JP2000163717A - Magnetoresistive element - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 磁気抵抗効果素子に関し、素子特性を劣化さ
せることなく、リードギャップを狭ギャップ化する。
【解決手段】 少なくとも1層の反強磁性体層7を有
し、任意の形状にパターニングされた磁気抵抗効果膜4
〜7、及び、リードギャップ層3,9を介してこの磁気
抵抗効果膜4〜7の上下に設けた磁気シールド層2,1
0からなる磁気抵抗効果素子を構成する少なくとも1層
の反強磁性体層7の一部に厚さが他の部分と異なる肉薄
部8を設ける。
(57) Abstract: A magnetoresistive element has a narrow read gap without deteriorating element characteristics. The magnetoresistive film has at least one antiferromagnetic layer and is patterned into an arbitrary shape.
And magnetic shield layers 2 and 1 provided above and below the magnetoresistive effect films 4 to 7 with the read gap layers 3 and 9 interposed therebetween.
A thin portion 8 having a thickness different from other portions is provided in a part of at least one antiferromagnetic layer 7 constituting a magnetoresistive element made of zero.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は磁気抵抗効果素子に
関するものであり、特に、ハードディスクドライブ(H
DD)等の磁気記録装置のリードヘッドに用いるスピン
バルブ膜の薄層化のための構造に特徴のある磁気抵抗効
果素子に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a magnetoresistive element, and more particularly, to a hard disk drive (H).
The present invention relates to a magnetoresistive element characterized by a structure for thinning a spin valve film used for a read head of a magnetic recording device such as DD).
【0002】[0002]
【従来の技術】近年のハードディスク装置の小型化,大
容量化の需要の高まりに伴い、高密度磁気記録が可能な
ハードディスク装置の研究開発が急速に進められてお
り、そのため、磁気記録装置を構成するリードヘッド素
子に対しても高感度化・微細化が求められており、高感
度化の点において、低磁界で大きな出力が得られる巨大
磁気抵抗(GMR)効果を使用した磁気センサが開発さ
れている。2. Description of the Related Art Research and development of hard disk devices capable of high-density magnetic recording have been rapidly progressing with the recent demand for miniaturization and large-capacity hard disk devices. Higher sensitivity and miniaturization are also required for read head elements, and a magnetic sensor using a giant magnetoresistance (GMR) effect that can obtain a large output with a low magnetic field has been developed in terms of high sensitivity. ing.
【0003】例えば、IBMにより「スピン・バルブ効
果利用の磁気抵抗センサ(特開平4−358310号公
報参照)」が提案されているが、この磁気センサは、非
磁性金属層によって分離された2つの結合していない強
磁性体層を備え、一方の強磁性体層にFeMnで代表さ
れる反強磁性体層を付着して強磁性体層の磁化Mが固定
されているサンドイッチ構造となっており、記録媒体か
らの微小な磁界に対し高い磁気抵抗効果が得られるとい
った点において、従来のインダクティブヘッド若しくは
AMR(Anisotropy Magneto−Re
sistivity)膜より格段に優れており、高感度
リードヘッド素子として用いられている。For example, IBM has proposed a "magnetoresistive sensor utilizing the spin valve effect (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-358310). This magnetic sensor comprises two magnetic layers separated by a non-magnetic metal layer. It has a non-coupled ferromagnetic layer, and an antiferromagnetic layer typified by FeMn is attached to one of the ferromagnetic layers to form a sandwich structure in which the magnetization M of the ferromagnetic layer is fixed. In view of the fact that a high magnetoresistance effect can be obtained with respect to a minute magnetic field from a recording medium, a conventional inductive head or AMR (Anisotropic Magneto-Re
It is much better than the film, and is used as a high-sensitivity readhead element.
【0004】この磁気センサにおいて、磁気記録媒体等
から外部磁場が印加されると、磁化が固定されていない
他方の強磁性体層、即ち、フリー(free)層の磁化
方向が外部磁場に一致して自由に回転するため、磁化が
固定された強磁性体層、即ち、ピンド(pinned)
層の磁化方向と角度差を生ずることになる。In this magnetic sensor, when an external magnetic field is applied from a magnetic recording medium or the like, the magnetization direction of the other ferromagnetic layer whose magnetization is not fixed, ie, the free layer, matches the external magnetic field. The ferromagnetic layer having a fixed magnetization, that is, a pinned,
An angle difference will occur between the magnetization direction of the layer and the angle.
【0005】この角度差に依存して伝導電子のスピンに
依存した散乱が変化し、電気抵抗値が変化するので、こ
の電気抵抗値の変化を定電流のセンス電流を流すことに
よって電圧値の変化として検出することによって、外部
磁場の状況、即ち、磁気記録媒体からの信号磁場を取得
するものであり、このスピンバルブ磁気抵抗センサの磁
気抵抗変化率は約5%程度となる。Since the scattering depending on the spin of the conduction electrons changes depending on the angle difference and the electric resistance changes, the change in the electric resistance is changed by flowing a constant sense current. As a result, the state of the external magnetic field, that is, the signal magnetic field from the magnetic recording medium is obtained, and the magnetoresistance change rate of this spin valve magnetoresistance sensor is about 5%.
【0006】この様なスピンバルブ磁気抵抗センサの効
率を高めるための、同じくIBMにより「二重スピン・
バルブ磁気抵抗センサ(特開平6−223336号公報
参照)」が提案されており、このデュアル(二重)スピ
ンバルブ磁気抵抗センサは、フリー層を中心に対称的に
スピンバルブ構造を積層したものであり、この構成によ
って約2倍の磁気抵抗変化を得ている。[0006] To increase the efficiency of such a spin valve magnetoresistive sensor, IBM also used a "double spin-type magnetoresistive sensor".
A valve magnetoresistive sensor (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-223336) has been proposed, and this dual (double) spin valve magnetoresistive sensor has a spin valve structure symmetrically stacked around a free layer. Yes, this configuration provides about twice the change in magnetoresistance.
【0007】特に、この様なデュアルスピンバルブ磁気
抵抗センサの反強磁性体層として規則合金型であるPd
・Pt・Mn合金を用いた場合(必要ならば、特願平8
−257068号参照)には、従来の不規則合金型であ
るFeMnとは異なり、上下のどのピンド層に対しても
バイス磁界となる固定磁界を与えることができるため、
信頼性の高いデュアル構造スピンバルブ磁気抵抗センサ
を容易に形成することができる。即ち、従来、反強磁性
体層として用いて来たFeMnの場合には、fcc(面
心立方晶)構造の膜の上に堆積した場合にしか反強磁性
体とならないので、デュアルスピンバルブ磁気抵抗セン
サの上部ピンド層として用いることができないという問
題があった。In particular, as an antiferromagnetic layer of such a dual spin valve magnetoresistive sensor, a regular alloy type Pd
-When a Pt.Mn alloy is used (If necessary, refer to Japanese Patent Application
Unlike the conventional disordered alloy type FeMn, a fixed magnetic field, which is a vise magnetic field, can be applied to any of the upper and lower pinned layers.
A highly reliable dual structure spin valve magnetoresistive sensor can be easily formed. That is, in the case of FeMn conventionally used as an antiferromagnetic material layer, it becomes an antiferromagnetic material only when deposited on a film having an fcc (face-centered cubic) structure. There is a problem that it cannot be used as the upper pinned layer of the resistance sensor.
