JP2002280635A - 磁気検出素子及びその製造方法 - Google Patents
磁気検出素子及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来トンネル磁気抵抗効果型の磁気検出素子
では、絶縁障壁層の材料としてアルミナなどが用いられ
てきたが、前記絶縁障壁層の絶縁性、耐現像液性、平滑
性、及び放熱性が充分ではなかった。 【解決手段】 組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ
−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、絶縁障壁層１３を
形成し、これによって絶縁障壁層１３の絶縁性、耐現像
液性、平滑性、及び放熱性を向上させることが可能にな
る。
では、絶縁障壁層の材料としてアルミナなどが用いられ
てきたが、前記絶縁障壁層の絶縁性、耐現像液性、平滑
性、及び放熱性が充分ではなかった。 【解決手段】 組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ
−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、絶縁障壁層１３を
形成し、これによって絶縁障壁層１３の絶縁性、耐現像
液性、平滑性、及び放熱性を向上させることが可能にな
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル磁気抵抗
効果によって磁気を検出する磁気検出素子に係り、特
に、安定した抵抗変化率を得ることができ、また再現性
良く形成可能な磁気検出素子及びその製造方法に関す
る。
効果によって磁気を検出する磁気検出素子に係り、特
に、安定した抵抗変化率を得ることができ、また再現性
良く形成可能な磁気検出素子及びその製造方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ハードディスク装置などに搭載される再
生専用のヘッドとして、巨大磁気抵抗効果を示すＧＭＲ
素子があり、ＧＭＲ（giant magnetoresistive）素子
は高い感度を有することで知られている。
生専用のヘッドとして、巨大磁気抵抗効果を示すＧＭＲ
素子があり、ＧＭＲ（giant magnetoresistive）素子
は高い感度を有することで知られている。
【０００３】前記ＧＭＲ素子の中でも、構造が比較的単
純で、弱い外部磁界で抵抗が変化するものにスピンバル
ブ膜があり、前記スピンバルブ膜は最も単純には４層構
造で構成される。
純で、弱い外部磁界で抵抗が変化するものにスピンバル
ブ膜があり、前記スピンバルブ膜は最も単純には４層構
造で構成される。
【０００４】図１９は、スピンバルブ膜の構造を示す部
分模式図である。図１９は、記録媒体との対向面側から
見た断面図である。
分模式図である。図１９は、記録媒体との対向面側から
見た断面図である。
【０００５】図１９に示す符号１および３はＮｉＦｅ合
金などで形成される強磁性層であり、前記強磁性層間
に、Ｃｕなどで形成された非磁性導電層２が介在する。
金などで形成される強磁性層であり、前記強磁性層間
に、Ｃｕなどで形成された非磁性導電層２が介在する。
【０００６】このスピンバルブ膜の場合では、強磁性層
１がフリー磁性層と呼ばれる層であり、強磁性層３が固
定磁性層である。以下、強磁性層１をフリー磁性層と、
強磁性層３を固定磁性層と称す。
１がフリー磁性層と呼ばれる層であり、強磁性層３が固
定磁性層である。以下、強磁性層１をフリー磁性層と、
強磁性層３を固定磁性層と称す。
【０００７】図１９に示すように前記固定磁性層３上に
はＮｉＭｎ合金などで形成される反強磁性層４が接して
形成され、磁場中アニールが施されることにより前記固
定磁性層３と反強磁性層４間に交換異方性磁界が生じ、
前記固定磁性層３は、ハイト方向（図示Ｙ方向）に磁化
が固定される。
はＮｉＭｎ合金などで形成される反強磁性層４が接して
形成され、磁場中アニールが施されることにより前記固
定磁性層３と反強磁性層４間に交換異方性磁界が生じ、
前記固定磁性層３は、ハイト方向（図示Ｙ方向）に磁化
が固定される。
【０００８】一方、前記フリー磁性層１は、バイアス層
（図示しない）などの影響を受けることで、磁化がトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられ、前記固定磁性層
３とフリー磁性層１との磁化が交叉する関係にされる。
（図示しない）などの影響を受けることで、磁化がトラ
ック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えられ、前記固定磁性層
３とフリー磁性層１との磁化が交叉する関係にされる。
【０００９】図１９に示すようにフリー磁性層１から反
強磁性層４までの積層膜のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）両側には、電極層５，５が設けられている。なお、
前記導電層５，５は、Ｃｕ（銅）やＷ（タングステ
ン）、Ｃｒ（クロム）などで形成されている。
強磁性層４までの積層膜のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）両側には、電極層５，５が設けられている。なお、
前記導電層５，５は、Ｃｕ（銅）やＷ（タングステ
ン）、Ｃｒ（クロム）などで形成されている。
【００１０】図１９に示すスピンバルブ膜では、ハード
ディスクなどの記録媒体からの漏れ磁界により、前記フ
リー磁性層１の磁化方向が変動すると、固定磁性層３の
固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵
抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの漏
れ磁界が検出される。スピンバルブ膜の抵抗変化率（Ｍ
Ｒ比）は、数％から十数％程度である。
ディスクなどの記録媒体からの漏れ磁界により、前記フ
リー磁性層１の磁化方向が変動すると、固定磁性層３の
固定磁化方向との関係で電気抵抗が変化し、この電気抵
抗値の変化に基づく電圧変化により、記録媒体からの漏
れ磁界が検出される。スピンバルブ膜の抵抗変化率（Ｍ
Ｒ比）は、数％から十数％程度である。
【００１１】ところで、近年の高記録密度化で、ハード
ディスク装置の面記録密度は上昇し続け、現在主流とな
っているＧＭＲ素子では、今後の高い記録密度に対応可
能か否かが問題となってくる。
ディスク装置の面記録密度は上昇し続け、現在主流とな
っているＧＭＲ素子では、今後の高い記録密度に対応可
能か否かが問題となってくる。
【００１２】そこでＧＭＲ素子に変わる再生用ヘッドと
して、トンネル型磁気抵抗効果型素子（Tunneling mag
netoresistive）が脚光を浴びるようになってきた。ト
ンネル型磁気抵抗効果型素子の抵抗変化率（ＴＭＲ比）
は、数１０％に達するので、ＧＭＲ素子に比べて非常に
大きな再生出力が得られることになる。
して、トンネル型磁気抵抗効果型素子（Tunneling mag
netoresistive）が脚光を浴びるようになってきた。ト
ンネル型磁気抵抗効果型素子の抵抗変化率（ＴＭＲ比）
は、数１０％に達するので、ＧＭＲ素子に比べて非常に
大きな再生出力が得られることになる。
【００１３】図２０は、従来のトンネル型磁気抵抗効果
型素子の構造を示す部分模式図である。図２０は記録媒
体との対向面側から見た断面図である。
型素子の構造を示す部分模式図である。図２０は記録媒
体との対向面側から見た断面図である。
【００１４】図２０に示す符号１および３は、図１９に
示すスピンバルブ膜と同様に、フリー磁性層と固定磁性
層であり、前記固定磁性層３上には反強磁性層４が接し
て形成されている。
示すスピンバルブ膜と同様に、フリー磁性層と固定磁性
層であり、前記固定磁性層３上には反強磁性層４が接し
て形成されている。
【００１５】スピンバルブ膜と構造上大きく異なる点
は、フリー磁性層１と固定磁性層３との間に、例えばＡ
ｌ2Ｏ3（アルミナ）などで形成された絶縁障壁層６が形
成されていることと、電極層５，５が、フリー磁性層１
から反強磁性層４で成る多層膜の膜面に対し、垂直方向
（図示Ｚ方向）の両側に設けられていることである。
は、フリー磁性層１と固定磁性層３との間に、例えばＡ
ｌ2Ｏ3（アルミナ）などで形成された絶縁障壁層６が形
成されていることと、電極層５，５が、フリー磁性層１
から反強磁性層４で成る多層膜の膜面に対し、垂直方向
（図示Ｚ方向）の両側に設けられていることである。
【００１６】トンネル型磁気抵抗効果型素子では、２つ
の強磁性層（フリー磁性層１と固定磁性層３）に電圧を
印加すると、トンネル効果により絶縁障壁層６を介して
電流（トンネル電流）が流れる。
の強磁性層（フリー磁性層１と固定磁性層３）に電圧を
印加すると、トンネル効果により絶縁障壁層６を介して
電流（トンネル電流）が流れる。
【００１７】トンネル型磁気抵抗効果型素子もスピンバ
ルブ膜の場合と同様に、固定磁性層３の磁化は図示Ｙ方
向に固定され、フリー磁性層１の磁化は図示Ｘ方向に揃
えられ、外部磁界の影響を受けて磁化方向は変動するよ
うになっている。
ルブ膜の場合と同様に、固定磁性層３の磁化は図示Ｙ方
向に固定され、フリー磁性層１の磁化は図示Ｘ方向に揃
えられ、外部磁界の影響を受けて磁化方向は変動するよ
うになっている。
【００１８】固定磁性層３とフリー磁性層１との磁化が
反平行の場合に、トンネル電流は最も流れにくくなり、
抵抗値は最大になり、固定磁性層３とフリー磁性層１と
の磁化が平行の場合に、トンネル電流は最も流れ易くな
り、抵抗値は最小になる。
反平行の場合に、トンネル電流は最も流れにくくなり、
抵抗値は最大になり、固定磁性層３とフリー磁性層１と
の磁化が平行の場合に、トンネル電流は最も流れ易くな
り、抵抗値は最小になる。
【００１９】そして、外部磁界の影響を受けてフリー磁
性層１の磁化が変動することにより、変化する電気抵抗
を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの漏れ磁界が検
出されるようになっている。
性層１の磁化が変動することにより、変化する電気抵抗
を電圧変化としてとらえ、記録媒体からの漏れ磁界が検
出されるようになっている。
【００２０】トンネル型磁気抵抗効果型素子における抵
抗変化率（ＴＭＲ比；ΔＲTMR）は、２ＰpＰF／（１−
ＰPＰF）で表される。ここでＰpは、固定磁性層のスピ
ン分極率（上向きスピンと下向きスピンの電子数の差
を、全電子数で規格化したもの。以下、単に分極率と称
す）であり、ＰFはフリー磁性層の分極率であり、この
式からわかるように、抵抗変化率は、強磁性層の分極率
によって決定される。分極率を大きくすれば、理論上抵
抗変化率は大きくなる。
抗変化率（ＴＭＲ比；ΔＲTMR）は、２ＰpＰF／（１−
ＰPＰF）で表される。ここでＰpは、固定磁性層のスピ
ン分極率（上向きスピンと下向きスピンの電子数の差
を、全電子数で規格化したもの。以下、単に分極率と称
す）であり、ＰFはフリー磁性層の分極率であり、この
式からわかるように、抵抗変化率は、強磁性層の分極率
によって決定される。分極率を大きくすれば、理論上抵
抗変化率は大きくなる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】従来のトンネル型磁気
抵抗効果型素子は、その絶縁障壁層６がＡｌ2Ｏ3（アル
ミナ）で形成されることが多かった。
抵抗効果型素子は、その絶縁障壁層６がＡｌ2Ｏ3（アル
ミナ）で形成されることが多かった。
【００２２】しかしながら、絶縁障壁層６としてＡｌ2
Ｏ3を使用した従来の磁気検出素子では、近年の高記録
密度化に伴い、以下のような問題点が発生した。
Ｏ3を使用した従来の磁気検出素子では、近年の高記録
密度化に伴い、以下のような問題点が発生した。
【００２３】（１）まず一つ目は絶縁性の問題である。
絶縁障壁層６は、厚さが１〜２ｎｍと非常に薄く形成さ
れる。このように膜厚が非常に薄く形成された場合、ア
ルミナで形成された絶縁障壁層６では、適切な強さの絶
縁耐圧を得ることができず、磁気検出素子に大きな電流
が流されたときに、絶縁障壁層６が破壊されやすい。
絶縁障壁層６は、厚さが１〜２ｎｍと非常に薄く形成さ
れる。このように膜厚が非常に薄く形成された場合、ア
ルミナで形成された絶縁障壁層６では、適切な強さの絶
縁耐圧を得ることができず、磁気検出素子に大きな電流
が流されたときに、絶縁障壁層６が破壊されやすい。
【００２４】特に、トンネル型磁気抵抗効果型素子は素
子抵抗が高く、２つの強磁性層（フリー磁性層１と固定
磁性層３）に電圧を印加したときに、絶縁障壁層６に大
きな電圧がかかるので絶縁障壁層６が破壊される確率が
高くなる。
子抵抗が高く、２つの強磁性層（フリー磁性層１と固定
磁性層３）に電圧を印加したときに、絶縁障壁層６に大
きな電圧がかかるので絶縁障壁層６が破壊される確率が
高くなる。
【００２５】また、素子抵抗を下げるために絶縁障壁層
６を薄くする必要があるが、絶縁耐圧が低いと、フリー
磁性層１と固定磁性層３が電気的に短絡しやすく、絶縁
障壁層６を薄く形成することが困難になる。
６を薄くする必要があるが、絶縁耐圧が低いと、フリー
磁性層１と固定磁性層３が電気的に短絡しやすく、絶縁
障壁層６を薄く形成することが困難になる。
【００２６】（２）二つ目は、耐現像液性の問題であ
る。図２０の磁気検出素子を形成した後の工程で、電極
層５上に主電極層やインダクディブヘッドを形成する。
前記主電極層やインダクディブヘッドを形成するときに
は、レジストパターン形成の工程を有するが、レジスト
パターン形成の際に使用される強アルカリなどの現像液
にアルミナは溶けやすく、また前記現像液にさらされた
ときの前記アルミナのエッチングレートは非常に早い。
る。図２０の磁気検出素子を形成した後の工程で、電極
層５上に主電極層やインダクディブヘッドを形成する。
前記主電極層やインダクディブヘッドを形成するときに
は、レジストパターン形成の工程を有するが、レジスト
パターン形成の際に使用される強アルカリなどの現像液
にアルミナは溶けやすく、また前記現像液にさらされた
ときの前記アルミナのエッチングレートは非常に早い。
【００２７】特に、上記したように絶縁障壁層６の膜厚
は非常に薄いため、耐現像液性が低いと絶縁障壁層６を
確実に形成することが困難になる。
は非常に薄いため、耐現像液性が低いと絶縁障壁層６を
確実に形成することが困難になる。
【００２８】また、前記磁気検出素子は、例えばアルミ
ナチタンカーバイド（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）などからなるス
ライダのトレーリング端面に設けられる。前記磁気検出
素子の形成後に前記スライダを加工する工程において
も、磁気検出素子は研削液やラッピング用液などの液体
にさらされるが、トンネル型磁気抵抗効果型素子の絶縁
障壁層６の膜厚は非常に薄いため、前記絶縁障壁層６が
わずかに溶解・変質した場合でも、製品の信頼性に大き
な影響を与える。
ナチタンカーバイド（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）などからなるス
ライダのトレーリング端面に設けられる。前記磁気検出
素子の形成後に前記スライダを加工する工程において
も、磁気検出素子は研削液やラッピング用液などの液体
にさらされるが、トンネル型磁気抵抗効果型素子の絶縁
障壁層６の膜厚は非常に薄いため、前記絶縁障壁層６が
わずかに溶解・変質した場合でも、製品の信頼性に大き
な影響を与える。
【００２９】逆に、アルミナを用いて十分な絶縁耐圧と
耐現像液性を有する絶縁障壁層６を形成するためには、
絶縁障壁層６の膜厚を厚くする必要があり、トンネル電
流が流れなくなってしまう。
耐現像液性を有する絶縁障壁層６を形成するためには、
絶縁障壁層６の膜厚を厚くする必要があり、トンネル電
流が流れなくなってしまう。
【００３０】（３）三つ目は、放熱性の問題である。ト
ンネル型磁気抵抗効果型素子は素子抵抗が高く、発熱量
が大きくなる。このため絶縁障壁層６は放熱性が良いこ
とが期待されている。
ンネル型磁気抵抗効果型素子は素子抵抗が高く、発熱量
が大きくなる。このため絶縁障壁層６は放熱性が良いこ
とが期待されている。
【００３１】しかしながらアルミナで形成された絶縁障
壁層６では放熱性が充分とは言えず、の素子温度が上昇
し、特性に悪影響を及ぼす結果となる。
壁層６では放熱性が充分とは言えず、の素子温度が上昇
し、特性に悪影響を及ぼす結果となる。
【００３２】またアルミナは比較的良好であるが、非常
に薄い膜厚で絶縁障壁層６を形成するためには、平滑性
がよいことが必要である。
に薄い膜厚で絶縁障壁層６を形成するためには、平滑性
がよいことが必要である。
【００３３】以上のようにアルミナで形成された絶縁障
壁層６では、絶縁性、耐現像液性、、放熱性、平滑性、
をすべて満足することはできなかった。
壁層６では、絶縁性、耐現像液性、、放熱性、平滑性、
をすべて満足することはできなかった。
【００３４】本発明は上記従来の問題点を解決するため
のものであり、絶縁障壁層をＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜、あるい
はＳｉ−Ｏ−Ｎ膜で形成することにより、前記絶縁障壁
層の絶縁性、耐現像液性、放熱性及び平滑性を向上させ
た磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的
としている。
のものであり、絶縁障壁層をＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜、あるい
はＳｉ−Ｏ−Ｎ膜で形成することにより、前記絶縁障壁
層の絶縁性、耐現像液性、放熱性及び平滑性を向上させ
た磁気検出素子及びその製造方法を提供することを目的
としている。
【００３５】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気検出素子
は、反強磁性層と、前記反強磁性層との交換結合磁界に
より磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性
層に絶縁障壁層を介して積層されるフリー磁性層を有す
る多層膜と、前記多層膜の上下に形成された電極層とを
有し、前記絶縁障壁層が、組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまた
はＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成され
ることを特徴とするものである。
は、反強磁性層と、前記反強磁性層との交換結合磁界に
より磁化方向が固定される固定磁性層と、前記固定磁性
層に絶縁障壁層を介して積層されるフリー磁性層を有す
る多層膜と、前記多層膜の上下に形成された電極層とを
有し、前記絶縁障壁層が、組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまた
はＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成され
ることを特徴とするものである。
【００３６】本発明では、組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまた
はＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、前記絶
縁障壁層を形成し、これによって前記絶縁障壁層層の絶
縁性、耐現像液性、平滑性、及び放熱性を向上させるこ
とが可能になる。
はＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、前記絶
縁障壁層を形成し、これによって前記絶縁障壁層層の絶
縁性、耐現像液性、平滑性、及び放熱性を向上させるこ
とが可能になる。
【００３７】従って、前記絶縁障壁層を、０．３〜２．
０ｎｍという非常に薄い膜厚で形成しても、電流や化学
薬品によって損傷しにくい安定した前記絶縁障壁層を形
成することができる。
０ｎｍという非常に薄い膜厚で形成しても、電流や化学
薬品によって損傷しにくい安定した前記絶縁障壁層を形
成することができる。
【００３８】また、前記絶縁障壁層を従来のようにアル
ミナで形成した場合には、前記絶縁障壁層の膜厚を１ｎ
ｍより小さくすることは事実上不可能であった。これに
対して本発明では、前記絶縁障壁層を０．５ｎｍ程度よ
り薄い膜厚で形成することも可能になる。すると、磁気
検出素子の直流抵抗値を小さくすることができる。具体
的には、本発明では磁気検出素子の直流抵抗値を、従来
のＧＭＲ型磁気抵抗効果素子と同程度の数１０Ωのオー
ダーにすることができる。
ミナで形成した場合には、前記絶縁障壁層の膜厚を１ｎ
ｍより小さくすることは事実上不可能であった。これに
対して本発明では、前記絶縁障壁層を０．５ｎｍ程度よ
り薄い膜厚で形成することも可能になる。すると、磁気
検出素子の直流抵抗値を小さくすることができる。具体
的には、本発明では磁気検出素子の直流抵抗値を、従来
のＧＭＲ型磁気抵抗効果素子と同程度の数１０Ωのオー
ダーにすることができる。
【００３９】従って、磁気検出素子の発熱を抑えること
ができ、また磁気検出素子のノィズ耐性を向上させるこ
とができる。
ができ、また磁気検出素子のノィズ耐性を向上させるこ
とができる。
【００４０】Ｓｉの添加により、組成式がＡｌ−Ｓｉ−
Ｏで示される絶縁性材料からなる前記絶縁障壁層は、ア
ルミナで形成された絶縁障壁層に比べて絶縁耐圧が向上
する。従って、絶縁障壁層が破壊されにくく、安定した
動作が可能な磁気検出素子を提供できる。
Ｏで示される絶縁性材料からなる前記絶縁障壁層は、ア
ルミナで形成された絶縁障壁層に比べて絶縁耐圧が向上
する。従って、絶縁障壁層が破壊されにくく、安定した
動作が可能な磁気検出素子を提供できる。
【００４１】また耐現像液性もアルミナに比べて向上す
る。アルミナのエッチングレートは５０Å／ｍｉｎ程度
であったが、Ｓｉの添加により、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜のエ
ッチングレートはそれよりも小さくなり、Ｓｉの添加量
が９ａｔ％程度であると、エッチングレートはほぼ０Å
／ｍｉｎに近い数値となった。
る。アルミナのエッチングレートは５０Å／ｍｉｎ程度
であったが、Ｓｉの添加により、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜のエ
ッチングレートはそれよりも小さくなり、Ｓｉの添加量
が９ａｔ％程度であると、エッチングレートはほぼ０Å
／ｍｉｎに近い数値となった。
【００４２】本発明の磁気検出素子は、ハードディスク
装置の磁気ヘッドを形成するために用いることができ
る。ハードディスク装置の磁気ヘッドを形成するときに
は、磁気検出素子を形成した後の工程で、磁気検出素子
の電極層上に主電極層やインダクディブヘッドを形成す
る。前記主電極層やインダクディブヘッドを形成すると
きには、レジストパターン形成の工程を有し、磁気検出
素子は強アルカリなどの現像液にさらされるが、本発明
では、前記絶縁障壁層を組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまたは
Ｓｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成するた
めに、前記絶縁障壁層が溶けにくく、また前記現像液に
さらされたときの前記絶縁障壁層のエッチングレートを
小さくできる。
装置の磁気ヘッドを形成するために用いることができ
る。ハードディスク装置の磁気ヘッドを形成するときに
は、磁気検出素子を形成した後の工程で、磁気検出素子
の電極層上に主電極層やインダクディブヘッドを形成す
る。前記主電極層やインダクディブヘッドを形成すると
きには、レジストパターン形成の工程を有し、磁気検出
素子は強アルカリなどの現像液にさらされるが、本発明
では、前記絶縁障壁層を組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまたは
Ｓｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成するた
めに、前記絶縁障壁層が溶けにくく、また前記現像液に
さらされたときの前記絶縁障壁層のエッチングレートを
小さくできる。
【００４３】また、前記磁気ヘッドは、例えばアルミナ
チタンカーバイド（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）などからなるスラ
イダのトレーリング端面に設けられる。前記磁気ヘッド
の形成後に前記スライダを加工する工程においても、前
記磁気検出素子は研削液やラッピング用液などの液体に
さらされるが、本発明ではこれらのスライダ加工用の液
体に対しても前記絶縁障壁層が溶けにくく、また前記現
像液にさらされたときの前記絶縁障壁層のエッチングレ
ートを小さくできる。
チタンカーバイド（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）などからなるスラ
イダのトレーリング端面に設けられる。前記磁気ヘッド
の形成後に前記スライダを加工する工程においても、前
記磁気検出素子は研削液やラッピング用液などの液体に
さらされるが、本発明ではこれらのスライダ加工用の液
体に対しても前記絶縁障壁層が溶けにくく、また前記現
像液にさらされたときの前記絶縁障壁層のエッチングレ
ートを小さくできる。
【００４４】従って、前記絶縁障壁層の膜厚を非常に薄
くしても、前記絶縁障壁層を確実に形成することが可能
になる。
くしても、前記絶縁障壁層を確実に形成することが可能
になる。
【００４５】上記のようにＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の絶縁性、
耐現像液性がアルミナよりも向上するのは、ＡｌとＯと
で構成される絶縁材料にＳｉを添加することでＳｉとＯ
との結合性によって絶縁性、耐現像液性が向上するもの
と考えられる。
耐現像液性がアルミナよりも向上するのは、ＡｌとＯと
で構成される絶縁材料にＳｉを添加することでＳｉとＯ
との結合性によって絶縁性、耐現像液性が向上するもの
と考えられる。
【００４６】また平滑性も良好で、アルミナとほぼ同程
度の平滑性を保つことが確認された。
度の平滑性を保つことが確認された。
【００４７】さらに放熱性に関しては、アルミナよりも
良好で、今後の高記録密度化により電流密度が上昇して
も素子温度を充分に抑制することが可能である。従っ
て、前記磁気検出素子の抵抗値の上昇を抑えることがで
きる。
良好で、今後の高記録密度化により電流密度が上昇して
も素子温度を充分に抑制することが可能である。従っ
て、前記磁気検出素子の抵抗値の上昇を抑えることがで
きる。
【００４８】放熱性がアルミナよりも良くなるのは、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の原子配列に短範囲の規則性があるから
ではないかと考えられる。アルミナの膜構成は完全にア
モルファス化している。一方、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜は、Ｓ
ｉの添加量を増やすと、徐々に原子配列の短範囲に規則
性が現れ、結晶性が向上している。
ｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の原子配列に短範囲の規則性があるから
ではないかと考えられる。アルミナの膜構成は完全にア
モルファス化している。一方、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜は、Ｓ
ｉの添加量を増やすと、徐々に原子配列の短範囲に規則
性が現れ、結晶性が向上している。
【００４９】原子配列に短範囲の規則性が生じているか
否かは透過電子線回折像を見ることによって判別するこ
とが可能である。
否かは透過電子線回折像を見ることによって判別するこ
とが可能である。
【００５０】後述する実験結果により、前記Ｓｉの添加
量は、全体の２ａｔ％以上で９ａｔ％以下の範囲内であ
ることが好ましいことが判明した。
量は、全体の２ａｔ％以上で９ａｔ％以下の範囲内であ
ることが好ましいことが判明した。
【００５１】また本発明では、前記組成式がＡｌ−Ｓｉ
−Ｏで示される絶縁性材料中のＳｉを、Ｏとの化学量論
でＳｉＯ2に換算したときに、換算した前記ＳｉＯ2が、
前記絶縁性材料中の１０ａｔ％以上で３８ａｔ％以下を
占めることが好ましい。
−Ｏで示される絶縁性材料中のＳｉを、Ｏとの化学量論
でＳｉＯ2に換算したときに、換算した前記ＳｉＯ2が、
前記絶縁性材料中の１０ａｔ％以上で３８ａｔ％以下を
占めることが好ましい。
【００５２】さらに本発明では、前記組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｏで示される絶縁性材料中に含まれるＳｉは、Ｏと
の化学量論でＳｉＯ2に換算したときに、前記換算した
前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料中での６．１質量％以
上で２６．０質量％以下を占めることが好ましい。
ｉ−Ｏで示される絶縁性材料中に含まれるＳｉは、Ｏと
の化学量論でＳｉＯ2に換算したときに、前記換算した
前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料中での６．１質量％以
上で２６．０質量％以下を占めることが好ましい。
【００５３】なお、前記絶縁材料層（絶縁障壁層）の厚
さは、０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下であることが好ま
しく、より好ましくは、前記絶縁材料層の厚さが０．３
ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲にあることである。
さは、０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下であることが好ま
しく、より好ましくは、前記絶縁材料層の厚さが０．３
ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲にあることである。
【００５４】このように本発明では、組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用い
て前記絶縁障壁層を形成することにより、前記絶縁障壁
層の絶縁性、耐現像液性、平滑性、及び放熱性を向上さ
せることができる。その結果、前記絶縁障壁層の膜厚を
薄くしても、安定した抵抗変化率を得ることができ、ま
た再現性良く形成可能なトンネル型磁気抵抗効果を用い
る磁気検出素子を提供することができる。
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用い
て前記絶縁障壁層を形成することにより、前記絶縁障壁
層の絶縁性、耐現像液性、平滑性、及び放熱性を向上さ
せることができる。その結果、前記絶縁障壁層の膜厚を
薄くしても、安定した抵抗変化率を得ることができ、ま
た再現性良く形成可能なトンネル型磁気抵抗効果を用い
る磁気検出素子を提供することができる。
【００５５】また、本発明は、反強磁性層と、前記反強
磁性層との交換結合磁界により磁化方向が固定される固
定磁性層と、前記固定磁性層に絶縁障壁層を介して積層
されるフリー磁性層を有する多層膜と、前記多層膜の上
下に形成された電極層とを有する磁気検出素子の製造方
法において、ＡｌＳｉ薄膜またはＳｉＮ薄膜を形成後、
前記ＡｌＳｉ薄膜またはＳｉＮ薄膜を自然酸化あるいは
ラジカル酸素ガス中で酸化させることによって、組成式
がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性
材料からなる前記絶縁障壁層を形成することを特徴とす
るものである。
磁性層との交換結合磁界により磁化方向が固定される固
定磁性層と、前記固定磁性層に絶縁障壁層を介して積層
されるフリー磁性層を有する多層膜と、前記多層膜の上
下に形成された電極層とを有する磁気検出素子の製造方
法において、ＡｌＳｉ薄膜またはＳｉＮ薄膜を形成後、
前記ＡｌＳｉ薄膜またはＳｉＮ薄膜を自然酸化あるいは
ラジカル酸素ガス中で酸化させることによって、組成式
がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性
材料からなる前記絶縁障壁層を形成することを特徴とす
るものである。
【００５６】本発明では、前記ＡｌＳｉ薄膜またはＳｉ
Ｎ薄膜を自然酸化あるいはラジカル酸素ガス中で酸化さ
せるので、適度な酸化速度で前記ＡｌＳｉ薄膜またはＳ
ｉＮ薄膜を均一に酸化することが容易になる。
Ｎ薄膜を自然酸化あるいはラジカル酸素ガス中で酸化さ
せるので、適度な酸化速度で前記ＡｌＳｉ薄膜またはＳ
ｉＮ薄膜を均一に酸化することが容易になる。
【００５７】または、ＡｌＳｉまたはＳｉＮからなるタ
ーゲットを用いて、スパッタ装置内にＯ2ガスを導入し
つつスパッタ成膜することによって、組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料からな
る前記絶縁障壁層を形成してもよい。
ーゲットを用いて、スパッタ装置内にＯ2ガスを導入し
つつスパッタ成膜することによって、組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料からな
る前記絶縁障壁層を形成してもよい。
【００５８】上記した発明では、ターゲットをＡｌＳｉ
またはＳｉＮで形成できるので、Ｓｉ量をＡｌまたはＮ
との混合比のみで設定できる。またスパッタ装置内にＯ
2ガスを導入して反応性スパッタ法によって、所定の組
成からなる、Ａｌ−Ｓｉ−ＯあるいはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を
容易に形成することが可能である。
またはＳｉＮで形成できるので、Ｓｉ量をＡｌまたはＮ
との混合比のみで設定できる。またスパッタ装置内にＯ
2ガスを導入して反応性スパッタ法によって、所定の組
成からなる、Ａｌ−Ｓｉ−ＯあるいはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を
容易に形成することが可能である。
【００５９】前記組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏで示される絶
縁性材料からなる前記絶縁障壁層を形成するときには、
前記絶縁障壁層中のＳｉの濃度を全体の２ａｔ％以上で
９ａｔ％以下とすることが好ましい。 また、前記絶縁
障壁層を０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚さで形成す
ることが好ましく、より好ましくは前記絶縁障壁層を
０．３ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚さで形成することで
ある。
縁性材料からなる前記絶縁障壁層を形成するときには、
前記絶縁障壁層中のＳｉの濃度を全体の２ａｔ％以上で
９ａｔ％以下とすることが好ましい。 また、前記絶縁
障壁層を０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下の厚さで形成す
ることが好ましく、より好ましくは前記絶縁障壁層を
０．３ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の厚さで形成することで
ある。
【００６０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施の形
態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。
態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分
断面図である。
【００６１】符号１０は電極層であり、電極層１０は例
えば、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）やＣｒ（クロ
ム）等で形成されている。
えば、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）やＣｒ（クロ
ム）等で形成されている。
【００６２】電極層１０の上には、反強磁性層１１、固
定磁性層１２、絶縁障壁層１３及びフリー磁性層１４が
積層された多層膜１５が形成されている。多層膜１５の
両側端面１５ｓ，１５ｓは、図示下方向に向かうほど幅
寸法が広がるように傾斜面で形成される。
定磁性層１２、絶縁障壁層１３及びフリー磁性層１４が
積層された多層膜１５が形成されている。多層膜１５の
両側端面１５ｓ，１５ｓは、図示下方向に向かうほど幅
寸法が広がるように傾斜面で形成される。
【００６３】電極層１０上には反強磁性層１１が形成さ
れている。反強磁性層１１は、Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうちいずれか１
種または２種以上の元素である）で形成されていること
が好ましい。特にＸの中でもＰｔを選択し、ＰｔＭｎ合
金を反強磁性層１１として使用することが好ましい。
れている。反強磁性層１１は、Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうちいずれか１
種または２種以上の元素である）で形成されていること
が好ましい。特にＸの中でもＰｔを選択し、ＰｔＭｎ合
金を反強磁性層１１として使用することが好ましい。
【００６４】または、反強磁性層１１は、Ｘ−Ｍｎ−
Ｘ′合金（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘ
ｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐt，Ｖ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｘａ，Ｗ，
Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２
種以上の元素である）で形成されていてもよい。
Ｘ′合金（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘ
ｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐt，Ｖ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｘａ，Ｗ，
Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２
種以上の元素である）で形成されていてもよい。
【００６５】これらの合金は、成膜直後の状態では、不
規則系の面心立方構造（ｆｃｃ）であるが、熱処理によ
ってＣｕＡｕＩの規則型の面心正方構造（ｆｃｔ）に構
造変態する。
規則系の面心立方構造（ｆｃｃ）であるが、熱処理によ
ってＣｕＡｕＩの規則型の面心正方構造（ｆｃｔ）に構
造変態する。
【００６６】反強磁性層１１の膜厚は、トラック幅方向
の中心付近において８０〜３００Å、例えば２００Åで
ある。
の中心付近において８０〜３００Å、例えば２００Åで
ある。
【００６７】ここで、反強磁性層１１を形成するため
の、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される
合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６３ａｔ％の範
囲であることが好ましい。また、前記ＰｔＭｎ合金及び
前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金において、Ｐｔあるい
はＸが４７〜５７ａｔ％の範囲であることがより好まし
い。特に規定しない限り、〜で示す数値範囲の上限と下
限は以下、以上を意味する。
の、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示される
合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６３ａｔ％の範
囲であることが好ましい。また、前記ＰｔＭｎ合金及び
前記Ｘ−Ｍｎの式で示される合金において、Ｐｔあるい
はＸが４７〜５７ａｔ％の範囲であることがより好まし
い。特に規定しない限り、〜で示す数値範囲の上限と下
限は以下、以上を意味する。
【００６８】また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合
金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａｔ％の範囲であ
ることが好ましい。また、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で
示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが４７〜５７ａｔ％
の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Ｐｔ−
Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２
〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、
Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのい
ずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’
は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａｔ％の範囲であ
ることが好ましい。また、前記Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の式で
示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが４７〜５７ａｔ％
の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Ｐｔ−
Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２
〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、
Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのい
ずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’
は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。
【００６９】これらの合金を使用し、これを熱処理する
ことにより、固定磁性層１２との間で大きな交換結合磁
界を発生する反強磁性層１１を得ることができる。特
に、ＰｔＭｎ合金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば
６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前記交換結
合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極めて高い
優れた反強磁性層１１を得ることができる。
ことにより、固定磁性層１２との間で大きな交換結合磁
界を発生する反強磁性層１１を得ることができる。特
に、ＰｔＭｎ合金であれば、４８ｋＡ／ｍ以上、例えば
６４ｋＡ／ｍを越える交換結合磁界を有し、前記交換結
合磁界を失うブロッキング温度が３８０℃と極めて高い
優れた反強磁性層１１を得ることができる。
【００７０】反強磁性層１１上に固定磁性層１２が形成
されている。固定磁性層１２は例えばＮｉＦｅ合金膜や
Ｃｏ膜、ＣｏＮｉＦｅ合金膜、ＣｏＦｅ合金膜などで形
成されている。
されている。固定磁性層１２は例えばＮｉＦｅ合金膜や
Ｃｏ膜、ＣｏＮｉＦｅ合金膜、ＣｏＦｅ合金膜などで形
成されている。
【００７１】熱処理を施すことにより、固定磁性層１２
と反強磁性層１１との間には交換結合磁界が発生する
が、この交換結合磁界により固定磁性層１２は図示Ｙ方
向に磁化される。
と反強磁性層１１との間には交換結合磁界が発生する
が、この交換結合磁界により固定磁性層１２は図示Ｙ方
向に磁化される。
【００７２】固定磁性層１２の上には、絶縁障壁層１３
が形成されている。そして絶縁障壁層１３の上には、フ
リー磁性層１４が形成されている。フリー磁性層１４
は、例えばＮｉＦｅ合金膜やＣｏ膜、ＣｏＮｉＦｅ合金
膜、ＣｏＦｅ合金膜などで形成されている。
が形成されている。そして絶縁障壁層１３の上には、フ
リー磁性層１４が形成されている。フリー磁性層１４
は、例えばＮｉＦｅ合金膜やＣｏ膜、ＣｏＮｉＦｅ合金
膜、ＣｏＦｅ合金膜などで形成されている。
【００７３】多層膜１５のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）の両側にバイアス層１６と多層膜１５の上下に形成
された電極層１０，１０を電気的に絶縁するための絶縁
層１７が形成されている。
向）の両側にバイアス層１６と多層膜１５の上下に形成
された電極層１０，１０を電気的に絶縁するための絶縁
層１７が形成されている。
【００７４】バイアス層１６は、フリー磁性層１４の磁
化をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えるために形成
されたものである。図１に示す磁気検出素子（トンネル
型磁気抵抗効果型素子）では、バイアス層１６は硬磁性
材料によって形成されており、具体的にはＣｏ―Ｐｔ合
金膜やＣｏ―Ｃｒ―Ｐｔ合金膜などで形成されている。
化をトラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えるために形成
されたものである。図１に示す磁気検出素子（トンネル
型磁気抵抗効果型素子）では、バイアス層１６は硬磁性
材料によって形成されており、具体的にはＣｏ―Ｐｔ合
金膜やＣｏ―Ｃｒ―Ｐｔ合金膜などで形成されている。
【００７５】そして、多層膜１５及びバイアス層１６の
上には、電極層１０と同様の材質で形成された電極層１
０が形成される。
上には、電極層１０と同様の材質で形成された電極層１
０が形成される。
【００７６】図１に示される磁気検出素子は、いわゆる
トンネル型磁気抵抗効果型素子である。
トンネル型磁気抵抗効果型素子である。
【００７７】トンネル型磁気抵抗効果型素子はトンネル
効果を利用して、記録媒体からの漏れ磁界を検出する再
生用磁気素子である。電極層１０，１０から多層膜１５
に対し図示Ｚ方向にセンス電流を流すと、フリー磁性層
１４と固定磁性層１２との磁化関係によって、多層膜１
５を通り抜けるトンネル電流の大きさが変化する。
効果を利用して、記録媒体からの漏れ磁界を検出する再
生用磁気素子である。電極層１０，１０から多層膜１５
に対し図示Ｚ方向にセンス電流を流すと、フリー磁性層
１４と固定磁性層１２との磁化関係によって、多層膜１
５を通り抜けるトンネル電流の大きさが変化する。
【００７８】外部磁界が図示Ｙ方向からトンネル型磁気
抵抗効果型素子に侵入すると、前記外部磁界の影響を受
けてフリー磁性層１４の磁化は変動する。これによって
前記トンネル電流の大きさも変化し、この電流量の変化
を電気抵抗の変化としてとらえる。そして前記電気抵抗
の変化を電圧変化として、記録媒体からの外部磁界が検
出されるようになっている。
抵抗効果型素子に侵入すると、前記外部磁界の影響を受
けてフリー磁性層１４の磁化は変動する。これによって
前記トンネル電流の大きさも変化し、この電流量の変化
を電気抵抗の変化としてとらえる。そして前記電気抵抗
の変化を電圧変化として、記録媒体からの外部磁界が検
出されるようになっている。
【００７９】図１に示すトンネル型磁気抵抗効果型素子
では、固定磁性層１２とフリー磁性層１４との磁化方向
が平行である場合、コンダクタンスＧ（抵抗の逆数）は
最大になり、トンネル電流は最大になる。一方、固定磁
性層１２とフリー磁性層１４との磁化方向が反平行であ
る場合、コンダクタンスＧは最小になり、トンネル電流
は最小になる。
では、固定磁性層１２とフリー磁性層１４との磁化方向
が平行である場合、コンダクタンスＧ（抵抗の逆数）は
最大になり、トンネル電流は最大になる。一方、固定磁
性層１２とフリー磁性層１４との磁化方向が反平行であ
る場合、コンダクタンスＧは最小になり、トンネル電流
は最小になる。
【００８０】またトンネル型磁気抵抗効果型素子では、
磁気抵抗変化率（ＴＭＲ比；△ＲTM R）は、（ＧAP -1−
ＧP -1）／ＧP -1で表される。ここでＧAPは、固定磁性層
１２とフリー磁性層１４の磁化が反平行である場合のコ
ンダクタンス（最小値）であり、ＧPは、固定磁性層１
２とフリー磁性層１４の磁化が平行である場合のコンダ
クタンス（最大値）である。
磁気抵抗変化率（ＴＭＲ比；△ＲTM R）は、（ＧAP -1−
ＧP -1）／ＧP -1で表される。ここでＧAPは、固定磁性層
１２とフリー磁性層１４の磁化が反平行である場合のコ
ンダクタンス（最小値）であり、ＧPは、固定磁性層１
２とフリー磁性層１４の磁化が平行である場合のコンダ
クタンス（最大値）である。
【００８１】さらに上記式は、次のように変形すること
ができる。すなわち、 ΔＲTMR＝２ＰpＰf／（１−ＰpＰf） ここでＰpは、固定磁性層１２の分極率であり、Ｐfは、
フリー磁性層１４の分極率である。
ができる。すなわち、 ΔＲTMR＝２ＰpＰf／（１−ＰpＰf） ここでＰpは、固定磁性層１２の分極率であり、Ｐfは、
フリー磁性層１４の分極率である。
【００８２】上記式から、抵抗変化率（ＴＭＲ比）は、
理論上、固定磁性層１２とフリー磁性層１４の分極率に
支配され、固定磁性層１２とフリー磁性層１４の分極率
を大きくすれば、抵抗変化率を大きくすることが可能で
あり、特に近年、再生用ヘッドとして主流になっている
スピンバルブ膜等のＧＭＲ（giant magnetoresistiv
e）素子に比べ、数倍から数十倍の抵抗変化率を期待す
ることができる。
理論上、固定磁性層１２とフリー磁性層１４の分極率に
支配され、固定磁性層１２とフリー磁性層１４の分極率
を大きくすれば、抵抗変化率を大きくすることが可能で
あり、特に近年、再生用ヘッドとして主流になっている
スピンバルブ膜等のＧＭＲ（giant magnetoresistiv
e）素子に比べ、数倍から数十倍の抵抗変化率を期待す
ることができる。
【００８３】トンネル型磁気抵抗効果型素子は、強磁性
層からの入射電子が、古典的には絶縁障壁を乗り越える
のに不十分なエネルギーしか持っていない場合でも、絶
縁障壁の向かい側の強磁性層に移り得る効果、すなわち
量子論的なトンネル効果を利用したものである。
層からの入射電子が、古典的には絶縁障壁を乗り越える
のに不十分なエネルギーしか持っていない場合でも、絶
縁障壁の向かい側の強磁性層に移り得る効果、すなわち
量子論的なトンネル効果を利用したものである。
【００８４】古典論では、絶縁障壁のポテンシャルがＶ
で、入射電子のエネルギーがＥで、Ｖ＞Ｅである場合、
前記入射電子は、Ｖのポテンシャルの障壁を通過するこ
とができないとされるが、前記絶縁障壁の厚さが薄いな
ど、ある諸条件を備える場合に、入射電子がＶのポテン
シャルの障壁を通り抜けることが実験的に確認されてい
る。
で、入射電子のエネルギーがＥで、Ｖ＞Ｅである場合、
前記入射電子は、Ｖのポテンシャルの障壁を通過するこ
とができないとされるが、前記絶縁障壁の厚さが薄いな
ど、ある諸条件を備える場合に、入射電子がＶのポテン
シャルの障壁を通り抜けることが実験的に確認されてい
る。
【００８５】図１１はトンネル型磁気抵抗効果型素子の
動作を説明するための模式図である。強磁性体Ｌと強磁
性体Ｒとの間に、絶縁障壁が介在し、強磁性層Ｌと強磁
性層Ｒに電極が接続されている。
動作を説明するための模式図である。強磁性体Ｌと強磁
性体Ｒとの間に、絶縁障壁が介在し、強磁性層Ｌと強磁
性層Ｒに電極が接続されている。
【００８６】入射電子のエネルギーが、障壁のポテンシ
ャルより低くても、前記入射電子が障壁を通り抜ける場
合、それは図１１に示すように、入射電子の波動関数と
透過電子の波動関数が、絶縁障壁の膜厚の範囲内で重な
り合った場合である。このような場合に、入射電子は障
壁を通り抜けトンネル電流が流れることとなる。
ャルより低くても、前記入射電子が障壁を通り抜ける場
合、それは図１１に示すように、入射電子の波動関数と
透過電子の波動関数が、絶縁障壁の膜厚の範囲内で重な
り合った場合である。このような場合に、入射電子は障
壁を通り抜けトンネル電流が流れることとなる。
【００８７】上記理論からすれば、前記入射電子の波動
関数と透過電子の波動関数が重なり合わない場合には、
障壁内にトンネル電流は流れず、トンネル効果を発揮し
得ないことになるが、波動関数の重なりが起こるか否か
は、絶縁障壁の膜厚に関係し、前記膜厚が厚くなればな
るほど、前記波動関数の重なりは起こらなくなってしま
う。
関数と透過電子の波動関数が重なり合わない場合には、
障壁内にトンネル電流は流れず、トンネル効果を発揮し
得ないことになるが、波動関数の重なりが起こるか否か
は、絶縁障壁の膜厚に関係し、前記膜厚が厚くなればな
るほど、前記波動関数の重なりは起こらなくなってしま
う。
【００８８】上記したように従来では、強磁性層／絶縁
障壁層／強磁性層の３層膜が積層された積層型のトンネ
ル型磁気抵抗効果型素子で構成され、適切なトンネル効
果を発揮し得るために、絶縁障壁の膜厚を薄く形成する
必要があったが、実際問題として、非常に薄い膜厚の絶
縁障壁層を形成するのは、技術上難があった。
障壁層／強磁性層の３層膜が積層された積層型のトンネ
ル型磁気抵抗効果型素子で構成され、適切なトンネル効
果を発揮し得るために、絶縁障壁の膜厚を薄く形成する
必要があったが、実際問題として、非常に薄い膜厚の絶
縁障壁層を形成するのは、技術上難があった。
【００８９】本実施の形態では、組成式がＡｌ−Ｓｉ−
ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、
絶縁障壁層１３を形成し、これによって絶縁障壁層１３
の絶縁性、耐現像液性を向上させることを可能にしてい
る。
ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、
絶縁障壁層１３を形成し、これによって絶縁障壁層１３
の絶縁性、耐現像液性を向上させることを可能にしてい
る。
【００９０】従って、絶縁障壁層１３を非常に薄い膜厚
で形成しても、電流や化学薬品によって損傷しにくい安
定した絶縁障壁層１３を形成することができる。
で形成しても、電流や化学薬品によって損傷しにくい安
定した絶縁障壁層１３を形成することができる。
【００９１】Ｓｉの添加により、組成式がＡｌ−Ｓｉ−
Ｏで示される絶縁性材料によって形成される薄膜は、ア
ルミナによって形成された場合と比べて絶縁耐圧が向上
する。
Ｏで示される絶縁性材料によって形成される薄膜は、ア
ルミナによって形成された場合と比べて絶縁耐圧が向上
する。
【００９２】例えば膜厚３０ｎｍのＡｌ34.0Ｓｉ5.0Ｏ
61.0では、絶縁耐圧が７．７ＭＶ／ｃｍであった。ちな
みにアルミナの絶縁耐圧は４．０ＭＶ／ｃｍであった。
61.0では、絶縁耐圧が７．７ＭＶ／ｃｍであった。ちな
みにアルミナの絶縁耐圧は４．０ＭＶ／ｃｍであった。
【００９３】なお、組成式がＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶
縁性材料によって形成される薄膜は、組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｏで示される絶縁性材料によって形成される薄膜よ
りも絶縁耐圧が向上し、１３．０ＭＶ／ｃｍであった。
縁性材料によって形成される薄膜は、組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｏで示される絶縁性材料によって形成される薄膜よ
りも絶縁耐圧が向上し、１３．０ＭＶ／ｃｍであった。
【００９４】これから、組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏ又はＳ
ｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料によって形成される絶
縁障壁層１３は、アルミナによって形成された場合と比
べて絶縁耐圧が向上することがわかる。
ｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料によって形成される絶
縁障壁層１３は、アルミナによって形成された場合と比
べて絶縁耐圧が向上することがわかる。
【００９５】特に、トンネル型磁気抵抗効果型素子は素
