２４が形成されるため、より熱安定性に優れた素子が実
現される。酸素を排気した後に、第２の強磁性層１４と
してＣｏ−Ｆｅを成膜し（図１２（ｅ））、反強磁性層
１５としてＮｉ−Ｍｎを成膜して、ＴＭＲ素子の基本構
造を完成させる（図１２（ｆ））。この方法で形成した
ＴＭＲ膜においても、上記と同様の結果が得られる。
【００３８】以上の素子をウエハから切り出し、磁気デ
ィスク用のスライダ形状に加工しジンバルバネ付きのア
ームに組み込み、記録再生評価を行った結果、第１〜第
３の実施形態例で述べた結果を得た。
【００３９】実施形態例５ 図５は、本発明の第５の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッド装置を、そのＡＢＳ面から見た積層構造を示
す。実施形態例１との違いは、非磁性層１０９と上シー
ルド兼電極１１１との間に、絶縁層１１０を有しないこ
とである。
【００４０】上記の磁気抵抗効果型複合ヘッド装置の構
造を以下の製造プロセスによって作製した。スライダを
構成するＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ複合セラミックからなるウエ
ハ基体上に、スパッタ法により膜厚１μｍのＣｏＭｏＺ
ｒ膜を形成し、下シールドＳ１（１０１）としてパタン
化した。このＣｏＭｏＺｒ膜の形成時には、図５の左右
方向に一方向性の磁界を印加した。この後に、この磁気
異方性方向に５００Oeの一方向磁界を印加しつつ３５０
℃で１時間の初期熱処理を行った。
【００４１】次に、スパッタ法により中央領域となるＴ
ＭＲ膜を形成した。ＴＭＲ膜としては、まず下シールド
Ｓ１側から順に、３０nm厚のＴａ膜１０２、１０nm厚の
Ｎｉ−Ｆｅ膜からなる第１の強磁性層１０３、２nm厚の
Ａｌ膜からなる導電層を連続してスパッタ蒸着した。こ
の成膜には４インチ直径のターゲット４基を備えた高周
波マグネトロンスパッタ装置を用いた。スパッタ条件は
すべてバックグランド圧力１×１０-7Torr以下、Ａｒ圧
力１０mTorr、高周波電力２００Ｗであった。次に、ス
パッタ装置内に純酸素を導入し、酸素圧力を２０mTorr
〜２００Torrの範囲で１０分間保持して、Ａｌ導電層表
面を酸化してトンネルバリア層１０４を形成した。酸素
を排気してバックグランド圧力に到達した後、２０nm厚
のＣｏ−Ｆｅ膜からなる第２の強磁性層１０５、及び、
２０nm厚のＮｉ−Ｍｎ膜からなる反強磁性膜１０６をス
パッタ蒸着し、ＴＭＲ膜を完成させた。
【００４２】この後、第２の強磁性層１０５と反強磁性
層１０６との間に交換結合磁界を発生させ、第２の強磁
性層１０５の磁化を図５のＡＢＳ面に対して垂直方向に
固定するために、ＡＢＳ面に対して垂直方向に３ｋOeの
一方向磁界を印加しつつ２７０℃で５時間の熱処理を行
った。この磁界の方向は先に下シールドを熱処理した時
の磁界の方向とは直交している。しかしながら、下シー
ルドであるＣｏＭｏＺｒ膜は予め３５０℃で熱処理され
ているため、この熱処理を行っても、その磁化容易軸方
向は変化することなく、異方性磁界Ｈkとしては８Oeと
磁気シールドとしては十分な大きさを保っていた。次
に、ＴＭＲ膜をパタン化して形成する中央領域とその両
端の端部領域を形成するために、アルミナからなる非磁
性絶縁層１０７、ＣｏＣｒＰｔからなる永久磁石層１０
８、Ｔａからなる非磁性層１０９、をスパッタ蒸着によ
り形成する。この方法によると、ＴＭＲ膜をパタン化し
た際の端面が非磁性絶縁層で被服された後に、永久磁石
が形成される。従って、ＴＭＲ膜のトンネルバリア層を
介して向き合う２層の磁性層どうしが電気的に短絡する
ことなく、ＴＭＲ特性が良好に保たれる。
【００４３】さらに図５を参照して、この後の工程を説
明する。フレームメッキ法により、上シールド１１１を
構成する膜厚３μｍのＮｉ−Ｆｅ膜を形成し、アルミナ
による磁気ギャップ１１２形成後、記録磁界発生用コイ
ルを形成した。このコイルをフォトレジストによって上
下を挟んで絶縁した。その際、まず、下側の絶縁体とな
るフォトレジストパタンを前記のアルミナ磁気ギャップ
上に形成し、これを２６０℃で１時間熱硬化した。次に
フレームメッキ法によりＣｕコイルを形成し、上側の絶
縁体となるフォトレジストパタンを形成した。この熱硬
化の際にも２６０℃で１時間熱処理した。
【００４４】次に、記録ヘッドの上磁極１１３を構成す
る膜厚４μｍのＮｉ−Ｆｅ膜をフレームメッキ法で形成
した。上磁極を形成後に、磁気シールドの磁化容易軸方
向に磁界を１ｋOe印加し、２００℃で１時間熱処理し
た。これにより上磁極の磁気異方性が安定化した。再生
部や記録部の電極の引き回しパタンを形成した後、素子
全体をアルミナスパッタ膜により保護した。この後に、
再度、反強磁性層１０６およびこれと接する強磁性層１
０５の磁化を揃えるために、ＡＢＳ面に垂直方向に３ｋ
Oeの一方向磁界を印加しつつ２５０℃で１時間の熱処理
を行った。
【００４５】実施形態例６ 図６は、本発明の第６の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドをＡＢＳ面から見た積層構造図で、実施形態例
２との違いは、非磁性層１０９と上シールド兼電極１１
１との間に絶縁層１１０を有しないことである。すなわ
ち、ＴＭＲ膜としては、まず下シールドＳ１側から順
に、３０nm厚のＴａ膜１０２、２０nm厚のＰｔ−Ｍｎ膜
からなる反強磁性膜１０６、２０nm厚のＣｏ膜からなる
第２の磁性層１０５、及び、２nm厚のＡｌ膜からなる導
電層を連続してスパッタ蒸着した。第５の実施形態例と
同様のスパッタ装置、条件でＡｌ導電層表面を酸化して
トンネルバリア層１０４を形成した。酸素を排気してバ
ックグランド圧力に到達した後、１０nm厚のＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ膜からなる第１の強磁性層１０３、膜厚３０nmの
Ｔａからなる非磁性導電層１１４を連続してスパッタ蒸
着した。この後、第２の強磁性層１０５と反強磁性層１
０６との間に交換結合磁界を発生させ、第２の強磁性層
１０５の磁化を図２のＡＢＳ面に対して垂直方向に固定
するために、ＡＢＳ面に対して垂直方向に３ｋOeの一方
向磁界を印加しつつ２７０℃で５時間の熱処理を行っ
た。この磁界の方向は先に下シールドを熱処理した時の
磁界の方向とは直交している。
【００４６】上記第５及び第６の実施形態例のそれぞれ
のＴＭＲ素子をウエハから切り出し、磁気ディスク用の
スライダ形状に加工し、ジンバルバネ付きのアームに組
み込み、記録再生評価を行った。このとき、永久磁石を
３ｋOeの磁界によって着磁した。本試作における磁気抵
抗変化率は約１５％であった。磁気抵抗変化率は電流密
度を増加させても１０3A/cm2までは全く変化が認めらな
かった。５×１０3A/cm2でも抵抗値の変化はほとんど無
く、磁気抵抗変化率も約１０％の減少に止まっていた。
ＴＭＲヘッドの信号出力電圧としては、１０3A/cm2の電
流密度で約１mV、５×１０3A/cm2で約３mVであった。こ
の素子を再生磁気ヘッドに用いた場合、前者は３Gb/in2
以上の記録密度に、後者３０Gb/in2以上の記録密度に各
々対応できることになる。
【００４７】実施形態例７ 図７を参照して、本発明の第７の実施形態例の磁気抵抗
効果型複合ヘッドの製造方法を説明する。スライダを構
成するＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ複合セラミックからなるウエハ
基体上に、スパッタ法により膜厚１μｍのＦｅＺｒＮ膜
を形成し、下シールドＳ１としてパタン化した（図７
（ａ））。このＦｅＺｒＮ膜の熱処理を５００℃で１時
