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JP2002270920A - Magnetic sensor, magnetic head, and magnetic recording device - Google Patents

Magnetic sensor, magnetic head, and magnetic recording device

Info

Publication number
JP2002270920A
JP2002270920A JP2001063117A JP2001063117A JP2002270920A JP 2002270920 A JP2002270920 A JP 2002270920A JP 2001063117 A JP2001063117 A JP 2001063117A JP 2001063117 A JP2001063117 A JP 2001063117A JP 2002270920 A JP2002270920 A JP 2002270920A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
magnetic
film
antiferromagnetic
magnetic sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2001063117A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshihiko Seyama
喜彦 瀬山
Keiichi Nagasaka
恵一 長坂
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2001063117A priority Critical patent/JP2002270920A/en
Publication of JP2002270920A publication Critical patent/JP2002270920A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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  • Measuring Magnetic Variables (AREA)
  • Magnetic Heads (AREA)
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  • Hall/Mr Elements (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic sensor, a magnetic head, and a magnetic recorder using an antiferromagnetic domain control film without making it difficult to choose materials or to control a manufacturing process. SOLUTION: Either a part or all of a spin valve film is made to extend along each side of a magnetic sensing part, a bent part is provided to the extended part of the spin valve film, and antiferromagnetic layers 3 and 4 are arranged on the extended part extended from the bent parts.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は磁気センサ、磁気ヘ
ッド、及び、磁気記録装置に関するものであり、特に、
ハードディスクドライブ(HDD)等の磁気記録装置の
再生ヘッド(リードヘッド)に用いる巨大磁気抵抗効果
膜(GMR膜)のフリー層の磁区制御を行なう反強磁性
膜の配置構造に特徴のある磁気センサ、磁気ヘッド、及
び、磁気記録装置に関するものである。
The present invention is a magnetic sensor BACKGROUND OF THE INVENTION The magnetic head, and relates to a magnetic recording apparatus, in particular,
A magnetic sensor characterized by an arrangement structure of an antiferromagnetic film for controlling a magnetic domain of a free layer of a giant magnetoresistive film (GMR film) used for a reproducing head (read head) of a magnetic recording device such as a hard disk drive (HDD); The present invention relates to a magnetic head and a magnetic recording device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、コンピュータの外部記憶装置であ
るハードディスク装置等の磁気ヘッドとしては、コイル
に発生する誘導電流により磁場を感知する誘導型の薄膜
磁気ヘッド(インダクティブヘッド)が使用されていた
が、近年のハードディスク装置等の高密度化、高速化の
要請の高まりに伴い、磁場そのものを感知する磁気セン
サが再生用磁気ヘッドの主流となっている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an induction type thin film magnetic head (inductive head) which senses a magnetic field by an induction current generated in a coil has been used as a magnetic head of a hard disk device or the like which is an external storage device of a computer. With the recent demand for higher density and higher speed of hard disk drives and the like, magnetic sensors for sensing the magnetic field itself have become the mainstream of magnetic heads for reproduction.

【0003】この様な磁気センサとしては、従来は磁気
抵抗(MR)効果を利用したものが採用されてたが、現
在では巨大磁気抵抗(GMR)効果を利用したものが採
用されており、このMRヘッド或いはGMRヘッドにお
ける再生原理は、リード電極から一定のセンス電流を流
した場合に、磁気抵抗効果素子を構成する磁性薄膜の電
気抵抗が記録媒体からの磁界により変化する現象を利用
するものである。
Conventionally, as such a magnetic sensor, a sensor utilizing a magnetoresistance (MR) effect has been adopted, but now a sensor utilizing a giant magnetoresistance (GMR) effect has been adopted. The reproducing principle of the MR head or the GMR head utilizes a phenomenon that, when a constant sense current flows from a lead electrode, the electric resistance of a magnetic thin film constituting a magnetoresistive element changes due to a magnetic field from a recording medium. is there.

【0004】近年のハードディスクドライブの高密度記
録化に伴って、1ビットの記録面積が減少するととも
に、発生する磁場は小さくなっており、現在市販されて
いるハードディスクドライブの記録密度は10Gbit
/in2 (≒1.55Gbit/cm2 )前後である
が、記録密度の上昇は年率約2倍のスピードで大きくな
っている。そのため、さらに微小な磁場範囲に対応する
とともに、小さい外部磁場の変化を感知できる必要があ
る。
[0004] With the high-density recording in recent years of the hard disk drive, together with the recording area of one bit decreases, the magnetic field generated is smaller, the recording density of a hard disk drive currently on the market 10Gbit
/ In 2 (≒ 1.55 Gbit / cm 2 ), but the increase in recording density is increasing at twice the annual rate. Therefore, with corresponding to even smaller magnetic field range, it is necessary to be able to sense changes in a small external magnetic field.

【0005】上述のように、現在、巨大磁気抵抗効果を
利用した磁気センサとしては、スピンバルブ素子を利用
した磁気センサが広く用いられているので、この様なス
ピンバルブ素子を利用した磁気センサを図8を参照して
説明する。なお、図8(a)は、従来の硬磁性磁区制御
膜を用いた磁気センサの概略的平面図であり、また、図
8(b)は、図8(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖
線に沿った概略的断面図である。
As described above, as a magnetic sensor utilizing the giant magnetoresistance effect, a magnetic sensor utilizing a spin valve element is widely used at present. This will be described with reference to FIG. FIG. 8A is a schematic plan view of a conventional magnetic sensor using a hard magnetic domain control film, and FIG. 8B connects AA ′ in FIG. 8A. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view along a dashed line.

【0006】図8(a)及び(b)参照 まず、スライダーの母体となるAl2 3 −TiC基板
上に、Al2 3 膜を介してNiFe合金等からなる下
部磁気シールド層(いずれも図示を省略)を設け、Al
2 3 等の下部リードギャップ層61上に、Ta下地層
62を介してNiFe層63、CoFeフリー層64、
Cu中間層65、CoFeピンド層66、及び、PdP
tMn反強磁性層67からなるスピンバルブ膜を設ける
とともに、Taキャップ層68で被覆したのち、所定の
形状にパターニングし、次いで、スピンバルブ膜の両端
にCoCrPt等の硬磁性磁区制御層69を設ける。
Referring to FIGS. 8 (a) and 8 (b), first, a lower magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like is formed on an Al 2 O 3 —TiC substrate serving as a slider base via an Al 2 O 3 film. (Not shown), and Al
A NiFe layer 63, a CoFe free layer 64, a Ta underlayer 62 on a lower read gap layer 61 such as 2 O 3 .
Cu intermediate layer 65, CoFe pinned layer 66, and PdP
A spin valve film made of a tMn antiferromagnetic layer 67 is provided, and after covering with a Ta cap layer 68, patterned into a predetermined shape. Then, hard magnetic domain control layers 69 such as CoCrPt are provided at both ends of the spin valve film. .

【0007】次いで、Cr/Au等からなる導電膜を堆
積させて一対のリード電極を形成したのち、再び、Al
2 3 等の上部リードギャップ層を介してNiFe合金
等からなる上部磁気シールド層(いずれも図示を省略)
を設けることによって、スピンバルブ素子を利用したM
Rヘッドの基本構成が完成する。
Next, a conductive film made of Cr / Au or the like is deposited to form a pair of lead electrodes.
Upper magnetic shield layer made of NiFe alloy or the like via an upper read gap layer of 2 O 3 or the like (both not shown)
, M using a spin valve element
The basic configuration of the R head is completed.

【0008】この様なスピンバルブ巨大磁気抵抗効果
は、磁化方向がPdPtMn反強磁性層67によって図
において矢印で示す方向に固定されたCoFeピンド層
66と外部磁場に応じて磁化方向が自由に回転するCo
Feフリー層の磁化方向とのなす角により、伝導電子の
スピンに依存した散乱が変化し、電気抵抗値が変化する
ので、この電気抵抗値の変化を定電流のセンス電流を流
して電圧値の変化として検出することによって、外部磁
場の状況、即ち、磁気記録媒体からの信号磁場を取得す
るものである。
[0008] Such a spin valve giant magnetoresistance effect is achieved by a CoFe pinned layer 66 whose magnetization direction is fixed in the direction indicated by an arrow in the figure by a PdPtMn antiferromagnetic layer 67 and the magnetization direction freely rotates in accordance with an external magnetic field. Co
The scattering depending on the spin of the conduction electrons changes due to the angle between the magnetization direction of the Fe-free layer and the electric resistance, and the change in the electric resistance changes. By detecting the change, the state of the external magnetic field, that is, the signal magnetic field from the magnetic recording medium is obtained.

【0009】このスピンバルブ磁気抵抗センサにおいて
は、CoFeフリー層64内に磁区があると、バルクハ
ウゼンノイズが発生するため、磁区制御を行なう必要が
あり、上述のようにスピンバルブ膜の両側にCoCrP
t等の硬磁性磁区制御層69、即ち、ハード膜を設けて
いる。
In this spin-valve magnetoresistive sensor, if a magnetic domain exists in the CoFe free layer 64, Barkhausen noise is generated, so that it is necessary to control the magnetic domain. As described above, CoCrP is formed on both sides of the spin valve film.
A hard magnetic domain control layer 69 such as t, that is, a hard film is provided.

【0010】しかし、このハード膜を用いたスピンバル
ブ構造の磁気センサにおいては、フリー層のハード膜に
接した部分に幅0.05μm前後の磁化方向固着層が必
然的に形成され、この磁化方向固着層が外部磁場に対す
る不感帯となるので特性が低下するという問題がある。
However, in a magnetic sensor having a spin valve structure using this hard film, a magnetization direction fixed layer having a width of about 0.05 μm is inevitably formed in a portion of the free layer in contact with the hard film. Since the fixed layer serves as a dead zone against an external magnetic field, there is a problem that characteristics are deteriorated.

