JPH03125311A - 磁気抵抗読取り変換器及びその製造方法 - Google Patents

磁気抵抗読取り変換器及びその製造方法

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JPH03125311A
JPH03125311A JP2236018A JP23601890A JPH03125311A JP H03125311 A JPH03125311 A JP H03125311A JP 2236018 A JP2236018 A JP 2236018A JP 23601890 A JP23601890 A JP 23601890A JP H03125311 A JPH03125311 A JP H03125311A
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モハメド・トーフイツク・クルーンビ
Otto Voegeli
オツトー・ボーゲリ
Po-Kang Wang
ポーカング・ワング
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 Ａ、産業上の利用分野 本発明は、薄膜磁気フィルムに関し、より具体的には、
磁気抵抗読取り変換器及びその製造方法に関する。
Ｂ、従来の技術 磁気抵抗（ＭＲ）センナを使用して磁気的に記載された
データを感知することは、長年にわたり公知であった。
パークハウゼン・ノイズを除去し、センサをその線形動
作範囲内に維持するために、縦方向及び横方向のバイア
スを与えなければならないことも公知であった。米国特
許第４０２４４８９号明細書は、硬磁性バイアス層を使
用したＭＲセンサを開示している。このセンサでは、Ｍ
Ｒ層及び硬磁性バイアス層の両方が、センサ全体を横切
って延びて、横方向のバイアスを形成する。
米国特許第３８４０８９８号明細書は、横方向バイアス
が形成されるＭＲセンサを開示している。
その第４図及び第５図に示されている実施例では、Ｎｆ
Ｆｅなどの磁気抵抗ストライプの縁部領域を処理して、
硬磁性状態を発生させている。しかし、縁部領域は、感
知電流の方向と平行に配設され、ストライブ全体に沿っ
て延びて、横方向バイアスを発生させているが、縦方向
バイアスは発生させない。
たえず狭くなるトラック幅の上に、常に増加する記録密
度で記録されたデータを読み取るのに必要な小型のＭＲ
読取り変換器を製造することは、ますます困難になって
来ている。これらの要件を溝たすべく提案された１つの
解決策が、米国特許第４６！８３８８５号明細書に記載
されている。この特許によれば、端部領域内へと延びる
強磁性ＭＲ層及び端部領域上にのみ延びる反強磁性層の
間の交換カップリングにより、横方向バイアスはセンサ
の中心の能動領域にのみ発生され、縦方向バイアスは端
部受動領域に発生される。米国特許第４８３９８０８号
明細書は、ＭＲ層と硬磁性層の間の交換カップリングに
よって端部領域のみに発生される縦方向バイアスを有す
るＭＲセンサを開示している。
図面の第２図に図示するように、米国特許第４θ６３θ
８５号明細書に開示され特許請求された形式の従来型の
ＭＲ読取り変換器は、変換器１０“の全体にわたって延
びるＭＲＲ層１を含んでいる。
交換バイアス層１２は、端部領域１４上にのみ延びて、
縦方向バイアス・フィールドを発生させ、薄い非磁性ス
ペーサ層１３によってＭＲＲ層１から離隔された軟磁性
薄膜層１５が、少なくとも中心能動領域１６の部分に、
横方向バイアス・フィールドを発生させる。読取り信号
は、この実施例では、導体１８と２０の間の間隔によっ
て画定される、中心能動領域１６上で感知される。
これらのセンサは、本発明の要件を大よそ溝たしている
。しかし、将来の設計上の要件を満たすには、寸法が正
確なことが必要なため、経済的で十分に正確な工程でこ
れらの構造体を構築する可能性が厳しく限定される。
Ｃ９発明が解決しようとする課題 公知の従来技術のどの引例も、ＭＲ層が、実質的に中心
能動領域上のみに延びており、硬磁性バイアス層が、Ｍ
Ｒ層との隣接接合部を形成する各端部に設けられ、ＭＲ
センサ中に縦方向バイアスを発生させるような、ＭＲセ
ンサを開示していない。
したがって、本発明の主要な目的は、ＭＲ層が、実質的
に中心の能動領域上のみに延びており、硬磁性バイアス
層がＭＲ層との隣接接合部を形成する各端部領域に設け
られて、ＭＲセンサ中に縦方向バイアスを発生させる、
