DE19833275A1

DE19833275A1 - Spin-Ventilkopf und Verfahren zur Herstellung desselben, und Magnetplattenlaufwerk, welches den Spin-Ventilkopf verwendet

Info

Publication number: DE19833275A1
Application number: DE19833275A
Authority: DE
Inventors: Ikuya Tagawa; Kenichiro Yamada; Yuji Uehara
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1998-07-24
Publication date: 1999-07-01
Anticipated expiration: 2018-07-25
Also published as: KR19990062459A; US6094325A; KR100290104B1; CN1142542C; DE19833275C2; CN1221170A; JPH11185223A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Spin- Ventilkopf und ein Verfahren zur Herstellung desselben und ein Magnetplattenlaufwerk, welches den Spin-Ventilkopf ver wendet.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG Beschreibung des Standes der Technik

Seit 1966 wurde die Flächenaufzeichnungsdichte eines Festplattenlaufwerks (HDD) erhöht bis über 1 Gbit/- Quadratinches. Ein MR (magnetoresistiver) Kopf mit einer Wiedergabeausgangsgröße, die höher liegt als diejenige des herkömmlichen Dünnfilmkopfes wirkt als Bewegungsenergie. Es hat jedoch während mehrerer der vergangenen Jahre die Ober flächenaufzeichnungsdichte des HDD beispielsweise mit einer Rate von 60% pro Jahr zugenommen. Als nächstes ist ein Mit tel gefragt, um diese Rate aufrechtzuerhalten.

Gemäß dem Bedarf, die Empfindlichkeit des Magnet kopfes stärker zu verbessern, wurde der Giant-Magnetoresi stivfilm (GMR-Film) der ein hohes Lesesignal ausgeben kann, mit Interesse beobachtet. Da der magnetoresistive Spin-Ventilfilm relativ einfach hergestellt werden kann, und zwar aufgrund dessen relativ einfacher Struktur und aufgrund dessen, weil die Änderungsrate des elektrischen Widerstandes bei einem niedrigen magnetischen Feld höher liegt als bei der normalen MR-Vorrichtung, wurde kürzlich dem magnetoresistiven Spin-Ventilfilm von den GMR-Filmen Aufmerksamkeit geschenkt.

Der MR-Kopf verwendet einen MR-Film, dessen Wi derstand dadurch variiert wird, indem ein externes Magnet feld angelegt wird und dieser als Wiedergabekopf verwendet wird. Das Magnetfeld (externes Magnetfeld), welches von dem Aufzeichnungsmedium erzeugt wird, wird als eine Wider standsänderung detektiert und dann als eine Spannungsände rung ausgegeben. Bei dem GMR-Kopf ist der MR-Film durch den GMR-Film ersetzt.

Die Magnetköpfe, welche den magnetoresistiven Spin-Ventilfilm verwenden (im folgenden als "Spin-Ventil kopf" bezeichnet), sind in dem US-Patent Nr. 5,206,590, der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung (KOKAI) Hei 6- 60 336 und dem französischen Patent FR Nr. 95-5 699 offen bart.

Fig. 1A zeigt eine schematische Draufsicht, die in Beispiel solch eines Spin-Ventilkopfes wiedergibt, Fig. 1B ist eine Querschnittsansicht, welche eine Schnittansicht zeigt, und zwar entlang einer Linie B-B in Fig. 1A, und Fig. 1C ist eine Schnittansicht, die eine Schnittkonstruk tion (eine Konstruktion, die dem Aufzeichnungsmedium gegen überliegt) zeigt, und zwar entlang einer Linie C-C in Fig. 1A.

Wie in Fig. 1B gezeigt ist, ist der Spin-Ventil kopf 110 ein zusammengesetzter Magnetkopf. Der zusammenge setzte Magnetkopf umfaßt einen reproduzierenden Kopf 122 und einen aufzeichnenden Kopf 123, wenn man dies grob in Klassen einteilt, und ist als eine Huckepack-Konstruktion ausgeführt, bei der der Aufzeichnungskopf 123 an einem Rüc kenabschnitt des Wiedergabekopfes 122 befestigt ist. Eine obere Wiedergabeabschirmung 109 des Wiedergabekopfes 122 und ein unterer Aufzeichnungsmagnetpol (unterer Kern) 109 des Aufzeichnungskopfes 123 werden gemeinsam als ein Misch- Magnetkopf verwendet.

Wie in Fig. 1B und 1C gezeigt ist, verwendet der Wiedergabekopf 122 einen Spin-Ventilfilm 111. Der Wiederga bekopf 122 umfaßt einen Spin-Ventilfilm 111, eine untere Wiedergabeabschirmung 108, die über dem Spin-Ventilfilm 111 vorgesehen ist und einen unteren Wiedergabespaltfilm (iso lierende Schicht) 115 und eine obere Wiedergabeabschirmung 109, die über einem oberen Wiedergabespaltfilm (isolierende Schicht) 116 angeordnet ist.

Der Aufzeichnungskopf 123 umfaßt eine Aufzeich nungsspule 120, einen Aufzeichnungsspaltfilm (isolierende Schicht) 118 zum Umgeben der Aufzeichnungsspule 120, einen unteren Aufzeichnungsmagnetpol (oberer Magnetpol) 109, der auf beiden Seiten der isolierenden Schicht plaziert ist, und einen oberen Aufzeichnungsmagnetpol (oberer Kern) 119. Die Aufzeichnungsspule oder -wicklung 120 ist in der Iso lierschicht 118 eingegraben.

Auf diese Weise sind der Wiedergabekopf 122 und der Aufzeichnungskopf 123 integral miteinander in dem zu sammengesetzten Magnetkopf ausgebildet. Es wird jedoch nor malerweise der zusammengesetzte Magnetkopf, bei dem der Spin-Ventilkopf 110 als Wiedergabekopf 122 verwendet wird, einfach insgesamt als "Spin-Ventilkopf" 110 bezeichnet.

Fig. 1C zeigt eine Schnittansicht einer Schnitt konstruktion des Spin-Ventilkopfes 110, wenn man von der Aufzeichnungsmediumsseite her blickt (nicht gezeigt). Es sind obere und untere Spaltfilme (Isolierfilme) 115, 116 zwischen der unteren Wiedergabeabschirmung 108 und der obe ren Wiedergabeabschirmung 109 vorgesehen. Der Spin-Ventil kopf 110 ist in einem Fenster zwischen diesen Isolierfilmen plaziert.

Der Spin-Ventilkopf 110 ist in ein ebenes recht eckförmiges Muster gebracht, und zwar nach der Ausbildung des Filmes, und es sind ein Hartfilm 106 und Elektrodenan schlüsse 107 in zwei Zonen nahe den beiden Enden der ober sten Schicht jeweils ausgebildet, wodurch dann der Spin- Ventilkopf 110 fertiggestellt ist.

Bei solch einem Spin-Ventilkopf 110 kann ein Be reich, der zwischen einem Paar von Elektrodenanschlüssen 107 ausgebildet ist, die an beiden Seiten des Spin-Ventil films 111 vorgesehen sind, als eine Signaldetektionszone wirken (Abtastzone).

Bei der vorliegenden Beschreibung wird der Über sichtlichkeit halber und zur einfacheren Erläuterung, um in einfacher Weise die Magnetisierungsrichtung in dem Kontext des Spin-Ventilkopfes 110 zu spezifizieren, eine Dicken richtung des Spin-Ventilfilms 111 (Laminierungsrichtung) als eine Z-Richtung festgelegt, eine Richtung, gemäß der das Paar der Elektroden 107 angeschlossen ist, ist als eine X-Richtung definiert und eine Richtung, welche orthogonal eine Y-Z-Ebene schneidet, ist als eine Y-Richtung defi niert, wie in den Figuren gezeigt ist.

Die Herstellung des Spin-Ventilkopfes 110, wie in den Fig. 1B und 1C gezeigt ist, wird in Kürze gemäß den folgenden Schritt realisiert.

(1) Ausbilden der unteren Wiedergabeabschirmung 108,
(2) Ausbilden des unteren Wiedergabespaltfilmes 115,
(3) Ausbilden/in ein Muster bringen des Spin-Ventil films 111 und Ausbilden des Elektrodenfilms 107,
(4) Ausbilden des oberen Wiedergabespaltfilmes 116,
(5) Ausbilden des oberen Wiedergabeabschirmung- /unteren Aufzeichnungsmagnetpols 109,
(6) Ausbilden des Aufzeichnungsspaltfilmes 118,
(7) Ausbilden der Aufzeichnungswicklung 117,
(8) Ausbilden des oberen Aufzeichnungsmagnetpols 119,
(9) Ausbilden des Schutzfilms.

Die Fig. 2A bis 2D zeigen Ansichten, welche den zuvor angegebenen Schritt (3) der Ausbildung/Mustergestal tung des Spin-Ventilfilms 111 und die Ausbildung des Elek trodenfilms 107 von den Herstellungsschritten solch eines Spin-Ventilkopfes 110 in Kürze veranschaulichen.

Wie in Fig. 2A gezeigt ist, ist der Spin-Ventil film 111 auf dem Substrat (d. h. dem unteren Wiedergabe spaltfilm, der aus der Isolierschicht besteht) ausgebildet und es ist dann darauf ein Resistmaterial 114 ausgebildet, mit einer zweischichtigen überhängenden Struktur, die aus einem Resistmaterial 112 und Aluminiumoxid 113 besteht.

Es wird dann, wie in Fig. 2B gezeigt ist, der Spin-Ventilfilm 111 in eine ebene rechteckige Gestalt mit Hilfe eines Ionen-Fräsvorgangs gebracht.

Dann werden, wie in Fig. 2C gezeigt ist, der Hartfilm 106 und der Elektrodenfilm 107 ausgebildet.

Schließlich wird, wie in Fig. 2D gezeigt ist, das Resistmaterial 114 mit der zweischichtigen überhängenden Struktur abgehoben. Danach wird der Prozeß zu dem Schritt hin fortgesetzt, bei dem der obere Wiedergabespaltfilm aus gebildet wird.

Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht äquivalent zu einem Abschnitt, der in Fig. 2D durch einen Kreis umschlossen ist, und zwar in einer vergrößerten Wie se. Mit anderen Worten stellt Fig. 3 eine vergrößerte Frag mentansicht dar, die einen Übergangsabschnitt zwischen dem Spin-Ventilfilm 111 und einem der Elektrodenanschlüsse 107 zeigt, wenn man von dem Aufzeichnungsmedium her blickt.

