JP5675728B2 - 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置及び磁気抵抗効果素子の製造方法 - Google Patents
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Description
別の実施形態によれば、第1のシールドの上に第1磁性膜を形成し、前記第1磁性膜の上に中間膜を形成し、前記中間膜の上に第2磁性膜を形成し、前記第2磁性膜の上にNiFe、CoZrTa、CoZrNb、CoZrNbTa、CoZrTaCr及びCoZrFeCrよりなる群から選択された少なくとも1つの材料を含む第1のシールド膜を形成する積層工程と、前記第1磁性膜、前記中間膜、前記第2磁性膜及び前記第1のシールド膜をパターニングして、第1磁性層、中間層、第2磁性層及び第2のシールドを形成するパターニング工程と、前記第2のシールドの上に直接、前記第1のシールドから前記第2のシールドに向かう積層方向に交差する第1方向の長さが前記第2のシールドの前記第1方向における長さよりも長く、前記積層方向及び前記第1方向に対して交差する第2方向の長さが前記第2のシールドの前記第2方向における長さよりも長い第3のシールドを、形成する工程と、を備えた磁気抵抗効果素子の製造方法が提供される。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表される場合もある。
なお、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
図1(a)〜図1(d)は、第1の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構成を例示する模式図である。
図1(a)は、分解斜視図である。図1(b)は、平面図である。図1(c)は、図1(b)のA1−A2線断面図である。図1(d)は、図1(c)のB1−B2線断面図である。図1(a)においては、図を見易くするために、一部の層の図示を省略している。
第1シールド11の第1方向に沿う長さL11は、第1シールド11のうちで第3シールド13に対向する部分における第1シールド11の第1方向に沿う長さである。
図2に表したように、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子210は、磁気ヘッド110に搭載される。磁気ヘッド110は、書き込み部60と、再生部70と、を含む。書き込み部60は、再生部70と離間する。例えば、再生部70から書き込み部60に向かう方向がX軸方向とされる。書き込み部60から再生部70に向かう方向がX軸方向でも良い。
図3に表したように、磁気抵抗効果素子210を含む磁気ヘッド110は、ヘッドスライダ3に搭載される。ヘッドスライダ3には、例えばAl2O3/TiCなどが用いられる。ヘッドスライダ3は、磁気ディスクなどの磁気記録媒体80の上を、浮上または接触しながら、磁気記録媒体80に対して相対的に運動する。
図1(b)は、磁気抵抗効果素子210を媒体対向面30から見た平面図に相当する。
図4(a)は、分解斜視図である。図4(b)は、平面図(媒体対向面から見た平面図)である。図4(c)は、図4(b)のA1−A2線断面図である。図4(d)は、図4(c)のB1−B2線断面図である。図4(a)においては、図を見易くするために、一部の層の図示を省略している。
第4シールド14が第1シールド11に接している状態は、第4シールド14がシールドとして機能している範囲で、第4シールド14が第1シールド11に物理的に近づいている状態を含む。第4シールド14が第1シールド11に接している状態は、例えば、第4シールド14が第1シールド11に物理的に接している状態を含む。第4シールド14が第1シールド11に接している状態は、第4シールド14がシールドとしての機能を有する範囲で、例えば、製造工程上の汚染や形成される他の層が、第1シールド11と第4シールド14の間に挿入されている状態を含む。
これらの図は、磁気抵抗効果素子211の製造方法の例を示している。
図5(a)に表したように、例えば、チャンバー内(図示しない)に基板34を配置する。基板34上に、第1シールド11となる第1シールド膜11fを形成する。第1シールド膜11fは、例えば、電気メッキによって形成する。例えば、基板34上に第1シールド膜11fとなる材料の堆積物を形成した後に、堆積物の表面を研磨する。
上記の工程において、第4シールド膜14fの形成を省略することで、磁気抵抗効果素子210が作製される。
図6(a)及び図6(b)は、磁気抵抗効果素子210に対応する。図6(c)及び図6(d)は、磁気抵抗効果素子211に対応する。
