KR100378411B1

KR100378411B1 - 자기저항헤드 및 이를 이용한 자기저항검출시스템 및자기기억시스템

Info

Publication number: KR100378411B1
Application number: KR10-2000-0033442A
Authority: KR
Inventors: 하야시가즈히꼬; 나까다마사후미; 후까미에이조; 나가하라기요까즈; 혼조히로아끼; 이시하라구니히꼬; 도바다마끼; 쯔게히사나오; 가미조아쯔시
Original assignee: 닛뽕덴끼 가부시끼가이샤
Priority date: 1999-06-17
Filing date: 2000-06-17
Publication date: 2003-03-29
Also published as: US6538861B1; JP2001006126A; KR20010007425A

Abstract

자기저항효과에 의존하여 동작하는 자기저항헤드는, 하부전극과 상부전극 사이에 배치된 강자성터널접합 (MTJ) 막을 사용하여 구성된다. 이 강자성터널접합막은 하부전극상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 기본구성으로 한다. 여기서, 강자성터널접합막은 소정의 방법으로 제조시의 정전파괴를 피하도록 설계된다. 예를 들면, 배리어층의 두께는 중앙부에 비해 단부에서 감소된다. 또한, 배리어층은 그 단부에서 결함을 갖는다. 또한, 배리어층의 단부 근방에 접속된 도전체를 제공할 수도 있다. 또한, 강자성터널접합막의 패터닝을 위한 밀링에 의해 생성된 재부착물을, ABS 면과 반대측의 강자성터널접합막의 특정 단자면에 부착시키는 것도 가능하다. 이에 의해 프리층과 고정층 사이에 과전류를 허용하는 바이패스가 제공된다. 또한, 강자성터널접합막의 단면에 부착된 재부착물의 양을 제어하기 위해서는 조정밀링이나 플라즈마 산화를 이용한다. 이와 같이, 재부착물의 양을 최적화함으로서, 자기저항헤드의 제조수율을 높일 수 있게 된다.

Description

자기저항헤드 및 이를 이용한 자기저항검출시스템 및 자기기억시스템 {MAGNETORESISTIVE HEAD, MAGNETIC RESISTANCE DETECTION SYSTEM AND MAGNETIC STORAGE SYSTEM USING IT}

본 발명은 자기기록매체에 기록된 정보신호를 판독하는 자기센서 및 변환기에 관한 것으로, 특히, 그 동작이 자기저항효과에 의존하는 자기저항헤드에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 자기저항헤드를 구비한 자기저항검출시스템 및 자기기억시스템에 관한 것이다.

이 출원은 일본 특개평 제 11-171661 호 공보에 기초하며, 그 내용이 여기서 참조된다.

종래에는, 자기저항 (MR) 센서 또는 헤드라고 하는 다양한 자기판독헤드 (변환기) 가 있었다. 이들 센서 또는 헤드는 큰 선형밀도로 매체의 자성표면에 있는 데이터를 판독할 수 있다고 잘 알려져 있다. MR 센서는 판독소자에 의해 감지되는 자속의 강도와 방향의 함수를 나타내는 저항변화를 이용하여 자계신호를 검출한다. 이러한 종래의 MR 센서는, 판독소자의 저항의 일 성분이 자화방향과 판독소자내에 흐르는 감지전류의 방향에 의해 형성되는 각도의 코사인의 2승에 비례하여 변하는 이방성 자기저항 (AMR) 효과에 기초하여 동작한다. AMR 효과의 보다 상세한 설명은, 1975년 IEEE Trans.on Mag. MAG-11, p.l039 의, David A. Thompson 등의 논문 "Thin Film Magnetoresistors in Memory, Storage and Related Applications" 에 기재되어 있다. 통상, AMR 효과를 이용한 자기헤드에서는 벌크하우젠 (Barkhausen) 노이즈를 감소시키기 위해 장방향의 바이어스를 자주 인가한다. 소정의 경우, 이 장방향 바이어스 인가용 재료로서, FeMn, NiMn, 및 니켈산화물 등의 반강자성재료를 사용한다.

최근의 일부 논문에서는, 적층자기센서의 저항변화가 비자성층을 샌드위치하는 자성층간에서의 전도전자의 스핀의존성 전송, 및 이에 수반되는 층계면에서의 스핀의존성 산란을 유발하는 현저히 향상된 자기저항효과를 소개하였다. 이러한 자기저항효과는, "거대자기저항효과" 나 "스핀-버블 효과" 와 같은 여러가지 명칭으로 불리고 있다. 이들 효과를 이용한 자기저항센서는 적당히 선택된 재료로 이루어질 수 있다. AMR 효과를 이용한 일반적인 센서와 비교하여, 이들 센서는 감도가 크게 개선되고, 저항변화가 크다. 이들 자기저항센서에서는, 비자성층에 의해 서로 분리된 한 쌍의 강자성체층 사이에서 측정되는 평면저항이 2개의 강자성층의 자화방향 사이의 각도의 여현에 비례하여 변화한다.

일본 공개특허공보 평2-61572호 (일본특허번호 2,651,015) 에는, 자성층내의 자화의 반평행정렬에 의해서 생기는 높은 자기저항 변화를 가져오는 적층자성구조가 기재되어 있다. 적층자기구조로 사용가능한 재료로서, 상기 특허공보명세서에는 천이금속 및 합금을 들고 있다. 또한, 중간층에 의해 분리되는 적어도 2개의 강자성층의 한편에 고정된 고정층을 부가한 구조가 개시되어 있다. 또한, 고정층의 형성에 적당한 재료로서 FeMn 을 들고 있다.

일본 공개특허공보 평4-103014호에는, 강자성층에 중간층을 삽입한 다층막을 이용한 강자성 터널접합소자가 개시되어 있다. 여기서는, 반강자성체에 의해 적어도 하나의 강자성층에 바이어스자계가 인가되는 강자성 터널효과막에 대해 설명하고 있다.

일반적으로, 강자성 터널접합막 (MTJ 막)을 이용한 실드형 (shield type) 자기저항효과소자는, 프리층/배리어층/고정층을 기본구성으로 하고 있다. 여기서, 배리어층은 절연층인 반면, 프리층과 고정층은 금속층이다. 이러한 프리층, 배리어층 및 고정층의 기본 구조가 실질적으로 컨덴서처럼 작용하기 때문에, 전하가 프리층과 고정층에 쉽게 축적되는 단점이 있었다. 즉, 자기저항효과소자의 제조공정에서 프리층과 고정층 사이의 영역에 전하가 축적된다. 만일 이 영역에 너무 과다한 전하가 축적되면, 배리어층의 양단면에 큰 전압이 인가되게 된다. 따라서, 전기방전에 의해 배리어층이 파괴되어 버리게 된다. MTJ막을 사용한 자기저항효과소자가 저항변화는, 절연층양단에서의 강자성체의 분극에 의해 유발된다. 만일 절연파괴가 생겨 전류의 바이패스 경로가 형성되면, 자기저항효과소자로 인한 저항변화가 더 이상 발생되지 않게 된다.

MTJ막을 이용한 자기 기록/재생 헤드의 제조 단계는 이하와 같다.

(1) 실드 형성

(2) 하부갭 형성

(3) 하부전극 형성

(4) MTJ막 형성

(5) 장방향 바이어스 형성

(6) 상부전극 형성

(7) 상부갭 형성

(8) 공통폴 형성

(9) 요크 형성

(10) 코일 형성

(11) 절연체 형성

(12) 상부폴 형성

(13) 단자 형성

(14) ABS면 래핑.

상기에서, 하부실드, 하부갭, 하부전극, MTJ막, 장방향 바이어스, 상부전극, 상부갭, 공통폴, 요크, 코일, 절연체 및 상부폴의 형성에는 많은 경우에 포토레지스트 (PR) 형성 기술이 이용된다. 이 경우, 포토레지스트에 대해 프리베이킹 (pre-baking), 포지티브/네가티브 반전 베이킹 및 포스트베이킹 (post-baking) 등과 같은 베이킹 작업이 수행된다. 이들 작업은 고온의 건조 분위기 속에서 행하여지기 때문에, 정전기가 발생하기 쉽다. MTJ막 형성 이후의 정전기의 발생은 즉시 배리어층의 정전파괴를 유발한다. 상기 공정중의 일부에서는, 포토레지스트의 형성 후에 밀링이 행해진다. 그러나, 밀링시의 이온발생에 의해 (MTJ) 프리층 및 고정층이 충전된다. 이에 의해 종종 배리어층의 정전파괴가 발생된다.

상술한 바와 같이, 제조 작업 동안에 발생되는 전하에 의해 MTJ막의 배리어층이 파괴된다. 그 결과, 상술한 제조기술로는 자기저항헤드를 잘 생산할 수가 없어, 자기저항헤드의 수율이 크게 감소되는 문제가 있었다.

본 발명의 목적은 제조시의 정전파괴를 피하도록 설계된 자기저항헤드를 제공하는 데 있다.

본 발명의 또다른 목적은 자기저항헤드를 구비한 자기저항 검출시스템 및 자기기억시스템을 제공하는 데 있다.

자기저항효과에 의존하여 동작하는 자기저항헤드는, 하부전극과 상부전극 사이에 배치된 강자성터널접합 (MTJ) 막을 사용하여 구성된다. 이 강자성터널접합막은 하부전극상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 기본구성으로 한다. 강자성터널접합막의 양측면에는 장방향바이어스층 및 절연층이 배치된다.

본 발명은 소정의 방법으로 강자성터널접합막이 제조시의 정전파괴를 피하도록 설계된 것을 특징으로 한다. 예를 들면, 배리어층의 두께는 중앙부에 비해 단부에서 감소된다. 또한, 배리어층은 그 단부에서 결함을 갖는다. 또한, 배리어층의 단부 근방에 접속된 도전체를 제공할 수도 있다. 또한, 강자성터널접합막의 패터닝을 위한 밀링에 의해 생성된 재부착물을, ABS 면과 반대측의 강자성터널접합막의 특정 단자면에 부착시키는 것도 가능하다. 이에 의해 프리층과 고정층 사이에 과전류를 허용하는 바이패스가 제공된다. 또한, 강자성터널접합막의 단면에 부착된 재부착물의 양을 제어하기 위해서는 조정밀링이나 플라즈마 산화를 이용한다. 이와 같이, 재부착물의 양을 최적화함으로서, 자기저항헤드의 제조수율을 높일 수 있게 된다.

또한, 상술한 자기저항헤드를 사용한 자기저항 검출시스템 및 자기기억시스템을 제공할 수도 있다. 예를 들면, 자기디스크장치에 자기디스크를 설치하고, 그 자기디스크상에 자기저항헤드를 사용하여 데이터를 기록하거나 재생한다.

도 1 은 ABS 면에 평행한 절단면에서 본 자기저항헤드의 헤드재생부의 구조의 일 예를 나타낸 단면도.

도 2 는 ABS 면에 평행한 절단면에서 본 자기저항헤드의 헤드재생부의 구조의 또다른 예를 나타낸 단면도.

도 3 은 ABS 면에 수직한 절단면에서 본 도 1 의 자기저항헤드의 구조를 나타낸 단면도.

도 4 는 도 3 에서 선택된 부분을 확대시킨 구조의 일 예를 나타낸 확대단면도.

