JP2003196807A - 磁気抵抗効果ヘッドおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】磁気抵抗効果ヘッドにおいて、バルクハウゼン
ノイズ、間欠的に発生するランダムノイズ及び再生出力
波形の不安定性を抑制し、且つ電気的信頼性を充分確保
した狭い読み取りギャップ長の磁気抵抗効果ヘッドを提
供する。 【解決手段】磁気抵抗効果ヘッドの製造方法において、
レジスト側面傾斜角度が設けられたレジストから構成さ
れるマスクパターンを用いてエッチングすることによ
り、６０°以上の急峻な鋭角であるセンサ端部傾斜角度
を有し、且つ下部絶縁ギャップ層への掘り込みが、該下
部絶縁ギャップ層の平坦部において０ナノメートルから
２ナノメートルの範囲である磁気抵抗効果ヘッドを作製
する。６０°以上の急峻なセンサ端部傾斜角度により磁
気抵抗効果センサの電磁変換特性が改善し、前記下部絶
縁ギャップ層の平坦部における掘り込みが０ナノメート
ルから２ナノメートルの範囲であることによって、絶縁
破壊を防止し狭い読み取りギャップ長の磁気抵抗効果ヘ
ッドが実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子計算機及び情
報処理装置等に用いられる磁気記録装置において磁気記
録媒体の微細な単一磁区に書き込まれた磁気情報を再生
する磁気抵抗効果ヘッドに係り、特に高磁気記録密度を
達成するために必須となる狭トラック磁気抵抗効果ヘッ
ドにおいて、バルクハウゼンノイズなどの信号ノイズの
抑制及び信号の読み取り特性を改善し、かつ充分な信号
再生出力を得ることに好適な磁気抵抗効果ヘッド及びそ
の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】磁気記録装置において、磁気情報の書き
込み及び読み出しを行う薄膜磁気ヘッドはキーデバイス
である。薄膜磁気ヘッドは、磁気情報を書き込む記録ヘ
ッドと、磁気記録媒体に書き込まれた磁気情報を読み出
す再生ヘッドから構成されている。磁気情報を磁気記録
媒体から読み出す再生ヘッドは、外部から印加された磁
界に対して抵抗変化を示す磁気抵抗効果センサ、あるい
は磁気抵抗効果センサよりも大きな磁気抵抗変化を示す
巨大磁気抵抗効果センサと、その抵抗変化をセンシング
するために検出電流を供給する導電層から構成される。

【０００３】外部印加磁界に対して大きな抵抗変化率を
示し、微弱磁界に対しても抵抗変化を生ずるスピンバル
ブ型巨大磁気抵抗効果ヘッドは、少なくとも反強磁性層
と固定磁性層と自由磁性層と該固定磁性層と該自由磁性
層とを分離する非磁性導電層と非磁性保護層とからなる
巨大磁気抵抗効果積層体と、自由磁性層の磁化方向を固
定磁性層の磁化方向と直交するように維持する磁区制御
層と、該巨大磁気抵抗効果積層体に検出電流を供給して
抵抗変化を検出する導電層とによって構成される。

【０００４】スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果ヘッドに
おいては、自由磁性層に、該自由磁性層の磁化方向を固
定磁性層の磁化方向と直交させるのに充分な磁区制御磁
界を与えて前記自由磁性層を単磁区化し、バルクハウゼ
ンノイズ、間欠的に発生するランダムノイズ、再生出力
波形の不安定性を抑制することが重要な技術である。

【０００５】図６は、従来のスピンバルブ型巨大磁気抵
抗効果ヘッドの一例を磁気記録媒体に対向する面から見
たときの断面構造を示している。下部磁気シールド層６
７が形成され、該下部磁気シールド層６７の上に下部絶
縁ギャップ層６８が形成され、該下部絶縁ギャップ層６
８の上には、下地層６１と、反強磁性層６２と、該反強
磁性層６２に接していて一定方向に磁化方向が揃えられ
た固定磁性層６３と、自由磁性層６５と、該固定磁性層
６３と該自由磁性層６５を磁気的に分離する非磁性導電
層６４と、非磁性保護層６６とから構成される断面が台
形状の巨大磁気抵抗効果積層体Ｄ４が形成されている。
該巨大磁気抵抗効果積層体Ｄ４の側面傾斜部および前記
下部絶縁ギャップ層６８の上に、前記自由磁性層６５の
磁化方向を前記固定磁性層６３の磁化方向と直交する方
向に揃えるための磁区制御層６９と、前記巨大磁気抵抗
効果積層体Ｄ４に検出電流を供給し、磁気抵抗変化を検
出するための導電層７０とが形成され、前記巨大磁気抵
抗効果積層体Ｄ４上及び該導電層７０の上に、上部絶縁
ギャップ層７１と、上部磁気シールド層７２とが形成さ
れる。ここで、前記磁区制御層６９と前記導電層７０は
ともに積層構造であってもよい。