子抵抗が高く、２つの強磁性層（固定磁性層１２とフリ
ー磁性層１４）に電圧を印加したときに、絶縁障壁層１
３に大きな電圧がかかるが、本実施の形態のように組成
式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁
材料層を用いて絶縁障壁層１３を形成すると、絶縁障壁
層１３が破壊される確率が従来よりも低くなる。従っ
て、本実施の形態の磁気検出素子は、安定した動作が可
能になる。
子抵抗が高く、２つの強磁性層（固定磁性層１２とフリ
ー磁性層１４）に電圧を印加したときに、絶縁障壁層１
３に大きな電圧がかかるが、本実施の形態のように組成
式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁
材料層を用いて絶縁障壁層１３を形成すると、絶縁障壁
層１３が破壊される確率が従来よりも低くなる。従っ
て、本実施の形態の磁気検出素子は、安定した動作が可
能になる。
【００９６】また耐現像液性もアルミナに比べて向上す
る。アルミナのエッチングレートは５０Å／ｍｉｎ程度
であったが、Ｓｉの添加により、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜のエ
ッチングレートはそれよりも小さくなり、Ｓｉの添加量
が９ａｔ％程度であると、エッチングレートはほぼ０Å
／ｍｉｎに近い数値となった。
る。アルミナのエッチングレートは５０Å／ｍｉｎ程度
であったが、Ｓｉの添加により、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜のエ
ッチングレートはそれよりも小さくなり、Ｓｉの添加量
が９ａｔ％程度であると、エッチングレートはほぼ０Å
／ｍｉｎに近い数値となった。
【００９７】本実施の形態の磁気検出素子を用いて磁気
ヘッドを形成するときは、図１の磁気検出素子を形成し
た後の工程で、電極層１０上に主電極層やインダクティ
ブヘッドを形成する。前記主電極層やインダクティブヘ
ッドを形成するときには、レジストパターン形成の工程
を有するが、レジストパターン形成の際に使用される強
アルカリなどの現像液にアルミナは溶けやすく、また前
記現像液にさらされたときの前記アルミナのエッチング
レートは非常に早い。
ヘッドを形成するときは、図１の磁気検出素子を形成し
た後の工程で、電極層１０上に主電極層やインダクティ
ブヘッドを形成する。前記主電極層やインダクティブヘ
ッドを形成するときには、レジストパターン形成の工程
を有するが、レジストパターン形成の際に使用される強
アルカリなどの現像液にアルミナは溶けやすく、また前
記現像液にさらされたときの前記アルミナのエッチング
レートは非常に早い。
【００９８】また、前記磁気検出素子は、例えばアルミ
ナチタンカーバイド（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）などからなるス
ライダのトレーリング端面に設けられる。前記磁気検出
素子の形成後に前記スライダを加工する工程において
も、磁気検出素子は研削液やラッピング用液などの液体
にさらされるが、トンネル型磁気抵抗効果型素子の絶縁
障壁層の膜厚は非常に薄いため、前記絶縁障壁層がわず
かに溶解・変質した場合でも、製品の信頼性に大きな影
響を与える。
ナチタンカーバイド（Ａｌ−Ｔｉ−Ｃ）などからなるス
ライダのトレーリング端面に設けられる。前記磁気検出
素子の形成後に前記スライダを加工する工程において
も、磁気検出素子は研削液やラッピング用液などの液体
にさらされるが、トンネル型磁気抵抗効果型素子の絶縁
障壁層の膜厚は非常に薄いため、前記絶縁障壁層がわず
かに溶解・変質した場合でも、製品の信頼性に大きな影
響を与える。
【００９９】しかし、本実施の形態では、組成式がＡｌ
−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を
用いて、絶縁障壁層１３を形成することで、絶縁障壁層
１３の耐現像液性が、従来よりも向上している。
−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を
用いて、絶縁障壁層１３を形成することで、絶縁障壁層
１３の耐現像液性が、従来よりも向上している。
【０１００】従って、絶縁障壁層１３を非常に薄い膜厚
で形成しても、化学薬品によって損傷しにくい安定した
絶縁障壁層１３を形成することができる。
で形成しても、化学薬品によって損傷しにくい安定した
絶縁障壁層１３を形成することができる。
【０１０１】上記のようにＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の絶縁性、
耐現像液性がアルミナよりも向上するのは、ＡｌとＯと
で構成される絶縁材料にＳｉを添加することでＳｉとＯ
との結合性によって絶縁性、耐現像液性が向上するもの
と考えられる。
耐現像液性がアルミナよりも向上するのは、ＡｌとＯと
で構成される絶縁材料にＳｉを添加することでＳｉとＯ
との結合性によって絶縁性、耐現像液性が向上するもの
と考えられる。
【０１０２】また絶縁障壁層１３は平滑性も良好で、ア
ルミナで形成されたものとほぼ同程度の平滑性を保つこ
とが確認された。従って、絶縁障壁層１３を薄い膜厚で
作ることも容易である。
ルミナで形成されたものとほぼ同程度の平滑性を保つこ
とが確認された。従って、絶縁障壁層１３を薄い膜厚で
作ることも容易である。
【０１０３】さらに、絶縁障壁層１３は放熱性がアルミ
ナで形成されたものより向上し、磁気検出素子の直流抵
抗値を小さくすることができる。また、今後の高記録密
度化により電流密度が上昇しても素子温度を充分に抑制
することが可能である。
ナで形成されたものより向上し、磁気検出素子の直流抵
抗値を小さくすることができる。また、今後の高記録密
度化により電流密度が上昇しても素子温度を充分に抑制
することが可能である。
【０１０４】放熱性がアルミナよりも良くなるのは、Ａ
ｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の原子配列に短範囲の規則性があるから
ではないかと考えられる。アルミナの膜構成は完全にア
モルファス化している。一方、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜は、Ｓ
ｉの添加量を増やすと、徐々に原子配列の短範囲に規則
性が現れ、結晶性が向上している。
ｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の原子配列に短範囲の規則性があるから
ではないかと考えられる。アルミナの膜構成は完全にア
モルファス化している。一方、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜は、Ｓ
ｉの添加量を増やすと、徐々に原子配列の短範囲に規則
性が現れ、結晶性が向上している。
【０１０５】原子配列に短範囲の規則性が生じているか
否かは透過電子線回折像を見ることによって判別するこ
とが可能である。
否かは透過電子線回折像を見ることによって判別するこ
とが可能である。
【０１０６】なお、組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ
−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料中の前記Ｓｉの添加量
は、全体の２ａｔ％以上で９ａｔ％以下の範囲内である
ことが好ましい。
−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料中の前記Ｓｉの添加量
は、全体の２ａｔ％以上で９ａｔ％以下の範囲内である
ことが好ましい。
【０１０７】また本実施の形態では、組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料中のＳ
ｉを、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換算したときに、換
算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料中の１０ａｔ％
以上で３８ａｔ％以下を占めることが好ましい。
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料中のＳ
ｉを、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換算したときに、換
算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料中の１０ａｔ％
以上で３８ａｔ％以下を占めることが好ましい。
【０１０８】さらに本実施の形態では、組成式がＡｌ−
Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料中に
含まれるＳｉは、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換算した
ときに、前記換算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料
中での６．１質量％以上で２６．０質量％以下を占める
ことが好ましい。
Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料中に
含まれるＳｉは、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換算した
ときに、前記換算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料
中での６．１質量％以上で２６．０質量％以下を占める
ことが好ましい。
【０１０９】なお、組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ
−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成される絶縁
障壁層１３の厚さは、０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下で
あることが好ましく、より好ましくは、絶縁障壁層１３
の厚さが０．３ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲にあるこ
とである。この絶縁障壁層１３の厚さが０．３ｎｍより
も薄い値に設定されると、絶縁障壁層１３として固定磁
性層１２とフリー磁性層１４を確実に絶縁する一様な膜
を形成することが困難になり、動作の安定した磁気検出
素子を得ることが困難になる。
−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成される絶縁
障壁層１３の厚さは、０．３ｎｍ以上２．０ｎｍ以下で
あることが好ましく、より好ましくは、絶縁障壁層１３
の厚さが０．３ｎｍ以上１．０ｎｍ以下の範囲にあるこ
とである。この絶縁障壁層１３の厚さが０．３ｎｍより
も薄い値に設定されると、絶縁障壁層１３として固定磁
性層１２とフリー磁性層１４を確実に絶縁する一様な膜
を形成することが困難になり、動作の安定した磁気検出
素子を得ることが困難になる。
【０１１０】また、絶縁障壁層１３の厚さが２．０ｎｍ
よりも厚くなると、素子抵抗が非常に大きくなってしま
い実用に適さなくなってしまう。
よりも厚くなると、素子抵抗が非常に大きくなってしま
い実用に適さなくなってしまう。
【０１１１】また、本実施の形態の磁気検出素子では、
絶縁障壁層１３の厚さを０．３ｎｍ程度にすることも可
能であり、磁気検出素子の直流抵抗値を従来のトンネル
磁気抵抗効果型素子より著しく小さくすることができ
る。具体的には、本発明では磁気検出素子の直流抵抗値
を、従来のＧＭＲ型磁気抵抗効果素子と同程度の数十Ω
のオーダーにすることができる。
絶縁障壁層１３の厚さを０．３ｎｍ程度にすることも可
能であり、磁気検出素子の直流抵抗値を従来のトンネル
磁気抵抗効果型素子より著しく小さくすることができ
る。具体的には、本発明では磁気検出素子の直流抵抗値
を、従来のＧＭＲ型磁気抵抗効果素子と同程度の数十Ω
のオーダーにすることができる。
【０１１２】従って、磁気検出素子の発熱を抑えること
ができ、また磁気検出素子のノィズ耐性を向上させるこ
とができる。
ができ、また磁気検出素子のノィズ耐性を向上させるこ
とができる。
【０１１３】図２は、本発明の第２の実施の形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。
【０１１４】符号２０は電極層であり、電極層２０は例
えば、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）やＣｒ（クロ
ム）等で形成されている。
えば、Ｃｕ（銅）、Ｗ（タングステン）やＣｒ（クロ
ム）等で形成されている。
【０１１５】電極層２０の上には多層膜２１が形成され
ている。多層膜２１の両側端面２１ａ，２１ａは、図示
下方向に向かうほど幅寸法が広がるように傾斜面で形成
される。本発明では多層膜２１が以下の構成によって形
成されている。
ている。多層膜２１の両側端面２１ａ，２１ａは、図示
下方向に向かうほど幅寸法が広がるように傾斜面で形成
される。本発明では多層膜２１が以下の構成によって形
成されている。
【０１１６】電極層２０上には反強磁性層２２が形成さ
れている。反強磁性層２２は、Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうちいずれか１
種または２種以上の元素である）で形成されていること
が好ましい。特にＸの中でもＰｔを選択し、ＰｔＭｎ合
金を反強磁性層２２として使用することが好ましい。
れている。反強磁性層２２は、Ｘ−Ｍｎ（ただしＸは、
Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうちいずれか１
種または２種以上の元素である）で形成されていること
が好ましい。特にＸの中でもＰｔを選択し、ＰｔＭｎ合
金を反強磁性層２２として使用することが好ましい。
【０１１７】または、反強磁性層２２は、Ｘ−Ｍｎ−
Ｘ′合金（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘ
ｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐt，Ｖ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｘａ，Ｗ，
Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２
種以上の元素である）で形成されていてもよい。
Ｘ′合金（ただし元素Ｘ′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘ
ｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐt，Ｖ，
Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚ
ｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｘａ，Ｗ，
Ｒｅ，Ａｕ，Ｐｂ、及び希土類元素のうち１種または２
種以上の元素である）で形成されていてもよい。
【０１１８】なお、上記Ｘ−Ｍｎ及びＸ−Ｍｎ−Ｘ′合
金の組成範囲は図１で示された磁気検出素子の反強磁性
層１１を形成するＸ−Ｍｎ及びＸ−Ｍｎ−Ｘ′合金の組
成範囲と同じであることが好ましい。
金の組成範囲は図１で示された磁気検出素子の反強磁性
層１１を形成するＸ−Ｍｎ及びＸ−Ｍｎ−Ｘ′合金の組
成範囲と同じであることが好ましい。
【０１１９】反強磁性層２２は、図面の中央付近におい
て図示Ｚ方向に突出する***部２２ａが形成されてい
る。そしてこの***部２２ａ上に３層で形成された固定
磁性層２６が形成されている。
て図示Ｚ方向に突出する***部２２ａが形成されてい
る。そしてこの***部２２ａ上に３層で形成された固定
磁性層２６が形成されている。
【０１２０】固定磁性層２６は、強磁性層２３と強磁性
層２５との間に非磁性層２４が介在した構成となってい
る。
層２５との間に非磁性層２４が介在した構成となってい
る。
【０１２１】強磁性層２３，２５は例えばＮｉＦｅ合金
膜やＣｏ膜、ＣｏＮｉＦｅ合金膜、ＣｏＦｅ合金膜など
で形成されている。また非磁性層２４は、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどで形成される。
膜やＣｏ膜、ＣｏＮｉＦｅ合金膜、ＣｏＦｅ合金膜など
で形成されている。また非磁性層２４は、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｉｒ、Ｃｒ、Ｒｅ、Ｃｕなどで形成される。
【０１２２】熱処理を施すことにより、固定磁性層２６
と反強磁性層２２との間には交換結合磁界が発生する
が、この交換結合磁界により強磁性層２３，２５の磁化
方向は互いに反平行状態にされ、例えば強磁性層２３は
図示Ｙ方向に、強磁性層２５は図示Ｙ方向と反対方向に
磁化される。これは、いわゆるフェリ状態と呼ばれ、こ
の構成により固定磁性層２６の磁化を安定した状態にで
き、また固定磁性層２６と反強磁性層２２との界面で発
生する交換結合磁界を大きくすることができる。
と反強磁性層２２との間には交換結合磁界が発生する
が、この交換結合磁界により強磁性層２３，２５の磁化
方向は互いに反平行状態にされ、例えば強磁性層２３は
図示Ｙ方向に、強磁性層２５は図示Ｙ方向と反対方向に
磁化される。これは、いわゆるフェリ状態と呼ばれ、こ
の構成により固定磁性層２６の磁化を安定した状態にで
き、また固定磁性層２６と反強磁性層２２との界面で発
生する交換結合磁界を大きくすることができる。
【０１２３】固定磁性層２６の上には、絶縁障壁層２７
が形成されている。絶縁障壁層２７は組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用い
て形成されている。
が形成されている。絶縁障壁層２７は組成式がＡｌ−Ｓ
ｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用い
て形成されている。
【０１２４】そして絶縁障壁層２７の上には、２層で構
成されたフリー磁性層３０が形成されている。符号２８
の層、すなわち絶縁障壁層２７と接する側に形成された
層２８は、Ｃｏ膜またはＣｏ−Ｆｅ合金膜で形成される
ことが好ましい。また符号２９の層は、ＮｉＦｅ合金
膜、ＣｏＮｉＦｅ合金膜、ＣｏＦｅ合金膜などで形成さ
れる。絶縁障壁層２７と接する側にＣｏ膜またはＣｏ−
Ｆｅ合金膜を配置することで、抵抗変化率を向上させる
ことが可能なことが確認されている。
成されたフリー磁性層３０が形成されている。符号２８
の層、すなわち絶縁障壁層２７と接する側に形成された
層２８は、Ｃｏ膜またはＣｏ−Ｆｅ合金膜で形成される
ことが好ましい。また符号２９の層は、ＮｉＦｅ合金
