KR100765927B1

KR100765927B1 - 자기저항 효과형 자기 헤드

Info

Publication number: KR100765927B1
Application number: KR1020010065213A
Authority: KR
Inventors: 야마다겐이치로; 무코야마나오키; 스즈키히데히코; 가나이히토시
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-02-15
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2007-10-11
Also published as: KR20020067410A; EP1237150B1; US6829122B2; EP1667118A1; DE60119884T2; DE60119884D1; JP2002319111A; EP1667117A1; EP1237150A2; DE60136114D1; EP1667117B1; EP1237150A3; US20020109948A1

Abstract

우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 최적인 위치에 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공한다.

자기저항 효과막의 양측에, 기초층 위에 형성한 자기 구역 제어막을 설치하여, 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 기초층을 두껍게 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치한다. 상기 기초층은 Ta(Tantalum)계 금속층, W(Tungsten)계 금속층, 또한 Cr(Chromium)계 금속층의 적층 구조로 한다.

자기저항, 자기헤드, 자성층, 자기기록, MR 헤드

Description

자기저항 효과형 자기 헤드{Magnetic head of magneto resistance effect type}

도 1은 종래의 스핀(spin) 밸브형 MR(Magneto Resistance) 헤드의 기본 구성을 나타내는 도면.

도 2는 종래의 스핀 밸브형 MR 헤드의 제조공정 예를 나타내는 도면.

도 3은 종래의 스핀 밸브형 MR 헤드의 하드(hard)막의 자기 특성에 대해서 나타내는 도면.

도 4는 종래의 스핀 밸브형 MR 헤드로 결정이 열화(degrade)한 하드막을 X선 회절 분석에 의해 나타내는 도면.

도 5는 박막화가 진행되었을 때의 스핀 밸브형 MR 헤드의 모양을 확대하여 나타내는 도면.

도 6은 하드막의 바닥 올림(底上)에 관한 종래의 기술에 대해서 나타내는 도면.

도 7은 하드막용의 기초층의 아래에 반강자성층이 존재하지 않는 종래의 MR 헤드의 경우와, 도 6과 같이 하드막용의 기초층을 반강자성층 위에 형성한 종래의 MR 헤드와 비교한 결과에 대해 나타내는 도면.

도 8은 제 1 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 9는 제 2 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 10은 제 3 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 11은 제 4 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 12는 제 5 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 13은 도 12에 나타낸 MR 헤드에 관하여 스핀 밸브막과 접합부의 주변을 확대하여 나타내는 도면.

도 14는 도 13에 나타낸 MR 헤드의 헤드 출력과 바르크하우젠(Barkhausen) 불량률의 관계를 나타내는 도면.

도 15는 도 13에 나타낸 MR 헤드의 하드막의 자기 특성을 나타내는 도면.

도 16은 제 6 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 17은 도 16에 나타낸 MR 헤드의 헤드 출력과 바르크하우젠 불량률의 관계를 나타내는 도면.

도 18은 도 16에 나타낸 MR 헤드의 하드막의 자기 특성을 나타내는 도면.

도 19는 제 7 실시예의 MR 헤드를 나타내는 도면.

도 20은 막 두께 방향에서 하드막의 중심면에 대한 자유 자성층의 중심면의 위치를 변경했을 때에 MR 헤드의 재생 출력의 비대칭 변화를 나타내는 도면.

도 21은 스핀 밸브막의 자유 자성층과 하드막의 위치 관계를 알 수 있도록 그 주변부를 확대하여 나타낸 도면.

도 22는 자기 기록 재생 장치의 주요부를 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 자기 헤드(자기저항 효과형 자기 헤드)

11 : 절연층

13 : 자기저항 효과막

15 : 하드막 기초층(기초층)

16 : 하드막(자기 구역 제어막)

40 : 자기 헤드(자기저항 효과형 자기 헤드)

41 : 절연층

43 : 자기저항 효과막

43FR : 자유 자성층

45 : 하드막 기초층(기초층)

46 : 하드막(자기 구역 제어막)

본 발명은 하드디스크 등의 자기 기록 매체로부터 자기 기록 정보를 재생할 때에 이용되는 자기 헤드에 관한 것이다.

컴퓨터의 외부 기록 장치로서 자기 디스크 장치 등의 자기 재생장치가 널리 채용되고 있다. 최근에 있어서의 자기 기록 재생 장치의 대용량화에 수반하여 자기 기록 매체의 기록 밀도가 급격하게 향상하고 있다. 이에 수반하여 고성능인 자기 헤드에 대한 요구가 높아지고 있다. 이 요구를 만족하는 것으로서 자기 기록 매체의 속도에 의존하지 않고 고출력이 얻어지는 자기저항 효과형의 자기 헤드가 주목되고 있다. 이러한 자기 헤드로서는, 예를 들면 단층막(single layer film)을 이용하는 MR(Magneto Resistance) 헤드, 스핀 밸브막을 이용하는 MR 헤드 및 터널 효과막을 이용하는 MR 헤드 등의 자기저항 효과형의 자기 헤드가 알려져 있다.

최근에는 특히, 거대 자기저항 효과를 이용하는 스핀 밸브막을 이용하는 MR 헤드가 자주 사용되고, 터널 효과형 MR 헤드에 대해서는 많은 검토가 이루어지고 있다. 이러한 MR 헤드는 그 구성으로 자유 자성층을 포함하고 있다. 자기 기록재생장치의 고기록 밀도화에 대응하여 MR 헤드는 보다 소형화되게 되지만, 이러한 상황하에서 MR 헤드를 더욱 고성능화하는데는 상기 자유 자성층의 자기 구역 제어를 확실히 하는 기술을 확립하는 것이 급선무이다.

상기 기술의 하나로서, 예를 들면 자기저항 효과막으로서 스핀 밸브막의 양측에 자기 구역 제어막을 접속한 스핀 밸브형 MR 헤드의 구조가 알려져 있다. 도 1은 스핀 밸브형 MR 헤드(100)의 기본 구성을 나타내는 도면이다. 또한, 도 1에서는 후술하는 도체 인출층이나 상부의 절연층은 생략하여 나타내고 있다.

이 스핀 밸브형 MR 헤드(100)에서는 갭을 형성하기 위한 알루미나(Al₂O₃) 등으로 이루어지는 절연층(101)이 형성되고, 그 위에는 스핀 밸브막(103)을 사이에 두도록 자기 구역 제어막(106)이 형성되어 있다. 이 자기 구역 제어막(106)은 Co(Cobalt)계 재료 등으로 이루어지는 경자성 재료로 형성되므로 하드막으로 불린다. 이 하드막(106) 아래는 하드막(106)의 결정성을 향상시키는 목적으로 일반적으로 Cr(Chromium)계 재료를 이용해 형성한 기초층(105)이 배치되어 있다.

그리고, 상기 스핀 밸브형 MR 헤드(100)는, 예를 들면 도 2(A)∼(F)에 나타내는 제조 공정에 의해 제조된다. 이 도 2(A)∼(F)에 나타낸 스핀 밸브형 MR 헤드(100)의 제조공정에서는, 스퍼터링법, 에칭법 등을 포함한 박막 형성 기술을 이용하여 절연층(101) 위에 순차적으로, 소정 재료에 의한 성막(“막 형성”을 의미함)을 하여 원하는 적층 구조를 형성한다. 또한, 도 2에서는 스핀 밸브막(103)의 좌우의 상태는 같기 때문에 좌측의 상태만을 나타내고 있다.

도 2(A)는 알루미나(Al₂O₃)에 의해 이루어지는 절연층(101)의 위에 스핀 밸브막(103)이 성막된 상태를 나타낸다. 여기에서는 스핀 밸브막(103)의 상세한 층 구성을 나타내고 있지 않지만, 순(順)적층형의 스핀 밸브의 경우에는 아래로부터 자유 자성층, 비자성층, 고정 자성층 및 반강자성층이 차례로 적층되고, 역(逆)적층형의 스핀 밸브의 경우에는 아래로부터 반강자성층, 고정 자성층, 비자성층 및 자유 자성층이 차례로 적층되어 있다. 또한, 스핀 밸브막(103) 아래, 즉 스핀 밸브막(103)과 절연층(101) 사이에는 기초층(102)이 형성되어 있다. 이 기초층(102)은 스핀 밸브막(103)의 결정성을 향상시키기 위해서 적절히 배치된다.

또한, 도 2(B)는 스핀 밸브막(103) 및 기초층(102)을 패터닝하는 공정을 나타낸다. 이 공정에서 스핀 밸브막(103)은 자기 기록 매체의 트랙 폭(도 2에서 좌우 방향)에 따른 형상으로 패터닝된다. 또한, 이어지는 도 2(C) 이후에서는 기초층(102)의 도시를 생략하여 나타낸다.

계속하여 도 2(C)는 하드막용의 기초층(105)을 성막하는 공정이고, 도 2(D) 는 스핀 밸브막(103)의 양단부에 접하도록 상기 기초층(105) 위에 하드막(106)을 성막하는 공정이다.

