JP2008243289A

JP2008243289A - Magnetic detection element

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Publication number: JP2008243289A
Application number: JP2007082139A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Ishizone; 昌彦石曽根; Yasuo Hayakawa; 康男早川; Kenichi Tanaka; 健一田中
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2007-03-27
Filing date: 2007-03-27
Publication date: 2008-10-09

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic detection element especially for reducing head noises and stably keeping magnetic characteristics of a hard bias layer. <P>SOLUTION: This magnetic detection element is provided with an element part T1 for providing a magnetoresistive effect, and both-side parts 22 positioned on both sides of the element part T1 in a track width direction, and including a Ta substrate layer 24, an amorphous cutoff layer 25, an alignment control layer 26, and a hard bias layer 27 stacked sequentially from the bottom. Thus, a coercive force Hc of the hard bias layer 27 is increased. The both-side parts 22 has the laminate structure, so that head noises are reduced, and magnetic characteristics of the hard bias layer 27 are stably kept. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、特に、ヘッドノイズを低減し、且つ、ハードバイアス層の磁気的特性を安定に保つことが可能な磁気検出素子に関する。 In particular, the present invention relates to a magnetic detection element that can reduce head noise and can keep the magnetic characteristics of a hard bias layer stable.

例えば、トンネル型磁気検出素子のトンネル型磁気抵抗効果を発揮する素子部の両側には、ハードバイアス層が設けられている。 For example, hard bias layers are provided on both sides of the element portion that exhibits the tunnel magnetoresistive effect of the tunnel magnetic sensing element.

前記ハードバイアス層は、前記素子部を構成するフリー磁性層に対してバイアス磁界を与えるためのものであり、前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃに代表される磁気的特性を安定させるために、例えば、前記ハードバイアス層の下には下地層が設けられている。 The hard bias layer is for applying a bias magnetic field to the free magnetic layer constituting the element portion, and in order to stabilize the magnetic characteristics represented by the coercive force Hc of the hard bias layer, for example, A base layer is provided under the hard bias layer.

例えば下記の特許文献１に示すように、ハードバイアス層下には、下から順に、第１の下地層及び第２の磁性層が設けられている。前記第１の下地層は例えばＴａで形成される。
特開２００２−２５０１９号公報特開２００２−３２４３０７号公報特開２００５−３１０２６４号公報特開２００６−３２３９００号公報特開２００２−２３２０３７号公報特開２００３−６０２５７号公報 For example, as shown in Patent Document 1 below, a first underlayer and a second magnetic layer are provided below the hard bias layer in order from the bottom. The first underlayer is made of Ta, for example.
JP 2002-25019 A JP 2002-324307 A JP 2005-310264 A JP 2006-323900 A JP 2002-232037 A JP 2003-60257 A

しかしながら特許文献１に記載されたような下地構成である場合、前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃが低下することが後述する実験によりわかった。 However, it has been found by an experiment described later that the coercive force Hc of the hard bias layer is reduced in the case of the base structure described in Patent Document 1.

またハードバイアス層の磁気的特性の安定性とともに、ヘッドノイズを低減できる下地構成であることが好適であるが、各特許文献に記載された発明には、前記の課題を解決する下地構成は開示されていない。 In addition, it is preferable that the base configuration can reduce head noise as well as the stability of the magnetic characteristics of the hard bias layer. However, in the invention described in each patent document, a base configuration that solves the above-described problem is disclosed. It has not been.

そこで本発明は、上記従来の課題を解決するためのものであり、特に、ヘッドノイズを低減し、且つ、ハードバイアス層の磁気的特性を安定に保つことが可能な磁気検出素子を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention is to solve the above-described conventional problems, and in particular, to provide a magnetic detection element capable of reducing head noise and keeping the magnetic characteristics of the hard bias layer stable. It is an object.

本発明における磁気検出素子は、磁気抵抗効果を発揮する素子部と、前記素子部のトラック幅方向の両側に位置し、下からＴａ下地層、アモルファス遮断層、配向制御層、及びハードバイアス層の順に積層された両側部とを有することを特徴とするものである。 The magnetic sensing element according to the present invention is located on both sides of the element portion that exhibits the magnetoresistive effect and the track width direction of the element portion, and includes a Ta underlayer, an amorphous blocking layer, an orientation control layer, and a hard bias layer from below. It has the both side parts laminated | stacked in order.

本発明では、前記Ｔａ下地層と前記配向制御層との間に、アモルファス遮断層が設けられている。これにより前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃを増大させることができる。本発明における前記両側部の積層構造により、従来に比べて、ヘッドノイズを低減し、且つ、ハードバイアス層の磁気的特性を安定に保つことが可能である。 In the present invention, an amorphous blocking layer is provided between the Ta underlayer and the orientation control layer. Thereby, the coercive force Hc of the hard bias layer can be increased. According to the laminated structure of the both side portions in the present invention, head noise can be reduced and the magnetic characteristics of the hard bias layer can be kept stable as compared with the conventional structure.

本発明では、前記素子部のトラック幅方向の両側端面は、下方から上方に向けて徐々に前記素子部のトラック幅方向の幅寸法が小さくなる傾斜面で形成されており、前記アモルファス遮断層は、前記素子部のトラック幅方向の両側に広がるＴａ下地層の平坦面上から、前記Ｔａ下地層、前記配向制御層、及び前記ハードバイアス層とともに、前記素子部の傾斜面の上方にまで延出形成されていることが好ましい。 In the present invention, both end faces in the track width direction of the element portion are formed with inclined surfaces in which the width dimension in the track width direction of the element portion gradually decreases from below to above, and the amorphous blocking layer is , Extending from the flat surface of the Ta underlayer extending on both sides in the track width direction of the element portion to above the inclined surface of the element portion together with the Ta underlayer, the orientation control layer, and the hard bias layer. Preferably it is formed.

前記素子部の傾斜面の上方では、ハードバイアス層が先細り形状で形成されてしまうことにより、前記ハードバイアス層の磁気的特性を前記素子部の両側に広がる平坦領域上に比べて安定化しにくいと考えられる。一方、前記素子部の傾斜面の上方領域は、前記素子部に近接する部分であるため、前記上方領域に形成されるハードバイアス層の磁気的特性を出来る限り良好な状態に保つことが望ましい。そこで本発明のように前記アモルファス遮断層を前記素子部の両側の傾斜面の上方にまで前記Ｔａ下地層を介して延出形成することで、前記傾斜面の上方領域に位置する先細るハードバイアス層の磁気的特性を良好に保つことが可能になる。 If the hard bias layer is formed in a tapered shape above the inclined surface of the element portion, it is difficult to stabilize the magnetic characteristics of the hard bias layer compared to a flat region extending on both sides of the element portion. Conceivable. On the other hand, since the upper region of the inclined surface of the element portion is a portion close to the element portion, it is desirable to keep the magnetic characteristics of the hard bias layer formed in the upper region as good as possible. Accordingly, as in the present invention, the amorphous blocking layer is formed so as to extend above the inclined surfaces on both sides of the element portion through the Ta underlayer, thereby tapering hard bias located in the upper region of the inclined surface. It is possible to keep the magnetic properties of the layer good.

