JP2000331318A - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
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- G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁区制御ハード層の被覆を許容しつつバルク
ハウゼンノイズの低減に寄与することができる磁気抵抗
効果ヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気抵抗効果膜４６の端面４７ａ、４７
ｂに沿って磁区制御ハード層４８は形成される。この磁
区制御ハード層４８は磁気抵抗効果膜４６の単磁区化を
促進する。このとき、自由側磁性層の末端４６ｂから磁
区制御ハード層４８の先端４８ａまでに測定されるオー
バーラップ量ＯＬは０．２８２μｍ未満に設定される。
こうしたオーバーラップ量ＯＬによればバルクハウゼン
ノイズは低減される。しかも、４０°を超えるテーパ角
θが設定されると、被覆量ＣＯに余裕が生まれる。
ハウゼンノイズの低減に寄与することができる磁気抵抗
効果ヘッドを提供する。 【解決手段】 磁気抵抗効果膜４６の端面４７ａ、４７
ｂに沿って磁区制御ハード層４８は形成される。この磁
区制御ハード層４８は磁気抵抗効果膜４６の単磁区化を
促進する。このとき、自由側磁性層の末端４６ｂから磁
区制御ハード層４８の先端４８ａまでに測定されるオー
バーラップ量ＯＬは０．２８２μｍ未満に設定される。
こうしたオーバーラップ量ＯＬによればバルクハウゼン
ノイズは低減される。しかも、４０°を超えるテーパ角
θが設定されると、被覆量ＣＯに余裕が生まれる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、スピンバルブ巨大
磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子に代表される磁気抵抗効果
素子に関し、特に、基準面に沿って広がり、基準面に交
差する区画面で仕切られた端面が形成される磁気抵抗効
果膜と、磁気抵抗効果膜の端面に沿って形成される磁区
制御ハード層とを備える磁気抵抗効果ヘッドおよびその
製造方法に関する。
磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子に代表される磁気抵抗効果
素子に関し、特に、基準面に沿って広がり、基準面に交
差する区画面で仕切られた端面が形成される磁気抵抗効
果膜と、磁気抵抗効果膜の端面に沿って形成される磁区
制御ハード層とを備える磁気抵抗効果ヘッドおよびその
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】いわゆるスピンバルブ膜を利用した磁気
ヘッドでは、スピンバルブ膜の１対の端面に磁区制御ハ
ード層が接続されることが広く行われている。磁区制御
ハード層を通じて供給されるバイアス磁界の働きによっ
て、スピンバルブ膜の自由側磁性層（いわゆるフリー
層）を確実に単磁区化することができるからである。こ
うして単磁区化が達成されれば、磁気ヘッドの出力に現
れるバルクハウゼンノイズは低減されることができる。
ヘッドでは、スピンバルブ膜の１対の端面に磁区制御ハ
ード層が接続されることが広く行われている。磁区制御
ハード層を通じて供給されるバイアス磁界の働きによっ
て、スピンバルブ膜の自由側磁性層（いわゆるフリー
層）を確実に単磁区化することができるからである。こ
うして単磁区化が達成されれば、磁気ヘッドの出力に現
れるバルクハウゼンノイズは低減されることができる。
【０００３】磁区制御ハード層をスピンバルブ膜に接続
するにあたって、スピンバルブ膜の端面には傾斜が設け
られる。スピンバルブ膜の端面がこうした傾斜面で切断
されると、その切断面の表面積は増大する。こうして広
い表面積で磁区制御ハード層およびスピンバルブ膜が相
互に接触し合うと、両者間の電気抵抗を低減させること
ができる。
するにあたって、スピンバルブ膜の端面には傾斜が設け
られる。スピンバルブ膜の端面がこうした傾斜面で切断
されると、その切断面の表面積は増大する。こうして広
い表面積で磁区制御ハード層およびスピンバルブ膜が相
互に接触し合うと、両者間の電気抵抗を低減させること
ができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】一般に、製造上の都合
から、スピンバルブ膜の傾斜端面に沿って形成される磁
区制御ハード層の先端はスピンバルブ膜の膜表面に到達
する。膜表面に対する磁区制御ハード層の被覆量が増大
すると、例えば特開平１０−４９８３２号公報に開示さ
れるように、前述のバルクハウゼンノイズの悪化につな
がってしまう。その一方で、磁区制御ハード層の被覆量
を「０（ゼロ）」に近づけることは現状の製造工程では
不可能に近い。したがって、磁区制御ハード層の被覆量
に余裕を持たせながらバルクハウゼンノイズを低減させ
ることが求められている。
から、スピンバルブ膜の傾斜端面に沿って形成される磁
区制御ハード層の先端はスピンバルブ膜の膜表面に到達
する。膜表面に対する磁区制御ハード層の被覆量が増大
すると、例えば特開平１０−４９８３２号公報に開示さ
れるように、前述のバルクハウゼンノイズの悪化につな
がってしまう。その一方で、磁区制御ハード層の被覆量
を「０（ゼロ）」に近づけることは現状の製造工程では
不可能に近い。したがって、磁区制御ハード層の被覆量
に余裕を持たせながらバルクハウゼンノイズを低減させ
ることが求められている。
【０００５】本発明は、上記実状に鑑みてなされたもの
で、磁区制御ハード層の被覆を許容しつつバルクハウゼ
ンノイズの低減に寄与することができる磁気抵抗効果ヘ
ッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
で、磁区制御ハード層の被覆を許容しつつバルクハウゼ
ンノイズの低減に寄与することができる磁気抵抗効果ヘ
ッドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、基準面に沿って広がり、基準面に
交差する区画面で仕切られた端面が形成される磁気抵抗
効果膜と、磁気抵抗効果膜の端面に沿って形成されると
ともに、先端を磁気抵抗効果膜の膜表面に到達させる磁
区制御ハード層とを備え、自由側磁性層の末端から磁区
制御ハード層の先端まで測定されるオーバーラップ量は
０．２８２μｍ未満に設定されることを特徴とする磁気
抵抗効果ヘッドが提供される。
に、本発明によれば、基準面に沿って広がり、基準面に
交差する区画面で仕切られた端面が形成される磁気抵抗
効果膜と、磁気抵抗効果膜の端面に沿って形成されると
ともに、先端を磁気抵抗効果膜の膜表面に到達させる磁
区制御ハード層とを備え、自由側磁性層の末端から磁区
制御ハード層の先端まで測定されるオーバーラップ量は
０．２８２μｍ未満に設定されることを特徴とする磁気
抵抗効果ヘッドが提供される。
【０００７】本発明者は、独自の視点から観察を実施し
た結果、自由側磁性層の末端から磁区制御ハード層の先
端までのオーバーラップ量と、磁気抵抗効果膜の出力に
現れるバルクハウゼンノイズとの間に相関関係を新たに
見出した。その結果、バルクハウゼンノイズは、磁気抵
抗効果膜の膜表面に対する磁区制御ハード層の被覆量に
影響される以前に、前述のオーバーラップ量の影響を受
けることが明らかとなった。すなわち、本発明に従って
オーバーラップ量が０．２８２μｍ未満に設定される限
り、基準面と区画面との交差角すなわち端面の傾斜角を
大きくとって被覆量に余裕を持たせても、バルクハウゼ
ンノイズの悪化は極力回避されることができることとな
る。
た結果、自由側磁性層の末端から磁区制御ハード層の先
端までのオーバーラップ量と、磁気抵抗効果膜の出力に
現れるバルクハウゼンノイズとの間に相関関係を新たに
見出した。その結果、バルクハウゼンノイズは、磁気抵
抗効果膜の膜表面に対する磁区制御ハード層の被覆量に
影響される以前に、前述のオーバーラップ量の影響を受
けることが明らかとなった。すなわち、本発明に従って
オーバーラップ量が０．２８２μｍ未満に設定される限
り、基準面と区画面との交差角すなわち端面の傾斜角を
大きくとって被覆量に余裕を持たせても、バルクハウゼ
ンノイズの悪化は極力回避されることができることとな
る。
【０００８】特に、磁気抵抗効果膜の端面は４０°を超
える傾斜角で基準面に交差することが望ましい。こうし
た傾斜角で磁気抵抗効果膜の端面が形成されると、磁気
抵抗効果膜の膜表面に対する磁区制御ハード層の被覆量
に確実に大きな余裕を持たせることができる。
える傾斜角で基準面に交差することが望ましい。こうし
た傾斜角で磁気抵抗効果膜の端面が形成されると、磁気
抵抗効果膜の膜表面に対する磁区制御ハード層の被覆量
に確実に大きな余裕を持たせることができる。
【０００９】前記磁気抵抗効果膜は、例えば、前記基準
面に順次積層される自由側磁性層、非磁性中間層、固定
側磁性層および反強磁性層を備えてもよい。一般に、こ
うした積層構造の磁気抵抗効果素子はスピンバルブ膜と
呼ばれ、磁気記録媒体の速度に依存せずに大きな出力を
得ることができることから注目されている。こうしたス
ピンバルブ膜では、反強磁性層との交換結合によって固
定側磁性層の磁化方向は固定される。その一方で、自由
側磁性層の磁化方向は磁気記録媒体の信号磁界に応じて
回転する。こうした磁化方向の回転の結果、スピンバル
ブ膜の電気抵抗は変化する。この変化によって磁気記録
媒体から磁気情報は読み出される。ただし、磁気抵抗効
果膜では、基準面側から順番に固定側磁性層、非磁性中
間層および自由側磁性層が形成されてもよい。
面に順次積層される自由側磁性層、非磁性中間層、固定
側磁性層および反強磁性層を備えてもよい。一般に、こ
うした積層構造の磁気抵抗効果素子はスピンバルブ膜と
呼ばれ、磁気記録媒体の速度に依存せずに大きな出力を
得ることができることから注目されている。こうしたス
ピンバルブ膜では、反強磁性層との交換結合によって固
定側磁性層の磁化方向は固定される。その一方で、自由
側磁性層の磁化方向は磁気記録媒体の信号磁界に応じて
回転する。こうした磁化方向の回転の結果、スピンバル
ブ膜の電気抵抗は変化する。この変化によって磁気記録
媒体から磁気情報は読み出される。ただし、磁気抵抗効
果膜では、基準面側から順番に固定側磁性層、非磁性中
間層および自由側磁性層が形成されてもよい。
【００１０】こうした磁気抵抗効果ヘッドは、例えば、
浮上面で前記磁気抵抗効果膜を露出させる浮上ヘッドス
ライダをさらに備えてもよい。こういった浮上ヘッドス
ライダは、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）を始めと
する磁気ディスク駆動装置に広く採用される。ただし、
こうした磁気抵抗効果ヘッドでは、磁気抵抗効果膜は浮
上ヘッドスライダ以外の支持体に搭載されてもよい。ま
た、こうした磁気抵抗効果ヘッドはＨＤＤ以外の磁気情
報再生装置に適用されてもよい。磁気情報再生装置は、
磁気情報を磁気記録媒体に書き込む記録機能を併せ持っ
てもよい。
浮上面で前記磁気抵抗効果膜を露出させる浮上ヘッドス
ライダをさらに備えてもよい。こういった浮上ヘッドス
ライダは、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）を始めと
する磁気ディスク駆動装置に広く採用される。ただし、
こうした磁気抵抗効果ヘッドでは、磁気抵抗効果膜は浮
上ヘッドスライダ以外の支持体に搭載されてもよい。ま
た、こうした磁気抵抗効果ヘッドはＨＤＤ以外の磁気情
報再生装置に適用されてもよい。磁気情報再生装置は、