磁気抵抗（ＭＲ）読取り変換器を提供することである。
０１課題を解決するための手段 本発明によれば、ＭＲ読取り変換器は、中心能動領域に
よって離隔された端部受動領域を有するＭＲセンサを含
んでいる。実質的に中心能動領域上のみに延びる強磁性
薄膜ＭＲ層が、形成される。
硬磁性材料の第１及び第２の薄膜が、実質的に一方の端
部受動領域上に延びて、ＭＲ層の一端との電気的かつ磁
気的な連続性を有する隣接接合部を形成し、ＭＲセンサ
中に縦方向バイアスを発生させる。
ＭＲ読取り変換器を製造するための好ましい方法は、強
磁性材料からなる薄膜ＭＲ層を、変換器の少なくとも中
心能１領域上に付着するステップと、変換器の中心能動
領域を覆うステンシルを生成するステップと、変換器の
ステンシルで覆われない部分をエツチングで除去するス
テップを含む。
次いで、硬磁性材料の薄膜を変換器のステンシルで覆わ
れない領域上に付着して、変換器の端部受動領域を形成
し、硬磁性材料で、ＭＲ材料の一端との隣接接合部を形
成して、縦方向バイアスを変換器の各端部受動領域に発
生させる。
Ｅ、実施例 本発明によるＭＲ読取り変換器の概念図を第１図に示す
。ＭＲ読取り変換器は、実質的に中心能動領域２４上の
みに延びるＭＲＲ層２と、ＭＲリード変換器１０中に縦
方向バイアスを発生させるためＭＲＲ層２との隣接接合
部３０を形成する各端部領域２８中の硬磁性バイアス層
２６とを含んでいる。本実施例は、追加の側部読取り抑
制要素を必要としない。そのかわり、各端部領域２８の
硬磁性バイアス層２８は、ＭＲＲ層２との電気的及び磁
気的連続性を提供しなければならない。硬磁性バイアス
層２８には、Ｃｏ　Ｃｒ　１Ｃｏ　Ｐ　ｔ　ＮＣｏＣｒ
Ｐｔなどのメタラジの単層を設けることができるが、タ
ングステンや金などの下側層または上側層を使用するこ
とが望ましい。硬磁性層の厚さは、所望量のバイアス・
フラックスを与えるように選ぶ。当業者なら知っている
ように、横方向バイアスは、中心能動領域２４でも必要
であるが、このバイアスは、軟質フィルム・バイアス、
分岐バイアス、ラセン状バイアスあるいは、他の整合性
のある任意の横方向バイアス技術によってもたらすこと
ができる。ただし、横方向バイアス構造は、第１図の概
念図には示されていない。
ＭＲ履２２と硬磁性バイアス層２８との間に適切な接合
部を作成するための方法の特定の実施例を第３ａ図ない
し第３ｄ図に示す。この方法は、ＮｌＦｅなどのＭＲ材
料の薄膜を適切な基板２１上にたとえばセンサの長さに
わたって付着するステップを含んでいる。図の実施例で
は、ＭＲ層２２を付着する前に、軟磁性薄膜２３及び非
磁性スペーサ層２５を含む横方向バイアス構造体を、基
板２１上に付着する。この方法では、続いてフォトレジ
ストなど適切な材料の薄膜を付着し、フォトレジスト材
料をパターン付けしてステンシル３２（第３ａ図参照）
を形成する。ステンシル３２は、ＭＲ材料の薄膜２２、
スペーサ層２５及び軟磁性薄膜２３にスパッタ・エツチ
ング、イオン・ミリング、化学的エツチングなどのサブ
トラクティブ工程を施して、ＭＲ３層構造２７（第３ｂ
図参照）を形成するとき、ＭＲ層２２の各縁部を画定す
るために用いる。次いで、ステンシル３２がバイアス層
２Ｂ（第３ｃ図参照）の縁部を再び画定するとき、硬磁
性バイアス層２θ用の材料を付着する。同じステンシル
３２を用いて導体層を付着して、導体リード線２９及び
３１を形成する。希望するなら、導体リード線２９及び
３１が硬磁性バイアス層２θと同じ長さに延びていない
場合、導体リード線２９及び３１を後のステップで付着
することができる。言うまでもなく、ある量の硬磁性材
料及び導電性材料もステンシル３２の上部に付着する。
ただし、この一定量の材料は、端部領域のみに硬磁性バ
イアス層２６を有し、それぞれ中心能動領域２４上にの
み延びるＭＲ３層構造２７との連続する接合部を有する
センサを形成するため、リフトオフ工程（第３ｄ図参照
）でステンシル３２と共に除去する。
ＭＲ層２２と硬磁性バイアス層２６との間の隣接接合部
は、第１図及び第３図では概念的に正方形として示しで
あるが、好ましい実施例は、接合部が容易にかつ迅速に
製造できるように、形状が充分に制御゛できる接合部を
含んでいる。
第４図に、本発明の一実施例による連続した接合部の形
成方法をより詳細に示す。こ、の場合、ステンシル３２
は、薄い下側層３３と厚い結像層から形成される２層レ
ジストを含んでいる。１回の露光と１回の現像ステップ