膜、ＣｏＮｉＦｅ合金膜、ＣｏＦｅ合金膜などで形成さ
れる。絶縁障壁層２７と接する側にＣｏ膜またはＣｏ−
Ｆｅ合金膜を配置することで、抵抗変化率を向上させる
ことが可能なことが確認されている。
【０１２５】次に多層膜２１のトラック幅方向（図示Ｘ
方向）の両側であって反強磁性層２２上から絶縁層３１
が形成され、さらに絶縁層３１の上にバイアス層（磁区
制御層）３３が形成されている。
方向）の両側であって反強磁性層２２上から絶縁層３１
が形成され、さらに絶縁層３１の上にバイアス層（磁区
制御層）３３が形成されている。
【０１２６】絶縁層３１は、例えばＡｌＯ、Ａｌ2Ｏ3、
ＳｉＯ2、Ｘａ2Ｏ5、ＸｉＯ、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｎ、ＸｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＮｉＯ、ＷＯ、Ｗ
Ｏ3、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＳｉＯから形成さ
れることが好ましい。
ＳｉＯ2、Ｘａ2Ｏ5、ＸｉＯ、ＡｌＮ、Ａｌ−Ｓｉ−
Ｎ、ＸｉＮ、ＳｉＮ、Ｓｉ3Ｎ4、ＮｉＯ、ＷＯ、Ｗ
Ｏ3、ＢＮ、ＣｒＮ、ＳｉＯＮ、ＡｌＳｉＯから形成さ
れることが好ましい。
【０１２７】絶縁層３１の上に下地層３２を介して形成
されたバイアス層３３は、フリー磁性層３０の磁化をト
ラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えるために形成された
ものである。図２に示すトンネル型磁気抵抗効果型素子
では、バイアス層３３は硬磁性材料によって形成されて
おり、具体的にはＣｏ―Ｐｔ合金膜やＣｏ―Ｃｒ―Ｐｔ
合金膜などで形成されている。
されたバイアス層３３は、フリー磁性層３０の磁化をト
ラック幅方向（図示Ｘ方向）に揃えるために形成された
ものである。図２に示すトンネル型磁気抵抗効果型素子
では、バイアス層３３は硬磁性材料によって形成されて
おり、具体的にはＣｏ―Ｐｔ合金膜やＣｏ―Ｃｒ―Ｐｔ
合金膜などで形成されている。
【０１２８】バイアス層３３の下側に敷かれた下地層３
２は、バイアス層３３の結晶配向を整え、保磁力を確保
するために設けられたものである。上記のようにバイア
ス層３３が硬磁性材料によって形成される場合には、下
地層３２はＣｒ膜やｂｃｃ−Ｆｅ膜、Ｆｅ−Ｃｏ合金膜
等で形成される。
２は、バイアス層３３の結晶配向を整え、保磁力を確保
するために設けられたものである。上記のようにバイア
ス層３３が硬磁性材料によって形成される場合には、下
地層３２はＣｒ膜やｂｃｃ−Ｆｅ膜、Ｆｅ−Ｃｏ合金膜
等で形成される。
【０１２９】そして、多層膜２１及びバイアス層３３の
上には、電極層２０と同様の材質で形成された電極層３
４が形成される。
上には、電極層２０と同様の材質で形成された電極層３
４が形成される。
【０１３０】図２に示すトンネル型磁気抵抗効果型素子
の構造では、フリー磁性層３０のトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の両側端面と少なくとも一部においてバイアス
層３３が接して形成されている。この構成によってバイ
アス層３３からはトラック幅方向からフリー磁性層３０
の端面にバイアス磁界が供給され、フリー磁性層３０の
磁化は図示Ｘ方向に揃えられる。
の構造では、フリー磁性層３０のトラック幅方向（図示
Ｘ方向）の両側端面と少なくとも一部においてバイアス
層３３が接して形成されている。この構成によってバイ
アス層３３からはトラック幅方向からフリー磁性層３０
の端面にバイアス磁界が供給され、フリー磁性層３０の
磁化は図示Ｘ方向に揃えられる。
【０１３１】なおバイアス層３３を硬磁性材料によって
形成した場合には、フリー磁性層３０の側端面とバイア
ス層３３の接合界面に絶縁層３１の一部が約１０ｎｍ以
下の厚さであれば侵入してもよい。
形成した場合には、フリー磁性層３０の側端面とバイア
ス層３３の接合界面に絶縁層３１の一部が約１０ｎｍ以
下の厚さであれば侵入してもよい。
【０１３２】上記のようにバイアス層３３が、フリー磁
性層３０の両側端部面の一部と接して形成されるように
するには、少なくともバイアス層３３の下側に形成され
る絶縁層３１の多層膜２１側の上面端部３１ａが前記フ
リー磁性層３０の上面端部３０ａよりも図示下側に形成
される必要がある。
性層３０の両側端部面の一部と接して形成されるように
するには、少なくともバイアス層３３の下側に形成され
る絶縁層３１の多層膜２１側の上面端部３１ａが前記フ
リー磁性層３０の上面端部３０ａよりも図示下側に形成
される必要がある。
【０１３３】また図２に示す実施例では、バイアス層３
３の多層膜２１側における上面端部３３ａが、多層膜２
１上面の両側端部２１ｂ，２１ｂに一致し、バイアス層
３３が多層膜２１の上面にまで延出して形成されていな
い。
３の多層膜２１側における上面端部３３ａが、多層膜２
１上面の両側端部２１ｂ，２１ｂに一致し、バイアス層
３３が多層膜２１の上面にまで延出して形成されていな
い。
【０１３４】もし、バイアス層３３が多層膜２１の上面
にまで延出していると、延出したバイアス層３３の先端
部から発生するフリー磁性層３０の磁化方向と逆向きの
静磁界がフリー磁性層３０の内部に入り込む。
にまで延出していると、延出したバイアス層３３の先端
部から発生するフリー磁性層３０の磁化方向と逆向きの
静磁界がフリー磁性層３０の内部に入り込む。
【０１３５】本実施の形態のようにバイアス層３３の上
面端部３３ａが、多層膜２１上面の両側端部２１ｂ，２
１ｂに一致していると、フリー磁性層３０の磁化方向と
逆向きの静磁界がフリー磁性層３０の内部に発生するこ
とが抑えられ、フリー磁性層３０の磁区構造を安定化し
て単磁区化させることが容易となる。
面端部３３ａが、多層膜２１上面の両側端部２１ｂ，２
１ｂに一致していると、フリー磁性層３０の磁化方向と
逆向きの静磁界がフリー磁性層３０の内部に発生するこ
とが抑えられ、フリー磁性層３０の磁区構造を安定化し
て単磁区化させることが容易となる。
【０１３６】従って、再生波形の不安定性及びバルクハ
ウゼンノイズの低減を図ることができ、さらに再生ギャ
ップを多層膜２１のトラック幅方向における幅寸法内で
均一に形成することが可能である。
ウゼンノイズの低減を図ることができ、さらに再生ギャ
ップを多層膜２１のトラック幅方向における幅寸法内で
均一に形成することが可能である。
【０１３７】また、本実施の形態では図２に示すように
多層膜２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両
側に絶縁層３１が形成されているので、前記電極層２
０，３４からのセンス電流は分流が少なく、適切に多層
膜２１内を図示Ｚ方向に流れるようになり、素子の再生
出力の向上を図ることが可能である。
多層膜２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両
側に絶縁層３１が形成されているので、前記電極層２
０，３４からのセンス電流は分流が少なく、適切に多層
膜２１内を図示Ｚ方向に流れるようになり、素子の再生
出力の向上を図ることが可能である。
【０１３８】本実施の形態でも、組成式がＡｌ−Ｓｉ−
ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、
絶縁障壁層２７を形成し、これによって絶縁障壁層２７
の絶縁性、耐現像液性、平滑性、放熱性を向上させるこ
とを可能にしている。
ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、
絶縁障壁層２７を形成し、これによって絶縁障壁層２７
の絶縁性、耐現像液性、平滑性、放熱性を向上させるこ
とを可能にしている。
【０１３９】図３は、本発明における第３の実施の形態
の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
の磁気検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断
面図である。
【０１４０】図３に示すように電極層２０の上には多層
膜３５が形成されている。多層膜３５を構成する各層の
積層順は、図２に示す多層膜２１のそれとは逆である。
膜３５が形成されている。多層膜３５を構成する各層の
積層順は、図２に示す多層膜２１のそれとは逆である。
【０１４１】すなわち下からフリー磁性層３０、絶縁障
壁層２７、固定磁性層２６、及び反強磁性層２２の順に
積層されている。なお各層の材質については図２の磁気
検出素子と同じである。
壁層２７、固定磁性層２６、及び反強磁性層２２の順に
積層されている。なお各層の材質については図２の磁気
検出素子と同じである。
【０１４２】絶縁障壁層２７は組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏ
またはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成
されている。
またはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成
されている。
【０１４３】多層膜３５のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）の両側には、電極層２０上にＣｒ膜等で形成された
下地層３２を介してバイアス層３３が形成されている。
バイアス層３３は下地層３２の存在により結晶配向が整
えられ、バイアス層３３の保磁力は確保される。これに
よってバイアス層３３の硬磁性特性は良好に維持され
る。
向）の両側には、電極層２０上にＣｒ膜等で形成された
下地層３２を介してバイアス層３３が形成されている。
バイアス層３３は下地層３２の存在により結晶配向が整
えられ、バイアス層３３の保磁力は確保される。これに
よってバイアス層３３の硬磁性特性は良好に維持され
る。
【０１４４】バイアス層３３は、少なくともフリー磁性
層３０の両側端面の一部に接して形成される。これによ
ってバイアス層３３からフリー磁性層３０端面にトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）におけるバイアス磁界が供給さ
れ、フリー磁性層３０の磁化は図示Ｘ方向に揃えられ
る。
層３０の両側端面の一部に接して形成される。これによ
ってバイアス層３３からフリー磁性層３０端面にトラッ
ク幅方向（図示Ｘ方向）におけるバイアス磁界が供給さ
れ、フリー磁性層３０の磁化は図示Ｘ方向に揃えられ
る。
【０１４５】また、バイアス層３３の上にはＴａ等で形
成された非磁性中間層３６を介して絶縁層３１が形成さ
れている。なお非磁性中間層３６は形成されていなくて
もよい。
成された非磁性中間層３６を介して絶縁層３１が形成さ
れている。なお非磁性中間層３６は形成されていなくて
もよい。
【０１４６】絶縁層３１は、多層膜３５の上面に延出し
て形成されておらず、絶縁層３１の多層膜３５側におけ
る上面端部３１ａが、多層膜３５の両側端部３５ｂに一
致している。
て形成されておらず、絶縁層３１の多層膜３５側におけ
る上面端部３１ａが、多層膜３５の両側端部３５ｂに一
致している。
【０１４７】このため多層膜３５のトラック幅方向にお
ける幅寸法内において、再生ギャップは均一な長さとな
り、再生特性を良好に維持することが可能である。
ける幅寸法内において、再生ギャップは均一な長さとな
り、再生特性を良好に維持することが可能である。
【０１４８】またこの実施例では、多層膜３５のトラッ
ク幅方向の両側に絶縁層３１が形成されていることか
ら、電極層２０，３４からのセンス電流は分流が少な
く、適切に多層膜３５内を図示Ｚ方向に流れ、良好な再
生特性を維持できる。
ク幅方向の両側に絶縁層３１が形成されていることか
ら、電極層２０，３４からのセンス電流は分流が少な
く、適切に多層膜３５内を図示Ｚ方向に流れ、良好な再
生特性を維持できる。
【０１４９】さらに図３に示す構造であると、バイアス
層３３を、フリー磁性層３０の両側端面に接して形成す
ることが容易になり、フリー磁性層３０の磁区構造を安
定化でき、再生波形の不安定性及びバルクハウゼンノイ
ズの低減を図ることが可能である。
層３３を、フリー磁性層３０の両側端面に接して形成す
ることが容易になり、フリー磁性層３０の磁区構造を安
定化でき、再生波形の不安定性及びバルクハウゼンノイ
ズの低減を図ることが可能である。
【０１５０】本実施の形態でも、組成式がＡｌ−Ｓｉ−
ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、
絶縁障壁層２７を形成し、これによって絶縁障壁層２７
の絶縁性、耐現像液性、平滑性、放熱性を向上させるこ
とを可能にしている。
ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、
絶縁障壁層２７を形成し、これによって絶縁障壁層２７
の絶縁性、耐現像液性、平滑性、放熱性を向上させるこ
とを可能にしている。
【０１５１】図４は、本発明の第４の実施の形態の磁気
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。
検出素子を記録媒体との対向面側から見た部分断面図で
ある。
【０１５２】図４に示される磁気検出素子では、電極層
４０の上に、反強磁性層４１、固定磁性層４２、絶縁障
壁層４３、フリー磁性層４４及び第２の反強磁性層４
５，４５が積層された多層膜４６が形成されている。多
層膜４６の両側端面４６ｓ，４６ｓは、電極層４０表面
に対して垂直面となっている。多層膜４６の上には、電
極層４７が形成されている。
４０の上に、反強磁性層４１、固定磁性層４２、絶縁障
壁層４３、フリー磁性層４４及び第２の反強磁性層４
５，４５が積層された多層膜４６が形成されている。多
層膜４６の両側端面４６ｓ，４６ｓは、電極層４０表面
に対して垂直面となっている。多層膜４６の上には、電
極層４７が形成されている。
【０１５３】また、多層膜４６の両側であって電極層４
０及び電極層４７の間には、アルミナなどからなる絶縁
層４８，４８が形成されている。
０及び電極層４７の間には、アルミナなどからなる絶縁
層４８，４８が形成されている。
【０１５４】電極層４０、反強磁性層４１、固定磁性層
４２、フリー磁性層４４、及び電極層４７を形成するた
めの材料は、それぞれ図１に示された磁気検出素子の電
極層１０、反強磁性層１１、固定磁性層１２、フリー磁
性層１４、電極層１０と同等の材料である。
４２、フリー磁性層４４、及び電極層４７を形成するた
めの材料は、それぞれ図１に示された磁気検出素子の電
極層１０、反強磁性層１１、固定磁性層１２、フリー磁
性層１４、電極層１０と同等の材料である。
【０１５５】絶縁障壁層４３は組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏ
またはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成
されている。
またはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成
されている。
【０１５６】図４に示される磁気検出素子は、フリー磁
性層４４上に、第２の反強磁性４５，４５が積層され、
フリー磁性層４４の磁化が、第２の反強磁性層４５，４
５との間の交換異方性磁界によってＸ方向に揃えられ
る、いわゆるエクスチェンジバイアス方式の磁気検出素
子である。
性層４４上に、第２の反強磁性４５，４５が積層され、
フリー磁性層４４の磁化が、第２の反強磁性層４５，４
５との間の交換異方性磁界によってＸ方向に揃えられ
る、いわゆるエクスチェンジバイアス方式の磁気検出素
子である。
【０１５７】また、固定磁性層４２の磁化方向は、反強
磁性層４１との間の交換異方性磁界によって図示Ｙ方向
にそろえられている。
磁性層４１との間の交換異方性磁界によって図示Ｙ方向
にそろえられている。
【０１５８】第２の反強磁性層４５，４５は、ＰｔＭｎ
合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ｏｓのいずれか１種または２種以上の元素で
ある）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′
は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または
２種以上の元素である）合金で形成する。
合金、または、Ｘ―Ｍｎ（ただしＸは、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒ
ｈ，Ｒｕ，Ｏｓのいずれか１種または２種以上の元素で
ある）合金で、あるいはＰｔ―Ｍｎ―Ｘ′（ただしＸ′
は、Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｏｓ，Ｃ
ｒ，Ｎｉ，Ａｒ，Ｎｅ，Ｘｅ，Ｋｒのいずれか１または
２種以上の元素である）合金で形成する。
【０１５９】第２の反強磁性層４５，４５を形成するた
めの、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示され
る合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６３ａｔ％の
範囲であることが好ましい。また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の
式で示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａ
ｔ％の範囲であることが好ましい。さらに、前記Ｐｔ−
Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２
〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、
Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのい
ずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’
は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。特
に規定しない限り、〜で示す数値範囲の上限と下限は以
下、以上を意味する。
めの、前記ＰｔＭｎ合金及び前記Ｘ−Ｍｎの式で示され
る合金において、ＰｔあるいはＸが３７〜６３ａｔ％の
範囲であることが好ましい。また、Ｐｔ−Ｍｎ−Ｘ’の
式で示される合金において、Ｘ’＋Ｐｔが３７〜６３ａ
ｔ％の範囲であることが好ましい。さらに、前記Ｐｔ−
Ｍｎ−Ｘ’の式で示される合金において、Ｘ’が０．２
〜１０ａｔ％の範囲であることが好ましい。ただし、
Ｘ’がＰｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓ，Ｎｉ，Ｆｅのい
ずれか１種または２種以上の元素である場合には、Ｘ’
は０．２〜４０ａｔ％の範囲であることが好ましい。特