磁気情報を磁気記録媒体に書き込む記録機能を併せ持っ
てもよい。
【００１１】以上のような磁気抵抗効果ヘッドを製造す
るにあたって、本発明に係る製造方法は、例えば、ウェ
ハー表面に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、磁気抵抗
効果膜の膜表面から所定の高さで浮上したマスクを用い
てイオンミリングを実施し、ウェハー表面に交差する端
面を磁気抵抗効果膜に形成する工程と、マスクを残存さ
せたまま、ウェハー表面から所定の高さで浮上したター
ゲットを用いてスパッタリングを実施し、磁気抵抗効果
膜の端面に沿って形成される磁区制御ハード層の先端を
磁気抵抗効果膜の膜表面に到達させる工程とを備えれば
よい。こうした製造工程に従えば、イオンミリングで形
成される端面のテーパ角の大きさやターゲットの高さを
調整することによってオーバーラップ量は制御されるこ
とができる。テーパ角の設定にあたっては、例えば、マ
スクの高さやイオンミリングの入射角度が調整されれば
よい。
るにあたって、本発明に係る製造方法は、例えば、ウェ
ハー表面に磁気抵抗効果膜を形成する工程と、磁気抵抗
効果膜の膜表面から所定の高さで浮上したマスクを用い
てイオンミリングを実施し、ウェハー表面に交差する端
面を磁気抵抗効果膜に形成する工程と、マスクを残存さ
せたまま、ウェハー表面から所定の高さで浮上したター
ゲットを用いてスパッタリングを実施し、磁気抵抗効果
膜の端面に沿って形成される磁区制御ハード層の先端を
磁気抵抗効果膜の膜表面に到達させる工程とを備えれば
よい。こうした製造工程に従えば、イオンミリングで形
成される端面のテーパ角の大きさやターゲットの高さを
調整することによってオーバーラップ量は制御されるこ
とができる。テーパ角の設定にあたっては、例えば、マ
スクの高さやイオンミリングの入射角度が調整されれば
よい。
【００１２】特に、前記磁気抵抗効果膜に端面を形成す
る工程と、前記磁区制御ハード層を形成する工程とは真
空中で連続して実施されることが望ましい。こうした連
続成膜によれば、磁気抵抗効果膜と磁区制御ハード層と
の境界面が酸化されず、その結果、磁気抵抗効果膜と磁
区制御ハード層との間で電気抵抗の増大を回避すること
が可能となる。
る工程と、前記磁区制御ハード層を形成する工程とは真
空中で連続して実施されることが望ましい。こうした連
続成膜によれば、磁気抵抗効果膜と磁区制御ハード層と
の境界面が酸化されず、その結果、磁気抵抗効果膜と磁
区制御ハード層との間で電気抵抗の増大を回避すること
が可能となる。
【００１３】しかも、前記磁気抵抗効果膜に端面を形成
するにあたって、端面とウェハー表面との間に４０゜を
超える傾斜角すなわちテーパ角が設定されることが望ま
しい。こうした傾斜角によれば、磁気抵抗効果膜の膜表
面に対する磁区制御ハード層の被覆量に確実に大きな余
裕を持たせることができる。したがって、既知の製造方
法に従って磁気抵抗効果ヘッドを製造することができる
にも拘わらず、バルクハウゼンノイズの増大を確実に回
避することが可能となる。
するにあたって、端面とウェハー表面との間に４０゜を
超える傾斜角すなわちテーパ角が設定されることが望ま
しい。こうした傾斜角によれば、磁気抵抗効果膜の膜表
面に対する磁区制御ハード層の被覆量に確実に大きな余
裕を持たせることができる。したがって、既知の製造方
法に従って磁気抵抗効果ヘッドを製造することができる
にも拘わらず、バルクハウゼンノイズの増大を確実に回
避することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照しつつ本発
明の一実施形態を説明する。
明の一実施形態を説明する。
【００１５】図１は磁気ディスク駆動装置の一具体例と
してのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０の内部構
造を示す。このＨＤＤ１０のハウジング１１には、スピ
ンドルモータ１２に装着される磁気ディスク１３と、磁
気ディスク１３のディスク面に対向する磁気ヘッド１４
とが収容される。磁気ヘッド１４は、支軸１５回りで揺
動するキャリッジアーム１６の先端に固定される。磁気
ディスク１３に対する情報の書き込みや読み出しにあた
っては、磁気回路から構成されるアクチュエータ１７に
よってキャリッジアーム１６が揺動駆動され、その結
果、磁気ヘッド１４は磁気ディスク１３の半径方向に移
動する。この移動によって磁気ヘッド１４は磁気ディス
ク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。ハウ
ジング１１の内部空間は、図示しないカバーによって閉
鎖される。
してのハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１０の内部構
造を示す。このＨＤＤ１０のハウジング１１には、スピ
ンドルモータ１２に装着される磁気ディスク１３と、磁
気ディスク１３のディスク面に対向する磁気ヘッド１４
とが収容される。磁気ヘッド１４は、支軸１５回りで揺
動するキャリッジアーム１６の先端に固定される。磁気
ディスク１３に対する情報の書き込みや読み出しにあた
っては、磁気回路から構成されるアクチュエータ１７に
よってキャリッジアーム１６が揺動駆動され、その結
果、磁気ヘッド１４は磁気ディスク１３の半径方向に移
動する。この移動によって磁気ヘッド１４は磁気ディス
ク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。ハウ
ジング１１の内部空間は、図示しないカバーによって閉
鎖される。
【００１６】図２は磁気ヘッド１４の詳細な構造を示
す。この磁気ヘッド１４は、磁気ディスク１３に対して
磁気情報の書き込みや読み出しを実現する電磁変換素子
２１が支持される浮上ヘッドスライダ２２を備える。こ