間、真空中で行ったが、この際に図７の左右方向に一方
向性の磁界を印加した。
【００４８】次にスパッタ法により中央領域となるＴＭ
Ｒ膜を形成した（図７（ｂ））。ＴＭＲ膜としては、ま
ず下シールドＳ１側から順に、３０nm厚のＴａ膜１０
２、１０nm厚のＮｉ−Ｆｅ膜からなる第１の強磁性層１
０３、及び、２nm厚のＡｌ膜からなる導電層を連続して
スパッタ蒸着した。この成膜には４インチ直径のターゲ
ット４基を備えた高周波マグネトロンスパッタ装置を用
いた。スパッタ条件はすべてバックグランド圧力１×１
０-7Torr以下、Ａｒ圧力１０mTorr、高周波電力２００
Ｗであった。次に、スパッタ装置内に純酸素を導入し、
酸素圧力を２０mTorr〜２００Torrの範囲で１０分間保
持して、Ａｌ導電層表面を酸化してトンネルバリア層１
０４を形成した。酸素を排気してバックグランド圧力に
到達した後、２０nm厚のＣｏ−Ｆｅ膜からなる第２の強
磁性層１０５、２０nm厚のＮｉ−Ｍｎ膜からなる反強磁
性膜をスパッタ蒸着し、ＴＭＲ膜を完成させた
【００４９】次に、ＴＭＲ膜をパタン化し中央領域を形
成し、その両端の端部領域となる絶縁膜／永久磁石膜
（ＰＭ）／非磁性膜を成膜しリフトオフする工程（図７
（ｃ））、中央領域と端部領域からなる素子をパタン化
する工程（図７（ｄ））を実施した。
【００５０】図９は、第５及び第６の実施形態例で述べ
たＴＭＲ膜の積層後に行われる、ＴＭＲ膜のパタン化工
程を示す。前記の方法でＴＭＲ膜１１０１を形成し（図
９（ａ））、フォトレジストマスク１１０２を形成し
（図９（ｂ））、イオンビームを用いてパタニングした
（図９（ｃ））。このレジストをそのままにしてスパッ
タ蒸着により、アルミナからなる非磁性絶縁層１１０
４、ＣｏＣｒＰｔからなる永久磁石層１１０５、及び、
Ｔａからなる非磁性層１１０６を形成し（図９
（ｄ））、リフトオフした（図９（ｅ））。この方法に
よると、ＴＭＲ膜をパタン化した際の端面が非磁性絶縁
層で被覆された後に、永久磁石層が形成される。よっ
て、ＴＭＲ膜のトンネルバリア層を介して向き合う２枚
の磁性層同士が電気的に短絡することなく、ＴＭＲ特性
が良好に保たれる。その後、下シールドの一部を電極と
して取り出すための絶縁膜に穴を開ける工程（図７
（ｇ））、さらに上シールドとして膜厚３μｍのＮｉ−
Ｆｅ膜をフレームめっき法でパタン形成した（図７
（ｈ））。
【００５１】この後、アルミナによる磁気ギャップ形成
後、記録磁界発生用コイルを形成した。このコイルはフ
ォトレジストにより上下を挟まれて絶縁したが、まず、
下側の絶縁体となるフォトレジストパタンを前記のアル
ミナ磁気ギャップ上に形成し、これを２６０℃で１時間
熱硬化した。次にフレームメッキ法によりＣｕコイルを
形成し、上側の絶縁体となるフォトレジストパタンを形
成した。この熱硬化の際にも２６０℃で１時間熱処理し
た。更に、記録の上磁極を構成する膜厚４μｍのＮｉ−
Ｆｅ膜をフレームメッキ法で形成した。上磁極を形成
後、磁気シールドの磁化容易軸方向に磁界を１ｋOe印加
し、２００℃で１時間熱処理した。これにより上磁極の
磁気異方性が安定化した。
【００５２】次に再生ヘッドや記録ヘッドの電極の引き
回しパタンを形成した後、素子全体をアルミナスパッタ
膜により保護した。この後に、再度、反強磁性層および
これと接する強磁性層の磁化を揃えるために、ＡＢＳ面
に垂直方向に３ｋOeの一方向磁界を印加しつつ２５０℃
で１時間の熱処理を行った。
【００５３】ＴＭＲ膜の形成を図１２に示した従来の方
法を用いて行うことができる。同図において、Ｔａによ
る下地層１０上に、Ｎｉ−Ｆｅからなる第１の強磁性層
１１を成膜後（図１２（ａ））、真空中に酸素を導入し
てこの表面に酸化層２１を形成する工程（図１２
（ｂ））を加えると、次の工程でＡｌ膜からなる導電層
１２を成膜する際に、第１の強磁性層１１から導電層１
２に酸素拡散が起こり、導電層１２側にも酸化層２３が
形成される（図１２（ｃ））。導電層１２を成膜後、真
空を維持しつつ純酸素を導入すると、導電層１２の表面
の自然酸化層に、裏面からの酸素拡散で酸化された層を
加えたトンネルバリア層２４が形成される（図１２
（ｄ））。この方法では、強磁性層に接する両方の界面
に導電層１２の酸化層２４が形成されるため、より熱安
定性に優れた素子が実現される。酸素を排気した後、Ｃ
ｏ−Ｆｅからなる第２の強磁性層１４を成膜し（図１２
（ｅ））、Ｎｉ−Ｍｎからなる反強磁性層１５を成膜し
て、ＴＭＲ素子の基本構造を完成させる（図１２
（ｆ））。この方法で形成したＴＭＲ膜においても、上
記と同様の結果が得られる。
【００５４】以上のＴＭＲ膜を用いた素子をウエハから
切り出し、磁気ディスク用のスライダ形状に加工しジン
バルバネ付きのアームに組み込み、記録再生評価を行っ
たところ第５及び第６の実施形態例で得た結果となっ
た。
【００５５】第１〜第７の実施形態例の各々の中で引例
した各積層の組成については、第１の強磁性層は、Ｎｉ
−Ｆｅ膜に限定されず、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉの元素を含む
合金であれば同様の結果が得られた。
【００５６】また、第２の強磁性層は、Ｃｏ−Ｆｅ膜に
限定されず、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉまたはそれらの元素を含
む合金であれば同様の結果が得られる。
【００５７】また、反強磁性膜は、Ｎｉ−Ｍｎに限定さ
れず、Ｍｎ−Ｘ（ＸはＣｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｃ、
Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選択さ
れる少なくとも１種類の元素を含む）を主成分とする合
金であれば同様の結果が得られる。
【００５８】また、ＴＭＲ膜の下地膜は、Ｔａに限定さ
れず、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃ
ｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈ
ｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｉから選択
される少なくとも１種類の元素を主成分とするならば、
同様の結果が得られる。
【００５９】また、磁気シールドは、ＣｏＴａＺｒ膜に
限定されず、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉを主成分とする軟磁性合
金、あるいは、Ｃｏ−Ｍ（ＭはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐ
ｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、
Ａｌから選択される少なくとも１種類の元素）を主成分
とする非晶質軟磁性合金、あるいは、Ｔ−Ａ−Ｂ（Ｔは
Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される少なくとも１種類の元
素、ＡはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔ
ｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、
Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ａｌから選択される少なくとも１種
類の元素、ＢはＢ、Ｃ、Ｎ、Ｏから選択される少なくと