に規定しない限り、〜で示す数値範囲の上限と下限は以
下、以上を意味する。
【０１６０】なお、第２の反強磁性層４５，４５間の間
隔寸法がトラック幅Ｔｗに対応する。
隔寸法がトラック幅Ｔｗに対応する。
【０１６１】本実施の形態の磁気検出素子では、磁気検
出素子の形成時に設定されたトラック幅（光学的トラッ
ク幅）Ｔｗの領域に不感領域が生じないので、高記録密
度化に対応するために磁気検出素子のトラック幅Ｔｗを
小さくしていった場合の再生出力の低下を抑えることが
できる。
出素子の形成時に設定されたトラック幅（光学的トラッ
ク幅）Ｔｗの領域に不感領域が生じないので、高記録密
度化に対応するために磁気検出素子のトラック幅Ｔｗを
小さくしていった場合の再生出力の低下を抑えることが
できる。
【０１６２】さらに、本実施の形態では磁気検出素子の
側端面４６ｓ，４６ｓがトラック幅方向に対して垂直と
なるように形成されることが可能なので、フリー磁性層
４４のトラック幅方向長さのバラつきを抑えることがで
きる。
側端面４６ｓ，４６ｓがトラック幅方向に対して垂直と
なるように形成されることが可能なので、フリー磁性層
４４のトラック幅方向長さのバラつきを抑えることがで
きる。
【０１６３】また、図４の構造であると、多層膜の両側
には絶縁層４８，４８が形成されているため、電極層４
０，４７からのセンス電流は分流が少なく多層膜４６内
を適切に流れる。
には絶縁層４８，４８が形成されているため、電極層４
０，４７からのセンス電流は分流が少なく多層膜４６内
を適切に流れる。
【０１６４】図２、３、４に示された本発明の実施の形
態の磁気検出素子でも、組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまたは
Ｓｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、絶縁障壁
層２７，４３を形成している。
態の磁気検出素子でも、組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏまたは
Ｓｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて、絶縁障壁
層２７，４３を形成している。
【０１６５】これによって絶縁障壁層２７，４３の絶縁
性を向上させることを可能にしている。
性を向上させることを可能にしている。
【０１６６】従って、絶縁障壁層２７，４３を非常に薄
い膜厚で形成しても、電流によって損傷しにくい安定し
た絶縁障壁層２７，４３を形成することができる。
い膜厚で形成しても、電流によって損傷しにくい安定し
た絶縁障壁層２７，４３を形成することができる。
【０１６７】また、絶縁障壁層２７，４３の耐現像液性
も向上する。従って、図２ないし図４の磁気検出素子を
形成した後の工程で、電極層３４，４７上に主電極層や
インダクディブヘッドを形成する工程や前記磁気検出素
子が設けられたスライダを加工する工程において、化学
薬品によって損傷しにくい安定した絶縁障壁層２７，４
３を形成することができる。
も向上する。従って、図２ないし図４の磁気検出素子を
形成した後の工程で、電極層３４，４７上に主電極層や
インダクディブヘッドを形成する工程や前記磁気検出素
子が設けられたスライダを加工する工程において、化学
薬品によって損傷しにくい安定した絶縁障壁層２７，４
３を形成することができる。
【０１６８】従って、本実施の形態の磁気検出素子は、
トンネル磁気抵抗効果型素子として安定した動作が可能
になる。
トンネル磁気抵抗効果型素子として安定した動作が可能
になる。
【０１６９】また、絶縁障壁層２７，４３は平滑性も良
好であり、絶縁障壁層２７，４３を薄い膜厚で作ること
も容易である。
好であり、絶縁障壁層２７，４３を薄い膜厚で作ること
も容易である。
【０１７０】さらに、絶縁障壁層２７，４３は放熱性が
アルミナで形成されたものより向上し、磁気検出素子の
直流抵抗値を小さくすることができる。また、今後の高
記録密度化により電流密度が上昇しても素子温度を充分
に抑制することが可能である。
アルミナで形成されたものより向上し、磁気検出素子の
直流抵抗値を小さくすることができる。また、今後の高
記録密度化により電流密度が上昇しても素子温度を充分
に抑制することが可能である。
【０１７１】なお、絶縁障壁層２７，４３を形成する組
成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶
縁性材料中の前記Ｓｉの添加量は、全体の２ａｔ％以上
で９ａｔ％以下の範囲内であることが好ましい。
成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶
縁性材料中の前記Ｓｉの添加量は、全体の２ａｔ％以上
で９ａｔ％以下の範囲内であることが好ましい。
【０１７２】また組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−
Ｏ−Ｎで示される前記絶縁性材料中のＳｉを、Ｏとの化
学量論でＳｉＯ2に換算したときに、換算した前記Ｓｉ
Ｏ2が、前記絶縁性材料中の１０ａｔ％以上で３８ａｔ
％以下を占めることが好ましい。
Ｏ−Ｎで示される前記絶縁性材料中のＳｉを、Ｏとの化
学量論でＳｉＯ2に換算したときに、換算した前記Ｓｉ
Ｏ2が、前記絶縁性材料中の１０ａｔ％以上で３８ａｔ
％以下を占めることが好ましい。
【０１７３】さらに、組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳ
ｉ−Ｏ−Ｎで示される前記絶縁性材料中に含まれるＳｉ
は、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換算したときに、前記
換算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料中での６．１
質量％以上で２６．０質量％以下を占めることが好まし
い。
ｉ−Ｏ−Ｎで示される前記絶縁性材料中に含まれるＳｉ
は、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換算したときに、前記
換算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材料中での６．１
質量％以上で２６．０質量％以下を占めることが好まし
い。
【０１７４】なお、組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ
−Ｏ−Ｎで示される前記絶縁性材料を用いて形成される
絶縁障壁層２７，４３の厚さは、０．３ｎｍ以上２．０
ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、絶縁
障壁層２７，４３の厚さが０．３ｎｍ以上１．０ｎｍ以
下の範囲にあることである。
−Ｏ−Ｎで示される前記絶縁性材料を用いて形成される
絶縁障壁層２７，４３の厚さは、０．３ｎｍ以上２．０
ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは、絶縁
障壁層２７，４３の厚さが０．３ｎｍ以上１．０ｎｍ以
下の範囲にあることである。
【０１７５】また、図２ないし図４に示された磁気検出
素子でも、絶縁障壁層２７，４３の厚さを０．３ｎｍ程
度にすることが可能であり、磁気検出素子の直流抵抗値
を従来のトンネル磁気抵抗効果型素子より著しく小さく
することができる。具体的には、トンネル磁気抵抗効果
型素子である磁気検出素子の直流抵抗値を、従来のＧＭ
Ｒ型磁気抵抗効果素子と同程度の数十Ωのオーダーにす
ることができる。
素子でも、絶縁障壁層２７，４３の厚さを０．３ｎｍ程
度にすることが可能であり、磁気検出素子の直流抵抗値
を従来のトンネル磁気抵抗効果型素子より著しく小さく
することができる。具体的には、トンネル磁気抵抗効果
型素子である磁気検出素子の直流抵抗値を、従来のＧＭ
Ｒ型磁気抵抗効果素子と同程度の数十Ωのオーダーにす
ることができる。
【０１７６】従って、磁気検出素子の発熱を抑えること
ができ、また磁気検出素子のノィズ耐性を向上させるこ
とができる。
ができ、また磁気検出素子のノィズ耐性を向上させるこ
とができる。
【０１７７】図２に示された磁気検出素子の製造方法に
ついて説明する。図５に示す工程では、基板４６上に電
極層２０、反強磁性層２２、固定磁性層２６を一様な薄
膜として、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス
によって、同一真空成膜装置中で連続成膜する。
ついて説明する。図５に示す工程では、基板４６上に電
極層２０、反強磁性層２２、固定磁性層２６を一様な薄
膜として、スパッタ法や蒸着法などの薄膜形成プロセス
によって、同一真空成膜装置中で連続成膜する。
【０１７８】電極層２０、反強磁性層２２の材質につい
ては図２に示したものと同様である。
ては図２に示したものと同様である。
【０１７９】図５では固定磁性層２６をフェリ状態の３
層膜で形成する。例えば強磁性層２３、２５をＣｏＦｅ
膜で形成し、非磁性層２４をＲｕ膜で形成する。
層膜で形成する。例えば強磁性層２３、２５をＣｏＦｅ
膜で形成し、非磁性層２４をＲｕ膜で形成する。
【０１８０】次に、固定磁性層２６上に、組成式がＡｌ
−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を
用いて絶縁障壁層２７を成膜する。
−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を
用いて絶縁障壁層２７を成膜する。
【０１８１】絶縁障壁層２７を、組成式がＡｌ−Ｓｉ−
Ｏで示される絶縁性材料を用いて形成するときには、例
えばターゲットとしてＡｌＳｉで形成されたターゲット
を使用する。前記ターゲットにはＯ（酸素）が含まれて
いないので、スパッタで形成される絶縁障壁層２７内に
酸素を含有させるために、スパッタ装置内にＡｒガス以
外にＯ2ガスを導入し、反応性スパッタ法によってＡｌ
−Ｓｉ−Ｏ膜を成膜する。
Ｏで示される絶縁性材料を用いて形成するときには、例
えばターゲットとしてＡｌＳｉで形成されたターゲット
を使用する。前記ターゲットにはＯ（酸素）が含まれて
いないので、スパッタで形成される絶縁障壁層２７内に
酸素を含有させるために、スパッタ装置内にＡｒガス以
外にＯ2ガスを導入し、反応性スパッタ法によってＡｌ
−Ｓｉ−Ｏ膜を成膜する。
【０１８２】この製造方法ではＡｌＳｉターゲット形成
のとき、Ｓｉの含有量をＡｌの含有量との比のみで調整
することができる。そしてＯ2ガスの導入量やスパッタ
電力等の調整によって、Ｓｉ量が全体の２ａｔ％以上で
９ａｔ％以下含有されたＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を容易に成膜
することができる。
のとき、Ｓｉの含有量をＡｌの含有量との比のみで調整
することができる。そしてＯ2ガスの導入量やスパッタ
電力等の調整によって、Ｓｉ量が全体の２ａｔ％以上で
９ａｔ％以下含有されたＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を容易に成膜
することができる。
【０１８３】また本発明では上記した製造方法に限ら
ず、ターゲットとして予め組成比が所定範囲内に調整さ
れたＡｌ−Ｓｉ−Ｏからなる焼結ターゲットを形成して
もよい。この場合、導入ガスとしては不活性なＡｒガス
のみでもよいし、あるいはＯ2ガスを導入して、Ｏの組
成比を適切に調整してもよい。
ず、ターゲットとして予め組成比が所定範囲内に調整さ
れたＡｌ−Ｓｉ−Ｏからなる焼結ターゲットを形成して
もよい。この場合、導入ガスとしては不活性なＡｒガス
のみでもよいし、あるいはＯ2ガスを導入して、Ｏの組
成比を適切に調整してもよい。
【０１８４】またＡｌ2Ｏ3からなるターゲットとＳｉＯ
2からなるターゲットを用いた複合ターゲットで、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｏ膜を形成してもよい。これら複数のターゲッ
トを用いるときは各ターゲットに印加されるスパッタ電
力を調整して、各ターゲットからスパッタされるスパッ
タ量を変化させて、Ｓｉ量が全体の２ａｔ％以上で９ａ
ｔ％以下となるＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜となる。
2からなるターゲットを用いた複合ターゲットで、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｏ膜を形成してもよい。これら複数のターゲッ
トを用いるときは各ターゲットに印加されるスパッタ電
力を調整して、各ターゲットからスパッタされるスパッ
タ量を変化させて、Ｓｉ量が全体の２ａｔ％以上で９ａ
ｔ％以下となるＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜となる。
【０１８５】または、Ｓｉの含有量をＡｌの含有量との
比で調整したＡｌＳｉターゲットを形成し、ＤＣスパッ
タ法などのスパッタ法によって、固定磁性層２６上にＡ
ｌＳｉ膜を成膜し、このＡｌＳｉ膜を酸化させてＡｌ−
Ｓｉ−Ｏ膜を得ることもできる。
比で調整したＡｌＳｉターゲットを形成し、ＤＣスパッ
タ法などのスパッタ法によって、固定磁性層２６上にＡ
ｌＳｉ膜を成膜し、このＡｌＳｉ膜を酸化させてＡｌ−
Ｓｉ−Ｏ膜を得ることもできる。
【０１８６】ＡｌＳｉ膜を酸化させる方法として、Ｏ2
ガス中で自然酸化させる方法、Ｏ2プラズマ中で酸化さ
せる方法、Ｏ2プラズマ中からＯ2ラジカルを引出し、こ
のＯ2ラジカル中で酸化させる方法を使用することがで
きる。
ガス中で自然酸化させる方法、Ｏ2プラズマ中で酸化さ
せる方法、Ｏ2プラズマ中からＯ2ラジカルを引出し、こ
のＯ2ラジカル中で酸化させる方法を使用することがで
きる。
【０１８７】特に、Ｏ2ラジカル中で酸化させる方法は
酸化速度を適切に調節することが容易であり、ＡｌＳｉ
膜を均一に酸化させることが容易になるので好ましい。
酸化速度を適切に調節することが容易であり、ＡｌＳｉ
膜を均一に酸化させることが容易になるので好ましい。
【０１８８】ＡｌＳｉ膜を酸化させてＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
を得る方法では、ＡｌＳｉターゲット形成のとき、Ｓｉ
の含有量をＡｌの含有量との比のみで調整することがで
きる。また、Ｏ2ガス、Ｏ2プラズマ、Ｏ2ラジカルの導
入量等の調整によって、Ｓｉ量が全体の２ａｔ％以上で
９ａｔ％以下含有されたＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を容易に成膜
することができる。
を得る方法では、ＡｌＳｉターゲット形成のとき、Ｓｉ
の含有量をＡｌの含有量との比のみで調整することがで
きる。また、Ｏ2ガス、Ｏ2プラズマ、Ｏ2ラジカルの導
入量等の調整によって、Ｓｉ量が全体の２ａｔ％以上で
９ａｔ％以下含有されたＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を容易に成膜
することができる。
【０１８９】絶縁障壁層２７を、組成式がＳｉ−Ｏ−Ｎ
で示される絶縁性材料を用いて形成するときには、例え
ばターゲットとしてＳｉで形成された前記ターゲットを
使用する。前記ターゲットにはＯ（酸素）及びＮ（窒
素）が含まれていないので、スパッタで形成される絶縁
障壁層２７内に酸素及び窒素を含有させるために、スパ
ッタ装置内にＡｒガス以外にＯ2ガス及びＮ2ガスを導入
し、反応性スパッタ法によってＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成膜す
る。
で示される絶縁性材料を用いて形成するときには、例え
ばターゲットとしてＳｉで形成された前記ターゲットを
使用する。前記ターゲットにはＯ（酸素）及びＮ（窒
素）が含まれていないので、スパッタで形成される絶縁
障壁層２７内に酸素及び窒素を含有させるために、スパ
ッタ装置内にＡｒガス以外にＯ2ガス及びＮ2ガスを導入
し、反応性スパッタ法によってＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成膜す
る。
【０１９０】また本発明では上記した製造方法に限ら
ず、ターゲットとして予め組成比が所定範囲内に調整さ
れたＳｉ−Ｏ−Ｎからなる焼結ターゲットを形成しても
よい。この場合、導入ガスとしては不活性なＡｒガスの
みでもよいし、あるいはＯ2ガス及びＮ2ガスを導入し
て、Ｏ及びＮの組成比を適切に調整してもよい。
ず、ターゲットとして予め組成比が所定範囲内に調整さ
れたＳｉ−Ｏ−Ｎからなる焼結ターゲットを形成しても
よい。この場合、導入ガスとしては不活性なＡｒガスの
みでもよいし、あるいはＯ2ガス及びＮ2ガスを導入し
て、Ｏ及びＮの組成比を適切に調整してもよい。
【０１９１】またＳｉＯ2からなるターゲットとＳｉＮ
からなるターゲットを用いた複合ターゲットで、Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ膜を形成してもよい。
からなるターゲットを用いた複合ターゲットで、Ｓｉ−
Ｏ−Ｎ膜を形成してもよい。
【０１９２】あるいは、またＳｉＯ2からなるターゲッ
トを用いてスパッタ装置内にＡｒガス以外にＮ2ガスを
導入し、反応性スパッタ法によってＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成
膜してもよいし、ＳｉＮからなるターゲットを用いてス
パッタ装置内にＡｒガス以外にＯ2ガスを導入し、反応
性スパッタ法によってＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成膜してもよ
い。
トを用いてスパッタ装置内にＡｒガス以外にＮ2ガスを
導入し、反応性スパッタ法によってＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成
膜してもよいし、ＳｉＮからなるターゲットを用いてス
パッタ装置内にＡｒガス以外にＯ2ガスを導入し、反応
性スパッタ法によってＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を成膜してもよ
い。
【０１９３】または、ＳｉＮターゲットを形成し、ＤＣ
スパッタ法などのスパッタ法によって、固定磁性層２６
上にＳｉＮ膜を成膜し、このＳｉＮ膜を酸化させてＳｉ
−Ｏ−Ｎ膜を得ることもできる。
スパッタ法などのスパッタ法によって、固定磁性層２６
上にＳｉＮ膜を成膜し、このＳｉＮ膜を酸化させてＳｉ
−Ｏ−Ｎ膜を得ることもできる。
【０１９４】ＳｉＮ膜を酸化させる方法として、Ｏ2ガ
ス中で自然酸化させる方法、Ｏ2プラズマ中で酸化させ
る方法、Ｏ2プラズマ中からＯ2ラジカルを引出し、この
Ｏ2ラジカル中で酸化させる方法を使用することができ
る。
ス中で自然酸化させる方法、Ｏ2プラズマ中で酸化させ
る方法、Ｏ2プラズマ中からＯ2ラジカルを引出し、この
Ｏ2ラジカル中で酸化させる方法を使用することができ