でレジストの縁部形状を画定する。適切な現像液中で下
側層３３を溶解することによってアンダーカットを形成
する。アンダーカットの距離は、現像時間によって決ま
る。
次に、ＭＲ材料の層３５のマスクされていない領域を、
たとえば、イオン・ミリングなど単一方向法を用いて除
去する。入射角Φは、入射ビームに対して基板を適切に
傾斜させることによって、制御する。更に、所与のどの
位置から見ても、基板の回転のある区間にその縁部が薄
膜３５に影を落とす、ステンシル３２の近傍を除いて、
入射ビームが方位角θの周囲を円錐状に回転するのが見
えるように基板を回転させることによって、円対称が得
られる。第４図に示すように、方位角が０度の場合、Ｒ
Ｍ３５は０点まで露光され、この露光限界点は徐々に左
へ移動して、終には、方位角１８０度のとき、ａ点まで
移動する。この実施例では複合ミリングによって、薄膜
の破線で示す部分３７のミリング加工の間に、除去の結
果として曲線状のテーパ３θが形成される。
次いで、たとえば、基板を同様に配向させ回転させる間
に、硬磁性バイアス層３８をスパッタリングによって付
着して、破線３８で示すような付着形状を形成させる。
バイアス層３８を付着した結果得られる複合接合部のプ
ロファイルを実線で示す、ＭＲ材料層３５は、第４図で
は単一層として示しであるが、ＭＲ要素は、たとえば、
横方向バイアス層など、他の層を含んでもよいことを認
識されたい。
この接合部のプロファイルは、２つの重なったテーパ部
分を含んでいる。このテーパ形状は、ステンシル３２の
高さ及び選択した入射角Φによって決まる。特定の実施
例では、ステンシルの厚さは約Ｆμｍであり、入射角Φ
は、７０〜８０度の範囲にあった。この選択した組合せ
により、センサの厚さのおよそ５倍の長さのテーバが得
られた。
電気的信頼性を高めるには、接合部は長くなければなら
ないが、磁気的信頼性を高めるには、接合部は短くなけ
ればならない。特定の適用例では、長さがセンサの厚さ
の３〜５倍の範囲内の接合部が適切である。
上記方法によって作成される磁気抵抗読取り変換器を第
５図に示す。この図は、センサの端面図、すなわち以前
に記録された磁気データがそこから読み出される、磁気
記録媒体に非常に近接した表面を示している。変換器は
、変換器の中心能動領域４４上に延びるＭＲ要素４２と
、ＭＲ要素との隣接接合部４８を形成する硬磁性バイア
ス層４８とを含んでいる。この硬磁性バイアス層４６は
、変換器の端部領域５０上を延びて、変換器の端部領域
５０中にのみ縦方向バイアスを発生させる。
Ｆ０発明の効果 本発明によれば、ＭＲ層が実質的に中心の能動領域上の
みに延びており、硬磁性バイアス層がＭＲ層との隣接接
合部を形成する各端部領域に設けられて、ＭＲセンサ中
に縦方向バイアスを発生させる、製造し易い磁気抵抗読
取り変換器が提供される。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明を実施したＭＲ読取り変換器の概念的
な端面図である。 第２図は、縦方向バイアスが、ＭＲ読取り変換器の端部
領域にのみ設けられている、従来型のＭＲ式読取り変換
器の端面図である。 第３　　　　　　　　図は、本発明による連続した接合
部を形成するための方法の特定の実施例を示す図である
。 第４図は、本発明の特定の実施例による連続した接合部
を形成するための方法をより詳細に示す展開図である。 第５図は、第３図及び第４図に図示した方法により製造
されるＭＲ読取り変換器の特定の実施例の端面図である
。 ２１・・・・基板、２２・・・・磁気抵抗（ＭＲ）層、
２３・・・・軟磁性薄膜、２４・・・・中心能動領域、
２５・・・・非磁性スペーサ層、２６・・・・硬磁性バ
イアス層、２７・・・・ＭＲ３層構造、２８・・・・端
部受動領域、２９．３１・・・・リード線、３０・・・
・隣接接合部、３２・・・・ステンシル、３３・・・・
下（１１層、３４・・・・結像層。

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）中心能動領域によって離隔された端部受動領域を
    有する磁気抵抗センサと、 磁性材料から形成され、実質的に前記中心能動領域上に
    延びる磁気抵抗導電層の薄膜と、硬磁性材料の第１及び
    第２の薄膜とを含み、硬磁性材料の前記薄膜がそれぞれ
    前記磁気抵抗導電層の一端との電気的かつ磁気的連続性