도 2(E)는 스핀 밸브막(103)의 자기저항 변화를 전기적으로 인출하기 위한 도체 인출층(107)을 상기 하드막(106) 위에 성막하는 공정을 나타낸다.

마지막으로, 도 2(F)에 나타낸 바와 같이 스핀 밸브막(103) 및 도체 인출층(107)의 상면에 절연층(109)을 성막하여 종래의 스핀 밸브형 MR 헤드(100)가 형성된다.

상기와 같은 스핀 밸브형 MR 헤드(100)에서는 절연층(101)의 상면에 기초층(102), 그리고 스핀 밸브막(103)이 얹혀진 상태, 즉 절연층(101)의 상면과 기초층(102)의 저면이 동일면 내에 위치하는 형태로 되어 있다.

그런데, 상기 스핀 밸브막(103) 내의 자유 자성층의 자기 구역 제어에 관해서 이하와 같은 2 가지의 문제가 있다.

우선, 제 1의 문제를 상기 도 1, 도 3 및 도 4를 이용하여 설명한다. 도 3은 상기 하드막(106)의 자기 특성에 대해서 나타내고 있다. 특히, 도 3(A)은 도 1에 있어서 영역 TER－A에서의 하드막(106)의 자기 특성에 대해서 나타내고, 도 3(B)은 도 1에서 영역 TER－B에서의 하드막(106)의 자기 특성에 대해서 나타내고 있다.

도 3(A)에 나타낸 하드막(106)의 자기 특성은 보자력 1230Ｏe, 각형(角型) 0.86이고 양호하다. 이와 같이 양호한 자기 특성을 나타내는 것은 절연층(101) 위에 형성된 하드막용의 Cr계 기초층(105) 위에 하드막(106)이 형성되기 때문이다.

그러나, 영역 TER－B로 나타내는 스핀 밸브막(103)과 하드막(106)의 접합부 아래에는 스핀 밸브막(103)의 일부, 예를 들면 반강자성층이 남아있다. 따라서, 영역 TER－B로 나타내는 접합부에서는 반강자성층 위에 기초층(105)이 형성되고, 또한 그 위에 하드막(106)이 형성된 적층 상태가 형성되어 버린다.

그리고, 상기 영역 TER－B에서는 영역 TER－A와 비교해 하드막의 기초층(105)이 얇게 형성되는 경향이 있고, 하드막(106)의 결정상태를 향상시키기 위해서 배치되어 있는 기초층(105)이 충분히 기능하지 않게 된다. 즉, 스핀 밸브막(103)은 소정의 결정성을 가지고 있고, 그 위에 기초층(105)이 형성되어 버리므로 스핀 밸브막(103)이 기초층(105)의 결정성에 악영향을 준다.

본 발명자 등은, 예를 들면 스핀 밸브막(103)의 반강자성층 위에 기초층(105)이 형성되면, 기초층(105)의 결정 제어 기능이 열화되어 버리는 것을 확인하고 있다. 이와 같이 열화된 기초층(105) 위에 형성되는 하드막(106)은 당연히 결정상태를 악화시켜, 그 자기 특성도 떨어지게 된다. 따라서, 예를 들면, 도 3(B)에 나타내듯이 보자력 330Ｏe, 각형 0.80인 열화된 자기 특성을 가지는 하드막(106)으로 되어 버린다.

도 4는 결정이 열화된 하드막(106)을 X선 회절 분석에 의해 나타내는 도면이다. 도 4에서는 스핀 밸브막(103)에 의한 PEAK－1 이외에, Co의 (001)면에 의한 PEAK－2가 생기고 있다. 이 PEAK－2는 하드막(106)을 구성하는 Co의 c축이 막의 두께 방향으로 향하는 결정 입자가 존재하는 것을 나타내는 것으로, 도 4에 의해서도 보자력 및 각형이 악화되는 것을 확인할 수 있다.

상기 TER－B 영역은 하드막(106)이 스핀 밸브막(103)에 접속하는 부분이고, 자유 자성층에 바이어스(bias) 자계를 인가하여 자기 구역을 제어하는데 있어서 중요하다. 그러나, 상기와 같이 종래의 스핀 밸브형 MR 헤드(100)에서는 이 접속 부분에서 자기 특성이 열화해 버리는 경향이 있다고 하는 제 1의 문제를 가지고 있다.

또한, 상기 스핀 밸브형 MR 헤드(100)가 가지는 제 2의 문제에 대해 설명한다. 향후의 보다 더한 고출력화를 위해서는 스핀 밸브형 MR 헤드(100)의 박막화가 진행된다. 이를 위해 스핀 밸브막(103)의 박층화와 함께 그 구성 요소인 자유 자성층의 박층화가 촉진된다. 그리고, 이에 수반하여 스핀 밸브막(103) 양단에 형성되는 하드막(106)의 막 두께도 얇게 형성되게 된다.

도 5는 박막화가 진행되었을 때의 스핀 밸브형 MR 헤드(100)의 모양을 확대해 나타내는 도면이다. 도 5(A)는 역적층형을 채용한 스핀 밸브막(103)에 대해서 나타내고, 도 5(B)는 순적층형을 채용한 스핀 밸브막(103)에 대해서 나타내고 있다.

스핀 밸브형 MR 헤드(100)의 박막화가 진행되면, 도 5(A)에 나타내는 역적층형의 경우에서는, 자유 자성층(103FR)의 중심면이 막 두께 방향에서 상방으로 어긋나 하드막(106) 상면으로부터 HT1 상측에 형성되게 된다. 그 반대로 도 5(B)에 나타내는 순적층형의 경우에서는, 자유 자성층(103FR)의 중심면이 막 두께 방향에서 하방으로 어긋나 하드막(106) 하면으로부터 HT2 하측에 형성되게 된다.

상기와 같이 막 두께 방향에서 자유 자성층(103FR)의 중심면 위치가 하드막(106)으로부터 어긋나면, 하드막(106)에 의해 자유 자성층(103FR)를 충분히 자기 구역 제어할 수 없게 된다고 하는 제 2의 문제를 일으킨다.

또한, 상기 제 2의 문제에 대해서는, 상기 도 5(A)에 나타내는 역적층형의 MR헤드에 관계되고, 예를 들면 특개평 10－124823호, 특개평 10－154314호, 특개 2000－132817호 등에 개시된 바와 같이, 스핀 밸브막의 일부인 반강자성층을 하드막 아래에 남기고 바닥 올림하는 기술에 대한 제안이 있다.

도 6은 하드막의 바닥 올림에 관한 종래의 기술에 대해서 나타낸 도면이다. 도 6(A)은 스핀 밸브막의 일부인 반강자성층을 남기고, 이 위에 하드막용의 기초층(105)으로서 Cr계 합금을 사용한 경우, 도 6(B)은 마찬가지로 반강자성층을 남기고, 이 위에 하드막용의 기초층(105)으로서 Ta계 합금과 Cr계 합금의 적층 구조를 이용한 경우에 대해서 나타내고 있다.

도 6에서는 종래의 MR 헤드의 제조 예를 설명한 도 2와 동일한 부호를 사용하여 나타내고 있다. 다만, 특히 스핀 밸브막(103)에 관해 참조 부호 (103-1)로 반강자성층을, (103-2)로 고정 자성층, 비자성층 및 자유 자성층(FR)을 모아서 나타내고 있다. 또한, 도 6(B)에서는 하드막용의 기초층(105)에 관해서 2층을 사용할 경우를 나타내기 위해, 참조 부호 (105-1) 및 (105-2)를 사용하여 구별하고 있다.

도 7에는 도 2(F)와 같이 하드막용의 기초층(105) 아래에 반강자성층이 존재하고 있지 않은 종래의 일반적인 MR 헤드의 경우와, 도 6(A) 및 (6B)와 같이 하드막용의 기초층(105)을 반강자성층 위에 형성한 경우의 MR 헤드를 비교한 결과를 나타내고 있다.

도 7의 가로축은 헤드 출력, 세로축은 바르크하우젠 불량률을 나타내고 있다. 도 7에서는, 헤드 출력이 높고 바르크하우젠 불량률이 낮은 헤드일수록 바람직한 MR 헤드로 된다. 또한, 종래의 일반적인 MR 헤드에 대해서 복수의 시험을 하고 데이터 처리하고, 도 7의 세로축, 가로축에서 기준치 1로 하고 있다. 따라서, 헤드 출력에 대해서는 1을 넘어갈 경우, 바르크하우젠 불량률에 대해서 1 미만이 되면 개선되어 있다고 볼 수가 있다.