Der Spin-Ventilfilm 111 ist über der unteren Wie dergabeabschirmung 108 über dem unteren Wiedergabespaltfilm (Isolierfilm) 115 ausgebildet. Der Spin-Ventilfilm 111 be sitzt eine Unterlagenschicht 101, eine freie magnetische Schicht (freie Schicht) 102, eine nichtmagnetische Metall schicht 103, eine verstiftete oder verkettete(pinned) ma gnetische Schicht (Stiftschicht) 104 und eine antiferroma gnetisch Schicht 105. Eine magnetische Hartschicht (Hart film) 106 und ein Elektrodenfilm 107, der auf dem Hartfilm 106 ausgebildet ist, sind in der Nachbarschaft des Seiten endabschnitts des Spin-Ventilfilms 111 ausgebildet. Die obere Wiedergabeabschirmung 109 ist über dem Spin-Ventil film 111 vorgesehen und der Elektrodenfilm 107 ist über dem unteren Wiedergabespaltfilm (isolierenden Film) 116 vorge sehen.

Bei solch einem Spin-Ventilkopf 110 ist die anti ferromagnetische Schicht 105 auf der mit Stiften versehenen Schicht 104 vorgesehen und es wird dann die mit Stiften versehene Schicht 104 durch die antiferromagnetische Schicht 105 in einer Richtung magnetisiert, die entgegenge setzt zu der Magnetisierungsrichtung der antiferromagneti schen Schicht 105 verläuft. Magnetische Domänen der freien Schicht 102 werden durch das elektrostatische Magnetfeld gesteuert, welches von einem Paar von Hartfilmen 106 er zeugt wird, die nahe den beiden Enden der freien Schicht 102 angeordnet sind, so daß sie in einer Richtung verlau fen.

Untersuchung der Probleme des oben erläuterten Spin-Ven tils, die durch die Erfinder vorgenommen wurde

Bei dem herkömmlichen Spin-Ventilkopf 110, der in Fig. 3 gezeigt ist, hat dich jedoch ein Problem ergeben, daß nämlich Barkhausen-Störsignale in der Ausgangsgröße des Spin-Ventilkopfes erzeugt werden, und zwar abhängig von den magnetischen Signalfeldern.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Ursache der Erzeugung der Barkhausen-Störsignale basierend auf der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes 110, der in Fig. 3 gezeigt ist, studiert. Für die Steuerung der magne tischen Domäne ergeben sich, da die magnetischen Domänen der mit Stiften versehenen Schicht 104 sehr stark durch die negative Austauschinteraktion der antiferromagnetischen Schicht 105 gesteuert werden, die auf der Gesamtoberfläche der mit Stiften versehenen Schicht 104 aufgeschichtet ist, keine Probleme in der mit Stiften versehenen Schicht 104. Im Gegensatz dazu werden die magnetischen Domänen der frei en Schicht 102 sehr schwach durch den Hartfilm 106 gesteu ert, der auf beiden Seiten der freien Schicht 102 plaziert ist. Es hat sich daher die Frage erhoben, ob die magneti schen Domänen der freien Schicht 102 in idealer Weise durch den Hartfilm 106 gesteuert werden oder nicht. Nachfolgend, als die Konfiguration des Spin-Ventilkopfes 110, der in Fig. 3 gezeigt ist, studiert wurde, konnte eine Positions beziehung zwischen der freien Schicht 102 und dem Hartfilm 106 als Ursache für das oben gesagte angenommen werden.

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die eine Positionsbeziehung zwischen lediglich der freien Schicht 102 und dem Hartfilm 106 des Spin-Ventilkopfes 110 zeigt, der in Fig. 3 gezeigt ist. Dort, wo die Magnetisierungs richtung des Hartfilms 106 von der linken Seite zu der rechten Seite auf dem Blatt von Fig. 4 gerichtet ist, sind auch die magnetischen Domänen der freien Schicht 102 so ge steuert, daß sie von der linken Seite zu der rechten Seite auf dem Blatt von Fig. 4 gerichtet sind.

Es sei darauf hingewiesen, daß, wie in Fig. 4 ge zeigt ist, bei dem Spin-Ventilkopf 110 der Hartfilm 106 so ausgebildet ist, daß er sich mit einem Teil der freien Schicht 102 des Spin-Ventilfilms entlang der Z-Richtung überlappt (Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms). Gemäß solch einem Hartfilm 106 werden die magnetischen Ladungen auf dem Hartfilm 106 an dem oberen Endabschnitt des Hart films auf der Seite der freien Schicht konzentriert. Es wurde als ein Ergebnis festgestellt, daß in der Zone der freien Schicht 102 unter dem Hartfilm 106 die Richtung des Magnetfeldes, welches aus den konzentrierten Magnetladungen radial erzeugt wurde, entgegengesetzt zu der Magnetisie rungsrichtung der freien Schicht gerichtet ist und daß so mit eine "Umkehr-Magnetfeldzone" existiert. Die Erfinder haben dann das Gesetz von Ursache und Wirkung zwischen dem Vorhandensein dieser Umkehr-Magnetfeldzone und der Erzeu gung der Barkhausen-Störsignale geprüft.

Fig. 5 zeigt eine Ansicht, welche die Verteilung der Magnetisierung in der Ebene der freien Schicht in dem Spin-Ventilfilm 102 wiedergibt, die vermittels einer mikro magnetischen Simulation erhalten wurde. Wie in Fig. 5 ge zeigt ist, ist die Magnetisierungsrichtung in der Umkehr- Magnetfeldzone, wo ein Teil der Hartfilme 102 sich überlap pen, sehr stark unterschiedlich von der Magnetisierungs richtung in der Nähe des zentralen Abschnitts gerichtet. Mit anderen Worten wurde herausgefunden, daß "magnetische Domäne-Steuer-Unvollkommenheitszonen" in den freien Schich ten 102 existieren, die sich mit einem Paar von Hartfilmen 106 jeweils überlappen. In Fig. 5 entspricht die magneti sche Domäne-Steuer-Unvollständigkeitszone auf der linken Seite der Umkehr-Magnetfeldzone, die in Fig. 4 gezeigt ist, während die magnetische Domäne-Steuer-Unvollständigkeits zone auf der rechten Seite der Umkehr-Magnetfeldzone ent spricht, die von Fig. 4 weggelassen ist.

Fig. 6 zeigt die Ansprech-Ausgangsspannungscha rakteristik des Spin-Ventilkopfes, der den unvollständigen einzelnen magnetischen Domänezustand aufweist (d. h. eine Zahl von magnetischen Domänezuständen), die verschiedene magnetische Feldrichtungen haben, gegenüber dem Aufzeich nungsmediumsignalmagnetfeld, welches anhand der mikromagne tischen Simulation erhalten wurde. Es ist aus Fig. 6 offen sichtlich, daß bei der Ausgangsspannungscharakteristik eine sehr offenkundige Hystereseerscheinung in dem Bereich des Aufzeichnungsmediummagnetfeldes von -150 bis 120 Oersted (Oe) erschien.

Spezieller gesagt, wenn ein externes Magnetfeld an die freie Schicht 102 in der Situation angelegt wird, bei der eine Anzahl von Magnetdomänen (d. h. ein kleiner Be reich, der die gleiche Magnetisierungsrichtung besitzt) in der freien Schicht 102 existiert, werden die Magnetisie rungsrichtungen alle auf einmal gedreht, so daß die Magne tisierungsrichtungen in der freien Schicht einheitlich in einer Weise ausgerichtet werden. Das heißt, eine Zahl von magnetischen Domänen wird zu einer einzelnen magnetischen Domäne geändert. Es wurde herausgefunden, daß, wenn solch ein Spin-Ventilfilm als Magnetkopf verwendet wird, die Barkhausen-Störsignale der Ausgangswellenform überlagert werden.

Um daher die Barkhausen-Störsignale zu verhin dern, haben die Erfinder eine Einrichtung geprüft, um Schwankungen in der Magnetisierungsrichtung in der freien Schicht zu unterdrücken und um die freie Schicht immer als eine einzelne magnetische Domäne zu fixieren.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Spin-Ventilkopf zu schaffen, der Störsignale reduzie ren kann.

Es ist ein anderes Ziel der vorliegenden Erfin dung, ein Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes anzugeben, welcher die Fähigkeit hat, Störsignale zu redu zieren.

Ein noch anderes Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Magnetplattenlaufwerk anzugeben, welches einen Spin-Ventilkopf verwendet, der Störsignale reduzieren kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Spin- Ventilkopf geschaffen, der aufweist:
einen Spin-Ventilfilm mit wenigstens einer mit Stiften versehenen magnetischen Schicht, einer nichtmagne tischen Metallschicht und einer freien magnetischen Schicht;
einer magnetischen Hartschicht zur Steuerung von magnetischen Domänen der freien Magnetschicht; und
Elektrodenelemente zum Zuführen eines Fühl- oder Abtaststromes zu dem Spin-Ventilfilm;
wobei die magnetische Hartschicht und die freie magnetische Schicht so positioniert sind, daß sich eine Or thogonalprojektion der magnetischen Hartschicht in einer Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms nicht mit einer Ortho gonalprojektion der freien Magnetschicht in der Dickenrich tung des Spin-Ventilfilms überlappt.

Wie an späterer Stelle noch beschrieben wird, wird der Spin-Ventilfilm mit der verstifteten oder verket teten Magnetschicht, der nichtmagnetische Metallschicht und der freien Magnetschicht, der magnetischen Hartschicht und der Elektrodenelemente vorgesehen, die alle für den Spin- Ventilkopf unverzichtbar sind, wobei die Orthogonalprojek tion der magnetischen Hartschicht in einer Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms sich nicht überlappt mit der Orthogo nalprojektion der freien Magnetschicht in der Dickenrich tung des Spin-Ventilfilms.