【0011】一方、この様な不感帯を発生させることな
くフリー層の磁区を制御する方法として、磁区制御膜に
反強磁性層を用いることも試みられているので、図9を
参照して、従来の反強磁性磁区制御層を用いた磁気セン
サを説明する。なお、図9(a)は、従来の反強磁性磁
区制御膜を用いた磁気センサの概略的平面図であり、ま
た、図9(b)は、図9(a)におけるA−A′を結ぶ
一点鎖線に沿った概略的断面図である。
On the other hand, as a method of controlling the magnetic domain of the free layer without generating such a dead zone, an attempt has been made to use an antiferromagnetic layer for the magnetic domain control film. A magnetic sensor using the antiferromagnetic domain control layer will be described. FIG. 9A is a schematic plan view of a magnetic sensor using a conventional antiferromagnetic domain control film, and FIG. 9B is a sectional view taken along line AA ′ in FIG. 9A. It is a schematic sectional drawing along the dashed-dotted line which connects.

【0012】図9(a)及び(b)参照 まず、スライダーの母体となるAl2 3 −TiC基板
上に、Al2 3 膜を介してNiFe合金等からなる下
部磁気シールド層(いずれも図示を省略)を設け、Al
2 3 等の下部リードギャップ層61上に、Ta下地層
62を介してNiFe層63、CoFeフリー層64、
Cu中間層65、CoFeピンド層66、及び、PdP
tMn反強磁性層67からなるスピンバルブ膜を設ける
とともに、Taキャップ層68で被覆したのち、CoF
eフリー層64に達するまで所定のメサ形状にパターニ
ングする。
[0012] FIG. 9 (a) and (b) see First, Al 2 O 3 -TiC substrate comprising a base of the slider, the lower magnetic shield layer made of NiFe alloy or the like through an Al 2 O 3 film (none (Not shown), and Al
A NiFe layer 63, a CoFe free layer 64, a Ta underlayer 62 on a lower read gap layer 61 such as 2 O 3 .
Cu intermediate layer 65, CoFe pinned layer 66, and PdP
After providing a spin valve film made of a tMn antiferromagnetic layer 67 and covering it with a Ta cap layer 68, a CoF
It is patterned into a predetermined mesa shape until it reaches the e-free layer 64.

【0013】次いで、リフトオフ法を利用して、メサの
側面に、NiFe下地層70を介してPdPtMnから
なる反強磁性磁区制御膜71を設けたのち、メサに接す
るように堆積した反強磁性磁区制御膜71及びNiFe
下地層70をイオンミリングによって選択的に除去し、
次いで、再び、イオンミリングによって、所定の素子形
状が得られるように、下部リードギャップ層61に達す
るまでエッチングする。
Next, an antiferromagnetic domain control film 71 made of PdPtMn is provided on the side surface of the mesa via a NiFe underlayer 70 by using a lift-off method, and then the antiferromagnetic domain deposited so as to be in contact with the mesa is provided. Control film 71 and NiFe
The underlayer 70 is selectively removed by ion milling,
Next, etching is performed again by ion milling until the semiconductor layer reaches the lower read gap layer 61 so that a predetermined element shape is obtained.

【0014】次いで、Cr/Au等からなる導電膜を堆
積させて一対のリード電極を形成したのち、再び、Al
2 3 等の上部リードギャップ層を介してNiFe合金
等からなる上部磁気シールド層(いずれも図示を省略)
を設けることによって、反強磁性磁区制御膜を設けたス
ピンバルブ素子を利用したMRヘッドの基本構成が完成
する。この様な磁気センサにおいては、不感帯を生ずる
ことなくフリー層の磁区を制御することが可能になる。
Then, a pair of lead electrodes is formed by depositing a conductive film made of Cr / Au or the like,
An upper magnetic shield layer made of NiFe alloy or the like through the upper lead gap layer, such as a 2 O 3 (both not shown)
, The basic configuration of the MR head using the spin valve element provided with the antiferromagnetic domain control film is completed. In such a magnetic sensor, it is possible to control the magnetic domain of the free layer without generating a dead zone.

【0015】[0015]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この様な反強
磁性磁区制御膜を設けたスピンバルブ構造磁気センサに
おいては、スピンバルブ膜を構成するPdPtMn反強
磁性層67によるピン方向方向と反強磁性磁区制御膜7
1によるピン方向を図9(a)に示すように直交させる
必要があり、反強磁性材料の選択或いはプロセス等が非
常に困難になるという問題がある。
However, in such a spin-valve-structured magnetic sensor provided with an antiferromagnetic domain control film, the PdPtMn antiferromagnetic layer 67 constituting the spin-valve film has an antiferromagnetic layer in which the pin direction and the antiferromagnetic strength are reduced. Magnetic domain control film 7
As shown in FIG. 9 (a), it is necessary to make the pin directions perpendicular to each other as shown in FIG.

【0016】即ち、反強磁性層としてPdPtMnを用
いた場合、反強磁性層に磁化方向を付与する際に、真空
中において、成膜時に印加した磁界と直交する方向の1
00〔Oe〕以上、例えば、2500〔Oe〕の直流磁
場を印加しながら、真空中で250〜280℃、例え
ば、280℃で0.5〜5時間、例えば、3時間の熱処
理を行なっているが、磁区制御膜に磁化方向を付与する
際に同じ条件で行なうとスピンバルブ膜を構成するPd
PtMn反強磁性層67も磁化方向の回転してしまうこ
となる。
That is, when PdPtMn is used as the antiferromagnetic layer, when a magnetization direction is given to the antiferromagnetic layer, one of the directions perpendicular to the magnetic field applied at the time of film formation is applied in a vacuum.
While applying a DC magnetic field of at least 00 [Oe], for example, 2500 [Oe], heat treatment is performed in vacuum at 250 to 280 ° C, for example, 280 ° C for 0.5 to 5 hours, for example, 3 hours. Pd but constituting the spin valve film is performed under the same conditions when applying the magnetization direction in the magnetic domain control film
The PtMn antiferromagnetic layer 67 also rotates in the magnetization direction.

【0017】したがって、磁区制御膜を構成する反強磁
性材料として、PdPtMnより低い温度で磁化を付与
できる材料を選択する必要が生じ、且つ、磁界印加時の
温度条件の設定等が困難になる。
Therefore, it is necessary to select a material capable of providing magnetization at a temperature lower than that of PdPtMn as an antiferromagnetic material constituting the magnetic domain control film, and it is difficult to set temperature conditions when a magnetic field is applied.

【0018】したがって、本発明は、材料選択やプロセ
ス制御を困難にすることなく、反強磁性磁区制御膜を用
いた磁気センサを実現することを目的とする。
Accordingly, an object of the present invention is to realize a magnetic sensor using an antiferromagnetic domain control film without making material selection and process control difficult.

【0019】[0019]

【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理的構
成の説明図であり、この図1を参照して本発明における
課題を解決するための手段を説明する。なお、図1
(a)は、磁気センサの概略的平面図であり、図1
(b)は図1(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線に
沿った概略的断面図である。 図1(a)及び(b)参照 上述の目的を達成するため、本発明は、磁気センサにお
いて、少なくともフリー層1を含むスピンバルブ膜の一
部或いは全部のいずれかを磁気感知部の両側に延長する
とともに、延長部に屈曲部を設け、この屈曲部からの延
長部上に反強磁性層3,4を配置したことを特徴とす
る。
FIG. 1 is an explanatory view of the principle configuration of the present invention. Referring to FIG. 1, means for solving the problems in the present invention will be described. FIG.
FIG. 1A is a schematic plan view of a magnetic sensor, and FIG.
FIG. 2B is a schematic sectional view taken along a dashed line connecting AA ′ in FIG. See FIGS. 1A and 1B In order to achieve the above object, the present invention relates to a magnetic sensor in which at least a part or all of a spin valve film including at least a free layer 1 is provided on both sides of a magnetic sensing unit. In addition to the extension, the bent portion is provided in the extended portion, and the antiferromagnetic layers 3 and 4 are arranged on the extended portion from the bent portion.

【0020】この様に、少なくともフリー層1を含むス
ピンバルブ膜の一部或いは全部のいずれかを磁気感知部
の両側に屈曲部を有する延長部を設けることによって、
磁区制御層を構成する反強磁性層3,4とスピンバルブ
膜を構成する反強磁性層2の磁化方向を同方向にするこ
とができ、それによって、同一の反強磁性材料を用いて
も磁区制御層を構成する反強磁性層3,4に対する磁界
印加時に、スピンバルブ膜を構成する反強磁性層2の磁
化方向が影響を受けることがなく、場合によっては、反
強磁性層3,4と反強磁性層2とを同時に同じ方向に磁
化することができ、プロセス管理が大幅に簡素化され、
且つ、工程数を低減することができる。
As described above, by providing at least one of the spin valve film including the free layer 1 and the entirety thereof with the bent portions on both sides of the magnetic sensing portion,
The magnetization directions of the antiferromagnetic layers 3 and 4 forming the magnetic domain control layer and the antiferromagnetic layer 2 forming the spin valve film can be made the same, so that the same antiferromagnetic material can be used. When a magnetic field is applied to the antiferromagnetic layers 3 and 4 forming the magnetic domain control layer, the magnetization direction of the antiferromagnetic layer 2 forming the spin valve film is not affected. 4 and the antiferromagnetic layer 2 can be simultaneously magnetized in the same direction, and the process management is greatly simplified.
In addition, the number of steps can be reduced.

【0021】なお、フリー層1が下側になる正積層構造
のスピンバルブ膜の場合には、フリー層1を含むスピン
バルブ膜の一部を延長、屈曲させれば良く、また、フリ
ー層1が上側になる逆積層構造のスピンバルブ膜の場合
には、フリー層1を含むスピンバルブ膜の全部を延長、
屈曲させれば良い。
In the case of a spin-valve film having a normal stacked structure in which the free layer 1 is on the lower side, a part of the spin-valve film including the free layer 1 may be extended and bent. In the case of a spin-valve film having a reverse stacked structure in which the upper side of the spin-valve film including the free layer 1 is extended,
You only have to bend.

【0022】この場合、屈曲方向は、磁気感知部の両側
において互いに逆方向でも良いし、或いは、同方向でも
良く、同方向に屈曲させる場合には、屈曲部からの延長
部の一方に設ける反強磁性層3とフリー層1との間に、
積層フェリ膜或いは積層反強磁性結合膜5のいずれかを
介在させる必要がある。
In this case, the bending directions may be opposite to each other on both sides of the magnetic sensing portion, or may be the same direction. When bending in the same direction, the bending direction is provided on one of the extensions from the bent portion. Between the ferromagnetic layer 3 and the free layer 1,
It is necessary to interpose either the laminated ferrifilm or the laminated antiferromagnetic coupling film 5.