그러나, 도 6(A)의 MR 헤드는 도 7중에서 흰색 사각을 원으로 둘러싸 나타내듯이, 헤드 출력에 대해서는 개선은 거의 확인할 수 없고, 바르크하우젠 불량률이 증가해 버리는 경향에 있다. 따라서, 단지 반강자성층을 이용해 하드막(106)의 위치를 바닥 올림하여, 자유 자성층(FR)의 위치에 맞춘 구조로 해도 고감도인 MR 헤드를 형성할 수 없는 것을 알 수 있다.

또한, 도 6(A)에 나타낸 MR 헤드의 하드막(106)에 관해서는, 그 자기 특성은 먼저 나타낸 도 3(B)의 경우와 마찬가지로 열화된 것으로 된다.

또, 도 6(B)은 하드막용의 기초층(105)을 2층으로 하고, 일반적인 Cr계 기초와 Ta계 기초를 병용한 경우를 나타내고 있다. 즉, 도 6(B)은 기초층(105)으로서 (105-1)(Ta) 위에 (105-2)(Cr)를 형성한 경우이다. 이 MR 헤드에 대해서도, 상기 도 7중에서 흰색의 삼각을 원으로 둘러싸 나타내고 있다. 이 MR 헤드의 경우는 헤드 출력에 개선이 보이지만, 바르크하우젠 불량률에 대해서는 거의 개선되지 않는 것을 확인할 수 있다.

도 6에 나타낸 종래의 MR 헤드의 경우는, 반강자성층이 하드막용의 기초층(105) 아래에 존재하고 있으므로, 자유 자성층(FR)의 높이 위치에 하드막(106)을 배치시키는 것에 대하여는 유효하다. 그러나, 전술한 바와 같이 반강자성층이 그 위에 형성되는 하드막용의 기초층(105)의 결정상태를 악화시키므로, 결과적으로 바람직한 MR 헤드를 형성할 수 없게 된다.

이상과 같이, 제 2의 문제를 해결하기 위해 단지 반강자성층을 바닥 올림에 이용한 경우에는 먼저 설명한 제 1의 문제점과도 관련하여, 고감도인 MR 헤드를 얻을 수 없다.

따라서, 상기 제 1, 제 2의 문제를 가지는 스핀 밸브형 MR 헤드(100)는 자기 기록 매체로부터 신호 자계를 고감도로 검출할 수 없다고 하는 문제를 일으킨다.

그러므로, 본 발명의 제 1의 목적은 우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 구비한 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공하는 것이고, 또 제 2의 목적은 최적인 위치에 자기 구역 제어막을 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공하는 것이고, 또한 제 3의 목적은 우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 최적인 위치에 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공하는 것이다.

상기 제 1의 목적은, 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 기초층은 Ta(Tantalum)계 금속층 위에 W(Tungsten)계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해 달성된다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 기초층은 상기 W계 금속층 위에 Cr(Chromium)계 금속층을 더 형성한 적층 구조로 해도 좋다.

본 발명에 의하면, 양호한 결정상태를 가지고, 우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 갖춘 자기저항 효과형의 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 상기 제 2의 목적은 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 기초층을 두껍게 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해 달성된다.

또한, 상기 제 2의 목적은 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 기초층 아래에 두께 조정용의 비자성층을 부가하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해 달성된다.

또, 상기 제 2의 목적은 절연층 위에 형성되는 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 기초층 아래에 있는 부분의 상기 절연층을 다른 부분보다도 낮게 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해 달성된다.

또한, 상기 제 2의 목적은 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 막 두께 방향에서의 상기 자유 자성층의 중심면 위치를, 상기 자기 구역 제어막의 중심면 위치와 동일 위치로부터 상기 자기 구역 제어막의 막 두께의 25% 상방으로 어긋난 위치까지의 범위내에 형성한 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해서도 달성된다.

본 발명에 의하면, 자기 구역 제어해야 할 자유 자성층에 대응하는 최적인 위치에 자기 구역 제어막이 배치되므로, 효율적인 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형의 자기 헤드를 제공할 수 있다.

그리고, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 구성으로 하는 것이 바람직하다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 기초층은, 상기 W계 금속층 위에 Cr계 금속층을 더 형성한 적층 구조로 하는 것이 보다 바람직하다.

본 발명에 의하면, 최적인 위치에 배치된 자기 구역 제어막이 우수한 자기 특성을 가지므로, 더욱 양호한 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형의 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또, 제 1 기초층 위에 형성된 자기저항 효과막의 양측에, 제 2 기초층과, 상기 제 2 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 제 1 기초층 위에 상기 제 2 기초층을 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해서도 상기 제 2의 목적을 달성할 수가 있다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 제 1 기초층과 상기 제 2 기초층 사이에 두께 조정용의 비자성층이 부가된 구성으로 하여도 좋다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 제 2 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 구성으로 해도 좋다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 W계 금속층은 Ti(Titanium) 및 V(Vanadium)로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나를 선택한 재료와의 합금층으로 할 수 있다.

본 발명에 의하면, 자기 구역 제어해야 할 자유 자성층에 대응하는 최적 위치에 자기 구역 제어막이 배치되므로, 효율적인 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형의 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또, 상기 제 2의 목적은, 자계 검출을 행하는 자기저항 효과막의 양측에, 상기 자기저항 효과막을 구성하고 있는 층의 일부분을 남기고 형성한 막의 남은 부분을 설치하고, 상기 막의 남은 부분 위에 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 형성하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서, 상기 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 자기저항 효과형 자기 헤드에 의해서도 달성된다.

본 발명에 의하면, 자기저항 효과막을 구성하고 있는 층의 일부분을 이용해 자기 구역 제어해야할 자유 자성층에 대응하는 최적 위치에 자기 구역 제어막이 배치되므로, 효율적인 자기 구역 제어가 이루어지고 있는 자기저항 효과형의 자기 헤드를 제공할 수 있다.

특히, 상기 발명의 경우, 제조 공정에서 자계 검출을 하는 자기저항 효과막의 양측은 종래의 패터닝 등으로 삭제하는 부분이고, 이 부분을 바닥 올림에 이용할 수가 있으므로 낭비를 줄이는 효율적인 구조로 된다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 기초층은 상기 W계 금속층 위에 Cr계 금속층을 더 형성한 적층 구조로 해도 좋다.

본 발명에 의하면, 양호한 결정상태를 가지고, 우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 구비한 자기저항 효과형의 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서, 상기 자기저항 효과막은 역적층형의 스핀 밸브막이고, 상기 막의 남은 부분은 스핀 밸브막의 반강자성층으로 해도 좋다.

본 발명에 의하면, 스핀 밸브막의 반강자성층을 바닥 올림에 이용할 수가 있으므로 효율적인 구조가 된다.

상기 자기저항 효과막으로는, 예를 들면 적층 구조의 스핀 밸브막이나 터널 효과막이 있고, 그 자유 자성층이 자기 구역 제어된다. 또, 이 자기저항 효과막은 단층(single layer) 구조이어도 좋다.

그리고, 상기 자기저항 효과형 자기 헤드를 자기 기록 매체로부터의 자기 정보를 재생하는 자기 재생장치에 탑재하면 고감도로 자기 정보를 재생할 수 있다.

이하, 도면에 기초하여 본 발명의 복수의 실시예를 설명한다.

먼저 전술한 제 1의 문제점을 해결하는 본 발명의 실시예에서는, 자기 구역 제어막(이하, “하드막”이라 함)의 결정 배향성을 향상시키기 위해서 배치되는 기초층이 다른 기능을 가지는 층을 적층한 적층 구조를 가지고 있다. 제 1의 문제점을 해결하는데 바람직한 실시예를 도 8 및 도 9에 나타낸다.

또한, 이하에 나타내는 실시예에서는, 자기저항 효과막 아래에 배치되는 제 1 기초층과 구별하기 위해서, 하드막의 결정성을 향상시키기 위해서 배치되는 제 2 기초층을 특히 하드막 기초층이라 부른다.

도 8은 제 1 실시예의 자기저항 효과형의 자기 헤드(10)(이하, "MR 헤드(10)"라 함)를 나타내는 도면이다. 도 8(A)은 MR 헤드(10)의 주요부 구성을 나타내는 도면이다. 도 8(B)는 도 8(A) 중에서의 자기저항 효과막과 하드막이 접합하는 영역 TER－B에서의 하드막의 자기 특성을 나타내는 도면이다. 도 8(C)는 영역 TER－B에서의 하드막의 X선 회절 분석도이다.

제 1 실시예의 MR 헤드(10)는 자기저항 효과막(13)을 가지고 있다. 이 자기저항 효과막(13)의 양측에는, 하드막 기초층(15) 및 이 위에 형성한 하드막(16)이 접합되어 있다. 자기저항 효과막(13) 및 하드막 기초층(15)은 갭(gap)을 형성하기 위한 절연층(11) 위에 형성되어 있다.

본 실시예의 하드막 기초층(15)은 다른 기능을 가지는 금속층을 적층한 구조를 가지고 있다. 예를 들면, 하드막 기초층(15)은 Ta계 금속층(15-1), W계 금속층(15-2) 및 Cr계 금속층(15-3)이 아래로부터 차례로 적층된 구조이다.