【0008】ここで、図7を参照して、従来のスピンバ
ルブ素子及びデュアルスピンバルブ素子を簡単に説明す
る。 図7(a)参照 図7(a)は、従来のスピンバルブ素子の概略的要部断
面図であり、まず、スライダーの母体となるAl2 O3
−TiC基板41上に、Al2 O3 膜42を介してNi
Fe合金等からなる下部シールド層43を設け、次い
で、Al2 O3 等の下部リードギャップ層44を設けた
のち、NiFe及びCoFeの積層構造等の強磁性層か
らなるフリー層45、非磁性層であるCu中間層46、
CoFe等からなるピンド層47、及び、PdPtMn
等からなる反強磁性体層48を積層させて磁気抵抗効果
素子となるスピンバルブ膜を形成する。Here, the conventional spin valve element and dual spin valve element will be briefly described with reference to FIG. FIG. 7A is a schematic cross-sectional view of a principal part of a conventional spin valve element. First, Al 2 O 3 serving as a base of a slider is shown.
Ni on the TiC substrate 41 via the Al 2 O 3 film 42
A lower shield layer 43 made of Fe alloy or the like is provided, and a lower read gap layer 44 made of Al 2 O 3 or the like is provided. Cu intermediate layer 46,
A pinned layer 47 made of CoFe or the like, and PdPtMn
A spin valve film to be a magnetoresistive element is formed by stacking antiferromagnetic layers 48 made of the same.
【0009】次いで、磁気抵抗効果素子を所定の形状に
パターニングしたのち、磁気抵抗効果素子の両端にW或
いはAu等からなる導電膜を堆積させてリード電極49
とし、次いで、再び、Al2 O3 等からなる上部リード
ギャップ層50を介してNiFe合金等からなる上部シ
ールド層51を設けることにより、スピンバルブ素子の
基本構造が完成する。なお、この場合、第1の磁界を印
加した状態で、フリー層45乃至反強磁性体層48を順
次堆積させたのち、真空中で第1の磁界と直交する第2
の磁界を印加した状態で熱処理を行って反強磁性体層4
8の磁化方向を決定することによって、磁気抵抗効果素
子の基本構造を形成する。Next, after patterning the magnetoresistive element into a predetermined shape, a conductive film made of W or Au is deposited on both ends of the magnetoresistive element to form a lead electrode 49.
Then, an upper shield layer 51 made of a NiFe alloy or the like is provided again via an upper read gap layer 50 made of Al 2 O 3 or the like, thereby completing the basic structure of the spin valve element. In this case, after the free layer 45 to the antiferromagnetic layer 48 are sequentially deposited in a state where the first magnetic field is applied, the second layer orthogonal to the first magnetic field is formed in a vacuum.
Heat treatment in a state where a magnetic field of
By determining the magnetization direction of 8, the basic structure of the magnetoresistive element is formed.
【0010】このスピンバルブ素子におけるリードギャ
ップは、下部リードギャップ層43、フリー層45乃至
反強磁性体層48、及び、上部リードギャップ層49の
層厚を総計した間隔となる。The read gap in this spin valve element is a total of the thicknesses of the lower read gap layer 43, the free layer 45 to the antiferromagnetic layer 48, and the upper read gap layer 49.
【0011】図7(b)参照 図7(b)は、従来のデュアルスピンバルブ素子の概略
的要部断面図であり、まず、スライダーの母体となるA
l2 O3 −TiC基板41上に、Al2 O3 膜42を介
してNiFe合金等からなる下部シールド層43を設
け、次いで、Al 2 O3 等からなる下部リードギャップ
層44を設けたのち、PdPtMn等の反強磁性体層5
2、CoFe等からなるピンド層53、Cu中間層5
4、NiFe及びCoFeの積層構造等のフリー層4
5、Cu中間層46、CoFe等からなるピンド層4
7、及び、PdPtMn等からなる反強磁性体層48を
積層させて磁気抵抗効果素子となるデュアルスピンバル
ブ膜を形成する。FIG. 7B is a schematic view of a conventional dual spin valve element.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part, and first, A, which is a base of the slider;
lTwoOThreeAl on the TiC substrate 41TwoOThreeThrough the membrane 42
To form a lower shield layer 43 made of NiFe alloy or the like.
And then Al TwoOThreeLower lead gap consisting of
After the layer 44 is provided, an antiferromagnetic layer 5 such as PdPtMn
2. Pinned layer 53 made of CoFe or the like, Cu intermediate layer 5
4. Free layer 4 such as a laminated structure of NiFe and CoFe
5, Cu intermediate layer 46, pinned layer 4 made of CoFe or the like
7, and an antiferromagnetic layer 48 made of PdPtMn or the like.
Dual spin valves that are stacked to form a magnetoresistive element
A film is formed.
【0012】次いで、磁気抵抗効果素子を所定の形状に
パターニングしたのち、磁気抵抗効果素子の両端にW或
いはAu等からなる導電膜を堆積させてリード電極49
とし、次いで、再び、Al2 O3 等からなる上部リード
ギャップ層50を介してNiFe合金等からなる上部シ
ールド層51を設けることにより、デュアルスピンバル
ブ素子の基本構造が完成する。なお、この場合も、第1
の磁界を印加した状態で、反強磁性体層52乃至反強磁
性体層48を順次堆積させたのち、真空中で第1の磁界
と直交する第2の磁界を印加した状態で熱処理を行って
反強磁性体層48,52の磁化方向を決定することによ
って、磁気抵抗効果素子の基本構造を形成する。Next, after patterning the magnetoresistive element into a predetermined shape, a conductive film made of W or Au is deposited on both ends of the magnetoresistive element to form a lead electrode 49.
Then, an upper shield layer 51 made of a NiFe alloy or the like is provided again via an upper read gap layer 50 made of Al 2 O 3 or the like, thereby completing the basic structure of the dual spin valve element. In this case, the first
After the antiferromagnetic layer 52 to the antiferromagnetic layer 48 are sequentially deposited with the applied magnetic field, heat treatment is performed in a vacuum while a second magnetic field orthogonal to the first magnetic field is applied. By determining the magnetization directions of the antiferromagnetic layers 48 and 52, the basic structure of the magnetoresistive element is formed.
【0013】このデュアルスピンバルブ素子におけるリ
ードギャップは、下部リードギャップ層43、反強磁性
体層52乃至反強磁性体層48、及び、上部リードギャ
ップ層49の層厚を総計した間隔となる。The read gap in this dual spin-valve element is the total of the thicknesses of the lower read gap layer 43, the antiferromagnetic layers 52 to 48, and the upper read gap layer 49.
【0014】この様なスピンバルブ素子においては、ピ
ンド層47,53の磁化方向は、夫々反強磁性体層4
8,52の磁化方向に固定され、一方、フリー層45の
磁化方向はピンド層47,53の磁化方向とほぼ直交し
た方向となり、1対のリード電極49間にセンス電流を
流すことによって外部印加磁場、即ち、磁気記録媒体か
ら漏れ出た磁場を測定するものである。In such a spin valve element, the magnetization directions of the pinned layers 47 and 53 are different from those of the antiferromagnetic layer 4 respectively.
The magnetization directions of the free layer 45 and the magnetization direction of the free layer 45 are substantially orthogonal to the magnetization directions of the pinned layers 47 and 53, and the external current is applied by flowing a sense current between the pair of lead electrodes 49. The magnetic field, that is, the magnetic field leaked from the magnetic recording medium is measured.