【0023】図1(b)に示す様に、屈曲部からの延長
部の一方に設ける反強磁性層3とフリー層1との間に、
積層フェリ膜或いは積層反強磁性結合膜5を設けること
によって、磁性膜8は反強磁性層3により図においては
右方向にピンされる。この磁性膜8と磁性膜6とは反強
磁性的に結合しているため、磁性膜6は磁性膜8と反対
方向にピンされ、それによって、フリー層1の磁化方向
は磁性膜6のピン方向と同方向となる。一方、反強磁性
層4の直下のフリー層1の磁化方向は反強磁性結合膜に
よるピン方向の反転がないため反強磁性層4の磁化方向
と同一方向となり、フリー層1全体に閉じていない磁気
回路が形成され、スピンバルブ膜を構成する反強磁性層
2の直下におけるフリー層1の磁区が制御されることに
なる。なお、Ru等の中間層7を介して設けたCoFe
等の磁性膜6,8の膜厚が等しければ、積層反強磁性結
合膜5となり、異なる膜厚であれば、狭義の積層フェリ
膜となる。
As shown in FIG. 1B, between the antiferromagnetic layer 3 and the free layer 1 provided on one of the extended portions from the bent portion.
By providing the laminated ferrimagnetic film or the laminated antiferromagnetic coupling film 5, the magnetic film 8 is pinned by the antiferromagnetic layer 3 rightward in the figure. Since the magnetic film 8 and the magnetic film 6 are antiferromagnetically coupled, the magnetic film 6 is pinned in the direction opposite to the magnetic film 8, whereby the magnetization direction of the free layer 1 is The direction is the same as the direction. On the other hand, the magnetization direction of the free layer 1 immediately below the antiferromagnetic layer 4 is the same as the magnetization direction of the antiferromagnetic layer 4 because there is no reversal of the pin direction due to the antiferromagnetic coupling film. No magnetic circuit is formed, and the magnetic domain of the free layer 1 immediately below the antiferromagnetic layer 2 constituting the spin valve film is controlled. Note that CoFe provided via an intermediate layer 7 of Ru or the like is used.
If the thicknesses of the magnetic films 6 and 8 are the same, the laminated antiferromagnetic coupling film 5 is formed, and if the thicknesses are different, the laminated ferrimagnetic film is narrowly defined.

【0024】また、フリー層1の延長部を磁気感知(A
BS:Air Bearing Surface)面か
ら後退させることが望ましく、それによって、隣接する
トラックとの間のクロストークを防止することができ
る。
The extension of the free layer 1 is magnetically sensed (A
It is desirable to retreat from an air bearing surface (BS), thereby preventing crosstalk between adjacent tracks.

【0025】また、この様な構成は、スピンバルブ膜の
膜面に平行に電流を流すCIP(Current in
the plane)構造及びスピンバルブ膜の膜面
に垂直に電流を流すCPP(Current perp
endicular tothe plane)構造の
いずれにも適用できるものであり、CCP構造の方がバ
ルクハウゼンノイズの発生率にセンス電流依存性がみら
れない。
In addition, such a configuration has a CIP (Current in Current) in which a current flows in parallel to the film surface of the spin valve film.
CPP (Current perp) in which current flows perpendicularly to the plane of the the plane structure and the spin valve film
The present invention can be applied to any of the endless plane structures, and the CCP structure has no sense current dependency in the occurrence rate of Barkhausen noise.

【0026】また、この様な磁気センサを用いて、MR
ヘッド、或いは、誘導型のライトヘッドを積層させた複
合薄膜磁気ヘッドを構成することによって、高記録密度
化に対応した磁気ヘッドを構成することができ、さら
に、この磁気ヘッドを用いることによって高性能の磁気
記録装置を実現することができる。
Also, using such a magnetic sensor, MR
By constructing a composite thin-film magnetic head in which heads or inductive write heads are stacked, a magnetic head corresponding to high recording density can be constructed. Can be realized.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】ここで、図2及び図3を参照し
て、本発明の第1の実施の形態の磁気センサの製造工程
を説明する。なお、図2(a)乃至図3(d)は、磁気
センサの概略的断面図であり、図3(e)は、最終段階
の概略的平面図であり、図3(e)においては、便宜
上、PdPtMn反強磁性層17が露出しているように
図示している。 図2(a)参照 まず、スライダーの母体となるAl2 3 −TiC基板
上に、Al2 3 膜を介してNiFe合金等からなる下
部磁気シールド層(いずれも図示を省略)を設けたの
ち、Al2 3 等の下部リードギャップ層11を設け、
次いで、スパッタリング法を用いて下部リードギャップ
層11上に、厚さが、例えば、5nmのTa下地層1
2、厚さが、例えば、2nmのNiFe層13、厚さ
が、例えば、2nmのCoFeフリー層14、厚さが、
例えば、2.4nmのCu中間層15、厚さが、例え
ば、2nmのCoFeピンド層16、及び、厚さが、例
えば、13nmのPdPtMn反強磁性層17、及び、
厚さが、例えば、6nmのTaキャップ層18を順次成
膜する。なお、この場合のNiFe層13の組成比は、
例えば、Ni81Fe19であり、また、CoFeフリー層
14及びCoFeピンド層16の組成は、例えば、Co
90Fe10であり、さらに、PdPtMn反強磁性層17
の組成比は、例えば、Pd31Pt17Mn52である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring now to FIGS.
The manufacturing process of the magnetic sensor according to the first embodiment of the present invention
Will be described. 2 (a) to 3 (d) show magnetic fields.
FIG. 3E is a schematic cross-sectional view of the sensor, and FIG.
FIG. 3E is a schematic plan view, and FIG.
Above, so that the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 is exposed.
It is illustrated. FIGS. 2 (a) see First, Al as the base of the sliderTwoOThree-TiC substrate
On top, AlTwoOThreeUnder made of NiFe alloy or the like through the membrane
The magnetic shield layer (not shown)
C, AlTwoOThreeAnd the like, and a lower read gap layer 11 is provided.
Next, the lower lead gap is formed using a sputtering method.
On the layer 11, a Ta underlayer 1 having a thickness of, for example, 5 nm
2. NiFe layer 13 having a thickness of, for example, 2 nm, thickness
However, for example, the CoFe free layer 14 having a thickness of 2 nm has a thickness of
For example, a 2.4 nm Cu intermediate layer 15 having a thickness
For example, a 2 nm CoFe pinned layer 16 and a thickness of
For example, a 13 nm PdPtMn antiferromagnetic layer 17 and
A Ta cap layer 18 having a thickness of, for example, 6 nm is sequentially formed.
Film. The composition ratio of the NiFe layer 13 in this case,
For example, Ni81Fe19, And the addition, CoFe free layer
14 and the composition of the CoFe pinned layer 16 are, for example, Co
90FeTenAnd the PdPtMn antiferromagnetic layer 17
Is, for example, Pd31Pt17Mn52It is.

【0028】図2(b)参照 次いで、スピンバルブ膜幅に相当する幅を有するレジス
トパターン19を設け、このレジストパターン19をマ
スクとしてイオンミリングを施すことによってCoFe
フリー層14が露出するまでエッチングする。
Next, a resist pattern 19 having a width corresponding to the width of the spin valve film is provided, and ion milling is performed using the resist pattern 19 as a mask to obtain CoFe.
Etching is performed until the free layer 14 is exposed.

【0029】図2(c)参照 引き続いて、レジストパターン19をそのままリフトオ
フ用のパターンとして用いて、スパッタリング法によっ
て、厚さが、例えば、2nmのNiFe下地層20及び
厚さが、例えば、13nmのPdPtMn反強磁性層2
1を順次成膜する。なお、この場合のNiFe下地層2
0は、PdPtMn反強磁性層21の磁気特性が良好に
なるように設けるものであり、また、NiFe下地層2
0及びPdPtMn反強磁性層21の組成比は上記の組
成比と同様である。
Subsequently, using the resist pattern 19 as it is as a lift-off pattern, a NiFe underlayer 20 having a thickness of, for example, 2 nm and a NiFe underlayer 20 having a thickness of, for example, 13 nm are formed by sputtering. PdPtMn antiferromagnetic layer 2
Sequentially deposited 1. In this case, the NiFe underlayer 2
0 is provided so as to improve the magnetic properties of the PdPtMn antiferromagnetic layer 21.
The composition ratio of the 0 and PdPtMn antiferromagnetic layers 21 is the same as the above composition ratio.

【0030】次いで、レジストパターン19を除去した
のち、真空中において、100〔Oe〕以上、例えば、
2500〔Oe〕の直流磁場を印加しながら、真空中で
250〜280℃、例えば、280℃で0.5〜5時
間、例えば、3時間の熱処理を行なうことによって、図
において奥行き方向にPdPtMn反強磁性層17及び
PdPtMn反強磁性層21に磁化を付与し、PdPt
Mn反強磁性層17の下のCoFeピンド層16のピン
方向及びPdPtMn反強磁性層21の下のCoFeフ
リー層14のピン方向を決定する。
Next, after the resist pattern 19 is removed, 100 [Oe] or more, for example,
By applying a heat treatment at 250 to 280 ° C., for example, 280 ° C. for 0.5 to 5 hours, for example, 3 hours in vacuum while applying a DC magnetic field of 2500 [Oe], the PdPtMn reaction in the depth direction in the drawing is performed. By giving magnetization to the ferromagnetic layer 17 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 21, PdPt
The pin direction of the CoFe pinned layer 16 under the Mn antiferromagnetic layer 17 and the pin direction of the CoFe free layer 14 under the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 are determined.

【0031】図3(d)参照 次いで、所定の開口部を有するレジストパターン22を
設け、このレジストパターンをマスクとしてイオンミリ
ングを施すことによって、露出部をCoFeフリー層1
4に達するまでエッチングして、PdPtMn反強磁性
層21の不要部を除去する。なお、この除去部の形状
は、後述する図3(e)におけるPdPtMn反強磁性
層21とPdPtMn反強磁性層17の間の領域であ
る。
Next, as shown in FIG. 3D, a resist pattern 22 having a predetermined opening is provided, and ion-milling is performed using the resist pattern as a mask, so that the exposed portion is formed of the CoFe free layer 1.
It is etched to reach 4, to remove an unnecessary portion of PdPtMn antiferromagnetic layer 21. Note that the shape of the removed portion is a region between the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 in FIG.