도 5 는 도 3 에서 선택된 부분을 확대시킨 구조의 또다른 예를 나타낸 확대단면도.

도 6 은 ABS 면에 수직한 절단면에서 본, 본 발명에 따른 자기저항헤드의 기본 구성을 개략적으로 나타낸 단면도.

도 7 은 배리어층의 두께가 ABS 면에 근접하게 감소된 도 6 의 자기저항헤드의 구조의 일 예를 나타낸 단면도.

도 8 은 배리어층의 두께가 ABS 면에 근접하게 감소된 도 6 의 자기저항헤드의 구조의 또다른 예를 나타낸 단면도.

도 9 는 ABS 면을 따라 배리어층과 접속된 도전체를 구비한 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 3 예를 나타낸 단면도.

도 10 은 ABS 면을 따라 배리어층과 접속된 도전체를 구비한 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 4 예를 나타낸 단면도.

도 11 은 ABS 면을 따라 배리어층과 접속된 도전체를 구비한 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 5 예를 나타낸 단면도.

도 12 는 배리어층의 두께가 ABS 면에 대향하는 단자표면에 근접하게 감소되는 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 6 예를 나타낸 단면도.

도 13 은 ABS 면에 대향하는 단자표면에 근접하게 배리어층의 결함이 있는 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 7 예를 나타낸 단면도.

도 14 는 단자표면을 따라 배리어층과 접속된 도전체를 구비한 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 8 예를 나타낸 단면도.

도 15 는 단자표면을 따라 배리어층과 접속된 도전체를 구비한 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 9 예를 나타낸 단면도.

도 16 은 단자표면을 따라 배리어층과 접속된 도전체를 구비한 도 6 의 자기저항헤드 구조의 제 10 예를 나타낸 단면도.

도 17a 는 일반적인 기술에 따라 도 1 의 구조를 갖는 헤드의 제조에 사용되는 기재를 간단히 나타낸 도면.

도 17b 는 기재상에 스텐실 포토레지스트의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 17c 는 장방향 바이어스 및 절연층의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 17d 는 포토레지스트의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 17e 는 밀링이 배리어층까지 영향을 미치는 단계를 나타낸 도면.

도 17f 는 리프트오프 (lift-off) 를 위한 단계를 나타낸 도면.

도 17g 는 절연층에 구멍을 내는 단계를 나타낸 도면.

도 17h 는 상부전극 및 상부실드의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 18a 는 일반적인 기술에 따라 도 2 의 구조를 갖는 헤드의 제조에 사용되는 기재를 간단히 나타낸 도면.

도 18b 는 기재상에 스텐실 포토레지스트의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 18c 는 밀링이 배리어층까지 영향을 미치는 단계를 나타낸 도면.

도 18d 는 포토레지스트의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 18e 는 상부전극의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 18f 는 포토레지스트의 형성 및 장방향 바이어스를 위한 단계를 나타낸 도면.

도 18g 는 절연층에 구멍을 내는 단계를 나타낸 도면.

도 18h 는 상부실드의 형성을 위한 단계를 나타낸 도면.

도 19a 는 본 발명의 기술에 따라 도 1 의 구조를 갖는 헤드를 제조하는 제1 제조단계를 나타낸 도면.

도 19b 는 헤드의 제 2 제조단계를 나타낸 도면.

도 19c 는 헤드의 제 3 제조단계를 나타낸 도면.

도 19d 는 헤드의 제 4 제조단계를 나타낸 도면.

도 19e 는 헤드의 제 5 제조단계를 나타낸 도면.

도 19f 는 헤드의 제 6 제조단계를 나타낸 도면.

도 20a 는 헤드의 제 7 제조단계를 나타낸 도면.

도 20b 는 헤드의 제 8 제조단계를 나타낸 도면.

도 20c 는 헤드의 제 9 제조단계를 나타낸 도면.

도 20d 는 헤드의 제 10 제조단계를 나타낸 도면.

도 20e 는 헤드의 제 11 제조단계를 나타낸 도면.

도 21 는 본 발명에 따라 제조된 기록/재생 헤드의 필수구성요소를 나타낸 확대사시도.

도 22 는 본 발명의 자기저항효과소자를 사용한 자기 기록/재생 장치의 필수구성요소를 나타낸 확대사시도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

44 : 상부자극 45 : 재생헤드

46 : ABS 면 50 : 기록헤드

51 : 재생헤드 53 : 기록매체

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

도 1 은 본 발명의 자기저항헤드의 재생헤드부의 일 예를 나타낸 단면도이다. 여기에서, 도 1 은 ABS면에 평행한 절단면을 따라 절단된 자기저항헤드의 재생부를 나타내고 있다. 상세한 구조를 생략함으로서 도면을 다소 간략하게 하며, 기재 (base material) 상에 하부실드가 형성된다. 하부실드는 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다. 또한, 하부실드상에는 하부갭층 (도 1 에 도시된 최하위 부분) 이 형성된다. 또한, 하부갭층상에는 하부전극층이 형성되어 소정의 패턴으로 형상화된다. 또한, 하부전극층상에는 프리층 및 배리어층이 순차적으로 적층된다. 배리어층상의 좌우의 장방향 바이어스층들 사이의 영역에는, 고정층, 고정시키는 층 및 제1 상부전극층이 순차적으로 적층된다. 이들 층은 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다. 한편, 제1 상부전극층은 생략될 수도 있다. 소정 패턴의 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층의 좌우측에는 절연층이 각각 배치된다. 절연층상에는 제 2 상부전극층 및 상부갭층이 적층된다. 이 제 2 상부전극층은 소정의 패턴으로 형상화된다. 도 1 에서는 상부실드 및 기록헤드부가 도시되어 있지 않지만, 이들은 상부갭층 (도 1 의 최상위부분) 에 순차적으로 형성된다. 일 세트의 프리층, 배리어층, 고정층 및 고정시키는 층은 강자성터널 접합막이다. 상술한 헤드의 구조에서, 예를 들어 상부전극으로부터 하부전극으로 전류가 흐른다고 하자. 이 경우, 전류는 제 2 상부전극층으로부터 제 l 상부전극층, 고정시키는 층, 고정층, 배리어층, 프리층을 통과한 다음, 하부전극층으로 흐른다. 여기서, 장방향 바이어스층은 전류의 흐름과는 아무런 관계가 없다. 또한, 장방향 바이어스층은 프리층상에 직접 적층되어 있다. 즉, 장방향 바이어스가 프리층에 충분히 인가된다. 따라서, 이러한 헤드 구조에 의해, 강자성 터널접합막에서의 센스전류의 정확한 흐름과, 프리층에 대한 장방향 바이어스의 정확한 인가를 확실하게 보장할 수 있게 된다.

하부갭층 및 상부갭층이 도 1 의 헤드에 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 이 층들을 생략할 수도 있다. 이 경우, 하부전극층의 적어도 일부가 하부실드와 접하도록 하부실드상에 하부전극층을 직접 형성하거나, 상부전극층의 적어도 일부가 상부실드와 접하도록, 상부전극층상에 상부실드를 직접 형성한다. 또한, 프리층 아래에 배치되는 하부층을 프리층과 접하게 형성할 수도 있다. 또한, 반강자성층상에 배치되는 상부층을 반강자성층상과 접하게 형성할 수도 있다.

도 2 는 본 발명의 응용으로서 자기저항헤드의 헤드재생부의 일 예를 나타낸 단면도이다. 도 2 는 ABS 면에 평행하게 절단된 헤드재생부를 나타내고 있다. 여기서는, 베이스상에 하부실드층이 형성되어 소정의 패턴으로 적절하게 형상화된다. 하부실드상에는 하부전극층이 형성되어 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다. 그 다음, 하부전극층상에 반강자성층, 고정층 및 배리어층이 순차적으로 형성되어 적층된다. 도 2 에서는 상세한 구성이 도시되어 있지는 않지만, 반강자성층, 고정층 및 배리어층이 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다. 프리층의 좌우에는 절연층과 장방향 바이어스층과 같은 2쌍의 층이 각각 배치된다. 이 때, 상기 쌍의 층들의 단부가 프리층의 좌우 단부에 접하도록 각각 배치된다. 또한, 상기 층들상에는 상부전극층이 형성되어 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다.

상부전극층상에는 상부갭층 및 상부실드층이 순차적으로 적층된다. 이 때, 상부실드층은 소정의 패턴으로 형상화된다. 한편, 일 세트의 고정시키는 층, 고정층, 배리어층 및 프리층은 강자성터널접합막이다. 도 2 에 도시된 상술한 헤드 구조에서, 예를 들어 상부전극으로부터 하부전극으로 전류가 흐른다고 하자. 이 경우, 전류는 상부전극으로부터 프리층, 배리어층, 고정층, 고정시키는 층을 순차적으로 통과하여 하부전극층으로 흐른다. 장방향 바이어스층은 절연층 및 배리어층에 의해 고정층 아래에 배치된 일부층들과 전기적으로 절연되어 있다. 따라서, 장방향 바이어스층은 전류의 흐름과는 아무런 관계가 없다. 또한, 장방향 바이어스층은 프리층과 접한다. 따라서, 장방향 바이어스가 프리층에 충분히 인가되게 된다. 따라서, 상술한 도 2 의 구조에 의해, 강자성 터널접합막에서의 센스전류의 정확한 흐름과, 프리층에 대한 장방향 바이어스의 정확한 인가를 확실하게 보장할 수 있게 된다.

한편, 상술한 도 2 의 구조에서 하부갭층 및 상부갭층을 생략할 수도 있다. 이 경우, 하부전극층의 적어도 일부가 하부실드와 접하도록 하부실드상에 하부전극층을 직접 형성한다. 또한, 상부전극층의 적어도 일부가 상부실드와 접하도록, 상부전극층상에 상부실드를 직접 형성한다. 또한, 프리층 아래에 배치되는하부층을 프리층과 접하게 형성할 수도 있다. 또한, 반강자성층상에 배치되는 상부층을 반강자성층상과 접하게 형성할 수도 있다. 또한, 도 2 의 예에서는, 프리층만이 강자성터널접합막 내에서 소정의 패턴으로 형상화된 경우만을 도시하고 있다. 왜냐하면 적어도 프리층은 소정의 패턴으로 형상화될 필요가 있기 때문이다. 즉, 다른 각 층들을 소정의 패턴으로 형상화할 지 적절히 선택할 수가 있다. 장방향 바이어스에 산화물 재료를 사용할 경우에는, 산화물 재료 자체가 절연재료로서의 역할을 하기 때문에 장방향 바이어스층 아래에 배치되는 절연층을 생략할 수도 있다.