本発明では、前記アモルファス遮断層は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴａＯ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＢのうち少なくともいずれか１種により形成されることが好ましい。特に、前記アモルファス遮断層は、Ａｌ_２Ｏ_３で形成されることがより好ましい。これにより効果的に前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃを増大させることができる。 In the present invention, the amorphous blocking layer is preferably formed of at least one of Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , TaO, CoZrNb, and CoFeB. In particular, the amorphous blocking layer is more preferably formed of Al ₂ O ₃ . Thereby, the coercive force Hc of the hard bias layer can be effectively increased.

また本発明では、前記配向制御層は、ＣｒＴｉ、Ｃｒ、ＣｒＷ、ＴｉＷの少なくともいずれか１種により形成されることが好ましい。特に、前記配向制御層は、ＣｒＴｉで形成されることがより好ましい。 In the present invention, the orientation control layer is preferably formed of at least one of CrTi, Cr, CrW, and TiW. In particular, the orientation control layer is more preferably formed of CrTi.

また本発明では、前記ハードバイアス層は、ＣｏＰｔ、あるいはＣｏＰｔＸ（ただしＸは、Ｃｒ、Ｐｄのうち少なくともいずれか１種）により形成されることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the hard bias layer is made of CoPt or CoPtX (where X is at least one of Cr and Pd).

また本発明では、前記アモルファス遮断層の平均膜厚は、前記素子部のトラック幅方向の両側に広がる平坦領域上で５Å以上１５Å以下の範囲であることが好ましい。これにより、前記アモルファス遮断層を設けない従来例に比べて、効果的に前記ハードバイアス層の保磁力Ｈｃを増大させることが可能である。 In the present invention, it is preferable that an average film thickness of the amorphous blocking layer is in a range of 5 to 15 mm on a flat region extending on both sides of the element portion in the track width direction. Thereby, it is possible to effectively increase the coercive force Hc of the hard bias layer as compared with the conventional example in which the amorphous blocking layer is not provided.

本発明の磁気検出素子によれば、従来に比べて、ヘッドノイズを低減し、且つ、ハードバイアス層の磁気的特性を安定に保つことが可能である。 According to the magnetic detection element of the present invention, it is possible to reduce the head noise and keep the magnetic characteristics of the hard bias layer stable compared to the conventional case.

図１は本実施形態のトンネル型磁気検出素子（トンネル型磁気抵抗効果素子）を備えた薄膜磁気ヘッドを記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view of a thin film magnetic head provided with a tunnel type magnetic sensing element (tunnel type magnetoresistive effect element) of the present embodiment, cut from a plane parallel to a surface facing a recording medium.

トンネル型磁気検出素子は、ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなどの記録磁界をトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）に基づいて検出するものである。なお、図中においてＸ方向は、トラック幅方向、Ｙ方向は、磁気記録媒体からの洩れ磁界の方向（ハイト方向）、Ｚ方向は、ハードディスクなどの磁気記録媒体の移動方向及び前記トンネル型磁気検出素子の各層の積層方向、である。 The tunnel-type magnetic detection element is provided at the trailing end of a floating slider provided in a hard disk device, and detects a recording magnetic field of a hard disk or the like based on the tunnel-type magnetoresistance effect (TMR effect). is there. In the figure, the X direction is the track width direction, the Y direction is the direction of the leakage magnetic field from the magnetic recording medium (height direction), the Z direction is the moving direction of the magnetic recording medium such as a hard disk and the tunnel type magnetic detection. The stacking direction of each layer of the element.

図１の最も下に形成されているのは、例えばＮｉＦｅ合金で形成された下部シールド層２１である。前記下部シールド層２１上に素子部Ｔ１が形成されている。なお前記トンネル型磁気検出素子は、前記素子部Ｔ１と、前記素子部Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に形成された両側部２２とで構成される。 A lower shield layer 21 formed of, for example, a NiFe alloy is formed at the bottom of FIG. An element portion T1 is formed on the lower shield layer 21. The tunnel-type magnetic detection element includes the element portion T1 and both side portions 22 formed on both sides of the element portion T1 in the track width direction (X direction in the drawing).

前記素子部Ｔ１の最下層は、シード層１である。前記シード層１は、ＮｉＦｅＣｒまたはＣｒによって形成される。前記シード層１をＮｉＦｅＣｒによって形成すると、前記シード層１は、面心立方（ｆｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１１}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。また、前記シード層１をＣｒによって形成すると、前記シード層１は、体心立方（ｂｃｃ）構造を有し、膜面と平行な方向に{１１０}面として表される等価な結晶面が優先配向しているものになる。なお、前記シード層１の下に、Ｔａ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｍｏ，Ｗのうち１種または２種以上の元素などの非磁性材料で形成された下地層が設けられていてもよい。 The lowest layer of the element portion T1 is a seed layer 1. The seed layer 1 is made of NiFeCr or Cr. When the seed layer 1 is formed of NiFeCr, the seed layer 1 has a face-centered cubic (fcc) structure, and an equivalent crystal plane represented as a {111} plane is preferentially oriented in a direction parallel to the film surface. It will be what. In addition, when the seed layer 1 is formed of Cr, the seed layer 1 has a body-centered cubic (bcc) structure, and an equivalent crystal plane expressed as a {110} plane in a direction parallel to the film plane has priority. It will be oriented. Note that an underlayer formed of a nonmagnetic material such as one or more elements of Ta, Hf, Nb, Zr, Ti, Mo, and W may be provided under the seed layer 1. Good.

前記シード層１の上に形成された反強磁性層２は、元素α（ただしαは、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｉｒ，Ｒｈ，Ｒｕ，Ｏｓのうち１種または２種以上の元素である）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されることが好ましい。 The antiferromagnetic layer 2 formed on the seed layer 1 includes an element α (where α is one or more of Pt, Pd, Ir, Rh, Ru, and Os) and Mn. It is preferable to form with the antiferromagnetic material containing these.

これら白金族元素を用いたα−Ｍｎ合金は、耐食性に優れ、またブロッキング温度も高く、さらに交換結合磁界（Ｈｅｘ）を大きくできるなど反強磁性材料として優れた特性を有している。 These α-Mn alloys using platinum group elements have excellent properties as antiferromagnetic materials, such as excellent corrosion resistance, high blocking temperature, and an increased exchange coupling magnetic field (Hex).