【０００６】このようなスピンバルブ型巨大磁気抵抗効
果ヘッドは、前記自由磁性層６５に対して充分な磁区制
御磁界を与えることによって前記自由磁性層６５の磁化
方向を安定にし、バルクハウゼンノイズの発生を防止し
て再生出力波形の不安定性を抑制するものである。バル
クハウゼンノイズを低減し、再生出力波形の不安定性を
抑制する方法として、例えば特開２０００−２２５４２
４号公報では自由磁性層の膜厚方向に、自由磁性層の膜
厚よりも大きな膜厚を有するハードバイアス層の平坦部
を同じ階層位置に配置することによって再生出力波形の
不安定性を抑制する方法が提示されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術によって得
られる磁気抵抗効果ヘッドは、磁気抵抗効果積層体の両
端に緩やかな傾斜面をもち、しばしばセンサ端部傾斜角
度は４５°以下の鈍角になる。このことは、図４に示す
磁気抵抗効果積層体８０のエッチング過程の結果によっ
て説明することができる。磁気抵抗効果多層膜の上に、
有機膜８１と紫外域の光あるいは電子線に感光する性質
を有するレジスト８２とで所望のマスクパターンＭ２を
形成する。該磁気抵抗効果多層膜のうち該マスクパター
ンＭ２で遮へいされていない部分をエッチングすること
によって、前記磁気抵抗効果積層体８０が形成される。
このとき、前記磁気抵抗効果多層膜に対して垂直な方向
からエッチングを実施した場合でも、イオンビームには
必ずビーム分散が存在するため前記磁気抵抗効果積層体
８０の端部の形状は、前記レジスト８２の上端部及び下
端部で決定される。これにより、前記磁気抵抗効果積層
体８０の端部には裾引き８５をもつ緩やかな傾斜面が形
成される。その結果、次に述べるような多くの欠点が生
じる。磁気記録媒体上の磁気的な「トラック幅」から得
られる再生出力プロファイルに裾引きが生じるため、隣
接する磁気的トラックの情報も読み出し、読み取りエラ
ーを生じさせる虞がある（オフトラックエラー）。ま
た、再生出力プロファイルの裾引きによって、磁気的ト
ラック幅に合致した、磁気抵抗効果ヘッドのセンサ幅を
正確に規定出来ない虞が生じる。さらに、固定磁性層の
磁化方向に直交した磁化方向を有する自由磁性層のセン
サ端部において、磁区構造が複雑になり自由磁性層の単
磁区化が妨げられ、バルクハウゼンノイズ、間欠的に発
生するランダムノイズ及び再生出力波形の不安定性を生
じる虞がある。

【０００８】以上の点から、磁気抵抗効果積層体両端の
該センサ端部傾斜角度はより急峻な鋭角であるほうが望
ましい。ここで、前記センサ端部傾斜角度とは、自由磁
性層の膜厚方向の中線と磁気抵抗効果積層体の端部傾斜
面との交点における、該傾斜面の接線と該中線との成す
鋭角のことである。

【０００９】センサ端部傾斜角度を急峻な鋭角に形成す
る方法として、オーバーミリング法などが知られてい
る。図１０は、オーバーミリング量とセンサ端部傾斜角
度との関係を実験的に求めた図である。オーバーミリン
グ量の増加にともなって、センサ端部傾斜角度が単調に
増加し、センサ端部傾斜角度を急峻な鋭角に形成する方
法としてオーバーミリング法が有効であることがわかる
が、センサ端部傾斜角度を６０°以上の急峻な鋭角にす
るためには、前記磁気抵抗効果積層体に接して配置され
ている下部絶縁ギャップ層の平坦部において、少なくと
も１５ｎｍの掘り込みが必要である。