【0015】近年のコンピュータ用磁気記録ディスクの
記録容量は年間1.6倍ものスピードで高密度化が進ん
でおり、この様な高密度化によって微細化した記録ビッ
トから十分な信号再生出力を得るためには、リードトラ
ック幅となる磁気抵抗効果素子幅の微細加工技術の然る
ことながら、読み取り信号のビット長を決定するリード
ギャップの狭ギャップ化も非常に重要になってきている
ので、この事情を図8を参照して説明する。In recent years, the recording capacity of magnetic recording disks for computers has been increasing at a rate of 1.6 times a year, and a sufficient signal reproduction output can be obtained from recording bits that have been miniaturized by such a high density. For this reason, the narrowing of the read gap, which determines the bit length of the read signal, is becoming very important as well as the fine processing technology for the magnetoresistive element width, which is the read track width. This will be described with reference to FIG.
【0016】図8参照 図8は、磁気記録媒体56に対する上下の磁気シールド
層の間隔d、即ち、リードギャップと記録密度との関係
の説明図であり、下部シールド層43と上部シールド層
49とに挟持された磁気抵抗効果素子55は、対向する
磁気記録媒体56に記録されたビット長Lb の記録ビッ
ト57を順次読み取ることになるが、リードギャップd
が記録ビット57のビット長Lb に対して広くなりすぎ
ると、読取対象の記録ビット57以外の隣接する記録ビ
ット57の磁界の影響を受け、位置分解能が低下するの
で、読取対象の記録ビット57以外の隣接する記録ビッ
ト57の磁界が下部シールド層43及び上部シールド層
49によって吸収されるように、リードギャップdは、
ビット長Lb の2倍以下になるよう、即ち、d≦2Lb
に調整されている。FIG. 8 is an explanatory diagram of the distance d between the upper and lower magnetic shield layers with respect to the magnetic recording medium 56, that is, the relationship between the read gap and the recording density. magnetoresistive element sandwiched 55 is will read the magnetic recording medium bit length recorded in the 56 L b of the recording bit 57 which faces successively read gap d
When There too wide with respect to the bit length L b of the recording bits 57, reading neighboring other than the recording bit 57 of the subject to the influence of the magnetic field of the recording bit 57, the position resolution is lowered, the reading target recording bit 57 The read gap d is set such that the magnetic fields of adjacent recording bits 57 other than the above are absorbed by the lower shield layer 43 and the upper shield layer 49.
So as to be less than twice the bit length L b, i.e., d ≦ 2L b
Has been adjusted.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】しかし、近年のマルチ
メディア化の進展に伴い、磁気ディスク装置のさらなる
高密度化が要請され、高密度化に伴って記録ビット57
のビット長Lb がさらに微細化した場合には、リードギ
ャップdもさらに狭くする必要が生じ、そのためには、
下部リードギャップ層43及び上部リードギャップ49
を薄層化するか、或いは、磁気抵抗効果素子55自体を
薄層化することが必要になる。However, with the recent development of multimedia, there has been a demand for a higher density of the magnetic disk drive.
If the bit length Lb of the above is further miniaturized, it is necessary to further narrow the read gap d.
Lower read gap layer 43 and upper read gap 49
, Or the magnetoresistive element 55 itself needs to be thinned.
【0018】しかし、下部リードギャップ層43及び上
部リードギャップ49を薄層化した場合、リードギャッ
プ層の絶縁耐圧が問題となり、リードギャップ層の薄膜
化には限界がある。However, when the lower read gap layer 43 and the upper read gap 49 are made thinner, the withstand voltage of the read gap layer becomes a problem, and there is a limit in making the read gap layer thinner.
【0019】一方、磁気抵抗効果素子55を薄層化する
場合、相対的層厚が一番厚い反強磁性体層48,52の
薄膜化が最も効果的ではあるが、反強磁性体層48,5
2の層厚を薄くすると、ピンド層47,53の磁化方向
の固定力が弱くなり、素子特性の劣化、特に、磁場検出
感度の低下が問題となる。On the other hand, when the magnetoresistive element 55 is made thinner, the antiferromagnetic layers 48 and 52 having the largest relative layer thickness are most effective. , 5
When the thickness of the layer 2 is reduced, the fixing force of the pinned layers 47 and 53 in the magnetization direction is weakened, and there is a problem that the element characteristics are deteriorated, and in particular, the magnetic field detection sensitivity is lowered.
【0020】したがって、本発明は、素子特性を劣化さ
せることなく、リードギャップを狭ギャップ化すること
を目的とする。Accordingly, it is an object of the present invention to narrow the read gap without deteriorating device characteristics.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図1は、
スピンバルブ素子の概略的要部断面図である。 図1参照 (1)本発明は、少なくとも1層の反強磁性体層7を有
し、任意の形状にパターニングされた磁気抵抗効果膜4
〜7、及び、リードギャップ層3,9を介して磁気抵抗
効果膜4〜7の上下に設けた磁気シールド層2,10か
らなる磁気抵抗効果素子において、少なくとも1層の反
強磁性体層7の一部に厚さが他の部分と異なる肉薄部8
を設けたことを特徴とする。FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. In addition, FIG.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a principal part of a spin valve element. See FIG. 1. (1) The present invention provides a magnetoresistive film 4 having at least one antiferromagnetic layer 7 and patterned into an arbitrary shape.
, And at least one antiferromagnetic layer 7 in the magnetoresistive element comprising the magnetic shield layers 2 and 10 provided above and below the magnetoresistive films 4 to 7 with the read gap layers 3 and 9 interposed therebetween. A thin part 8 with a thickness different from that of the other part
Is provided.
【0022】この様に、少なくとも1層の反強磁性体層
7の一部に厚さが他の部分と異なる肉薄部8を設けるこ
とによって、ピンド層6に対する固定磁力を低減するこ
となく、反強磁性体層7の厚さを実効的に薄くすること
ができる。As described above, by providing the thin portion 8 having a thickness different from that of the other portion in at least one antiferromagnetic layer 7 of at least one layer, the fixed magnetic force on the pinned layer 6 can be reduced without reducing the fixed magnetic force. The thickness of the ferromagnetic layer 7 can be effectively reduced.
【0023】(2)また、本発明は、上記(1)におい
て、肉薄部8が、磁気抵抗効果素子の信号読み取りに関
与する部分に設けたことを特徴とする。(2) Further, the present invention is characterized in that, in the above (1), the thin portion 8 is provided in a portion related to signal reading of the magnetoresistive element.
【0024】この様に、肉薄部8を磁気抵抗効果素子の
信号読み取りに関与する部分に設けることによって、ピ
ンド層6に対する固定磁力を低減することなく、リード
ギャップdを狭くすることができ、それによって、高密
度記録された磁気記録媒体からの読取感度を向上するこ
とができる。As described above, by providing the thin portion 8 in a portion related to signal reading of the magnetoresistive effect element, the read gap d can be reduced without reducing the fixed magnetic force on the pinned layer 6. Thereby, the reading sensitivity from a magnetic recording medium on which high-density recording has been performed can be improved.
【0025】(3)また、本発明は、上記(2)におい
て、磁気抵抗効果膜4〜7が、1層以上の磁性膜からな
るフリー層4、非磁性層5、1層以上の磁性膜からなる
ピンド層6、及び、反強磁性体層7を順次積層させた構
造となっていることを特徴とする。(3) In the present invention, in the above (2), the magneto-resistive films 4 to 7 may include one or more magnetic films, a free layer 4, a non-magnetic layer 5, and one or more magnetic films. A pinned layer 6 and an antiferromagnetic layer 7 are sequentially stacked.