また前記反強磁性層２は、元素αと元素α′（ただし元素α′は、Ｎｅ，Ａｒ，Ｋｒ，Ｘｅ，Ｂｅ，Ｂ，Ｃ，Ｎ，Ｍｇ，Ａｌ，Ｓｉ，Ｐ，Ｔｉ，Ｖ，Ｃｒ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｚｎ，Ｇａ，Ｇｅ，Ｚｒ，Ｎｂ，Ｍｏ，Ａｇ，Ｃｄ，Ｓｎ，Ｈｆ，Ｔａ，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）とＭｎとを含有する反強磁性材料で形成されてもよい。 The antiferromagnetic layer 2 includes an element α and an element α ′ (where the element α ′ is Ne, Ar, Kr, Xe, Be, B, C, N, Mg, Al, Si, P, Ti, V, One or two of Cr, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Zr, Nb, Mo, Ag, Cd, Sn, Hf, Ta, W, Re, Au, Pb, and rare earth elements It may be formed of an antiferromagnetic material containing the above elements) and Mn.

前記反強磁性層２上には固定磁性層３が形成されている。前記固定磁性層３は前記反強磁性層２との界面で生じる交換結合磁界（Ｈｅｘ）によりハイト方向（図示Ｙ方向）に磁化固定されている。 A pinned magnetic layer 3 is formed on the antiferromagnetic layer 2. The pinned magnetic layer 3 is pinned in the height direction (Y direction in the drawing) by an exchange coupling magnetic field (Hex) generated at the interface with the antiferromagnetic layer 2.

図１では前記固定磁性層３は、ＣｏＦｅ合金等の単層構造であるが、下から第１固定磁性層（例えばＣｏＦｅ合金）、非磁性中間層（例えばＲｕ）、第２固定磁性層（例えばＣｏＦｅ合金）の順に積層された積層フェリ構造であることが、前記固定磁性層３の磁化固定力を大きくでき好適である。 In FIG. 1, the pinned magnetic layer 3 has a single-layer structure such as a CoFe alloy, but from the bottom, a first pinned magnetic layer (for example, a CoFe alloy), a nonmagnetic intermediate layer (for example, Ru), and a second pinned magnetic layer (for example, A laminated ferrimagnetic structure in which the (CoFe alloy) is laminated in this order is preferable because the pinned magnetic layer 3 can have a large magnetization pinning force.

前記固定磁性層３上には絶縁障壁層４が形成されている。前記絶縁障壁層４は、例えば、酸化チタン（Ｔｉ−Ｏ）や、酸化マグネシウム（Ｍｇ−Ｏ）で形成される。 An insulating barrier layer 4 is formed on the pinned magnetic layer 3. The insulating barrier layer 4 is made of, for example, titanium oxide (Ti—O) or magnesium oxide (Mg—O).

前記絶縁障壁層４上には、フリー磁性層５が形成されている。図１では前記フリー磁性層５はＮｉＦｅ合金等の単層構造であるが、前記フリー磁性層５は、例えばＮｉＦｅ合金で形成される軟磁性層と、前記軟磁性層と前記絶縁障壁層４との間に形成された例えばＣｏＦｅ合金からなるエンハンス層とで構成されることが好ましい。これにより、抵抗変化率（ΔＲ／Ｒ）を大きく出来る等、再生特性の向上を図ることが可能である。 A free magnetic layer 5 is formed on the insulating barrier layer 4. In FIG. 1, the free magnetic layer 5 has a single layer structure such as a NiFe alloy, but the free magnetic layer 5 includes a soft magnetic layer formed of, for example, a NiFe alloy, the soft magnetic layer, and the insulating barrier layer 4. And an enhancement layer made of, for example, a CoFe alloy. As a result, it is possible to improve the reproduction characteristics, such as increasing the resistance change rate (ΔR / R).

前記フリー磁性層５上にはＴａ等の非磁性金属材料で形成された保護層６が形成されている。 A protective layer 6 made of a nonmagnetic metal material such as Ta is formed on the free magnetic layer 5.

以上のようにしてトンネル型磁気抵抗効果（ＴＭＲ効果）を発揮する素子部Ｔ１が前記下部シールド層２１上に形成されている。前記素子部Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面は、下側から上側に向けて徐々に前記トラック幅方向の幅寸法が小さくなるように傾斜面１１，１１で形成されている。前記傾斜面１１は図１に示す断面において直線状あるいは湾曲状で現れる。 As described above, the element portion T1 that exhibits the tunnel magnetoresistive effect (TMR effect) is formed on the lower shield layer 21. Both end surfaces in the track width direction (X direction in the drawing) of the element portion T1 are formed by inclined surfaces 11 and 11 so that the width dimension in the track width direction gradually decreases from the lower side to the upper side. The inclined surface 11 appears linearly or curvedly in the cross section shown in FIG.

図１に示すように、前記素子部Ｔ１の両側に広がる下部シールド層２１の上面に相当する平坦面２１ａ上から前記素子部Ｔ１の傾斜面１１上にかけて絶縁層２３が形成される。 As shown in FIG. 1, an insulating layer 23 is formed from the flat surface 21a corresponding to the upper surface of the lower shield layer 21 spreading on both sides of the element portion T1 to the inclined surface 11 of the element portion T1.

図１に示すように絶縁層２３上には、下から、Ｔａ下地層２４、アモルファス遮断層２５、配向制御層２６、ハードバイアス層２７が順に積層されている。前記ハードバイアス層２７上には保護層２８が形成されている。 As shown in FIG. 1, on the insulating layer 23, a Ta underlayer 24, an amorphous blocking layer 25, an orientation control layer 26, and a hard bias layer 27 are sequentially laminated from the bottom. A protective layer 28 is formed on the hard bias layer 27.

前記両側部２２は、前記絶縁層２３から保護層２８までの積層構造で構成される。
前記アモルファス遮断層２５は、アモルファス構造で形成される。前記アモルファス遮断層２５は、絶縁性の有無を問わない。ただし前記アモルファス遮断層２５は磁性層でないことが好適である。 The both side portions 22 have a laminated structure from the insulating layer 23 to the protective layer 28.
The amorphous blocking layer 25 is formed with an amorphous structure. The amorphous blocking layer 25 may or may not be insulative. However, the amorphous blocking layer 25 is preferably not a magnetic layer.

前記配向制御層２６は、前記ハードバイアス層２７の結晶配向性を向上させるために設けられたものである。前記配向制御層２６は体心立方（ｂｃｃ）構造であり、例えば、前記配向制御層２６の（２００）面が膜面と平行な面方向（図示Ｘ−Ｙ平面）に優先配向していると、前記ハードバイアス層２７は、膜面と平行な面方向に{１００}面として表される等価な結晶面が優先配向した稠密六方（ｈｃｐ）構造に形成されやすい。すなわち、前記ハードバイアス層２７の結晶軸のｃ軸を、膜面と平行な面方向に向かせることができ、前記ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃ及び角形比Ｓを大きくすることが可能である。 The orientation control layer 26 is provided to improve the crystal orientation of the hard bias layer 27. The orientation control layer 26 has a body-centered cubic (bcc) structure. For example, the (200) plane of the orientation control layer 26 is preferentially oriented in a plane direction (XY plane in the drawing) parallel to the film surface. The hard bias layer 27 is easily formed in a dense hexagonal (hcp) structure in which equivalent crystal planes expressed as {100} planes in a plane direction parallel to the film plane are preferentially oriented. That is, the c-axis of the crystal axis of the hard bias layer 27 can be directed in a plane direction parallel to the film surface, and the coercive force Hc and the squareness ratio S of the hard bias layer 27 can be increased. .