다음에, 도 1 및 도 2 에 도시된 상술한 헤드부의 ABS 면에 수직한 다른 절단부에 대해 설명하기로 한다. 즉, 기재상에 하부실드가 형성되어 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다. 하부실드층상에는 하부갭과 하부전극이 순차적으로 형성된다. 여기서, 하부전극은 소정의 패턴으로 형상화된다. 하부전극상의 ABS 면에 근접하는 영역에는 MTJ 소자 및 제 1 전극이 순차적으로 형성된다. 하부전극상의 나머지 영역에는 절연층이 형성된다. 한편, 제 1 상부전극은 생략할 수도 있다. MTJ소자와 제 1 상부전극과 접속된 ABS 면의 반대측에 배치된 선택영역에는 절연층을 두껍게 하는 층이 형성된다. 상부전극과 하부전극간에 충분한 절연성이 확보되는 경우에는 절연층을 두껍게 하는 층을 생략할 수도 있다. ABS 면측에는 제 1 전극과 접하게 제 2 전극이 배치된다. 도 1 및 도 2 에서는 절연층을 두껍게 하는 층상에 제 2 전극이 부분적으로 적층되도록 형성되어 있다. 그러나, 제 2 전극이 반드시 그러한 식으로 배치될 필요는 없다. 그 다음, 상술한 층들상에 상부갭 및 상부실드가 순차적으로 형성된다. 상부실드는 소정의 패턴으로 적절히 형상화된다. 상기에서는 강자성터널접합막의 모든 층들이 소정의 패턴으로 형상화됨을 설명하였다. 물론, 모든 층들이 반드시 소정의 형태로 형상화될 필요는 없다. 따라서, 강자성터널접합막의 층들 각각을 소정의 패턴으로 형성할 지를 적절히 결정할 수가 있다. 패터닝이 중도에 멈추면, 강자성터널접합막의 일부분이 절연층 (들) 의 아래에 있게 된다.

도 3 은 헤드의 기본적인 구조를 간략히 나타낸 도면으로, 원으로 표시된 선택부분이 도 4 에 도시되어 있다. 도 4 는 도 2 의 구조와는 서로 다른 도 1 에 대응한다. 도 4 에서는, 하부전극층상에 기초층, 프리층, 배리어층, 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층이 순차적으로 적층되어 있다. 도 4 는, ABS 면과 반대측에서, 기초층, 프리층, 배리어층, 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층 모두가 소정의 패턴화로 각각 형상화되어 있다. 그러나, 모든 층들이 반드시 소정의 패턴으로 형상화될 필요는 없다. 왜냐하면, 적어도 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층이 소정의 패턴으로 형상화되어야 할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 나머지 층들 각각을 소정의 패턴으로 형상화할 지는 적절히 선택할 수가 있게 된다. 또한, 기판층과 제 1 상부전극층을 생략할 수도 있다. 또한, 제 1 상부전극층 대신에 고정시키는 층을 형성할 수도 있다.

도 5 는 도 3 에서 확대된 선택부분의 다른 예를 나타낸 것이다. 도 5 는 기본적으로 도 1 에 대응한다. 도 5 에서는, 하부전극층상에 기초층, 프리층, 배리어층, 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층이 순차적으로 적층되어 있다. 도 5 는 ABS 면과 반대측에서, 고정층, 고정시키는 층, 제 1 상부전극층이 소정의 패턴으로 각각 형상화된 것을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 적어도 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층은 소정의 패턴으로 형상화될 필요가 있다. 이와 같이, 나머지 층들 각각을 소정의 패턴으로 형상화할지를 적절히 결정할 수가 있다. 한편, 기초층 및 제 1 상부전극층은 생략할 수도 있다. 따라서, 제 1 상부전극층 대신에 고정시키는 층을 형성할 수가 있다.

도 6 은 본 발명에 따른 자기저항헤드의 기본 구조를 나타내는 단면도이다. 여기서는, 하부전극층상에 기초층, 프리층, 배리어층, 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층이 순차적으로 형성되어 있다. 또한, 고정층, 고정시키는 층 및 제 1 상부전극층은 소정의 패턴으로 형상화되며 절연층과 접속되게 배치된다.

도 7 은 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 1 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 예는, ABS 면에 가까운 선택 부분에서 배리어층의 두께가 감소되는 것을 특징으로 한다. 따라서, 프리층과 고정층간에 인가되는 전압이 소정치를 초과할 경우에는, 배리어층의 선단부분 근방의 프리층과 고정층 사이에서 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층의 이러한 선단부는 제조시의 래핑공정에 의해 종종 손상이 된다. 따라서, 배리어층의 선단부가 소량의 전기방전에 의해 손상을 입더라도 자기저항헤드의 특성이 열화되지는 않는다. 또한, ABS 면 근방에서는 배리어층의 두께가 반드시 균일하게 감소될 필요는 없다. 즉, 배리어층의 두께는 부분적으로 감소되도록 형성될 수 있다. 배리어층의 얇은 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 프리층과 고정층은 서로 직접 접촉되도록 배치가능하다.

도 8 은 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 2 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 제 2 예는, ABS 면 근방에 배치된 배리어층에서 결함 (또는 결함들) 을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 배리어층의 이러한 '결함있는' 선단부분에 대한 프리층과 고정층간의 간격은 좁아진다. 따라서, 프리층과 고정층간의 인가전압이 소정값을 초과할 경우, 배리어층의 결함있는 선단부 근방의 프리층과 고정층 사이에서 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 결함부에 대응하는 영역으로 반드시 확장될 필요는 없다. 배리어층의 이러한 영역에 있는 결함으로 인해 소량의 전기방전에 의한 손상을 입더라도, 자기저항헤드의 특성이 열화되지는 않는다. 한편, 프리층과 고정층 사이의 간격은, ABS 면 근방에서 배리어층의 결함에 따라 반드시 균일하게 감소될 필요는 없다. 즉, ABS 면 근방에서 배리어층의 두께가 부분적으로 감소될 수 있다. 이러한 이유로, 배리어층의 결함부 근방에서 프리층과 고정층 사이에 측정되는 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 프리층과 고정층은 서로 직접 접촉되도록 배치가능하다.

도 9 는 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 3 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면 외부에 배치되는 도전체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 도전체가 고정층과는 전기적으로 접촉되게 배치되지만 프리층과는 전기적으로 절연된다. 또한, 도전체의 선단부가 배리어층에 접속되거나 부착되되, 도전체와 프리층 사이의 간격이 ABS 면 근방의 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁아지도록 배리어층에 접속되거나 부착된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 프리층과 도전체의 선단부 사이에 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 도전체의 선단부에 대응하는 영역으로 확장되지 않는다. 따라서, 이들 사이에 전기방전이 발생되더라도, 이 부분은 자기저항레드의 출력에는 관계가 없으므로, 자기저항헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 프리층과 도전체 선단부 사이의 간격은 ABS 면 근방에서 반드시 균일하게 변할 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 도전체 선단부와 프리층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 도전체 선단부와 프리층은 서로 직접 접촉되도록 배치가능하다.

도 1O 은 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 4 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 제 4 예는 ABS 면 외부에 배치되는 도전체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 도전체는, 프리층과는 전기적으로 접촉되게 배치되지만 고정층과는 전기적으로 절연된다. 또한, 도전체의 선단부가 배리어층에 접속되거나 부착되되, 도전체와 프리층 사이의 간격이 ABS 면 근방에서 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁아지도록 배리어층에 접속되거나 부착된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 고정층과 도전체의 선단부 사이에 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 도전체의 선단부에 대응하는 영역으로 확장되지 않는다. 따라서, 이러한 영역에 전기방전이 발생되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 고정층과 도전체 선단부 사이의 간격은 ABS 면 근방에서 반드시 균일하게 변할 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 도전체 선단부와 프리층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 도전체 선단부가 고정층에 직접 접촉되도록 배치가능하다.

도 11 은 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 5 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면 외부에 배치되는 제 1 도전체 및 제 2 도전체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 즉, 제 1 도전체는 프리층과는 전기적으로 접촉되고 고정층과는 전기적으로 절연되도록 배치되는 반면, 제 2 도전체는 고정층과는 전기적으로 접촉되고 프리층과는 전기적으로 절연되도록 배치된다. 또한, 도전체의 선단부가 배리어층에 접속되거나 부착되되, 제 1도전체와 제 2 도전체 사이의 간격이 ABS 면 근방에서 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁아지도록 배리어층에 접속되거나 부착된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 고정층과 도전체의 선단부 사이에 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 도전체의 선단부에 대응하는 영역으로 확장되지 않는다. 그러므로, 이러한 영역은 헤드의 출력에는 관계가 없다. 따라서, 이러한 영역에 전기방전이 발생되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 도전체 선단부들 사이의 간격은 ABS 면 근방에서 반드시 균일하게 변할 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 도전체 선단부들 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 도전체 선단부들이 서로 접촉될 수 있다.

도 12 는 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 6 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면과 반대측의 단부면에 가까운 배리어층 부분의 두께가 감소된 것을 특징으로 한다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 두께가 감소된 배리어층의 단부 근방의 고정층과 고정층 사이에서 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 매체로부터의 누설자장은 배리어층의 단부에 대응하는 영역에 거의 영향을 주지 않는다. 따라서, 이러한 영역에 발생되는 미량의 전기방전에 의해 헤드가 손상되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 배리어층의 단부의 두께는 ABS 면과 반대측의 단자면 근방에서 반드시 균일하게 감소될 필요는 없다. 즉, 배리어층의 단부에서는 두께가 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 프리층과 배리어층의 단부를 샌드위치하는 고정층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 프리층과 고정층은 서로 인접하게 배치가능하다.

도 13 은 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 7 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면과 반대측 단부면 근방에 있는 배리어층에 결함 (또는 결함들) 을 갖는 것을 특징으로 한다. 따라서, 배리어층의 결함에 대응하는 영역에서 프리층과 고정층 사이의 간격이 감소된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 배리어층의 결함으로 인해 이들 사이의 간격이 감소되는 영역 근방의 프정층과 고정층 사이에서 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층이 이러한 영역으로는 연장되지 않아서, 이 영역에서 발생되는 미량의 전기방전에 의해 배리어층이 그다지 손상되지는 않는다. 따라서, 소량의 전기방전이 발생되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 프리층과 고정층 사이의 간격은 ABS 면과 반대측의 단자면 근방에서 반드시 균일하게 감소될 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 감소될 수가 있다. 프리층과 배리어층의 결함을 샌드위치하는 고정층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 프리층과 고정층은 서로 인접하게 배치가능하다.

도 14 는 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 8 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 이용하여 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면의 반대측의 단자면 외부에 배치되는 도전체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이 도전체는 고정층과는 전기적으로 접촉되게 배치되지만 프리층과는 절연되게 배치된다. 또한, 도전체의 선단부가 배리어층에 접속되거나 부착되되, 도전체와 프리층 사이의 간격이 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁아지도록 배리어층에 접속되거나 부착된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 고정층과 도전체의 선단부 사이에 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 도전체의 선단부에 대응하는 영역으로 확장되지 않아서, 이러한 영역은 헤드의 출력에는 아무런 관계가 없다. 따라서, 이러한 영역에 전기방전이 발생되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 고정층과 도전체 선단부 사이의 간격은 ABS 면 반대측의 단자면 근방에서 반드시 균일하게 변할 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 따라서, 도전체 선단부와 프리층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 도전체 선단부가 프리층에 직접 접촉되도록 배치가능하다.

도 l5 는 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 9 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 이용하여 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면의 반대측의 단자면 외부에 배치되는 도전체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 이 도전체는 프리층과는 전기적으로 접촉되게 배치되지만 고정층과는 절연되게 배치된다. 또한, 도전체의 선단부가 배리어층에 접속되거나 부착되되, 도전체와 고정층 사이의 간격이 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁아지도록 배리어층에 접속되거나 부착된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 고정층과 도전체의 선단부 사이에 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 도전체의 선단부에 대응하는 영역으로 확장되지 않아서, 이러한 영역은 헤드의 출력에는 아무런 관계가 없다. 따라서, 이러한 영역에 전기방전이 발생되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 고정층과 도전체 선단부 사이의 간격은 ABS 면 반대측의 단자면 근방에서 반드시 균일하게 변할 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 따라서, 도전체 선단부와 고정층 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 도전체 선단부가 고정층에 직접 접촉되도록 배치가능하다.

