KR19990083593A

KR19990083593A - 스핀터널자기저항효과형자기센서및그제조방법

Info

Publication number: KR19990083593A
Application number: KR1019990015381A
Authority: KR
Inventors: 고무로마따히로; 가와또요시아끼
Original assignee: 가나이 쓰토무; 가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
Priority date: 1998-04-30
Filing date: 1999-04-29
Publication date: 1999-11-25
Also published as: US6325900B1; US20010005301A1; US6587318B2; JPH11316919A; EP0953849A2; US6327107B1; EP0953849A3; US20020097536A1; US6504690B2; SG97790A1

Abstract

스핀 터널 자기 저항 효과(TMR)을 이용하는 자기 센서에서, 터널 절연막, 터널 절연막의 1개의 면 상에 형성된 제1 자성층, 터널 절연막의 다른 면에 형성된 제2 자성층, 제2 자성층의 자화를 고정하기 위한 반강자성체를 포함한 제3 자성층, 적어도 제1 및 제3 자성층중 하나 위에 형성된 소정의 영역에서 개구를 가진 제2 절연막, 제2 절연막의 개구에서만 제1 및 제3 자성층중 하나와 전기적으로 접속된 제1 전극과, 적어도 제1 및 제2 자성층과 제1 절연층을 개재한 제1 전극과의 사이에 전류를 흘리기 위한 제2 전극을 가진다.

Description

스핀 터널 자기 저항 효과형 자기 센서 및 그 제조 방법{SPIN TUNNEL MAGNETO-RESISTANCE EFFECT TYPE MAGNETIC SENSOR AND PRODUCTION METHOD THEREOF}

본 발명은 일반적으로 자기 센서에 관한 것으로, 특히 전자 계산기나 정보 처리 장치 등에 이용될 수 있는 자기 헤드 및 자기 메모리에 관한 것이다.

자성체 기록 매체의 주류는 자기 디스크와 자기 테이프에 있다. 이들은 Al 기판이나 수지제 테이프 상에 자성 박막을 성막함으로써 형성되어 있다. 이들 기록 매체에 자기 정보를 기입 및 판독할 때에는 전자 변환 작용을 이용한 자기 헤드가 이용된다. 자기 헤드는 자기 정보를 기록 매체에 기입하기 위한 기입부와, 기록 매체의 자기 정보를 판독하는 재생부로 구성된다. 기입부에는 일반적으로는 코일과 이를 상하로 둘러싸며 또한 전기적으로 결합된 자극으로 구성된 소위 유도형 헤드가 이용된다. 재생부는 고기록 밀도의 자기 정보에 대응하기 때문에, 자기 저항 효과(MR) 헤드를 이용하는 것이 최근 제안되고 있다. 자기 저항 효과 헤드 중에도, 최근에는 거대 자기 저항 효과(GMR)를 이용하는 헤드가 잘 알려져 있다.

또한, 최근에는 일본 특개평 10-4227호 공보에 기재되어 있는 바와 같이, 자기 메모리로서 강자성 터널 자기 저항 효과(스핀 터널 자기 저항 효과: TMR)을 이용하는 자기 센서가 제안되고 있다. TMR은 자기 저항 효과의 막 두께 방향으로 전류를 흐르게 함으로써, 자기 저항 효과막의 주평면 방향으로 전류를 흐르게 하는 GMR 등 종래의 자기 저항 효과보다 큰 저항 변화율을 얻을 수 있다.

그러나, 일본 특개평 10-4227호에 기재되어 있는 구조에 의하면, 절연층(40)에 형성된 콘택트 홀 내에, 적어도 프리 강자성층(32)과 보호층(34)으로 이루어진 상부 전극 스택(30)을 형성해야 하기 때문에, 제조가 어려워지고, 콘택트 홀 내의 각 층의 막 질이나 두께를 양호하게 유지하지 못할 염려가 있다.

상기한 점을 감안하여 본 발명은 스핀 터널 자기 저항 효과(TMR)를 이용하는 자기 센서에서, 종래 보다 용이하게 제조할 수 있으며, 각 층의 막질이나 두께를 안정화하여 양호하게 유지할 수 있는 구조 및 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 관한 스핀 터널 자기 저항 효과형 자기 센서는, 제1 절연막으로서, 이들을 터널하여 전류가 흐를 수 있는 상기 제1 절연막, 제1 절연막의 제1 면 상에 형성되고 강자성체를 포함하는 제1 자성층, 제1 절연막의 제2 면 상에 형성되고 강자성체를 포함하는 제2 자성층, 제2 자성층 상에 형성되고 제2 자성층의 자화를 고정하기 위한 반강자성체를 포함하는 제3 자성층, 적어도 제1 및 제3 자성층 중 하나 위에 형성되고 소정의 영역에서 개구를 갖는 제2 절연막, 제2 절연막의 개구에서만 상기 제1 및 제3 자성층 중 하나와 전기적으로 접속된 제1 전극, 및 적어도 제1 및 제2 자성층과 상기 제1 절연막을 통해 상기 제1 전극과의 사이에서 전류를 흘리기 위한 제2 전극을 구비한다.

또한, 강자성체를 포함하는 제1 자성층, 강자성체를 포함하는 제2 자성층, 및 상기 제2 자성층의 자화를 고정하기 위한 반강자성체를 포함하는 제3 자성층을 갖는 스핀 터널 자기 저항 효과형 자기 센서의 제조 방법은, (a) 기판 위쪽에 제3 자성층을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계, (b) 제3 자성층 상에 제2 자성층을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계, (c) 적어도 제2 자성층과 상기 제3 자성층을 제1 패턴으로 가공하는 단계, (d) 적어도 제1 패턴 상에 제1 절연막으로서 이것을 터널하여 전류가 흐를 수 있는 제1 절연막을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계, (e) 제1 절연막 상에 제1 자성층을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계, (f) 적어도 제1 자성층과 상기 제1 절연막을 제2 패턴으로 가공하는 단계, (g) 적어도 제2 패턴의 소정의 영역 상에 제2 절연막을 패턴 형성하는 단계. (h) 제2 절연막의 소정의 영역에 개구를 형성하는 단계, 및 (i) 제2 절연막의 상기 개구에서만 상기 제1 자성층에 전기적으로 접속되는 제1 전극을 형성하고, 제2 자성층에 전기적으로 접속되는 제2 전극을 형성하는 단계를 구비한다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 헤드를 나타내는 사시도.