も１種類の元素）を主成分とする軟磁性合金、あるい
は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする軟磁性合金であれ
ば、同様の結果が得られる。
【００６０】
【発明の効果】本発明によれば、ヘッド材料として好ま
しい抵抗値を有するＴＭＲ膜素子を有し、高密度磁気記
録再生に好適な磁気抵抗効果型複合ヘッドを実現するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドの積層構成図。
【図２】本発明の第２の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドの積層構成図。
【図３】本発明の第３の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドの積層構成図。
【図４】本発明の第４の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドの製造工程図。（ａ）は下シールド形成、
（ｂ）は下地／ＴＭＲ成膜、（ｃ）はＴＭＲパタン化
（絶縁／ＰＭ／非磁性絶縁膜成膜）、（ｄ）は素子パタ
ン化（絶縁膜は残す）、（ｅ）は絶縁膜リフトオフ用レ
ジストパタン成形、（ｆ）は絶縁膜リフトオフ、（ｇ）
は絶縁膜穴開け、（ｈ）は上シールド形成を示す。
【図５】本発明の第５の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドの積層構成図。
【図６】本発明の第６の実施形態例の磁気抵抗効果型複
合ヘッドの積層構成図。
【図７】本発明の第７の実施形態の磁気抵抗効果型複合
ヘッドの製造工程図。（ａ）は下シールド形成、（ｂ）
は下地／ＴＭＲ成膜、（ｃ）はＴＭＲパタン化（絶縁／
ＰＭ／非磁性絶縁膜成膜）、（ｄ）は素子パタン化（絶
縁膜は残す）、（ｇ）は絶縁膜穴開け、（ｈ）は上シー
ルド形成を示す。
【図８】本発明の実施形態例の磁気抵抗効果型複合ヘッ
ドの製造工程図。
【図９】本発明の実施形態例の磁気抵抗効果型複合ヘッ
ドの製造工程図。
【図１０】従来の強磁性トンネル接合素子を用いた磁気
抵抗効果型複合ヘッドの積層構成図。
【図１１】従来の強磁性トンネル接合膜の磁気抵抗効果
型複合ヘッドの製造工程図。
【図１２】従来の強磁性トンネル接合膜の磁気抵抗効果
型複合ヘッドの製造工程図。
【符号の説明】
１０ 下地層 １１ 第１の強磁性層 １２ 導電層 １３ 純酸素の自然酸化により形成したトンネルバリア
層 １４ 第２の強磁性層 １５ 反強磁性層 ２１ 第１の強磁性層の表面酸化層 ２２ 第１の強磁性層の還元領域 ２３ 導電層下部表面の酸化層 ２４ 純酸素の自然酸化により形成したトンネルバリア
層 １０１ 下シールド兼電極 １０２ 下地層 １０３ 強磁性層 １０４ トンネルバリア層 １０５ 強磁性層 １０６ 反強磁性層 １０７ 絶縁層 １０８ 永久磁石層 １０９ 非磁性層 １１０ 絶縁層 １１１ 上シールド兼電極 １１２ ギャップ層 １１３ 上ポール（磁極） １１４ 非磁性導電層 １１５ 下シールド １１６ 上シールド １１７ 絶縁層 １１８ 電極 １１９ ＴＭＲ素子 １１０１ ＴＭＲ膜 １１０２ フォトレジストマスク １１０３ ＴＭＲパタン １１０４ 非磁性絶縁層 １１０５ 永久磁石層 １１０６ 非磁性層 １１０７ フォトレジストマスク １１０８ 絶縁層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 雄二 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 中田 正文 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内 (72)発明者 上條 敦 東京都港区芝五丁目７番１号 日本電気株 式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 スライダ上に順次に積層された第１及び
    第２の磁気シールドと、該双方の磁気シールドの間に配
    設された磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と呼ぶ）と
    を有する再生ヘッドと、前記第２の磁気シールドを第１
    の磁極膜とし、該第１の磁極膜と磁気ギャップを挟んで
    対向する第２の磁極膜を有し、前記再生ヘッドに隣接し
    て配設された記録ヘッドとを備える磁気抵抗効果型複合
    ヘッドにおいて、前記ＭＲ素子が、 前記第１及び第２の磁気シールドを電極とし該第１及び
    第２の磁気シールドの面間にほぼ垂直方向に流れる電流
    によって磁気抵抗効果を発生させる第１の強磁性層及び
    第２の強磁性層と、該第１及び第２の強磁性層の間に配
    設されたトンネルバリア層とを有する強磁性トンネル接
    合磁気抵抗効果膜（以下、ＴＭＲ膜と記す）から成る中
    央領域と、 前記中央領域を両側から挟み込むように配設され、該中
    央領域にバイアス磁界を供給する端部領域とから構成さ
    れることを特徴とする磁気抵抗効果型複合ヘッド。
  2. 【請求項２】 前記ＴＭＲ膜が、下地層、前記第１の強
    磁性層、前記トンネルバリア層、前記第２の強磁性層、
    及び、反強磁性層をこの順に備えることを特徴とする、
    請求項１に記載の磁気抵抗効果型複合ヘッド。
  3. 【請求項３】 前記ＴＭＲ膜が、下地層、反強磁性層、
    前記第１の強磁性層、前記トンネルバリア層、前記第２
    の強磁性層、及び、非磁性導電層をこの順に備えること
    を特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗効果型複合ヘ
    ッド。
  4. 【請求項４】 前記反強磁性膜が、Ｍｎ−Ｘ（ＸはＣ
    ｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｒ
    ｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔから選択される少なくとも１種類
    の元素を含む）を主成分とする合金であることを特徴と
    する、請求項２又は３に記載の磁気抵抗効果型複合ヘッ
    ド。
  5. 【請求項５】 前記下地層が、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、
    Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒ
    ｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、
    Ｐｔ、Ｓｉから選択される少なくとも１種類の元素を主
    成分とすることを特徴とする、請求項２乃至４の何れか
    一に記載の磁気抵抗効果型複合ヘッド。
  6. 【請求項６】 前記第１及び第２の強磁性層が、Ｆｅ、
    Ｃｏ、Ｎｉ、又は、これらの元素を含む合金であること
    を特徴とする、請求項１乃至５の何れか一に記載の磁気
    抵抗効果型複合ヘッド。
  7. 【請求項７】 前記磁気シールドが、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ
    を主成分とする軟磁性合金、又は、Ｃｏ−Ｍ（ＭはＴ
    ｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、
    Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏ
    ｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ａｌから選択される少なくとも
    １種類の元素）を主成分とする非晶質軟磁性合金、又
    は、Ｔ−Ａ−Ｂ（ＴはＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉから選択される
    少なくとも１種類の元素、ＡはＴｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｃｕ、
    Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｈｆ、Ｔ
    ａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｓｉ、Ａｌから選択
    される少なくとも１種類の元素、ＢはＢ、Ｃ、Ｎ、Ｏか
    ら選択される少なくとも１種類の元素）を主成分とする
    軟磁性合金、又は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする軟
    磁性合金であることを特徴とする、請求項１乃至６の何
    れか一に記載の磁気抵抗効果型複合ヘッド。
  8. 【請求項８】 前記ＴＭＲ膜と前記第２の磁気シールド
    とが電気的に結合する面積が、前記ＴＭＲ膜の前記第２
    の磁気シールドと対向する面の面積以下であることを特
    徴とする、請求項１乃至７の何れか一に記載の磁気抵抗
    効果型複合ヘッド。
  9. 【請求項９】 前記中央領域と前記端部領域との接合面
    に絶縁体が介在することを特徴とする、請求項１乃至８
    の何れか一に記載の磁気抵抗効果型複合ヘッド。
  10. 【請求項１０】 前記端部領域が、前記第１の磁気シー
    ルド側から順次に配設された非磁性絶縁膜、永久磁石
    膜、及び、非磁性膜を備えることを特徴とする、請求項
    １乃至９の何れか一に記載の磁気抵抗効果型複合ヘッ
    ド。
  11. 【請求項１１】 スライダ上に第１の磁気シールドを形
    成する工程と、強磁性トンネル接合磁気抵抗効果（以
    下、ＴＭＲと呼ぶ）膜からなる中央領域と該ＴＭＲ膜に
    バイアス磁界を印加する端部領域とを有するＴＭＲ素子
    を形成する工程と、前記ＴＭＲ素子を覆い、かつ、中央
    領域上で再生トラック幅を決定するパターニングがなさ
    れた絶縁膜を形成する工程と、第２の磁気シールドを形
    成する工程とを含む、磁気抵抗効果型複合ヘッドの製造
    方法であって、 前記ＴＭＲ素子を形成する工程が、前記ＴＭＲ膜を成膜
    する工程と、該ＴＭＲ膜上にフォトレジストマスクを形
    成する工程と、該フォトレジストマスクによって前記Ｔ
    ＭＲ膜をパターニングする工程と、前記端部領域を前記
    フォトレジストマスクによってリフトオフする工程とを
    含むことを特徴とする、磁気抵抗効果型複合ヘッドの製
    造方法。
  12. 【請求項１２】 前記パターニングがなされた絶縁膜を
    形成する工程が、絶縁膜を成膜する工程と、該絶縁膜上
    にフォトレジストマスクを形成する工程と、該フォトレ
    ジストマスクによって前記絶縁膜をリフトオフする工程
    とを有することを特徴とする、請求項１１に記載の磁気
    抵抗効果型複合ヘッドの製造方法。
  13. 【請求項１３】 スライダ上に第１の磁気シールドを形
    成する工程と、強磁性トンネル接合磁気抵抗効果（以
    下、ＴＭＲと呼ぶ）膜からなる中央領域と該ＴＭＲ膜に
    バイアス磁界を印加する端部領域とを有するＴＭＲ素子
    を形成する工程と、第２の磁気シールドを形成する工程
    とを含む、磁気抵抗効果型複合ヘッドの製造方法であっ
    て、 前記ＴＭＲ素子を形成する工程が、ＴＭＲ膜を成膜する
    工程と、該ＴＭＲ膜上にフォトレジストマスクを形成す
    る工程と、該フォトレジストマスクによって前記ＴＭＲ
    膜をパターニングする工程と、端部領域を前記フォトレ
    ジストマスクによってリフトオフする工程とを有するこ
    とを特徴とする、磁気抵抗効果型複合ヘッドの製造方
    法。
JP9335501A 1997-12-05 1997-12-05 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法 Pending JPH11175920A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9335501A JPH11175920A (ja) 1997-12-05 1997-12-05 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
US09/204,222 US6333842B1 (en) 1997-12-05 1998-12-03 Magneto-resistance effect type composite head and production method thereof
US09/983,359 US6639766B2 (en) 1997-12-05 2001-10-24 Magneto-resistance effect type composite head and production method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9335501A JPH11175920A (ja) 1997-12-05 1997-12-05 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11175920A true JPH11175920A (ja) 1999-07-02

Family

ID=18289289

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9335501A Pending JPH11175920A (ja) 1997-12-05 1997-12-05 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (2) US6333842B1 (ja)
JP (1) JPH11175920A (ja)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11316919A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Hitachi Ltd スピントンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド
EP1193742A2 (de) * 2000-09-29 2002-04-03 Infineon Technologies AG Verfahren zum Herstellen von integrierten Schaltungsanordnungen sowie zugehörige Schaltungsanordnungen, insbesondere Tunnelkontaktelemente
WO2003009279A1 (fr) * 2001-07-18 2003-01-30 Fujitsu Limited Tete magnetique et son procede de production