【0026】上記の(2)の構成は、磁気抵抗効果膜4
〜7が、1層以上の磁性膜からなるフリー層4、非磁性
層5、1層以上の磁性膜からなるピンド層6、及び、反
強磁性体層7を順次積層させた構造からなるシングルス
ピンバルブ素子に適用することによって、シングルスピ
ンバルブ素子の読取感度を向上することができる。な
お、反強磁性体層7は、基板1側に設けても良いし、或
いは、磁気抵抗効果膜4〜7の最上部としても良いもの
である。The configuration of the above (2) is the same as that of the magnetoresistive film 4
7 is a single layer having a structure in which a free layer 4 made of one or more magnetic films, a nonmagnetic layer 5, a pinned layer 6 made of one or more magnetic films, and an antiferromagnetic layer 7 are sequentially stacked. By applying the present invention to a spin valve element, the reading sensitivity of a single spin valve element can be improved. The antiferromagnetic layer 7 may be provided on the substrate 1 side, or may be provided on the top of the magnetoresistive films 4 to 7.
【0027】(4)また、本発明は、上記(2)におい
て、磁気抵抗効果膜が、反強磁性体層、1層以上の磁性
膜からなるピンド層、非磁性層、1層以上の磁性膜から
なるフリー層4、非磁性層5、1層以上の磁性膜からな
るピンド層6、及び、反強磁性体層7を順次積層させた
構造となっていることを特徴とする。(4) The invention according to (2), wherein the magnetoresistive film is an antiferromagnetic layer, a pinned layer comprising one or more magnetic films, a nonmagnetic layer, or a magnetic layer comprising at least one magnetic layer. It has a structure in which a free layer 4 made of a film, a nonmagnetic layer 5, a pinned layer 6 made of one or more magnetic films, and an antiferromagnetic layer 7 are sequentially laminated.
【0028】上記の(2)の構成は、磁気抵抗効果膜
が、反強磁性体層、1層以上の磁性膜からなるピンド
層、非磁性層、1層以上の磁性膜からなるフリー層4、
非磁性層5、1層以上の磁性膜からなるピンド層6、及
び、反強磁性体層7を順次積層させた構造からなるデュ
アルスピンバルブ素子に適用することによって、デュア
ルスピンバルブ素子の読取感度を向上することができ
る。なお、肉薄部8は、基板1側の反強磁性体層、或い
は、磁気抵抗効果膜の最上部の反強磁性体層7の少なく
とも一方に設ければ良いものであり、両方に設けた場合
に、狭リードギャップ化の効果が最大となる。In the configuration (2), the magnetoresistive effect film is an antiferromagnetic layer, a pinned layer composed of one or more magnetic films, a nonmagnetic layer, and a free layer composed of one or more magnetic films. ,
By applying the present invention to a dual spin valve element having a structure in which a nonmagnetic layer 5, a pinned layer 6 composed of one or more magnetic films, and an antiferromagnetic layer 7 are sequentially laminated, the read sensitivity of the dual spin valve element is obtained. Can be improved. The thin portion 8 may be provided on at least one of the antiferromagnetic layer on the substrate 1 side or the uppermost antiferromagnetic layer 7 of the magnetoresistive film. In addition, the effect of narrowing the read gap is maximized.
【0029】[0029]
【発明の実施の形態】ここで、図2及び図3を参照し
て、本発明の第1の実施の形態のスピンバルブ素子の製
造工程を説明する。 図2(a)参照 まず、Al2 O3 −TiC基板11上にスパッタリング
法を厚さ2μmのAl 2 O3 膜12を堆積させたのち、
選択電解メッキ法を用いて、100Oeの磁界を印加し
ながら、厚さが、例えば、3μmのNiFe膜を形成し
て下部シールド層13とし、次いで、スパッタリング法
を用いて、厚さが、例えば、500Å(=50nm)の
Al2 O3 膜を堆積させて下部リードギャップ層14と
する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring now to FIGS.
Thus, the manufacture of the spin valve element according to the first embodiment of the present invention is described.
The fabrication process will be described. See FIG. 2 (a).TwoOThree-Sputtering on TiC substrate 11
Method of 2μm thick Al TwoOThreeAfter depositing the film 12,
Using a selective electrolytic plating method, apply a magnetic field of 100 Oe
While forming a 3 μm thick NiFe film, for example.
To form a lower shield layer 13 and then a sputtering method
The thickness is, for example, 500 ° (= 50 nm) using
AlTwoOThreeBy depositing a film, the lower read gap layer 14
I do.
【0030】次いで、スピンバルブ膜として、30Oe
の磁界を印加しながらスパッタリング法を用いて、下地
層となる厚さが、例えば、50ÅのTa膜15を形成し
たのち、厚さが、例えば、40ÅのNiFeフリー層1
6、厚さが、例えば、25ÅCoFeフリー層17、厚
さが、例えば、25ÅのCu中間層18、厚さが、例え
ば、25ÅのCoFeピンド層19、及び、厚さが10
0〜300Å、例えば、250ÅのPdPtMn反強磁
性体層20を順次積層させる。なお、この場合のNiF
eの組成は、例えば、Ni81Fe19であり、CoFeの
組成は、例えば、Co90Fe10であり、また、PdPt
Mnの組成は、例えば、Pd31Pt17Mn52である。Next, 30 Oe was used as a spin valve film.
After forming a Ta film 15 having a thickness of, for example, 50 ° as a base layer by using a sputtering method while applying a magnetic field of Ni, the NiFe free layer 1 having a thickness of, for example, 40 ° is formed.
6, the thickness is, for example, a 25 ° CoFe free layer 17, the thickness is, for example, a 25 ° Cu intermediate layer 18, the thickness is, for example, a 25 ° CoFe pinned layer 19, and the thickness is 10, for example.
A PdPtMn antiferromagnetic layer 20 of 0 to 300 °, for example, 250 ° is sequentially laminated. In this case, NiF
The composition of e is, for example, Ni 81 Fe 19 , the composition of CoFe is, for example, Co 90 Fe 10 , and PdPt
The composition of Mn is, for example, Pd 31 Pt 17 Mn 52 .
【0031】次いで、CoFeピンド層19の磁化方向
を固定するために、成膜時に印加した磁界と直交する方
向の100kA/mの直流磁場を印加しながら、真空中
で230℃で1〜3時間の熱処理を行うことによってP
dPtMn反強磁性体層20の磁化方向を印加した直流
磁場の方向とする。なお、この場合、230℃の熱処理
工程において、Cu中間層18を構成するCuとNiF
eフリー層16との間の相互拡散が生じないように、両
者の間にバリア層となるCoFeフリー層17を設けて
フリー層を2層構造としている。Next, in order to fix the magnetization direction of the CoFe pinned layer 19, while applying a DC magnetic field of 100 kA / m in a direction orthogonal to the magnetic field applied at the time of film formation, at 230 ° C. for 1 to 3 hours in vacuum. The heat treatment of P
The magnetization direction of the dPtMn antiferromagnetic layer 20 is the direction of the applied DC magnetic field. In this case, in a heat treatment step at 230 ° C., Cu and NiF
In order to prevent mutual diffusion with the e-free layer 16, a CoFe free layer 17 serving as a barrier layer is provided between the two to form a two-layer free layer.
【0032】図2(b)参照 次いで、レジストパターン21をマスクとしてArイオ
ンを用いたイオンミリングを施すことによって、PdP
tMn反強磁性体層20の読取領域となる部分のみを2
0〜100Å、例えば、50Å残すようにエッチングし
て、厚さが、例えば、50Åの薄層化部22を形成す
る。Next, referring to FIG. 2B, ion milling using Ar ions is performed using the resist pattern 21 as a mask to obtain PdP.
