JP2008107323A - 磁性膜センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】磁性膜センサは、磁気歪を発生する磁性膜を有し、磁性膜に磁気歪を発生させる磁気歪構造を有している。磁気歪構造は、例えば磁性膜を湾曲させて磁気歪を発生させるように構成されている。また、磁気歪構造は、例えば表面に凹部が形成された凹部付絶縁層を設け、その凹部を跨ぐようにして磁性膜を形成することによって得られる。
【選択図】図1
Description
(1)絶縁層の表面に凹部を形成して凹部付絶縁層を形成する工程と、
(2)凹部を埋めるフォトレジストを塗布したのち、凹部を跨ぐようにして凹部付絶縁層の表面に磁性膜を形成する工程と、
(3)リフトオフを行い、凹部に埋め込まれているフォトレジストを除去する工程。
(4)絶縁層の表面に凹部を形成して凹部付絶縁層を形成する工程と、
(5)絶縁層の表面に凹部を埋めるフォトレジストを塗布したのち凹部付絶縁層の表面に絶縁材からなる被膜を形成する工程と、
(6)被膜が形成された凹部付絶縁層の表面をCMPで研磨する工程と、
(7)CMPで研磨された凹部付絶縁層の表面に凹部を跨ぐようにして磁性膜を形成する工程と、
(8)リフトオフを行い、凹部に埋め込まれているフォトレジストを除去する工程。
(磁性膜センサの構造)
まず、図1および図2を参照して本発明の第1の実施の形態に係る磁性膜センサ100の構造について説明する。ここで、図1は本発明の第1の実施の形態に係る磁性膜センサ100を示し、(A)は磁性膜センサ100の要部を示す平面図、(B)は(A)におけるB−B線断面図である。図2は磁性膜センサ100の図1における断面の方向からみた斜視図である。なお、図示の都合上、図1(A)では後述する絶縁層1が省略され、図2では電極6,7が省略されている。
センサ膜10は、幅方向の長さ(トラック幅)W1、幅方向と交差する方向(奥行き方向といい、奥行き方向のうちの図1(B)の断面に向かう方向を「Y方向」という)の長さ(奥行き)がW2の矩形状に成形された薄膜である。本実施の形態では、トラック幅W1は約100nmに設定され、奥行きW2はトラック幅W1よりも小さく(W1>W2)設定されている。
続いて、磁性膜センサ100の動作内容について、主にセンサ膜10の動作内容を中心に説明する。
上記のほか、GMR膜8に垂直バイアス磁界H1を加える場合、図6(B)に示すように、永久磁石バイアス層11の代わりに、軟磁性隣接層(Soft Adjacent Layer:SAL)と呼ばれる軟磁性層19を形成してセンサ膜20としてもよい。
図11は別の磁性膜センサを模式的に示す斜視図で、(A)は磁性膜センサ101を示す斜視図、(B)は磁性膜センサ102を示す斜視図である。
次に、上述の図1(A),(B)とともに、図12〜図15を参照して、上述の構造を有する磁性膜センサ100の製造方法について説明する。
(磁性膜センサ103の構造)
次に、図16を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る磁性膜センサ103の構造について説明する。ここで、図16は本発明の第2の実施の形態に係る磁性膜センサ103を示し、(A)は磁性膜センサ103の要部を示す平面図、(B)は(A)におけるB−B線断面図である。なお、図示の都合上、図16(A)では絶縁層1および後述する被膜41が省略されている。
次に、上述の図16(A),(B)とともに、図17〜図23を参照して、上述の構造を有する磁性膜センサ103の製造方法について説明する。
図24は別の磁性膜センサ104を模式的に示し、(A)は磁性膜センサ104の要部を示す平面図、(B)は(A)におけるB−B線断面図である。また、(C)は別の磁性膜センサ105における(B)同様の断面図である。
(磁性膜センサ106の構造)
次に、図25、図26を参照して、本発明の第3の実施の形態に係る磁性膜センサ106の構造について説明する。ここで、図25は本発明の第3の実施の形態に係る磁性膜センサ106を示す図1(B)同様の断面図である。また、図26は磁性膜センサ106のフォトレジスト31が膨張したときを示す図1(B)同様の断面図である。この磁性膜センサ106は、磁性膜センサ100、103などと異なり、温度を検出する温度センサである。