도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 4는 본 발명의 제3 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 5는 본 발명의 제4 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 6은 본 발명의 제5 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 7은 본 발명의 제6 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 8은 본 발명의 제7 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 9는 본 발명의 제8 실시예에 따른 자기 헤드의 일부를 나타내는 단면도.

도 10은 본 발명의 실시예에 다른 자기 헤드를 사용한 자기 기록 재생 장치를 나타내는 사시도.

도 11a∼11g는 도 4에 나타낸 자기 헤드의 제조 공정을 나타내는 단면도.

도 12a∼12g는 도 8에 나타낸 자기 헤드의 제조 공정을 나타내는 단면도.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 관한 자기 메모리를 나타내는 단면도.

도 14는 본 발명의 일 실시예에 관한 자기 메모리를 나타내는 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

6 : 절연막

7 : 자구 제어막

8 : 전극막

10 : 하부 실드막

20 : 자기 저항 효과막

31 : 세라믹 기판

먼저, 본 발명에 관한 자기 센서를 재생용 자기 헤드에 응용한 몇가지의 실시예에 대해 설명한다.

제1 실시예에서 기록 재생 헤드는 TMR(스핀 터널 자기 저항 효과)를 이용한 재생용 TMR 헤드와, 유도형 기록용 박막 자기 헤드를 구비하고 있다. 재새용 TMR 헤드는 기판 상에 탑재되며, TMR 헤드 상에 기록용 박막 자기 헤드가 탑재된다.

본 실시예에서는, 재생용 TMR 헤드의 자기 저항 효과막에 흐르는 전류가 자구 제어층으로 누설되는 것을 방지하는 구조로 하여, 자기 저항 효과막의 저항 변화율의 검출 효율을 높이고 있다. 또, 자기 저항 효과막에 접하는 전극폭을 좁힘으로써, 자기 저항 효과막의 전류가 흐르는 영역의 폭을 좁혀, 트랙 폭을 좁히고 있다. 이에 따라, 보다 고 기록밀도인 자기 기록 매체에 대응 가능한 재생용 TMR 헤드를 제공한다.

먼저, 제1 실시예에 관한 재생용 TMR 헤드의 구조에 대해서 도 1 및 도 2를 이용하여 구체적으로 설명한다. 기록용 박막 자기 헤드는 재생용 TMR 헤드의 상부에 중첩되어 배치된다. 박막 자기 헤드의 구성은 이미 잘 알려져 있기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.

도 1에서 나타낸 바와 같이, 세라믹 기판(31) 상에는 하부 실드막(10)이 형성되어 있다. 하부 실드막(10) 상에는 소망의 형상으로 패터닝된 전극막(8)이 배치되어 있다. 전극막(8) 상의 일부에는 4층 구조의 자기 저항 효과막(20)이 배치되어 있다. 자기 저항 효과막(20)의 양 사이드에는 각각 자구 제어막(7)이 배치되며, 자기 저항 효과막(20)과 자구 제어막(7) 상에는 이들을 매립하도록 절연막(6)이 배치되어 있다. 도 1의 A'-A'를 따른 단면도인 도 2에서 나타낸 바와 같이, 절연막(6)에는 자기 저항 효과막(20)의 상부에 위치하는 부분에 관통구(개구; 21)가 뚫려져 있다. 절연막(6)의 상부에는 전극막(5)이 배치되며, 전극막(5)은 관통구(21) 부분에서만 자기 저항 효과막(20)에 접한다. 따라서, 전극막(5)으로부터 전극막(8)을 행해 전류를 흐르게 하면, 전류는 전극막(5)이 자기 저항 효과막(20)에 접하고 있는 부분부터 자기 저항 효과막(20)을 막 두께 방향으로 흐른다. 따라서, 자기 저항 효과막(20) 중 전류가 흐르는 영역의 폭은 거의 관통구(21)의 폭으로 제한되며, 이 폭이 트랙 폭이 된다. 또, 전극막(5)의 상부에는 상부 실드막(9)(도 1에서는 도시하지 않음)이 배치되어 있다. 이들 실드막(9 와 10)은 기록 매체로부터의 누설 자속을 자기적으로 실드하여, 재생 헤드의 공간 분해능을 올리기 위한 것이다.

자기 저항 효과막(20)은 강자성의 자유층(3), 전기적인 절연층(1), 강자성의 고정층(2), 및 반강자성층(4)을 순서대로 적층한 4층 구조이다. 자유층(3)과 고정층(2)은 자화가 용이한 축 방향이 평행하게 되도록 형성되어 있다. 또, 고정층(2)은 반강자성막(4)과의 자기적 교환 결합에 의해 자화가 일정한 방향으로 고정되어 있다. 자유층(3)의 자화는 이 재생용 TMR 헤드가 자기 기록 매체에 대향하면, 자기 기록 매체에 기록된 자기 정보의 자화의 방향을 따라서 회전한다. 이에 의해 자유층(3)의 자화 방향은 고정층(2)의 자화 방향과 평행 또는 역평행하게 된다. 자기 저항 효과막(20)에 전극막(5, 8)을 거쳐 막 두께 방향으로 전류를 흐르게 하면, 전류는 절연막(1)을 터널링하여 흐르고, 스핀 터널 자기 저항 효과(TMR)에 의해, 자기 저항 효과막(20)의 전기 저항은 자유층(3)과 고정층(2)의 자화 방향이 서로 평행하거나 역평행하거나에 따라 변화한다. 즉, 자유층(3)과 고정층(2)에서의 자화의 스핀의 상대 방향에 의해 터널 전류가 변화한다. 이를 검출함으로써, 기록된 신호를 재생할 수 있다.