る。
【０１９５】特に、Ｏ2ラジカル中で酸化させる方法は
酸化速度を適切に調節することが容易であり、ＳｉＮ膜
を均一に酸化させることが容易になるので好ましい。
酸化速度を適切に調節することが容易であり、ＳｉＮ膜
を均一に酸化させることが容易になるので好ましい。
【０１９６】あるいは、気相成長法（ＣＶＤ法）によっ
て、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を成膜する
こともできる。
て、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を成膜する
こともできる。
【０１９７】上記の方法によって固定磁性層２６上に形
成されたＳｉ−Ｏ−Ｎ膜またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜が絶縁
障壁層２７となる。
成されたＳｉ−Ｏ−Ｎ膜またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜が絶縁
障壁層２７となる。
【０１９８】なお、本実施の形態では、絶縁障壁層２７
となるＳｉ−Ｏ−Ｎ膜またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を０．３
ｎｍ以上２．０ｎｍ以下、特に０．３ｎｍ以上１．０ｎ
ｍ以下の厚さで形成することができる。
となるＳｉ−Ｏ−Ｎ膜またはＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を０．３
ｎｍ以上２．０ｎｍ以下、特に０．３ｎｍ以上１．０ｎ
ｍ以下の厚さで形成することができる。
【０１９９】さらに、絶縁障壁層２７上にフリー磁性層
３０を２層膜で形成する。例えば符号２８の層をＣｏ膜
で形成し、符号２９の層をＮｉＦｅ合金膜で形成する。
３０を２層膜で形成する。例えば符号２８の層をＣｏ膜
で形成し、符号２９の層をＮｉＦｅ合金膜で形成する。
【０２００】反強磁性層２２からフリー磁性層３０まで
が図６に示される多層膜２１である。なおフリー磁性層
３０の上にＴａなどの保護層を設けても良い。
が図６に示される多層膜２１である。なおフリー磁性層
３０の上にＴａなどの保護層を設けても良い。
【０２０１】次に、図６に示すように、フリー磁性層３
０の上に、下面に切り込み部Ｒａ，Ｒａが形成されたリ
フトオフ用のレジスト層Ｒを形成する。ここで前記レジ
スト層Ｒの下面Ｒｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける幅寸法は、前記多層膜２１の感度領域の幅寸法と
一致するか、あるいはそれよりも長く形成されている。
前記感度領域及び不感領域は、マイクロトラックプロフ
ァイル法によって測定され、前記感度領域のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が、前記レジスト層
Ｒを形成する前の段階で既に確定している。
０の上に、下面に切り込み部Ｒａ，Ｒａが形成されたリ
フトオフ用のレジスト層Ｒを形成する。ここで前記レジ
スト層Ｒの下面Ｒｂのトラック幅方向（図示Ｘ方向）に
おける幅寸法は、前記多層膜２１の感度領域の幅寸法と
一致するか、あるいはそれよりも長く形成されている。
前記感度領域及び不感領域は、マイクロトラックプロフ
ァイル法によって測定され、前記感度領域のトラック幅
方向（図示Ｘ方向）における幅寸法が、前記レジスト層
Ｒを形成する前の段階で既に確定している。
【０２０２】次に図７に示す工程では、少なくとも前記
レジスト層Ｒに覆われていない多層膜２１を残し、多層
膜２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側を
イオンミリングなどによりドライエッチングして削り取
る。
レジスト層Ｒに覆われていない多層膜２１を残し、多層
膜２１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側を
イオンミリングなどによりドライエッチングして削り取
る。
【０２０３】このとき図７に示すように、反強磁性層２
２を途中までエッチングし、反強磁性層２２の中央付近
に突出する***部２２ａを形成する。なお前記エッチン
グにより多層膜２１のトラック幅方向の両側端面２１
ａ，２１ａは反強磁性層２２方向に向かうにしたがって
幅寸法が広がる傾斜面で形成される。
２を途中までエッチングし、反強磁性層２２の中央付近
に突出する***部２２ａを形成する。なお前記エッチン
グにより多層膜２１のトラック幅方向の両側端面２１
ａ，２１ａは反強磁性層２２方向に向かうにしたがって
幅寸法が広がる傾斜面で形成される。
【０２０４】次に図８に示す工程では、多層膜２１のト
ラック幅方向における両側であって反強磁性層２２上に
絶縁層３１を形成する。絶縁層３１の形成は、スパッタ
装置内におけるターゲットを基板４６と平行に近い方向
に対向させ、Ｒ方向及びＳ方向からスパッタ成膜され
る。スパッタ装置としてはイオンビームスパッタ、ロン
グスロースパッタ、コリメーションスパッタなどのスパ
ッタ粒子の直進性が高い手法が好ましい。
ラック幅方向における両側であって反強磁性層２２上に
絶縁層３１を形成する。絶縁層３１の形成は、スパッタ
装置内におけるターゲットを基板４６と平行に近い方向
に対向させ、Ｒ方向及びＳ方向からスパッタ成膜され
る。スパッタ装置としてはイオンビームスパッタ、ロン
グスロースパッタ、コリメーションスパッタなどのスパ
ッタ粒子の直進性が高い手法が好ましい。
【０２０５】ここで、前記Ｒ方向及びＳ方向は、基板４
６に対して垂直方向かあるいは垂直方向に近い方向であ
ることが好ましい。これによって多層膜２１を真上から
見たときに、レジスト層Ｒの陰となる多層膜２１の両側
端面部分には、絶縁層３１が形成されることはない。
６に対して垂直方向かあるいは垂直方向に近い方向であ
ることが好ましい。これによって多層膜２１を真上から
見たときに、レジスト層Ｒの陰となる多層膜２１の両側
端面部分には、絶縁層３１が形成されることはない。
【０２０６】すなわちレジスト層Ｒのトラック幅方向に
おける最大幅寸法Ｔ３を適切に調整すること、及び前記
ターゲットのスパッタ時間等を調整することにより、前
記多層膜２１の両側端面に形成される絶縁層３１の形成
位置及び膜厚等を変えることができるのである。
おける最大幅寸法Ｔ３を適切に調整すること、及び前記
ターゲットのスパッタ時間等を調整することにより、前
記多層膜２１の両側端面に形成される絶縁層３１の形成
位置及び膜厚等を変えることができるのである。
【０２０７】本発明では、前記絶縁層３１の上に形成さ
れるバイアス層３３は、フリー磁性層３０のトラック幅
方向における両側端面の少なくとも一部に接して形成さ
れなければならない。
れるバイアス層３３は、フリー磁性層３０のトラック幅
方向における両側端面の少なくとも一部に接して形成さ
れなければならない。
【０２０８】上記構成を達成するには、絶縁層３１の多
層膜２１側の上面端部３１ａが、フリー磁性層３０の上
面端部３０ａよりも下側に位置するように、絶縁層３１
を成膜する必要性がある。
層膜２１側の上面端部３１ａが、フリー磁性層３０の上
面端部３０ａよりも下側に位置するように、絶縁層３１
を成膜する必要性がある。
【０２０９】このためレジスト層Ｒのトラック幅方向に
おける最大幅寸法Ｔ３を、フリー磁性層３０の下面（す
なわち図２で言えば符号２８の層の下面）の幅寸法と同
じかあるいはそれよりも若干短く形成しても良く、また
は前記幅寸法よりも長く形成することで、真上から多層
膜２１を見たときに、少なくとも前記フリー磁性層３０
が完全に見える状態とならないようにする（一部だけフ
リー磁性層３０が見えていてもよい）。
おける最大幅寸法Ｔ３を、フリー磁性層３０の下面（す
なわち図２で言えば符号２８の層の下面）の幅寸法と同
じかあるいはそれよりも若干短く形成しても良く、また
は前記幅寸法よりも長く形成することで、真上から多層
膜２１を見たときに、少なくとも前記フリー磁性層３０
が完全に見える状態とならないようにする（一部だけフ
リー磁性層３０が見えていてもよい）。
【０２１０】このようにして最大幅寸法Ｔ３が適切に調
整されたレジスト層Ｒを前記フリー磁性層３０上に形成
し、前記多層膜２１のトラック幅方向における両側端面
に絶縁層３１を形成したときに、絶縁層３１によってフ
リー磁性層３０の両側端面が完全に覆われることはな
く、絶縁層３１を形成した後の状態にて、フリー磁性層
３０の両側端面の少なくとも一部は露出した状態となっ
ているのである。
整されたレジスト層Ｒを前記フリー磁性層３０上に形成
し、前記多層膜２１のトラック幅方向における両側端面
に絶縁層３１を形成したときに、絶縁層３１によってフ
リー磁性層３０の両側端面が完全に覆われることはな
く、絶縁層３１を形成した後の状態にて、フリー磁性層
３０の両側端面の少なくとも一部は露出した状態となっ
ているのである。
【０２１１】なおこの工程により、レジスト層Ｒ上に、
絶縁層３１と同じ材質の絶縁材料層３１ｂが形成され
る。
絶縁層３１と同じ材質の絶縁材料層３１ｂが形成され
る。
【０２１２】次に図９に示す工程では、基板４６に対し
斜め方向から、下地層３２、及びバイアス層３３をスパ
ッタ成膜する。
斜め方向から、下地層３２、及びバイアス層３３をスパ
ッタ成膜する。
【０２１３】斜め方向からのスパッタを行うには、基板
４６側を、ターゲットに対し斜めに傾けるか、あるいは
ターゲット側を基板に対し斜めに傾ける。図９に示すよ
うにスパッタ方向は、基板４６の垂直方向に対し傾きθ
１を有するＴ及びＵ方向である。前記傾きθ１は、２０
〜５０°であることが好ましい。
４６側を、ターゲットに対し斜めに傾けるか、あるいは
ターゲット側を基板に対し斜めに傾ける。図９に示すよ
うにスパッタ方向は、基板４６の垂直方向に対し傾きθ
１を有するＴ及びＵ方向である。前記傾きθ１は、２０
〜５０°であることが好ましい。
【０２１４】このように斜め方向からのスパッタによっ
て、多層膜２１を真上から見た時にレジスト層Ｒの陰と
なる、フリー磁性層３０のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）における両側端面にも前記バイアス層３３が適切に
成膜されることになる。
て、多層膜２１を真上から見た時にレジスト層Ｒの陰と
なる、フリー磁性層３０のトラック幅方向（図示Ｘ方
向）における両側端面にも前記バイアス層３３が適切に
成膜されることになる。
【０２１５】上記したように、多層膜２１の両側端面に
絶縁層３１を成膜した段階で、フリー磁性層３０の両側
端面の少なくとも一部は露出された状態になっているか
ら、前記露出したフリー磁性層３０の両側端面にバイア
ス層３３を接して形成することが可能である。これによ
ってバイアス層３３からのバイアス磁界を適切にフリー
磁性層３０に供給することが可能である。
絶縁層３１を成膜した段階で、フリー磁性層３０の両側
端面の少なくとも一部は露出された状態になっているか
ら、前記露出したフリー磁性層３０の両側端面にバイア
ス層３３を接して形成することが可能である。これによ
ってバイアス層３３からのバイアス磁界を適切にフリー
磁性層３０に供給することが可能である。
【０２１６】またこの工程では、下地層３２及びバイア
ス層３３の成膜の際のスパッタ方向Ｔ，Ｕを適切に調整
することで、バイアス層３３の、特に多層膜２１側の上
面端部３３ａの形成位置を変えることが可能である。
ス層３３の成膜の際のスパッタ方向Ｔ，Ｕを適切に調整
することで、バイアス層３３の、特に多層膜２１側の上
面端部３３ａの形成位置を変えることが可能である。
【０２１７】図９に示す工程では、バイアス層３３の多
層膜２１側における上面端部３３ａが、多層膜２１の上
面の両側端部２１ｂと一致するように、スパッタ方向
Ｔ，Ｕ及びスパッタ時間等を適切に調整している。
層膜２１側における上面端部３３ａが、多層膜２１の上
面の両側端部２１ｂと一致するように、スパッタ方向
Ｔ，Ｕ及びスパッタ時間等を適切に調整している。
【０２１８】この工程によって形成された下地層３２及
びバイアス層３３は、図９に示すように、多層膜２１の
上面に延出していない。
びバイアス層３３は、図９に示すように、多層膜２１の
上面に延出していない。
【０２１９】なお下地層３２及びバイアス層３３のスパ
ッタ成膜により、レジスト層Ｒの絶縁材料層３１ｂ上に
も下地層３２と同じ材質の下地材料膜３２ａ、及びバイ
アス材料層３３ｂが形成される。
ッタ成膜により、レジスト層Ｒの絶縁材料層３１ｂ上に
も下地層３２と同じ材質の下地材料膜３２ａ、及びバイ
アス材料層３３ｂが形成される。
【０２２０】次に、レジスト層Ｒを多層膜２１上から剥
離する。レジスト層Ｒのその下面に切り込み部Ｒａが形
成されているので、この切り込み部Ｒａから剥離液を浸
透させることで、レジスト層Ｒを簡単に除去することが
可能である。
離する。レジスト層Ｒのその下面に切り込み部Ｒａが形
成されているので、この切り込み部Ｒａから剥離液を浸
透させることで、レジスト層Ｒを簡単に除去することが
可能である。
【０２２１】そして図１０に示すように、多層膜２１上
面及びバイアス層３３上面に電極層３４を形成する。
面及びバイアス層３３上面に電極層３４を形成する。
【０２２２】図１から図４に示された磁気検出素子を用
いて磁気ヘッドを構成するときには、基板上にアルミナ
などの絶縁性材料からなる下地層、この下地層上に積層
される磁性合金からなる下部シールド層、及びこの下部
シールド上に積層される絶縁性材料からなる下部ギャッ
プ層を積層し、この下部ギャップ層上に図１から図４に
示された磁気検出素子を形成する。さらに、この磁気検
出素子上には、絶縁性材料からなる上部ギャップ層、及
びこの上部ギャップ層上に積層される磁性合金からなる
上部シールド層が形成される。また、前記上部シールド
層上に書き込み用のインダクティブ素子が積層されても
よい。
いて磁気ヘッドを構成するときには、基板上にアルミナ
などの絶縁性材料からなる下地層、この下地層上に積層
される磁性合金からなる下部シールド層、及びこの下部
シールド上に積層される絶縁性材料からなる下部ギャッ
プ層を積層し、この下部ギャップ層上に図１から図４に
示された磁気検出素子を形成する。さらに、この磁気検
出素子上には、絶縁性材料からなる上部ギャップ層、及
びこの上部ギャップ層上に積層される磁性合金からなる
上部シールド層が形成される。また、前記上部シールド
層上に書き込み用のインダクティブ素子が積層されても
よい。
【０２２３】
【実施例】Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜、あるいはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜
の、絶縁性及び耐現像液性の実験を行った。
の、絶縁性及び耐現像液性の実験を行った。
【０２２４】まず膜厚が３０ｎｍからなり組成比がＡｌ
34.0Ｓｉ5.0Ｏ61.0（数値はａｔ％）であるＡｌ−Ｓｉ
−Ｏ膜、及び膜厚が３０ｎｍからなり組成比がＳｉ35.0
Ｏ62 .0Ｎ3.0であるＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を形成し、比較例と
して膜厚が３０ｎｍからなるＡｌ2Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｎ膜を形成した。
34.0Ｓｉ5.0Ｏ61.0（数値はａｔ％）であるＡｌ−Ｓｉ
−Ｏ膜、及び膜厚が３０ｎｍからなり組成比がＳｉ35.0
Ｏ62 .0Ｎ3.0であるＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を形成し、比較例と
して膜厚が３０ｎｍからなるＡｌ2Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓ
ｉ−Ｎ膜を形成した。
【０２２５】低抵抗のＳｉ基板上に成膜した各薄膜の上
下にＮｉからなる電極膜を付け、薄膜に電圧を徐々に高
めながらかけていき、そのときのリーク電流（Ａ／ｍｍ
2）を測定し、その値から絶縁抵抗（Ω）を算出した。
その実験結果を図１２に示す。
下にＮｉからなる電極膜を付け、薄膜に電圧を徐々に高
めながらかけていき、そのときのリーク電流（Ａ／ｍｍ
2）を測定し、その値から絶縁抵抗（Ω）を算出した。
その実験結果を図１２に示す。
【０２２６】比較例としてのＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜では、電
圧を徐々に高めていくと、急激にリーク電流が上昇し、
前記電圧が１０Ｖ程度となった時点で破壊した。
圧を徐々に高めていくと、急激にリーク電流が上昇し、
前記電圧が１０Ｖ程度となった時点で破壊した。
【０２２７】また比較例としてのＡｌ2Ｏ3膜は電圧が約
１０Ｖを越えると、急にリーク電流値が大きくなり、前
記電圧が約１２Ｖを越えると破壊した。
１０Ｖを越えると、急にリーク電流値が大きくなり、前
記電圧が約１２Ｖを越えると破壊した。
【０２２８】一方、実施例としてのＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
は、電圧が２０Ｖを越えてもリーク電流は低い。そして
前記電圧が約２３Ｖ程度となったときに破壊した。
は、電圧が２０Ｖを越えてもリーク電流は低い。そして
前記電圧が約２３Ｖ程度となったときに破壊した。
【０２２９】また、実施例としてのＳｉ−Ｏ−Ｎ膜は、
電圧が３０Ｖまでリーク電流は低い。そして前記電圧が
４０Ｖ程度となったときに破壊した。
電圧が３０Ｖまでリーク電流は低い。そして前記電圧が
４０Ｖ程度となったときに破壊した。
【０２３０】図１３は、上記したＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜、Ｓ
ｉ−Ｏ−Ｎ膜、Ａｌ2Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜にお
ける電圧と絶縁抵抗（Ω）との関係を示すグラフであ
る。図１３は図１２に示す実験結果から得られたリーク
電流値から絶縁抵抗値（Ω）を算出したものである。
ｉ−Ｏ−Ｎ膜、Ａｌ2Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜にお
ける電圧と絶縁抵抗（Ω）との関係を示すグラフであ
る。図１３は図１２に示す実験結果から得られたリーク
電流値から絶縁抵抗値（Ω）を算出したものである。
【０２３１】図１３に示すようにＡｌ2Ｏ3膜は電圧が約
１２Ｖ程度までは、高い絶縁抵抗を保つが、前記電圧が
約１２Ｖを越えると破壊し、このときの絶縁耐圧は４．
０ＭＶ／ｃｍであることが確認された。
１２Ｖ程度までは、高い絶縁抵抗を保つが、前記電圧が
約１２Ｖを越えると破壊し、このときの絶縁耐圧は４．
０ＭＶ／ｃｍであることが確認された。
【０２３２】一方、実施例としてのＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
は、電圧が２０Ｖを越えても良好に高い絶縁抵抗を保
ち、前記電圧が約２３Ｖ程度となったときに破壊し、こ