Ta계 금속층(15-1)은 자기저항 효과막(13)과 접합하는 영역 TER－B에서 결정 구조를 분단시키는 기능을 가진다. 즉, Ta계 금속층(15-1)은 종래의 MR 헤드에서 문제로 되고 있는 하드막 기초층 아래에 남아있는 자기저항 효과막이 주는 결정에의 영향을 리셋(reset) 한다.

또, W계 금속층(15-2) 또는 Cr계 금속층(15-3)은 하드막(16)의 결정 배향성을 향상시킨다. W계 금속층(15-2)은 그 위에 형성되는 층의 결정을 균일화하고, 결정의 배향성을 정하는 기능을 가지고 있다고 추측된다. 또한, Cr계 금속층(15-3)은 그 위에 형성되는 층의 격자 간격을 미세 조정하는 기능을 가지고 있다고 추측된다.

또한, 상기 Ta계 금속층(15-1)에 대해서, 하드막(16)의 자기 특성, 내식성, 내열성 등을 향상시키는 목적으로, 다른 금속 혹은 비금속을 첨가해도 좋다. 또, 상기 W계 금속층(15-2) 및 Cr계 금속층(15-3)에 대해서도, 그 전기전도성을 개선하는, 혹은 하드막(16)과의 결정 격자의 정합성을 가지는, 혹은 자기 특성, 내식성, 내열성 등을 향상시키는 목적으로, 다른 금속 혹은 비금속을 첨가해도 좋다. 예를 들면, W에 Ti(Titanium) 및 V(Vanadium)의 적어도 한쪽을 첨가함으로써 전기 전도성을 개선할 수가 있다. 상기 W계 금속층은 1.7∼10㎚의 막 두께로 형성하는 것이 추천된다.

또, Cr계 금속층(15-3)에 Mo(Molybdenum), V 및 W로부터 선택되는 적어도 하나를 첨가해도 좋다. 이 경우에는, Cr계 금속층(15-3)의 결정 격자 간격을 변화시켜 미세 조정할 수 있어 하드막(16)과의 결정 정합성이 향상되므로 하드막(16)의 자기 특성을 개선할 수 있다.

또한, 상기 자기저항 효과막(13)은 스핀 밸브막 등의 적층막이나 단층막을 채용할 수 있다. 본 실시예에서는 도 8(A)에 나타낸 MR 헤드(10)의 자기저항 효과막(13)으로서 반강자성층을 아래로 하여 적층한 스핀 밸브막을 이용하였다. MR 헤드(10)의 영역 TER－B에서는 반강자성층이 남고, 이 위에 하드막 기초층(15) 및 하드막(16)이 형성되어 있게 된다.

이 점에 대해서 보다 상세하게 설명하면, 본 실시예에서는 자기저항 효과막(13)으로서 반강자성층을 아래로 하여 역적층형의 스핀 밸브막을 이용하였다. 이 스핀 밸브막 아래에는 결정성을 향상시킬 목적으로 NiFe의 기초층을 배치했다. 따라서, 도 8(A)의 영역 TER－B에서는 아래로부터 NiFe/반강자성층(PdPtMn)/하드막 기초층(15)/하드막(16)이 적층된 상태이다.

그리고, 하드막 기초층(15)은 Ta(3㎚)/W(3㎚)/Cr(3㎚)의 적층 구조를 가지고, 하드막(16)으로서 CoCrPt를 채용하였다.

상기와 같은 구체적 구성을 가지는 자기 헤드(10)에서의 접합부의 영역 TER－B에 있어서의 하드막(16)의 자기 특성을 나타낸 것이 도 8(B)이고, 그 구조를 X선 회절 분석에 의해 나타내는 것이 도 8(C)이다.

도 8(B)에 의하면, 영역 TER－B이어도 보자력 1760Ｏe, 각형 0.84의 양호한 자기 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또, 도 8(C)에서는, 종래와 같이 하드막(CoCrPt)(16)의 Co에 의한 제 2의 PEAK－2가 관찰되고 있지 않고, 하드막(16)의 결정 배향이 면 안쪽 방향으로 잘 맞추어져 있는 것을 확인할 수 있다.

이상과 같이 제 1 실시예에 나타낸 MR 헤드(10)에서는, 하드막 기초층(15)을 Ta계 금속층(15-1)/W계 금속층(15-2)/Cr계 금속층(15-3)의 순서로 적층한 구조로 하였기에, 결정 배향성이 양호하고 우수한 자기 특성을 나타내는 하드막(16)을 형성할 수 있다. 이러한 하드막(16)은 자기저항 효과막(13)에 대한 확실한 자기 구역 제어를 실현할 수 있다.

또한, 도 9는 본 발명의 제 2 실시예의 MR 헤드(20)를 나타내는 도면이다. 도 9(A)는 MR 헤드(20)의 주요부 구성을 나타내는 도면이다. 도 9(B)는 도 9(A) 중에서의 자기저항 효과막과 하드막의 접합 부분의 영역 TER－B에서의 하드막의 자기 특성을 나타내는 도면이다. 도 9(C)는 영역 TER－B에서의 하드막의 X선 회절 분석도이다. 또, 도 9(A)에서 도 8(A)과 같은 부위에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

제 2 실시예의 MR 헤드(20)의 하드막 기초층(25)은 기능이 다른 2개의 층을 적층한 구조를 가지고 있다. 구체적으로는, 절연층(11) 측으로부터 Ta계 금속층(25-1) 및 W계 금속층(25-2)이 아래로부터 차례로 적층되어 있다. 이러한 하드막 기초층(25)은 Ta계 금속층(25-1)을 설치함으로써 자기저항 효과막(13)과 접합하는 영역 TER－B에서 결정 구조를 분단한다.

또, W계 금속층(25-2)은 Ti을 포함한 W_95at%Ti_5at%의 합금으로 되어있다. 이러한 W계 금속층(25-2)은 하드막(16)의 결정 배향성을 향상시킨다.

하드막 기초층(25-1),(25-2)로서 각각 Ta(1㎚)/W_95at%Ti_5at%(3㎚)를 사용한 이외는 제 1 실시예의 MR 헤드의 경우와 마찬가지로 본 실시예의 MR 헤드(20)를 제작하였다. 이 자기 헤드(20)에서의 접합부의 영역 TER－B에서의 하드막(16)의 자기 특성을 나타낸 것이 도 9(B)이고, 그 구조를 X선 회절 분석에 의해 나타내는 것이 도 9(C)이다.

도 9(B)에 의하면, 영역 TER－B 이어도 보자력 1880Ｏe, 각형 0.84의 양호한 자기 특성을 가지는 것을 확인할 수 있다. 또, 도 9(C)에서는 하드막(CoCrPt)(16)에 의한 제 2의 PEAK－2가 매우 작게 관찰되지만 거의 문제가 되지 않을 정도이다.

또, 제 2 실시예의 Ta계 금속층(25-1)에 대해서도, 하드막(16)의 자기 특성, 내식성, 내열성 등을 향상시키는 목적으로, 다른 금속 혹은 비금속을 첨가한 재료로 하여도 좋다. 또, W계 금속층(25-2)에 대해서도, 그 전기 전도성을 개선하는, 혹은 하드막(16)과의 결정 격자의 정합성을 갖는, 혹은 자기 특성, 내식성, 내열성 등을 향상시키는 목적으로, 다른 금속 혹은 비금속을 첨가한 재료로 하여도 좋다. 예를 들면, W에 상기 언급한 Ti의 이외, V를 첨가하는 것도 전기전도성를 개선할 수 있다.

제 2 실시예에서는 Cr계 금속층을 설치하고 있지 않지만, W계 금속층(25-2) 위에, 또 Cr계 금속층을 설치해도 좋다. Cr계 금속층을 설치한 경우에는, 하드막(16)의 결정상태가 한층 더 양호해져 도 9(C)에 있어서의 제 2의 PEAK－2가 소멸한다고 추정된다. 이 Cr계 금속층에 대해서도, Mo, V, W 중의 적어도 하나를 첨가해도 좋다.

상기 제 2 실시예에 나타낸 MR 헤드(20)에서는, 하드막 기초층(25)을 적층 구조, 즉 적어도 Ta계 금속층(25-1)/W계 금속층(25-2)을 차례로 적층한 구조로 함으로써, 결정 배향성이 양호하고 우수한 자기 특성을 나타내는 하드막(16)을 형성할 수 있다. 이러한 하드막(16)은 자기저항 효과막(13)에 대한 확실한 자기 구역 제어를 실현할 수 있다.

다음으로, 전술한 제 2의 문제점을 해결하는 본 발명의 실시예에서는, 자기저항 효과막내의 자유 자성층에의 자기 구역 제어가 확실히 되도록 자유 자성층에 대응하는 위치에 하드막이 배치되도록 형성한 MR 헤드에 대해서 나타낸다. 제 2의 문제점을 해결하는데 바람직한 실시예는 도 10∼도 21에 나타낸다.