の浮上ヘッドスライダ２２では、磁気ディスク１３のデ
ィスク面に対向する浮上面２３に、ＡＢＳ（空気軸受け
面）を形成する例えば２筋のレール２４が形成される。
浮上ヘッドスライダ２２は、磁気ディスク１３の回転中
に浮上面（特にＡＢＳ）に受ける気流２５を利用して磁
気ディスク１３のディスク面から浮上することができ
る。浮上ヘッドスライダ２２の浮上中、浮上面２３で露
出する電磁変換素子２１の働きによって磁気ディスク１
３に情報が書き込まれたり磁気ディスク１３から情報が
読み出されたりする。電磁変換素子２１は、Ａｌ2 Ｏ3
−ＴｉＣ（アルチック）製本体２６の空気流出側端面に
形成されるＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製の素子内蔵膜２７
に内蔵される。ただし、浮上ヘッドスライダ２２の形態
はこうした形態に限られるものではない。
す。この磁気ヘッド１４は、磁気ディスク１３に対して
磁気情報の書き込みや読み出しを実現する電磁変換素子
２１が支持される浮上ヘッドスライダ２２を備える。こ
の浮上ヘッドスライダ２２では、磁気ディスク１３のデ
ィスク面に対向する浮上面２３に、ＡＢＳ（空気軸受け
面）を形成する例えば２筋のレール２４が形成される。
浮上ヘッドスライダ２２は、磁気ディスク１３の回転中
に浮上面（特にＡＢＳ）に受ける気流２５を利用して磁
気ディスク１３のディスク面から浮上することができ
る。浮上ヘッドスライダ２２の浮上中、浮上面２３で露
出する電磁変換素子２１の働きによって磁気ディスク１
３に情報が書き込まれたり磁気ディスク１３から情報が
読み出されたりする。電磁変換素子２１は、Ａｌ2 Ｏ3
−ＴｉＣ（アルチック）製本体２６の空気流出側端面に
形成されるＡｌ2 Ｏ3 （アルミナ）製の素子内蔵膜２７
に内蔵される。ただし、浮上ヘッドスライダ２２の形態
はこうした形態に限られるものではない。
【００１７】図３に示されるように、電磁変換素子２１
は、書き込みギャップ３１を浮上面２３に臨ませる情報
書き込み用の誘導書き込み素子３２を備える。書き込み
ギャップ３１は、上部磁極層３３の先端３３ａと、この
上部磁極層３３との間に絶縁層３４、３５を挟み込む下
部磁極層３６の先端とで形成される。図４を併せて参照
すると明らかなように、絶縁層３４、３５には渦巻き状
の導体コイルパターン３７が埋め込まれる。導体コイル
パターン３７の中央端には第１引き出しパターン３８が
接続され、同様に導体コイルパターン３７の外端には第
２引き出しパターン３９が接続される。第１および第２
引き出しパターン３８、３９を用いて導体コイルパター
ン３７に電流が供給されると、導体コイルパターン３７
の中心を貫通する上部磁極３３の後端３３ｂに磁力線が
生成され、この磁力線が上部磁極３３および下部磁極３
６を循環することとなる。循環する磁力線が書き込みギ
ャップ３１に磁界を生じさせる。書き込みギャップ３１
では、ギャップ層４０を迂回して浮上面２３から漏れる
磁界によって磁気ディスク１３に磁気情報が記録され
る。上部磁極層３３や下部磁極層３６は例えばＮｉＦｅ
から構成されればよい。
は、書き込みギャップ３１を浮上面２３に臨ませる情報
書き込み用の誘導書き込み素子３２を備える。書き込み
ギャップ３１は、上部磁極層３３の先端３３ａと、この
上部磁極層３３との間に絶縁層３４、３５を挟み込む下
部磁極層３６の先端とで形成される。図４を併せて参照
すると明らかなように、絶縁層３４、３５には渦巻き状
の導体コイルパターン３７が埋め込まれる。導体コイル
パターン３７の中央端には第１引き出しパターン３８が
接続され、同様に導体コイルパターン３７の外端には第
２引き出しパターン３９が接続される。第１および第２
引き出しパターン３８、３９を用いて導体コイルパター
ン３７に電流が供給されると、導体コイルパターン３７
の中心を貫通する上部磁極３３の後端３３ｂに磁力線が
生成され、この磁力線が上部磁極３３および下部磁極３
６を循環することとなる。循環する磁力線が書き込みギ
ャップ３１に磁界を生じさせる。書き込みギャップ３１
では、ギャップ層４０を迂回して浮上面２３から漏れる
磁界によって磁気ディスク１３に磁気情報が記録され
る。上部磁極層３３や下部磁極層３６は例えばＮｉＦｅ
から構成されればよい。
【００１８】図４から明らかなように、下部磁極層３６
が兼ねる上部シールド層と、ＦｅＮやＮｉＦｅの下部シ
ールド層４１との間には、Ａｌ2 Ｏ3 層４２に埋め込ま
れて先端を浮上面２３に臨ませる情報読み取り用の巨大
磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子４３が挟み込まれる。この
ＧＭＲ素子４３は、例えば図５に示されるように、Ａｌ
2 Ｏ3 層４２の基準面４５に広がる磁気抵抗効果（Ｍ
Ｒ）膜としてのスピンバルブ膜４６を備える。このスピ
ンバルブ膜４６には、基準面４５に交差する区画面で仕
切られた１対の端面４７ａ、４７ｂが形成される。これ
らの端面４７ａ、４７ｂは基準面４５に対してテーパ角
θで傾斜する。こうして傾斜した端面４７ａ、４７ｂに
沿って磁気制御ハード層４８は形成される。磁気制御ハ
ード層４８の先端４８ａはスピンバルブ膜４６の膜表面
４６ａに到達する。各磁区制御ハード層４８には引き出
し導体層４９が接続される。
が兼ねる上部シールド層と、ＦｅＮやＮｉＦｅの下部シ
ールド層４１との間には、Ａｌ2 Ｏ3 層４２に埋め込ま
れて先端を浮上面２３に臨ませる情報読み取り用の巨大
磁気抵抗効果（ＧＭＲ）素子４３が挟み込まれる。この
ＧＭＲ素子４３は、例えば図５に示されるように、Ａｌ
2 Ｏ3 層４２の基準面４５に広がる磁気抵抗効果（Ｍ
Ｒ）膜としてのスピンバルブ膜４６を備える。このスピ
ンバルブ膜４６には、基準面４５に交差する区画面で仕
切られた１対の端面４７ａ、４７ｂが形成される。これ