【0032】図3(e)参照 次いで、新たなレジストパターンをマスクとしてイオン
ミリングを施すことによって、CoFeフリー層14の
延在部がメサ状のスピンバルブ膜部、即ち、磁気感知部
に対して互いに逆方向に屈曲するように、且つ、屈曲部
からの延長部上にPdPtMn反強磁性層21からなる
磁区制御層23が存在する素子形状になるように下部リ
ードギャップ層11に達するまで除去する。
Next, by performing ion milling using the new resist pattern as a mask, the extending portion of the CoFe free layer 14 is formed in a mesa-shaped spin valve film portion, that is, a magnetic sensing portion. The PdPtMn is removed until it reaches the lower read gap layer 11 so as to bend in the opposite directions and to have an element shape in which the magnetic domain control layer 23 composed of the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 exists on the extension from the bent portion. .

【0033】以降は、図示を省略するもの、レジストパ
ターンを除去したのち、例えば、蒸着法を用いて、厚さ
が、例えば、3nmのCr密着層及び厚さが例えば、3
0nmのAu電極層を堆積させたのち、再び、新たなレ
ジストパターンをマスクとしたイオンミリングを施すこ
とによって、一対のCr/Au膜からなるリード電極を
形成し、次いで、Al2 3 等の上部リードギャップ層
を介してNiFe合金等からなる上部磁気シールド層を
設けることによって磁気センサの基本構成が完成する。
[0033] Thereafter, those not shown, after removing the resist pattern, for example, by vapor deposition, thickness of, for example, the Cr adhesion layer and a thickness of 3nm example, 3
After deposition of Au electrode layer of 0 nm, again, by ion milling as a mask a new resist pattern to form a lead electrode made of a pair of Cr / Au film, then, for example, Al 2 O 3 The basic configuration of the magnetic sensor is completed by providing an upper magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like via the upper read gap layer.

【0034】この本発明の第1の実施の形態は、一度の
加熱下における磁場印加により、PdPtMn反強磁性
層17及びPdPtMn反強磁性層21に所定方向の磁
化を付与し、CoFeフリー層14の磁区を制御するこ
とができ、したがって、磁区制御膜をスピンバルブ膜を
構成する反強磁性層と同じ反強磁性材料によって構成す
ることができ、構成及び工程が簡素化される。
In the first embodiment of the present invention, the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 are given a magnetization in a predetermined direction by applying a magnetic field under heating once, and the CoFe free layer 14 Can be controlled, and therefore, the magnetic domain control film can be made of the same antiferromagnetic material as the antiferromagnetic layer forming the spin valve film, and the configuration and steps are simplified.

【0035】この第1の実施の形態においては、その素
子形状により磁気記録媒体に対向する磁気感知面(AB
S面)を構成することができないので、HDDに用いる
MRヘッドに用いることはできないが、ガウスメータ等
の一般の磁気センサとして用いることができる。
In the first embodiment, the magnetic sensing surface (AB) facing the magnetic recording medium depends on the element shape.
(S plane) cannot be used, so it cannot be used for an MR head used for an HDD, but can be used as a general magnetic sensor such as a Gauss meter.

【0036】次に、図4を参照して、本発明の第2の実
施の形態の磁気センサを説明するが、基本的製造工程は
上記の第1の実施の形態と同様であるので、製造工程の
図示は省略する。なお、図4(a)は本発明の第2の実
施の形態の磁気センサの概略的平面図であり、また、図
4(b)は、図4(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖
線の水平方向部分のみに沿った概略的断面図であり、ま
た、図4(c)は、図4(a)におけるB−B′を結ぶ
一点鎖線に沿った概略的断面図であり、図4(a)にお
いては、便宜上、PdPtMn反強磁性層17が露出し
ているように図示している。
Next, a magnetic sensor according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 4. Since the basic manufacturing steps are the same as those of the above-described first embodiment, Illustration of the process is omitted. FIG. 4A is a schematic plan view of a magnetic sensor according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 4B is a point connecting AA ′ in FIG. 4A. FIG. 4C is a schematic cross-sectional view taken along only a horizontal portion of a chain line, and FIG. 4C is a schematic cross-sectional view taken along a dashed-dotted line connecting BB ′ in FIG. In FIG. 4A, for convenience, the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 is illustrated as being exposed.

【0037】図4(a)及び(b)参照 まず、上記の第1の実施の形態と全く同様に、スライダ
ーの母体となるAl23 −TiC基板上に、Al2
3 膜を介してNiFe合金等からなる下部磁気シールド
層(いずれも図示を省略)を設けたのち、Al2 3
の下部リードギャップ層11を設け、次いで、スパッタ
リング法を用いて下部リードギャップ層11上に、厚さ
が、例えば、5nmのTa下地層12、厚さが、例え
ば、2nmのNiFe層13、厚さが、例えば、2nm
のCoFeフリー層14、厚さが、例えば、2.4nm
のCu中間層15、厚さが、例えば、2nmのCoFe
ピンド層16、厚さが、例えば、13nmのPdPtM
n反強磁性層17、及び、厚さが、例えば、6nmのT
aキャップ層18を順次成膜する。
Referring to FIGS. 4A and 4B, an Al 2 O 3 -TiC substrate serving as a slider base is placed on an Al 2 O 3 -TiC substrate just like the first embodiment.
After a lower magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like (all not shown) is provided via the three films, a lower read gap layer 11 of Al 2 O 3 or the like is provided, and then the lower read gap layer is formed by sputtering. On the layer 11, a Ta underlayer 12 having a thickness of, for example, 5 nm, a NiFe layer 13 having a thickness of, for example, 2 nm, and a thickness of, for example, 2 nm
CoFe free layer 14 having a thickness of, for example, 2.4 nm
Cu intermediate layer 15 having a thickness of, for example, 2 nm
Pinned layer 16, PdPtM having a thickness of, for example, 13 nm
n anti-ferromagnetic layer 17 and a T
The cap layer 18 is sequentially formed.

【0038】次いで、図においてスピンバルブ膜部及び
その右側部を覆うレジストパターンを設け、このレジス
トパターンをマスクとしてイオンミリングを施すことに
よってCoFeフリー層14が露出するまでエッチング
する。
Next, a resist pattern is provided to cover the spin valve film portion and its right side portion in the figure, and ion etching is performed using this resist pattern as a mask to perform etching until the CoFe free layer 14 is exposed.

【0039】引き続いて、レジストパターンをそのまま
リフトオフ用のパターンとして用いて、スパッタリング
法によって、厚さが、例えば、2nmのNiFe下地層
20及び厚さが、例えば、13nmのPdPtMn反強
磁性層21を順次成膜する。
Subsequently, the NiFe underlayer 20 having a thickness of, for example, 2 nm and the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 having a thickness of, for example, 13 nm are formed by sputtering using the resist pattern as it is as a lift-off pattern. Films are formed sequentially.

【0040】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、図においてスピンバルブ膜部及びその左側部を覆う
新たなレジストパターンを設け、このレジストパターン
をマスクとしてイオンミリングを施すことによってCo
Feフリー層14が露出するまでエッチングする。
Next, after removing the resist pattern, a new resist pattern covering the spin valve film portion and the left portion thereof is provided in the figure, and ion milling is performed by using this resist pattern as a mask to perform Co milling.
The etching is performed until the Fe free layer 14 is exposed.

【0041】引き続いて、このレジストパターンをその
ままリフトオフ用のパターンとして用いて、スパッタリ
ング法によって、厚さが、例えば、2nmのNiFe下
地層24、厚さが、例えば、2nmのCoFe層25、
厚さが、例えば、0.8nmのRu層26、例えば、2
nmのCoFe層27、及び、厚さが、例えば、13n
mのPdPtMn反強磁性層29を順次成膜する。な
お、CoFe層25/Ru層26/CoFe層27によ
って積層フェリ層28、厳密には、積層反強磁性結合膜
が構成される。
Subsequently, using this resist pattern as a lift-off pattern as it is, a NiFe underlayer 24 having a thickness of, for example, 2 nm, a CoFe layer 25 having a thickness of, for example, 2 nm, by a sputtering method.
A Ru layer 26 having a thickness of, for example, 0.8 nm, for example, 2
nm CoFe layer 27 and a thickness of, for example, 13n
Then, m PdPtMn antiferromagnetic layers 29 are sequentially formed. Note that the CoFe layer 25 / Ru layer 26 / CoFe layer 27 constitutes a laminated ferrilayer 28, more precisely, a laminated antiferromagnetic coupling film.

【0042】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、真空中において、10000〔Oe〕以上、例え
ば、20000〔Oe〕の強い直流磁場を印加しなが
ら、真空中で250〜280℃、例えば、280℃で
0.5〜5時間、例えば、3時間の熱処理を行なうこと
によって、図において奥行き方向にPdPtMn反強磁
性層17、PdPtMn反強磁性層21、及び、PdP
tMn反強磁性層29に磁化を付与し、PdPtMn反
強磁性層17の下のCoFeピンド層16のピン方向、
PdPtMn反強磁性層21及びPdPtMn反強磁性
層29の下のCoFeフリー層14のピン方向を決定す
る。
Next, after removing the resist pattern, while applying a strong DC magnetic field of 10,000 [Oe] or more, for example, 20,000 [Oe] in a vacuum, the resist is heated at 250 to 280 ° C., for example, 280 ° C. in a vacuum. 0.5-5 hours, for example, by performing a heat treatment for 3 hours, and the antiferromagnetic layer 17, PdPtMn antiferromagnetic layer 21, PdPtMn in the depth direction in FIG, PdP
The magnetization is given to the tMn antiferromagnetic layer 29, and the pin direction of the CoFe pinned layer 16 under the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 is
The pin direction of the CoFe free layer 14 under the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 29 is determined.