자구 제어막(7)은 자유층(3)의 자구 발생을 억제하기 때문에, 자유층(3)에 바이어스 자계를 가하는 강자성막이다. 이 때, 본 실시예에서는, 자구 제어막(7)의 상면이 절연층(1)의 상면보다 반드시 하측[도 1에 도시한 기판(31)측]에 위치하도록 하는 위치 관계로 하고, 고정층(2)과 자구 제어막(7)이 서로 접촉되지 않도록 한다. 이는 자구 제어막(7)이 저 비저항이기 때문에, 만약 고정층(2)과 접촉하고 있으면, 전극막(5)으로부터 전극막(8)에 흐르는 전류의 일부가 절연층(1)을 터널링하지 않고, 고정층(2)으로부터 자구 제어막(7)을 통해 전극막(8)으로 누설되어 버리기 때문이다. 도 2의 구성에서는, 고정층(2)과 자구 제어막(7)이 서로 비접촉이기 때문에, 전류의 누설을 방지할 수 있다.

다음에, 각 부의 재료를 설명한다. 하부 실드막(10)은 CoNbZr 등의 Co계 비정질 합금, NiFe 합금, FeAlSi 합금, 또는 CoNiFe 합금에 의해 형성한다. 막 두께는 1㎛이상 5㎛이하이다. 상부 실드막(9)은 NiFe 합금이나 CoNiFe 합금으로 형성하고, 자기 왜곡 정수의 절대치는 5×10^-6이하이다. 상부 실드막(9)은 기록용 박막 자기 헤드의 하부 코어를 겸용할 수 있고, 이 경우 상부 실드막(9)을 강자성층과 산화물의 다층막이나, B나 P 등의 반금속을 포함하는 강자성 합금막으로 할 수 있다. 또한, 상부 실드막(9)은 기록용 박막 자기 헤드의 고주파 특성 향상을 위해서 고 비저항(40μΩ·㎝ 이상)인 것이 바람직하다.

전극막(8)은 자기 저항 효과막(20)의 기초막이 되기 때문에, 자기 저항 효과막(20)의 특성이 안정하고 고저항 변화량으로 되는 것과 같은 전극막으로 할 필요가 있다. 구체적으로는, 전극막(8)의 표면은 평활하고 깨끗한 면이 바람직하고, 또는 고전류 밀도를 고려하면 고융점 재료가 바람직하다. 따라서, 고융점 재료로서 발열이 작은 낮은 비저항 재료인 Ta, Nb, Ru, Mo, Pt, Ir 등, 또는 이들 원소를 포함한 합금, 예를 들면 Ta 합금, TaW 합금에 의해서, 또는 W, Cu, Al 등의 합금에 의해서 스퍼터링법이나 진공 증착법등으로 전극막(8)을 형성한다. 이 전극막(8)의 막 두께는 3∼30㎚이고, 실드막(10)과 실드막(9) 간의 간격에 따라 막 두께가 변화한다. 얇게 맞닿으면 실들막(10)과 실드막(9)과의 간격을 좁힐 수 있고, 재생용 TMR 헤드의 분해능을 높일 수 있다. 이 전극막(8)은 다층막(예를 들면 Ta층/Pt층/Ta층의 다층 구조나 Ta층/Cu층/Ta층의 다층 구조 등)으로 해도 된다.

전극막(5)은 전극막(8)과 동일한 종류의 재료로 형성해도 된다.

자기 저항 효과막(20)의 자유층(3)은 NiFe 합금, Co 합금, FeCo 합금, CoNiFe 합금중에서 강자성 재료로 이루어진 단층 구조, 또는 계면에서의 확산 방지 또는 이방성 분산의 억제를 위해 강자성층을 포함하는 다층 구조로 할 수 있다. 다층 구조로서는, 예를 들면 Co층/NiFe합금층/Co층의 다층 구조나 Co층/NiFe합금층/CoFe층의 다층 구조로 할 수 있다. 자유층(3)의 재료, 또한 단층으로 하든지 다층으로 하든지는 기초가 되는 전극막(8)과의 조합에 의해서도 결정된다. 고정층(2)는 Co나 Co합금으로 형성하든지 또는 자유층(3)과 동일한 재료 또는 구조로 할 수 있다. 또한, 고정층(2)은 자성층과 비자성층과의 다층 구조로 할 수도 있다. 예를 들면, Co층/Ru층/Co층과 같이, 강자성층/비자성층/Co층과 같은 다층 구조로 할 수 있다. 반강자성층(4)은 IrMn, CrMn계 합금(CrMnPt나 CrMnRu나 CrMnRh), MnRh 합금, MnPt합금, MnRhPd 합금, NiMn 합금, NiMnRu 합금, MnRhRu 합금, NiO, CoO 합금, Fe₂O₃, Fe₃O₄합금, CrAl 합금으로 형성될 수 있다. 또는, 이들 재료층의 조합으로 이루어진 다층막으로 반강자성막(4)을 형성할 수도 있다. 자유층(3)의 막 두께는 3∼10 ㎚, 고정층(2)은 1∼10 ㎚, 반강자성막(4)은 2∼25 ㎚이다. 이들은 스퍼터링법을 이용하여 형성할 수 있다.

자기 저항 효과막(20)의 절연층(1)은, 산화물, 질화물, 플로이드화물, 붕화물중 어느것, 또는 이들중 어느 것을 포함한 재료로 형성된다. 예를 들면, Al₂O₃이나 SiO₂, Ta₂O₅, TiO₂또는 페로브스카이트 구조를 가진 산화물이나 이들이 산화물의 일부에 질소를 첨가한 산화물과 질화물의 혼합물로 형성된다. 또, 절연막(1)은 다층막이어도 된다. 절연층(1)의 막 두께는 0.2 ㎚ ∼ 3 ㎚의 상당히 두껍다.

한편, 절연막(6)은 Al₂O₃나 SiO₂으로 형성된다. 또, 비자성 금속막/산화물막/비자성 금속막의 다층 구조 또는 강자성 금속막/산화물막/강자성 금속막과 같은 다층 구조로 하므로써, 절연 내압이 높은 절연막으로 할 수 있다. 예를 들면, Al막/Al₂O₃막/Al막의 다층 구조, Ni막/NiO막/Ni막의 다층 구조, 또는 Co막/CoO막/Co막의 다층 구조로 할 수 있다. 또, Ti, Sr, Ba 중 적어도 하나의 원소를 함유한 산화물로 절연막(6)을 형성할 수 있다. 이와 같은 Ti, Sr, 또는 Ba를 함유한 막은, 페로브스카이드 구조를 포함한 막으로, 절연 내압을 높일 수 있다.

자구 제어막(7)은 Co계의 경질(硬質) 강자성막으로 형성한다. 자구 제어막(7)의 밑바탕에 비강성층인 Cr, Nb, 또는 Ta 막을 배치해도 된다.