図１に示すように、前記アモルファス遮断層２５は、前記素子部Ｔ１の両側に広がる前記Ｔａ下地層２４の平坦面２４ａ上から、前記Ｔａ下地層２４、前記配向制御層２６及び前記ハードバイアス層２７とともに、前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方にまで延出形成されている。 As shown in FIG. 1, the amorphous blocking layer 25 is formed from the Ta underlayer 24, the orientation control layer 26, and the hard bias layer on the flat surface 24a of the Ta underlayer 24 spreading on both sides of the element portion T1. 27 and extending upward to the inclined surface 11 of the element portion T1.

図１に示すように前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方では、前記Ｔａ下地層２４、前記アモルファス遮断層２５、及び前記配向制御層２６はいずれも平均膜厚が平坦面２１ａの上方に比べて小さくなり、前記素子部Ｔ１の保護層６に向けて徐々に先細る形状となっている。同様に、ハードバイアス層２７の平均膜厚も前記平坦面２１ａの上方に比べて、前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方では小さくなり、前記素子部Ｔ１の保護層６に向けて徐々に先細る形状となっている。 As shown in FIG. 1, above the inclined surface 11 of the element portion T1, the Ta underlayer 24, the amorphous blocking layer 25, and the orientation control layer 26 all have an average film thickness that is higher than that above the flat surface 21a. It becomes the shape which becomes small and becomes a taper gradually toward the protective layer 6 of the element portion T1. Similarly, the average film thickness of the hard bias layer 27 is smaller above the inclined surface 11 of the element portion T1 than the upper surface of the flat surface 21a, and gradually taper toward the protective layer 6 of the element portion T1. It has a shape.

図１に示すように、前記素子部Ｔ１上から前記両側部２２上にかけて、非磁性金属層３０が形成され、前記非磁性金属層３０上に上部シールド層３１が形成されている。前記非磁性金属層３０は、例えば、Ｒｕで形成される。前記上部シールド層３１は、例えばＮｉＦｅ合金で形成される。 As shown in FIG. 1, a nonmagnetic metal layer 30 is formed from the element portion T <b> 1 to the both side portions 22, and an upper shield layer 31 is formed on the nonmagnetic metal layer 30. The nonmagnetic metal layer 30 is made of Ru, for example. The upper shield layer 31 is made of, for example, a NiFe alloy.

図１に示す実施形態では、前記下部シールド層２１及び上部シールド層３１が前記素子部Ｔ１に対する電極層として機能し、前記素子部Ｔ１の各層の膜面に対し垂直方向（図示Ｚ方向と平行な方向）に電流が流される。 In the embodiment shown in FIG. 1, the lower shield layer 21 and the upper shield layer 31 function as electrode layers for the element portion T1, and are perpendicular to the film surfaces of the respective layers of the element portion T1 (parallel to the Z direction in the drawing). Direction).

前記フリー磁性層５は、前記ハードバイアス層２７からのバイアス磁界を受けてトラック幅方向（図示Ｘ方向）と平行な方向に磁化されている。一方、固定磁性層３はハイト方向（図示Ｙ方向）と平行な方向に磁化されている。前記固定磁性層３は磁化が固定されている（外部磁界によって磁化変動しない）が、前記フリー磁性層５の磁化は外部磁界により変動する。 The free magnetic layer 5 receives the bias magnetic field from the hard bias layer 27 and is magnetized in a direction parallel to the track width direction (X direction in the drawing). On the other hand, the pinned magnetic layer 3 is magnetized in a direction parallel to the height direction (Y direction in the drawing). The magnetization of the fixed magnetic layer 3 is fixed (the magnetization does not fluctuate due to an external magnetic field), but the magnetization of the free magnetic layer 5 fluctuates due to an external magnetic field.

前記フリー磁性層５が、外部磁界により磁化変動すると、固定磁性層３とフリー磁性層５との磁化が反平行のとき、前記固定磁性層３とフリー磁性層５との間に設けられた絶縁障壁層４を介してトンネル電流が流れにくくなって、抵抗値は最大になり、一方、前記固定磁性層３とフリー磁性層５との磁化が平行のとき、最も前記トンネル電流は流れ易くなり抵抗値は最小になる。 When the magnetization of the free magnetic layer 5 is changed by an external magnetic field, the insulation provided between the fixed magnetic layer 3 and the free magnetic layer 5 when the magnetization of the fixed magnetic layer 3 and the free magnetic layer 5 is antiparallel. The tunnel current hardly flows through the barrier layer 4 and the resistance value becomes maximum. On the other hand, when the magnetizations of the fixed magnetic layer 3 and the free magnetic layer 5 are parallel, the tunnel current is most easily flowed and the resistance is increased. The value is minimized.

この原理を利用し、外部磁界の影響を受けてフリー磁性層５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、記録媒体からの洩れ磁界が検出されるようになっている。 Utilizing this principle, the magnetization of the free magnetic layer 5 fluctuates under the influence of an external magnetic field, whereby the changing electric resistance is regarded as a voltage change, and the leakage magnetic field from the recording medium is detected. .

本実施形態のトンネル型磁気検出素子の特徴的部分について説明する。図１に示すように、前記Ｔａ下地層２４と前記配向制御層２６の間にアモルファス遮断層２５が介在している。 The characteristic part of the tunnel type magnetic sensing element of this embodiment will be described. As shown in FIG. 1, an amorphous blocking layer 25 is interposed between the Ta underlayer 24 and the orientation control layer 26.

後述する実験にも示すように、前記アモルファス遮断層２５を設けず、前記Ｔａ下地層２４上に直接、配向制御層２６を設けた従来構成では、前記ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃが大きく低下する。Ｔａ下地層２４は、ヘッドノイズ低減のためには必須の層である。そこで、Ｔａ下地層２４を有する構成において、ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃを増大させるために、本実施形態では、前記Ｔａ下地層２４と前記配向制御層２６との間にアモルファス遮断層２５を設け、これにより、配向制御層２６やハードバイアス層２７に対するＴａ下地層２４の影響が弱まるためか、従来に比べて、前記ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃを増大させることが可能になる。 As shown in the experiment described later, in the conventional configuration in which the amorphous blocking layer 25 is not provided and the orientation control layer 26 is provided directly on the Ta underlayer 24, the coercive force Hc of the hard bias layer 27 is greatly reduced. To do. The Ta underlayer 24 is an essential layer for reducing head noise. Therefore, in the configuration having the Ta underlayer 24, in order to increase the coercive force Hc of the hard bias layer 27, in this embodiment, an amorphous blocking layer 25 is provided between the Ta underlayer 24 and the orientation control layer 26. This is because the influence of the Ta underlayer 24 on the orientation control layer 26 and the hard bias layer 27 is weakened, so that the coercive force Hc of the hard bias layer 27 can be increased as compared with the conventional case.