磁性膜センサ106は、磁性膜センサ103とほぼ同様の手順によって製造することができる。磁性膜センサ106は、図17〜図20までの工程を磁性膜センサ103と同様に実行する。ただし、磁性膜センサ103よりもキャビティ2の幅を大きくする。そして、図21に示すように、磁性膜センサ103と同様にして絶縁層1の表面にバッファ絶縁層3を形成し、さらに、センサ膜40を形成する。
(磁性膜センサ107の構造)
次に、図27〜図29を参照して、本発明の第4の実施の形態に係る磁性膜センサ107の構造について説明する。ここで、図27〜図29は本発明の第4の実施の形態に係る磁性膜センサ107を示す図1(B)同様の断面図である。この磁性膜センサ107も、磁性膜センサ106と同様に温度を検出する温度センサである。
磁性膜センサ107は、磁性膜センサ103とほぼ同様の手順によって製造することができる。磁性膜センサ107は、図17〜図20までの工程を磁性膜センサ103と同様に実行する。ただし、磁性膜センサ103よりもキャビティ2の幅を大きくする。そして、図30に示すように、絶縁層1の表面にバッファ絶縁層3を形成することなくバイメタル層50を形成し、その上に重ねてセンサ膜40を形成する。これ以降の工程を磁性膜センサ103と同様にして実行することによって、磁性膜センサ107が得られる。
(磁性膜センサ108の構造)
次に、図31を参照して、本発明の第5の実施の形態に係る磁性膜センサ108について説明する。ここで、図31は本発明の第5の実施の形態に係る磁性膜センサ108を示す図1(A)同様の平面図である。この磁性膜センサ108は圧力を検出する圧力センサである。
(磁性膜センサ109,110の構造)
次に、図32、33を参照して、本発明の第6の実施の形態に係る磁性膜センサ109,110について説明する。ここで、図32は本発明の第6の実施の形態に係る磁性膜センサ109を示す図1(B)同様の断面図、図33は磁性膜センサ110を示す図1(B)同様の断面図である。この磁性膜センサ109,110は圧力を検出する圧力センサである。
Claims (23)
- 磁気歪を発生するスピンバルブ膜を有し、該スピンバルブ膜に前記磁気歪を発生させる磁気歪構造を有する磁性膜センサ。
- 前記磁気歪構造は、前記スピンバルブ膜を湾曲させて前記磁気歪を発生させるように構成されている請求項1記載の磁性膜センサ。
- 前記スピンバルブ膜は、前記磁気歪に応じて抵抗値が変化するように構成されている請求項1または2記載の磁性膜センサ。
- 磁気歪を発生する磁性膜と、表面に凹部が形成された凹部付絶縁層とを有し、前記磁性膜が前記凹部を跨ぐようにして前記凹部付絶縁層に形成された構成を有する磁性膜センサ。
- 磁気歪を発生する磁性膜と、表面の少なくとも一部が前記磁性膜よりも柔軟な変形許容部となっているベース層とを有し、前記磁性膜が前記変形許容部を跨ぐようにして前記ベース層に形成された構成を有する磁性膜センサ。
- 前記凹部付絶縁層の表面上に前記凹部を跨ぐようにして形成されたバッファ絶縁層を更に有し、該バッファ絶縁層の上に前記磁性膜が形成されている請求項4記載の磁性膜センサ。
- 前記ベース層の表面上に前記変形許容部を跨ぐようにして形成されたバッファ絶縁層を更に有し、該バッファ絶縁層の上に前記磁性膜が形成されている請求項5記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜に対し、前記凹部を跨ぐ方向に沿った磁界を加えるための第1の永久磁石層および第2の永久磁石層を更に有し、該第1の永久磁石層および第2の永久磁石層は、前記磁性膜の前記凹部を跨ぐ方向の両側に配置されている請求項4または6記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜に対し、前記変形許容部を跨ぐ方向に沿った磁界を加えるための第1の永久磁石層および第2の永久磁石層を更に有し、該第1の永久磁石層および第2の永久磁石層は、前記磁性膜の前記変形許容部を跨ぐ方向の両側に配置されている請求項5または7記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜に通電するための第1の電極および第2の電極を更に有し、該第1の電極および第2の電極は、前記磁性膜の前記凹部を跨ぐ方向の両側に配置されている請求項4,6,8のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜に通電するための第1の電極および第2の電極を更に有し、該第1の電極および第2の電極は、前記磁性膜の前記変形