도 16 은 도 6 의 자기저항헤드의 구조에 대한 제 10 예를 나타낸 단면도로서, ABS 면에 수직한 절단면을 따라 절단된 것이다. 이 예는 ABS 면의 반대측의 단자면 외부에 배치되는 제 1 도전체 및 제 2 도전체를 제공하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 제 1 도전체는 프리층과는 전기적으로 접촉되게 배치되지만 고정층과는 절연되는 반면, 제 2 도전체는 고정층과는 전기적으로 접촉되게 배치되지만 프리층과는 절연된다. 또한, 도전체의 선단부가 배리어층에 접속되거나 부착되되, 도전체들 사이의 간격이 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁아지도록 배리어층에 접속되거나 부착된다. 따라서, 프리층과 고정층 사이의 전위차가 소정값을 초과하면, 도전체 선단부들 사이에 전기방전이 발생된다. 통상적으로, 배리어층은 도전체의 선단부에 대응하는 영역으로 확장되지 않아서, 이러한 영역은 헤드의 출력에는 아무런 관계가 없다. 따라서, 이러한 영역에 전기방전이 발생되더라도, 헤드의 특성이 그다지 열화되지는 않는다. 한편, 도전체 선단부들 사이의 간격은 ABS 면 반대측의 단자면 근방에서 반드시 균일하게 변할 필요는 없다. 즉, 선택된 위치에서는 부분적으로 좁더라도 상관이 없다. 따라서, 도전체 선단부들 사이의 전기전도도는, 배리어층의 정상 부분을 샌드위치하는 고정층과 프리층 사이의 전기전도도보다 충분히 작아야 하는 조건은 반드시 충족되어야 한다. 따라서, 이 조건이 충족되기만 한다면, 도전체 선단부들이 서로 직접적으로 접촉되도록 배치가능하다.

도 4 내지 도 16 에 도시된 구조의 상기 예들은 도 1 의 구조에 기초한다. 이와 유사하게, 이들 구조에 대한 예들을 도 2 의 구조에 기초하게 할 수도 있다. 도 2 의 구조의 경우, 순차적으로 형성되어 적층된 층들에 의해 헤드가 구성된다. 구체적으로, 도 2 의 구조에 대응하는 헤드에 대한 각 예는, 하부측으로부터 상부측으로 수직방향으로 순차배치된 하부전극층, 기초층, 고정시키는 층, 고정층, 배리어층, 프리층 및 제 1 상부전극층으로 구성된다. 여기서, 도 2 구조의 헤드는, 배리어층을 샌드위치하는 프리층과 고정층간의 위치 관계가 도 1 구조의 헤드와 비교해서 상하가 역전된 것을 제외하고는, 도 1 구조의 (도 4 내지 도 16 에 도시된) 헤드와 기본적으로 유사하다. 따라서, 본 발명의 개념을 도 2 구조를 이용한 유사예들에 유사하게 적용할 수가 있다.

이하, 헤드의 구조 및 헤드의 제조공정에 대해 상세하게 설명한다.

먼저, 헤드의 상기 구조를 구성하는 소자에 사용되는 재료에 대해 설명한다. 각 층에 효율적으로 사용되는 다양한 재료를 제시한다.

기재로서는, 알틱 (altic), SiC, 알루미나, 알틱/알루미나, SiC/알루미나가 있다.

하부실드층으로서는, NiFe, CoZr, 또는 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi합금, FeAlSi, 질화철계재료, MnZn페라이트, NiZn페라이트, MgZn 페라이트 중에서 선택된 재료에 의해 이루어지는 단체 (single substance), 다층막 및 혼합물이 있다.

하부전극으로서는, Au, Ag, Cu, No, W, Y, Ti, Zr, H f, V, Nb, Pt, Ta 중에서 선택된 재료로 이루어지는 단체, 다층막 및 혼합물이 있다.

계면제어층으로서는, Al 산화물, Si 산화물, 질화알루미늄, 질화실리콘, 다이아몬드 재질카본, Au, Ag, Cu, Mo, W, Y, Ti, Zr, H f, V, Pt, Nb, Ta 로 이루어지는 단체, 다층막 및 혼합물이 있다.

상부전극층으로서는, Au, Ag, Cu, Mo, W, Y, Pt, Ti, Zr, H f, V, Nb, Ta 로 이루어지는 단체, 다층막, 및 혼합물이 있다.

상부실드층으로서는, NiFe, CoZr, 또는 CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrT.a, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi합금, FeAlSi, 질화철계재료, MnZn페라이트, NiZn페라이트, MgZn 페라이트로 이루어지는 단체, 다층막 및 혼합물이 있다.

절연층으로서는, Al 산화물, Si 산화물, 질화알루미늄, 질화실리콘, 다이아몬드재질 카본으로 이루어지는 단체, 다층막 및 혼합물이 있다.

하부갭층으로서는, A1 산화물, Si 산화물, 질화알루미늄, 질화실리콘, 다이아몬드재질 카본으로 이루어지는 단체, 다층막, 및 혼합물이 있다.

상부갭층으로서는, Al 산화물, Si 산화물, 질화알루미늄, 질화실리콘, 다이아몬드재질 카본으로 이루어지는 단체, 다층막, 및 혼합물이 있다.

상부층으로서는, Au, Ag, Cu, No, W, Y, Ti, Pt, Zr, H f, V, Nb, Ta로 이루어지는 단체, 다층막, 및 혼합물이 있다.

장방향 바이어스층으로서는, CoCrPt, CoCr, CoPt, CoCrTa, FeMn, NiMn, Ni 산화물, NiCo 산화물, Fe 산화물, NiFe 산화물, IrMn, PtMn, PtPdMn, ReMn, Co페라이트, Ba 페라이트로 이루어지는 단체, 다층막, 및 혼합물이 있다.

자기저항 (효과) 막으로서는, 하기의 층 구성을 이용할 수 있다.

(1) 기체 (Base), 기초층, 프리층, 제1 MR 인핸스먼트층, 배리어층, 제2 MR 인핸스먼트층, 고정층, 고정시키는 층, 보호층.

(2) 기체, 기초층, 고정시키는 층, 고정층, 제1 MR 인핸스먼트층, 배리어층, 제2 MR 인핸스먼트층, 프리층, 보호층.

(3) 기체, 기초층, 제1고정시키는 층, 제1고정층, 제1 MR 인핸스먼트층, 배리어층, 제2 MR 인핸스먼트층, 프리층, 제3 MR 인핸스먼트층, 배리어층, 제4 MR 인핸스먼트층, 제2고정층, 제2고정시키는 층, 보호층.

(4) 기체, 기초층, 고정층, 제1 MR 인핸스먼트층, 배리어층, 제2 MR 인핸스먼트층, 프리층, 보호층.

(5) 기체, 기초층, 프리층, 제1 MR 인핸스먼트층, 배리어층, 제2 MR 인핸스먼트층, 고정층, 보호층.

기초층으로서는, 금속, 산화물, 질화물로 이루어지는 단층막, 혼합물막, 또는 다층막을 이용한다. 구체적으로는, Ta, H f, Zr, W, Cr, Ti, Mo, Pt, Ni, Ir, Cu, Ag, Co, Zn, Ru, Rh, Re, Au, Os, Pd, Nb, V 중에서 선택된 재료들이다. 즉, 이들 재료를 사용한 산화물 또는 질화물로 이루어지는 단층막, 혼합물막, 또는 다층막으로 기초층을 형성한다. 또한, Ta, H f, Zr, W, Cr, Ti, Mo, Pt, Ni, Ir, Cu, Ag, Co, Zn, Ru, Rh, Re, Au, Os, Pd, Nb, V 중에서 선택된 첨가원소를 사용할 수도 있다. 한편, 헤드에 기초층이 반드시 있지 않을 수도 있다.

프리층으로서는, NiFe, CoFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrN·b, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi합금, 또는 비정질자성재료를 이용할 수 있다.

배리어층으로서는, 산화물, 질화물, 산화물과 질화물의 혼합물 또는 금속/산화물 2층막, 금속/질화물 2층막, 금속/(산화물과 질화물과의 혼합물) 2층막을 사용할 수 있다. 이 때, 제 1 막과 제 2 막을 포함하는 적층막으로 배리어층을 구성할 수도 있다. 제 1 막으로서는, Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, H f, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, Al, Ti, Ta, Pt, Ni, Co, Re, V 중에서 선택된 산화물 및 질화물로 이루어지는 단체, 다층막, 혼합물이 있다. 제 2 막으로서는, Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, H f, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, Al, Ti, Ta, Pt, Ni, Co, Re, V 중에서 선택된 산화물 및 질화물로 이루어지는 단체, 다층막, 혼합물이 있다.

제 1 및 제 2 MR 인핸스먼트층으로서는, Co, NiFeCo, FeCo 등을 사용할 수 있다. 또는, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 합금 또는 비정질자성재료를 사용할 수도 있다. 한편, MR 인핸스먼트층은 생략할 수도 있다. 이 경우에는, MR 인핸스먼트층을 사용하는 헤드와 비교하여 헤드의 MR비가 약간 감소된다. 그러나, MR 인핸스먼트층의 생략에 의해 다수의 제조공정이 줄어들게 된다.

고정층으로서는, NiFe, CoFe, NiFeCo, FeCo, CoFeB, CoZrMo, CoZrNb, CoZr, CoZrTa, CoHf, CoTa, CoTaHf, CoNbHf, CoZrNb, CoHfPd, CoTaZrNb, CoZrMoNi 합금 또는 비정질자성재료를 사용할 수 있다. 또한, 고정층은 제 1 막과 제 2 막을 포함하는 적층막으로 구성할 수도 있다. 제 1 막으로서는, 상기의 재료를 사용할 수 있다. 제 2 막으로서는, Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, H f, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, Al, Ti, Ta, Pt, Ni, Co, Re, V 중에서 선택된 재료를 기재로 하는 단체, 합금 또는 적층막을 사용할 수 있다. 특히, Co/Ru/Co, CoFe/Ru/CoFe, CoFeNi/Ru/CoFeNi, Co/Cr/Co, CoFe/Cr/CoFe, CoFeNi/Cr/CoFeNi 는 유력한 후보이다.

고정시키는 층으로서는, FeMn, NiMn, IrMn, RhMn, PtPdMn, ReMn, PtMn, PtCrMn, CrMn, CrAl, TbCo 와 같은 재료를 사용할 수 있다. 또한, Ni 산화물, Fe 산화물, Ni 산화물과 Co 산화물의 혼합물, Ni 산화물과 Fe 산화물의 혼합물, Ni산화물/Co산화물2층막, Ni산화물/Fe산화물2층막, CoCr, CoCrPt, CoCrTa, PtCo 등을사용할 수 있다. PtMn 또는 PtMn 에 Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, H f, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, Al, Ti, Ta 중에서 선택된 재료를 첨가한 재료는 유력한 후보이다.