【0043】次いで、所定の開口部を有する新たなレジ
ストパターンを設け、このレジストパターンをマスクと
してイオンミリングを施すことによって、露出部をCo
Feフリー層14に達するまでエッチングして、PdP
tMn反強磁性層21,29の不要部を除去する。な
お、この除去部の形状は、図4(a)におけるPdPt
Mn反強磁性層21及びPdPtMn反強磁性層29と
PdPtMn反強磁性層17の間の領域である。
Next, a new resist pattern having a predetermined opening is provided, and ion milling is performed using this resist pattern as a mask, so that the exposed portion is made of Co.
PdP is etched until the Fe free layer 14 is reached.
Unnecessary portions of the tMn antiferromagnetic layers 21 and 29 are removed. Note that the shape of the removal portion is PdPt in FIG.
This is a region between the Mn antiferromagnetic layer 21, the PdPtMn antiferromagnetic layer 29, and the PdPtMn antiferromagnetic layer 17.

【0044】次いで、新たなレジストパターンをマスク
としてイオンミリングを施すことによって、CoFeフ
リー層14の延在部がメサ状のスピンバルブ膜部に対し
て同じ方向に屈曲するように、且つ、屈曲部からの延長
部上にPdPtMn反強磁性層21,29からなる磁区
制御層23が存在する素子形状になるように下部リード
ギャップ層11に達するまで除去する。
Next, ion milling is performed using the new resist pattern as a mask, so that the extending portion of the CoFe free layer 14 is bent in the same direction with respect to the mesa-shaped spin valve film portion, and the bent portion is formed. The PdPtMn antiferromagnetic layers 21 and 29 are removed until they reach the lower read gap layer 11 so that the magnetic domain control layer 23 has an element shape on the extension part.

【0045】以降は、図示を省略するもの、レジストパ
ターンを除去したのち、例えば、蒸着法を用いて、厚さ
が、例えば、3nmのCr密着層及び厚さが、例えば、
30nmのAu電極層を堆積させたのち、再び、新たな
レジストパターンをマスクとしたイオンミリングを施す
ことによって、一対のCr/Au膜からなるリード電極
を形成し、次いで、Al2 3 等の上部リードギャップ
層を介してNiFe合金等からなる上部磁気シールド層
を設けることによって本発明の第2の実施の形態の磁気
センサの基本構成が完成する。
After that, after removing the resist pattern (not shown), for example, using a vapor deposition method, the thickness of the Cr adhesion layer of, for example, 3 nm and the thickness of, for example,
After deposition of Au electrode layer of 30 nm, again, by ion milling as a mask a new resist pattern to form a lead electrode made of a pair of Cr / Au film, then, for example, Al 2 O 3 The basic configuration of the magnetic sensor according to the second embodiment of the present invention is completed by providing an upper magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like via an upper read gap layer.

【0046】図4(c)参照 この本発明の第2の実施の形態の磁気センサにおいて
は、一方のフリー層の延在部にCoFe層25/Ru層
26/CoFe層27からなる広義の積層フェリ層28
を介してPdPtMn反強磁性層29を設けているの
で、PdPtMn反強磁性層29とPdPtMn反強磁
性層21とを同時に熱処理して磁化方向を同方向として
も、積層フェリ層28を設けることによって、CoFe
層27はPdPtMn反強磁性層29により図において
は右方向にピンされる。
Referring to FIG. 4 (c), in the magnetic sensor according to the second embodiment of the present invention, a broadly-defined lamination of a CoFe layer 25 / Ru layer 26 / CoFe layer 27 is provided on one free layer extension. ferri layer 28
Since the PdPtMn antiferromagnetic layer 29 is provided through the PdPtMn antiferromagnetic layer 29, the PdPtMn antiferromagnetic layer 29 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 are simultaneously heat-treated to provide the laminated ferrilayer 28 even when the magnetization direction is the same. , CoFe
Layer 27 is pinned to the right by a PdPtMn antiferromagnetic layer 29 in the figure.

【0047】このCoFe層27と、CoFe層25及
びNiFe層24とは反強磁性的に結合しているため、
CoFe層25及びNiFe層24はCoFe層27と
反対方向にピンされ、それによって、CoFeフリー層
14及びNiFe層13の磁化方向はCoFe層25及
びNiFe層24のピン方向と同方向となる。
Since the CoFe layer 27 and the CoFe layer 25 and the NiFe layer 24 are antiferromagnetically coupled,
The CoFe layer 25 and the NiFe layer 24 are pinned in the opposite direction to the CoFe layer 27, so that the magnetization directions of the CoFe free layer 14 and the NiFe layer 13 are the same as the pin directions of the CoFe layer 25 and the NiFe layer 24.

【0048】一方、PdPtMn反強磁性層21の直下
のCoFeフリー層14の磁化方向は反強磁性結合膜に
よるピン方向の反転がないためPdPtMn反強磁性層
21の磁化方向と同一方向となり、CoFeフリー層1
4全体に閉じていない磁気回路が形成され、スピンバル
ブ膜を構成するPdPtMn反強磁性層17の直下にお
けるCoFeフリー層14の磁区を良好に制御すること
ができる。
On the other hand, the magnetization direction of the CoFe free layer 14 immediately below the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 is the same as the magnetization direction of the PdPtMn antiferromagnetic layer 21 because the pin direction is not inverted by the antiferromagnetic coupling film. Free layer 1
4, an unclosed magnetic circuit is formed, and the magnetic domain of the CoFe free layer 14 immediately below the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 constituting the spin valve film can be controlled well.

【0049】次に、図5を参照して、本発明の第3の実
施の形態の磁気センサを説明するが、この第3の実施の
形態の磁気センサは、上記の第2の実施の形態の磁気セ
ンサにおけるCoFeフリー層14の素子形状にパター
ニングする際に、延長部をABS面から後退させたもの
であり、基本的製造工程は上記の第2の実施の形態と全
く同様であるので、製造工程等の説明は省略する。な
お、図5(a)は本発明の第3の実施の形態の磁気セン
サの概略的平面図であり、また、図5(b)は、図5
(a)におけるA−A′を結ぶ一点鎖線の水平方向部分
のみに沿った概略的断面図であり、図5(a)において
は、便宜上、PdPtMn反強磁性層17が露出してい
るように図示している。
Next, a magnetic sensor according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5. The magnetic sensor according to the third embodiment is similar to the magnetic sensor according to the second embodiment. When patterning into the element shape of the CoFe free layer 14 in the magnetic sensor of the above, the extended portion is recessed from the ABS surface, and the basic manufacturing process is exactly the same as in the second embodiment. description of such manufacturing process will be omitted. Incidentally, FIG. 5 (a) is a schematic plan view of a magnetic sensor of the third embodiment of the present invention, FIG. 5 (b), 5
FIG. 5A is a schematic cross-sectional view taken along only a horizontal portion of a dashed line connecting AA ′ in FIG. 5A, and in FIG. 5A, for convenience, the PdPtMn antiferromagnetic layer 17 is exposed. It is illustrated.

【0050】この第3の実施の形態の磁気センサにおい
ては、スピンバルブ膜から左右に延長したCoFeフリ
ー層14がABS面から後退しているので、磁気記録媒
体において読取対象となるトラックに隣接する隣接トラ
ックの影響を低減させることが、即ち、クロストークを
防止することができ、それによって高精度の読み取りが
可能になる。
In the magnetic sensor according to the third embodiment, since the CoFe free layer 14 extending left and right from the spin valve film is recessed from the ABS, it is adjacent to the track to be read on the magnetic recording medium. The effect of adjacent tracks can be reduced, that is, crosstalk can be prevented, thereby enabling high-precision reading.

【0051】次に、図6を参照して、本発明の第4の実
施の形態の磁気センサを説明するが、この第4の実施の
磁気センサは、上記の第2の実施の形態の磁気センサの
積層順序を逆にしたものであり、基本的な製造方法及び
磁気特性に違いはない。なお、図6(a)は本発明の第
4の実施の形態の磁気センサの概略的平面図であり、ま
た、図6(b)は、図6(a)におけるA−A′を結ぶ
一点鎖線の水平方向部分のみに沿った概略的断面図であ
り、図6(a)においては、便宜上、CoFeフリー層
37が露出しているように図示している。
Next, a magnetic sensor according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6. The magnetic sensor according to the fourth embodiment is similar to the magnetic sensor according to the second embodiment. The stacking order of the sensors is reversed, and there is no difference in basic manufacturing method and magnetic characteristics. FIG. 6A is a schematic plan view of a magnetic sensor according to a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6B is a point connecting AA ′ in FIG. 6A. FIG. 6A is a schematic cross-sectional view taken along only the horizontal portion of the chain line, and FIG. 6A shows the CoFe free layer 37 as exposed for convenience.

【0052】図6(a)及び(b)参照 まず、スライダーの母体となるAl2 3 −TiC基板
上に、Al2 3 膜を介してNiFe合金等からなる下
部磁気シールド層(いずれも図示を省略)を設けたの
ち、Al2 3 等の下部リードギャップ層31を設け、
次いで、スパッタリング法を用いて下部リードギャップ
層31上に、厚さが、例えば、5nmのTa下地層3
2、厚さが、例えば、2nmのNiFe層33、厚さ
が、例えば、13nmのPdPtMn反強磁性層34、
厚さが、例えば、2nmのCoFeピンド層35、厚さ
が、例えば、2.4nmのCu中間層36、厚さが、例
えば、2nmのCoFeフリー層37、及び、厚さが、
例えば、6nmのTaキャップ層38を順次成膜する。
Referring to FIGS. 6A and 6B, first, a lower magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like (each of them) is formed on an Al 2 O 3 —TiC substrate serving as a base of the slider via an Al 2 O 3 film. (Not shown), and a lower read gap layer 31 of Al 2 O 3 or the like is provided.
Next, a Ta underlayer 3 having a thickness of, for example, 5 nm is formed on the lower read gap layer 31 by using a sputtering method.
2. a NiFe layer 33 having a thickness of, for example, 2 nm; a PdPtMn antiferromagnetic layer 34 having a thickness of, for example, 13 nm;
The thickness of the CoFe pinned layer 35 is, for example, 2 nm, the Cu intermediate layer 36 is, for example, 2.4 nm, the CoFe free layer 37 is, for example, 2 nm, and the thickness is,
For example, a 6 nm-thick Ta cap layer 38 is sequentially formed.