Only the portion to be the reading area of the tMn antiferromagnetic layer 20 is 2
Etching is performed so as to leave 0 to 100 °, for example, 50 ° to form a thinned portion 22 having a thickness of, for example, 50 °.
【0033】図3(c)参照 次いで、レジストパターン21を除去したのち、新たに
フォトレジストを塗布し、パターニングすることによっ
て形成したレジストパターン23をマスクとしてArイ
オンを用いたイオンミリングを施すことによって、Pd
PtMn反強磁性体層20乃至Ta膜15を選択エッチ
ングすることによって素子形状に整形する。Next, after the resist pattern 21 is removed, a new photoresist is applied and patterned, and the resist pattern 23 formed by patterning is used as a mask to perform ion milling using Ar ions. , Pd
The PtMn antiferromagnetic layer 20 to the Ta film 15 are selectively etched to shape the device.
【0034】図3(d)参照 次いで、レジストパターン23を除去したのち、レジス
トパターン(図示せず)を用いたリフトオフ法によって
厚さが、例えば、1200ÅのW膜を堆積することによ
って、1対のリード電極24を形成し、次いで、再び、
スパッタリング法によって、厚さが、例えば、500Å
のAl2 O3 膜を堆積させて、上部リードギャップ層2
5とし、次いで、選択電解メッキ法によって、厚さが、
例えば、3.8μmのNiFe膜を成膜して上部シール
ド層26とすることによってシングルスピンバルブ素子
の基本構成が完成する。Next, after removing the resist pattern 23, a W film having a thickness of, for example, 1200 ° is deposited by a lift-off method using a resist pattern (not shown) to form one pair. Is formed, and then, again,
The thickness is, for example, 500 ° by the sputtering method.
Al 2 O 3 film is deposited, and the upper read gap layer 2 is formed.
5, and then the thickness was changed by selective electrolytic plating.
For example, by forming a 3.8 μm NiFe film to form the upper shield layer 26, the basic configuration of the single spin valve element is completed.
【0035】この場合のリードギャップdは、薄層化部
22を設けた位置における下部シールド層13と上部シ
ールド層26との間の間隔となり、したがって、 d=500+50+40+25+25+25+50+500 =1215(Å) となり、薄層化部22を設けない場合の1415Åに比
べて約15%程度の狭ギャップ化が可能になる。In this case, the read gap d is the distance between the lower shield layer 13 and the upper shield layer 26 at the position where the thinned portion 22 is provided. Therefore, d = 500 + 50 + 40 + 25 + 25 + 25 + 50 + 500 = 1215 (Å) The gap can be reduced by about 15% as compared with 1415 ° when the layered portion 22 is not provided.
【0036】この様に、PdPtMn反強磁性体層20
の読取領域に薄層化部22を設けた場合、CoFeピン
ド層19の薄層化部22に対応する領域の直接的な磁化
方向固定力は弱まるものの、読み取りには関与しない十
分な厚さを有するPdPtMn反強磁性体層20の両端
によりバイアスされたCoFeピンド層19の両端に作
用する磁化方向固定力によりCoFeピンド層19の中
央部の磁化方向固定力も補われるので、特性が劣化する
ことがない。As described above, the PdPtMn antiferromagnetic layer 20
In the case where the thinned portion 22 is provided in the reading region of the above, although the direct magnetization direction fixing force of the region corresponding to the thinned portion 22 of the CoFe pinned layer 19 is weakened, a sufficient thickness not involved in reading is required. Since the magnetization direction fixing force acting on both ends of the CoFe pinned layer 19 biased by the both ends of the PdPtMn antiferromagnetic layer 20 has the magnetization direction fixing force at the center of the CoFe pinned layer 19, the characteristics may be degraded. Absent.
【0037】次に、図4及び図5を参照して、本発明の
第2の実施の形態のデュアルスピンバルブ素子の製造工
程を説明する。 図4(a)参照 まず、Al2 O3 −TiC基板11上にスパッタリング
法を厚さ2μmのAl 2 O3 膜12を堆積させたのち、
選択電解メッキ法を用いて、100Oeの磁界を印加し
ながら、厚さが、例えば、3μmのNiFe膜を形成し
て下部シールド層13としたのち、再び、レジストパタ
ーン27をマスクとした選択電解メッキ法を用いて、1
00Oeの磁界を印加しながら、厚さが、例えば、20
0Åで、幅が0.5μmのNiFe盛り上げ部28を形
成する。Next, referring to FIG. 4 and FIG.
Manufacturing process of the dual spin valve element according to the second embodiment
The process will be described. See FIG. 4 (a).TwoOThree-Sputtering on TiC substrate 11
Method of 2μm thick Al TwoOThreeAfter depositing the film 12,
Using a selective electrolytic plating method, apply a magnetic field of 100 Oe
While forming a 3 μm thick NiFe film, for example.
After forming the lower shield layer 13, the resist pattern is again
1 using a selective electrolytic plating method using
While applying a magnetic field of 00 Oe, the thickness is, for example, 20
At 0 °, a NiFe raised portion 28 having a width of 0.5 μm is formed.
To achieve.
【0038】図4(b)参照 次いで、レジストパターン27を除去したのち、スパッ
タリング法を用いて、厚さが、例えば、500ÅのAl
2 O3 膜を堆積させて下部リードギャップ層14とし、
次いで、レジストパターン29を設けたのち、30Oe
の磁界を印加しながらスパッタリング法を用いて、厚さ
が、例えば、200ÅのPdPtMn膜を堆積させて、
NeFe盛り上げ部28による段差を埋め込むPdPt
Mn肉厚部30を形成する。Next, after the resist pattern 27 is removed, an Al film having a thickness of, for example, 500.degree.
A 2 O 3 film is deposited to form a lower read gap layer 14,
Next, after providing a resist pattern 29, 30 Oe
A PdPtMn film having a thickness of, for example, 200 ° is deposited using a sputtering method while applying a magnetic field of
PdPt for embedding the step due to the NeFe raised portion 28
The Mn thick part 30 is formed.
【0039】図4(c)参照 次いで、レジストパターン29を除去することによっ
て、レジストパターン29上に堆積したPdPtMn膜
(図示せず)も同時に除去したのち、再び、30Oeの
磁界を印加しながらスパッタリング法を用いて、厚さ
が、例えば、50ÅのPdPtMn薄膜部31、厚さ
が、例えば、25ÅのCoFeピンド層32、厚さが、
例えば、25ÅのCu中間層33、厚さが、例えば、2
5ÅのCoFe膜/20ÅのNiFe膜/25ÅのCo
Feからなる3層構造のフリー層34、厚さが、例え
ば、25ÅのCu中間層18、厚さが、例えば、25Å
のCoFeピンド層19、及び、厚さが100〜300
Å、例えば、250ÅのPdPtMn反強磁性体層20
を順次積層させる。なお、この場合も、NiFeの組成
は、例えば、Ni81Fe19であり、CoFeの組成は、
例えば、Co90Fe10であり、また、PdPtMnの組
成は、例えば、Pd31Pt17Mn52である。Next, the PdPtMn film (not shown) deposited on the resist pattern 29 is simultaneously removed by removing the resist pattern 29, and then sputtering is performed again while applying a magnetic field of 30 Oe. Using a method, for example, a PdPtMn thin film portion 31 having a thickness of 50 °, a CoFe pinned layer 32 having a thickness of 25 °, for example,
For example, a Cu intermediate layer 33 of 25 °
5% CoFe film / 20% NiFe film / 25% Co
The free layer 34 of a three-layer structure made of Fe, the Cu intermediate layer 18 having a thickness of, for example, 25 °, and the thickness of, for example, 25 °
CoFe pinned layer 19 and a thickness of 100 to 300
{, For example, 250 ° PdPtMn antiferromagnetic layer 20
Are sequentially laminated. In this case, the composition of NiFe is, for example, Ni 81 Fe 19 and the composition of CoFe is
For example, a Co 90 Fe 10, The composition of PdPtMn are, for example, Pd 31 Pt 17 Mn 52.