보호층으로서는, 산화물, 질화물, 산화물과 질화물의 혼합물 또는 금속/산화물2층막, 금속/질화물2층막, 금속/혼합물(즉, 산화물과 질화물의 혼합물) 2층막, 을 사용한다. 제 1 막으로서는, Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, H f, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, A1, Ti, Ta, Pt, Ni, Co, Re, V 에서 선택된 재료의 산화물 및 질화물로 이루어진 단체, 다층막, 혼합물을 사용할 수 있다. 제 2 막으로서는, Ti, V, Cr, Co, Cu, Zn, Y, Zr, Nb, Mo, Tc, Ru, Rh, Pd, Ag, H f, Ta, W, Re, Os, Ir, Pt, Au, Si, Al, Ti, Ta, Pt, Ni, Co, Re, V 에서 선택된 재료의 산화물 및 질화물로 이루어진 단체, 다층막, 혼합물을 사용할 수 있다. 한편, 헤드에서 보호층은 반드시 있지 않을 수도 있다.

이하, 도 1 및 도 2 의 상술한 구조를 갖는 헤드의 제조기술에 대해 설명한다. 먼저, 도 1 및 도 2 의 구조를 갖는 헤드의 일반적인 제조기술에 대해 각각 설명한다. 그 다음, 본 발명이 특징으로 하는 새로운 기술에 대해 설명한다.

도 17a 내지 도 17h 는 도 1 의 구조를 갖는 헤드의 일반적인 제조기술을 나타낸다. 도 17a 에 도시된 바와 같이, 기재상에 하부실드 및 하부전극을 순차적으로 형성한다. 도 17b 는 하부전극상에 스텐실 포토레지스트 (PR) 가 형성된 것을 나타낸다. 그 다음, 장방향 바이어스를 막형성한 후에 리프트오프한다. 또한, 강자성터널접합 (MTJ) 막과 상부전극을 형성한 후에 포토레지스트를 형성한다. 도 17e 는 배리어층까지 "밀링" 을 행하여 절연층을 형성한 것을 나타낸다. 그 다음, "리프트오프" (도 17f 참조) 한다. 도 17g 에서는, 하부전극이 노출될 때까지 절연층을 구멍을 뚫는다. 도 17h 에서는, 상부실드를 형성한다.

도 18a 내지 도 18h 는 도 2 의 구조를 갖는 헤드의 일반적인 제조기술를 나타낸다. 도 18a 에 도시된 바와 같이, 기재상에 하부실드, 하부전극 및 강자성터널접합막을 순차적으로 형성한다. 그 다음, 스텐실 포토레지스트 (PR) 를 형성한다 (도 18b 참조). 도 18c 는 배리어층까지 "밀링" 을 행한 것을 나타낸다. 또한, 절연층 및 장방향 바이어스층을 순차적으로 형성하여 리프트오프한다. 도 18d 는 포토레지스트의 형성을 나타낸다. 절연층까지 "밀링" 을 행한 다음, 포토레지스트를 제거한다 (도 18e 및 도 18f). 도 18g 에서는, 하부전극이 노출되도록 절연층에 구멍을 뚫는다. 도 18h 에서는, 상부실드를 형성한다.

이하, 도 19a 내지 도 19f 및 도 20a 내지 도 20e 를 참조하여 구성요소 (예를 들면, 실제로 제조된 샘플) 의 일 예로서 본 발명의 특정 기술을 상세하게 설명한다. 이 때, 도 1 의 구조를 갖는 샘플에서 11 개의 공정이 순차적으로 수행된다.

1. 공정 1

도 19a 에 도시된 바와 같이, 기재상에 하부실드를 형성한다. 또한, 포토레지스트의 형성 및 밀링 또는 리프트오프에 의해 기재를 소정의 패턴으로 형상화한다. 한편, 패턴의 형성은 굵은 선으로 둘러싸인 영역에 대해 행해진다 (도 19b 참조). 그 다음, 하부갭 및 하부전극을 형성한다.

2. 공정 2

도 19b 에 도시된 바와 같이, 포토레지스트 (PR) 의 형성 및 밀링에 의해 하부전극을 (굵은 선으로 둘러싸인 영역에 대응하는) 소정의 패턴으로 형상화한다. 또한, 하드막막을 밀링한다.

3. 공정 3

도 19c 에 도시된 바와 같이, 리프트오프 포토레지스트를 형성하고, 하부전극을 두껍게 하는 층을 형성하여 리프트오프한다.

4. 공정 4

도 19d 에 도시된 바와 같이, 장방향 바이어스층의 패턴화를 위한 포토레지스트를 형성한 다음, 이 포토레지스트를 밀링하여 (굵은 선으로 둘러싸인 영역에 대응하는) 소정의 형태로 형성한다. 이 기술은 강자성접합 (MTJ) 막과 제 1 상부전극층을 형성하는 것이다.

5. 공정 5

도 19e 에 도시된 바와 같이, MTJ 막을 소정의 패턴으로 형상화하기 위한 포토레지스트를 형성한다. 이 기술은 MTJ 막을 배리어층까지 밀링한 후에 포토레지스트를 제거하는 것이다.

6. 공정 6

도 19f 에 도시된 바와 같이, 포토레지스트를 형성한다. 또한, 배리어층, 프리층, 기초층, 절연층을 밀링하여, 포토레지스트를 제거한다.

7. 공정 7

도 20a 에 도시된 바와 같이, 제 2 상부전극층의 리프트오프용 포토레지스트를 형성한다 (굵은선으로 둘러싸인 영역 참조). 이 기술은 제 2 상부전극층의 형성 후에 리프트오프하는 것이다.

8. 공정 8

도 20b 에 도시된 바와 같이, 상부전극을 두껍게 하는 층의 리프트오프용 포토레지스트를 형성한다 (굵은선으로 둘러싸인 영역 참조). 이 기술은 상부전극을 두껍게 하는 층의 형성 후에 리프트오프하는 것이다.

9. 공정 9

도 20c 에 도시된 바와 같이, 절연층을 두껍게 하는 층의 리프트오프용 포토레지스트를 형성한다. 이 기술은 절연층을 두껍게 하는 층의 형성 후에 리프트오프하는 것이다.

10. 공정 10

도 20d 에 도시된 바와 같이, 전극에 구멍 (굵은 선으로 둘러싸인 영역) 을 내기 위한 포토레지스트 및 상부갭을 형성한다. 이 기술은 전극이 노출될 때까지 밀링한 다음, 포토레지스트를 제거하는 것이다.

11. 공정 11

도 20e 에 도시된 바와 같이, 기록헤드부를 최종적으로 작성한다. 여기서, 기록헤드부는 어떠한 구성을 이용하더라도 괜찮다. 이러한 이유로, 도 20e 에서는 기록헤드부가 상세하게 도시되지 않는다. 기재는 적절한 크기로 절단 및 가공된다. 그 다음, ABS 면이 노출할 때까지 기재를 연마한다.

한편, 일부 장치에 설치되는 헤드의 후공정에 대해서는 도시되어 있지 않다. 즉, 헤드가 매체상에서 최적의 형태로 비행할 수 있도록, ABS 면이 적당한 형태로 가공된다. 그 다음, 헤드에는 서스펜션이 합체된 후에 배선된다. 그 후, 제조된 헤드가 출하된다.

이하, 도 1 의 구조를 갖는 헤드에 대해 상술한 공정을 설명한다. 물론, 도 2 의 구조를 갖는 헤드는 유사한 공정으로 제조할 수 있다.

이하, 도 6 내지 도 16 에 도시된 상술한 예들의 실현 방법에 대해 설명한다.

도 6 및 도 7 의 예들은 다음과 같은 소정의 방법으로 제조된다.

배리어층의 형성을 완료하면 MTJ 막의 형성을 임시적으로 중단하여, 헤드의 이전 구성요소가 노출되어 배리어층의 ABS 단부를 제외하고 포토레지스트로 커버한다. 헤드의 이전 구성요소의 배리어층의 선단부를 밀링한 다음, 포토레지스트를 제거한다. 그 후, 배리어층의 상부에 오는 층을 순차적으로 형성한다.

도 7 의 예의 또다른 실현 방법은, 재생헤드부 및 기록헤드부를 완전히 형성한 후에 ABS 면을 정하는 래핑을 위한 래핑 (또는 연마) 조건을 최적화하는 것이다. 구체적으로, MTJ 막면에 평행히 연마하면, 배리어층은 경도는 높지만 쉽게 부서진다. 이에 의해 프리층과 고정층만이 MTJ 막으로 남게 되는 상태가 발생되는데, 이는 도 7 의 예와 동일한 구조이다. 도 7 의 구조를 실현하기 위해서는, 연마방향 이외에 연마조건을 계획할 필요가 있다. 예를 들면, 연마제의 종류, 가중, 헤드와 연마제와의 상대속도 및 온도와 같은 래핑에 중요한 파라미터들을 들 수 있다.

도 8 내지 도 10 의 예는 밀링시의 재부착을 적극적으로 활용함으로서 실현가능하다. MTJ 막의 패터닝 공정에서, 배리어층보다 하부에 위치하는 층까지 밀링하면, 밀링시에 방출된 원자가 모여 배리어층의 단부에서 층을 형성한다. 이러한 층을 재부착층이라고 한다. 이 층을 적절히 형상화함으로서, 도 8 내지 도 1O 에 도시된 구조를 실현할 수가 있다. 일반적으로, 도 8 내지 도 10 의 구조가 혼재하고 있는 것이 많지만 효과는 같다. 재부착층의 최적화는, 패터닝에 이용하는 밀링장치의 종류, 밀링각도, 밀링율, 가스압력, 및 배리어층보다 하부에 있는 밀링 목표층에 의존한다.

도 12 및 도 13 의 예들은 다음과 같은 소정의 방법으로 실현된다.

배리어층의 형성을 완료하면 MTJ 막의 형성을 임시적으로 중단하여, 헤드의 이전 구성요소를 노출시킨 후 배리어층의 ABS 면 및 그 반대편 단부를 제외하고 포토레지스트로 커버한다. 배리어층의 단부를 밀링한 다음, 포토레지스트를 제거한다. 그 후, 배리어층상에 배리어층의 상부에 오는 층을 순차적으로 형성한다.

도 14 내지 도 16 의 예들은 밀링시의 재부착을 적극적으로 활용함으로써 실현할 수 있다. MTJ 막의 패터닝공정에서, 배리어층보다 하부에 위치하는 층까지 밀링하면, 밀링시에 방출된 원자가 모여 배리어층의 단부에서 층을 형성한다. 이러한 층을 재부착층이라고 한다. 이 층을 적절히 형상화함으로서, 도 14 내지 도 16 의 구조를 실현할 수가 있다. 일반적으로, 도 14 내지 도 16 의 구조가 혼재하고 있는 것이 많지만 효과는 같다. 재부착층의 최적화는, 패터닝에 이용하는 밀링장치의 종류, 밀링각도, 밀링율, 가스압력, 및 배리어층보다 하부에 있는 밀링 목표층에 의존한다.

이하, 본 발명을 적용한 기록/재생 헤드 및 기록/재생 시스템을 설명한다.