또, 절연막(6)의 관통구(21)는 트랙폭을 결정하기 때문에, 될 수 있는 한 작은 폭으로 형성하는 것이 바람직하다. 이를 위한 제조 공정으로는, 예를 들면 다음의 순서로 할 수 있다. 먼저, 기판(1) 상에 하부 실드막(10)과 자기 저항 효과막(20)을 형성하고, 자기 저항 효과막(20)을 밀링(milling)법을 이용하여 에칭시킨 후, 자구 제어막(7)을 성막한다. 이 때, 자기 저항 효과막(20) 상에 성막된 자구 제어막(7)은 리프트-오프(lift-off)법에 의해 제거된다. 그 위에, 절연막(6)을 성막한다, 절연막(6)은 스퍼터링법이나 CVD 법으로 형성된다. 다음에는 이 절연막을 RIE(반응성 이온 에칭)법을 이용하여 에칭하여 관통구(21)를 형성한다. 이 에칭 조건이 중요한데, 에칭 가스로는 CHF₃나 염소계 가스를 이용하여 관통구(21)의 폭이 좁아지도록 형성한다. 그 후, 전극막(5)을 형성하여, 관통구(21)를 전극막(5)으로 충전한다. 따라서, 에칭이나 CMP(화학적 기상 증착법)에 의해 전극막(5)의 표면을 평활하게 가공하고, 평활한 전극막(5) 상에 상부 실드막(9)을 스퍼터링법이나 도금(plating)법을 이용하여 형성한다. 그 후, 그 위에 기록용 박막 자기 헤드를 형성한다.

이와 같은 구성의 도 1 및 도 2에 도시된 재생용 TMR 헤드에 따라서, 기록 매체의 자기 정보를 재생하는 동작에 대해 설명한다. 먼저, 자기 저항 효과 헤드의 부상면(浮上面)(32)을 기록 매체 상으로 부상시키고, 이에 의해서 부상면(32)을 기록 매체와 약간의 간격을 두고 대향되게 한다. 고정층(3)의 자화 방향은 반강자성막(4)과의 자기적 교환 결합에 의해서 고정되어 있기 때문에 변화하지 않는다. 한편, 자유층(3)의 자화는 기록 매체의 자기 정보의 자화 방향에 따라 회전한다. 따라서, 고정층(2)의 자화 방향과 자유층(3)의 자화 방향은, 기록 매체의 자기 정보에 따라, 평행 또는 역평행 상태중 어느 한 상태가 된다. 전극막(5, 8) 간에 전류가 흐르면, 전류는 자기 저항 효과막(20)의 절연층(1)을 터널링하여 막의 두께 방향으로 흐른다. 이 때, 스핀 터널 자기 저항 효과에 의해, 전류는 자기 저항 효과막(20)의 전기 저항은, 고정층(2)의 자화 방향과 자유층(3)의 자화 방향이 평행한지 역평행한지에 따라 다르다. 따라서, 전극막(5, 8) 간의 전류를 검출하고 저항 변화율을 검출하는 것에 의해서, 기록 매체의 자기 정보를 재생할 수 있다. 오히려, 기록 매체에 자기 정보를 기록할 때에는, 부상면(32)을 자기 매체 상으로 부상시키고, 재생용 TMR 헤드 상에 탑재되어 있는 기록용 박막 자기 헤드에 의해서 기록한다.

상술한 제1 실시예의 재생용 TMR 헤드는, 절연막(6)에 의해 자기 저항 효과막(20)과 접하는 전극막(5)의 폭을 좁히고, 트랙 폭을 자기 저항 효과막(20)의 막의 두께 방향으로 흐르는 전류를 증가시키기 때문에, 스핀 터널 자기 저항 효과에 의한 자기 저항 효과막(20)의 저항 변화율의 검출에 기여하는 전류량이 증가하여 저항 변화율의 검출 효과를 높일 수 있다.

이와 같이, 제1 실시예에 따르면, 높은 기록 밀도에 대응가능하고, 게다가 저항 변화율의 검출 효율이 높은 재생용 TMR 헤드가 얻어진다.

다음에, 제2 실시예의 재생용 TMR 헤드에 대해서 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3에서, 이미 설명한 도 2와 동일한 역할의 층, 막에 대해서는 동일한 부호를 부가하였다. 도 3의 재생용 TMR 헤드에서 제2의 재생용 헤드와 크게 다른점은, 자기 저항 효과막(20)의 양단부가 자구 제어층(7) 위에 걸리도록 제조되어 있는 것이다. 이와 같이 제조하므로써, 자유층(2)과 자구 제어층(7)의 사이에는 반드시 절연층(1)이 존재하기 때문에, 자유층(2)으로부터 자구 제어층(70)으로의 전류 누설을 보다 효과적으로 방지할 수 있다. 그러나, 자구 제어막(7)을 낮은 비저항의 막(CoCr 합금막)으로 할 수 있다. 또, 도 3의 구성에는, 상부 실드막(9)을 상부 전극막(5)과 겸용하고 있다. 이에 의해서, 제조 공정을 간략화할 수 있다.

도 3의 구조에서는, 절연막(6)을 SiO₂로 형성하고, CFH₃를 에칭 가스로 하여 RIE에 의해 관통구(21)를 형성하는 경우, 형성가능한 관통구(21)의 폭(트랙폭)은 0.2㎛ ∼ 0.3㎛이다. 이 트랙 폭은 기록 밀도 20 Gb/in²이상의 높은 기록 밀도를 실현할 수 있다.

다음에는, 제3 실시예의 재생용 TMR 헤드에 관해서 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4에서, 도 2의 층, 막과 동일한 역할을 하는 것에는 동일한 부호를 부가하였다. 도 4에 도시된 바와 같이, 자기 저항 효과막(20)은 측면에 50 도에서 80도 각도의 테이프가 있다. 이 테이프는 자기 저항 효과막(20)을 이온 밀링할 때의 이온의 입사 조건에 의해 발생되는 것이다. 하부 실드막(10)은 Co계 비정질 합금 또는 FeAlSi 합금막이다. 전극막(8)은 Ta 합금, TaW 합금, 또는 Nb, Mo, W, Cu, Al이나 Ru, Pt 등의 귀금속 합금이다. 전극막(8)은 다층막 (예를 들면, Ta층/Pt층/Ta층의 다층 구조나, Ta층/Cu층/Ta층의 다층 구조)이다. 자유층(2)은 계면에서의 확산 방지 또는 이방성 분산의 제어를 위한 다층막이다. 예를 들면, Co층/NiFe층/Co층의 다층 구조이다.