Durch die Verwendung solch einer Konfiguration kann die freie Magnetschicht als die einzelne magnetische Domäne ausgebildet werden, in der keine Umkehr-Magnetfeld zone auftritt, so daß die Hystereseerscheinung in der Aus gangsgröße des Spin-Ventilkopfes nicht verursacht wird. Demzufolge kann eine Ausgangsgröße ohne Störsignale von dem Spin-Ventilkopf ausgegeben werden.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Spin- Ventilkopf geschaffen, der aufweist:
einen Spin-Ventilfilm mit wenigstens einer anti ferromagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen ma gnetischen Schicht, deren Magnetisierungsrichtung mit der antiferromagnetischen Schicht verkettet (pinned) ist, einer nichtmagnetischen Metallschicht und einer freien Ma gnetschicht, deren Magnetisierung durch die Signalmagneti sierung von einem Aufzeichnungsmedium gedreht wird;
eine magnetische Hartschicht zur Steuerung von magnetischen Domänen der freien Magnetschicht;
Elektrodenelemente zum Zuführen eines Fühlstromes zu dem Spin-Ventilfilm; und
zwei magnetische Abschirmfilme, um den Spin-Ven tilfilm, die magnetische Hartschicht und die Elektrodenele mente über isolierschichten dazwischen zu setzen;
wobei die magnetische Hartschicht und die freie Magnetschicht derart positioniert sind, daß einem orthogonal projizierte Position eines oberen Endabschnitts der harten Magnetschicht, die auf der Seite einer freien Magnetschicht gelegen ist, und zwar gegenüber den magnetischen Abschirm filmen, auf einer Außenseite der orthogonal projizierten Positionen der oberen Endabschnitte der freien Magnet schicht positioniert ist, welche oberen Endabschnitte auf beiden Seiten gegenüber den magnetischen abschirmenden Fil men gelegen sind.

Bei dem Spin-Ventilkopf nach der vorliegenden Er findung ist die orthogonal projizierte Position des oberen Endabschnitts der magnetischen Hartschicht, die auf der Seite der freien Magnetschicht gelegen ist, gegenüber den magnetischen abschirmenden Filmen und sind die orthogonal projizierten Positionen der oberen Endabschnitte der freien magnetischen Schicht, die auf beiden Seiten gegenüber den magnetisch abschirmenden Filmen gelegen sind, so positio niert, daß ein Spielraum von mehr als Null dazwischen vor handen ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Magnet plattenlaufwerk geschaffen, welches einen Spin-Ventilkopf besitzt, der in der oben erläuterten Weise beschaffen ist.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Vebindung mit Fig. 11 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden eines Spin-Ventilfilms, der wenigstens eine mit Stiften versehene Magnetschicht (pinned magnetic layer), eine nichtmagnetische Metallschicht und eine freie Magnetschicht auf einem Substrat aufweist;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms in Form eines planaren Rechtecks, um einen oberen Endabschnitt der freien Magnetschicht vorzusehen oder festzulegen; und
Ausbilden einer Hart-Magnetschicht und von Elek trodenelementen in einer Nachbarschaft eines Seitenendab schnitts des Spin-Ventilfilms;
wobei die Hart-Magnetschicht in solcher Weise ausgebildet ist, daß dann, wenn man von einer Dickenrich tung des Spin-Ventilfilms aus beobachtet, die Hart-Magnet schicht sich nicht mit der freien Magnetschicht überlappt.

Bei der bevorzugten Ausführungsform der vorlie genden Erfindung wird der Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms durch den Schritt einer Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms ausgeführt, und zwar auf der Grundlage eines Ionenfräsvorgangs unter Verwendung von überhängenden Resistmaterialien, um den oberen Endabschnitt der freien Magnetschicht festzulegen oder zu definieren. Die Hart- Magnetschicht wird mit Hilfe eines Sputterverfahrens durch geführt unter Verwendung der überhängenden Resistmateriali en und es wird zu diesem Zeitpunkt die Hart-Magnetschicht in nicht überlappender Weise mit der freien Magnetschicht ausgebildet, indem ein Sputter-Einfallswinkel gesteuert wird, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Verbindung mit Fig. 11 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer freien Magnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht, einer mit Stiften versehenen Magnetschicht und einer antiferroma gnetischen Schicht auf einem Substrat in dieser genannten Reihenfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm auszubilden;
Ausbilden von überhängenden Resistmaterialien auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms mit Hilfe einer Ionenbearbeitung bzw. eines Ionen-Fräsvorgan ges;
Ausbilden einer Hart-Magnetschicht und von Elek trodenelementen in dieser Reihenfolge durch sputtern; und
Abheben des überhängenden Resistmaterials;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms mit Hilfe des Ionen-Fräsvorganges festgelegt wurde und die Hart- Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht mit Hilfe von Sputtern festgelegt wurde, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig über lappen, wenn man in Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Verbindung mit Fig. 12 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge auf einem Substrat mit Hilfe eines Sputterverfahrens;
in ein Muster bringen des Elektrodenfilms und der Hart-Magnetschicht;
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer freien Magnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht, einer mit Stiften versehenen Magnetschicht und einer antiferroma gnetischen Schicht, auf der in ein Muster gebrachten Hart- Magnetschicht und dem Substrat in dieser Reihenfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm herzustellen; und
Entfernen eines Abschnitts des Spin-Ventilfilms, der über der Hart-Magnetschicht gelegen ist;
wobei die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung der Hart-Magnetschicht und der freien Magnetschicht festgelegt wird, die durch den Schritt gemäß dem Entfernen des Abschnitts des Spin-Ventilfilms festgelegt ist, der über der Hart-Magnetschicht gelegen ist, so ausgebildet werden, daß sie sich gegenseitig nicht überlappen, wenn man in Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Verbindung mit Fig. 13 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge auf einem Substrat mit Hilfe eines Sputterverfahrens;
in ein Muster bringen des Elektrodenfilms und der Hart-Magnetschicht;
Ausbilden von überhängendem Resistmaterial auf der Hart-Magnetschicht, die in ein Muster gebracht wurde;
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer freien Magnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht, einer mit Stiften versehenen magnetischen Schicht und einer anti ferromagnetischen Schicht auf den überhängenden Resistmate rialien und dem Substrat in dieser Reihenfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm zu bilden; und
Abheben des überstehenden Resistmaterials;
wobei die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung der Hart-Magnetschicht festge legt wurde und die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung des Spin-Ventilfilms festgelegt wur de, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig überlappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventil films blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Verbindung mit Fig. 14 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer antifer romagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen Ma gnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht und ei ner freien Magnetschicht auf einem Substrat in dieser Rei henfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm zu bilden;
Ausbilden von überstehenden Resistmaterialien auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen, des Spin-Ventilfilms durch Ionenfräsen;
Ausbilden einer Hart -Magnetschicht und eines Elektrodenfilms in dieser Reihenfolge mit Hilfe eines Sput terverfahrens; und
Abheben der überstehenden Resistmaterialien;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms festge legt wurde, und die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht durch den Sputtervorgang festgelegt wurde, derart ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig überlappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Verbindung mit Fig. 15 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer antifer romagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen Ma gnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht und ei ner freien Magnetschicht auf einem Substrat in dieser Rei henfolge, um einen Spin-Ventilfilm zu bilden;
Ausbilden von überhängenden oder überragenden Re sistmaterialien auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms mit Hilfe eines Ionen-Fräsvorganges;
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge mit Hilfe des Sputter verfahrens; und
Abheben der überhängenden oder überragenden Re sistmaterialien;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms durch den Ionen-Fräsvorgang festgelegt wurde, und die Hart-Magnet schicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart- Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens festgelegt wurde, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegensei tig überlappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin- Ventilfilms blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird beispiels weise in Verbindung mit Fig. 16 ein Verfahren zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes geschaffen, welches die fol genden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer antifer romagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen Ma gnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht und ei ner freien Magnetschicht auf einem Substrat in dieser Rei henfolge, um einen Spin-Ventilfilm auszubilden;
Ausbilden von überstehenden oder überhängenden Resistmaterialien auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms mit Hilfe eines Ionen-Fräsverfahrens;
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge durch Anwenden eines Sputterverfahrens Ausbilden eines anderen Elektrodenfilms auf der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens; und
Abheben der überstehenden oder überhängenden Re sistmaterialien;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms mit Hilfe des Ionen-Fräsverfahrens festgelegt wurde, um die Hart- Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens festge legt wurde, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht ge genseitig überlappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Magnet plattenlaufwerk geschaffen, welches einen Spin-Ventilkopf besitzt, der nach einem Verfahren zur Herstellung des Spin ventilkopfes, wie es oben dargelegt wurde, hergestellt wur de.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine Gesamtkonfiguration eines Spin-Ventilkopfes, wobei Fig. 1A eine Draufsicht ist, die eine planare Struktur des Spin-Ventilkopfes wiedergibt, Fig. 1B eine Schnittansicht ist, und zwar entlang einer Li nie B-B in Fig. 1A, und Fig. 1C eine Schnittansicht ist ge mäß einer Linie C-C in Fig. 1A;

Fig. 2A bis 2D Schnittansichten sind, welche die Herstellungsschritte für einen Spin-Ventilkopf nach dem Stand der Technik jeweils veranschaulichen;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht ist, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration des Spin ventilkopfes bei dem Stand der Technik zeigt, der durch die Herstellungsschritte gemäß den Fig. 2A bis 2D hergestellt wurde;

Fig. 4 ist eine schematische Ansicht, die den In halt erläutert, der durch Analysieren der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes beim Stand der Technik, wie in Fig. 3 ge zeigt ist, erhalten wird;

Fig. 5 ist eine Ansicht, die die Verteilung der Magnetisierung einer freien Schicht eines Spin-Ventilfilms zeigt, die durch Analysieren der Konfiguration des Spin- Ventilkopfes nach dem Stand der Technik, wie in Fig. 3 ge zeigt ist, mit Hilfe der Mikromagnet-Simulation erhalten wurde;

Fig. 6 ist eine graphische Darstellung, welche die Ansprech-Ausgangsspannungscharakteristik des Spin-Ven tilkopfes zeigt, der unvollständige einzelne Magnetdomänen besitzt, gegenüber einem Aufzeichnungsmedium-Signalmagnet feld, was durch Analysieren der Konfiguration des Spin-Ven tilkopfes beim Stand der Technik, wie in Fig. 3 gezeigt ist, mit Hilfe der Mikromagnet-Simulation erhalten wurde;

Fig. 7 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 8 ist eine schematische Ansicht, die den In halt veranschaulicht, der durch Analysieren der Konfigura tion des Spin-Ventilkopfes erhalten wird, der in Fig. 7 ge zeigt ist;