또한, 이하에 나타내는 실시예에서는 자기저항 효과막으로서 스핀 밸브막을 이용하여 이 스핀 밸브막내의 자유 자성층(FR)의 자기 구역 제어를 실현하는 복수의 형태에 대해서 나타낸다.

또한, 전술한 바와 같이 스핀 밸브막은 순적층형과 역적층형이 있다. 순적층형의 스핀 밸브막의 자유 자성층에 대해서, 하드막은 막방향에서 하측으로 위치 엇갈림 하는 경향이 있다. 그 반대로, 역적층형의 스핀 밸브막의 자유 자성층에 대해서는, 하드막이 막 방향에서 상측으로 위치 엇갈림 하는 경향이 있다. 따라서, 순적층형과 역적층형은 자유 자성층이 존재하는 위치에 하드막이 배치되고 있는 구조로 하기 위해서는 다른 대책이 필요하다.

이하에 설명하는 제 3∼6 실시예에서는, 역적층형의 스핀 밸브막을 포함한 MR 헤드에 대해서 나타내고, 제 7 실시예는 순적층형의 스핀 밸브막을 포함한 MR 헤드에 대해서 나타내고 있다.

본 발명의 제 3 실시예는, 하드막 기초층을 두껍게 형성함으로써 하드막이 배치되는 위치를 상방측으로 이동시키고, 자유 자성층(FR)과 대응하는 최적인 위치에 하드막이 형성되어 있는 예이다.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예의 MR 헤드(40)를 나타내는 도면이다. 도 10(A)∼(F)는 MR 헤드(40)의 제조공정을 차례로 나타내고 있고, 도 10(F)는 최종 형태인 MR 헤드(40)의 개요 구성을 나타내고 있다. 제조공정으로는 스퍼터링법, 에칭법 등을 포함한 박막 형성 기술을 이용하여 절연층(41) 위에 순차적으로, 소정 재료에 의한 성막을 하여 소망한 적층 구조를 형성한다. 또한, 도 10에서는 스핀 밸브막(43)의 좌우의 상태는 같기 때문에 좌측의 상태만을 나타내고 있다.

도 10(A)은, 예를 들면 알루미나(Al₂O₃)에 의해 이루어지는 절연층(41) 위에 스핀 밸브막(43)이 성막된 상태를 나타낸다. 여기에서는, 스핀 밸브막(43)의 상세한 층 구성을 나타내고 있지 않지만, 역적층형의 스핀 밸브이고, 아래로부터 반강자성층, 고정 자성층, 비자성층 및 자유 자성층(FR)이 차례로 적층되어 있다.

도 10(B)은 스핀 밸브막(43)을 패터닝 하는 공정을 나타낸다. 이 공정에서 스핀 밸브막(43)은 자기 기록 매체의 트랙 폭(도 10에서 좌우 방향)에 따른 형상으로 패터닝 된다.

도 10(C)은 하드막 기초층(45)을 성막하는 공정을 나타내고 있다. 이 공정에서 형성되는 하드막 기초층(45)은, 이 위에 형성되는 하드막(46)의 결정성을 향상시킨다고 하는 본래의 기능과, 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)의 위치에 하드막(46)을 배치시키도록 막방향에서 위치 조정하는 기능을 가진다. 즉, 본 실시예에 의한 하드막 기초층(45)은 본래의 기능을 가지는 이외, 이것이 두껍게 형성됨으로써 하드막(46)을 바닥 올림하여 자유 자성층(FR)의 위치에 배치시킨다. 종래의 하드막 기초층이 2∼3㎚ 정도의 막 두께이었던 것에 대해, 본 실시예의 하드막 기초층(45)은 예를 들면 12∼13㎚의 막 두께로, 종래 보다도 두껍게 형성되어 있다.

도 10(D)는 스핀 밸브막(43)의 양단부에 접하도록 상기 하드막 기초층(45) 위에 하드막(46)을 성막하는 공정을 나타낸다. 전술한 바에서 분명하듯이, 이 공정으로 형성되는 하드막(46)은 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)의 위치에 대응하여 배치된다.

이 후, 도 10(E)에서 나타낸 바와 같이, 상기 하드막(46) 위에 스핀 밸브막(43)의 자기저항 변화를 전기적으로 인출하기 위한 도체 인출층(47)을 성막한다.

그리고, 마지막으로 도 10(F)에 나타낸 바와 같이, 스핀 밸브막(43) 및 도체 인출층(47)의 상면에 절연층(49)을 성막하여 본 실시예의 MR 헤드(40)가 형성된다.

본 실시예의 MR 헤드(40)에 의하면 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)이 존재하는 높이 위치에 하드막(46)이 배치된 상태가 된다. 따라서, MR 헤드(40)에서는 하드막(46)에 의해 자유 자성층(FR)이 확실히 자기 구역 제어된다.

또한, 이와 같이 바람직한 위치에 배치되는 하드막(46)의 결정상태를 향상시킬 수 있으면, 보다 확실히 자유 자성층(FR)을 자기 구역 제어할 수 있게 된다. 즉, 전술한 제 1 혹은 제 2 실시예로 나타낸 하드막의 결정성을 향상시키는 하드막 기초층을 제 3 실시예의 MR 헤드(40)에도 적용하면 더욱 바람직한 MR 헤드(40)로 된다.

즉, MR 헤드(40)의 하드막 기초층(45)으로서, 적어도 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조, 바람직하게는 상기 W계 금속층 위에 Cr계 금속층을 더 형성한 적층 구조를 채용할 수 있다. 이러한 MR 헤드(40)에서는 자기 특성이 우수한 하드막(46)이 최적인 위치에 배치되므로 자유 자성층의 자기 구역 제어가 보다 최적으로 실현된다.

다음으로, 본 발명의 제 4 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 4 실시예는 하드막 기초층 아래에 위치 조정용의 비자성층을 부가한다. 이 비자성층을 형성함으로써 하드막이 배치되는 위치를 상방측으로 이동시키고, 자유 자성층(FR)과 대응하는 최적인 위치에 하드막을 형성한 예이다.

도 11은 본 발명의 제 4 실시예의 MR 헤드(50)에 대해서 나타내는 도면이다. 도 11(A)∼(G)는 MR 헤드(50)의 제조공정을 차례로 나타내고 있고, 도 11(G)은 최종 형태인 MR 헤드(50)의 개요 구성을 나타내고 있다. 또한, 앞서 도 10에서 설명한 공정과 같기 때문에, 동일 부위에는 동일 부호를 붙이고 중복한 설명을 생략하고, 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 11(A) 및 도 11(B)에 나타내는 공정은 도 10(A) 및 도 10(B)과 같다. 계속하여, 도 11(C)는 위치 조정용의 비자성층(54)을 성막하는 공정을 나타내고 있다. 전술한 제 3 실시예에서는 하드막 기초층을 두껍게 성막하는 것으로 하드막의 높이의 위치를 조정하고 있지만, 제 4 실시예에서는 비자성층(54)을 부가하는 것으로 하드막의 높이의 위치를 조정한다. 이 비자성층(54)을 형성하기 위한 재료에 대해서는, 특히 한정은 없지만, 이 위에 형성되는 하드막 기초층(55) 및 하드막(56)의 결정성이나 자기 특성을 열화시키지 않는 재료를 선택한다.

도 11(D)은 하드막 기초층(55)을 성막하는 공정을 나타내고 있다. 이 공정으로 형성되는 하드막 기초층(55)은 상기 비자성층(54)에 의해 바닥 올림된 상태이다. 따라서, 이 하드막 기초층(55)에 형성되는 하드막(56)은 자유 자성층(FR)에 대응한 위치에 배치된다.

도 11(E)는 스핀 밸브막(43)의 양단부에 접하도록 상기 하드막 기초층(55) 위에 하드막(56)을 성막하는 공정을 나타낸다. 상기로부터 분명하듯이, 이 공정으로 형성되는 하드막(56)은 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)에 대응한 위치에 배치된다.

그 후, 도 11(F)에 나타낸 바와 같이, 상기 하드막(56) 위에 스핀 밸브막(43)의 자기저항 변화를 전기적으로 꺼내기 위한 도체 인출층(57)을 성막한다. 마지막으로, 도 11(G)에 나타내듯이, 스핀 밸브막(43) 및 도체 인출층(57)의 상면에 절연층(49)을 성막하여 본 실시예의 MR 헤드(50)가 형성된다.

본 실시예의 MR 헤드(50)에 의하면 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)에 대응하는 위치에 하드막(56)이 배치된 상태가 된다. 따라서, MR 헤드(50)에서는 하드막(56)에 의해 자유 자성층(FR)을 효율적으로 자기 구역 제어할 수 있다.

또한, 전술한 제 1 혹은 제 2 실시예로 나타낸 하드막의 결정성을 향상시키는 하드막 기초층을 본 실시예의 MR 헤드(50)에도 적용하면 더욱 바람직한 MR 헤드(50)로 된다.