다음에는, 도 4에 도시된 재생 헤드의 제조 공정에 대해서, 도 11a 내지 도 11g를 이용하여 설명한다.

먼저, 기판[도 1에 도시된 기판(31)과 동일함] 상에 스퍼터링법이나 도금법에 의해서 하부 실드막(10)을 형성한 후, 전극막(8)을 증착법에 의해서 형성한다. 그 후, 전극막(8)의 표면을 이온 클리닝한 후, 자기 저항 효과막(20)의 자유층(3), 절연층(1), 고정층(2), 반강자성층(4)를 순서대로 성막한다. 그리고, 자기 저항 효과막(20)의 4층을 이온 밀링에 의해 가공한다. 가공된 자기 저항 효과막(20) 상에, 도 11a와 같은 형상의 레지스트막(12)을 형성한 후, 자구 제어막(7)을 성막하고(도 11b), 레지스트막(12)을 용해시켜, 자기 저항 효과막(20) 상의 자구 제어막(7)을 리프트 오프한다(도 11c). 그 후, 절연막(6)을 형성하고, 그 위에 레지스트막(13)을 형성하고, 레지스트막(13)을 패터닝한다(도 11d). 이 레지스트막(13)을 마스크로 하여 RIE에 의해 절연막(6)을 가공한다. 이에 의해 관통구(21)을 형성할 수 있다(도 11e). 또, RIE에 의해 반강자성막(4)이 손상 받는 것을 방지하기 때문에, 반강자성막(4)과 절연막(6) 사이에 스토퍼막을 미리 형성하여 둘 수도 있다. 그리고, 레지스터막(13)을 제거하고(도 11f), 절연막(6) 상에 상부 실드막(9)을 형성하고(도 11g), 이에 의해 도 4의 재생용 TMR 헤드를 제작할 수 있다.

또, 도 3, 도 4의 상부 실드막(9)은 전극막(5)과 겸용으로 되어 있지만, 이 경우, 절연막(6) 및 자기 저항 효과막(20)을 따른 형상으로 되어 있기 때문에, 도 1의 구성과 비교하여, 상부 실드막(9)이 평활하지가 않다. 그 때문에, 관통구(21) 부근에서, 상부 실드막(9)에 자벽이 발생하기 쉽다. 이를 방지하기 위해서는, 관통구(21) 부근에 비자성막을 형성하여, 다층의 실드막(9)으로 하면 좋다. 예를 들면, NiFe층/Al₂O₃층/NiFe층과 같은 다층 구조의 실드막(9)으로 하면, 자벽의 발생을 방지할 수 있으며, 재생용 TMR 헤드 출력의 변동 방지, 노이즈 발생의 방지에 기여하는 것이 알려져 있다.

이어서, 제4 실시예의 재생용 TMR 헤드에 대해서, 도 5를 참조하면서 설명한다.

도 5에서는, 이미 설명한 도 2와 동일한 역할을 하는 층, 막에 대해서는 동일한 부호을 붙힌다. 도 5의 재생용 TMR 헤드는 자기 저항 효과막(20)에 테이퍼가 있고, 더구나 자기 저항 효과막(20) 내의 자유층(3)이 다른 층(1, 2, 4)보다 폭이 넓게 되어 있으며, 자유층(3)의 상면의 양단에 절연막(6)이 접하도록 되어 있다. 이 때문에, 도 5의 구성은 도 4의 구성과 비교하여, 자구 제어막(7)과 고정층(2)이 절연막(6)에 의해 완전히 이격 절연되어 있기 때문에, 높은 신뢰성으로 전류가 고정층(2)으로부터 자구 제어막(7)에 리크되는 것을 방지할 수 있다.

도 5의 재생용 TMR 헤드를 제작할 때에는, 자기 저항 효과막(20)의 자유층(3) 만을 성막한 후, 일단 밀링을 행하고 자유층(3) 만을 가공하여, 그 위에 절연층(3), 고정층(2), 반강자성막(4)의 3층을 형성한 후, 다시 밀링하여 이들 3층을 가공하도록 한다. 또는, 자기 저항 효과막(20)의 4층을 한번 성막하여, 밀링에 의해 절연층(3), 고정층(2), 반강자성막(4)의 3층을 에칭하여, 자유층(3) 위에서 에칭을 금지하도록 하여도 도 5와 같은 형상을 실현할 수 있다. 다른 제조 순서 및 재료는 도 4의 실시예와 동일하게 할 수 있다.

이어서, 자구 제어막(7)과 자기 저항 효과막 사이에 고 비저항막(11)을 설치한 제5 내지 제8 실시예를 도 6 내지 도 9에서 각각 나타낸다. 이 고 비저항막(11)은 자기 저항 효과막(20)을 막 두께 방향으로 흐르는 전류가 자구 제어막(7)에 리크되는 것을 방지하기 위한 것으로, 절연체 또는 반도체에 의해 형성된다.

도 6의 재생용 TMR 헤드는 도 4의 구성과 유사하지만, 절연막(6)을 구비하지 않고, 그 대신에 고 비저항막(11)을 구비하고 있다. 고 비저항막(11)은 자기 저항 효과막(20)의 측면을 피복하도록 배치되며, 그 외측에 자구 제어층(7)이 배치되어 있다. 고 비저항막(11)에는 도 4의 절연막(6)과 동일하게 관통구가 형성되며, 이 관통구의 폭이 반강자성막(4)에 접하는 전극막(5)(상부 실드막(9) 겸용)의 폭, 즉 트랙폭을 결정한다.