Fig. 9 ist eine Ansicht, welche die Verteilung der Magnetisierung in der freien Schicht des Spin-Ventil films zeigt, welche durch Analysieren der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes, der in Fig. 7 gezeigt ist, mit Hilfe von einer Mikromagnet-Simulation erhalten wurde;

Fig. 10 ist eine graphische Darstellung, welche die Ansprech-Ausgangsspannungscharakteristik des Spin-Ven tilkopfes zeigt, der eine einzelne Magnetdomäne besitzt, gegenüber dem Aufzeichnungsmedium-Signalmagnetfeld, was durch Analysieren der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes, der in Fig. 7 gezeigt ist, mit Hilfe der Mikromagnet-Simu lation erhalten wurde;

Fig. 11A bis 11D sind Schnittansichten, welche die Schritte zur Herstellung des Spin-Ventilkopfes, der in Fig. 7 gezeigt ist, wiedergeben;

Fig. 12A und 12B sind Schnittansichten, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ven tilkopfes zeigen, jeweils gemäß einer zweiten Ausführungs form der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;

Fig. 14 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt;

Fig. 15 ist eine vergrößerte Schnittdarstellung, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 16 ist eine vergrößerte Schnittansicht, die einen wesentlichen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wiedergibt; und

Fig. 17 ist eine Draufsicht, die ein Magnetplat tenlaufwerk zeigt, welches den Spin-Ventilkopf verwendet, der in Fig. 7 gezeigt ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Ausführungsformen eines Spin-Ventilkopfes und ein Verfahren zur Herstellung desselben und ein Magnetplatten laufwerk, welches den Spin-Ventilkopf nach der vorliegenden Erfindung verwendet, werden unter Hinweis auf die beigefüg ten Zeichnungen im folgenden erläutert. Gleiche Bezugszei chen sind dabei gleichen Elementen in all den Zeichnungen zugeordnet und es werden daher wiederholte Erläuterungen in dieser Offenbarung weggelassen.

Erste Ausführungsform

Fig. 7 zeigt eine vergrößerte schematische Schnittansicht, die hauptsächlich einen anstoßenden Verbin dungsabschnitt zwischen einem Spin-Ventilfilm 11 und einem Hart-Magnetfilm (Hartfilm) 6 eines Spin-Ventilkopfes 10 ge mäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, welcher einem Teil von Fig. 8 entspricht, die den Spin-Ventilkopf beim Stand der Technik zeigt.

Wie in Fig. 7 gezeigt ist, umfaßt der Spin-Ven tilkopf 10 eine Unterlagenschicht 1, die aus einem Tantal- (Ta)-Film von etwa 50 Å Dicke, einer freien Magnetschicht (auch als "freie Schicht" bezeichnet) 2 aus einem Eisennic kel-(NiFe)- oder Kobalteisen-(Co90Fe10)-Film von etwa 75 Å Dicke und der auf der Unterlagenschicht 1 ausgebildet ist, einer nichtmagnetischen Metallschicht 3, die aus einem Kup fer-(Cu)-Film von etwa 30 Å Dicke und die auf der freien Schicht 2 ausgebildet ist, einer mit Stiften versehenen Ma gnetschicht (auch als "mit Stiften versehene Schicht" be zeichnet) 4, die aus einem Kobalteisen-(Co90Fe10)-Film von etwa 20 Å Dicke und die auf der nichtmagnetischen Metall schicht 3 ausgebildet ist, einer antiferromagnetischen Schicht 5 aus einem Eisenmangan-(FeMn)- oder Palladiumpla tinmangan-(PdPtMn)-Film mit 250 Å Dicke und die auf der mit Stiften versehenen Schicht 4 ausgebildet ist, einer Hart- Magnetschicht (die auch als "Hartschicht" bezeichnet wird) 6, die aus einem Kobaltchromplatin-(CoCrPt) -Film von 500 Å Dicke und die in der Nachbarschaft des Seitenendabschnitts der Unterlagenschicht 1 ausgebildet ist, und einem Elektro denfilm 7, der aus einem Gold-(Au)- oder Wolfram-(W)-Film von etwa 1000 Å Dicke und der auf dem Hartfilm und nahe den Seitenendabschnitten der freien Schicht 3, der nichtmagne tischen Metallschicht 3 und der mit Stiften versehenen Schicht 4 ausgebildet ist, besteht.

Der Spin-Ventilkopf nach Fig. 7 unterscheidet sich von dem Spin-Ventilkopf nach dem Stand der Technik (siehe Fig. 3) dadurch, daß die Unterlagenschicht 1 relativ dick ausgebildet ist und auch dicker ist als die Hart schicht 6.

Obwohl dies in Fig. 7 nicht gezeigt ist, sei dar auf hingewiesen, daß, wie dies in Verbindung mit Fig. 3 der Fall war, eine untere Wiedergabeabschirmung unter der Un terlagenschicht 1 ausgebildet ist, und zwar über einen un teren Wiedergabespaltfilm (Isolierfilm) und eine obere Wie dergabeabschirmung über der antiferromagnetischen Schicht 5 über einem oberen Wiedergabespaltfilm (Isolierfilm) ausge bildet ist.

Im Gegensatz zu dem Spin-Ventilfilm des Spin-Ven tilkopfes 110 beim Stand der Technik, wie er in Fig. 3 ge zeigt ist, sind der Hartfilm 6 und die freie Schicht 2 des Spin-Ventilfilms 10 in Fig. 7 nicht miteinander überlappend entlang der Z-Richtung angeordnet (der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms), während der Hartfilm 106 und die freie Schicht 102 des Spin-Ventilfilms 110 in Fig. 3 sich mitein ander überlappen. Speziell ist bei dem Spin-Ventilfilm 10 in Fig. 7 ein Spielraum (g ≧ 0) von mehr als Null zwischen der Orthogonalprojektion des Hartfilms 6 auf die untere Wiedergabeabschirmung und eine Orthogonalprojektion der freien Schicht 2 auf die untere Wiedergabeabschirmung vor gesehen. Im Gegensatz dazu überlappt sich bei dem Spin-Ven tilfilm 110 in Fig. 3 die Orthogonalprojektion des Hart films 106 mit der Orthogonalprojektion der freien Schicht 102, wobei kein Spielraum dazwischen vorgesehen wird.

Von dem Spin-Ventilfilm 10 kann hauptsächlich der Spin-Ventilfilm 11 durch die freie Schicht 2, die nichtma gnetische Metallschicht 3, die mit Stiften versehene Schicht 4 und die antiferromagnetische Schicht 5 funktio nieren.

Der Spin-Ventilfilm 11 verwendet eine Vier schichtstruktur, die aus der freien Schicht 2, der nichtma gnetischen Magnetschicht 3, der mit Stiften versehenen Schicht 4 und der antiferromagnetischen Schicht 5 besteht. Zwei Magnet schichten der freien Schicht 2 und die mit Stif ten versehene Schicht 4 sind durch die dünne, nichtmagneti sche Metallschicht 3 getrennt und es ist die antiferroma gnetische Schicht 5 auf der mit Stiften versehenen Schicht 4 (pinned layer) vorgesehen. Mit dieser Konstruktion wird die mit Stiften versehene Magnetschicht 4 benachbart der antiferromagnetischen Schicht 5 durch die negative Austau schinteraktion in der Richtung entgegengesetzt zu der Ma gnetisierungsrichtung der antiferromagnetischen Schicht 5 magnetisiert und es wird dann die Magnetisierungsrichtung der mit Stiften versehenen Schicht 4 verstiftet (pinned).

Im Gegensatz dazu werden die magnetischen Domänen der anderen Magnetschicht (freie Schicht) 2, die von der nichtmagnetischen Magnetschicht 3 getrennt ist, durch das magnetostatische Feld gesteuert, welches von einem Paar von Hartfilmen 6 erzeugt wird, die nahe den beiden Enden der freien Magnetschicht 2 plaziert sind, um sie einheitlich in einer Richtung zu lenken. Jedoch ist die magnetische Domä nensteuerung in der freien Magnetschicht 2 schwach, so daß die Magnetisierungsrichtung darin nicht fixiert ist. Mit anderen Worten braucht die mit Stiften versehene Magnet schicht 4 eine große Kraft (Koerzitivkraft), um die Magne tisierungsrichtung beizubehalten, die einmal festgelegt wurde, während jedoch die freie Magnetschicht 2 eine kleine Koerzitivkraft besitzt.

Wenn ein externes Magnetfeld (d. h. das Signalma gnetfeld von dem Aufzeichnungsmedium) angelegt wird, wird die freie Schicht 2 magnetisiert, um die Magnetisierungs richtung in einfacher Weise zu ändern. Wenn die Magnetisie rungsrichtung der freien Schicht 2 entgegengesetzt zu der jenigen der mit Stiften versehenen Schicht 4 um 180° ver dreht verläuft, beträgt der elektrische Widerstand des Spin-Ventilfilms ein Maximum. Dies ist deshalb so, weil die Elektronen, die sich von der freien Schicht 2 zu der mit Stiften versehenen Schicht 4 oder umgekehrt bewegen, ge streut werden, und zwar an den Zwischenschichten (Inter faces) zwischen der nichtmagnetischen Schicht 3 und der freien Schicht 2/der mit Stiften versehenen Schicht 4.

Wenn die Magnetisierungsrichtungen der freien Schicht 2 und der mit Stiften versehenen Schicht 4 in der gleichen Richtung gerichtet sind, kann die Streuung schwer an den Zwischenschichten zwischen der nichtmagnetischen Me tallschicht 3 und der freien Schicht 2/der mit Stiften ver sehenen Schicht 4 auftreten, so daß der elektrische Wider stand des Spin-Ventilfilms ein Minimum beträgt. In der zum oben gesagten ähnlichen Weise ist der elektrische Wider stand des Spin-Ventilfilms proportional zu einem Kosinus eines Winkels zwischen den Magnetisierungsrichtungen der freien Schicht 2 und der mit Stiften versehenen Schicht 4 (cos θ).