다음으로, 본 발명의 제 5 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 5 실시예는 스핀 밸브막 아래에 형성한 기초층(제 1 기초층)을 하드막 기초층(제 2 기초층) 아래에 남겨 위치 조정에 이용한다. 이 기초층을 이용함으로써 하드막이 배치되는 위치를 상방측에 이동시키고, 자유 자성층(FR)과 대응하는 위치에 하드막을 형성한 예이다.

도 12는 본 발명의 제 5 실시예의 MR 헤드(60)에 대해서 나타내는 도면이다. 도 12(A)∼(F)는 MR 헤드(60)의 제조공정을 차례로 나타내고 있고, 도 12(F)은 최종 형태인 MR 헤드(60)의 개요 구성을 나타내고 있다. 도 12에 있어서도 앞서 도 10에서 설명한 공정과 같기 때문에, 동일 부위에는 동일 부호를 붙이고 중복한 설명을 생략하고, 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 12(A)에 나타내는 공정은 도 10(A)과 같다. 단, 도 12(B)에 나타내는 스 핀 밸브막(43)을 패터닝 하는 공정에서는, 스핀 밸브막(43) 아래에 형성한 기초층(63)을 남기도록 패터닝 한다. 스핀 밸브막을 형성할 때에는 결정성을 향상시키는 관점으로부터 기초층을 배치하는 경우가 있다. 본 실시예에서는 이 기초층을 남겨서 하드막의 위치 조정에 이용한다.

도 12(C)는 하드막 기초층(65)을 성막하는 공정을 나타내고 있다. 이 공정으로 형성되는 하드막 기초층(65)은 상기 스핀 밸브막용의 기초층(63)에 의해 바닥 올림된 상태이다. 따라서, 이 하드막 기초층(65)위에 형성되는 하드막(66)을 자유 자성층(FR)의 위치에 배치할 수 있다.

또, 상기 기초층(63)의 막 두께가 충분하지 않은 경우에는, 상기 제 3 실시예와 마찬가지로 하드막 기초층(65)을 두껍게 형성하여 위치를 조정하면 좋다. 또, 상기 제 4 실시예와 마찬가지로 기초층(63)과 하드막 기초층(65) 사이에 위치 조정용의 비자성층을 부가해도 좋다.

도 12(D)는 스핀 밸브막(43)의 양단부에 접하도록 상기 하드막 기초층(65) 위에 하드막(66)을 성막하는 공정을 나타낸다. 전술로부터 분명하듯이, 이 공정으로 형성되는 하드막(66)은 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)의 위치에 대응하여 배치한다.

이 후, 도 12(E)에 나타내듯이, 상기 하드막(66) 위에 스핀 밸브막(43)의 자기저항 변화를 전기적으로 꺼내기 위한 도체 인출층(67)을 성막한다. 마지막으로, 도 12(F)에 나타내듯이, 스핀 밸브막(43) 및 도체 인출층(67)의 상면에 절연층(49)을 성막하여 본 실시예의 MR 헤드(60)가 형성된다.

본 실시예의 MR 헤드(60)에 의하면 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)에 대응하는 위치에 하드막(66)이 배치된 상태가 된다. 따라서, 하드막(66)에 의해 자유 자성층(FR)을 효율적으로 자기 구역 제어할 수 있다.

또한, 전술한 제 1 혹은 제 2 실시예로 나타낸 하드막의 결정성을 향상시키는 하드막 기초층을 본 실시예의 MR 헤드(60)에도 적용하면 더욱 바람직한 MR 헤드(60)로 된다. 이 바람직한 MR 헤드(60)의 구체적인 예를 더욱 설명한다.

도 13 내지 도 15는 도 12로 나타낸 MR 헤드(60)의 하드막 기초층(65)으로서 제 2 실시예의 경우와 마찬가지로 절연층(41) 측으로부터 Ta계 금속층(65-1) 및 W계 금속층(65-2)에 의한 적층 구조를 이용할 경우의 구체적인 예에 대해서 나타내고 있다.

도 13은 MR 헤드(60)의 스핀 밸브막(43)과 하드막(66)의 접합부의 주변을 확대해 나타낸 도면이다. 이 스핀 밸브막(43)은 역적층형이고, 참조 부호 (43-1)로 반강자성층을, (43-2)로 고정 자성층, 비자성층 및 자유 자성층(FR)를 모아 나타내고 있다.

도 13에 나타내는 MR 헤드(60)은, 스핀 밸브막(43)의 반강자성층(43-1) 아래에 있는 기초층(63)이 그대로, 즉 기초층(63)의 막 두께를 균등하게 하여 좌우 양쪽 모두에 뻗어있고, 그 위에 하드막 기초층(65-1),(65-2) 및 하드막(66)이 적층된 구조로 되어 있다. 도 13에서의 하드막 기초층(65-1),(65-2) 및 하드막(66)은 각각 Ta(3㎚)/W_95원자%Ti_5원자%(3㎚)와 CoCrPt에 의해 형성되어 있다.

또, 도 13의 기초층(63)의 재료는 적당히 선택해 이용하면 좋지만, 반강자성층(43-1)의 기초층으로 되기 때문에, 예를 들면 Ta/NiFe의 2층, Ta/NiFeCr 합금의 2층, NiCr 합금의 단층 등을 채용하는 것이 바람직하다.

도 14는 도 13에 나타낸 MR 헤드(60)의 헤드 출력과 바크하우젠 불량률의 관계를 나타내고 있다. 이 도 14는 앞서 나타낸 도 7과 대응하고 있다. 도 14에서도 종래의 일반적인 MR 헤드가 비교로서 기준 1로 나타나있다. 도 13의 MR 헤드에 대해서는 도 14 중에서 흑색 사각을 원으로 둘러싸 나타내고 있다. 여기서의 일반적인 MR 헤드(도 2(F) 참조)는 하드막 기초층이 Cr(3㎚)의 한 층이고, 그 아래에는 스핀 밸브막의 기초층(63)은 존재하고 있지 않다.

도 14에 있어서, 도 13에서 나타낸 MR 헤드(60)는, 종래의 MR 헤드와 비교하여, 그 헤드 출력은 향상하고 또한 바크하우젠 불량률이 저하하는 것을 확인할 수 있다.

또, 도 15는 도 13에 나타낸 MR 헤드의 하드막(66)의 자기 특성을 나타낸 도면이다. 도 15로부터 분명하듯이, 기초층(63) 위에 하드막 기초층(65)(Ta/WTi에 의한 2층)을 개재하여 CoCrPt에 의해 형성한 하드막(66)의 자기 특성이 현저하게 개선되어 있는 것을 확인할 수 있다.

이 구체적인 예에서는, W계 합금층에 Ti을 첨가함으로써 전기전도성이 개선된다. 또, 도 13에서는 기초층(63)이 막 두께를 균등하게 하여 하드막(66) 아래까지 연장하고 있지만, 필요에 따라서 기초층(63)의 막 두께를 얇게 하고 나서 하드막 기초층(65-1),(65-2)를 형성해도 좋다. 또, W계 합금층 위에 Cr계 합금층을 더 형성해도 좋다.

또한, 본 발명의 제 6 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 6 실시예도 상기 도 13에 나타낸 것과 마찬가지의 역적층형의 스핀 밸브막을 포함한 MR 헤드이고, 스핀 밸브막의 반강자성층을 바닥 올림에 이용하기 위해서 하드막 기초층 아래에 남기도록 형성한 예이다.

종래의 과제로 지적한 것처럼, 단지 반강자성층을 하드막 아래에 남겨 바닥 올림하면 하드막의 자기 특성을 열화시키는 경향이 있다. 그러나, 본 실시예로 나타내는 구성을 채용함으로써 반강자성층에 의한 악영향을 억제하여 바닥 올림에 이용할 수가 있다.

도 16 내지 도 18은 제 6 실시예의 MR 헤드(90)에 대해서 나타내고 있다. 도 16은 MR 헤드(90)의 스핀 밸브막(43)과 하드막(66)과의 접합부의 주변을 확대해 나타낸 도면이다. 또한, 도 16에서는 제 5 실시예의 MR 헤드(60)와 동일한 부위에는 동일한 부호를 붙이고 있다.

도 16에 있어서, 본 실시예의 MR 헤드(90)는 스핀 밸브막(43)의 반강자성층(43-1)의 일부가 하드막 기초층(65) 아래에 남은 상태로 형성되어 있다. 반강자성층(43-1)으로서는, 예를 들면 PdPtMn를 이용할 수가 있다.

일반적으로, 스핀 밸브막(43)을 형성할 경우에는 폭넓게 각 층을 적층하고, 자계 검출을 하는 폭을 확보하고, 그 양단을 패터닝 하여 삭제한다. 이 패터닝 시에 반강자성층(43-1)의 일부분을 남겨 막의 남은 부분으로 하고, 이 막의 남은 부분 위에 하드막 기초층(65)을 형성하는 것이 본 실시예이다.