【００１０】この方法は、前記下部磁気シールド層６７
の平坦部と前記磁区制御層６９の平坦部に挟まれた前記
下部絶縁ギャップ層６８における残膜厚を減少させ、前
記下部絶縁ギャップ層６８と前記磁区制御層６９及び前
記導電層７０との間に短絡を生じ、電気的信頼性を著し
く低下させる。この短絡は、前記下部絶縁ギャップ層６
８の膜厚をより厚くすることによって回避出来るが、前
記下部絶縁ギャップ層６８の膜厚の増加は、読み取りギ
ャップ長７３の増加を招き、ビット分解能を劣化させ
る。すなわち、オーバーミリング法によって前記センサ
端部傾斜角度を鋭角に形成する試みは、同時に電気的信
頼性の著しい低下及びビット分解能の劣化をもたらす。
このオーバーミリング法とは、磁気抵抗効果多層膜に接
して配置されている下部の層を掘り込む製造方法であ
り、該下部の層の平坦部の掘り込み量をオーバーミリン
グ量あるいはオーバーエッチング量と呼ぶ。

【００１１】前記センサ端部傾斜角度を急峻な鋭角に形
成し、且つ狭い読み取りギャップ長においても電気的信
頼性が充分確保できる方法として、例えば特開２０００
−３４０８６０号公報では、オーバーミリング法によっ
て前記センサ端部傾斜角度を鋭角にし、前記下部絶縁ギ
ャップ層６８の一部又は全部を低いミリング速度の材料
に置き換えることによって電気的信頼性を確保する方法
を提案している。しかしながら、この方法でもオーバー
ミリングに要する時間を低減出来ないので、結局電気的
信頼性を著しく低下させる虞がある。

【００１２】故に、これらの方法だけでは、バルクハウ
ゼンノイズ、間欠的に発生するランダムノイズ及び再生
出力波形の不安定性を抑制し、且つ電気的信頼性を充分
確保した狭い読み取りギャップ長の巨大磁気抵抗効果ヘ
ッドを提供することはできない。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも、
下部磁気シールド層と、磁気抵抗効果積層体と、上部磁
気シールド層と、自由磁性層の磁化方向を固定磁性層の
磁化方向と直交する方向に揃えるための磁区制御層とか
ら構成される磁気抵抗効果ヘッドに関して、センサ端部
傾斜角度が６０°以上の鋭角であり、且つ該磁気抵抗効
果積層体に接して配置されている下部の層への掘り込み
量が、該下部の層の平坦部において０ナノメートルから
２ナノメートルの範囲であることを特徴とする。

【００１４】本発明において、前記磁気抵抗効果積層体
は、シングルスピンバルブ型あるいはデュアルスピンバ
ルブ型どちらでもよく、前記固定磁性層、前記自由磁性
層、前記磁区制御層及び前記導電層はいずれも多層膜構
造であっても良い。

【００１５】図５は、本発明における磁気抵抗効果ヘッ
ドの製造方法の一部を示すものであり、磁気抵抗効果積
層体９０のイオンビームエッチング過程の結果を示す。
両端部にレジスト側面傾斜角度８７が設けられたレジス
ト８６から構成されるマスクパターンＭ３によって、該
磁気抵抗効果積層体９０のセンサ端部には急峻な傾斜面
が形成され、裾引き８９は前記裾引き８５よりも大幅に
減少する。これにより、センサ端部傾斜角度８８は６０
°以上の急峻な鋭角となる。また本発明によれば、前記
下部の層における平坦部には、イオンビームエッチング
過程におけるエッチング速度のばらつきに起因した０ナ
ノメートルから２ナノメートルの範囲の掘り込みが加わ
るのみであり、電気的信頼性を充分確保しつつ、狭い読
み取りギャップ長の磁気抵抗効果ヘッドを実現できる。