【0053】次いで、図6(a)における少なくともC
oFeフリー層37の露出部及びPdPtMn反強磁性
層46に相当する反応性イオンエッチングを覆うレジス
トパターンを設け、このレジストパターンをマスクとし
てRIE(反応性イオンエッチング)を施すことによっ
てTaキャップ層38の露出部を除去し、CoFeフリ
ー層37を露出させる。
Next, at least C in FIG.
A resist pattern covering reactive ion etching corresponding to the exposed portion of the oFe free layer 37 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 46 is provided, and RIE (reactive ion etching) is performed using the resist pattern as a mask to form the Ta cap layer 38. The exposed portion is removed to expose the CoFe free layer 37.

【0054】引き続いて、レジストパターンをそのまま
リフトオフ用のパターンとして用いて、スパッタリング
法によって、厚さが、例えば、2nmのNiFe下地層
39及び厚さが、例えば、13nmのPdPtMn反強
磁性層40を順次成膜する。
Subsequently, using the resist pattern as it is as a pattern for lift-off, a NiFe underlayer 39 having a thickness of, for example, 2 nm and a PdPtMn antiferromagnetic layer 40 having a thickness of, for example, 13 nm are formed by sputtering. Films are formed sequentially.

【0055】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、図6(a)における少なくともCoFeフリー層3
7の露出部及びPdPtMn反強磁性層40に相当する
反応性イオンエッチングを覆うレジストパターンを設
け、このレジストパターンをマスクとしてRIEを施す
ことによってTaキャップ層38の露出部を除去し、C
oFeフリー層37を露出させる。
[0055] Next, after removing the resist pattern, at least CoFe free layer 3 in FIGS. 6 (a)
7 and a resist pattern covering reactive ion etching corresponding to the PdPtMn antiferromagnetic layer 40 is provided, and RIE is performed using the resist pattern as a mask, thereby removing the exposed portion of the Ta cap layer 38, and
The oFe free layer 37 is exposed.

【0056】引き続いて、このレジストパターンをその
ままリフトオフ用のパターンとして用いて、スパッタリ
ング法によって、厚さが、例えば、2nmのNiFe下
地層41、厚さが、例えば、2nmのCoFe層42、
厚さが、例えば、0.8nmのRu層43、例えば、2
nmのCoFe層44、及び、厚さが、例えば、13n
mのPdPtMn反強磁性層46を順次成膜する。な
お、この場合も、CoFe層42/Ru層43/CoF
e層44によって積層フェリ層45が形成される。
Subsequently, by using the resist pattern as it is as a pattern for lift-off, a NiFe underlayer 41 having a thickness of, for example, 2 nm, a CoFe layer 42 having a thickness of, for example, 2 nm, by a sputtering method.
Thickness of, for example, Ru layer 43 of 0.8 nm, for example, 2
nm CoFe layer 44 and a thickness of, for example, 13n
Sequentially depositing a m of PdPtMn antiferromagnetic layer 46. In this case also, the CoFe layer 42 / Ru layer 43 / CoF
The laminated ferrilayer 45 is formed by the e-layer 44.

【0057】次いで、レジストパターンを除去したの
ち、真空中において、10000〔Oe〕以上、例え
ば、20000〔Oe〕の強い直流磁場を印加しなが
ら、真空中で250〜280℃、例えば、280℃で
0.5〜5時間、例えば、3時間の熱処理を行なうこと
によって、図において奥行き方向にPdPtMn反強磁
性層34、PdPtMn反強磁性層40、及び、PdP
tMn反強磁性層46に磁化を付与し、PdPtMn反
強磁性層34の下のCoFeピンド層35のピン方向、
PdPtMn反強磁性層40及びPdPtMn反強磁性
層46の下のCoFeフリー層37のピン方向を決定す
る。
Next, after removing the resist pattern, while applying a strong DC magnetic field of 10,000 [Oe] or more, for example, 20,000 [Oe] in a vacuum, the vacuum is applied at 250 to 280 ° C., for example, 280 ° C. in a vacuum. By performing the heat treatment for 0.5 to 5 hours, for example, 3 hours, the PdPtMn antiferromagnetic layer 34, the PdPtMn antiferromagnetic layer 40, and the PdPtMn antiferromagnetic layer 40 extend in the depth direction in the drawing.
magnetization is imparted to the tMn antiferromagnetic layer 46, and the pin direction of the CoFe pinned layer 35 under the PdPtMn antiferromagnetic layer 34;
The pin direction of the CoFe free layer 37 under the PdPtMn antiferromagnetic layer 40 and the PdPtMn antiferromagnetic layer 46 is determined.

【0058】次いで、新たなレジストパターンをマスク
としてイオンミリングを施すことによって、CoFeフ
リー層37の延在部がメサ状のスピンバルブ膜部に対し
て同じ方向に屈曲するように、且つ、屈曲部からの延長
部上にPdPtMn反強磁性層40,46からなる磁区
制御層が存在する素子形状になるように下部リードギャ
ップ層31に達するまで除去する。
Next, ion milling is performed using the new resist pattern as a mask, so that the extending portion of the CoFe free layer 37 is bent in the same direction with respect to the mesa-shaped spin valve film portion, and the bent portion is formed. The PdPtMn antiferromagnetic layers 40 and 46 are removed until they reach the lower read gap layer 31 so that the element has a magnetic domain control layer on the extended portion.

【0059】以降は、図示を省略するもの、レジストパ
ターンを除去したのち、例えば、蒸着法を用いて、厚さ
が、例えば、3nmのCr密着層及び厚さが、例えば、
30nmのAu電極層を堆積させたのち、再び、新たな
レジストパターンをマスクとしたイオンミリングを施す
ことによって、一対のCr/Au膜からなるリード電極
を形成し、次いで、Al2 3 等の上部リードギャップ
層を介してNiFe合金等からなる上部磁気シールド層
を設けることによって第4の実施の形態の磁気センサの
基本構成が完成する。
After that, after removing the resist pattern (not shown), for example, a 3 nm-thickness Cr adhesion layer and a thickness of, for example, 3 nm are formed using, for example, an evaporation method.
After deposition of Au electrode layer of 30 nm, again, by ion milling as a mask a new resist pattern to form a lead electrode made of a pair of Cr / Au film, then, for example, Al 2 O 3 By providing an upper magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like via an upper read gap layer, the basic configuration of the magnetic sensor according to the fourth embodiment is completed.

【0060】この第4の実施の形態においては、逆積層
構造を採用しているのでスピンバルブ膜をメサ構造にす
る工程が不要であり、したがって、製造工程が簡素化さ
れるのでプロセスダメージが少なくなり、特性劣化を低
減することができる。
In the fourth embodiment, the step of forming the mesa structure of the spin valve film is not required because the inversely laminated structure is employed. Therefore, the manufacturing process is simplified, and the process damage is reduced. Thus, characteristic deterioration can be reduced.

【0061】次に、図7を参照して、本発明の第5の実
施の形態のCPP構造の磁気センサを説明するが、基本
的製造工程は上記の第3の実施の形態と同様であるの
で、製造工程の図示は省略する。なお、図7(a)は本
発明の第5の実施の形態の磁気センサの概略的平面図で
あり、また、図7(b)は、図7(a)におけるA−
A′を結ぶ一点鎖線の水平方向部分のみに沿った概略的
断面図であり、図7(a)においては、便宜上、PdP
tMn反強磁性層17が露出しているように図示すると
ともに、SiO2 膜及び上部電極の図示は省略してい
る。
Next, a magnetic sensor having a CPP structure according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 7. The basic manufacturing steps are the same as those of the third embodiment. Therefore, illustration of the manufacturing process is omitted. FIG. 7A is a schematic plan view of a magnetic sensor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 7A is a schematic cross-sectional view taken along only a horizontal portion of a dashed line connecting A ′, and in FIG.
The tMn antiferromagnetic layer 17 is shown as being exposed, and the illustration of the SiO 2 film and the upper electrode is omitted.

【0062】図7(a)及び(b)参照 まず、スライダーの母体となるAl2 3 −TiC基板
上に、Al2 3 膜を介してNiFe合金等からなる下
部磁気シールド層(いずれも図示を省略)を設けたの
ち、Al2 3 等の下部リードギャップ層11を設け、
次いで、蒸着法を用いて、厚さが、例えば、10nmの
Cr密着層51及び厚さが、例えば、30nmのAu下
部電極52を堆積させる。
[0062] FIGS. 7 (a) and (b) see First, Al 2 O 3 -TiC substrate comprising a base of the slider, the lower magnetic shield layer made of NiFe alloy or the like through an Al 2 O 3 film (none (Not shown), and a lower read gap layer 11 such as Al 2 O 3 is provided.
Next, a Cr adhesion layer 51 having a thickness of, for example, 10 nm and an Au lower electrode 52 having a thickness of, for example, 30 nm are deposited using an evaporation method.

【0063】次いで、スパッタリング法を用いてAu下
部電極層52上に、厚さが、例えば、5nmのTa下地
層12、厚さが、例えば、2nmのNiFe層13、厚
さが、例えば、2nmのCoFeフリー層14、厚さ
が、例えば、2.4nmのCu中間層15、厚さが、例
えば、2nmのCoFeピンド層16、厚さが、例え
ば、13nmのPdPtMn反強磁性層17、及び、厚
さが、例えば、6nmのTaキャップ層18を順次成膜
する。以降は、素子形状にパターニングする工程まで、
上記の第3の実施の形態と実質的に同様に行なう。
Next, a Ta underlayer 12 having a thickness of, for example, 5 nm, a NiFe layer 13 having a thickness of, for example, 2 nm, and a thickness of, for example, 2 nm, are formed on the Au lower electrode layer 52 by sputtering. CoFe free layer 14, a Cu intermediate layer 15 having a thickness of, for example, 2.4 nm, a CoFe pinned layer 16 having a thickness of, for example, 2 nm, a PdPtMn antiferromagnetic layer 17 having a thickness of, for example, 13 nm, and A Ta cap layer 18 having a thickness of, for example, 6 nm is sequentially formed. After that, until the process of patterning into the element shape,
This is performed substantially in the same manner as in the third embodiment.