US6674615B2 (en) 1999-12-14 2004-01-06 Nec Corporation Magneto-resistance effect head and magnetic storage device employing the head
US6756648B2 (en) 2002-03-25 2004-06-29 International Business Machines Corporation System and method for stabilizing a magnetic tunnel junction sensor
KR100438342B1 (ko) * 2000-09-11 2004-07-02 가부시끼가이샤 도시바 터널 자기 저항 효과 디바이스 및 포터블 퍼스널 디바이스
US6895658B2 (en) * 2000-01-12 2005-05-24 Tdk Corporation Methods of manufacturing a tunnel magnetoresistive element, thin-film magnetic head and memory element
US6934132B2 (en) * 2000-08-03 2005-08-23 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
JP2005531928A (ja) * 2002-06-28 2005-10-20 モトローラ・インコーポレイテッド 磁性体を含む電子回路の磁気遮蔽
US7031119B2 (en) 2002-08-30 2006-04-18 Hitachi, Ltd. CPP-type magnetic head with less deformation and a magnetic recording/reproducing system using the same
US7035057B2 (en) 2000-07-10 2006-04-25 Tdk Corporation Magnetoresistive effect thin-film magnetic head and manufacturing method of magnetoresistive effect thin-film magnetic head
US7178222B2 (en) 2000-07-17 2007-02-20 Alps Electric Co., Ltd. Method of manufacturing a tunneling magnetoresistive element

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11175920A (ja) * 1997-12-05 1999-07-02 Nec Corp 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
JP3688638B2 (ja) * 1999-05-28 2005-08-31 松下電器産業株式会社 磁気抵抗素子の製造方法ならびに磁気部品の製造方法
JP2001006126A (ja) * 1999-06-17 2001-01-12 Nec Corp 磁気抵抗効果ヘッド及びそのヘッドを備えた磁気抵抗検出システム並びにそのヘッドを備えた磁気記憶システム
JP4081937B2 (ja) * 1999-10-13 2008-04-30 ソニー株式会社 回転型磁気ヘッド装置の製造方法
US6556391B1 (en) * 1999-12-07 2003-04-29 Fujitsu Limited Biasing layers for a magnetoresistance effect magnetic head using perpendicular current flow
US6721147B2 (en) 1999-12-07 2004-04-13 Fujitsu Limited Longitudinally biased magnetoresistance effect magnetic head and magnetic reproducing apparatus
JP2001256620A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Hitachi Ltd 磁気抵抗センサおよびこれを搭載した磁気記録再生装置
US6853520B2 (en) * 2000-09-05 2005-02-08 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element
US6765767B2 (en) * 2000-11-15 2004-07-20 Seagate Technology Llc Magnetoresistive head on a side wall for increased recording densities
JP2002185059A (ja) * 2000-12-12 2002-06-28 Fujitsu Ltd 磁気抵抗効果素子
US6992869B2 (en) * 2001-02-06 2006-01-31 Yamaha Corporation Magnetic resistance device
US6628484B2 (en) * 2001-06-05 2003-09-30 International Business Machines Corporation Planar gap pre-fill process for read heads
KR100617282B1 (ko) * 2002-03-20 2006-08-30 후지쯔 가부시끼가이샤 Ｃｐｐ 구조 자기 저항 효과 소자
US7370404B2 (en) * 2002-03-21 2008-05-13 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method for resetting pinned layer magnetization in a magnetoresistive sensor
US6785954B2 (en) * 2002-04-17 2004-09-07 Headway Technologies, Inc. Method for fabricating lead overlay (LOL) on the bottom spin valve GMR read sensor
US6985339B2 (en) * 2002-06-20 2006-01-10 Seagate Technology Llc Disc drive having electromagnetic biased shieldless CPP reader
US7016167B2 (en) * 2002-11-29 2006-03-21 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Spin valve transistor with stabilization and method for producing the same
JP3673796B2 (ja) * 2003-01-14 2005-07-20 Ｔｄｋ株式会社 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気ヘッド、ヘッドサスペンションアセンブリ及び磁気ディスク装置