図7は、磁気抵抗効果素子210の構成において、第3シールド13の厚さt3を変えたときの、臨界電流密度Jcをシミュレーションにより求めた結果を例示している。図7の横軸は厚さt3(nm)であり、縦軸は、臨界電流密度Jcである。
図8(a)は、磁気抵抗効果素子212を媒体対向面から見た平面図である。図8(b)は、磁気抵抗効果素子213を媒体対向面から見た平面図である。図8(c)は、磁気抵抗効果素子214を媒体対向面から見た平面図である。図8(d)は、図8(c)のA1−A2線断面図である。
図9(a)は、磁気抵抗効果素子215を媒体対向面から見た平面図である。図9(b)は、図9(a)のA1−A2線断面図である。図9(c)は、磁気抵抗効果素子216を媒体対向面から見た平面図である。図9(d)は、図9(c)のB1−B2線断面図である。
図10(a)は、磁気抵抗効果素子217を媒体対向面から見た平面図である。図10(b)は、図10(a)のA1−A2線断面図である。図10(c)は、磁気抵抗効果素子218を媒体対向面から見た平面図である。図10(d)は、図10(c)のB1−B2線断面図である。
図11(a)は、磁気抵抗効果素子219を媒体対向面から見た平面図である。図11(b)は、図11(a)のA1−A2線断面図である。図11(c)は、磁気抵抗効果素子220を媒体対向面から見た平面図である。図11(d)は、図11(c)のB1−B2線断面図である。
図12(a)及び図12(b)は、第2の実施形態に係る磁気抵抗効果素子の構成を例示する模式図である。
図12(a)は、本実施形態に係る磁気抵抗効果素子310を媒体対向面から見た平面図である。図12(b)は、図12(a)のA1−A2線断面図である。
図13(a)は、第1電極部104と第2シールド12との間に電流を流した場合の出力電圧の測定結果の例である。図13(a)の横軸は、積層体20(第1磁性層21)を流れる電流の電流密度Jである。縦軸は、規格化した出力電圧Opである。図13(b)の横軸は、第3シールド101の第1磁性層98と対向する面の面積S5(nm2)である。縦軸は、臨界電流密度Jcである。
図14(a)は、磁気抵抗効果素子311を媒体対向面から見た平面図である。図14(b)は、図14(a)のA1−A2線断面図である。図14(c)は、磁気抵抗効果素子312を媒体対向面から見た平面図である。図14(d)は、図14(c)のB1−B2線断面図である。
図15(a)は、磁気抵抗効果素子313を媒体対向面から見た平面図である。図15(b)は、図15(a)のA1−A2線断面図である。図15(c)は、磁気抵抗効果素子314を媒体対向面から見た平面図である。図15(d)は、図15(c)のB1−B2線断面図である。
上記で説明した実施形態に係る磁気ヘッドは、例えば、記録再生一体型の磁気ヘッドアセンブリに組み込まれ、磁気記録再生装置に搭載することができる。なお、実施形態に係る磁気記録再生装置は、再生機能のみを有することもできるし、記録機能と再生機能の両方を有することもできる。
図17(a)及び図17(b)は、第3の実施形態に係る磁気記録装置の一部の構成を例示する模式的斜視図である。
図16に表したように、本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。記録用媒体ディスク180は、スピンドルモータ170に装着される。記録用媒体ディスク180は、図示しないモータにより矢印Aの方向に回転する。このモータは、例えば図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する。本実施形態に係る磁気記録再生装置150は、複数の記録用媒体ディスク180を備えても良い。また、記憶用媒体ディスク180の片面のみ用いてもよい。
図17(b)は、ヘッドスタックアセンブリ160の一部となる磁気ヘッドアセンブリ(ヘッドジンバルアセンブリ:HGA)158を例示する斜視図である。
第4の実施形態は、磁気抵抗効果素子の製造方法に係る。本実施形態においては、例えば、図5(a)〜図5(e)に関して説明した処理が実施される。
本実施形態に係る製造方法においては、第1のシールド(第1シールド11)の上に第1磁性膜21fを形成し、第1磁性膜21fの上に中間膜25fを形成し、中間膜25fの上に第2磁性膜22fを形成し、第2磁性膜22の上にシールド膜(第3シールド膜13f)を形成する。すなわち、積層工程を実施する。
本実施形態によれば、微細化が可能な磁気抵抗効果素子の製造方法を提供できる。
Claims (13)
- 第1シールドと、
第2シールドと、
前記第1シールドと前記第2シールドとの間に設けられ前記第2シールドに接し前記第1シールドから前記第2シールドへ向かう積層方向と交差する第1方向に沿う長さが前記第2シールドの前記第1方向に沿う長さよりも短く、前記積層方向及び前記第1方向に対して交差する第2方向に沿う長さが、前記第2シールドの前記第2方向に沿う長さよりも短く、NiFe、CoZrTa、CoZrNb、CoZrNbTa、CoZrTaCr及びCoZrFeCrよりなる群から選択された少なくとも1つの材料を含む第3シールドと、