【0064】図7(a)に示す素子形状にパターニング
した後、全面に厚さが、例えば、70nmのSiO2
53を堆積させたのち、Taキャップ層18に対するコ
ンタクトホールを形成し、次いで、例えば、蒸着法を用
いて、厚さが、例えば、3nmのCr密着層54及び厚
さが例えば、30nmの上部Au電極層55を堆積させ
たのち、再び、新たなレジストパターンをマスクとした
イオンミリングを施すことによって、上部電極を形成
し、最後に、Al2 3 等の上部リードギャップ層を介
してNiFe合金等からなる上部磁気シールド層を設け
ることによって本発明の第5の実施の形態のCPP構造
の磁気センサの基本構成が完成する。
After patterning into the device shape shown in FIG. 7A, a SiO 2 film 53 having a thickness of, for example, 70 nm is deposited on the entire surface, and then a contact hole for the Ta cap layer 18 is formed. For example, after depositing a Cr adhesion layer 54 having a thickness of, for example, 3 nm and an upper Au electrode layer 55 having a thickness of, for example, 30 nm using an evaporation method, ions using a new resist pattern as a mask are again formed. A fifth embodiment of the present invention is achieved by forming an upper electrode by milling and finally providing an upper magnetic shield layer made of a NiFe alloy or the like via an upper lead gap layer of Al 2 O 3 or the like. The basic configuration of the magnetic sensor having the CPP structure described above is completed.

【0065】この第5の実施の形態においては、CPP
構造、即ち、スピンバルブ膜の膜面に垂直にセンス電流
を流すので、センス電流によって発生される磁界が、フ
リー層のピン方向に悪影響を与えることがなく、センス
電流の大小によって特性が変化することがない。
In the fifth embodiment, the CPP
Since the structure, that is, the sense current flows perpendicularly to the film surface of the spin valve film, the magnetic field generated by the sense current does not adversely affect the pin direction of the free layer, and the characteristics change according to the magnitude of the sense current. Nothing.

【0066】次に、上記の第1の実施の形態の磁気セン
サに対応するCPP構造の第6の実施の形態の磁気セン
サ、上記の第2の実施の形態の磁気センサに対応するC
PP構造の第7の実施の形態の磁気センサ、及び、上記
の第4の実施の形態の磁気センサに対応するCPP構造
の第8の実施の形態の磁気センサを構成した。いずれの
場合も、上記のCIP構造の磁気センサに対し、上記の
第5の実施の形態と全く同様に、下部電極を設けるとと
もに、SiO2 膜を介して上部電極を設けたものであ
り、基本的な製造工程及び構造に相違はないので、説明
は省略する。
Next, the magnetic sensor according to the sixth embodiment having the CPP structure corresponding to the magnetic sensor according to the first embodiment and the C sensor corresponding to the magnetic sensor according to the second embodiment described above.
The magnetic sensor according to the seventh embodiment having the PP structure and the magnetic sensor according to the eighth embodiment having the CPP structure corresponding to the magnetic sensor according to the fourth embodiment are configured. In any case, the magnetic sensor having the CIP structure is provided with the lower electrode and the upper electrode via the SiO 2 film, just like the fifth embodiment. since differences not in manufacturing steps and structure, description will be omitted.

【0067】これらの第1乃至第8の実施の形態の磁気
センサに対し、四端子法により、印加磁場±500〔O
e〕でのMR曲線を測定し、バルクハウゼンノイズの発
生状況を調査した。この場合、試料数は各実施の形態当
たり100個とし、全抵抗変化の1/100のジャンプ
のあるものをバルクハウゼンノイズが発生した試料とし
た。
With respect to the magnetic sensors of the first to eighth embodiments, an applied magnetic field of ± 500 [O
e), the MR curve was measured, and the occurrence of Barkhausen noise was investigated. In this case, the number of samples is 100 per each embodiment, what 1/100 jump of the total resistance change Barkhausen noise is the sample that occurred.

【0068】[0068]

【表1】 [Table 1]

【0069】表1は、上記の各実施の形態の磁気センサ
をバルクハウゼンノイズの発生率をセンセ電流を1m
A,2mA,3mA,4mA,5mAの5つの条件に対
して示したものであり、第1乃至第4の実施の形態のC
IP構造の磁気センサにおいては、センス電流の増加と
ともにバルクハウゼンノイズの発生率が増加するが、1
0%以下であった。
Table 1 shows that the magnetic sensor of each of the embodiments described above shows the occurrence rate of Barkhausen noise and the sensor current of 1 m.
A, 2 mA, 3 mA, 4 mA, and 5 mA are shown for the five conditions, and C of the first to fourth embodiments is shown.
In the magnetic sensor having the IP structure, the occurrence rate of Barkhausen noise increases as the sense current increases.
0% or less.

【0070】一方、第5乃至第8の実施の形態のCPP
構造の磁気センサにおいては、バルクハウゼンノイズの
発生率にセンス電流依存性がみられず、発生率は5%以
下であった。これは、CIP構造の磁気センサにおいて
は、フリー層に沿って流れるセンス電流が発生する磁界
が、磁区制御のための磁化方向を乱すのに対し、センス
電流によって発生される磁界が、磁区制御のための磁化
方向に悪影響を与えることがなく、センス電流の大小に
よって特性が変化することがないためと考えられる。
On the other hand, the CPP of the fifth to eighth embodiments
In the magnetic sensor having the structure, the occurrence rate of Barkhausen noise did not depend on the sense current, and the occurrence rate was 5% or less. This is because, in the magnetic sensor having the CIP structure, the magnetic field generated by the sense current flowing along the free layer disturbs the magnetization direction for controlling the magnetic domain, whereas the magnetic field generated by the sense current changes the magnetic field generated by the magnetic domain control. It is considered that the characteristics do not change depending on the magnitude of the sense current without affecting the magnetization direction.

【0071】なお、抵抗変化率は、as−deposi
tの膜、即ち、ベタ膜に対して20%以下の低下に収ま
っているが、この低下は、素子形状に形成するまでに至
る各工程によるプロセスダメージであると考えられる。
The resistance change rate is as-deposited.
t of the membrane, ie, is within a drop of less than 20% relative to a solid film, this decrease is believed to be the process damage by the steps leading up to formation into element shape.

【0072】以上、本発明の各実施の形態を説明してき
たが、本発明は各実施の形態に記載した構成に限られる
ものではなく、各種の変更が可能である。例えば、上記
の各実施の形態の説明においては、リード電極を、通常
のフォトリソグラフィー工程によってパターニングして
いるが、レジストパターンを用いたリフトオフ法によっ
て形成しても良いものである。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the configurations described in the embodiments, and various modifications are possible. For example, in the description of each of the above embodiments, the lead electrode is patterned by a normal photolithography process, but may be formed by a lift-off method using a resist pattern.

【0073】また、上記の第2乃至第5の実施の形態、
第7の実施の形態、及び、第8の実施の形態において
は、積層フェリ層、即ち、広義の積層フェリ層を、一対
の磁性膜の厚さが同じである積層反強磁性結合膜によっ
て構成しているが、積層反強磁性結合膜に限られるもの
ではなく、一対の磁性膜の厚さが異なる狭義の積層フェ
リ層によって構成しても良いものである。
Further, the second to fifth embodiments described above,
In the seventh embodiment and the eighth embodiment, the laminated ferrilayer, that is, the laminated ferrilayer in a broad sense, is constituted by a laminated antiferromagnetic coupling film in which a pair of magnetic films have the same thickness. However, the present invention is not limited to the laminated antiferromagnetic coupling film, but may be formed of a narrowly-defined laminated ferrimagnetic layer in which a pair of magnetic films have different thicknesses.

【0074】また、本発明の第5乃至第8の実施の形態
の説明において、コンタクトホールを形成する絶縁膜と
してSiO2 膜を用いているが、SiO2 膜に限られる
ものではなく、Al2 3 膜を用いても良いものであ
り、Al2 3 膜を用いた場合には、RIE工程におけ
る反応性ガスとして、Cl系ガスを用いれば良い。
[0074] Also, in the description of the fifth to the eighth embodiment of the present invention, is used an SiO 2 film as an insulating film for forming contact holes, it is not limited to the SiO 2 film, Al 2 An O 3 film may be used. When an Al 2 O 3 film is used, a Cl-based gas may be used as a reactive gas in the RIE process.

【0075】また、上記の各実施の形態に記載した磁性
層、反強磁性層、及び、導電層の材質は単なる一例にす
ぎず、各種の公知の磁性材料、反強磁性材料、及び、導
電材料を組み合わせて用いても良いことは言うまでもな
いことである。
The materials of the magnetic layer, the antiferromagnetic layer, and the conductive layer described in each of the above embodiments are merely examples, and various known magnetic materials, antiferromagnetic materials, and conductive materials may be used. It goes without saying that a combination of materials may be used.

【0076】また、本発明の各実施の形態の説明におい
ては、ガウスメータ或いはMRヘッド用の単独の磁気セ
ンサとして説明しているが、本発明は単独の磁気センサ
に限られるものではなく、誘導型の薄膜磁気ヘッドと積
層した複合型薄膜磁気ヘッドを構成するMRヘッド用の
磁気センサとしても適用されるものであることも言うま
でもないことである。
Although the embodiments of the present invention have been described as a single magnetic sensor for a Gauss meter or an MR head, the present invention is not limited to a single magnetic sensor, but is an inductive type. It is needless to say that the present invention is also applied as a magnetic sensor for an MR head constituting a composite type thin film magnetic head laminated with the above thin film magnetic head.