のときの絶縁耐圧は７．７ＭＶ／ｃｍであることが確認
された。
は、電圧が２０Ｖを越えても良好に高い絶縁抵抗を保
ち、前記電圧が約２３Ｖ程度となったときに破壊し、こ
のときの絶縁耐圧は７．７ＭＶ／ｃｍであることが確認
された。
【０２３３】また、実施例としてのＳｉ−Ｏ−Ｎ膜は、
電圧が３０Ｖまで良好に高い絶縁抵抗を保ち、前記電圧
が約４０Ｖ程度となったときに破壊し、このときの絶縁
耐圧は１３．０ＭＶ／ｃｍであることが確認された。
電圧が３０Ｖまで良好に高い絶縁抵抗を保ち、前記電圧
が約４０Ｖ程度となったときに破壊し、このときの絶縁
耐圧は１３．０ＭＶ／ｃｍであることが確認された。
【０２３４】以上の実験結果により、絶縁障壁層として
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜或いはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を使用すれば、
従来から一般的に使用されているアルミナよりも高い絶
縁耐圧が得られることがわかる。
Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜或いはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜を使用すれば、
従来から一般的に使用されているアルミナよりも高い絶
縁耐圧が得られることがわかる。
【０２３５】次に耐現像液性に関する実験を行った。実
験では、比較例としてＡｌ2Ｏ3膜を形成し、また実施例
としてＳｉの添加量を変化させたＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を形
成した。各薄膜の膜厚は１００ｎｍで統一した。また現
像液としてはＫＯＨ等を主成分とする強アルカリ溶液を
用い、また現像液にさらす時間を１０分程度とした。そ
の実験結果を図１４に示す。
験では、比較例としてＡｌ2Ｏ3膜を形成し、また実施例
としてＳｉの添加量を変化させたＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜を形
成した。各薄膜の膜厚は１００ｎｍで統一した。また現
像液としてはＫＯＨ等を主成分とする強アルカリ溶液を
用い、また現像液にさらす時間を１０分程度とした。そ
の実験結果を図１４に示す。
【０２３６】図１４に示すように、Ａｌ2Ｏ3のときのエ
ッチングレートは約５０Å／ｍｉｎ程度であることがわ
かる。
ッチングレートは約５０Å／ｍｉｎ程度であることがわ
かる。
【０２３７】一方、Ｓｉ量を添加したＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
では、前記Ｓｉの添加量が増えるほどエッチングレート
は減少していき、前記Ｓｉの添加量が１０ａｔ％になる
とエッチングレートはほぼ０（Å／ｍｉｎ）であること
がわかる。
では、前記Ｓｉの添加量が増えるほどエッチングレート
は減少していき、前記Ｓｉの添加量が１０ａｔ％になる
とエッチングレートはほぼ０（Å／ｍｉｎ）であること
がわかる。
【０２３８】このようにＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜では、Ａｌ2
Ｏ3膜に比べて耐現像液性に優れていることがわかる。
Ｏ3膜に比べて耐現像液性に優れていることがわかる。
【０２３９】図１５ないし図１８は、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
の透過電子線回折像で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の組成比は、
図１５では、Ａｌ37.0Ｓｉ2.5Ｏ60.5で、図１６では、
Ａｌ3 4.0Ｓｉ5.0Ｏ61.0で、図１７では、Ａｌ31.0Ｓｉ
7.5Ｏ61.5で、図１８では、Ａｌ28.0Ｓｉ10.0Ｏ
62.0（数値はすべてａｔ％である）であった。
の透過電子線回折像で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜の組成比は、
図１５では、Ａｌ37.0Ｓｉ2.5Ｏ60.5で、図１６では、
Ａｌ3 4.0Ｓｉ5.0Ｏ61.0で、図１７では、Ａｌ31.0Ｓｉ
7.5Ｏ61.5で、図１８では、Ａｌ28.0Ｓｉ10.0Ｏ
62.0（数値はすべてａｔ％である）であった。
【０２４０】図１５では、回折像の真ん中に写し出され
たビーム原点の回りにぼやけた像のみが見える。一方、
図１６及び図１７のように、Ｓｉ量が増え始めると、ビ
ーム原点の回りには、ぼやけた像の中に微小な無数の回
折斑点が現れ始める。この回折像からＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
の原子配列には短範囲に規則性が生じ始め、結晶性が向
上しているものと推測される。
たビーム原点の回りにぼやけた像のみが見える。一方、
図１６及び図１７のように、Ｓｉ量が増え始めると、ビ
ーム原点の回りには、ぼやけた像の中に微小な無数の回
折斑点が現れ始める。この回折像からＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
の原子配列には短範囲に規則性が生じ始め、結晶性が向
上しているものと推測される。
【０２４１】しかしながら図１８に示すように、Ｓｉ量
が１０．０ａｔ％になるとビーム原点の回りには、再び
ぼやけた像しか見えなくなり、原子配列に短範囲の規則
性が無くなってしまう。
が１０．０ａｔ％になるとビーム原点の回りには、再び
ぼやけた像しか見えなくなり、原子配列に短範囲の規則
性が無くなってしまう。
【０２４２】図１５ないし図１８に示す透過電子線回折
像からわかることは、Ｓｉ量が２．５ａｔ％、及び１０
ａｔ％のとき、膜構造はほぼ完全なアモルファス状態で
あり、Ｓｉ量が５．０ａｔ％、及び７．５ａｔ％のと
き、アモルファス以外に原子配列に短範囲の規則性が生
じ、結晶性が高まっているものと推測される。
像からわかることは、Ｓｉ量が２．５ａｔ％、及び１０
ａｔ％のとき、膜構造はほぼ完全なアモルファス状態で
あり、Ｓｉ量が５．０ａｔ％、及び７．５ａｔ％のと
き、アモルファス以外に原子配列に短範囲の規則性が生
じ、結晶性が高まっているものと推測される。
【０２４３】以上図１２ないし図１８に示す各実験結果
を基にして、本発明では絶縁障壁層をＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
で形成するときＳｉ量を２ａｔ％以上で９ａｔ％以下の
範囲に設定することとした。さらに上記組成比に加え、
透過電子線回折像で観測したときに、原子配列に短範囲
の規則性が生じていることが好ましいとした。
を基にして、本発明では絶縁障壁層をＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜
で形成するときＳｉ量を２ａｔ％以上で９ａｔ％以下の
範囲に設定することとした。さらに上記組成比に加え、
透過電子線回折像で観測したときに、原子配列に短範囲
の規則性が生じていることが好ましいとした。
【０２４４】上記したようにＡｌ−Ｓｉ−Ｏ膜あるいは
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜は、絶縁性、耐現像液性に優れているの
で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜あるいはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜として前
記絶縁障壁層が形成されたトンネル型磁気抵抗効果を用
いる磁気検出素子は安定した抵抗変化率を得ることがで
きる。
Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜は、絶縁性、耐現像液性に優れているの
で、Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜あるいはＳｉ−Ｏ−Ｎ膜として前
記絶縁障壁層が形成されたトンネル型磁気抵抗効果を用
いる磁気検出素子は安定した抵抗変化率を得ることがで
きる。
【０２４５】
【発明の効果】以上詳細に説明した本発明では、組成式
がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性
材料を用いて前記絶縁障壁層を形成することにより、前
記絶縁障壁層の絶縁性、耐現像液性、平滑性、及び放熱
性を向上させることができる。その結果、前記絶縁障壁
層の膜厚を薄くして直流抵抗値を低くしても、安定した
抵抗変化率を得ることができ、また再現性良く形成可能
なトンネル型磁気抵抗効果を用いる磁気検出素子を提供
することができる。
がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性
材料を用いて前記絶縁障壁層を形成することにより、前
記絶縁障壁層の絶縁性、耐現像液性、平滑性、及び放熱
性を向上させることができる。その結果、前記絶縁障壁
層の膜厚を薄くして直流抵抗値を低くしても、安定した
抵抗変化率を得ることができ、また再現性良く形成可能
なトンネル型磁気抵抗効果を用いる磁気検出素子を提供
することができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
【図２】本発明の第２の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
【図３】本発明の第３の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
【図４】本発明の第４の実施の形態の磁気検出素子を記
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
録媒体との対向面側からみた部分断面図、
【図５】図２に示された磁気検出素子の一製造工程を示
す断面図、
す断面図、
【図６】図２に示された磁気検出素子の一製造工程を示
す断面図、
す断面図、
【図７】図２に示された磁気検出素子の一製造工程を示
す断面図、
す断面図、
【図８】図２に示された磁気検出素子の一製造工程を示
す断面図、
す断面図、
【図９】図２に示された磁気検出素子の一製造工程を示
す断面図、
す断面図、
【図１０】図２に示された磁気検出素子の一製造工程を
示す断面図、
示す断面図、
【図１１】強磁性体Ｌ／絶縁障壁／強磁性体Ｒの３層膜
からなるトンネル型磁気抵抗効果型素子の、トンネル効
果の基本原理を示す模式図、
からなるトンネル型磁気抵抗効果型素子の、トンネル効
果の基本原理を示す模式図、
【図１２】Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜、Ａｌ2
Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜の、電圧とリーク電流と
の関係を示すグラフ、
Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜の、電圧とリーク電流と
の関係を示すグラフ、
【図１３】Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜、Ｓｉ−Ｏ−Ｎ膜、Ａｌ2
Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜の、電圧と絶縁抵抗との
関係を示すグラフ、
Ｏ3膜、及びＡｌ−Ｓｉ−Ｎ膜の、電圧と絶縁抵抗との
関係を示すグラフ、
【図１４】Ａｌ−Ｓｉ−Ｏ膜中に占めるＳｉ量とエッチ
ングレートとの関係を示すグラフ、
ングレートとの関係を示すグラフ、
【図１５】Ａｌ37.0Ｓｉ2.5Ｏ60.5膜の透過電子線回折
像、
像、
【図１６】Ａｌ34.0Ｓｉ5.0Ｏ61.0膜の透過電子線回折
像、
像、
【図１７】Ａｌ31.0Ｓｉ7.5Ｏ61.5膜の透過電子線回折
像、
像、
【図１８】Ａｌ28.0Ｓｉ10.0Ｏ62.0膜の透過電子線回折
像、
像、
【図１９】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側
からみた断面図、
からみた断面図、
【図２０】従来の磁気検出素子を記録媒体との対向面側
からみた断面図、
からみた断面図、
１０、２０、３４ 電極層 １５、２１、３５ 多層膜 １１、２２、４１ 反強磁性層 １２、２６、４２ 固定磁性層 １３、２７、４３ 絶縁障壁層 １４、３０、４４ フリー磁性層 １７、３１ 絶縁層 ３２ 下地層 １、３３ バイアス層 ３６ 非磁性中間層
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 43/12 Ｇ０１Ｒ 33/06 Ｒ
Claims (12)
- 【請求項１】 反強磁性層と、前記反強磁性層との交換
結合磁界により磁化方向が固定される固定磁性層と、前
記固定磁性層に絶縁障壁層を介して積層されるフリー磁
性層を有する多層膜と、前記多層膜の上下に形成された
電極層とを有し、 前記絶縁障壁層が、組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ
−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料を用いて形成されること
を特徴とする磁気検出素子。 - 【請求項２】 前記組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏで示される
絶縁性材料中のＳｉは全体の２ａｔ％以上で９ａｔ％以
下含有されている請求項１記載の磁気検出素子。 - 【請求項３】 前記組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏで示される
絶縁性材料中のＳｉを、Ｏとの化学量論でＳｉＯ2に換
算したときに、換算した前記ＳｉＯ2が、前記絶縁性材
料中の１０ａｔ％以上で３８ａｔ％以下を占める請求項
２記載の磁気検出素子。 - 【請求項４】 前記組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏで示される
絶縁性材料中に含まれるＳｉは、Ｏとの化学量論でＳｉ
Ｏ2に換算したときに、前記換算した前記ＳｉＯ2が、前
記絶縁性材料中での６．１質量％以上で２６．０質量％
以下を占める請求項２記載の磁気検出素子。 - 【請求項５】 前記絶縁障壁層の厚さは、０．３ｎｍ以
上２．０ｎｍ以下である請求項１ないし４のいずれかに
記載の磁気検出素子。 - 【請求項６】 前記絶縁障壁層の厚さは、０．３ｎｍ以
上１．０ｎｍ以下である請求項５に記載の磁気検出素
子。 - 【請求項７】 透過電子線回折像で観測したとき、前記
組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏで示される絶縁性材料からなる
絶縁障壁層には、原子配列に短範囲の規則性が生じてい
る請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項８】 基板上に、反強磁性層と、前記反強磁性
層との交換結合磁界により磁化方向が固定される固定磁
性層と、前記固定磁性層に絶縁障壁層を介して積層され
るフリー磁性層を有する多層膜と、前記多層膜の上下に
形成された電極層とを有する磁気検出素子の製造方法に
おいて、 ＡｌＳｉ薄膜またはＳｉＮ薄膜を形成後、前記ＡｌＳｉ
薄膜またはＳｉＮ薄膜を自然酸化あるいはラジカル酸素
ガス中で酸化させることによって、組成式がＡｌ−Ｓｉ
−ＯまたはＳｉ−Ｏ−Ｎで示される絶縁性材料からなる
前記絶縁障壁層を形成することを特徴とする磁気検出素
子の製造方法。 - 【請求項９】 基板上に、反強磁性層と、前記反強磁性
層との交換結合磁界により磁化方向が固定される固定磁
性層と、前記固定磁性層に絶縁障壁層を介して積層され
るフリー磁性層を有する多層膜と、前記多層膜の上下に
形成された電極層とを有する磁気検出素子の製造方法に
おいて、 ＡｌＳｉまたはＳｉＮからなるターゲットを用いて、ス
パッタ装置内にＯ2ガスを導入しつつスパッタ成膜する
ことによって、組成式がＡｌ−Ｓｉ−ＯまたはＳｉ−Ｏ
−Ｎで示される絶縁性材料からなる前記絶縁障壁層を形
成することを特徴とする磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項１０】 前記組成式がＡｌ−Ｓｉ−Ｏで示され
る絶縁性材料中のＳｉの濃度を全体の２ａｔ％以上で９
ａｔ％以下とする請求項８または９に記載の磁気検出素
子の製造方法。 - 【請求項１１】 前記絶縁障壁層を０．３ｎｍ以上２．
０ｎｍ以下の厚さで形成する請求項８ないし１０のいず
れかに記載の磁気検出素子の製造方法。 - 【請求項１２】 前記絶縁障壁層を０．３ｎｍ以上１．
０ｎｍ以下の厚さで形成する請求項１１記載の磁気検出
素子の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
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|---|---|---|---|---|
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| JP3344468B2 (ja) * | 1998-12-21 | 2002-11-11 | アルプス電気株式会社 | 薄膜磁気ヘッド |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7283328B2 (en) | 2004-05-14 | 2007-10-16 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head, head gimbal assembly with thin-film magnetic head, magnetic disk drive apparatus with head gimbal assembly, method for designing thin-film magnetic head and manufacturing method of thin-film magnetic head |
| US7522387B2 (en) | 2004-07-15 | 2009-04-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Thin film magnetic head and fabrication process for preventing short-circuit failure in a narrow track width and narrow gap length |
| JP2009146538A (ja) * | 2007-12-17 | 2009-07-02 | Hitachi Ltd | 磁気再生ヘッド、磁気ヘッドおよび磁気記憶装置 |
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