도 21 은 본 발명을 적용한 기록/재생헤드의 필수 요소를 나타낸다. 이 기록/재생 헤드는 기재 (42) 상에, 재생헤드(45) 와, 자극 (43), 코일 (41) 및 상부자극 (44) 으로 구성되는 기록헤드로 형성되어 있다. 여기서, 상부실드막과 하부자성막의 기능을 하는 공통막을 형성하거나, 이들 막을 각각 형성할 수도 있다. 기록/재생 헤드를 사용하여, 기록매체상에 신호를 기록하고, 기록매체로부터 신호를 독출할 수 있다. 또한, 도 21 의 기록/재생 헤드는, 재생헤드 (45) 의 감지부분과 기록헤드의 자기갭을 동일한 슬라이더상에서 중첩되도록 형성한다. 이로서, 재생헤드와 기록헤드를 동일 트랙상에 동시에 위치시킬 수 있다. 이 기록/재생 헤드를 슬라이더 형태로 가공하여 자기 기록/재생 장치에 설치한다.

도 22 는 본 발명의 자기저항효과소자를 사용한 자기 기록/재생 장치의 필수 요소를 나타낸다. 여기서, 헤드슬라이더의 기능을 하는 기판 (52) 상에 재생헤드 (51) 및 기록헤드 (50) 를 형성한다. 재생을 위해 헤드슬라이더를 위치시킨다. 헤드슬라이더는 회전하는 기록매체 (53) 와 대향되게 상대운동한다.즉, 헤드슬라이더는 기록매체 (53) 위를 0.2 ㎛ 이하의 소정 높이로 운동하거나, 또는, 기록매체 (53) 의 표면과 접촉상태로 배치된다. 이러한 메카니즘에 의해, 재생헤드 (51) 가 누설자계 (54) 를 검출함으로서 기록매체 (53) 에 기록된 자기신호 (51) 를 독출할 수 있는 소정의 위치에, 헤드슬라이더를 자동적으로 설정할 수 있게 된다.

이하, 본 발명의 실시예를 설명한다.

1. 제 1 실시예1

본 발명의 제 1 실시예에 따라 도 3의 구조를 갖는 헤드를 실제로 제조하였다. 여기서, 강자성터널접합 (MTJ) 막은 다음과 같은 소정의 구성으로 하였다.

/Ta(3nm)/Pt46Mn54(15nm)/Co90Fel0(2nm)/Ru(0.8nm)/Co90Fel0(2nm)/A1산화물(0.7nm)/Co90Fel0(0.5nm)/Ni82Fel8(4nm)/Ta(3nm)을 이용하였다. MTJ막을 완전히 형성한 후에는 250℃ 에서 5시간의 열처리를, MTJ막 형성시의 자계 방향과는 직교하는 방향으로 500 Oe 의 자계를 인가하면서 행하였다. MTJ 막상에서 최하층의 Ta 까지 이전 헤드에 대한 패터닝을 행하였다. MTJ 막의 패터닝은 통상의 밀링장치에 의해 0.3 Pa 의 순 Ar 가스분위기에서 행하였다. 밀링은 MTJ 막의 표면에 수직한 방향으로 행하였다. 밀링에 의해, 최종적으로 완성한 헤드의 MTJ 막의 단면에 재부착물이 형성되어 부착되었다. 이 재부착물에 대한 분석의 결과, 재부착물은 배리어층보다 하부에 위치하고 그 요소들이 밀링시에 재부착되는 /Co90Fel0(0.5nm) /Ni82Fe18(4nm)/Ta(3nm) 인 것을 알았다. 그러나, 재부착물은 양이 지나치게 많고 배리어층에 의해 프리층과 고정층이 완전히 단락됨을 알았다. 배리어층의 두께와 크기를 최적화할 목적으로, 재부착물의 층(또는 층들) 에 조정밀링을 행하였다. 통상적으로, MTJ 소자 (즉, MTJ 막을 갖는 헤드) 에는 4개의 단자면이 있다. 여기서, ABS 면측의 MTJ 소자의 2개 단자면은 후의 래핑공정으로 제거되기 때문에 조정밀링은 하지 않았다. 따라서, 2개의 단자면 (또는 측단면들) 은 MTJ 소자상에서 ABS 면에 수직하게 된다. 이와 같이, MTJ 소자의 막표면에 수직인 방향으로 나머지 2개의 단자표면 각각에 개별적으로 조정밀링을 행하였다. 실제로, 단자면에 45°의 기울기각에서 10분 동안 조정밀링을 행하였다. 이 조정밀링에 의해 MTJ 소자로부터 재부착물을 완전히 제거하였다. 짧게 말해서, 재부착물을 ABS 면과 반대측의 특정 단면상에 형성되도록 제어하는 것이, 본 발명의 적용에서의 중요한 요인이다. 이러한 이유로, 막면에 수직인 방향에서 ABS 면과 반대측으로 45°의 기울기각으로 조정밀링을 행하는데, 이 때 밀링시간은 적절히 변경가능하다. 한편, 조정밀링은 통상의 밀링장치에 의해 0.3 Pa 의 순 Ar 가스분위기에서 행한다.

제 1 실시예의 헤드는 다음의 재료 및 소자에 의해 구성되며, 조성은 "%" 로 표시된다.

기재로서는, 두께2 mm 알틱상에 알루미나를 10㎛ 적층한 것을 사용하였다.

재생헤드부에서는, 하부실드층에는 Co89Zr4Ta4Cr3(1㎛) 을, 하부갭층에는 알루미나 (20nm) 를, 하부갭을 두껍게 하는 층에는 알루미나 (40nm) 를 사용한다. 또한, 하부전극층에는 Ta(l.5nm)/Pt(80nm)/Ta(3nm) 을, 하부전극을 두껍게 하는 층에는 Ta(1.5nm)/Au(40nm)/Ta(3nm) 을, 절연층에는 알루미나(40nm)를, 장방향 바이어스층에는 Cr(10nm)/Co74.5 Crl0.5 Pt15(36nm) 을 사용한다. 또한, 제 1 상부전극층에는 Ta(20nm) 을, 제 2 상부전극층에는 Ta(1.5nm)/Au(40nm)/Ta(3nm) 을, 상부전극을 두껍게 하는 층에는 Ta(1.5nm)/Au(40nm)/Ta(3nm) 을, 상부갭층에는 알루미나(40nm) 를, 상부갭을 두껍게 하는 층에는 알루미나(4Onm) 를 사용하며, 상부실드층은 기록헤드 하부폴로서 기능하는 공통 폴로서 사용된다. 한편, 계면제어층 및 상부층은 제 1 실시예의 헤드에 이용하지 않는다.

기록헤드부에서, 공통폴의 기초에는 Ni82Fe18 (90nm) 을, 공통폴에는 Ni82Fe18(2.5㎛)/Co65Ni12Fe23(0.5㎛)을, 기록갭층에는 알루미나(0.3㎛) 를 사용한다. 또한, 갭을 두껍게 하는 층에는 알루미나 (0.7㎛)를, 코일기초에는 Cr(30nm)/Cu(150nm) 을, 코일에는 Cu (4.5㎛) 을 사용한다. 또한, 상부폴 기초에는 Ti(10nm)/Co65Ni12Fe23(0.1㎛) 을, 상부폴에는 Co65Ni12Fe23(0.5㎛)/Ni82Fe18(3.5㎛) 을, 단자기초에는 Cr(30nm)/Cu(150nm)을, 단자에는 Cu(50㎛) 을 사용한다. 또한, 오버코트에는 알루미나(52㎛) 를, 금속단자기초에는 Ti(10nm)/ Ni82Fe18(0.1㎛)을, 금속단자 (금속단자들) 에는 Au(3㎛)을 하였다.

제 1 실시예의 헤드는 다음과 같은 소정의 공정으로 형성된다.

(A) 재생헤드부의 제작공정

1. 기초 (또는 기판) 세정

2. 하부실드막형성 및 어닐링

3. 얼라인먼트마크 형성 (포토레지스트 형성 → 패터닝 →포토레지스트제거)

4. 하부실드 패터닝 (포토레지스트 형성 → 테이퍼 가공 → 포토레지스트 제거)

5. 하부갭 형성(포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

6. 하부갭 두껍게 하기 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

7. 하부전극 형성(포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

8. 하부전극을 두껍게 하는 층 형성 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

9. 장방향 바이어스막 형성 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

10. MTJ 소자 및 제 1 상부전극 형성 (MTJ 막형성 →제 1 상부전극형성→포토레지스트 형성 →MTJ막의 하부층까지 밀링과 동시에 MTJ 소자의 단면에 재부착물의 형성)

11. MTJ 소자의 단면의 재부착물에 대한 조정밀링

12. MTJ 소자의 ABS 면과 반대측 단면의 재부착물에 대한 조정밀링

13. 절연층 형성 (막형성 →리프트오프)

14. 절연층 및 배리어층에 구멍뚫기 (포토레지스트 형성 →밀링 →포토레지스트 제거)

15. 제 2 상부전극 형성 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

16. 폴높이 모니터 형성 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

17. 상부전극을 두껍게 하기 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

18. 상부갭 형성 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

19. 상부갭 두껍게 하기 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프).

상기에서는, 4가지 종류의 재생헤드부, 즉, 재부착물에 대한 조정밀링을 하지 않은 제 1 형, 2분 동안 조정밀링을 한 제 2 형, 5분 동안 조정밀링을 한 제 3형, 및 lO분 동안 조정밀링을 한 제 4형을 형성하였다. 당연히, 제 1 형이 조정밀링을 행하지 않기 때문에 개부착물의 양이 가장 많다. 재부착물의 양은 밀링시간의 증가에 따라 감소된다. 제 4형은 10분 동안의 조정밀링후에 재부착물이 거의 남아 있지 않았다.

(B) 재생헤드부의 제작공정

1. 공통폴 형성 (제 2 기초막 형성 →프레임 포토레지스트 형성 →공통폴 도금 →커버 포토레지스트 형성 →케미컬 에칭 →기초 제거)

2. 폴높이 구멍 메움 레지스트

3. 갭 형성

4. 갭 두껍게 하는 층 형성 (포토레지스트 형성 →막형성 →리프트오프)

5. PW 의 형성 (상부폴과 공통폴을 자기적으로 접속하기 위한 폴)(포토레지스트 형성 →밀링 →포토레지스트 제거)

6. 코일형성용 SC1 레지스트의 형성 (코일의 절연성을 확보하기 위한 제 1 레지스트)

7. 코일 형성 (기초막 형성 →포토레지스트 형성 →코일도금+ 케미컬에칭→ 기초제거)

8. SC2 레지스트 형성 (코일의 절연성을 확보하기 위한 제 2 레지스트그)

9. 갭 조정밀링

10. 상부폴 형성 (기초막 형성 →프레임레지스트 형성 →상부폴 도금 →도금어닐링 →기초제거 →커버 포토레지스트 형성 →케미컬에칭 →기초제거)

11. 단자 형성 (기초막 형성 →포토레지스트 형성 →단자도금 →케미컬에칭→기초제거)

12. 오버코트막 형성

13. 단자 랩

14. 금속단자도금 (기초막형성 →포토레지스트 형성 →금속단자도금 →기초제거).

(C) 후공정

1. 행 절단

2. ABS 면 가공랩

3. ABS 면상에 DLC 형성

4. 슬라이더 가공

5. 서스펜션에의 설치.