Wenn demzufolge ein konstanter Strom (Fühlstrom) zwischen einem Paar der Elektroden 7 (lediglich eine Elek trode ist gezeigt) zugeführt wird, welche Elektroden an beiden Enden des Spin-Ventilfilms 11 ausgebildet sind, kann eine Änderung in dem elektrischen Widerstand des Spin-Ven tilfilms 11, der durch das externe Magnetfeld verursacht wird, als eine Spannungsänderung detektiert werden.

Der Spin-Ventilfilm 11 ist auf der Unterlagen schicht 1 ausgebildet. Die Unterlagenschicht 1 ist dafür vorgesehen, um eine Fläche des Isolierfilms (nicht ge zeigt), die darunter liegt, eben zu gestalten.

Die antiferromagnetische Schicht 5 des Spin-Ven tilfilms 11 ist nicht wesentlich. Die antiferromagnetische Schicht 5 besitzt eine Funktion gemäß einem Fixieren der Magnetisierungsrichtung der Pinschicht 4 benachbart der an tiferromagnetischen Schicht 5. Wenn die antiferromagneti sche Schicht 5 nicht vorgesehen ist, kann die Magnetisie rungsrichtung der Pinschicht leicht geändert werden, und zwar durch das externe Magnetfeld, so daß der GMR-Effekt verlorengeht. Wenn jedoch die Hart-Magnetschicht als die mit Stiften versehene Schicht (pinned layer) 4 verwendet wird, kann die antiferromagnetische Schicht 5 auch wegge lassen werden.

Fig. 8 zeigt eine Ansicht, die lediglich den Hartfilm 6 und die freie Schicht 7 in Fig. 7 zeigt, um de ren Positionsbeziehung zu der unteren Wiedergabeabschirmung 10 zu erläutern, die Fig. 4 entspricht, zum Analysieren der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes nach dem Stand der Technik. In Verbindung mit Fig. 8 wird ein Effekt erläu tert, der durch den Spielraum (g ≧ 0) von mehr als Null er zielt werden kann, der zwischen der Orthogonalprojektion des Hartfilms 6 auf die untere Wiedergabeabschirmung und die Orthogonalprojektion der freien Schicht 2 auf die unte re Wiedergabeabschirmung vorgesehen bzw. erzeugt wird. Wie in Fig. 8 gezeigt ist, ist die orthogonal projizierte Posi tion P1 des oberen Endabschnitts des Hartfilms 6 zu der Seite der freien Schicht hin auf die untere Wiedergabeab schirmung 12 auf einer Außenseite der orthogonal projizier ten Position 22 positioniert, und zwar von dem oberen End abschnitt der freien Schlicht 2 zu der Seite der Hart schicht hin, auf die untere Wiedergabeabschirmung 12 (wenn man vom Zentrum des Spin-Ventilfilms aus blickt).

Gemäß der Konfiguration des Hartfilms 6 und der freien Schicht 2 werden magnetische Ladungen auf dem Hart film 6 an dem oberen Endabschnitt des Hartfilms konzen triert, so daß das radial von dem oberen Endabschnitt er zeugt Magnetfeld aufgebaut wird. Die Fig. 7 und 8 sind Schnittansichten und der Spin-Ventilfilm 10 hat dabei eine vorbestimmte Tiefenabmessung (Y-Richtung in Fig. 5) und da her ist der obere Endabschnitt in idealer Weise linear ent lang der Y-Richtung ausgebildet. Es kann somit ein radiales Magnetfeld von dem oberen Endabschnitt in der X-Y-Ebene er zeugt werden. Spezieller gesagt, da der Hartfilm 6 auf bei den Seiten des Spin-Ventilfilms 11 vorgesehen ist, wirkt einer der oberen Endabschnitte als N-Pol, von dem die Ma gnetfelder radial divergieren, während der andere der obe ren Endabschnitt als S-Pol wirkt, zu dem die Magnetfelder radial hin konvergieren.

Die Magnetisierungsrichtung der freien Schicht 2, die durch die Magnetfelder von den oberen Endabschnitten gebildet wird, koinzidiert mit der Magnetisierungsrichtung (als "freie Schicht Magnetisierungsrichtung" im folgenden bezeichnet) für eine Magnetdomänensteuerung der freien Schicht 2, die durch den Hartfilm 6 durchgeführt wird. So mit existiert darin keine umgekehrte oder Umkehr-Magnet feldzone.

Im Gegensatz hierzu existiert bei dem Spin-Ven tilfilm 110 nach dem Stand der Technik, da, wie in Verbin dung mit Fig. 4 erläutert wurde, die Magnetisierungsrich tung, die durch das Magnetfeld von dem oberen Endabschnitt des Hartfilms 106 erzeugt wurde, teilweise entgegengesetzt zu der Magnetisierungsrichtung der freien Schicht verläuft, die Umkehr-Magnetfeldzone in der Zone, in der die freie Schicht 102 sich mit dem Hartfilm 106 überlappt.

Der Spielraum g in Fig. 8 ist auf Null oder einen positiven Wert eingestellt, ein zu großer Spielraum ist je doch nicht zu bevorzugen, da sowohl die Hartschicht 6 als auch die freie Schicht 2 weit voneinander weg positioniert sind und als ein Ergebnis die magnetische Domänensteuerung der freien Schicht 2 durch den Hartfilm 6 schwach wird. Es ist daher zu bevorzugen, daß der Spielraum g auf einen po sitiven Wert eingestellt wird, der soweit wie möglich bei Null liegt.

Als ein Spin-Ventilfilm 10 wurde gemäß der ersten Ausführungsform eine Probe als Versuch hergestellt, bei der der Spielraum g auf Null eingestellt war. Fig. 9 zeigt die Verteilung der Magnetisierung der freien Schichtebene der Probe, die mit Hilfe einer Computersimulation berechnet wurde, wenn kein externes Signalmagnetfeld angelegt ist (d. h. kein Magnetfeld durch das Aufzeichnungsmedium), was der Fig. 5 entspricht, die den Spin-Ventilfilm nach dem Stand der Technik (siehe Fig. 3) analysiert. Diese Simula tion wurde basierend auf der Mikromagnet-Simulation unter Verwendung der Landau-Lifshitz-Gilbert-Gleichung. (LLG-Glei chung) durchgeführt.

Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind die Magnetisie rungsrichtungen in den jeweiligen Zonen insgesamt in der gleichen Richtung einheitlich in der freien Schicht 2 aus gerichtet, die durch ein Paar von Hartfilmen 6-1, 6-2 umge ben ist. Damit kann die freie Schicht 2 als eine einzelne magnetische Domänenstruktur betrachtet werden. Die Magneti sierungsrichtungen der freien Schicht mit der einzelnen ma gnetischen Domänenstruktur koinzidieren mit der Magnetisie rungsrichtung der freien Schicht (angezeigt durch einen dicken Pfeil), die durch den Hartfilm 6 gebildet ist.

Fig. 10 zeigt die Ansprech-Ausgangsspannungscha rakteristik des Spin-Ventilkopfes 10 gegenüber dem Auf zeichnungsmedium-Magnetfeld (externes Magnetfeld), was durch die gleiche. Computersimulation erhalten wurde, die der Fig. 6 entspricht und die berechnet wurde durch Analy sieren des Spin-Ventilfilms nach dem Stand der Technik (siehe Fig. 3). Wie aus Fig. 10 ersehen werden kann, liegt die GMR-Ausgangsgröße jeweils bei 0,1 mV, 0 mV und 0,07 mV, wenn das Medium-Magnetfeld -100 Oersted (Oe), 0 Oe und 100 Oe beträgt. Die Hystereseerscheinung, die in Fig. 6 er scheint, tritt nicht auf und als ein Ergebnis kann der Hy stereseverlust ignoriert werden.

Gemäß den obigen Darlegungen kann die freie Schicht 2, indem man die Konfiguration des Spin-Ventil kopfes verwendet, der in Fig. 7 gezeigt ist, als die ein zelne magnetische Domänenstruktur betrachtet werden, ohne die Hystereseerscheinung und als ein Ergebnis können die Barkhausen-Störsignale in dem Spin-Ventilkopf reduziert werden.

Es wird nun unter Hinweis auf die Fig. 11A bis 11d ein Verfahren zur Herstel lung des Spin-Ventilkopfes ge mäß der ersten Ausführungsform, die in Fig. 7 gezeigt ist, erläutert. Für eine einfache Erläuterung und Verständnis eines Sputter-Einfallswinkels usw. ist Fig. 11C in einer vergrößerten Weise anders als die anderen Zeichnungen ge zeichnet.

Wie in Fig. 11A gezeigt ist, bilden die Unterla genschicht, die freie Schicht, die nichtmagnetische Metall schicht, die mit Stiften versehene Schicht und die antifer romagnetische Schicht in dieser Reihenfolge auf dem Iso lierfilm (Substrat) 16 den Spin-Ventilfilm 11. Dann wird ein zweischichtiges Resistmuster 14 mit einer überhängenden Gestalt darauf ausgebildet. Speziell gesagt, wird ein Re sistmaterial 12 auf die gesamte Oberfläche des Spin-Ventil films 11 durch ein Spin-Aufschichtungsverfahren aufge schichtet und es wird dann eine Aluminium-(Al203)-Schicht 13 auf der resultierenden gesamten Oberfläche ausgebildet. Danach werden das Resistmaterial 12 und die Aluminium schicht 13 durch ein Ätzverfahren in ein Muster gebracht unter Anwendung einer geeigneten Maske. Da zu diesem Zeit punkt die Ätzrate des Resistmaterials 12 relativ schneller ist als diejenige der Aluminiumschicht 13, kann ein zwei schichtiges überhängendes Resistmuster 14 ausgebildet wer den, welches aus der Aluminiumschicht 13 und dem relativ schmalen Resistmaterial 12, welches unter der Aluminium schicht 13 ausgebildet ist, erhalten werden.

Dann wird, wie in Fig. 11B gezeigt ist, der Spin- Ventilfilm 11 in ein Muster gebracht. Spezieller gesagt, wird der Spin-Ventilfilm 11, der nicht mit dem zweischich tigen Resistmuster 14 bedeckt ist, mit Hilfe des Ionen- Fräsverfahrens entfernt, um ein ebenes Rechteck zu bilden. Gemäß diesem Entfernungsschritt wird der Seitenendabschnitt der freien Schicht 2, der in Verbindung mit Fig. 8 erläu tert wurde, d. h. der Position P2 des oberen Endes zur Hart filmseite hin, festgelegt. Um den Spielraum g auf Null oder mehr einzustellen, werden die relativen Positionen des obe ren Endabschnitts der freien Schicht und des oberen Endab schnitts P1 des Hartfilms 6, der später auszubilden ist, bedeutungsvoll. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, daß der Spin-Ventilfilm 11 geringfügig übermäßig in ein Muster gebracht wird, derart, daß die Position P2 des oberen End abschnitts der freien Schicht 2 auf der relativ inneren Seite positioniert wird.