許容部を跨ぐ方向の両側に配置されている請求項5,7,9のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜の前記凹部を跨ぐ方向のトラック幅が該トラック幅に交差する方向の奥行きよりも大きく形成されている請求項4,6,8,10のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜は、GMR膜、AMR膜、MR膜、TMR膜、CPP膜のいずれかと永久磁石からなる永久磁石層との間に絶縁層が挟み込まれた構成を有する請求項4,6,8,10,12のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜は、前記凹部を跨ぐ方向のトラック幅の変化に応じて磁化の向きが変わる自由磁化層と、磁化の向きが変わらない固定磁化層とを積層した構成を有する請求項4,6,8,10,12,13のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 前記磁性膜に対し、前記凹部を跨ぐ方向に沿った磁界を加えるための第1の永久磁石層および第2の永久磁石層を更に有し、
前記磁性膜は、GMR膜と、前記第1の永久磁石層および第2の永久磁石層によって加えられる磁界と交差する方向の磁界を前記GMR膜に加えるためのバイアス磁界層との間に絶縁層が挟み込まれた構成を有する請求項4,6,8,10,12,13のいずれか一項記載の磁性膜センサ。 - 前記磁性膜に対し、前記変形許容部を跨ぐ方向に沿った磁界を加えるための第1の永久磁石層および第2の永久磁石層を更に有し、
前記磁性膜は、GMR膜と、前記第1の永久磁石層および第2の永久磁石層によって加えられる磁界と交差する方向の磁界を前記GMR膜に加えるためのバイアス磁界層との間に絶縁層が挟み込まれた構成を有する請求項5,7,9,11のいずれか一項記載の磁性膜センサ。 - 前記第1の永久磁石層および第2の永久磁石層を接続する第3の永久磁石層と、前記第1、第2、第3の永久磁石層のいずれかの周囲を周回する薄膜コイルとを更に有する請求項8記載の磁性膜センサ。
- 前記凹部付絶縁層の表面上に前記凹部を跨ぐようにして形成されたバイメタルを更に有し、該バイメタルの上に前記磁性膜が形成されている請求項4,6,8,10,12,13のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 前記凹部にフォトレジストが埋め込まれた構成を有する請求項4,6,8,10,12,13のいずれか一項記載の磁性膜センサ。
- 磁気歪を発生する磁性膜と、表面に凹部が形成された凹部付絶縁層とを有する磁性膜センサの製造方法であって、
絶縁層の表面に凹部を形成して前記凹部付絶縁層を形成する工程と、
前記凹部を埋めるフォトレジストを塗布したのち、前記凹部を跨ぐようにして前記凹部付絶縁層の表面に前記磁性膜を形成する工程と、
リフトオフを行い、前記凹部に埋め込まれている前記フォトレジストを除去する工程とを有する磁性膜センサの製造方法。 - 磁気歪を発生する磁性膜と、表面に凹部が形成された凹部付絶縁層とを有する磁性膜センサの製造方法であって、
絶縁層の表面に凹部を形成して前記凹部付絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層の表面に前記凹部を埋めるフォトレジストを塗布したのち、前記凹部付絶縁層の表面に絶縁材からなる被膜を形成する工程と、
前記被膜が形成された前記凹部付絶縁層の表面をCMPで研磨する工程と、
前記CMPで研磨された前記凹部付絶縁層の表面に前記凹部を跨ぐようにして前記磁性膜を形成する工程と、
リフトオフを行い、前記凹部に埋め込まれている前記フォトレジストを除去する工程とを有する磁性膜センサの製造方法。 - 前記磁性膜を形成する工程と、前記フォトレジストを除去する工程との間に、磁性材からなる磁性層および導電材料からなる導電層を前記凹部付絶縁層の表面に形成する工程を更に有する請求項20記載の磁性膜センサの製造方法。
- 前記磁性膜を形成する工程において、前記凹部を埋めるフォトレジストを塗布したのち、前記凹部を跨ぐようにして前記凹部付絶縁層の表面にバッファ絶縁層を形成し、該バッファ絶縁層に接するようにして前記磁性膜を形成する請求項20記載の磁性膜センサの製造方法。
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