本実施形態では、前記アモルファス遮断層２５は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴａＯ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＢのうち少なくともいずれか１種により形成されることが好ましい。特に、前記アモルファス遮断層は、Ａｌ_２Ｏ_３で形成されることがより好ましい。これにより、効果的に、前記ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃを増大させることが可能である。 In the present embodiment, the amorphous blocking layer 25 is preferably formed of at least one of Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , TaO, CoZrNb, and CoFeB. In particular, the amorphous blocking layer is more preferably formed of Al ₂ O ₃ . Thereby, the coercive force Hc of the hard bias layer 27 can be effectively increased.

また前記アモルファス遮断層２５を絶縁材料で形成するとき、前記絶縁層２３、及び、前記アモルファス遮断層２５を、同じ絶縁材料、特に、共にＡｌ_２Ｏ_３で形成することが、前記ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃの増大効果とともに製造工程を容易化できて好適である。なお絶縁層２３が形成されるとき、前記保護層２８の材質は磁性でなければ特に問わないが、例えば、絶縁層２３を形成しない場合には、前記保護層２８を絶縁層で形成することが好適である。また絶縁層２３と同様に、保護層２８を絶縁層で形成してもよい。なお図１の形態では、前記保護層２８を例えばＴａで形成する。 Further, when the amorphous blocking layer 25 is formed of an insulating material, the hard bias layer 27 may be formed of the insulating layer 23 and the amorphous blocking layer 25 with the same insulating material, particularly Al ₂ O _3. The coercive force Hc is increased and the manufacturing process can be facilitated. When the insulating layer 23 is formed, the material of the protective layer 28 is not particularly limited as long as it is not magnetic. For example, when the insulating layer 23 is not formed, the protective layer 28 may be formed of an insulating layer. Is preferred. Further, like the insulating layer 23, the protective layer 28 may be formed of an insulating layer. In the embodiment shown in FIG. 1, the protective layer 28 is made of Ta, for example.

図１に示すように、アモルファス遮断層２５は、素子部Ｔ１の両側に広がるＴａ下地層２４の平坦面２４ａ上から前記Ｔａ下地層２４、配向制御層２６及びハードバイアス層２７と共に前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方にまで延出形成されることが好ましい。図１に示すように、前記ハードバイアス層２７は、前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方では先細り形状となり、磁気的特性（保磁力Ｈｃや角形比Ｓ）が劣化しやすい状態であるが、Ｔａ下地層２４や配向制御層２６とともに、アモルファス遮断層２５も、前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方に延出形成することで、前記ハードバイアス層２７の先細り形状の部分の磁気的特性を良好な状態に維持することが可能である。 As shown in FIG. 1, the amorphous blocking layer 25 is formed on the flat surface 24a of the Ta underlayer 24 extending on both sides of the element portion T1 together with the Ta underlayer 24, the orientation control layer 26, and the hard bias layer 27, and the element portion T1. It is preferable to extend to above the inclined surface 11. As shown in FIG. 1, the hard bias layer 27 has a tapered shape above the inclined surface 11 of the element portion T1, and the magnetic characteristics (coercive force Hc and squareness ratio S) are likely to deteriorate. Along with the Ta underlayer 24 and the orientation control layer 26, the amorphous blocking layer 25 is also formed to extend above the inclined surface 11 of the element portion T1, so that the magnetic characteristics of the tapered portion of the hard bias layer 27 are improved. It is possible to maintain a good state.

上記において、前記アモルファス遮断層２５を、絶縁材料、特にＡｌ_２Ｏ_３で形成することが好ましいと説明したが、図１の実施形態では、トンネル型磁気検出素子であるため、絶縁材料で形成されたアモルファス遮断層２５を前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方にまで延出形成しても、電流は素子部Ｔ１を膜面と垂直方向に流れるので、電流経路は阻害されず特に問題はない。 In the above description, it has been described that the amorphous blocking layer 25 is preferably formed of an insulating material, particularly Al ₂ O _3. However, in the embodiment of FIG. Even if the amorphous blocking layer 25 is formed so as to extend above the inclined surface 11 of the element portion T1, the current flows in the element portion T1 in the direction perpendicular to the film surface. .

また図１に示す実施形態では、トンネル型磁気検出素子であったが、トンネル型磁気検出素子と同じように、電流を膜面に対して垂直方向へ流すＣＰＰ（current perpendicular to the plane）−ＧＭＲ（巨大磁気抵抗効果）素子にも図１の形態を適用可能である。ＧＭＲ素子では、図１に示す絶縁障壁層４の部分が、Ｃｕ等の非磁性金属材料で形成される。 In the embodiment shown in FIG. 1, the tunnel type magnetic sensing element is used. However, like the tunnel type magnetic sensing element, a CPP (current perpendicular to the plane) -GMR that allows a current to flow in a direction perpendicular to the film surface is used. (Giant magnetoresistive effect) The embodiment shown in FIG. 1 can also be applied to the element. In the GMR element, the insulating barrier layer 4 shown in FIG. 1 is formed of a nonmagnetic metal material such as Cu.

一方、電流を例えば図示Ｘ方向から流すＣＩＰ（current in the plane）−ＧＭＲ素子では、前記アモルファス遮断層２５を絶縁材料で形成し、さらに前記アモルファス遮断層２５を素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方にまで延出形成すると（なお、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子の場合、両側部２２に絶縁層２３は形成されず、前記ハードバイアス層２７上に電極層が形成される）、電流が適切に素子部Ｔ１内に流れないため出力低下等の問題がある。よって本実施形態をＣＩＰ−ＧＭＲ素子やＡＭＲ素子に適用する場合には、前記アモルファス遮断層２５を絶縁材料以外の材料で形成することが好適である。 On the other hand, in a CIP (current in the plane) -GMR element in which a current flows from the X direction in the figure, for example, the amorphous blocking layer 25 is formed of an insulating material, and the amorphous blocking layer 25 is disposed above the inclined surface 11 of the element portion T1. (In the case of a CIP-GMR element, the insulating layer 23 is not formed on the both side portions 22 and the electrode layer is formed on the hard bias layer 27), the current is appropriately applied to the element portion T1. Since it does not flow in, there is a problem such as a decrease in output. Therefore, when the present embodiment is applied to a CIP-GMR element or an AMR element, it is preferable to form the amorphous blocking layer 25 with a material other than an insulating material.