【0077】ここで、再び、図1を参照して、本発明の
詳細な特徴を説明する。 図1(a)及び(b)参照 (付記1) 少なくともフリー層1を含むスピンバルブ
膜の一部或いは全部のいずれかを磁気感知部の両側に延
長するとともに、前記延長部に屈曲部を設け、前記屈曲
部からの延長部上に反強磁性層3,4を配置したことを
特徴とする磁気センサ。 (付記2) 上記屈曲方向が、上記磁気感知部の両側に
おいて互いに逆方向であることを特徴とする付記1記載
の磁気センサ。 (付記3) 上記屈曲方向が、上記磁気感知部の両側に
おいて同方向であり、且つ、上記屈曲部からの延長部の
一方に設ける反強磁性層3とフリー層1との間に、積層
フェリ膜或いは積層反強磁性結合膜5のいずれかを介在
させたことを特徴とする付記1記載の磁気センサ。 (付記4) 上記フリー層1の延長部を磁気感知面から
後退させたことを特徴とする付記3記載の磁気センサ。 (付記5) センス電流を流す方向が、スピンバルブ膜
の膜面に垂直であることを特徴とする付記1乃至4のい
ずれか1に記載の磁気センサ。 (付記6) 付記3乃至5のいずれか1項に記載の磁気
センサを用いたことを特徴とする磁気リードヘッド。 (付記7) 付記6記載の磁気リードヘッドと誘導型磁
気ライトヘッドとを積層させたことを特徴とする複合型
薄膜磁気ヘッド。 (付記8) 付記6記載の磁気リードヘッド或いは付記
7記載の複合型薄膜磁気ヘッドのいずれを搭載したこと
を特徴とする磁気記録装置。
Here, the detailed features of the present invention will be described with reference to FIG. 1 again. 1 (a) and 1 (b) (Appendix 1) At least one or all of the spin valve film including at least the free layer 1 is extended to both sides of the magnetic sensing portion, and a bent portion is provided in the extended portion. A magnetic sensor, wherein antiferromagnetic layers 3 and 4 are disposed on an extension from the bent portion. (Supplementary Note 2) The magnetic sensor according to Supplementary Note 1, wherein the bending directions are opposite to each other on both sides of the magnetic sensing unit. (Supplementary Note 3) The bending direction is a same direction on both sides of the magnetic sensing section, and, between the antiferromagnetic layer 3 and the free layer 1 provided on one of the extension portion from the bent portion, the laminated ferri 2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein one of the film and the laminated antiferromagnetic coupling film 5 is interposed. (Supplementary note 4) The magnetic sensor according to supplementary note 3, wherein an extension of the free layer 1 is retracted from the magnetic sensing surface. (Supplementary note 5) The magnetic sensor according to any one of Supplementary notes 1 to 4, wherein a direction in which the sense current flows is perpendicular to a film surface of the spin valve film. (Supplementary Note 6) A magnetic read head using the magnetic sensor according to any one of Supplementary Notes 3 to 5. (Supplementary Note 7) A composite thin-film magnetic head, wherein the magnetic read head according to Supplementary Note 6 and an inductive magnetic write head are stacked. (Supplementary Note 8) A magnetic recording apparatus equipped with any one of the magnetic read head described in Supplementary Note 6 and the composite thin-film magnetic head described in Supplementary Note 7.

【0078】[0078]

【発明の効果】本発明によれば、磁区制御膜を反強磁性
層によって構成する際に、フリー層に屈曲部を有する延
長部を設けるととに、反強磁性層の配置を工夫している
ので、一度の磁界印加工程で、スピンバルブ膜を構成す
る反強磁性層と、磁区制御膜を構成する磁区制御膜とに
所定の磁化方向を付与することができ、それによって、
材料選択が容易になるとともに、製造工程が簡素化され
るので、高記録密度のHDD装置の普及・低価格化に寄
与するところが大きい。
According to the present invention, when the magnetic domain control film is formed of an antiferromagnetic layer, an extension having a bent portion is provided in the free layer, and the arrangement of the antiferromagnetic layer is devised. Therefore, in a single magnetic field application step, a predetermined magnetization direction can be imparted to the antiferromagnetic layer constituting the spin valve film and the magnetic domain control film constituting the magnetic domain control film,
Since the material selection becomes easy and the manufacturing process is simplified, it greatly contributes to the popularization and low price of HDD devices with high recording density.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理的構成の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a basic configuration of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施の形態の途中までの製造工
程の説明図である。
FIG. 2 is an explanatory diagram of a manufacturing process partway through the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の図2以降の製造工
程の説明図である。
FIG. 3 is an explanatory view of a manufacturing process of the first embodiment of the present invention after FIG. 2;

【図4】本発明の第2の実施の形態の磁気センサの説明
図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of a magnetic sensor according to a second embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第3の実施の形態の磁気センサの説明
図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram of a magnetic sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4の実施の形態の磁気センサの説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a magnetic sensor according to a fourth embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第5の実施の形態の磁気センサの説明
図である。
FIG. 7 is an explanatory diagram of a magnetic sensor according to a fifth embodiment of the present invention.

【図8】従来の硬磁性磁区制御膜を用いた磁気センサの
説明図である。
FIG. 8 is an explanatory diagram of a magnetic sensor using a conventional hard magnetic domain control film.

【図9】従来の反強磁性磁区制御膜を用いた磁気センサ
の説明図である。
FIG. 9 is an explanatory view of a magnetic sensor using a conventional antiferromagnetic domain control film.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フリー層 2 反強磁性層 3 反強磁性層 4 反強磁性層 5 積層反強磁性結合膜 6 磁性膜 7 中間層 8 磁性膜 11 下部リードギャップ層 12 Ta下地層 13 NiFe層 14 CoFeフリー層 15 Cu中間層 16 CoFeピンド層 17 PdPtMn反強磁性層 18 Taキャップ層 19 レジストパターン 20 NiFe下地層 21 PdPtMn反強磁性層 22 レジストパターン 23 磁区制御層 24 NiFe下地層 25 CoFe層 26 Ru層 27 CoFe層 28 積層フェリ層 29 PdPtMn反強磁性層 31 下部リードギャップ層 32 Ta下地層 33 NiFe層 34 PdPtMn反強磁性層 35 CoFeピンド層 36 Cu中間層 37 CoFeフリー層 38 Taキャップ層 39 NiFe下地層 40 PdPtMn反強磁性層 41 NiFe下地層 42 CoFe層 43 Ru層 44 CoFe層 45 積層フェリ層 46 PdPtMn反強磁性層 51 Cr密着層 52 Au下部電極 53 SiO2 膜 54 Cr密着層 55 Au上部電極 61 下部リードギャップ層 62 Ta下地層 63 NiFe層 64 CoFeフリー層 65 Cu中間層 66 CoFeピンド層 67 PdPtMn反強磁性層 68 Taキャップ層 69 硬磁性磁区制御膜 70 NiFe下地層 71 反強磁性磁区制御膜REFERENCE SIGNS LIST 1 free layer 2 antiferromagnetic layer 3 antiferromagnetic layer 4 antiferromagnetic layer 5 stacked antiferromagnetic coupling film 6 magnetic film 7 intermediate layer 8 magnetic film 11 lower read gap layer 12 Ta underlayer 13 NiFe layer 14 CoFe free layer Reference Signs List 15 Cu intermediate layer 16 CoFe pinned layer 17 PdPtMn antiferromagnetic layer 18 Ta cap layer 19 Resist pattern 20 NiFe underlayer 21 PdPtMn antiferromagnetic layer 22 Resist pattern 23 Magnetic domain control layer 24 NiFe underlayer 25 CoFe layer 26 Ru layer 27 CoFe Layer 28 Stacked ferrilayer 29 PdPtMn antiferromagnetic layer 31 Lower read gap layer 32 Ta underlayer 33 NiFe layer 34 PdPtMn antiferromagnetic layer 35 CoFe pinned layer 36 Cu intermediate layer 37 CoFe free layer 38 Ta cap layer 39 NiFe underlayer 40 PdPtM n antiferromagnetic layer 41 NiFe underlayer 42 CoFe layer 43 Ru layer 44 CoFe layer 45 laminated ferrilayer 46 PdPtMn antiferromagnetic layer 51 Cr adhesion layer 52 Au lower electrode 53 SiO 2 film 54 Cr adhesion layer 55 Au upper electrode 61 lower Read gap layer 62 Ta underlayer 63 NiFe layer 64 CoFe free layer 65 Cu intermediate layer 66 CoFe pinned layer 67 PdPtMn antiferromagnetic layer 68 Ta cap layer 69 Hard magnetic domain control film 70 NiFe underlayer 71 Antiferromagnetic domain control film

フロントページの続き Fターム(参考) 2G017 AD55 AD59 AD63 AD65 5D034 BA03 BA04 BA05 CA08 5E049 AC05 BA12 BA16 DB12 Continued on front page F-term (reference) 2G017 AD55 AD59 AD63 AD65 5D034 BA03 BA04 BA05 CA08 5E049 AC05 BA12 BA16 DB12

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくともフリー層を含むスピンバルブ
膜の一部或いは全部のいずれかを磁気感知部の両側に延
長するとともに、前記延長部に屈曲部を設け、前記屈曲
部からの延長部上に反強磁性層を配置したことを特徴と
する磁気センサ。
1. A with extended part or one of all the sides of the magnetic sensing part of the spin-valve film including at least the free layer, a bent portion is provided in the extended portion, on the extension portion from the bent portion A magnetic sensor comprising an antiferromagnetic layer.
【請求項2】 上記屈曲方向が、上記磁気感知部の両側
において互いに逆方向であることを特徴とする請求項1
記載の磁気センサ。
2. The device according to claim 1, wherein the bending directions are opposite to each other on both sides of the magnetic sensing unit.
A magnetic sensor as described.
【請求項3】 上記屈曲方向が、上記磁気感知部の両側
において同方向であり、且つ、上記屈曲部からの延長部
の一方に設ける反強磁性層とフリー層との間に、積層フ
ェリ膜或いは積層反強磁性結合膜のいずれかを介在させ
たことを特徴とする請求項1記載の磁気センサ。
3. A laminated ferri-film between an antiferromagnetic layer and a free layer provided on one side of an extension from the bent portion, wherein the bending direction is the same on both sides of the magnetic sensing portion. 2. The magnetic sensor according to claim 1, wherein one of the laminated antiferromagnetic coupling films is interposed.
【請求項4】 請求項3に記載の磁気センサをリードヘ
ッドとして用いたことを特徴とする磁気ヘッド。
4. A magnetic head using the magnetic sensor according to claim 3 as a read head.
【請求項5】 請求項4記載の磁気ヘッドを搭載したこ
とを特徴とする磁気記録装置。
5. A magnetic recording apparatus comprising the magnetic head according to claim 4.
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