도 6의 재생용 TMR 헤드를 제작하는 순서를 간단하게 설명한다. 먼저, 기판(31) 상에 하부 실드막(10), 전극막(8), 자기 저항 효과막(20)을 성막한 후, 자기 저항 효과막(20)을 밀링법에 의해 가공한다. 그 위에, SiO₂또는 Al₂O₃등에 의해 막 두께 5∼10㎚의 고 비저항막(11)을 스퍼터링에 의해 성막한다. 스퍼터링 조건(특히 기판과 타겟 간의 거리)를 변화시킴으로써 막의 접착 상태를 변화시켜, 도 6과 같은 두께의 고 비저항막(11)을 제작한다. 그 후, 자구 제어막(7)을 성막한다. 자구 제어막(7)의 막 두께는 5∼20㎚이다. 자기 저항 효과막(20)의 상부의 자구 제어막(7)은 도 11b 및 도 11c와 동일하게 리프트 오프법에 의해 제거한다. 또, 고 비저항막(11)에는 도 11d∼11f와 동일한 방법에 의해 관통구를 형성한다. 그 후, 상부 실드막(9)(전극막(5) 겸용)을 형성한다.

한편, 도 7∼도 9의 각 구성은 절연막(6)과 고 비저항막(11)도 구비하고 있다. 고비저항막(11)의 막 두께는 자기 저항 효과막(20)의 측면의 상부만큼 얇아, 다른 평탄한 부분에서는 동일한 두께로 되어 있다. 자구 제어막의 상면은 자기 저항 효과막(20)의 상면과 일치한 평탄한 면으로 되어 있다. 따라서, 절연막(6)은 동일한 막 두께가 된다. 또, 자기 저항 효과막(20)의 각 층은 순번이 도 2∼도 6의 구성과는 전혀 반대의 순번으로 되어 있다. 즉, 전극막(8) 측으로부터 반강자성막(4), 고정층(2), 절연층(1), 자유층(3)의 순서로 배치되어 있다. 트랙폭은 도 2 내지 도 5의 구성과 동일하게 절연막(6)의 관통구의 간격으로 결정된다.

또, 도 8의 구성은 하부의 전극막(8)(자기 저항 효과막(20)의 하지막을 겸용)도 밀링법에 의해 가공하고, 전극막(8)의 측면부에도 고 비저항막(11)을 형성한 것이다. 또, 도 9의 구성에서는 고 비저항막(11)이 자유층(3)의 상면의 양단부 까지 상승되어 있다.

여기에서, 도 8의 구성의 재생용 TMR 헤드의 제조 공정에 대해서, 도 12a∼도 12g를 이용하여 설명한다.

먼저, 기판(도 1에서 나타낸 기판(31)과 동일) 상에 스퍼터링법이나 도금법에 의해 하부 실드층(10)을 형성한 후, 전극막(8)을 증착법에 의해 형성한다. 그 후, 전극막(8)의 표면을 이온 클리닝한 후, 자기 저항 효과막(20)의 반강자성막(4), 고정층(2), 절연층(1), 자유층(3)을 순서대로 성막한다. 그리고, 자기 저항 효과막(20)의 4층 및 전극막(8)을 이온 밀링법에 의해 가공한다. 가공된 자기 저항 효과막(20) 상에 도 12a와 같은 2단 형상의 레지스트막(42)을 형성한다. 그 위에, 고 비저항막(11)을 성막하고(도 12b), 그 후 레지스트막(42)을 용해시켜 자기 저항 효과막(20) 상의 고 비저항막(11)을 리프트오프한다. 그 위에, 자구 제어막(7)을 성막한다(도 12c). 자구 제어막(7)의 상면을 CMP(화학적 기계적 연마법)에 의해 연마하여 평탄하게 한다(도 12d). 그 위에 절연막(6)을 형성하고, 또한 레지스트막(43)을 형성하고, 레지스트막(43)을 패터닝한다(도 12e). 이 레지스트막(43)을 마스크로 하여 RIE에 의해 절연막(6)을 가공한다. 이에 의해 관통구(21)를 형성할 수 있다(도 12f). 그리고, 레지스트막(43)을 제거하고, 절연막(6) 상에 상부 실드막(9)(전극막(5) 겸용)을 형성한다(도 12g). 이에 의해 도 8의 재생용 TMR 헤드를 제작할 수 있다.

상술한 도 6∼도 9의 각 구성 재생용 TMR 헤드는, 고 비저항막(11)에 의해 자기 저항 효과막(20)의 측면 전체를 피복하고, 자구 제어막(7)과 자기 저항 효과막(20)을 전기적으로 절연하고 있다. 이에 의해, 고정층(2)으로부터 자구 제어막(7)을 통해 전극막(8)에 이르는 리크 전류가 생기지 않기 때문에, 자기 저항 효과막(20)을 막 두께 방향으로 흐르는 전류를 증가시킬 수 있으며, 스핀 터널 자기 저항 효과에 의한 자기 저항 효과막(20)의 저항 변화율의 검출 효율을 높일 수 있다.

또, 도 2∼도 4의 구성과 동일하게, 도 6∼도 9의 구성도, 절연막(6)이나 고 비저항막(11)에 의해 자기 저항 효과막(20)과 접하는 전극막(5)의 폭을 좁히고, 트랙폭을 자기 저항 효과막(20)의 폭보다 좁게 하고 있기 때문에, 자기 저항 효과막(20)의 폭을 좁히는 일 없이, 용이하게 트랙 폭을 좁게 할 수 있으며, 자기 기록 재생 장치의 자기 디스크의 기록 밀도를 증가시킬 수 있다.

게다가, 도 7∼도 9의 구성은 자구 제어막(7)의 상면을 자기 저항 효과막(20)의 상면과 일치시켜, 평탄하게 하고 있기 때문에, 상부 실드막(9)(전극막(5) 겸용)은 관통구(21) 부분을 제외하고 동일한 막 두께로 할 수 있다. 이 때문에, 상부 실드막(9)에 자벽이 생기기 어려워, 상부 실드막(9)의 특성을 향상시킬 수 있다.

이어서, 상술한 각 실시예의 재생용 TMR 헤드를 이용한 자기 기록 재생 장치의 전 구성과 동작에 대해서 도 10을 이용하여 설명한다.