前記アモルファス遮断層２５の平均膜厚は、前記素子部Ｔ１の両側に広がる平坦領域上で５Å以上１５Å以下で形成されることが好適である。これにより、前記ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃを効果的に増大させることができるとともに、前記素子部Ｔ１の上方に位置するアモルファス遮断層２５の膜厚が少なくとも１５Åより薄くなり（好ましくは５〜１０Å）、適切に素子部Ｔ１のフリー磁性層５へバイアス磁界を供給できる。 The average thickness of the amorphous blocking layer 25 is preferably 5 to 15 mm on a flat region extending on both sides of the element portion T1. As a result, the coercive force Hc of the hard bias layer 27 can be effectively increased, and the film thickness of the amorphous blocking layer 25 positioned above the element portion T1 is at least less than 15 mm (preferably 5 to 5). 10Å), a bias magnetic field can be appropriately supplied to the free magnetic layer 5 of the element portion T1.

本実施形態では、前記配向制御層２６は、ＣｒＴｉ、Ｃｒ、ＣｒＷ、ＴｉＷの少なくともいずれか１種により形成されることが好ましい。このうち、前記配向制御層２６は、ＣｒＴｉで形成されることがより好ましい。これにより前記ハードバイアス層２７の結晶配向性を適切に向上させることが出来る。 In the present embodiment, the orientation control layer 26 is preferably formed of at least one of CrTi, Cr, CrW, and TiW. Among these, the orientation control layer 26 is more preferably formed of CrTi. Thereby, the crystal orientation of the hard bias layer 27 can be appropriately improved.

また前記ハードバイアス層２７は、ＣｏＰｔ、あるいはＣｏＰｔＸ（ただしＸは、Ｃｒ、Ｐｄのうち少なくともいずれか１種）により形成されることが好ましい。 The hard bias layer 27 is preferably formed of CoPt or CoPtX (where X is at least one of Cr and Pd).

以上により本実施形態では、Ｔａ下地層２４と配向制御層２６との間にアモルファス遮断層２５を介在させることで、ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃを増大させることができる。そして本実施形態では、従来に比べて、ヘッドノイズを低減し、且つ、ハードバイアス層２７の磁気的特性（保磁力Ｈｃや角形比Ｓ）を安定に保つことが可能である。 As described above, in this embodiment, the coercive force Hc of the hard bias layer 27 can be increased by interposing the amorphous blocking layer 25 between the Ta underlayer 24 and the orientation control layer 26. In this embodiment, the head noise can be reduced and the magnetic characteristics (coercive force Hc and squareness ratio S) of the hard bias layer 27 can be kept stable as compared with the prior art.

本実施形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法について説明する。図２ないし図４は、製造工程中におけるトンネル型磁気検出素子を図１と同じ面から切断した部分断面図である。 A method for manufacturing the tunneling magnetic sensing element of this embodiment will be described. 2 to 4 are partial cross-sectional views of the tunnel-type magnetic sensing element cut from the same plane as that in FIG. 1 during the manufacturing process.

図２に示す工程では、下部シールド層２１上に、下から、シード層１、反強磁性層２、固定磁性層３、絶縁障壁層４、フリー磁性層５及び保護層６の順に、例えばスパッタ法で成膜する。 In the process shown in FIG. 2, the seed layer 1, the antiferromagnetic layer 2, the pinned magnetic layer 3, the insulating barrier layer 4, the free magnetic layer 5, and the protective layer 6 are sequentially sputtered on the lower shield layer 21 from the bottom. The film is formed by the method.

次に、図２に示すように、前記素子部Ｔ１上に、リフトオフ用レジスト層３２を形成し、前記リフトオフ用レジスト層３２に覆われていない前記シード層１から保護層６までの素子部Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）における両側端部をエッチングで除去する。 Next, as shown in FIG. 2, a lift-off resist layer 32 is formed on the element portion T1, and the element portion T1 from the seed layer 1 to the protective layer 6 not covered with the lift-off resist layer 32 is formed. Both end portions in the track width direction (X direction in the figure) are removed by etching.

前記素子部Ｔ１は図２に示す点線に沿ってエッチングされる。よって残される素子部Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側端面は、下方から上方に向けて徐々にトラック幅方向の幅寸法が小さくなる傾斜面１１で形成される。 The element portion T1 is etched along the dotted line shown in FIG. Therefore, both end surfaces of the remaining element portion T1 in the track width direction (X direction in the drawing) are formed with inclined surfaces 11 in which the width dimension in the track width direction gradually decreases from the bottom to the top.

次に、図３に示すように、前記素子部Ｔ１のトラック幅方向（図示Ｘ方向）の両側に広がる前記下部シールド層２１の平坦面２１ａ上から前記素子部Ｔ１の傾斜面１１上にかけて下から、絶縁層２３、及び、Ｔａ下地層２４の順に成膜する。 Next, as shown in FIG. 3, from the bottom from the flat surface 21a of the lower shield layer 21 spreading on both sides of the element portion T1 in the track width direction (X direction in the drawing) to the inclined surface 11 of the element portion T1. Then, the insulating layer 23 and the Ta underlayer 24 are formed in this order.

次に、図４に示す工程では、前記Ｔａ下地層２４上に、アモルファス遮断層２５を成膜する。また本実施形態では前記アモルファス遮断層２５を、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴａＯ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＢのうち少なくともいずれか１種により形成することが好ましい。このとき、前記アモルファス遮断層２５を、Ａｌ_２Ｏ_３で形成することがより好ましい。また、前記アモルファス遮断層２５の平均膜厚を、前記Ｔａ下地層２４の平坦面２４ａ上にて、５Å以上１５Å以下の範囲で形成することが好ましい。 Next, in the step shown in FIG. 4, an amorphous blocking layer 25 is formed on the Ta underlayer 24. In the present embodiment, the amorphous blocking layer 25 is preferably formed of at least one of Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , TaO, CoZrNb, and CoFeB. At this time, the amorphous blocking layer 25 is more preferably formed of Al ₂ O ₃ . The average thickness of the amorphous blocking layer 25 is preferably formed in the range of 5 to 15 mm on the flat surface 24 a of the Ta underlayer 24.

本実施形態では、前記アモルファス遮断層２５を例えば、イオンビームスパッタ法（ion beam deposition）にて成膜する。このときの成膜角度を、前記アモルファス遮断層２５が、前記素子部Ｔ１の傾斜面１１上に形成されたＴａ下地層２４上にも適切に成膜されるように、調整する。なおイオンビームスパッタ法に代えて通常のスパッタ法で前記アモルファス遮断層２５を成膜してもよい。 In the present embodiment, the amorphous blocking layer 25 is formed by, for example, ion beam sputtering. The film formation angle at this time is adjusted so that the amorphous blocking layer 25 is appropriately formed also on the Ta underlayer 24 formed on the inclined surface 11 of the element portion T1. The amorphous blocking layer 25 may be formed by a normal sputtering method instead of the ion beam sputtering method.

続いて図４に示すように、前記アモルファス遮断層２５上に、配向制御層２６を成膜し、前記配向制御層２６上にハードバイアス層２７を成膜し、さらに前記ハードバイアス層２７上に保護層２８を成膜する。 Subsequently, as shown in FIG. 4, an orientation control layer 26 is formed on the amorphous blocking layer 25, a hard bias layer 27 is formed on the orientation control layer 26, and further on the hard bias layer 27. A protective layer 28 is formed.