US7154716B2 (en) * 2003-05-30 2006-12-26 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Tunnel valve free layer stabilization system and method using additional current in lead
US7330339B2 (en) * 2003-07-25 2008-02-12 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Structure providing enhanced self-pinning for CPP GMR and tunnel valve heads
US20060042938A1 (en) * 2004-09-01 2006-03-02 Heraeus, Inc. Sputter target material for improved magnetic layer
US20060286414A1 (en) * 2005-06-15 2006-12-21 Heraeus, Inc. Enhanced oxide-containing sputter target alloy compositions
US20070253103A1 (en) * 2006-04-27 2007-11-01 Heraeus, Inc. Soft magnetic underlayer in magnetic media and soft magnetic alloy based sputter target
US20080003245A1 (en) * 2006-06-30 2008-01-03 Beiersdorf Ag Use of octyl salicylate in cosmetic preparations containing 1,3-dihydroxyacetone
US8335056B2 (en) * 2007-12-16 2012-12-18 HGST Netherlands, B.V. CPP sensors with hard bias structures that shunt sense current towards a shield
JP5775773B2 (ja) * 2011-09-22 2015-09-09 ルネサスエレクトロニクス株式会社 磁気メモリ

Family Cites Families (40)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US208815A (en) * 1878-10-08 Improvement in knots for check-row cords
JPS60113313A (ja) 1983-11-22 1985-06-19 Nec Corp 磁気抵抗効果ヘッド
JPS61126618A (ja) 1984-11-22 1986-06-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 磁気抵抗効果薄膜ヘツド
US5018037A (en) 1989-10-10 1991-05-21 Krounbi Mohamad T Magnetoresistive read transducer having hard magnetic bias
JP3231313B2 (ja) 1990-08-22 2001-11-19 株式会社日立製作所 磁気ヘッド
JP3035836B2 (ja) 1991-07-01 2000-04-24 三菱マテリアル株式会社 磁気抵抗素子
JP3035838B2 (ja) 1991-08-29 2000-04-24 三菱マテリアル株式会社 磁気抵抗複合素子
JPH05151533A (ja) 1991-11-29 1993-06-18 Victor Co Of Japan Ltd 磁気抵抗効果型薄膜ヘツド
US5446613A (en) 1994-02-28 1995-08-29 Read-Rite Corporation Magnetic head assembly with MR sensor
JPH0870148A (ja) 1994-08-30 1996-03-12 Mitsubishi Materials Corp 磁気抵抗素子
JPH0870149A (ja) 1994-08-30 1996-03-12 Mitsubishi Materials Corp 磁気抵抗素子
US5434826A (en) 1994-09-26 1995-07-18 Read-Rite Corporation Multilayer hard bias films for longitudinal biasing in magnetoresistive transducer
JP2720806B2 (ja) 1995-01-31 1998-03-04 日本電気株式会社 磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法
US5923503A (en) 1995-03-15 1999-07-13 Alps Electric Co., Ltd. Thin-film magnetic head and production method thereof
JP3282444B2 (ja) 1995-05-16 2002-05-13 三菱マテリアル株式会社 磁気抵抗素子
JP3448838B2 (ja) * 1995-06-30 2003-09-22 富士通株式会社 磁気抵抗効果型ヘッドの製造方法
JP3990751B2 (ja) * 1995-07-25 2007-10-17 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及び磁気記録再生装置
JPH09209292A (ja) 1995-12-01 1997-08-12 Kanebo Ltd 紙
US5658469A (en) * 1995-12-11 1997-08-19 Quantum Peripherals Colorado, Inc. Method for forming re-entrant photoresist lift-off profile for thin film device processing and a thin film device made thereby
JPH09288807A (ja) 1996-02-22 1997-11-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd 薄膜磁気ヘッド
US5764567A (en) * 1996-11-27 1998-06-09 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with nonferromagnetic interface layer for improved magnetic field response
US5650958A (en) * 1996-03-18 1997-07-22 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junctions with controlled magnetic response
US6590750B2 (en) * 1996-03-18 2003-07-08 International Business Machines Corporation Limiting magnetoresistive electrical interaction to a preferred portion of a magnetic region in magnetic devices