【００１６】このような６０°以上の急峻な鋭角である
センサ端部傾斜角度を有する磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、信号の読み取り特性及びノイズ特性などの電磁変換
特性がより優れたものとなる。このような磁気抵抗効果
ヘッドの、磁気記録媒体上の磁気的な「トラック幅」か
ら得られる再生出力プロファイルにおいて裾引きが抑制
されるため、隣接する磁気的トラックからの情報も読み
取ってしまうオフトラックエラーを解消できる。また、
磁気的トラック幅に合致したセンサ幅を正確に規定でき
る。さらに、磁気抵抗効果センサにおける自由磁性層の
両端部における磁区構造を単磁区化できるため、バルク
ハウゼンノイズ、間欠的に発生するランダムノイズ、再
生出力波形の不安定性を抑制できる。さらには、このよ
うな前記下部の層への掘り込み量が、前記下部の層の平
坦部において０ナノメートルから２ナノメートルの範囲
である磁気抵抗効果ヘッドにおいて、下部絶縁ギャップ
層と磁区制御層及び導電層との間の短絡を解消し電気的
信頼性を充分確保できるため、下部絶縁ギャップ層の初
期膜厚を低減できるので読み取りギャップ長を狭く形成
できる。すなわち、本発明の磁気抵抗効果ヘッドは、信
号ノイズが抑制され、再生出力波形が安定で、且つ狭い
読み取りギャップ長により、読み取り分解能が向上した
優れた電磁変換特性を有する。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気抵抗効果
ヘッドの実施形態を、図面に基づいて説明する。 [第１の実施形態]図７は、センサ端部傾斜角度と、巨大
磁気抵抗効果センサの端部に印加されるセンサ端部磁界
との関係を示す図である。我々の磁界計算によれば、シ
ングルスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、自由磁性層の両端部における磁区構造を単磁区化
し、バルクハウゼンノイズ、間欠的に発生するランダム
ノイズ及び再生出力波形の不安定性を抑制するために
は、少なくとも９５．５キロアンペア／メートル（１２
００エルステッド）のセンサ端部磁界が必要である。し
たがって、図７よりセンサ端部傾斜角度が少なくとも６
０°の鋭角であれば、信号ノイズを解消でき、再生出力
波形の安定性を充分確保できる。

【００１８】図１は、本発明によるセンサ端部傾斜角度
θＬ及びθＲが６０°以上の急峻な鋭角であり、且つ下
部絶縁ギャップ層８への掘り込み量が、該下部絶縁ギャ
ップ層８の平坦部において０ナノメートルから２ナノメ
ートルの範囲であるシングルスピンバルブ型巨大磁気抵
抗効果ヘッドの実施例で、磁気記録媒体に対向する面か
ら見たときの断面構造を示している。下部磁気シールド
層７が形成され、該下部磁気シールド層７の上に下部絶
縁ギャップ層８が形成され、該下部絶縁ギャップ層８の
上には、下地層１と、反強磁性層２と、該反強磁性層２
に接していて一定方向に磁化方向が揃えられた固定磁性
層３と、自由磁性層５と、該固定磁性層３と該自由磁性
層５を磁気的に分離する非磁性導電層４と、非磁性保護
層６とから構成される巨大磁気抵抗効果積層体Ｄ１が形
成され、該磁気抵抗効果積層体Ｄ１の側面傾斜部および
前記下部絶縁ギャップ層８の上に、前記自由磁性層５の
磁化方向を前記固定磁性層３の磁化方向と直交する方向
に揃えるための磁区制御層９と、該巨大磁気抵抗効果積
層体Ｄ１に検出電流を供給し磁気抵抗変化を検出するた
めの導電層１０とが形成され、前記巨大磁気抵抗効果積
層体Ｄ１上及び該導電層１０の上に、上部絶縁ギャップ
層１１と、上部磁気シールド層１２とが形成される。こ
のとき、イオンビームエッチング法において、我々の実
験では５％程度のエッチング速度のばらつきが生じるた
め、前記下部絶縁ギャップ層８の平坦部には０ナノメー
トルから２ナノメートルの範囲の掘り込みが加わる。前
記下部絶縁ギャップ層８には高高２ｎｍの追加のエッチ
ングが加わる。ここで、前記固定磁性層３、前記自由磁
性層５、前記磁区制御層９及び前記導電層１０はいずれ
も多層膜構造であっても良い。