らの端面４７ａ、４７ｂは基準面４５に対してテーパ角
θで傾斜する。こうして傾斜した端面４７ａ、４７ｂに
沿って磁気制御ハード層４８は形成される。磁気制御ハ
ード層４８の先端４８ａはスピンバルブ膜４６の膜表面
４６ａに到達する。各磁区制御ハード層４８には引き出
し導体層４９が接続される。
【００１９】スピンバルブ膜４６は、基準面４５に積層
される自由側磁性層いわゆるフリー層５０を備える。こ
のフリー層５０の末端から磁気制御ハード層４８の先端
４８ａまでに測定されるオーバーラップ量ＯＬ、すなわ
ち、基準面４５に沿ってスピンバルブ膜４６の末端４６
ｂから磁気制御ハード層４８の先端４８ａまでに測定さ
れるオーバーラップ量ＯＬは０．２８２μｍ未満に設定
される。
される自由側磁性層いわゆるフリー層５０を備える。こ
のフリー層５０の末端から磁気制御ハード層４８の先端
４８ａまでに測定されるオーバーラップ量ＯＬ、すなわ
ち、基準面４５に沿ってスピンバルブ膜４６の末端４６
ｂから磁気制御ハード層４８の先端４８ａまでに測定さ
れるオーバーラップ量ＯＬは０．２８２μｍ未満に設定
される。
【００２０】フリー層５０には非磁性中間層５１が積層
される。非磁性中間層５１には固定側磁性層すなわちピ
ン層５２が積層され、そのピン層５２には反強磁性層５
３が積層される。こうしたスピンバルブ膜４６では、周
知のとおり、反強磁性層５３との交換結合によってピン
層５２の磁化方向は固定される。その一方で、フリー層
５０の磁化方向は磁気ディスク１３の信号磁界に応じて
回転する。こうした磁化方向の回転の結果、引き出し導
体層４９に現れる電気信号のレベルは変化する。このレ
ベルの変化によって磁気情報は読み取られる。
される。非磁性中間層５１には固定側磁性層すなわちピ
ン層５２が積層され、そのピン層５２には反強磁性層５
３が積層される。こうしたスピンバルブ膜４６では、周
知のとおり、反強磁性層５３との交換結合によってピン
層５２の磁化方向は固定される。その一方で、フリー層
５０の磁化方向は磁気ディスク１３の信号磁界に応じて
回転する。こうした磁化方向の回転の結果、引き出し導
体層４９に現れる電気信号のレベルは変化する。このレ
ベルの変化によって磁気情報は読み取られる。
【００２１】ここで、以上のようなＧＭＲ素子４３の特
性を考察する。ここでは、例えば図６に示されるよう
に、磁界の変化と磁気抵抗との関係を示すρ−Ｈ曲線に
基づき、ヒステリシスループに現れるゼロ磁界での抵抗
変化△ρを指標に用いてバルクハウゼンノイズの大きさ
が検討される。抵抗変化△ρは、磁界の増加時に辿られ
る抵抗ρの変化曲線と、磁界の減少時に辿られる抵抗ρ
の変化曲線との相違に基づいて取得される。抵抗変化△
ρが小さければ小さいほどバルクハウゼンノイズは改善
される。
性を考察する。ここでは、例えば図６に示されるよう
に、磁界の変化と磁気抵抗との関係を示すρ−Ｈ曲線に
基づき、ヒステリシスループに現れるゼロ磁界での抵抗
変化△ρを指標に用いてバルクハウゼンノイズの大きさ
が検討される。抵抗変化△ρは、磁界の増加時に辿られ
る抵抗ρの変化曲線と、磁界の減少時に辿られる抵抗ρ
の変化曲線との相違に基づいて取得される。抵抗変化△
ρが小さければ小さいほどバルクハウゼンノイズは改善
される。
【００２２】オーバーラップ量ＯＬを変化させつつ抵抗
変化△ρが測定された結果、例えば図７に示されるよう
に、オーバーラップ量ＯＬと抵抗変化△ρとの間に明ら
かな相関関係が観察された。オーバーラップ量ＯＬが
０．２８２μｍ未満に設定されれば、膜表面４６ａに対
する磁区制御ハード層４８の被覆量ＣＯ（図５参照）の
大きさに拘わらず、抵抗変化△ρは低い値に抑制される
ことが新たに確認された。こうして抵抗変化△ρが低く
抑え込まれれば、バルクハウゼンノイズの低減に大いに
役立つと考えられる。
変化△ρが測定された結果、例えば図７に示されるよう
に、オーバーラップ量ＯＬと抵抗変化△ρとの間に明ら
かな相関関係が観察された。オーバーラップ量ＯＬが
０．２８２μｍ未満に設定されれば、膜表面４６ａに対
する磁区制御ハード層４８の被覆量ＣＯ（図５参照）の
大きさに拘わらず、抵抗変化△ρは低い値に抑制される
ことが新たに確認された。こうして抵抗変化△ρが低く
抑え込まれれば、バルクハウゼンノイズの低減に大いに
役立つと考えられる。
【００２３】次にＧＭＲ素子４３の製造方法を簡単に説
明する。まず、周知のとおり、ウェハー上で下部シール
ド層４１に沿ってＡｌ2 Ｏ3 層４２が積層される。Ａｌ
2 Ｏ3 層４２には、例えば図８に示されるように、フリ
ー層５０が削り出されるＣｏＮｉＦｅ層６１、非磁性中
間層５１が削り出されるＣｕ層６２、ピン層５２が削り
出されるＣｏＮｉＦｅ層６３、反強磁性層５３が削り出
されるＦｅＭｎ層６４が順次積層される。
明する。まず、周知のとおり、ウェハー上で下部シール
ド層４１に沿ってＡｌ2 Ｏ3 層４２が積層される。Ａｌ
2 Ｏ3 層４２には、例えば図８に示されるように、フリ
ー層５０が削り出されるＣｏＮｉＦｅ層６１、非磁性中
間層５１が削り出されるＣｕ層６２、ピン層５２が削り
出されるＣｏＮｉＦｅ層６３、反強磁性層５３が削り出
されるＦｅＭｎ層６４が順次積層される。
【００２４】こうしてスピンバルブ膜６１〜６４が形成
されると、ＦｅＭｎ層６４には、２層のレジスト膜を用
いて庇６５が形成される。この庇６５によれば、スピン
バルブ膜６１〜６４の膜表面から所定の高さＨで浮上し
たマスクが実現される。形成された庇６５を用いて、入
射角度が調整されたイオンミリング６６が実施される
と、例えば図９に示されるように、スピンバルブ膜６１
〜６４には、テーパ角θでウェハー表面に交差する端面
４７ａ、４７ｂが削り出される。その結果、前述のスピ
ンバルブ膜４６は得られる。テーパ角θの大きさは、周
知のとおり、庇６５の高さＨやイオンミリング６６の入
射角度に基づき決定されることができる。