JPH09282616A (ja) 1996-04-18 1997-10-31 Fujitsu Ltd 磁気ヘッド及び磁気記録装置
US5739987A (en) 1996-06-04 1998-04-14 Read-Rite Corporation Magnetoresistive read transducers with multiple longitudinal stabilization layers
SG72760A1 (en) * 1996-09-19 2000-05-23 Tdk Corp Ferromagnetic tunnel junction magnetoresistive element and magnetic head
JP3455037B2 (ja) 1996-11-22 2003-10-06 アルプス電気株式会社 スピンバルブ型薄膜素子、その製造方法、及びこのスピンバルブ型薄膜素子を用いた薄膜磁気ヘッド
US5729410A (en) * 1996-11-27 1998-03-17 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with longitudinal biasing
US5801984A (en) * 1996-11-27 1998-09-01 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with ferromagnetic multilayer having fixed magnetic moment
US5985162A (en) * 1997-03-05 1999-11-16 Headway Technologies, Inc. Method for forming soft adjacent layer (SAL) magnetoresistive (MR) sensor element with electrically insulated soft adjacent layer (SAL)
JP2871670B1 (ja) * 1997-03-26 1999-03-17 富士通株式会社 強磁性トンネル接合磁気センサ、その製造方法、磁気ヘッド、および磁気記録／再生装置
US5966012A (en) * 1997-10-07 1999-10-12 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction device with improved fixed and free ferromagnetic layers
US5901018A (en) * 1997-10-24 1999-05-04 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as rear flux guide
US5898547A (en) * 1997-10-24 1999-04-27 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with sensing layer as flux guide
US5898548A (en) 1997-10-24 1999-04-27 International Business Machines Corporation Shielded magnetic tunnel junction magnetoresistive read head
JPH11175920A (ja) * 1997-12-05 1999-07-02 Nec Corp 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
US6005753A (en) * 1998-05-29 1999-12-21 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction magnetoresistive read head with longitudinal and transverse bias
US6023395A (en) * 1998-05-29 2000-02-08 International Business Machines Corporation Magnetic tunnel junction magnetoresistive sensor with in-stack biasing
US6307721B1 (en) * 1998-09-04 2001-10-23 Headway Technologies, Inc. Thin read gap magnetoresistive (MR) sensor element and method for fabrication thereof
US6330136B1 (en) * 1998-10-14 2001-12-11 Read-Rite Corporation Magnetic read sensor with SDT tri-layer and method for making same

Cited By (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11316919A (ja) * 1998-04-30 1999-11-16 Hitachi Ltd スピントンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド
US6674615B2 (en) 1999-12-14 2004-01-06 Nec Corporation Magneto-resistance effect head and magnetic storage device employing the head
US6895658B2 (en) * 2000-01-12 2005-05-24 Tdk Corporation Methods of manufacturing a tunnel magnetoresistive element, thin-film magnetic head and memory element
US7035057B2 (en) 2000-07-10 2006-04-25 Tdk Corporation Magnetoresistive effect thin-film magnetic head and manufacturing method of magnetoresistive effect thin-film magnetic head
US7178222B2 (en) 2000-07-17 2007-02-20 Alps Electric Co., Ltd. Method of manufacturing a tunneling magnetoresistive element
US7161774B2 (en) 2000-08-03 2007-01-09 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
US6934132B2 (en) * 2000-08-03 2005-08-23 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
US7369375B2 (en) 2000-08-03 2008-05-06 Nec Corporation Magneto-resistance effect element and magneto-resistance effect head
US6999287B2 (en) 2000-08-03 2006-02-14 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