본 실시예의 하드막 기초층(65)은 3층으로 형성하고 있다. 도 16에서의 하드막 기초층(65-1),(65-2) 및 (65-3)은 각각 Ta(3㎚)/W_95원자%Ti_5원자%(7㎚)/Cr(3㎚)에 의해 형성되어 있다. 하드막(66)은 CoCrPt에 의해 형성되어 있다.

도 17은 도 16에 나타낸 MR 헤드(90)의 헤드 출력과 바크하우젠 불량률의 관계를 나타내고 있다. 도 17도 앞서 나타낸 도 7과 대응하고 있다. 도 17에서도 종래의 일반적인 MR 헤드가 비교로서 기준 1로 나타나고 있다. 도 16의 MR 헤드에 대해서는 도 17 중에서 흑색 원을 원으로 둘러싸 나타내고 있다. 여기서의 일반적인 MR 헤드(도 2(F) 참조)는 하드막 기초층이 Cr(3㎚)의 한 층이고, 그 아래에는 스핀 밸브막의 반강자성층(43-1) 및 기초층(63)은 존재하고 있지 않은 구조이다.

도 17에 있어서, 도 16에서 나타낸 MR 헤드(90)는, 종래의 MR헤드와 비교하여, 그 헤드 출력은 향상하고, 또한 바크하우젠 불량률이 저하하는 것을 확인할 수 있다.

또, 도 18은 도 16에 나타낸 MR 헤드(90)의 하드막(66)의 자기 특성을 나타낸 도면이다. 이 도 18로부터 분명하듯이, 반강자성층(43-1)의 기초층(63) 위의 CoCrPt로 형성한 하드막(66)의 자기 특성이, Ta/WTi/Cr에 의한 3층의 하드막 기초층(65)에 의해 개선되는 것을 확인할 수 있다.

이 구체적인 예에서는, W계 합금층에 Ti을 첨가함으로써 전기전도성이 개선된다. 또, 도 16에서는 반강자성층(43-1)(PdPtMn)의 막 두께를 얇게 하여 하드막 아래까지 연장되어 있지만, 얇게 가공하지 않고 그대로의 두께로 이용해도 좋다. 또, 반강자성층(43-1)으로서 PtMn를 이용해도 괜찮다.

본 실시예와 같이, 예를 들면 Ta/WTi/Cr에 의한 3층의 하드막 기초층(65)을 이용함으로써, 종래 문제가 되고 있었던 반강자성층의 영향을 억제 할 수 있다. 즉, 반강자성층을 하드막(66)의 바닥 올림에 이용할 수 있도록 된다. 또한, 본 실시예에서는 하드막 기초층(65)을 3층으로 했지만, 전술한 제 1 혹은 제 2 실시예로 나타낸 다른 하드막 기초층을 본 제 6 실시예에도 적용할 수 있고, 예를 들면, Ta/WTi에 의한 2층으로 해도 좋다.

또, 본 실시예에서는 반강자성층(43-1)을 남기는 예를 나타냈지만, 또한, 다른 층을 남기도록 형성해도 좋다.

또한, 본 발명의 제 7 실시예에 대해서 설명한다. 본 발명의 제 7 실시예는 순적층형의 스핀 밸브막을 포함한 MR 헤드(70)이다. 이러한 MR 헤드의 자유 자성층(FR)은 하측에 있고, 하드막이 자유 자성층의 위치보다 상측으로 어긋나 형성되는 경우가 있다. 제 7 실시예에서는 스핀 밸브막을 패터닝 한 후에 노출하는 양측의 절연층을 에칭하여 절삭함으로써 바닥 내림한다. 여기에, 하드막 기초층 및 하드막을 형성하는 것으로 자유 자성층(FR)에 대응하는 위치에 하드막을 형성한다.

도 19는 본 발명의 제 7 실시예의 MR 헤드(70)에 대해서 나타내는 도면이다. 도 19(A)∼(F)는 MR 헤드(70)의 제조공정을 차례로 나타내고 있고, 도 19(F)는 최종 형태인 MR 헤드(70)의 개요 구성을 나타내고 있다. 도 19에 있어서도, 먼저 도 10에서 설명한 공정과 같기 때문에, 동일 부위에는 동일 부호를 붙이고 중복한 설명을 생략하고, 다른 부분을 중심으로 설명한다.

도 19(A)에서 나타내는 공정은 도 10(A)과 같다. 단, 도 19(B)에 나타내는 스핀 밸브막(43)을 패터닝 하는 공정에서는, 실질적인 스핀 밸브막(43)의 패터닝이 종료한 후에, 또한 스핀 밸브막(43)의 양측에서 노출한 절연층(41)을 또한 에칭한다. 이와 같이 양측의 절연층(41)을 깎아 스핀 밸브막(43) 아래의 절연층(41) 보다 낮게 함으로써 이 후의 공정에서 차례차례 성막되는 하드막 기초층 및 하드막의 높이의 위치를 내릴 수가 있다.

이 절연층(41)의 에칭 양은 하드막 기초층 및 하드막의 막 두께를 고려하고, 성막 후의 하드막이 자유 자성층(FR)의 위치로 되도록 정한다.

도 19(C)는 하드막 기초층(75)을 성막하는 공정을 나타내고 있다. 이 공정에서 형성되는 하드막 기초층(75)은 바닥 내림된 상태이다. 따라서, 이 하드막 기초층(65)위에 형성되는 하드막(76)을 자유 자성층(FR)의 위치에 대응해 배치할 수 있다.

도 19(D)는 스핀 밸브막(43)의 양단부에 접하도록 상기 하드막 기초층(75) 위에 하드막(76)을 성막하는 공정을 나타낸다. 전술로부터 분명하듯이, 이 공정에서 형성되는 하드막(76)은 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)의 위치에 대응하여 배치된다.

이 후, 도 19(E)로 나타내듯이, 상기 하드막(76) 위에 스핀 밸브막(43)의 자기저항 변화를 전기적으로 꺼내기 위한 도체 인출층(77)을 성막한다. 마지막으로, 도 11(F)에 나타내듯이, 스핀 밸브막(43) 및 도체 인출층(77)의 상면에 절연층(49)을 성막하여 본 실시예의 MR 헤드(70)가 형성된다.

본 실시예의 MR 헤드(70)에 의하면 스핀 밸브막(43)의 자유 자성층(FR)의 위치에 하드막(76)이 배치된 상태가 된다. 따라서, MR 헤드(70)에서는 하드막(76)에 의해 자유 자성층(FR)을 효율적으로 자기 구역 제어할 수 있다.

또한, 전술한 제 1 혹은 제 2 실시예로 나타낸 하드막의 결정성을 향상시키는 하드막 기초층을 본 실시예의 MR 헤드(70)에도 적용하면 더욱 바람직한 MR 헤드(70)로 된다.

또한, 도 20 및 도 21은 MR 헤드의 자유 자성층의 위치와 하드막의 위치에 대해서 나타내는 도면이다. 상기 제 3∼7 실시예에서는, 막의 두께 방향으로 위치 엇갈림 하는 하드막을 자유 자성층과 대응하는 위치에 형성한 MR 헤드를 복수 나타내었지만, 이하에서는 하드막과 자유 자성층과의 바람직한 위치 관계에 대해서 설명한다.

도 20은 막의 두께 방향에서 하드막의 중심면에 대한 자유 자성층의 중심면의 위치를 변경했을 때에, MR 헤드의 재생 출력의 비대칭 변화를 나타내고 있다. 또, 도 21은 스핀 밸브막(83)의 자유 자성층(FR)과 하드막(85)의 위치 관계를 알 수 있도록, 그 주변부를 확대하여 나타낸 도면이다. 또, 여기서 말하는 중심면이란 막면과 평행이고, 막의 두께 방향에서 중앙에 있는 면이다.

본원 발명자 등은 하드막의 중심면과 자유 자성층의 중심면의 위치 관계에 대해서 검토를 했다. 일례로서 하드막을 300Å, 자유 자성층을 40Å으로 형성하고, 하드막의 중심면과 자유 자성층의 중심면의 위치를 비켜 놓은 MR 헤드를 시험 제작하여 재생 출력으로의 영향을 측정했다.

도 20에서 가로축은 하드막의 중심면에 대한 자유 자성층의 중심면의 위치 엇갈림 양(Å)을 나타내고, 세로축에는 그 때의 MR 헤드에 의한 재생 출력 파형의 비대칭성를 나타내고 있다.

도 21을 참조하여 설명하면, 도 20의 가로축에서의 영(zero)은, 하드막(85)의 중심면 HA－C와 자유 자성층(83)의 중심면 FR－C가 같은 높이 위치에 있는 것을 나타내고 있다. 또, 가로축에서 ＋(플러스) 측으로 되면 될수록, 자유 자성층(83)이 하드막(85) 보다 높은 위치로 된다. MR 헤드의 재생 출력의 비대칭성은 낮은 편이 좋고, 도 20에서 타원(80)으로 나타내는 9% 정도까지 억제하는 것이 바람직하다.