されると、ＦｅＭｎ層６４には、２層のレジスト膜を用
いて庇６５が形成される。この庇６５によれば、スピン
バルブ膜６１〜６４の膜表面から所定の高さＨで浮上し
たマスクが実現される。形成された庇６５を用いて、入
射角度が調整されたイオンミリング６６が実施される
と、例えば図９に示されるように、スピンバルブ膜６１
〜６４には、テーパ角θでウェハー表面に交差する端面
４７ａ、４７ｂが削り出される。その結果、前述のスピ
ンバルブ膜４６は得られる。テーパ角θの大きさは、周
知のとおり、庇６５の高さＨやイオンミリング６６の入
射角度に基づき決定されることができる。
【００２５】続いて、庇６５を残存させたまま、ウェハ
ー表面から所定の高さＤで浮上したターゲット６７を用
いてスパッタリングが実施される。このスパッタリング
によってスピンバルブ膜４６の端面４７ａ、４７ｂに沿
って磁区制御ハード層４８は形成されていく。このと
き、前述のオーバーラップ量ＯＬは０．２８２μｍ未満
に設定される。こうしたオーバーラップ量ＯＬの設定に
あたっては、テーパ角θの大きさやターゲット６７の高
さＤが調整されればよい。例えば、厚みｄ＝４７１オン
グストロームのスピンバルブ膜４６上で高さＨ＝０．２
μｍの庇６５が設置された場合には、次のような相関関
係が得られる。
ー表面から所定の高さＤで浮上したターゲット６７を用
いてスパッタリングが実施される。このスパッタリング
によってスピンバルブ膜４６の端面４７ａ、４７ｂに沿
って磁区制御ハード層４８は形成されていく。このと
き、前述のオーバーラップ量ＯＬは０．２８２μｍ未満
に設定される。こうしたオーバーラップ量ＯＬの設定に
あたっては、テーパ角θの大きさやターゲット６７の高
さＤが調整されればよい。例えば、厚みｄ＝４７１オン
グストロームのスピンバルブ膜４６上で高さＨ＝０．２
μｍの庇６５が設置された場合には、次のような相関関
係が得られる。
【００２６】
【表１】 したがって、テーパ角θ＝１３゜ならばターゲット６７
の高さＨは１１０ｍｍよりも大きく確保されればよいこ
とがわかる。こうしてターゲット６７の高さＨをできる
限り低く設定することができれば、磁区制御ハード層４
８の成膜速度を高速に維持することが可能となる。加え
て、テーパ角θ≧１８゜以上ならばターゲット６７の高
さＨは任意に設定されればよいことがわかる。こうして
テーパ角θをできる限り大きく確保することができれ
ば、被覆量ＣＯに余裕を持たせることが可能となる。図
１０には、一定のオーバーラップ量ＯＬを維持する際
に、テーパ角θの増大に応じて生じる被覆量ＣＯの余裕
が示される。
の高さＨは１１０ｍｍよりも大きく確保されればよいこ
とがわかる。こうしてターゲット６７の高さＨをできる
限り低く設定することができれば、磁区制御ハード層４
８の成膜速度を高速に維持することが可能となる。加え
て、テーパ角θ≧１８゜以上ならばターゲット６７の高
さＨは任意に設定されればよいことがわかる。こうして
テーパ角θをできる限り大きく確保することができれ
ば、被覆量ＣＯに余裕を持たせることが可能となる。図
１０には、一定のオーバーラップ量ＯＬを維持する際
に、テーパ角θの増大に応じて生じる被覆量ＣＯの余裕
が示される。
【００２７】ここで、前述のスピンバルブ膜４６を形成
する工程と、磁区制御ハード層４８を形成する工程とは
真空中で連続して実施されることが望ましい。こうした
連続成膜によれば、スピンバルブ膜４６と磁区制御ハー
ド層４８との境界面が酸化されず、その結果、スピンバ
ルブ膜４６と磁区制御ハード層４８との間で電気抵抗の
増大を回避することが可能となる。
する工程と、磁区制御ハード層４８を形成する工程とは
真空中で連続して実施されることが望ましい。こうした
連続成膜によれば、スピンバルブ膜４６と磁区制御ハー
ド層４８との境界面が酸化されず、その結果、スピンバ
ルブ膜４６と磁区制御ハード層４８との間で電気抵抗の
増大を回避することが可能となる。
【００２８】なお、以上のような巨大磁気抵抗効果（Ｇ
ＭＲ）素子４３は、必ずしも前述の薄膜書き込み素子３
２とともに使用される必要はない。また、本発明に係る
ＧＭＲ素子４３は、前述されたハードディスク駆動装置
（ＨＤＤ）１０に採用されることができるだけでなく、
その他の同等な磁気情報読み取り装置に適用されてもよ
い。
ＭＲ）素子４３は、必ずしも前述の薄膜書き込み素子３
２とともに使用される必要はない。また、本発明に係る
ＧＭＲ素子４３は、前述されたハードディスク駆動装置
（ＨＤＤ）１０に採用されることができるだけでなく、
その他の同等な磁気情報読み取り装置に適用されてもよ
い。
【００２９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、自由側磁
性層の末端から磁区制御ハード層の先端までに測定され
るオーバーラップ量を用いて、磁気抵抗効果膜の膜表面
に対する磁区制御ハード層の被覆量に余裕を持たせつつ
バルクハウゼンノイズの低減が実現されることができ
る。
性層の末端から磁区制御ハード層の先端までに測定され
るオーバーラップ量を用いて、磁気抵抗効果膜の膜表面
に対する磁区制御ハード層の被覆量に余裕を持たせつつ
バルクハウゼンノイズの低減が実現されることができ
る。
【図１】 ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構
造を概略的に示す平面図である。
造を概略的に示す平面図である。
【図２】 浮上ヘッドスライダの一具体例を示す拡大斜
視図である。
視図である。
【図３】 電磁変換素子（特に誘導書き込み素子）の構
造を概略的に示す拡大平面図である。
造を概略的に示す拡大平面図である。
【図４】 図３の４−４線に沿った一部断面図である。
【図５】 浮上面に沿った巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）
素子の端面図である。