【0040】次いで、CoFeピンド層19,32の磁
化方向を固定するために、成膜時に印加した磁界と直交
する方向の100kA/mの直流磁場を印加しながら、
真空中で230℃で1〜3時間の熱処理を行うことによ
ってPdPtMn反強磁性体層20、PdPtMn肉厚
部30、及び、PdPtMn薄膜部31の磁化方向を印
加した直流磁場の方向とする。なお、この場合も、23
0℃の熱処理工程において、Cu中間層18,33を構
成するCuとフリー層34を構成するNiFeとの間の
相互拡散が生じないように、Cu中間層18,33とN
iFe膜との間にバリア層となるCoFe膜を設けてフ
リー層34を3層構造としている。Next, in order to fix the magnetization directions of the CoFe pinned layers 19 and 32, while applying a DC magnetic field of 100 kA / m in a direction orthogonal to the magnetic field applied at the time of film formation,
By performing a heat treatment at 230 ° C. in a vacuum for 1 to 3 hours, the magnetization directions of the PdPtMn antiferromagnetic layer 20, the PdPtMn thick portion 30, and the PdPtMn thin film portion 31 are set to the direction of the applied DC magnetic field. Note that, in this case as well,
In the heat treatment process at 0 ° C., the Cu intermediate layers 18 and 33 and N are mixed so that mutual diffusion between Cu forming the Cu intermediate layers 18 and 33 and NiFe forming the free layer 34 does not occur.
A free layer 34 has a three-layer structure by providing a CoFe film serving as a barrier layer between the iFe film and the iFe film.
【0041】図5(d)参照 次いで、上記の第1の実施の形態における図2(b)以
降の工程と同様に、レジストパターン(図示せず)をマ
スクとしてArイオンを用いたイオンミリングを施すこ
とによって、PdPtMn反強磁性体層20の読取領域
となる部分のみを20〜100Å、例えば、50Å残す
ようにエッチングして、厚さが、例えば、50Åの薄層
化部22を形成する。Next, as in the steps after FIG. 2B in the first embodiment, ion milling using Ar ions with a resist pattern (not shown) as a mask is performed as in the first embodiment. By doing so, only the portion to be the reading region of the PdPtMn antiferromagnetic material layer 20 is etched so as to leave 20 to 100 °, for example, 50 °, to form the thinned portion 22 having a thickness of, for example, 50 °.
【0042】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、新たにフォトレジストを塗布し、パターニングする
ことによって形成したレジストパターン(図示せず)を
マスクとしてArイオンを用いたイオンミリングを施す
ことによって、PdPtMn反強磁性体層20乃至Pd
PtMn肉厚部30を選択エッチングすることによって
素子形状に整形する。Next, after removing the resist pattern, a PdPtMn solution is formed by applying ion milling using Ar ions using a resist pattern (not shown) formed by applying a new photoresist and patterning as a mask. Ferromagnetic layer 20 to Pd
The PtMn thick portion 30 is formed into an element shape by selective etching.
【0043】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、再び、レジストパターン(図示せず)を用いたリフ
トオフ法によって厚さが、例えば、1200ÅのW膜を
堆積することによって、1対のリード電極24を形成
し、次いで、再び、スパッタリング法によって、厚さ
が、例えば、500ÅのAl2 O3 膜を堆積させて、上
部リードギャップ層25とし、次いで、選択電解メッキ
法によって、厚さが、例えば、3.8μmのNiFe膜
を成膜して上部シールド層26とすることによってデュ
アルスピンバルブ素子の基本構成が完成する。Next, after removing the resist pattern, a pair of lead electrodes 24 is formed again by depositing a W film having a thickness of, for example, 1200 ° by a lift-off method using a resist pattern (not shown). After that, an Al 2 O 3 film having a thickness of, for example, 500 ° is deposited again by a sputtering method to form an upper read gap layer 25, and then, by a selective electrolytic plating method, a thickness of, for example, By forming a 3.8 μm NiFe film to form the upper shield layer 26, the basic configuration of the dual spin valve element is completed.
【0044】この場合のリードギャップdは、薄層化部
22及びNiFe盛り上げ部28を設けた位置における
下部シールド層13と上部シールド層26との間の間隔
となり、したがって、d=500+50+25+25+
25+20+25+25+25+50+500=127
0(Å)となり、薄層化部22及びNiFe盛り上げ部
28を設けない場合の1670Åに比べて約24%程度
の狭ギャップ化が可能になる。In this case, the read gap d is the distance between the lower shield layer 13 and the upper shield layer 26 at the position where the thinned portion 22 and the NiFe raised portion 28 are provided. Therefore, d = 500 + 50 + 25 + 25 +
25 + 20 + 25 + 25 + 25 + 50 + 500 = 127
0 (Å), and the gap can be reduced by about 24% as compared with 1670 ° where the thinned portion 22 and the NiFe raised portion 28 are not provided.
【0045】この場合も、PdPtMn反強磁性体層2
0の読取領域に薄層化部22を設けた場合、CoFeピ
ンド層19の薄層化部22に対応する領域の直接的な磁
化方向固定力は弱まるものの、読み取りには関与しない
十分な厚さを有するPdPtMn反強磁性体層20の両
端によりバイアスされたCoFeピンド層19の両端に
作用する磁化方向固定力によりCoFeピンド層19の
中央部の磁化方向固定力も補われ、また、CoFeピン
ド層32に対しても、読み取りには関与しない十分な厚
さを有するPdPtMn肉厚部30によりバイアスされ
たCoFeピンド層32の両端に作用する磁化方向固定
力によりCoFeピンド層32の中央部の磁化方向固定
力も補われるので、特性が劣化することがない。Also in this case, the PdPtMn antiferromagnetic layer 2
In the case where the thinned portion 22 is provided in the 0 reading region, the direct magnetization direction fixing force of the region corresponding to the thinned portion 22 of the CoFe pinned layer 19 is weakened, but a sufficient thickness not involved in reading is obtained. The magnetization direction fixing force acting on both ends of the CoFe pinned layer 19 biased by both ends of the PdPtMn antiferromagnetic layer 20 having the above-mentioned structure compensates for the magnetization direction fixing force at the center of the CoFe pinned layer 19, and the CoFe pinned layer 32 Also, the magnetization direction fixing force acting on both ends of the CoFe pinned layer 32 biased by the PdPtMn thick portion 30 having a sufficient thickness which is not involved in the reading and fixing the magnetization direction at the center of the CoFe pinned layer 32 Since the force is also supplemented, the characteristics do not deteriorate.
【0046】次に、図6を参照して、本発明の第1及び
第2の実施の形態の変形例の説明する。 図6(a)参照 図6(a)は、本発明の第1の実施の形態の変形例であ
り、図に示すように、反強磁性体層を基板側に設けたス
ピンバルブに対して肉薄部を設けたものであり、この様
な構造を形成するためには、上記の第2の実施の形態に
おける図3(a)〜図3(b)におけるNiFe盛り上
げ部28及びPdPtMn肉厚部30の形成工程をその
まま用いれば良いものであり、得られる狭リードギャッ
プ化の効果は上記の第1の実施の形態と同様である。Next, a modification of the first and second embodiments of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 6A is a modification of the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6A, a spin valve provided with an antiferromagnetic material layer on the substrate side is used. In order to form such a structure, the NiFe raised portion 28 and the PdPtMn thick portion in FIGS. 3A and 3B in the second embodiment are required. The formation process of No. 30 may be used as it is, and the effect of narrowing the read gap obtained is the same as that of the first embodiment.