【００１９】図３は、本発明による磁気抵抗効果ヘッド
の製造方法を示す。

【００２０】はじめに、（ステップ１）において、磁気
抵抗効果多層膜４１の上に、０．０５マイクロメートル
の膜厚の有機膜４２と０．３マイクロメートルの膜厚で
紫外域の光あるいは電子線に感光する性質を有しレジス
ト４３とで所望のマスクパターンＭ１を形成する。この
とき、該マスクパターンＭ１が形成されると同時に、該
レジスト４３の両端部にはレジスト側面傾斜角度φの傾
斜面が設けられる。つぎに、（ステップ２）において、
前記磁気抵抗効果多層膜４１のうち該マスクパターンＭ
１で遮へいされていない部分をイオンビームエッチング
法などによってエッチングし、磁気抵抗効果積層体Ｄ３
に成形する。このとき、該イオンビームエッチング法に
おいて、我々の実験では５％程度のエッチング速度のば
らつきが生じるため、下部絶縁ギャップ層４０には該下
部絶縁ギャップ層４０の平坦部において、０ナノメート
ルから２ナノメートルの範囲の掘り込みが加わる。つぎ
に、（ステップ３）において、イオンビームデポジッシ
ョン法などによって磁区制御層及び導電層を連続成膜す
る。さらに、（ステップ４）において、前記マスクパタ
ーンＭ１を、レジスト剥離液などをもちいてリフトオフ
し、所望の磁気抵抗効果センサを得、その後種々の製造
工程を経て、磁気抵抗効果ヘッドが実現される。

【００２１】本発明の製造方法の特徴は、（ステップ
１）において両端部に前記レジスト側面傾斜角度φの傾
斜面が設けられた前記レジスト４３から構成される前記
マスクパターンＭ１をもちいることであり、該レジスト
側面傾斜角度φは前記レジスト４３を構成する基底樹
脂、酸発生剤などの材料組成変更及び染料の添加によっ
て実現することができる。これにより、（ステップ２）
におけるイオンビームエッチング後の前記磁気抵抗効果
積層体Ｄ３のセンサ端部傾斜角度は、前記下部絶縁ギャ
ップ層の平坦部における掘り込みが軽微でも急峻な鋭角
となる。さらには、前記下部絶縁ギャップ層への掘り込
みが軽微であるため、電気的信頼性を充分確保しつつ前
記下部絶縁ギャップ層８の初期膜厚を薄くできるので、
狭い読み取りギャップ長を有する磁気抵抗効果ヘッドを
提供できる。

【００２２】図８は、図５におけるレジスト側面傾斜角
度８７とセンサ端部傾斜角度８８との関係を実験的に明
らかにした結果である。レジスト側面傾斜角度の増加に
ともなって、センサ端部傾斜角度も単調に増加する。こ
れは、図５に示す前記レジスト８６に前記レジスト側面
傾斜角度８７を設けたことにより、前記マスクパターン
Ｍ３の外側のエッチングポイントが、前記マスクパター
ンＭ３側により近づくからであり、前記裾引き８９が減
少し急峻なセンサ端部傾斜角度が実現される。さらに、
図８から前記レジスト側面傾斜角度８７が２°以上であ
れば前記センサ端部傾斜角度８８は６０°を充分に超え
ることがわかる。

【００２３】発明者等の実験では、イオンビームエッチ
ングにおけるイオンビーム分散角が５°であったので、
前記レジスト側面傾斜角度８７が５°以上の場合には前
記センサ端部傾斜角度８８は変化せず一定の急峻な鋭角
となる。一般にイオンビーム分散角は１０°程度まで広
がる場合があるので、レジスト側面傾斜角度は１０°以
下にすることが望ましい。一方、前記レジスト側面傾斜
角度８７がより大きな角度になると、前記マスクパター
ンＭ３自身の寸法幅を正確に規定できなくなる虞があ
る。以上から、前記レジスト側面傾斜角度８７は、１．
５°から１０°の範囲であることが好ましい。

【００２４】つぎに、前記下部磁気シールド層７の平坦
部と前記磁区制御層９の平坦部とに挟まれた、前記下部
絶縁ギャップ層８の残膜厚と絶縁耐圧歩留の関係を図９
で実験的に明らかにした。図９に示す実験結果から、前
記下部絶縁ギャップ層８の残膜厚が１２ｎｍ以上あれば
６０％以上の絶縁耐圧歩留を確保できることがわかる。
すなわち、前記下部絶縁ギャップ層８の初期膜厚は１４
ｎｍ以上であれば６０％以上の絶縁耐圧歩留を確保でき
る。