Wie in Fig. 11C gezeigt ist, wird der Hartfilm 6 durch ein geeignetes Verfahren, wie beispielsweise durch Sputtern, ausgebildet und es wird dann der Elektrodenfilm 7 auf dem Hartfilm 6 durch das gleiche Verfahren hergestellt. Es ist zu diesem Zeitpunkt wichtig, daß die Position P1 des oberen Endabschnitts des Hartfilms 6 nicht auf der Innen seite der Position P2 des oberen Endabschnitts der freien Schicht positioniert wird. Beispielsweise kann bei der Filmausbildung gemäß dem Sputtern der Sputter-Einfallswin kel θ1, θ2 des Hartfilms 6 und des Elektrodenfilms 7 je weils gesteuert werden, was auf relativ einfache Weise er reicht werden kann.

Beispielsweise kann der Sputter-Steuerwinkel da durch gesteuert werden, indem man Metallmaterial für den Hartfilm (Sputterquelle) und den Spin-Ventilkopf (Ziel) mit einer relativ kurzen Entfernung anordnet und dann den Sput tervorgang durchführt. Ansonsten kann der Sputter-Einfalls winkel Fig. 141 dadurch gesteuert werden, indem man einen geeigneten Kollimator zwischen der Sputterquelle und dem Spin-Ventilfilm als dem Ziel anordnet, um die Flugrichtun gen der Sputterteilchen einheitlich in einer Richtung zu lenken.

Dann kann, wie dies in Fig. 11C gezeigt ist, das zweischichtige Strukturresist 14 durch Ätzen des Spin-Ven tilfilms 11 abgehoben werden, und zwar durch Verwendung ei nes geeigneten Ätzmittels, wie beispielsweise Aceton (CH3CoCH3). Als Ergebnis kann der Spin-Ventilkopf, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, hergestellt werden.

Ein Hauptabschnitt des Verfahrens zur Herstellung des Spin-Ventilkopfes gemäß der ersten Ausführungsform, welches oben beschrieben wurde, besteht aus den folgenden Schritten:

Ausbilden des Spin-Ventilfilms 11;
Ausbilden des und in ein Muster bringen durch Io nenfräsen des zweischichtigen Strukturresistmaterials 14;
Ausbilden des Hartfilms 6 und des Elektrodenfilms 7;
Entfernen des zweischichtigen Strukturresistmate rials 14.

Im Gegensatz zu den zuvor angeführten Herstel lungsschritten können die Spin-Ventilköpfe durch mehrere unterschiedliche Verfahren hergestellt werden. Gemäß diesen Herstellungsverfahren kann erreicht werden, daß die Spin- Ventilköpfe unterschiedliche Strukturen besitzen.

Zweite Ausführungsform

Im Vergleich zu der ersten Ausführungsform ändert sich die Reihenfolge der Herstellungsschritte zur Herstel lung eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer zweiten Ausfüh rungsform nach der vorliegenden Erfindung.

Die Fig. 12a und 12b zeigen Ansichten, die einen wichtigen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventil kopfes gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jeweils veranschaulichen. Die zweite Ausführungs form stellt ein Ersatzbeispiel dar, bei dem die Reihenfolge der oben erläuterten Herstellungsschritte geändert werden, wie → und es wird auch die Folge der Bearbeitungspro zesse bei dem Schritt weiter geändert.

Zuerst werden, wie dies in Fig. 12A gezeigt ist, der Elektrodenfilm 7 und der Hartfilm 8 auf dem Substrat durch Sputtern usw. hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektrodenfilm 7 zuerst und der Hartfilm 8 anschließend auf dem Elektrodenfilm 7 ausgebildet. Dann wird eine Spin- Ventil-Ausbildungszone durch Mustergestaltung davon ent fernt. Es wird dann der Spin-Ventilfilm 11 ausgebildet. Der Spin-Ventilfilm kann durch das Verfahren hergestellt wer den, welches in Verbindung mit Fig. 7A erläutert wurde.

Dann wird, wie in Fig. 12B gezeigt ist, ein Ab schnitt des Spin-Ventilfilms 11 über dem Hartfilm 8 durch Mustergestaltung entfernt.

Auf der Grundlage des oben gesagten, kann der Spin-Ventilkopf 10, bei dem der Spielraum g (wobei g ≧ 0) zwischen dem oberen Endabschnitt P1 des Hartfilms 8 und dem oberen Endabschnitt P2 der freien Schicht 2 vorgesehen ist, ausgebildet werden. Bei der Konfiguration des Spin-Ventil kopfes 10 gemäß der zweiten Ausführungsform werden der Hartfilm 8 und der Elektrodenfilm 7 vor dem Spin-Ventilfilm 11 ausgebildet und ferner wird der Hartfilm 8 auf dem Elek trodenfilm 7 ausgebildet, was unterschiedlich gegenüber der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes nach Fig. 7 ist.

Dritte Ausführungsform

Fig. 13 zeigt eine Ansicht, die einen wichtigen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Die dritte Ausführungsform ist ein Bei spiel, bei dem die Reihenfolge der oben erläuterten Her stellungsschitte geändert wird gemäß → → → und es wird ferner die Sequenz der Bearbeitungsprozesse bei dem Schritt geändert.

Zuerst werden, wie in Fig. 13 gezeigt ist, der Elektrodenfilm 7 und der Hartfilm 8 auf vorbestimmten Zonen auf dem Substrat durch Sputtern usw. hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Elektrodenfilm 7 zunächst ausgebildet und es wird der Hartfilm 8 dann auf dem Elektrodenfilm 7 ausgebildet und dann werden beide Filme in ein Muster ge bracht.

Dann wird das überhängende oder überragende zwei schichtige Strukturresistmaterial 14 auf dem Hartfilm 8 ausgebildet. Das Resistmaterial 14 kann durch das gleiche Verfahren ausgebildet werden wie dasjenige, welches in Ver bindung mit Fig. 7 erläutert wurde.

Es wird dann der Spin-Ventilfilm 11 in einer Spin-Ventil-Ausbildungszone auf dem Substrat ausgebildet. Der Spin-Ventilfilm 11 kann durch das gleiche Verfahren wie dasjenige hergestellt werden, welches in Verbindung mit Fig. 7 erläutert wurde. Zu diesem Zeitpunkt sollte der Sputter-Einfallswinkel θ1 beim Sputtern der freien Schicht derart gesteuert werden, daß der Spielraum g (wobei g ≧ 0) zwischen dem oberen Endabschnitt P1 des Hartfilms und dem oberen Endabschnitt P2 der freien Schicht ausgebildet wer den kann.

Dann wird das Zweischicht-Strukturresistmaterial 14 abgehoben.

Mit dem zuvor gesagten kann der Spin-Ventilkopf 10, der den Spielraum g (wobei g ≧ 0) zwischen der Orthogo nalprojektion des oberen Endabschnitts P1 des Hartfilmes und derjenigen des oberen Endabschnitts P2 der freien Schicht vorgesehen ist, hergestellt werden. Im Vergleich zu der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes nach Fig. 7 werden bei der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes gemäß der drit ten Ausführungsform der Hartfilm 8 und der Elektrodenfilm 7 vor dem Spin-Ventilkopf 11 ausgebildet und auch die verti kalen Positionen des Hartfilms 8 und des Elektrodenfilms 7 sind umgekehrt.

Vierte Ausführungsform

Fig. 14 zeigt einen wichtigen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die vierte Aus führungsform ist ein Beispiel, bei dem die Folge der Ar beitsprozesse bei dem Spin-Ventilfilm-Herstellungsschritt des oben angegebenen Schrittes geändert ist.

Spezieller gesagt, ist die Reihenfolge der Her stellung des Spin-Ventilfilms relativ zu derjenigen, die in Verbindung mit Fig. 7 erläutert wurde, umgekehrt, d. h. es werden die antiferromagnetische Schicht 5, die mit Stiften versehene Schicht 4, die nichtmagnetische Metallschicht 3 und die freie Schicht 2 in dieser Reihenfolge auf dem Sub strat ausgebildet.

Ähnlich der Reihenfolge der Schritte, die in Ver bindung mit Fig. 7 erläutert wurden, bestehen die nachfol genden Schritte aus Ausbilden des überragenden oder überhängenden Zweischicht-Strukturresistmaterials 14 und Mustergestalten desselben durch Ionenfräsen, Ausbilden des Hartfilms 8 und des Elektrodenfilms 7 und Entfernen des Zweischicht-Strukturresistmaterials 14.

Durch Steuern des Ionen-Fräsvorganges, der die Position P2 des oberen Endabschnitts des freien Filmes des Spin-Ventilfilms 11 festlegt und des Hartfilm-Sputter-Ein fallswinkels θ1, der die Position P1 des oberen Endab schnitts des Hartfilms festlegt, kann der Spin-Ventilkopf 10, bei dem der Spielraum g (wobei g ≧ 0) zwischen dem obe ren Endabschnitt P1 des Hartfilms und dem oberen Endab schnitt P2 der freien Schicht vorgesehen ist, ausgebildet werden. Im Gegensatz zu der Konfiguration des Spin-Ventil kopfes nach Fig. 7 ist die Reihenfolge der jeweiligen Fil me, die den Spin-Ventilfilm bilden, in der Konfiguration des Spin-Ventilkopf gemäß der vierten Ausführungsform umge kehrt.

Fünfte Ausführungsform

Fig. 15 zeigt einen wichtigen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung. Die fünfte Ausfüh rungsform ist ein Beispiel, bei dem die Sequenz der Ar beitsprozesse bei dem Schritt zur Herstellung des Spin-Ven tilfilms des oben erwähnten Schrittes geändert ist und es sind auch die Inhalte des Schrittes der Herstellung des Elektrodenfilms und des Hartfilms des oben erläuterten Schritts geändert.