【0047】この第1の実施の形態の変形例の場合に
は、第1の実施の形態よりも製造工程が複雑化するが、
表面を平坦化することができるので、上部シールド層2
6上に、上部シールド層26を下部磁極層とするインダ
クティブヘッドを設けて複合型磁気ヘッドを構成する場
合に、インダクティブヘッドのパターニングを精度良く
行うことができる。In the case of the modification of the first embodiment, the manufacturing process is more complicated than in the first embodiment.
Since the surface can be flattened, the upper shield layer 2
When an inductive head having the upper shield layer 26 as a lower magnetic pole layer is provided on 6 to form a composite magnetic head, patterning of the inductive head can be performed with high precision.
【0048】図6(b)参照 図6(b)は、本発明の第2の実施の形態の変形例であ
り、図に示すように、NiFe盛り上げ部28を設ける
ことなく、下部リードギャップ層14上に厚さが、例え
ば250ÅのPdPtMn反強磁性体層35を堆積させ
たのち、CoFeピンド層32の堆積工程以降の工程
は、上記の第2の実施の形態と全く同様にすれば良いも
のである。FIG. 6B shows a modification of the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 6B, the lower lead gap layer is not provided without the NiFe raised portion 28. After depositing the PdPtMn antiferromagnetic layer 35 having a thickness of, for example, 250 ° on the layer 14, the steps after the step of depositing the CoFe pinned layer 32 may be exactly the same as those in the second embodiment. Things.
【0049】この、第2の実施の形態の変形例の場合に
は、第2の実施の形態よりも製造工程が簡素化するが、
狭リードギャップ化の効果は、第2の実施の形態の半分
となる。In the case of the modification of the second embodiment, the manufacturing process is simplified as compared with the second embodiment.
The effect of narrowing the read gap is half that of the second embodiment.
【0050】なお、図示は省略するが、デュアルスピン
バルブ素子を構成するPdPtMn反強磁性体層の一方
にのみ肉薄部を設ける場合には、図6(b)の場合とは
反対に、基板側に設けたPdPtMn反強磁性体層に設
けても良いものであり、その場合には、上述の図4
(c)の工程まで同様に形成したのち、薄層化部22を
設けることなく、リード電極24、上部リードギャップ
層25、及び、上部シールド層26を設ければ良いもの
である。Although not shown, when the thin portion is provided only on one of the PdPtMn antiferromagnetic layers constituting the dual spin valve element, the substrate side is opposite to the case of FIG. 6B. 4 may be provided in the PdPtMn antiferromagnetic layer provided in FIG.
After the formation up to the step (c), the lead electrode 24, the upper lead gap layer 25, and the upper shield layer 26 may be provided without providing the thinned portion 22.
【0051】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記
の各実施の形態の説明においては、反強磁性体層として
Mn系規則合金型反強磁性材料であるPdPtMnを用
いているが、必ずしも、Mn系規則合金型反強磁性材料
である必要はなく、例えば、Mn系不規則合金型反強磁
性材料であるIrMnを用いても良いものであり、その
場合には、堆積したIrMnが反強磁性特性を有するよ
うに、下地層の結晶構造を考慮する必要がある。Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and various modifications are possible. For example, in the description of each of the above embodiments, PdPtMn, which is a Mn-based ordered alloy type antiferromagnetic material, is used as the antiferromagnetic layer, but it is not necessarily a Mn-based ordered alloy type antiferromagnetic material. It is not necessary to use, for example, IrMn, which is a Mn-based disordered alloy type antiferromagnetic material. In this case, the crystal of the underlayer is formed so that the deposited IrMn has antiferromagnetic properties. The structure needs to be considered.
【0052】また、上記の各実施の形態においては、N
iFe、CoFe、及び、PdPtMnとして、夫々、
Ni81Fe19、Co90Fe10、及び、Pd31Pt17Mn
52を用いているが、この様な組成比に限られるものでは
なく、必要とする磁気特性及び加工特性等に応じて適宜
組成比を選択すれば良いものである。In each of the above embodiments, N
As iFe, CoFe, and PdPtMn, respectively,
Ni 81 Fe 19 , Co 90 Fe 10 , and Pd 31 Pt 17 Mn
Although 52 is used, the composition ratio is not limited to such a composition ratio, and the composition ratio may be appropriately selected according to required magnetic characteristics, processing characteristics, and the like.
【0053】また、上記の本発明の各実施の形態の説明
においては、基板としてAl2 O3−TiC基板を用い
ているが、表面にSiO2 膜を形成したSi基板或いは
ガラス基板等の基板を用いても良いものであり、また、
強磁性体及び反強磁性体としても、実施の形態に記載し
た以外の通常に用いられている強磁性体及び反強磁性体
を用いても良いものである。In the above description of each embodiment of the present invention, an Al 2 O 3 —TiC substrate is used as a substrate, but a substrate such as a Si substrate or a glass substrate having a SiO 2 film formed on the surface is used. May be used, and
As the ferromagnetic material and the antiferromagnetic material, a commonly used ferromagnetic material and antiferromagnetic material other than those described in the embodiment may be used.
【0054】また、上記の第2の実施の形態の説明にお
いては、NiFe盛り上げ部28を形成する際に、選択
電解メッキ法を用いているが、選択電解メッキ法に限ら
れるものではなく、例えば、厚めに堆積させた下部シー
ルド層をレジストパターンをマスクとしてArイオンを
用いたイオンミリングにより周囲をエッチングすること
によって凸状構造体を形成しても良いものである。In the description of the second embodiment, when the NiFe raised portion 28 is formed, the selective electrolytic plating method is used. However, the present invention is not limited to the selective electrolytic plating method. Alternatively, the convex structure may be formed by etching the periphery of the thicker lower shield layer by ion milling using Ar ions using a resist pattern as a mask.
【0055】また、上記の第2の実施の形態の説明にお
いては、PdPtMn肉厚部30をリフトオフ法により
形成しているが、リフトオフ法に限られるものではな
く、PdPtMn膜を表面が略平坦になるように厚く形
成し、エッチバック或いはCMP(Chemical
Mechanical Polishing)加工を行
うことによって形成しても良く、さらには、エッチバッ
ク或いはCMP工程を途中でやめて、厚さが50Å程度
のPdPtMn薄膜部が残るようにしても良いものであ
る。In the description of the second embodiment, the PdPtMn thick portion 30 is formed by the lift-off method. However, the present invention is not limited to the lift-off method, and the PdPtMn film may be formed to have a substantially flat surface. It is formed as thick as possible, and is etched back or CMP (Chemical
The PdPtMn thin film portion having a thickness of about 50 ° may be left by stopping the etch-back or CMP process halfway.
【0056】[0056]
【発明の効果】本発明によれば、スピンバルブ膜を構成
する反強磁性体層の読取領域に対応する部分の層厚を他
の部分に比べて薄くしているので、磁気特性を劣化する
ことなく実効的なリードギャップを狭くすることがで
き、それによって、磁気抵抗効果素子を用いたMRヘッ
ドの位置分解能を向上することができ、ひいては、高記
録密度のHDD装置の普及に寄与するところが大きい。According to the present invention, the thickness of the portion corresponding to the reading region of the antiferromagnetic layer constituting the spin valve film is made thinner than the other portions, so that the magnetic characteristics are degraded. Without this, the effective read gap can be narrowed, thereby improving the positional resolution of the MR head using the magnetoresistive element, and consequently contributing to the spread of high-density HDD devices. large.