US7298596B2 (en) 2000-08-03 2007-11-20 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
US7277261B2 (en) 2000-08-03 2007-10-02 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
US7265949B2 (en) 2000-08-03 2007-09-04 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
US7158355B2 (en) 2000-08-03 2007-01-02 Nec Corporation Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect head, magneto-resistance transducer system, and magnetic storage system
KR100438342B1 (ko) * 2000-09-11 2004-07-02 가부시끼가이샤 도시바 터널 자기 저항 효과 디바이스 및 포터블 퍼스널 디바이스
EP1193742A2 (de) * 2000-09-29 2002-04-03 Infineon Technologies AG Verfahren zum Herstellen von integrierten Schaltungsanordnungen sowie zugehörige Schaltungsanordnungen, insbesondere Tunnelkontaktelemente
EP1193742A3 (de) * 2000-09-29 2005-12-28 Infineon Technologies AG Verfahren zum Herstellen von integrierten Schaltungsanordnungen sowie zugehörige Schaltungsanordnungen, insbesondere Tunnelkontaktelemente
WO2003009279A1 (fr) * 2001-07-18 2003-01-30 Fujitsu Limited Tete magnetique et son procede de production
US6756648B2 (en) 2002-03-25 2004-06-29 International Business Machines Corporation System and method for stabilizing a magnetic tunnel junction sensor
JP2005531928A (ja) * 2002-06-28 2005-10-20 モトローラ・インコーポレイテッド 磁性体を含む電子回路の磁気遮蔽
US7154713B2 (en) 2002-08-30 2006-12-26 Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd. CPP-type magnetic head with less deformation and a magnetic recording/reproducing system using the same
US7031119B2 (en) 2002-08-30 2006-04-18 Hitachi, Ltd. CPP-type magnetic head with less deformation and a magnetic recording/reproducing system using the same

Also Published As

Publication number Publication date
US20020027753A1 (en) 2002-03-07
US6639766B2 (en) 2003-10-28
US6333842B1 (en) 2001-12-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11175920A (ja) 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
US6258470B1 (en) Exchange coupling film, magnetoresistance effect device, magnetoresistance effective head and method for producing exchange coupling film
US6452204B1 (en) Tunneling magnetoresistance transducer and method for manufacturing the same
JP3890893B2 (ja) スピントンネル磁気抵抗効果膜及び素子及びそれを用いた磁気抵抗センサー、及び磁気装置及びその製造方法
JP3459869B2 (ja) 強磁性トンネル接合素子の製造方法
US10354707B2 (en) Composite seed layer
JP3050189B2 (ja) 磁気抵抗効果素子及びその製造方法
JP3531399B2 (ja) 磁気抵抗効果素子
JPH10162322A (ja) 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
JP3473016B2 (ja) 強磁性トンネル接合素子と磁気ヘッドと磁気メモリ
JP4403337B2 (ja) トンネル磁気抵抗効果素子、及びトンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド
JPH1091920A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッド
JP3055662B2 (ja) 強磁性トンネル接合
JP2000276716A (ja) 磁気抵抗効果型ヘッドおよびその製造方法および磁気記憶装置
JP2000150985A (ja) 磁気抵抗効果素子
JP4124533B2 (ja) 強磁性トンネル接合素子及びその製造方法
JP3382866B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
KR0123448B1 (ko) 자기저항효과센서
JP3520242B2 (ja) 磁気ヘッド
EP1424688A2 (en) Spin valve head and magnetic recording device using the same
US6671140B1 (en) Magnetic head using a magnetoresistance effect based on ferromagnetic junction, and magnetic recording/reproducing apparatus using the same
JP3097834B2 (ja) 磁気ヘッド
JP2907805B1 (ja) 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置
JP2004128026A (ja) 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録装置
JP2000231706A (ja) 磁気記録再生ヘッドおよびそれを用いた磁気記憶装置並びにその製造方法