    を有する隣接接合部を形成しており、硬磁性材料の前記
    薄膜がそれぞれ実質的に前記端部受動領域の一方上にの
    み延びて、前記磁気抵抗センサ中に縦方向バイアスを発
    生させることを特徴とする、磁気抵抗読取り変換器。
  2. （２）前記隣接接合部が、２個の重なったテーパを含む
    ことを特徴とする、請求項１に記載の磁気抵抗読取り変
    換器。
  3. （３）前記の重なったテーパが連続曲面を含むことを特
    徴とする、請求項２に記載の磁気抵抗読取り変換器。
  4. （４）前記隣接接合部が、前記磁気抵抗層の厚さの３〜
    ５倍の長さを有することを特徴とする、請求項１に記載
    の磁気抵抗読取り変換器。
  5. （５）さらに、前記中心能動領域の少なくとも一部分に
    、横方向バイアスを形成するための手段を有する請求項
    １に記載の磁気抵抗読取り変換器。
  6. （６）横方向バイアスを発生させるための前記手段が、
    前記磁気抵抗層から離隔した軟磁性薄膜を含むことを特
    徴とする、請求項５に記載の磁気抵抗読取り変換器。
  7. （７）前記変換器の少なくとも中心能動領域上に、強磁
    性材料の薄い磁気抵抗層を付着するステップと、 前記変換器の中心能動領域を被覆するステンシルを生成
    するステップと、 前記磁気抵抗材料の前記ステンシルで被覆されていない
    部分をエッチングで除去して、前記変換器の中心能動領
    域を形成するステップと、 硬磁性材料の薄膜を、変換器の前記ステンシルで被覆さ
    れていない領域上に付着して、変換器の端部受動領域を
    生成するステップとを含み、前記端部領域の硬磁性材料
    は、磁気抵抗材料の前記層の一端との隣接接合部を形成
    して、縦方向バイアスが、変換器の各端部受動領域中に
    形成されることを特徴とする、中心能動領域によって離
    隔された端部受動領域を有する磁気抵抗読取り変換器を
    製造するための方法。
  8. （８）前記エッチング・ステップで、方向性エッチング
    法を使用することを特徴とする、請求項７に記載の磁気
    抵抗読取り変換器を製造するための方法。
  9. （９）前記方向性エッチング法が、イオン・ビーム・ミ
    リングから成ることを特徴とする、請求項８に記載の磁
    気抵抗読取り変換器を製造するための方法。
  10. （１０）前記方向性エッチング法が、前記変換器に対し
    てある角度で行なわれることを特徴とする、請求項８に
    記載の磁気抵抗読取り変換器を製造するための方法。
  11. （１１）前記角度が、７０〜８０度の範囲にあることを
    特徴とする、請求項１０に記載の磁気抵抗読取り変換器
    を製造するための方法。
  12. （１２）前記変換器が前記エッチング・ステップの間、
    前記角度に対して垂直な面内で回転することを特徴とす
    る、請求項１０に記載の磁気抵抗読取り変換器を製造す
    るための方法。
  13. （１３）前記ステンシルが、フォトレジスト材料から成
    ることを特徴とする、請求項１１に記載の磁気抵抗読取
    り変換器を製造するための方法。
  14. （１４）前記フォトレジスト材料が、薄い下側層と厚い
    結像層とを含むことを特徴とする、請求項１３に記載の
    磁気抵抗読取り変換器を製造するための方法。
  15. （１５）前記薄い下側層がアンダーカットをもつことを
    特徴とする、請求項１４に記載の磁気抵抗読取り変換器
    を製造するための方法。
  16. （１６）さらに、前記中心能動領域の少なくとも一部分
    に横方向バイアスを発生させるための手段を付着するス
    テップを含む、請求項７に記載の磁気抵抗読取り変換器
    を製造するための方法。
  17. （１７）横方向バイアスを発生させるための前記手段が
    、前記磁気抵抗層から離隔した軟磁性薄膜から成ること
    を特徴とする、請求項１６に記載の磁気抵抗読取り変換
    器を製造するための方法。
JP2236018A 1989-10-10 1990-09-07 磁気抵抗読取り変換器及びその製造方法 Expired - Fee Related JPH07122925B2 (ja)

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