Zuerst wird der Spin-Ventilfilm durch Ausbil den der antiferromagnetischen Schicht 5, der mit Stiften versehenen Schicht 4, der nichtmagnetischen Metallschicht 3 und der freien Schicht 2 in dieser Reihenfolge auf dem Sub strat hergestellt. Dann wird die überragende oder über hängende Zweischichtstruktur des Resistmaterials 14 ausge bildet und es wird der Spin-Ventilfilm 11 durch Ionenfräsen in ein Muster gebracht. Dann wird der Hartfilm 8 und der Elektrodenfilm 7 hergestellt. Zu diesem Zeitpunkt wird ver schieden von der Sequenz, die in Verbindung mit Fig. 7 er läutert wurde, der Elektrodenfilm 7 zuerst ausgebildet und dann als nächstes der Hartfilm 8 ausgebildet. Schließlich wird der Abhebevorgang des Zweischicht-Strukturresistma terials 14 durchgeführt.

Durch Steuern des Ionen-Fräsvorgangs, der die Po sition P1 des oberen Endabschnitts der freien Schicht des Spin-Ventilfilms 11 festlegt und Steuern des Hartfilm- Sput ter-Einfallswinkels θ1, der die Position P2 des oberen End abschnitts des Hartfilms festlegt, kann der Spin-Ventilkopf 10 hergestellt werden, bei dem der Spielraum g (wobei g ≧ 0) zwischen dem oberen Endabschnitt des Hartfilms und dem oberen Endabschnitt der freien Schicht vorgesehen ist. Im Gegensatz zu der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes nach Fig. 7 ist bei der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes ge mäß der fünften Ausführungsform die vertikale Beziehung zwischen dem Hartfilm 8 und dem Elektrodenfilm 7 unter schiedlich.

Sechste Ausführungsform

Fig. 16 zeigt einen wichtigen Abschnitt einer Konfiguration eines Spin-Ventilkopfes gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die sechste Ausführungsform stellt ein Beispiel dar, bei dem die Se quenz der Bearbeitungsprozesse bei dem Spin-Ventilfilm-Her stellungsschritt gemäß dem oben erwähnten Schritt geän dert ist und sind auch die Inhalte des Schrittes der Aus bildung des Elektrodenfilms und des Hartfilms des oben er wähnten Schrittes geändert.

Zuerst wird der Spin-Ventilfilm durch Ausbil den der antiferromagnetischen Schicht 5, der mit Stiften versehenen Schicht 4, der nichtmagnetischen Metallschicht 3 und der freien Schicht 2 in dieser Reihenfolge auf dem Sub strat hergestellt. Dann erfolgt die Ausbildung des über ragenden oder überhängenden Zweischicht-Strukturresistma terials 14 und die Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms 11 mit Hilfe des Ionen-Fräsvorganges. Dann wird nach der Ausbildung des Hartfilms 8 und des Elektrodenfilms 7 ver schieden von der Sequenz, die in Verbindung mit Fig. 7 er läutert wurde, der Elektrodenfilm 7a zuerst ausgebildet und es wird der Hartfilm 2 als zweiter ausgebildet und es wird der Elektrodenfilm 7b erneut ausgebildet. Schließlich er folgt der Abhebeschritt für das Zweischicht-Struktur resistmaterial 14, um dieses zu entfernen.

Durch Steuern des Ionen-Fräsvorganges, der die Position des oberen Endabschnitts der freien Schicht des Spin-Ventilfilms 11 festlegt, und des Hartfilm-Sputter-Ein fallswinkels Fig. 141, der die Position des oberen Endab schnitts des Hartfilms festlegt, wird der Spin-Ventilkopf hergestellt, bei dem der Spielraum g, der Null überschrei tet, zwischen dem oberen Endabschnitt des Hartfilms und dem oberen Endabschnitt der freien Schicht vorgesehen ist. Im Gegensatz zu der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes nach Fig. 7 wird bei der Konfiguration des Spin-Ventilkopfes ge mäß der sechsten Ausführungsform eine Dreischichtstruktur verwendet,, in der der obere und untere Elektrodenfilm 7a, 7b ausgebildet sind, um den Hartfilm zwischen sich einzu schließen.

Ausführungsform des Magnetplattenlaufwerks

Fig. 17 zeigt ein Magnetplattenlaufwerk 25 unter Verwendung des Spin-Ventilkopfes 10, der oben beschrieben wurde. An dem Magnetplattenlaufwerk 25 ist eine Festplatte 26 installiert, die als das magnetische Aufzeichnungsmedium dient. Eine Betätigungsvorrichtung 27 ist vorgesehen, um den Kopf auf die schmale Spur der Festplatte 26 in Spur zu bringen. Eine Gleitvorrichtung 28 ist vorgesehen, um eine Spitze der Betätigungsvorrichtung 27 auf der Festplatte bei einer niedrigen Flughöhe zu halten und die Betätigungsvor richtung nicht zu veranlassen, gegen die Festplatte zu schlagen. Der oben erläuterte Spin-Ventilkopf 10 ist am oberen Bereich der Gleitvorrichtung 28 befestigt.

Vorteil der Erfindung

Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Spin- Ventilkopf geschaffen werden, der Störsignale reduzieren kann.

Ferner wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes geschaf fen, der die Fähigkeit besitzt, Störsignale zu reduzieren.

Darüber hinaus kann gemäß der vorliegenden Erfin dung ein Magnetplattenlaufwerk geschaffen werden, welches einen Spin-Ventilkopf verwendet, der die Fähigkeit besitzt, Störsignale zu reduzieren.

Andere Ausführungsformen

Ferner können durch die vorliegende Erfindung die folgenden Ausführungsformen in Verbindung mit den je weiligen Ansprüchen realisiert werden.

(1) Ein Magnetplattenlaufwerk mit einem Spin- Ventilkopf, wie er in den Ansprüchen 1, 3 oder 6 darge stellt ist.
(2) Ein Verfahren zur Herstellung eines Spin- Ventilkopfes mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge auf einem Substrat mit Hilfe eines Sputterverfahrens;
in ein Muster bringen des Elektrodenfilms und der Hart-Magnetschicht;
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer freien Magnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht, einer mit Stiften versehenen magnetischen Schicht und einer anti ferromagnetischen Schicht auf der in ein Muster gebrachten Hart-Magnetschicht und dem Substrat in dieser Reihenfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm auszubilden; und
Entfernen eines Abschnitts des Spin-Ventilfilms, der über der Hart-Magnetschicht positioniert ist;
wobei die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Musterausbildung der Hart-Magnetschicht festge legt ist und die freie Magnetschicht, die durch den Schritt des Entfernens des Abschnitts des Spin-Ventilfilms über der Hart-Magnetschicht festgelegt ist, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig überlappen, und zwar wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.
(3) Ein Verfahren zur Herstellung eines Spin- Ventilkopfes, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge auf einem Substrat mit Hilfe des Sputterverfahrens;
in ein Muster bringen des Elektrodenfilms und der Hart-Magnetschicht;
Ausbilden eines überragenden oder überhängenden Resistmaterials auf der Hart-Magnetschicht, die in ein Mu ster gebracht wurde;
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer freien Magnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht, einer mit Stiften versehenen Magnetschicht und einer antiferroma gnetischen Schicht auf den überragenden oder überhängenden Resistmaterialien und dem Substrat in dieser Reihenfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm zu bilden; und
Abheben des überragenden oder überhängenden Re sistmaterials;
wobei die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung der Hart-Magnetschicht festge legt ist, und die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung des Spin-Ventilfilms festgelegt ist, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig über lappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.
(4) Ein Verfahren zur Herstellung eines Spin- Ventilkopfes, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer antifer romagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen Schicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht und einer freien Magnetschicht auf einem Substrat in dieser Reihen folge, um einen Spin-Ventilfilm dadurch auszubilden;
Ausbilden von überragenden oder überhängenden Re sistmaterialien auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms mit Hilfe eines Ionen-Fräsvorganges;
Ausbilden darauf einer Hart-Magnetschicht und ei nes Elektrodenfilms in dieser Reihenfolge mit Hilfe des Sputterverfahrens; und
Abheben des überragenden oder überhängenden Re sistmaterials;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms festge legt ist, und die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sput terverfahrens festgelegt ist, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig überlappen, wenn man in der Dic kenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.
(5) Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventil kopfes, welches die folgenden Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer antifer romagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen Ma gnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht und ei ner freien Magnetschicht auf einem Substrat in dieser Rei henfolge, um einen Spin-Ventilfilm dadurch herzustellen;
Ausbilden von überragenden oder überhängenden Re sistmaterialien auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms;
Ausbilden eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge mit Hilfe des Sputter verfahrens; und
Abheben des überragenden oder überhängenden Re sistmaterials;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms festge legt ist, und die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sput terverfahrens festgelegt ist, so ausgebildet werden, daß sie sich nicht überlappen, wenn man in der Richtung der Dicke des Spin-Ventilfilms blickt.
(6) Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ven tilkopfes, mit den folgenden Schritten:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer antifer romagnetischen Schicht, einer mit Stiften versehenen Ma gnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht und ei ner freien Magnetschicht auf einem Substrat in dieser Rei henfolge, um einen Spin-Ventilfilm dadurch herzustellen; Ausbilden eines überragenden oder überhängenden Resistmaterials auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms;
Ausbilden, eines Elektrodenfilms und einer Hart- Magnetschicht in dieser Reihenfolge mit Hilfe des Sputter verfahrens;
Ausbilden eines anderen Elektrodenfilms auf der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens; und
Abheben des überragenden oder überhängenden Re sistmaterials;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms festge legt wurde, und die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens festgelegt wurde, so ausgebildet sind, daß sie sich nicht gegenseitig überlappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.
(7) Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventil kopfes gemäß irgendeinem der Ansprüche 9, 15, 17, 18, 19, 20 und 21, bei dem die mit Stiften versehene Magnetschicht aus Co90Fe10 hergestellt ist,
die nichtmagnetische Metallschicht aus Cu gebil det ist,
die freie Magnetschicht aus NiFe oder/und aus Co90Fe10 hergestellt ist,
die Hart-Magnetschicht aus CoCrPt hergestellt ist, und
die Elektrodenelemente aus Au oder W hergestellt sind.
(8) Magnetplattenlaufwerk mit einem Spin-Ventil kopf, der gemäß einem Verfahren zur Herstellung des Spin- Ventilkopfes gemäß irgendeinem der Ansprüche 9, 15, 17, 18, 19, 20 und 21 hergestellt wurde.