그리고, 이 바람직한 범위를 가로축으로부터 보면, 자유 자성층(83)의 중심면FR－C가 하드막(85)의 중심면 HA－C 보다 하측에서 어긋나는 경우는 30Å 정도로 매우 적다. 이는 하드막의 막 두께 300Å에 대해 10%이다.

이에 대해, 자유 자성층(83)의 중심면 FR－C가 하드막(85)의 중심면 HA－C 보다 상측에서 어긋나는 경우는 약 80Å 정도로 크다. 이는 하드막의 막 두께 300Å에 대해서 약 27%이다.

상기의 결과로부터, MR 헤드를 형성하는 경우에는 자유 자성층의 중심면 위치가 하드막의 중심면과 동일 위치로부터 하드 막 두께의 25% 상방으로 어긋난 위치까지의 범위내가 되도록 형성하는 것이 바람직한 것을 알 수 있다.

따라서, 전술한 제 3∼7 실시예의 MR 헤드를 제조할 때에, 상기 자유 자성층의 중심면과 하드막의 중심면이 이 바람직한 위치 관계를 만족하도록 설계함으로써 자유 자성층에 대해 보다 최적인 자기 구역 제어를 실현할 수 있고, 이에 의해 고감도인 MR 헤드로 할 수 있다.

상기 제 1∼7 실시예에서는 자기저항 효과막으로서 역적층형 혹은 순적층형의 스핀 밸브의 일례를 나타내어 설명을 하였지만 이에 한정되는 것은 아니다. 제 1, 제 2 실시예에서는 순적층형의 스핀 밸브막을 이용해도 좋고, 제 1∼7 실시예에서 터널 효과막 등의 적층형의 자기저항 효과막, 또 단층형의 자기저항 효과막에 대해서도 전술한 본 발명을 적용할 수 있다.

또, 상술한 복수의 실시예는 자기 기록 매체로부터의 신호 자계를 고감도로 재생하는 MR 헤드로서 설명했지만, 본 실시예의 MR 헤드와 종래의 인덕티브(inductive) 형의 박막 헤드를 병설하면 기록·재생 헤드로 할 수 있는 것은 분명하다.

여기서, 실시예로 나타낸 MR 헤드를 탑재한 자기 기록재생장치에 대해서 간단하게 설명한다. 도 22는 자기 기록 재생 장치의 주요부를 나타내는 도면이다. 자기 기록 재생 장치(90)에는 자기 기록 매체로서의 하드디스크(91)가 탑재되어 회전 구동되도록 되어 있다. 이 하드디스크(91)의 표면에 대향하여 소정의 부상 양으로, 예를 들면 제 1 실시예의 MR 헤드(10)를 읽기 측에 가지는 복합형 자기 헤드(95)로 자기 재생동작이 이루어진다. 또한, 복합형 자기 헤드(95)는 암(92)의 선단에 있는 슬라이더(93)의 앞 단부에 고정되어 있다. 복합형 자기 헤드(95)의 위치 결정은, 통상의 액튜에이터(actuator)와 전자식 미동 액튜에이터를 조합한 2 단식 액튜에이터를 채용할 수 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 상술했지만, 본 발명은 관계되는 특정의 실시 형태로 한정되는 것은 아니고, 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위내에 있어서 여러 가지의 변형·변경이 가능하다.

또, 이상의 설명에 관해서 또한 이하의 부기를 개시한다.

(부기 1) 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

상기 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 2) 부기 1 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 기초층은 상기 W계 금속층 위에 Cr계 금속층을 더 형성한 적층 구조인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 3) 부기 1 또는 2 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 W계 금속층은 Ti 및 V로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나를 선택한 재료와의 합금층인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 4) 부기 2 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 Cr계 금속층은 Mo, V 및 W로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나를 선택한 재료와의 합금층인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 5) 부기 1 또는 2 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 W계 금속층의 막 두께는 1.7∼10㎚m인 것을 특징으로 하는 자기저항 효 과형 자기 헤드.

(부기 6) 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

상기 기초층을 두껍게 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 7) 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

상기 기초층 아래에 두께 조정용의 비자성층을 부가하여, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 8) 절연층 위에 형성되는 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

상기 기초층 아래에 있는 부분의 상기 절연층을 다른 부분보다도 낮게 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 9) 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

막의 두께 방향에 있어서 상기 자유 자성층의 중심면 위치를, 상기 자기 구역 제어막의 중심면 위치와 동일 위치로부터 상기 자기 구역 제어막의 막 두께의 25% 상방으로 어긋난 위치까지의 범위내에 형성한 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 10) 부기 6 내지 9 중 어느 한 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

(부기 11) 부기 10 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

(부기 12) 제 1 기초층 위에 형성된 자기저항 효과막의 양측에, 제 2 기초층과, 상기 제 2 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

상기 제 1 기초층 위에 상기 제 2 기초층을 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 13) 부기 12 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 제 1 기초층과 상기 제 2 기초층 사이에 두께 조정용의 비자성층이 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 14) 부기 12 또는 13 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 제 2 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 15) 부기 14로 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

(부기 16) 부기 14 또는 15 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 제 2 기초층은 상기 W계 금속층 위에 Cr계 금속층을 더 형성한 적층 구조인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 17) 자계 검출을 하는 자기저항 효과막의 양측에, 상기 자기저항 효과막을 구성하고 있는 층의 일부분을 남겨 형성한 막의 남은 부분을 설치하고, 상기 막의 남은 부분 위에 기초층과, 상기 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 형성하여, 상기 자기저항 효과막내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

(부기 18) 부기 17 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

(부기 19) 부기 17 또는 18 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

(부기 20) 부기 17 내지 19 중 어느 한 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드에 있어서,

상기 자기저항 효과막은 역적층형의 스핀 밸브막이고, 상기 막의 남은 부분은 스핀 밸브막의 반강자성층인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.

(부기 21)　부기 1 내지 20 중 어느 한 기재의 자기저항 효과형 자기 헤드를 구비하여 자기 기록 매체로부터의 자기 정보를 재생하는 자기 재생장치.

이상 상술한 것으로부터 분명하듯이, 본 발명에 의하면, 양호한 결정상태를 가지고, 우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 구비한 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 자기 구역 제어해야 할 자유 자성층에 대응하는 최적인 위치에 자기 구역 제어막이 배치되므로, 효율적인 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 최적인 위치에 배치된 자기 구역 제어막이 우수한 자기 특성을 가지므로, 더욱 양호한 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 자기 구역 제어해야 할 자유 자성층에 대응하는 최적 위치에 자기 구역 제어막이 배치되므로, 효율적인 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 자기저항 효과막을 구성하고 있는 층의 일부분을 사용하여 자기구역 제어해야 할 자유 자성층에 대한 최적 위치에 자기 구역 제어막이 배치되기 때문에 효율적인 자기 구역 제어가 되고 있는 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 양호한 결정 상태를 가지고, 우수한 자기 특성을 가지는 자기 구역 제어막을 구비한 자기저항 효과형 자기 헤드를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 의하면, 스핀 밸브막의 반강자성층을 바닥 올림에 이용할 수 있어서 효율적인 구조로 된다.

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절연층 위에 형성되는 자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 이 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

상기 기초층 아래에 있는 부분의 상기 절연층을 다른 부분보다도 낮게 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
자기저항 효과막의 양측에, 기초층과, 이 기초층 위에 형성되는 자기 구역 제어막을 설치하여, 상기 자기저항 효과막 내의 자유 자성층을 자기 구역 제어하는 자기저항 효과형의 자기 헤드로서,

막의 두께 방향에서의 상기 자유 자성층의 중심면 위치를, 상기 자기 구역 제어막의 중심면 위치와 동일 위치로부터 상기 자기 구역 제어막의 막 두께의 25% 상방으로 어긋난 위치까지의 범위 내에 형성한 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
제 5항 또는 제 6항에 있어서,

상기 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
제 7항에 있어서,

상기 기초층은 상기 W계 금속층 위에 Cr계 금속층을 더 형성한 적층 구조인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
제 6항에 있어서,

상기 기초층 위에 제 2 기초층을 형성하고, 상기 자유 자성층과 대응하는 위치에 상기 자기 구역 제어막을 배치시킨 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
제 9항에 있어서,

상기 기초층과 상기 제 2 기초층 사이에 두께 조정용의 비자성층이 부가되어 있는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
제 9항 또는 제 10항에 있어서,

상기 제 2 기초층은 Ta계 금속층 위에 W계 금속층을 형성한 적층 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
제 11항에 있어서,

상기 W계 금속층은 Ti 및 V로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나를 선택한 재료와의 합금층인 것을 특징으로 하는 자기저항 효과형 자기 헤드.
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