そして前記リフトオフ用レジスト層３２を除去し、前記素子部Ｔ１及び前記保護層２８上に、下から順に非磁性金属層３０及び上部シールド層３１を形成する。 Then, the lift-off resist layer 32 is removed, and a nonmagnetic metal layer 30 and an upper shield layer 31 are formed on the element portion T1 and the protective layer 28 in order from the bottom.

ＣＰＰ−ＧＭＲ素子は図２〜図４に示す製造方法に準じて製造される。また、ＣＩＰ−ＧＭＲ素子も図２〜図４に示す製造方法に準じて製造されるが、図３，図４の工程では、絶縁層２３を形成せず、前記ハードバイアス層２７上に電極層を形成する。また、下部シールド層２１と素子部Ｔ１との間、及び上部シールド層３１と素子部Ｔ１との間には、絶縁性のギャップ層を形成する。 The CPP-GMR element is manufactured according to the manufacturing method shown in FIGS. The CIP-GMR element is also manufactured in accordance with the manufacturing method shown in FIGS. 2 to 4. However, in the steps of FIGS. 3 and 4, the insulating layer 23 is not formed, and the electrode layer is formed on the hard bias layer 27. Form. Further, an insulating gap layer is formed between the lower shield layer 21 and the element portion T1 and between the upper shield layer 31 and the element portion T1.

本実施形態の磁気検出素子は、ハードディスク装置に内蔵される磁気ヘッドとしての用途以外に、ＭＲＡＭ（磁気抵抗メモリ）や磁気センサとして用いることも出来る。 The magnetic detection element of this embodiment can be used as an MRAM (magnetic resistance memory) or a magnetic sensor in addition to the use as a magnetic head built in a hard disk device.

表面に１０００Å膜厚のＡｌ_２Ｏ_３層が設けられた基板上に、下からＴａ（１５Å，１５°）／アモルファス遮断層２５：Ａｌ_２Ｏ_３（ｘÅ，４０°）／配向制御層２６：ＣｒＴｉ（ｙÅ，２５°）／ハードバイアス層２７：ＣｏＰｔ（２００Å，２５°）／Ｔａ（５０Å，２０°）の順に積層した。 On a _{substrate the Al} 2 _{O 3} layer of 1000Å thickness was formed on the surface, Ta from the bottom (15Å, 15 °) / amorphous barrier layer _{_{25: Al 2 O 3 (xÅ}} , 40 °) / orientation control layer 26: CrTi (yÅ, 25 °) / hard bias layer 27: CoPt (200Å, 25 °) / Ta (50Å, 20 °) were laminated in this order.

なお括弧内に示すÅ単位の数値は平均膜厚を示し、角度は、イオンビームスパッタ法での成膜角度（基板表面に対する垂直方向からの傾き）を示している。 A numerical value in の shown in parentheses indicates an average film thickness, and an angle indicates a film forming angle (inclination from a direction perpendicular to the substrate surface) by an ion beam sputtering method.

実験では、アモルファス遮断層２５や配向制御層２６の平均膜厚（ｘÅ，ｙÅ）を種々変化させて、ハードバイアス層２７の保磁力Ｈｃ，角形比Ｓ、Ｍｒ・ｔ（残留磁化Ｍｒ，ハードバイアス層の膜厚ｔ）、シート抵抗Ｒｓを測定した。シート抵抗Ｒｓは各試料の５箇所で測定し、それらの平均値と均一性（ばらつき）を求めた。均一性は、{（最大シート抵抗値−最小シート抵抗値）／２×平均シート抵抗値}×１００（％９）で求めた。均一性は数値が小さいほどシート抵抗値のばらつきが小さいことを示している。
上記の実験結果を以下の表１に示す。 In the experiment, the average film thicknesses (xÅ, yÅ) of the amorphous blocking layer 25 and the orientation control layer 26 are variously changed, and the coercive force Hc, squareness ratio S, Mr · t (residual magnetization Mr, hard bias) of the hard bias layer 27 are changed. The layer thickness t) and the sheet resistance Rs were measured. The sheet resistance Rs was measured at five locations of each sample, and the average value and uniformity (variation) were obtained. The uniformity was determined by {(maximum sheet resistance value−minimum sheet resistance value) / 2 × average sheet resistance value} × 100 (% 9). The uniformity indicates that the smaller the numerical value, the smaller the variation of the sheet resistance value.
The experimental results are shown in Table 1 below.

図５は、表１に示す各試料のシート抵抗値（平均値）の実験結果、図６は、表１に示す各試料の保磁力Ｈｃの実験結果、図７は、表１に示す各試料の角形比Ｓの実験結果、図８は、表１に示す各試料のＭｒ・ｔの実験結果を示す。 5 is an experimental result of the sheet resistance value (average value) of each sample shown in Table 1, FIG. 6 is an experimental result of the coercive force Hc of each sample shown in Table 1, and FIG. 7 is each sample shown in Table 1. FIG. 8 shows the experimental results of Mr · t of each sample shown in Table 1.

なお表１、及び、図６に示すように、前記アモルファス遮断層（Ａｌ_２Ｏ_３）を形成しない従来例に比べて、アモルファス遮断層（Ａｌ_２Ｏ_３）を設けることで、ハードバイアス層の保磁力Ｈｃが増大することがわかった。特に、アモルファス遮断層（Ａｌ_２Ｏ_３）の平均膜厚を大きくしていくと、徐々にハードバイアス層の保磁力Ｈｃが増大することがわかった。ただしあまりアモルファス遮断層の平均膜厚を厚くしてしまうと、図１に示す形態において、前記素子部Ｔ１の傾斜面１１の上方での前記アモルファス遮断層２５の膜厚が厚くなりすぎ、効果的に前記ハードバイアス層２７から前記素子部Ｔ１のフリー磁性層５へバイアス磁界を供給できず再生特性が劣化するので、上記の実験に基づき、前記アモルファス遮断層２５の平均膜厚を５Å以上１５Å以下の範囲に設定した。 Note Table 1 and, as shown in FIG. 6, as compared with the conventional example does not form the amorphous barrier layer _(Al 2 _{O 3),} by providing amorphous barrier layer _(Al 2 _{O 3),} the hard bias layer It was found that the coercive force Hc was increased. In particular, it was found that the coercive force Hc of the hard bias layer gradually increased as the average film thickness of the amorphous blocking layer (Al ₂ O ₃ ) was increased. However, if the average film thickness of the amorphous blocking layer is excessively increased, the film thickness of the amorphous blocking layer 25 above the inclined surface 11 of the element portion T1 becomes too thick in the form shown in FIG. In addition, since the bias magnetic field cannot be supplied from the hard bias layer 27 to the free magnetic layer 5 of the element portion T1, the reproduction characteristics are deteriorated. Set to the range.