前記第1シールドと前記第3シールドとの間に設けられた第1磁性層と、
前記第1磁性層と前記第3シールドとの間に設けられ前記第3シールドと交換結合した第2磁性層と、
前記第1磁性層と前記第2磁性層との間に設けられた中間層と、
を備えた磁気抵抗効果素子。 - 前記第3シールドは、前記第2シールドと一体形成されている請求項1記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第3シールドは、前記第2シールドに含まれる材料と同じ材料を含む請求項1または2に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第3シールドと前記第2磁性層との間に設けられた第3磁性層をさらに備えた請求項1〜3のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第1シールドと前記第1磁性層との間に設けられ前記第1シールドに接し前記第1磁性層と交換結合し、NiFe、CoZrTa、CoZrNb、CoZrNbTa、CoZrTaCr及びCoZrFeCrよりなる群から選択された少なくとも1つの材料を含む第4シールドをさらに備え、
前記第4シールドは、
前記第1シールドの前記第1方向に沿う長さよりも短い前記第1方向に沿う長さ、及び、
前記第2方向に沿う前記第1シールドの長さよりも短い前記第2方向に沿う長さ、
の少なくともいずれかを有する請求項1〜4のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。 - 前記第4シールドは、前記第1シールドと一体形成されている請求項5記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第4シールドは、前記第1シールドに含まれる材料と同じ材料を含む請求項5または6に記載の磁気抵抗効果素子。
- 前記第1シールドと前記第1磁性層との間に設けられた第4磁性層をさらに備えた請求項1〜7のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子。
- 請求項1〜8のいずれか1つに記載の磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッド。
- 請求項9記載の磁気ヘッドと、
前記磁気ヘッドを一端に搭載するサスペンションと、
前記サスペンションの他端に接続されたアクチュエータアームと、
を備えた磁気ヘッドアセンブリ。 - 請求項10記載の磁気ヘッドアセンブリと、
前記磁気ヘッドアセンブリに搭載された前記磁気ヘッドを用いて情報が再生される前記磁気記録媒体と、
を備えた磁気記録再生装置。 - 第1のシールドの上に第1磁性膜を形成し、前記第1磁性膜の上に中間膜を形成し、前記中間膜の上に第2磁性膜を形成し、前記第2磁性膜の上にNiFe、CoZrTa、CoZrNb、CoZrNbTa、CoZrTaCr及びCoZrFeCrよりなる群から選択された少なくとも1つの材料を含む第1のシールド膜を形成する積層工程と、
前記第1磁性膜、前記中間膜、前記第2磁性膜及び前記第1のシールド膜をパターニングして、第1磁性層、中間層、第2磁性層及び第2のシールドを形成するパターニング工程と、
前記第2のシールドの上に直接、前記第1のシールドから前記第2のシールドに向かう積層方向に交差する第1方向の長さが前記第2のシールドの前記第1方向における長さよりも長く、前記積層方向及び前記第1方向に対して交差する第2方向の長さが前記第2のシールドの前記第2方向における長さよりも長い第3のシールドを、形成する工程と、
を備えた磁気抵抗効果素子の製造方法。 - 前記積層工程は、
前記第1シールドの上に、NiFe、CoZrTa、CoZrNb、CoZrNbTa、CoZrTaCr及びCoZrFeCrよりなる群から選択された少なくとも1つの材料を含む第2のシールド膜を直接形成することと、
前記第2のシールド膜の上に前記第1磁性膜を形成することと、
を含み、
前記パターニング工程は、前記第2のシールド膜の少なくとも一部をパターニングして、第4のシールドを形成することを含み、前記パターニング工程は、第4のシールドの前記第1方向における長さを、前記第1のシールドの前記第1方向における長さよりも小さく形成することを含む請求項12記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。
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