기록 재생 헤드(210)은 상술한 도 2∼도 9의 재생용 TMR 헤드 중 어느 하나와 그 위에 탑재된 기록용 박막 자기 헤드를 구비한 것이다. 기록 재생 헤드(210)는 부상면을 아래로 향하여 스프링(211)의 선단에 지지되어 있다. 스프링은 헤드 위치 결정 기구(320)에 부착되어 있다. 헤드 위치 결정 기구(320)는 기록 재생 헤드(210)를 기록 매체(핸드 디스크; 110) 상에 위치 결정한다. 기록 매체(110)는 스핀들 모터(310)에 의해 회전 구동된다. 기록시에는 입력된 기록 데이타를 엔코더(335)에서 엔코드하고, 기록 앰프(336)에 의해 기록용 박막 자기 헤드에 기록 전류를 공급한다. 한편, 재생시에는, 재생용 TMR 헤드의 전극막(5, 8) 간에 흐르는 전류는 신호 처리계(330)에 의해 처리되어, 기록 매체(110)의 자기 정보가 재생된다. 구체적으로는, 전극막(5, 8) 사이에 흐르는 전류는 프리 앰프(331)에서 증폭되고, 데이타 재생 회로(332)에서 데이타가 재생되어, 복호기(333)에 의해 복호된다. 또, 서보 검출기(334)는 프리앰프(331)의 출력 신호를 이용하여 기록 재생 헤드(210)의 트랙킹을 제어한다. 이상의 신호 처리 동작은 콘트롤러(340)에 의해 제어된다.

도 10의 자기 기록 재생 장치는 기록 재생 장치의 재생 헤드로서, 본 실시예의 도 2∼도 9 중 어느 구성으로나 이루어진 TMR 헤드를 탑재하고 있다. 이 TMR 헤드는 자구 제어막(7)에의 전류 리크를 방지할 수 있기 때문에, 신호 처리계(330)에서 높은 검출 효율로 스핀 터널 자기 저항 효과에 의한 저항 변화율을 검출할 수 있으며, 재생시의 검출 감도가 높은 자기 기록 재생 장치를 얻을 수 있다. 또, 이 TMR 헤드는 자기 저항 효과막(20)에 접하는 전극막(5)의 폭을 좁히고 있기 때문에, 트랙 폭이 좁아져, 높은 기록 밀도로 기록된 기록 매체(110)의 자기 정보를 재생할 수 있다.

이와 같이, 이상의 실시예에 의하면, 스핀 터널 자기 저항 효과를 이용한 기록 재생 헤드에서, 리크 전류를 방지할 수 있으며, 또한 트랙 폭이 좁다고 하는 특징을 구비하여 실용성이 높은 헤드의 구조 및 이 헤드를 사용한 자기 기록 재생 장치를 제공할 수 있다.

다음에, 본 발명에 관한 자기 센서를 자기 메모리에 적용한 일 실시예에 대해서 설명한다.

도 13은 본 실시예에 관한 자기 메모리를 나타낸 단면도이고, 도 14는 본 실시예에 관한 자기 메모리를 나타내는 평면도이다. 기판(41) 위에는 제1 하지층(42)과, 제2 하지층(43)과, 반강자성층(44)과, 고정층(45)이 스퍼터링 등에 의해 형성된다. 이들 층은 에칭 처리 등에 의해 제1 방향으로 연장되는 제1 패턴으로 가공된다. 다음에, 절연막(46)과 자유층(47)과, 제3 하지층(48)이 스퍼터링 등에 의해 형성된다. 이들 층은 에칭 처리 등에 의해 제2 패턴으로 가공된다. 제1 패턴과 제2 패턴이 교차하는 영역에서 반강자성층(44)과, 고정층(45)과, 절연막(46)과, 자유층(47)은 자기 저항 효과막(60)을 구성하고 있다. 다음에, 제1 패턴과 제2 패턴이 교차하는 영역의 주변에는 절연막(49)을 패턴 형성하고, 그 거의 중앙 부분에 개구(61)을 형성한다. 다음에, 개구(61)의 내부를 포함하는 절연막(49) 위에 상부 전극(50)을 패턴 형성한다. 상부 전극(50)은 제1 방향과 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제3 패턴을 이루고, 절연막(49)의 개구(61) 만에서는 제3 하지층(48)을 거쳐 자유층(47)에 전기적으로 접속된다. 게다가, 고정층(45)의 소정 영역 상에 제1 하부 전극(51)과 제2 하부 전극(52)이 패턴 형성된다.

상기 구성에서, 제1 하부 전극과 제2 하부 전극 사이에 전류가 흐르면, 전류는 적어도 고정층(45)를 흐르고, 그 전류의 방향에 의해 자유층(47)의 자화 방향이 결정되고, 이에 의해 데이타가 기억된다. 자유층(47)의 자화 방향이 고정층(45)의 자화 방향과 평행 또는 역평행하게 되도록 고정층(45)의 자화를 고정시키기 위한 반강자성층(44)의 자화 특성을 결정한다. 상부 전극(50)과 제1 하부 전극(51)의 사이, 또는 상부 전극(50)과 제2 하부 전극(52)의 사이에 전압을 인가하여, 자기 저항 효과막(60)의 막 두께 방향으로 전류를 흐르게 하면, 전류는 절연막(46)을 터널링하여 흐르고, 스핀 터널 자기 저항 효과(TMR)에 의해 자기 저항 효과막(60)의 전기 저항은 자유층(47)과 고정층(45)의 자화 방향이 서로 평행하거나 역평행한지에 따라 변화한다. 이를 검출함으로써, 기억된 데이타를 판독할 수 있다. 여기에서는, 데이타의 기입이 가능한 RAM(랜덤 억세스 메모리)의 구성으로 했지만, 제2 하부 전극(52)을 생략하고 ROM(리드 온리 메모리)의 구성으로 할 수도 있다. ROM으로 한 경우에는 예를 들면 외부로부터 가해진 자계에 의해 데이타를 미리 기억시켜 두면 좋다.

다음에, 각 부의 재료에 대해서 설명한다. 기판(41)으로서는 예를 들면, 실리콘 또는 세라믹을 이용할 수 있다. 제1 하지층(42)과 제3 하지층(48)에는 예를 들면 탄탈(Ta)을 이용할 수 있다. 제2 하지층(43)에는 예를 들면 NiFe 합금을 이용할 수 있다. 반강자성층(44)에는 예를 들면 FeMn 합금이나 MnIr 합금을 이용할 수 있다. 고정층(45)에는 예를 들면 CoFe 합금을 이용할 수 있다. 절연막(46과 49)에는 예를 들면 Al₂O₃를 이용할 수 있다. 자유층(47)에는 예를 들면 CoFe 합금이나 NiFe 합금을 이용할 수 있다. 상부 전극(50), 제1 하부 전극(51), 제2 하부 전극(52)에는 예를 들면 금(Au), 동(Cu), 탄탈(Ta), 루테늄(Ru) 등을 이용할 수 있다. 그 외, 각 부에는 자기 헤드의 실시예에 대해 각각의 부분에 이용할 수 있다고 기재한 재료를 이용해도 좋다.