素子の端面図である。
【図６】 バルクハウゼンノイズの指標となる抵抗変化
の定義方法を示すグラフである。
の定義方法を示すグラフである。
【図７】 オーバーラップ量と抵抗変化との関係を示す
グラフである。
グラフである。
【図８】 スピンドル膜の形成工程を概略的に示すウェ
ハーの一部断面図である。
ハーの一部断面図である。
【図９】 磁区制御ハード層の形成工程を概略的に示す
ウェハーの一部断面図である。
ウェハーの一部断面図である。
【図１０】 テーパ角と被覆量との関係を示すグラフで
ある。
ある。
１０ 磁気情報再生装置としてのハードディスク駆動装
置（ＨＤＤ）、１４磁気抵抗効果ヘッドとしての磁気ヘ
ッド、２２ 浮上ヘッドスライダ、２３ 浮上面、４５
基準面、４６ 磁気抵抗効果膜としてのスピンバルブ
膜、４６ａ磁気抵抗効果膜の膜表面、４６ｂ スピンバ
ルブ膜すなわち自由側磁性層の末端、４７ａ，４７ｂ
端面、４８ 磁区制御ハード層、４８ａ 磁区制御ハー
ド層の先端、５０ 自由側磁性層としてのフリー層、５
１ 非磁性中間層、５２ 固定側磁性層としてのピン
層、５３ 反強磁性層、６５ マスクとしての庇、６７
ターゲット、ＯＬ オーバーラップ量。
置（ＨＤＤ）、１４磁気抵抗効果ヘッドとしての磁気ヘ
ッド、２２ 浮上ヘッドスライダ、２３ 浮上面、４５
基準面、４６ 磁気抵抗効果膜としてのスピンバルブ
膜、４６ａ磁気抵抗効果膜の膜表面、４６ｂ スピンバ
ルブ膜すなわち自由側磁性層の末端、４７ａ，４７ｂ
端面、４８ 磁区制御ハード層、４８ａ 磁区制御ハー
ド層の先端、５０ 自由側磁性層としてのフリー層、５
１ 非磁性中間層、５２ 固定側磁性層としてのピン
層、５３ 反強磁性層、６５ マスクとしての庇、６７
ターゲット、ＯＬ オーバーラップ量。
Claims (4)
- 【請求項１】 基準面に沿って広がり、４０°を超える
傾斜角で基準面に交差する区画面で仕切られた端面が形
成される磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の端面に沿
って形成されるとともに、先端を磁気抵抗効果膜の膜表
面に到達させる磁区制御ハード層とを備え、自由側磁性
層の末端から磁区制御ハード層の先端まで測定されるオ
ーバーラップ量は０．２８２μｍ未満に設定されること
を特徴とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１に記載の磁気抵抗効果ヘッドに
おいて、前記磁気抵抗効果膜は、前記基準面に順次積層
される自由側磁性層、非磁性中間層、固定側磁性層およ
び反強磁性層を備えることを特徴とする磁気抵抗効果ヘ
ッド。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載の磁気抵抗効果
ヘッドにおいて、浮上面で前記磁気抵抗効果膜を露出さ
せる浮上ヘッドスライダをさらに備えることを特徴とす
る磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項４】 基準面に沿って広がり、４０゜を超える
傾斜角で基準面に交差する区画面で仕切られた端面が形
成される磁気抵抗効果膜と、磁気抵抗効果膜の端面に沿
って形成されるとともに、先端を磁気抵抗効果膜の膜表
面に到達させる磁区制御ハード層とを備え、自由側磁性
層の末端から磁区制御ハード層の先端まで測定されるオ
ーバーラップ量は０．２８２μｍ未満に設定される磁気
抵抗効果ヘッドが組み込まれたことを特徴とする磁気情
報再生装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136688A JP2000331318A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 磁気抵抗効果ヘッド |
| US09/425,463 US6385018B1 (en) | 1999-05-18 | 1999-10-22 | Magnetoresistive read head having reduced barkhausen noise |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11136688A JP2000331318A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000331318A true JP2000331318A (ja) | 2000-11-30 |
Family
ID=15181156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11136688A Withdrawn JP2000331318A (ja) | 1999-05-18 | 1999-05-18 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6385018B1 (ja) |
| JP (1) | JP2000331318A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3382866B2 (ja) * | 1998-12-18 | 2003-03-04 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果素子の製造方法 |
| JP3984839B2 (ja) * | 2002-02-26 | 2007-10-03 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気抵抗効果ヘッド |
| US6930865B2 (en) * | 2002-05-14 | 2005-08-16 | Seagate Technology Llc | Magnetoresistive read sensor with short permanent magnets |