【００２５】以上の実施例から、発明者等は、センサ端
部傾斜角度が７０°であることによりバルクハウゼンノ
イズ、間欠的に発生するランダムノイズを充分抑制し、
再生出力波形の安定した、読み取りギャップ長が７０ｎ
ｍである優れた電磁変換特性と、充分な電気的信頼性を
兼ね備えたシングルスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果ヘ
ッドを実現した。 [第２の実施形態]図２は、本発明による第２の実施形態
であり、スピンバルブ型巨大磁気抵抗効果ヘッドを磁気
記録媒体に対向する面から見たときの断面構造を示して
いる。このスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果ヘッドは、
第２の反強磁性層と、第２の固定磁性層と、第２の非磁
性導電層とが備わった、いわゆるデュアルスピンバルブ
型であり、第１の実施形態に記載の製造方法によってシ
ングルスピンバルブ型と同様、センサ端部傾斜角度３７
及び３８が６０°以上の急峻な鋭角であり、且つ下部絶
縁ギャップ層３１への掘り込み量が、該下部絶縁ギャッ
プ層３１の平坦部において０ナノメートルから２ナノメ
ートルの範囲である断面構造となる。デュアルスピンバ
ルブ型における巨大磁気抵抗効果多層膜の総膜厚は、シ
ングルスピンバルブ型のそれよりも厚くなるため、セン
サ端部傾斜角度はより一層急峻な鋭角になる。 [第３の実施形態]本実施形態は、第１の実施形態におけ
る巨大磁気抵抗効果積層体Ｄ１あるいは第２の実施形態
における巨大磁気抵抗効果積層体Ｄ２において、該巨大
磁気抵抗効果積層体に検出電流を供給し磁気抵抗変化を
検出するための導電層が、前記巨大磁気抵抗効果積層体
の上部及び下部に接して配置されていることにより、検
出電流を縦方向に供給することを特徴とする。この構造
は、ＣＰＰ（Current Perpendicular to Plane）方式と
よばれものである。縦方向に検出電流が供給されること
により、スピン電子が巨大磁気抵抗効果多層膜の界面を
通過する確率が高くなりスピン依存散乱確率が高くなる
ため、より大きな信号再生出力が期待できる。第１の実
施形態に記載の製造方法によって、センサ端部傾斜角度
が６０°以上の急峻な鋭角であり、且つ前記巨大磁気抵
抗効果積層体に接して配置されている下部の層への掘り
込み量が、該下部の層の平坦部において０ナノメートル
から２ナノメートルの範囲である断面構造となる。この
ため、前記巨大磁気抵抗効果積層体の両端部への磁区制
御層の位置を安定化させることにより、ノイズの少ない
磁気抵抗効果ヘッドを提供できる。 [第４の実施形態]本実施形態は、磁気抵抗効果積層体に
おける非磁性導電層を極薄絶縁膜で置き換えた構造であ
り、いわゆるトンネル磁気抵抗効果多層膜によって構成
された磁気抵抗効果ヘッドに関するものである。トンネ
ル電流によるスピン依存散乱を利用するため、より大き
な信号再生出力を得ることができる。第１の実施形態に
記載の製造方法によって、センサ端部傾斜角度が６０°
以上の急峻な鋭角であり、且つトンネル磁気抵抗効果積
層体に接して配置されている下部の層への掘り込み量
が、該下部の層の平坦部において０ナノメートルから２
ナノメートルの範囲である断面構造となる。

【００２６】

【発明の効果】バルクハウゼンノイズ、間欠的に発生す
るランダムノイズ及び再生出力波形の不安定性を抑制
し、且つ電気的信頼性を充分確保した狭い読み取りギャ
ップ長の磁気抵抗効果ヘッドを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るシングルスピンバルブ型巨大磁気
抵抗効果ヘッドの実施形態において、磁気記録媒体と対
向する面から見たときの断面構造である。

【図２】本発明に係るデュアルスピンバルブ型巨大磁気
抵抗効果ヘッドの実施形態において、磁気記録媒体と対
向する面から見たときの断面構造である。

【図３】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造工程に
おける、好適な実施形態を示す断面図である。

【図４】従来の磁気抵抗効果ヘッドの製造工程におい
て、マスクパターンをもちいて巨大磁気抵抗効果積層体
に成形する工程を示す断面図である。

【図５】本発明に係る磁気抵抗効果ヘッドの製造工程に
おいて、マスクパターンをもちいて磁気抵抗効果積層体
に成形する工程を示す断面図である。

【図６】従来のスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果ヘッド
において、磁気記録媒体と対向する面から見たときの断
面構造である。