【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.
【図2】本発明の第1の実施の形態のスピンバルブ素子
の途中までの製造工程の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the spin valve element according to the first embodiment of the present invention up to a certain point.
【図3】本発明の第1の実施の形態のスピンバルブ素子
の図2以降の製造工程の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a manufacturing process of the spin valve element according to the first embodiment of the present invention after FIG. 2;
【図4】本発明の第2の実施の形態のデュアルスピンバ
ルブ素子の途中までの製造工程の説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a dual spin valve element according to a second embodiment of the present invention up to a certain point;
【図5】本発明の第2の実施の形態のデュアルスピンバ
ルブ素子の図4以降の製造工程の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a manufacturing process after FIG. 4 of the dual spin valve element according to the second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第1及び第2の実施の形態の変形例の
説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram of a modification of the first and second embodiments of the present invention.
【図7】従来のスピンバルブ素子の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional spin valve element.
【図8】リードギャップと記録密度の関係の説明図であ
る。FIG. 8 is an explanatory diagram of a relationship between a read gap and a recording density.
1 基板 2 磁気シールド層 3 リードギャップ層 4 フリー層 5 非磁性層 6 ピンド層 7 反強磁性体層 8 肉薄部 9 リードギャップ層 10 磁気シールド層 11 Al2 O3 −TiC基板 12 Al2 O3 膜 13 下部シールド層 14 下部リードギャップ層 15 Ta膜 16 NiFeフリー層 17 CoFeフリー層 18 Cu中間層 19 CoFeピンド層 20 PdPtMn反強磁性体層 21 レジストパターン 22 薄層化部 23 レジストパターン 24 リード電極 25 上部リードギャップ層 26 上部シールド層 27 レジストパターン 28 NiFe盛り上げ部 29 レジストパターン 30 PdPtMn肉厚部 31 PdPtMn薄膜部 32 CoFeピンド層 33 Cu中間層 34 フリー層 35 PdPtMn反強磁性体層 41 Al2 O3 −TiC基板 42 Al2 O3 膜 43 下部シールド層 44 下部リードギャップ層 45 フリー層 46 Cu中間層 47 ピンド層 48 反強磁性体層 49 リード電極 50 上部リードギャップ層 51 上部シールド層 52 反強磁性体層 53 ピンド層 54 Cu中間層 55 磁気抵抗効果素子 56 磁気記録媒体 57 記録ビット1 substrate 2 magnetic shielding layer 3 read gap layer 4 free layer 5 nonmagnetic layer 6 pinned layer 7 antiferromagnetic layer 8 thin portion 9 read gap layer 10 magnetic shielding layer 11 Al 2 O 3 -TiC substrate 12 Al 2 O 3 Film 13 Lower shield layer 14 Lower read gap layer 15 Ta film 16 NiFe free layer 17 CoFe free layer 18 Cu intermediate layer 19 CoFe pinned layer 20 PdPtMn antiferromagnetic layer 21 Resist pattern 22 Thinned portion 23 Resist pattern 24 Lead electrode Reference Signs List 25 upper read gap layer 26 upper shield layer 27 resist pattern 28 NiFe raised part 29 resist pattern 30 PdPtMn thick part 31 PdPtMn thin film part 32 CoFe pinned layer 33 Cu intermediate layer 34 free layer 35 PdPtMn antiferromagnetic layer 41 Al 2 O 3 —TiC substrate 42 Al 2 O 3 film 43 Lower shield layer 44 Lower read gap layer 45 Free layer 46 Cu intermediate layer 47 Pinned layer 48 Antiferromagnetic layer 49 Lead electrode 50 Upper read gap layer 51 Upper shield layer 52 Antiferromagnetic layer 53 Pinned layer 54 Cu intermediate layer 55 Magnetoresistive element 56 Magnetic recording medium 57 Recording bit
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 恵一 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 (72)発明者 田中 厚志 神奈川県川崎市中原区上小田中4丁目1番 1号 富士通株式会社内 Fターム(参考) 5D034 BA05 BA15 BB08 CA06 CA08 5E049 AA04 AA07 AA09 AC00 AC05 BA12 BA16 CB01 CC01 DB04 DB12 EB01 GC01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Keiichi Nagasaka 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Inside Fujitsu Limited (72) Inventor Atsushi Tanaka 4-1-1, Kamiodanaka, Nakahara-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 F-term in Fujitsu Limited (reference) 5D034 BA05 BA15 BB08 CA06 CA08 5E049 AA04 AA07 AA09 AC00 AC05 BA12 BA16 CB01 CC01 DB04 DB12 EB01 GC01
Claims (4)
任意の形状にパターニングされた磁気抵抗効果膜、及
び、リードギャップ層を介して前記磁気抵抗効果膜の上
下に設けた磁気シールド層からなる磁気抵抗効果素子に
おいて、前記少なくとも1層の反強磁性体層の一部に厚
さが他の部分と異なる肉薄部を設けたことを特徴とする
磁気抵抗効果素子。1. An antiferromagnetic layer having at least one antiferromagnetic layer,
In a magnetoresistive element comprising a magnetoresistive film patterned into an arbitrary shape and magnetic shield layers provided above and below the magnetoresistive effect film via a read gap layer, the at least one antiferromagnetic material A magnetoresistive element, wherein a thin portion having a thickness different from that of another portion is provided in a part of the layer.
読み取りに関与する部分に設けられたことを特徴とする
請求項1記載の磁気抵抗効果素子。2. The magnetoresistive element according to claim 1, wherein the thin portion is provided in a portion related to signal reading of the magnetoresistive element.
膜からなるフリー層、非磁性層、1層以上の磁性膜から
なるピンド層、及び、反強磁性体層を順次積層させた構
造となっていることを特徴とする請求項2記載の磁気抵
抗効果素子。3. The magneto-resistance effect film is formed by sequentially laminating a free layer composed of at least one magnetic film, a non-magnetic layer, a pinned layer composed of at least one magnetic film, and an antiferromagnetic layer. 3. The magnetoresistive element according to claim 2, wherein said magnetoresistive element has a structure.
1層以上の磁性膜からなるピンド層、非磁性層、1層以
上の磁性膜からなるフリー層、非磁性層、1層以上の磁
性膜からなるピンド層、及び、反強磁性体層を順次積層
させた構造となっていることを特徴とする請求項2記載
の磁気抵抗効果素子。4. The method according to claim 1, wherein the magnetoresistive film is an antiferromagnetic layer,
A pinned layer composed of at least one magnetic film, a nonmagnetic layer, a free layer composed of at least one magnetic film, a nonmagnetic layer, a pinned layer composed of at least one magnetic film, and an antiferromagnetic layer 3. The magnetoresistance effect element according to claim 2, wherein the magnetoresistance effect element has a laminated structure.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP10332226A JP2000163717A (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Magnetoresistive element |
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JP10332226A JP2000163717A (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Magnetoresistive element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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ID=18252590
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JP10332226A Withdrawn JP2000163717A (en) | 1998-11-24 | 1998-11-24 | Magnetoresistive element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000163717A (en) |
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-
1998
- 1998-11-24 JP JP10332226A patent/JP2000163717A/en not_active Withdrawn
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