이상 상술한 바와 같이, 본 실시예에 의하면, 종래 보다 더 용이하게 제조할 수 있으며, 각 층의 막질이나 두께를 안정화하여 양호하게 유지할 수 있는 자기 메모리를 실현할 수 있다.

Claims

스핀 터널 자기 저항 효과형 자기 센서에 있어서,

제1 절연막으로서, 이들을 터널하여 전류가 흐를 수 있는 상기 제1 절연막,

상기 제1 절연막의 제1 면 상에 형성되고, 강자성체를 포함하는 제1 자성층,

상기 제1 절연막의 제2 면 상에 형성되고, 강자성체를 포함하는 제2 자성층,

상기 제2 자성층 상에 형성되고, 상기 제2 자성층의 자화를 고정하기 위한 반강자성체를 포함하는 제3 자성층,

적어도 상기 제1 및 제3 자성층 중 하나 위에 형성되고, 소정의 영역에서 개구를 갖는 제2 절연막,

상기 제2 절연막의 상기 개구에서만 상기 제1 및 제3 자성층 중 상기 하나와 전기적으로 접속된 제1 전극, 및

적어도 상기 제1 및 제2 자성층과 상기 제1 절연막을 통해 상기 제1 전극과의 사이에서 전류를 흘리기 위한 제2 전극

을 포함하는 자기 센서.
제1항에 있어서,

상기 제2 전극의 소정의 영역 상에 형성된 상기 제1 자성층과,

상기 제1 자성층의 양측에 상기 제2 자성층과 접촉하지 않도록 형성되며, 상기 제1 자성층의 자구를 제어하기 위해 상기 제1 자성층에 자기적으로 바이어스를 인가하는 1쌍의 자구 제어막

을 포함하는 자기 센서.
제2항에 있어서,

상기 제1 자성층이 상기 1쌍의 자구 제어막 상에 덮이도록 배치되며,

상기 제1 절연막과 상기 제2 자성막과 상기 제3 자성막이 상기 제1 자성층 상에 적층되어 있는 자기 센서.
제2항에 있어서,

상기 제2 절연막이 상기 제1 자성층과 상기 제1 절연막과 상기 제2 자성층과 상기 제3 자성층의 측면을 덮는 고비저항막(高比抵抗膜)을 포함하며,

상기 1쌍의 자구제어막이 상기 고비저항막 상에 형성되어 있는 자기 센서.
자기 기록 재생 장치에 있어서,

자기 기록 매체를 구동하기 위한 매체 구동 수단,

상기 자기 기록 매체에 신호를 기록하기 위한 기록 헤드로서 전자 유도형 자기 헤드와, 상기 자기 기록 매체에 기록된 신호를 재생하기 위한 재생 헤드로서 청구항 제2항에 기재된 자기 센서를 포함하는 헤드 어셈블리,

상기 헤드 어셈블리를 구동하기 위한 헤드 구동 수단, 및

상기 기록 헤드에 인가되는 기록 신호와, 상기 재생 헤드로부터 출력되는 재생 신호를 처리하는 신호 처리 수단

을 포함하는 자기 기록 재생 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 절연막이 적어도 상기 제2 자성막의 제1 영역 상에 형성되며,

상기 제2 전극이 상기 제2 자성층의 제2 영역 상에 형성된 자기 센서.
제6항에 있어서,

적어도 상기 제2 자성층과 상기 제3 자성층이 제1 방향으로 연장되는 제1 패턴을 구성하고,

적어도 상기 제1 자성층과 상기 제1 절연막이 제2 패턴을 구성하며,

적어도 상기 제1 전극이 제1 방향과 거의 직교하는 제2 방향으로 연장되는 제3 패턴을 구성하고,

상기 제2 패턴이 상기 제1 및 제3 패턴의 교차하는 영역 내에 형성되어 있는 자기 센서.
제6항에 있어서,

상기 제2 자성층의 제3 영역 상에 형성된 제3 전극을 더 구비하고, 적어도 상기 제2 자성층을 통해 상기 제2 및 제3 전극 사이에 전류를 흘림으로써 상기 제1 자성층의 자화 방향을 결정하는 자기 센서.
강자성체를 포함하는 제1 자성층과, 강자성체를 포함하는 제2 자성층과, 상기 제2 자성층의 자화를 고정하기 위한 반강자성체를 포함하는 제3 자성층을 갖는 스핀 터널 자기 저항 효과형 자기 센서의 제조 방법에 있어서,

(a) 기판 위쪽에 상기 제3 자성층을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계,

(b) 상기 제3 자성층 상에 상기 제2 자성층을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계,

(c) 적어도 상기 제2 자성층과 상기 제3 자성층을 제1 패턴으로 가공하는 단계,

(d) 적어도 상기 제1 패턴 상에 제1 절연막으로서 이것을 터널하여 전류가 흐를 수 있는 상기 제1 절연막을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계,

(e) 상기 제1 절연막 상에 상기 제1 자성층을 스퍼터링에 의해 형성하는 단계,

(f) 적어도 상기 제1 자성층과 상기 제1 절연막을 제2 패턴으로 가공하는 단계,

(g) 적어도 상기 제2 패턴의 소정의 영역 상에 제2 절연막을 패턴 형성하는 단계.

(h) 상기 제2 절연막의 소정의 영역에 개구를 형성하는 단계, 및

(i) 상기 제2 절연막의 상기 개구에서만 상기 제1 자성층에 전기적으로 접속되는 제1 전극을 형성하고, 상기 제2 자성층에 전기적으로 접속되는 제2 전극을 형성하는 단계

를 포함하는 제조 방법.
제9항에 있어서,

상기 단계 (i)가 상기 제2 자성층에 전기적으로 접속되는 제3 전극을 형성하는 것을 포함하는 제조 방법.