【図７】本発明の実施形態において、センサ端部傾斜角
度とセンサ端部磁界との関係を磁界計算によって求めた
図である。

【図８】本発明の実施形態において、前記レジスト側面
傾斜角度と前記センサ端部傾斜角度との関係を示す図で
ある。

【図９】本発明の実施形態において、前記下部絶縁ギャ
ップ層の残膜厚と絶縁耐圧歩留との関係を示す図であ
る。

【図１０】従来の製造方法であるオーバーミリング法に
おいて、オーバーミリング量とセンサ端部傾斜角度との
関係を実験的に求めた図である。

【符号の説明】

Ｄ１、Ｄ４…シングルスピンバルブ型巨大磁気抵抗効果
積層体。Ｄ２…デュアルスピンバルブ型巨大磁気抵抗効
果積層体。Ｄ３、８０、９０…磁気抵抗効果積層体。Ｍ
１、Ｍ２、Ｍ３…マスクパターン。１、２１、６１…下
地層。２、２２、２８、６２…反強磁性層。３、２３、
２７、６３…固定磁性層。４、２４、２６、６４…非磁
性導電層。５、２５、６５…自由磁性層。６、２９、６
６…非磁性保護層。７、３０、６７…下部磁気シールド
層。８、３１、６８、４０…下部絶縁ギャップ層。９、
３２、６９…磁区制御層。１０、３３、７０…導電層。
４４…磁区制御層及び導電層。１１、３４、７１…上部
絶縁ギャップ層。１２、３５、７２…上部磁気シールド
層。４２、８１…有機膜。４３、８２、８６…レジスト
膜。４１…巨大磁気抵抗効果多層膜。８３…エッチング
工程におけるビーム分散角。８５、８９…曲線テーパー
部分の幅。θＬ、θＲ、３７、３８、７４、７５、８
４、８８…センサ端部傾斜角度。φ、８７…鉛直方向か
ら測定したレジスト側面傾斜角度。Ｇｓ、３６、７３…
読み取りギャップ長。ＯＭ…オーバーミリング量。ＯＥ
…オーバーエッチング量。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小島 修一 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージ事業部内 (72)発明者 田中 温子 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージ事業部内 (72)発明者 森尻 誠 神奈川県小田原市国府津2880番地 株式会 社日立製作所ストレージ事業部内 Ｆターム(参考） 2G017 AA01 AD55 AD65 5D034 BA03 BA04 BA05 BA11 CA04 CA05 CA06 CA08 DA07