상기 헤드를 이용하여 CoCrTa 매체상에 데이터를 기록 및 재생하였다. 이 때, 기록트랙의 폭은 3㎛, 기록갭은 0.2㎛, 독출트랙의 폭은 2㎛ 으로 하였다. 기록헤드부의 제조시에, 포토레지스트 경화공정은 250 ℃ 에서 2시간으로 하였다. 정상적으로는, 고정층과 고정시키는 층의 자화방향 자기저항효과소자의 높이 방향과 일치하여야 한다. 포토레지스트 경화공정으로 인해, 이러한 자화방향이 회전하여 자기저항효과소자가 정상적으로 동작하지 않는다. 이러한 결함을 보완하기 위해, 재생헤드부 및 기록헤드부의 생산후에, 200℃, 500 Oe 자계하에서 1시간 동안 자화열처리를 하였다. 이 자화열처리에 의해, 프리층의 자화 용이축의 자화방향으로의 회전이 발생될 수도 있다. 그러나, 이러한 회전이 자화곡선으로부터 관측되지 않았다. 상기의 공정으로 4가지 형의 헤드를 제조하였다. 즉, 제 1 형에서는 재부착물에 대한 조정밀링을 전혀 하지 않았고, 제 2 형에서는 2분동안 조정밀링을 하였으며, 제 3 형에서는 5분동안 조정밀링을 하였고, 제 4형에서는 10분동안 조정밀링을 하였다. 또한, 각 형에 대해 실제로 10개의 헤드를 생산하였다.

매체의 보자력은 5.0 kOe, MrT 는 0.35 memu/cm²로 하였다. 그 다음, 이전생산 헤드를 사용하여 재생출력을 측정하였다. 이하, 4개의 각 형에 대해 10개 헤드의 재생출력의 측정결과를 설명한다. 조정밀링을 하지 않은 제 1형의 10 개 헤드의 경우, 출력이 3 mV 이상인 고출력을 생성한 것은 10 개 중 3 개만 이었다. 이는, MTJ 소자의 ABS 면과 반대측 단면에서 재부착물의 양이 지나치게 많기 때문이다. 즉, 재부착물에 의해 프리층과 고정층이 완전히 단락될 확률이 높기 때문에이다. 제 2 및 제 3 형의 경우에는, 1O 개 중 8 개까지가 3 mV 의 출력을 나타내었다. 이는, 조정밀링에 의해 재부착물의 양이 최적화되기 때문이다. 즉, 도 14, 도 15 및 도 16 에 도시된 바와 같이 재부착물이 형성되어, 프리층과 고정층이 단락되지 않게 된다. 또한, 상기 공정 동안에 프리층과 고정층 사이에 과도한 전압이 인가되더라도, 재부착물을 통해 전하를 빠르게 이동시켜 헤드를 보호하였기 때문이다. 그러나, 제 4형의 경우에는, 3 mV 이상의 고출력이 얻어진 헤드는 l0 개 중 3 개였다. 즉, 제 4형에서는 수율이 감소되었다. 이는, 10 분간의 조정밀링에 의해 거의 모든 재부착물이 제거되었기 때문에, 프리층과 고정층이 완전히 단락될 확률이 거의 없게 된다. 그러나, 제 4형은, 프리층과 고정층 사이에 과도한 전압이 인가되었을 때에 헤드를 보호하는 역할을 하는 재부착물을 사용할 수 없다. 즉, 재부착물의 부족으로 인해, 제조공정 동안에 프리층과 고정층 사이에서 방전이 생겨, 배리어층이 파괴되어 버리는 확률이 증대되기 때문이다.

실제로 4가지 형 각각에 대해 재생출력을 측정하였다. 측정결과는 다음과 같다.

조정밀링을 하지 않은 제 1 형의 10 개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:0.2 mV

샘플 No.2:0.4 mV

샘플 No.3:0.5 mV

샘플 No.4:3.2 mV

샘플 No.5:3.2 mV

샘플 No.6:3.1 mV

샘플 No.7:0.8 mV

샘플 No.8:0.3 mV

샘플 No.9:0.4 mV

샘플 No.10:0.3 mV

2분간 조정밀링을 행한 제 2 형의 10 개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:3.2 mV

샘플 No.2:3.0 mV

샘플 No.3:0.8 mV

샘플 No.4:3.2 mV

샘플 No.5:3.2 mV

샘플 No.6:3.1 mV

샘플 No.7:3.2 mV

샘플 No.8:3.2 mV

샘플 No.9: 0 mV

샘플 No.10:3.1 mV

5분간 조정밀링을 행한 제 3 형의 10 개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:3.1 mV

샘플 No.2: 0 mV

샘플 No.3:3.1 mV

샘플 No.4:3.2 mV

샘플 No.5:3.0 mV

샘플 No.6:3.1 mV

샘플 No.7:3.2 mV

샘플 No.8:1.2 mV

샘플 No.9:3.1 mV

샘플 No.10: 0 mV

10분간 조정밀링을 행한 제 4 형의 10 개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:3.2 mV

샘플 No.2: 0 mV

샘플 No.3: 0 mV

샘플 No.4:3.2 mV

샘플 No.5:0.2 mV

샘플 No.6:3.0 mV

샘플 No.7:0.1 mV

샘플 No.8:0.3 mV

샘플 No.9: 0 mV

샘플 No.10:0.2 mV

2. 제 2 실시예

이하, 본 발명의 제 2 실시예에 따라 헤드를 제조하였다. 제 2 실시예의헤드는 제 1 실시예와 동일한 공정으로 이루어졌다. 그러나, 일부공정은 부분적으로 변경되었다. 제 2 실시예가 제 1 실시예와 다른 하나의 차이점은, MTJ 소자의 ABS 면과 반대측의 단면에 부착되는 재부착물의 양을 제어하기 위해 산소플라즈마에 의한 산화를 이용한 점이다. 제 1 실시예에서와 유사하게, 제 2 실시예도 조정밀링에 의해 MTJ 소자의 ABS 면과 근접한 단면의 재부착물층을 제거하였다. 그러나, MTJ 소자의 ABS 면과 반대측의 단면에 대하여는 조정밀링을 하지 않았다. 이 때, 제 2 실시예에서의 플라즈마 산화 조건은 다음과 같다.

0.3 Pa 의 Ar 가스와 0.1 Pa 의 2 분위기에 200 W 의 RF 파워를 인가한다. 이 플라즈마를 MTJ 소자의 단부에 접촉시킨다. 이 때, 산화시간은 0, 5, 10, 20분으로 저절히 변경된다.

제 2 실시예의 공정은 다음과 같다.

1. MTJ 소자 및 제 1 상부전극 형성 (MTJ 막형성 →제 1 상부전극 형성 →포토레지스트 형성 →MTJ 막의 기초층까지 밀링과 동시에 MTJ 소자의 단자면에 재부착물 형성)

2. MTJ 소자의 단면상의 재부착물에 대한 조정밀링

3. MTJ 소자의 ABS 면과 반대측 단면의 재부착물의 양을 제어하기 위한 플라즈마 산화

4. 절연층 형성 (막형성 →리프트오프).

상술한 공정에 따라, 플라즈마 산화 횟수를 변경하여 4가지 형의 헤드를 제조하였는데, 제 1형에서는 플라즈마 산화를 행하지 않았고, 제 2 형에서는 5분동안플라즈마 산화를 행하였으며, 제 3 형에서는 10분동안 플라즈마 산화를 행하였고, 제 4형에서는 20분동안 플라즈마 산화를 행하였다. 이 때, 4가지 형 각각에 대해 10개의 헤드를 제조하여, 재생신호를 측정하였다. 이하, 4가지 형 각각에 대한 측정결과를 설명한다. 제 1 형의 경우에서는, 3 V 이상의 고출력을 생성한 헤드가 10 개 중 3 개만이었다. 이는, MTJ 소자의 ABS 면과 반대측 단면에 재부착물의 양이 지나치게 많기 때문이다. 즉, 재부착물에 의해 프리층과 고정층이 완전히 단락되는 확률이 높기 때문이다. 플라즈마 산화시간이 5분 및 l0분인 제 2 형 및 제 3 형의 경우에는, 10 개 중 8 개까지가 3 mV 의 고출력을 나타내었다. 이는, 플라즈마산화에 의해 재부착물이 적절히 산화되어, 나머지 재부착물이 산화되지 않기 때문이다. 이 때, 산화되지 않은 나머지 재부착물은 그 양에서 최적화됨으로서, 도 14, 도 15 및 도 16 의 상술한 구조를 실질적으로 실현하도록 형성화되고, 이에 의해 프리층과 고정층이 단락되지 않게 된다. 따라서, 상기 공정 도중에 프리층과 고정층 사이에 과도한 전압이 인가되더라도, 나머지 재부착물층을 통해 전하가 빠르게 이동하여 헤드를 보호하게 된다. 그러나, 20분간 플라즈마산화를 한 제 4 형의 경우에는, 3 mV 이상의 출력이 얻어진 것은 10 개중 4개에 불과했다. 즉, 제 4형에서는 수율이 감소되었다. 제 4형에서는 20 분간의 플라즈마산화에 의해 재부착물이 완전히 제거되므로, 프리층과 고정층이 완전히 단락될 확률이 거의 없게 된다. 그러나, 제 4형에서는, 프리층과 고정층 사이에 과도한 전압이 인가되는 경우, 헤드를 보호하는 기능을 하는 재부착물을 이용할 수가 없다. 따라서, 공정 도중에 프리층과 고정층 사이에서방전이 생겨, 배리어층이 파괴될 확률이 높아지게 된다.

실제로 상술한 4가지 형의 헤드에 대해 재생출력을 측정하였다. 측정결과를 하기에 설명한다.

플라즈마산화를 하지 않고 생성된 제 1 형의 10개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:1.4 mV

샘플 No.2:0.2 mV

샘플 No.3:1.1 mV

샘플 No.4:1.3 mV

샘플 No.5:3.1 mV

샘플 No.6:3.2 mV

샘플 No.7:0.4 mV

샘플 No.8:0.7 mV

샘플 No.9:3.1 mV

샘플 No.10:0.7 mV

5분간 플라즈마산화를 하여 생성된 제 2 형의 10개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:3.2 mV

샘플 No.2:0.7 mV

샘플 No.3:3.1 mV

샘플 No.4:3.1 mV

샘플 No.5:3.2 mV

샘플 No.6:3.2 mV

샘플 No.7:3.2 mV

샘플 No.8:0.1 mV

샘플 No.9:3.2 mV

샘플 No.10:3.1 mV

10분간 플라즈마산화를 하여 생성된 제 3 형의 10개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:3.2 mV

샘플 No.2:3.1 mV

샘플 No.3: 0 mV

샘플 No.4:3.1 mV

샘플 No.5:3.1 mV

샘플 No.6:3.2 mV

샘플 No.7:3.2 mV

샘플 No.8:3.1 mV

샘플 No.9:0.1 mV

샘플 No.10: 0 mV

20분간 플라즈마산화를 하여 생성된 제 4 형의 10개 헤드의 경우, 재생출력은 다음과 같다.