なお図７や図８に示すように、アモルファス遮断層（Ａｌ_２Ｏ_３）の膜厚変動によってハードバイアス層の角形比ＳやＭｓ・ｔはあまり変化しないことがわかった。 As shown in FIGS. 7 and 8, it was found that the squareness ratio S and Ms · t of the hard bias layer do not change so much due to the film thickness variation of the amorphous blocking layer (Al ₂ O ₃ ).

また図５ないし図８に示しように、配向制御層（ＣｒＴｉ）の平均膜厚を変化させても多少、保磁力Ｈｃ等に変化がみられるが、アモルファス遮断層２５の膜厚を変化させたときほどに特性の改善は見られなかった。ただし上記の実験に基づき、配向制御層２６の平均膜厚を２０Å〜３５Åの範囲に設定することが好ましいと規定した。 Further, as shown in FIGS. 5 to 8, even if the average film thickness of the orientation control layer (CrTi) is changed, the coercive force Hc is slightly changed, but the film thickness of the amorphous blocking layer 25 is changed. There was no improvement in properties as often. However, based on the above experiment, it was defined that it is preferable to set the average film thickness of the orientation control layer 26 in the range of 20 to 35 mm.

本実施形態のトンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図、Sectional drawing which cut | disconnected the tunnel type | mold magnetic detection element of this embodiment from the surface parallel to the opposing surface with a recording medium, 本実施形態のトンネル型磁気検出素子の製造方法を示す一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図）、1 process drawing (sectional drawing which cut | disconnected the said tunnel type magnetic detection element in a manufacturing process from the surface parallel to a opposing surface with a recording medium) which shows the manufacturing method of the tunnel type magnetic detection element of this embodiment, 図２の次に行われる一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図）、FIG. 2 is a one-step diagram (a cross-sectional view of the tunneling magnetic sensing element during the manufacturing process cut from a plane parallel to the surface facing the recording medium); 図３の次に行われる一工程図（製造工程中の前記トンネル型磁気検出素子を記録媒体との対向面と平行な面から切断した断面図）、FIG. 3 is a one-step diagram (a cross-sectional view of the tunnel-type magnetic sensing element during the manufacturing process cut from a plane parallel to the surface facing the recording medium); 表１に示す各試料のシート抵抗値（平均値）の実験結果、Experimental results of sheet resistance value (average value) of each sample shown in Table 1, 表１に示す各試料の保磁力Ｈｃの実験結果、Experimental results of the coercive force Hc of each sample shown in Table 1, 表１に示す各試料の角形比Ｓの実験結果、Experimental results of squareness ratio S of each sample shown in Table 1, 表１に示す各試料のＭｒ・ｔの実験結果、Experimental results of Mr · t of each sample shown in Table 1,

符号の説明Explanation of symbols

１シード層
２反強磁性層
３固定磁性層
４絶縁障壁層
５フリー磁性層
６、２８保護層
１１傾斜面
２１下部シールド層
２２両側部
２３絶縁層
２４Ｔａ下地層
２５アモルファス遮断層
２６配向制御層
２７ハードバイアス層
３０非磁性金属層
３１上部シールド層
３２リフトオフ用レジスト層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Seed layer 2 Antiferromagnetic layer 3 Fixed magnetic layer 4 Insulating barrier layer 5 Free magnetic layers 6 and 28 Protective layer 11 Inclined surface 21 Lower shield layer 22 Both sides 23 Insulating layer 24 Ta underlayer 25 Amorphous blocking layer 26 Orientation control layer 27 Hard bias layer 30 Nonmagnetic metal layer 31 Upper shield layer 32 Resist layer for lift-off

Claims

磁気抵抗効果を発揮する素子部と、前記素子部のトラック幅方向の両側に位置し、下からＴａ下地層、アモルファス遮断層、配向制御層、及びハードバイアス層の順に積層された両側部とを有することを特徴とする磁気検出素子。 An element portion that exhibits a magnetoresistive effect, and both side portions that are positioned on both sides of the element portion in the track width direction and are laminated in order of a Ta underlayer, an amorphous blocking layer, an orientation control layer, and a hard bias layer from the bottom. A magnetic detection element comprising:

前記素子部のトラック幅方向の両側端面は、下方から上方に向けて徐々に前記素子部のトラック幅方向の幅寸法が小さくなる傾斜面で形成されており、前記アモルファス遮断層は、前記素子部のトラック幅方向の両側に広がるＴａ下地層の平坦面上から、前記Ｔａ下地層、前記配向制御層、及び前記ハードバイアス層とともに、前記素子部の傾斜面の上方にまで延出形成されている請求項１記載の磁気検出素子。 Both end faces in the track width direction of the element portion are formed with inclined surfaces in which the width dimension in the track width direction of the element portion gradually decreases from below to above, and the amorphous blocking layer includes the element portion. From the flat surface of the Ta underlayer extending on both sides in the track width direction, the Ta underlayer, the orientation control layer, and the hard bias layer are formed so as to extend above the inclined surface of the element portion. The magnetic detection element according to claim 1.

前記アモルファス遮断層は、Ａｌ_２Ｏ_３、ＳｉＯ_２、ＴａＯ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＦｅＢのうち少なくともいずれか１種により形成される請求項１又は２に記載の磁気検出素子。 The magnetic detection element according to claim 1, wherein the amorphous blocking layer is formed of at least one of Al ₂ O ₃ , SiO ₂ , TaO, CoZrNb, and CoFeB.

前記アモルファス遮断層は、Ａｌ_２Ｏ_３で形成される請求項３記載の磁気検出素子。 The magnetic detection element according to claim ₃ , wherein the amorphous blocking layer is made of Al ₂ O ₃ .

前記配向制御層は、ＣｒＴｉ、Ｃｒ、ＣｒＷ、ＴｉＷの少なくともいずれか１種により形成される請求項１ないし４のいずれかに記載の磁気検出素子。 The magnetic detection element according to claim 1, wherein the orientation control layer is formed of at least one of CrTi, Cr, CrW, and TiW.

前記配向制御層は、ＣｒＴｉで形成される請求項５記載の磁気検出素子。 The magnetic detection element according to claim 5, wherein the orientation control layer is made of CrTi.

前記ハードバイアス層は、ＣｏＰｔ、あるいはＣｏＰｔＸ（ただしＸは、Ｃｒ、Ｐｄのうち少なくともいずれか１種）により形成される請求項１ないし６のいずれかに記載の磁気検出素子。 The magnetic detection element according to claim 1, wherein the hard bias layer is formed of CoPt or CoPtX (where X is at least one of Cr and Pd).

前記アモルファス遮断層の平均膜厚は、前記素子部のトラック幅方向の両側に広がる平坦領域上で５Å以上１５Å以下の範囲である請求項１ないし７のいずれかに記載の磁気検出素子。 8. The magnetic sensing element according to claim 1, wherein an average film thickness of the amorphous blocking layer is in a range of 5 to 15 mm on a flat region extending on both sides of the element part in a track width direction.