| JP2004103120A (ja) * | 2002-09-10 | 2004-04-02 | Hitachi Ltd | 差動バイアス型磁区制御構造を有する記録再生分離型磁気ヘッド |
| US7016166B1 (en) * | 2002-10-10 | 2006-03-21 | Seagate Technology Llc | Mag-tab design for biasing magnetic sensors |
| US8233248B1 (en) * | 2009-09-16 | 2012-07-31 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a magnetic recording transducer using a line hard mask |
| US8871102B2 (en) | 2011-05-25 | 2014-10-28 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for fabricating a narrow line structure in a magnetic recording head |
| CN102969232B (zh) * | 2011-09-01 | 2015-01-14 | 中国科学院微电子研究所 | 后栅工艺中假栅的制造方法 |
| US20140036388A1 (en) * | 2012-03-16 | 2014-02-06 | University College London | System and method for manipulating domain pinning and reversal in ferromagnetic materials |
| US9034564B1 (en) | 2013-07-26 | 2015-05-19 | Western Digital (Fremont), Llc | Reader fabrication method employing developable bottom anti-reflective coating |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2834674B2 (ja) | 1994-07-22 | 1998-12-09 | 富士電気化学株式会社 | Ｍｒ型磁気ヘッド及びその製造方法 |
| JPH0836716A (ja) | 1994-07-25 | 1996-02-06 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果素子及びそれを用いた磁気ヘッド |
| JPH08235542A (ja) | 1995-02-28 | 1996-09-13 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
| US5608593A (en) * | 1995-03-09 | 1997-03-04 | Quantum Peripherals Colorado, Inc. | Shaped spin valve type magnetoresistive transducer and method for fabricating the same incorporating domain stabilization technique |
| US5936810A (en) * | 1996-02-14 | 1999-08-10 | Hitachi, Ltd. | Magnetoresistive effect head |
| JP2845204B2 (ja) | 1996-08-02 | 1999-01-13 | 日本電気株式会社 | 磁気抵抗効果型読み取り変換器 |
| US5739990A (en) * | 1996-11-13 | 1998-04-14 | Read-Rite Corporation | Spin-valve GMR sensor with inbound exchange stabilization |
| JP3455037B2 (ja) | 1996-11-22 | 2003-10-06 | アルプス電気株式会社 | スピンバルブ型薄膜素子、その製造方法、及びこのスピンバルブ型薄膜素子を用いた薄膜磁気ヘッド |
| US6040962A (en) * | 1997-05-14 | 2000-03-21 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element with conductive films and magnetic domain films overlapping a central active area |
| JPH11185223A (ja) * | 1997-12-25 | 1999-07-09 | Fujitsu Ltd | スピンバルブ・ヘッド及びその製造方法並びにスピンバルブ・ヘッドを使用した磁気ディスク駆動装置 |
-
1999
- 1999-05-18 JP JP11136688A patent/JP2000331318A/ja not_active Withdrawn
- 1999-10-22 US US09/425,463 patent/US6385018B1/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6385018B1 (en) | 2002-05-07 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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