샘플 No.1:3.1 mV

샘플 No.2:0.7 mV

샘플 No.3:0.4 mV

샘플 No.4:3.1 mV

샘플 No.5:3.2 mV

샘플 No.6:3.1 mV

샘플 No.7:0.7 mV

샘플 No.8:0.6 mV

샘플 No.9:0.8 mV

샘플 No.10:0.2 mV

이하, 본 발명의 상술한 개념 및 구조를 이용하여 생산된 자기디스크장치를 설명한다. 이 자기디스크장치는 베이스상에 3장의 자기 디스크를 설치한다. 또한, 자기디스크장치는 베이스의 후면과 접속된 I/O 인터페이스, 헤드구동회로 및 신호처리회로를 구비하고 있다. 또한, 자기디스크장치는 32비트의 버스선에 의해 외부장치 또는 외부시스템과 접속된다. 자기디스크의 양면에는 총 6개의 헤드가 배치되어 있다. 헤드를 구동하기 위해, 회전식 작동기와 그 구동 및 제어회로, 및 디스크회전용 스핀들과 직접 접속된 모터가 자기디스크장치에 설치되어 있다. 디스크의 지름은 46 mm 이고, 데이터영역은 지름이 10 mm 내지 40 mm 의 범위를 차지한다. 이 자기디스크장치는 소위 임베디드 서보 방식을 이용하므로, 서보영역이 데이터의 고밀도 기록을 하도록 요구하지는 않는다. 한편, 본 자기디스크장치는 그 외부저장장치로서 소형컴퓨터와 직접적인 접속이 가능하다. 또한, I/O 인터페이스에는, 데이터의 전송속도가 매초 5 내지 20 megabyte 의 범위인 버스선에 대응하도록 캐시메모리를 탑재한다. 또한, 외부제어기를 이용하여 복수 세트의 자기디스크장치를 함께 접속함으로서, 대용량의 자기디스크장치를 구성하는 것도 가능하다.

본 발명의 범주와 사상을 일탈함이 없이, 본 발명의 동작 방법 및 구조에 있어서의 다양한 수정 및 변경은 당업자들에게는 명백할 것이다. 비록, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 따라 설명하였지만, 청구된 본 발명이 그와 같은 특정 실시예에만 부당하게 한정되지 않는 것으로 이해하여야 한다. 다음의 청구범위는 본 발명의 범주를 정의하며, 이에 의해 이들 청구범위와 그 등가물 범주내의 구조 및 방법을 포함시키려는 것이다.

본 발명에 따르면, 재생출력이 높은 자기저항효과센서의 수율이 높아지게 된다.

Claims

하부전극층;

상기 하부전극층상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막; 및

상기 강자성터널접합막상에 형성된 상부전극층을 구비하는 자기저항효과에 동작을 의존하는 자기저항헤드로서,

상기 강자성터널접합막의 단부의 저항치가 상기 강자성터널접합막의 중앙부의 저항치보다 작은 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 1 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막의 ABS 면 근방에 배치된 제 1 단부 또는 상기 강자성터널접합막의 ABS 면과 반대측의 제 2 단부의 프리층과 고정층 사이에서 측정된 저항치가, 상기 강자성터널접합막의 상기 중앙부에서의 저항치보다 작은 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
하부전극층;

상기 하부전극층상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막; 및

상기 강자성터널접합막상에 형성된 상부전극층을 구비하는 자기저항효과에 동작을 의존하는 자기저항헤드로서,

상기 강자성터널접합막의 중앙부에서 측정된 저항치보다 작은 저항치를 갖는 전류경로가 상기 강자성터널접합막의 단부의 상기 프리층과 상기 고정층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 3 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막의 중앙부에서 측정된 저항치보다 작은 저항치를 갖는 전류경로는, 상기 강자성터널접합막의 ABS 면 근방에 배치된 제 1 단부 또는 상기 강자성터널접합막의 ABS 면과 반대측의 제 2 단부의 프리층과 고정층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
하부전극층;

상기 하부전극층상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막; 및

상기 강자성터널접합막상에 형성된 상부전극층을 구비하는 자기저항효과에 동작을 의존하는 자기저항헤드로서,

상기 강자성터널접합막 단부의 프리층과 고정층 사이의 방전임계전압이, 상기 강자성터널접합막 중앙부의 방전임계전압보다 작은 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 5 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막의 ABS 면 근방에 배치된 제 1 단부 또는 상기 강자성터널접합막의 ABS 면과 반대측의 제 2 단부의 프리층과 고정층 사이의 방전임계전압은, 상기 강자성터널접합막의 중앙부의 방전임계전압보다 작은 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 배리어층의 두께는 상기 강자성터널접합막의 중앙부에서보다 상기 강자성터널접합막의 단부에서 감소되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 1 항, 제 2 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막의 단부에서의 프리층과 고정층 사이의 간격은, 상기 강자성터널접합막의 중앙부에서의 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
하부전극층;

상기 하부전극층상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막; 및

상기 강자성터널접합막상에 형성된 상부전극층을 구비하는 자기저항효과에 동작을 의존하는 자기저항헤드로서,

상기 강자성터널접합막 중앙부에서 측정된 방전임계전압보다 낮은 방전임계전압을 갖는 전류경로가, 상기 강자성터널접합막 단부의 프리층과 고정층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 9 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막 중앙부에서 측정된 방전임계전압보다 낮은 방전임계전압을 갖는 전류경로는, 상기 강자성터널접합막의 ABS 면 근방에 배치된 제 1 단부 또는 상기 강자성터널접합막의 ABS 면과 반대측의 제 2 단부의 프리층과 고정층 사이에 삽입되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 프리층과 고정층의 적어도 한 층에 접착물이 부착되며, 상기 강자성터널접합막 단부의 상기 접착물에 의해 서로 이격된 프리층과 고정층 사이의 간격은, 상기 강자성터널접합막의 중앙부에서의 상기 프리층과 고정층 사이의 간격보다 좁은 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 배리어층보다 하부의 층에 도달하는 소정의 패턴으로 상기 강자성터널접합막에 대한 패터닝에 의하여 상기 강자성터널접합막의 단부에 생성되어 부착되는 재부착물을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,

상기 배리어층보다 하부의 층에 도달하는 소정의 패턴으로 상기 강자성터널접합막에 대한 패터닝에 의하여 상기 강자성터널접합막의 단부에 생성되어 부착되는 재부착물을 더 구비하며, 상기 재부착물의 양은 밀링에 의해 최적화되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막을 사용하여 구성되고 자기저항효과에 의존하여 동작하는 자기저항센서로서, 상기 강자성터널접합막의 단부에서의 전기전도도는 상기 강자성터널접합막의 중앙부에 비해 증대되는 자기저항센서;

상기 자기저항센서에 전류를 공급하기 위한 전류원; 및

자기매체에 발생되는 자계의 함수를 나타내는 상기 자기저항센서의 저항치 변화를 검출하기 위한 저항검출기를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기저항검출시스템.
데이터 기록용의 복수개 트랙을 갖는 자기저장매체;

상기 자기저장매체상에 데이터를 기록하기 위한 자기레코더;

상기 자기저장매체상에서 발생되는 자계의 함수를 나타내는 자기저항센서의 저항변화를 검출하는 자기저항검출기로서, 그 동작이 자기저항효과에 의존하는 자기저항센서는 프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막을 사용하여 구성되며, 상기 강자성터널접합막의 단부에서의 전기전도도는 상기 강자성터널접합막의 중앙부에 비해 증대되는 자기저항검출기; 및

상기 자기레코더 및 상기 자기저항검출기와 접속된 작동기로서, 이에 의해 상기 자기저장매체의 선택된 트랙에서 상기 데이터가 기록되거나 재생되는 작동기를 구비하는 것을 특징으로 하는 자기기억시스템.
하부전극층;

상기 하부전극층상에 순차적으로 형성된 프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막;

상기 강자성터널접합막의 양측면에 각각 배치된 장방향 바이어스층들;

상기 강자성터널접합막의 양측면에 각각 배치된 장방향 절연층들; 및

상기 강자성터널접합막상에 형성된 상부전극층을 구비하는 자기저항효과에 동작을 의존하는 자기저항헤드로서,

상기 강자성터널접합막 단부의 전기전도도가 상기 강자성터널접합막 중앙부에 비해 증대되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 16 항에 있어서,

상기 배리어층의 두께는 상기 강자성터널접합막의 중앙부에 비해 상기 강자성터널접합막의 단부에서 더 감소되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 16 항에 있어서,

상기 배리어층은 상기 강자성터널접합막의 단부에서 결함을 갖는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 16 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막의 단부에서 상기 배리어층과 접속되게 배치된 도전체를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 16 항에 있어서,

상기 강자성터널접합막을 패터닝하는 밀링에 의해 생성되어 상기 강자성터널접합막의 단부에 피착되는 재부착물층을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막을 사용한 자기저항헤드의 제조방법으로서, 상기 제조방법은,

소정의 조건하에서 재료상에 자화열처리를 하는 단계;

상기 강자성터널접합막을 밀링에 의해 소정의 패턴으로 형상화하며, 상기 강자성터널접합막에는 재부착물이 생성되어 부착되는 단계;

상기 강자성터널접합막의 ABS 면의 반대측의 제 1 단자면상에 부착되는 상기재부착물의 양을 제어하는 조정밀링을 하는 단계; 및

상기 강자성터널접합막의 상기 ABS 면 근방에 배치된 제 2 단자면에 대해 래핑을 행하는 단계를 포함하며,

상기 강자성터널접합막의 제 1 단자면의 재부착물에 의해 상기 프리층과 고정층 사이에 과전류를 허용하는 바이패스가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.
제 21 항에 있어서,

상기 조정밀링은 10분 이하의 소정시간동안 행해지며, 상기 강자성터널접합막의 제 1 단자면으로부터 상기 재부착물이 완전히 제거되지는 않는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.
프리층, 배리어층 및 고정층을 포함하는 강자성터널접합막을 사용한 자기저항헤드의 제조방법으로서, 상기 제조방법은,

소정의 조건하에서 재료상에 자화열처리를 하는 단계;

상기 강자성터널접합막을 밀링에 의해 소정의 패턴으로 형상화하며, 상기 강자성터널접합막에는 재부착물이 생성되어 부착되는 단계;

상기 강자성터널접합막의 ABS 면 근방에 배치된 제 1 단자면상에 조정밀링을 행하는 단계; 및

상기 강자성터널접합막의 ABS 면의 반대측의 제 2 단자면상에 부착되는 상기재부착물의 양을 제어하는 플라즈마산화를 행하는 단계를 포함하며,

상기 강자성터널접합막의 제 2 단자면의 재부착물에 의해 상기 프리층과 고정층 사이에 과전류를 허용하는 바이패스가 형성되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.
제 23 항에 있어서,

상기 플라즈마산화는 20분 이하의 소정시간동안 행해지며, 상기 강자성터널접합막의 제 2 단자면으로부터 상기 재부착물이 완전히 제거되지는 않는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드의 제조방법.
제 11 항에 있어서,

상기 배리어층보다 하부의 층에 도달하는 소정의 패턴으로 상기 강자성터널접합막에 대한 패터닝에 의하여 상기 강자성터널접합막의 단부에 생성되어 부착되는 재부착물을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.
제 11 항에 있어서,

상기 배리어층보다 하부의 층에 도달하는 소정의 패턴으로 상기 강자성터널접합막에 대한 패터닝에 의하여 상기 강자성터널접합막의 단부에 생성되어 부착되는 재부착물을 더 구비하며, 상기 재부착물의 양은 밀링에 의해 최적화되는 것을 특징으로 하는 자기저항헤드.