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも下地層と、反強磁性層と、該反
   強磁性層に接していて一定方向に磁化方向が揃えられた
   固定磁性層と、自由磁性層と、該固定磁性層と該自由磁
   性層を磁気的に分離する非磁性導電層と、非磁性保護層
   とから構成される磁気抵抗効果積層体と、該磁気抵抗効
   果積層体の下に形成された下部磁気シールド層及び絶縁
   ギャップ層と、該磁気抵抗効果積層体の上に形成された
   上部絶縁ギャップ層及び磁気シールド層と、前記自由磁
   性層の磁化方向を前記固定磁性層の磁化方向と直交する
   方向に揃えるための磁区制御層とを有する磁気抵抗効果
   ヘッドであって、前記自由磁性層の膜厚方向の中線と前
   記磁気抵抗効果積層体の端部傾斜面との交点における、
   該端部傾斜面の接線と該中線との成す角度が６０°以上
   であり、且つ該磁気抵抗効果積層体に接する下部の層へ
   の掘り込み量が、該下部の層の平坦部において０ナノメ
   ートルから２ナノメートルの範囲であることを特徴とす
   る磁気抵抗効果ヘッド。
2. 【請求項２】前記磁気抵抗効果積層体に検出電流を供給
   し磁気抵抗変化を検出するための導電層が、前記磁気抵
   抗効果積層体の上部及び下部に接して配置されているこ
   とを特徴とする請求項１記載の磁気抵抗効果ヘッド。
3. 【請求項３】少なくとも下地層と、反強磁性層と、該反
   強磁性層に接していて一定方向に磁化方向が揃えられた
   固定磁性層と、自由磁性層と、該固定磁性層と該自由磁
   性層を磁気的に分離する非磁性導電層と、第２の反強磁
   性層と、該第２の反強磁性層に接していて一定方向に磁
   化方向が揃えられた第２の固定磁性層と、第２の自由磁
   性層と、該第２の固定磁性層と該第２の自由磁性層を磁
   気的に分離する第２の非磁性導電層と、非磁性保護層と
   から構成されるデュアルスピンバルブ型磁気抵抗効果積
   層体と、前記自由磁性層及び第２の自由磁性層の磁化方
   向を前記固定磁性層及び第２の固定磁性層の磁化方向と
   直交する方向に揃えるための磁区制御層とを有するデュ
   アルスピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッドであって、前記
   自由磁性層及び第２の自由磁性層の膜厚方向の中線と前
   記デュアルスピンバルブ型磁気抵抗効果積層体の端部傾
   斜面との交点における、該端部傾斜面の接線と該中線と
   の成す角度が６０°以上であり、且つ該デュアルスピン
   バルブ型磁気抵抗効果積層体に接する下部の層への掘り
   込み量が、該下部の層の平坦部において０ナノメートル
   から２ナノメートルの範囲であることを特徴とするデュ
   アルスピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッド。
4. 【請求項４】前記デュアルスピンバルブ型磁気抵抗効果
   積層体に検出電流を供給し磁気抵抗変化を検出するため
   の導電層が、前記デュアルスピンバルブ型磁気抵抗効果
   積層体の上部及び下部に接して配置されていることを特
   徴とする請求項３記載のデュアルスピンバルブ型磁気抵
   抗効果ヘッド。
5. 【請求項５】少なくとも下地層と、反強磁性層と、該反
   強磁性層に接していて一定方向に磁化方向が揃えられた
   固定磁性層と、自由磁性層と、該固定磁性層と該自由磁
   性層を磁気的に分離する非磁性導電層と、非磁性保護層
   とから構成される磁気抵抗効果積層体の上に、０．０１
   マイクロメートルから０．０５マイクロメートルの範囲
   内の膜厚を有する有機膜と、０．１マイクロメートルか
   ら０．３マイクロメートルの範囲内の膜厚を有し、磁気
   記録媒体に対向する面における断面形状の下端部の角度
   が８０°から８８．５°の範囲にあるレジストが積層さ
   れて構成されるマスクパターンを形成し、該マスクパタ
   ーンで遮蔽されていない部分をイオンビームエッチング
   にてエッチングすることにより前記磁気抵抗効果積層体
   をパターニングすることを特徴とする磁気抵抗効果ヘッ
   ドの製造方法。
6. 【請求項６】少なくとも下地層と、反強磁性層と、該反
   強磁性層に接していて一定方向に磁化方向が揃えられた
   固定磁性層と、自由磁性層と、該固定磁性層と該自由磁
   性層を磁気的に分離する非磁性導電層と、第２の反強磁
   性層と、該第２の反強磁性層に接していて一定方向に磁
   化方向が揃えられた第２の固定磁性層と、第２の自由磁
   性層と、該第２の固定磁性層と該第２の自由磁性層を磁
   気的に分離する第２の非磁性導電層と、非磁性保護層と
   から構成されるデュアルスピンバルブ型磁気抵抗効果積
   層体の上に、０．０１マイクロメートルから０．０５マ
   イクロメートルの範囲内の膜厚を有する有機膜と、０．
   １マイクロメートルから０．３マイクロメートルの範囲
   内の膜厚を有し、磁気記録媒体に対向する面における断
   面形状の下端部の角度が８０°から８８．５°の範囲に
   あるレジストが積層されて構成されるマスクパターンを
   形成し、該マスクパターンで遮蔽されていない部分をイ
   オンビームエッチングにてエッチングすることにより前
   記デュアルスピンバルブ型磁気抵抗効果積層体をパター
   ニングすることを特徴とするデュアルスピンバルブ型磁
   気抵抗効果ヘッドの製造方法。
7. 【請求項７】前記レジストが、波長が３６５ｎｍである
   光に対して感光する性質を有することを特徴とする請求
   項５又は６記載の製造方法。
8. 【請求項８】前記レジストが、波長が２４８ｎｍである
   光に対して感光する性質を有することを特徴とする請求
   項５又は６記載の製造方法。
9. 【請求項９】前記レジストが、波長が１９３ｎｍである
   光に対して感光する性質を有することを特徴とする請求
   項５または６記載の製造方法。
10. 【請求項１０】前記レジストが、電子線に対して感光す
    る性質を有することを特徴とする請求項５又は６記載の
    製造方法。