Claims

1. Spin-Ventilkopf, mit:
einem Spin-Ventilfilm, der wenigstens eine verstiftete oder verkettete Magnetschicht (4) (pinned magnetic layer), eine nichtmagnetische Metallschicht (3) und eine freie Ma gnetschicht (2) aufweist;
einer Hart-Magnetschicht (6) für die Steuerung von Ma gnetdomänen der freien Magnetschicht; und
Elektrodenelementen (7) zum Zuführen eines Fühlstromes zu dem Spin-Ventilfilm;
wobei die Hart-Magnetschicht und die freie Magnet schicht so positioniert sind, daß sich eine Orthogonalpro jektion der Hart-Magnetschicht in einer Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms mit einer Orthogonalprojektion der freien Magnetschicht in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms nicht überlappt.

2. Spin-Ventilkopf nach Anspruch 1, bei dem die verstif tete oder verkettete Magnetschicht (4) aus Co₉₀Fe10 herge stellt ist,
die nichtmagnetische Metallschicht (3) aus Cu herge stellt ist,
die freie Magnetschicht (2) aus NiFe oder Co90Fe10 hergestellt ist,
die Hart-Magnetschicht (6) aus CoCrPt hergestellt ist, und
die Elektrodenelemente (7) aus Au oder W hergestellt sind.

3. Spin-Ventilkopf, mit:
einem Spin-Ventilfilm, der wenigstens eine antiferro magnetische Schicht (5), eine verstiftete oder verkettete Schicht (4), deren Magnetisierungsrichtung mit der antifer romagnetischen Schicht festgesteckt (pinned) ist, eine nichtmagnetische Metallschicht (3) und eine freie Magnet schicht (2) aufweist, deren Magnetisierung durch die Si gnalmagnetisierung von einem Aufzeichnungsmedium (26) ge dreht wird;
einer Hart-Magnetschicht (6) zum Steuern der Magnetdo mänen der freien Magnetschicht;
Elektrodenelementen (7) zum Zuführen eines Fühlstromes zu dem Spin-Ventilfilm; und
zwei magnetisch abschirmenden Filmen (8, 9), um den Spin-Ventilfilm, die Hart-Magnetschicht und die Elektro denelemente über Isolierschichten dazwischen einzufassen;
wobei die Hart-Magnetschicht und die freie Magnet schicht derart positioniert sind, daß eine orthogonal pro jizierte Position eines oberen Endabschnitts der Hart- Magnetschicht, die auf der Seite der freien Magnetschicht gelegen ist, gegen die magnetisch abschirmenden Filme auf einer Außenseite der orthogonal projizierten Positionen der oberen Endabschnitte der freien Magnetschicht positioniert ist, die auf beiden Seiten gelegen ist, und zwar gegenüber den magnetisch abschirmenden Filmen.

4. Spin-Ventilkopf nach Anspruch 3, bei dem die antifer romagnetische Schicht (5) aus FeMn oder PdPtMn hergestellt ist,
die verstiftete oder verkettete Magnetschicht (4) aus Co90Fe10 hergestellt ist,
die nichtmagnetische Metallschicht (3) aus Cu herge stellt ist,
die freie Magnetschicht (2) aus NiFe oder/und Co90Fe10. hergestellt ist,
die Hart-Magnetschicht (6) aus CoCrPt hergestellt ist,
die Elektrodenelemente (7) aus Au oder W hergestellt sind,
die Isolierschicht aus Al203 hergestellt ist, und
die magnetisch abschirmenden Filme (8, 9) aus NiFe oder FeN hergestellt sind.

5. Spin-Ventilkopf nach Anspruch 3, bei dem die orthogo nal projizierte Position des oberen Endabschnitts der Hart- Magnetschicht, die, auf der Seite der freien Magnetschicht gelegen ist, gegen die magnetisch abschirmenden Filme, und die orthogonal projizierten Positionen der oberen Endab schnitte der freien Magnetschicht, die auf beiden Seiten gelegen sind, gegen die magnetisch abschirmenden Filme so positioniert sind, daß ein Spielraum von mehr als Null da zwischen ausgebildet ist.

6. Spin-Ventilkopf, mit:
einem Spin-Ventilfilm, der wenigstens eine verstiftete oder verkettete Magnetschicht (4) (pinned magnetic layer), eine nichtmagnetische Metallschicht (3) und eine freie Ma gnetschicht (2), eine Hart-Magnetschicht (6) zum Steuern der Magnetdomänen der freien Magnetschicht aufweist, und
Elektrodenelementen (7) zum Zuführen eines Fühlstromes zu dem Spin-Ventilfilm,
wobei die Hart-Magnetschicht nicht in dem Raum vorhan den ist, der sich von der freien Magnetschicht in einer Filmdickenrichtung des Spin-Ventilfilms erstreckt, wodurch keine Umkehr-Magnetfeldzone in der freien Magnetschicht existiert, welche Zone ein Magnetfeld enthält, welches ent gegengesetzt zu demjenigen in den Magnetdomänen ist, die durch die Hart-Magnetschicht gesteuert werden.,

7. Spin-Ventilkopf nach Anspruch 6, bei dem Spin-Ventil- Ausgangscharakteristika ohne irgendeine Hysterese im we sentlichen relativ zu einem Medium-Magnetfeld ausgebbar sind, da keine Umkehr-Magnetfeldzone in der freien Magnet schicht existiert.

8. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes, mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Spin-Ventilfilms mit wenigstens einer verstifteten oder verketteten Magnetschicht (4) (pinned ma gnetic layer), einer nichtmagnetischen Metallschicht (3) und einer freien Magnetschicht (2) auf einem Substrat;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms in Form ei nes ebenen Rechtecks, um einen oberen Endabschnitt der freien Magnetschicht festzulegen; und
Ausbilden einer Hart-Magnetschicht und von Elektro denelementen in einer Nachbarschaft eines Seitenendab schnitts des Spin-Ventilfilms;
wobei die Hart-Magnetschicht in solcher Weise ausge bildet wird, daß, wenn man von einer Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt, die Hart-Magnetschicht sich nicht mit der freien Magnetschicht überlappt.

9. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes nach Anspruch 8, ferner mit den folgenden Schritten:
Ausbilden von überragenden oder überhängenden Re sistmaterialien zwischen dem Schritt der Ausbildung des Spin-Ventilfilms und dem Schritt der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms; und
Durchführen eines Schrittes der Mustergestaltung des Spin-Ventilfilms mit Hilfe eines Ionen-Fräsvorganges (ion milling) unter Verwendung der überragenden oder überhängen den Resistmaterialien, um den oberen Endabschnitt der frei en Magnetschicht festzulegen.

10. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes nach Anspruch 9, bei dem die Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens unter Verwendung der überhängenden oder überragenden Resistmaterialien ausgebildet wird und zu die sem Zeitpunkt die Hart-Magnetschicht so ausgebildet wird, daß sie mit der freien Magnetschicht nicht überlappt, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt, in dem der Sputter-Einfallswinkel gesteuert wird.

11. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes nach Anspruch 9, bei dem dann, wenn der Spin-Ventilfilm mit Hil fe eines Ionen-Fräsverfahrens unter Verwendung der überra genden oder überhängenden Resisten in ein Muster gebracht wird, um den oberen Endabschnitt der freien Magnetschicht festzulegen, der Spin-Ventilfilm in einem geringfügigen Übermaß in ein Muster gebracht wird, derart, daß ein oberer Endabschnitt der freien Magnetschicht auf einer Innenseite im Gegensatz zu den,überragenden oder überhängenden Resi sten festgelegt wird, und
die Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens unter Verwendung der überragenden oder überhängenden Resi sten ausgebildet wird und zu diesem Zeitpunkt die Hart- Magnetschicht so ausgebildet wird, daß sie sich mit der freien Magnetschicht nicht überlappt, welche freie Magnet schicht auf einer relativ inneren Seite ausgebildet wird, wenn man aus einer Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt, indem ein Sputter-Einfallswinkel gesteuert wird.

12. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes nach Anspruch 11, bei dem die Steuerung des Sputter-Einfallswin kels dadurch ausgeführt wird, indem ein Abstand zwischen einer Sputterquelle und dem Spin-Ventilfilm als ein Ziel bei der Herstellung relativ reduziert wird.

13. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes nach Anspruch 11, bei dem die Steuerung des Sputter-Einfallswin kels dadurch ausgeführt wird, indem ein Kollimator zwischen einer Sputterquelle und dem Spin-Ventilfilm als ein Ziel bei der Herstellung plaziert wird, um die Flugrichtungen der Sputterteilchen einheitlich in eine Richtung zu lenken.

14. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes, mit den folgenden Schritten:
Ausbilden einer Unterlagenschicht, einer freien Ma gnetschicht, einer nichtmagnetischen Metallschicht, einer verstifteten oder verketteten Magnetschicht und einer anti ferromagnetischen Schicht auf einem Substrat in dieser Rei henfolge, um dadurch einen Spin-Ventilfilm auszubilden;
Ausbilden von überragenden oder überhängenden Resisten auf dem Spin-Ventilfilm;
in ein Muster bringen des Spin-Ventilfilms mit Hilfe eines Ionen-Fräsverfahrens;
Ausbilden einer Hart-Magnetschicht und von Elektro denelementen in dieser Reihenfolge mit Hilfe des Sputter verfahrens; und
Abheben der überragenden oder überhängenden Resisten;
wobei die freie Magnetschicht, die durch den Schritt der Musterbildung des Spin-Ventilfilms mit Hilfe des Ionen- Fräsverfahrens festgelegt wird, und die Hart-Magnetschicht, die durch den Schritt der Ausbildung der Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens festgelegt wird, derart ausgebildet werden, daß sie sich nicht gegenseitig überlap pen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.

15. Verfahren zur Herstellung eines Spin-Ventilkopfes nach Anspruch 14, bei dem dann, wenn die Hart-Magnetschicht mit Hilfe des Sputterverfahrens ausgebildet wird, die freie Ma gnetschicht und die Hart-Magnetschicht so ausgebildet wer den, daß sie sich nicht gegenseitig überlappen, wenn man in der Dickenrichtung des Spin-Ventilfilms blickt.