JP2003069108A - GMR element and magnetoresistive head using the same and method of manufacturing the same - Google Patents
GMR element and magnetoresistive head using the same and method of manufacturing the sameInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 狭ギャップに対応した高性能の磁気抵抗効果
ヘッド及びその製造方法、更に、そのヘッドに好適なG
MR素子を提供する。
【解決手段】 磁気抵抗効果を示すGMR素子4と、磁
気記録メディアからの漏れ磁束をGMR素子に引き込む
磁束ガイド5とを備える。GMR素子はメディア対向面
から後退して配置され、磁束ガイドは、メディア対向面
とGMR素子の間に介在させて配置される。磁束ガイド
の膜厚が、磁束ガイドとGMR素子が接合している部分
では厚く、メディア対向面に露出している部分では薄い
構造を持つ。また、2重スピンバルブ構造を複数持つG
MR素子により、上記ヘッド構造において懸念される出
力低下を補償することができる。
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-performance magnetoresistive head compatible with a narrow gap, a method of manufacturing the same, and a G suitable for the head.
An MR element is provided. SOLUTION: A GMR element 4 exhibiting a magnetoresistance effect, and a magnetic flux guide 5 for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element are provided. The GMR element is disposed so as to retreat from the medium facing surface, and the magnetic flux guide is disposed between the medium facing surface and the GMR element. The film thickness of the magnetic flux guide is thick at a portion where the magnetic flux guide and the GMR element are joined, and thin at a portion exposed at the medium facing surface. G having a plurality of double spin valve structures
With the MR element, it is possible to compensate for a decrease in output that is a concern in the head structure.
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、磁気ディスク装置
(HDD装置)などの再生ヘッドとして使用されるスピ
ンバルブ磁気抵抗効果型薄膜ヘッドに関する。特に、C
PPモードを用いたGMR素子、およびそれを用いた磁
束ガイド型磁気抵抗効果ヘッドの改良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a spin valve magnetoresistive thin film head used as a reproducing head for a magnetic disk device (HDD device) or the like. In particular, C
The present invention relates to a GMR element using a PP mode and an improvement of a magnetic flux guide type magnetoresistive head using the GMR element.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、HDD装置等の磁気記録メディア
に対する記録において、処理速度の向上と記録容量の大
容量化の必要性が増し、高記録密度化への取り組みが強
化されつつある。そのため、従来の薄膜磁気ヘッドより
さらに再生トラック幅が小さく、しかも再生出力が大き
い再生ヘッドが開発されている。例えば、多層膜GMR
において、膜面に垂直に電流を流すCPPモードでは、
従来の膜面に平行に電流を流すCIPモードに比べて、
抵抗変化が約2倍以上となることが報告されており、IE
EE Trans. Mag., VOL. 31, No.6, NOVEMBER 1995のRobe
rt Rottmayer他による「A New Design For An Ultra-Hi
gh Density Magnetic Recording Head Using A GMR Sen
sor In The CPP Mode」では、CPPモードで動作する
新構造が提案されている。また、特表平11−5099
56号公報では、従来の多層GMRセンサではなく、ス
ピンバルブタイプにおける新構造が提案されている。2. Description of the Related Art In recent years, in recording on a magnetic recording medium such as an HDD device, the necessity for improving the processing speed and increasing the recording capacity has increased, and efforts to increase the recording density have been strengthened. Therefore, a reproducing head having a smaller reproducing track width and a larger reproducing output than that of the conventional thin film magnetic head has been developed. For example, multi-layer film GMR
In the CPP mode, in which a current flows perpendicularly to the film surface,
Compared with the conventional CIP mode in which an electric current is passed parallel to the film surface,
It has been reported that the resistance change is more than doubled.
EE Trans. Mag., VOL. 31, No.6, NOVEMBER 1995 Robe
rt Rottmayer et al., "A New Design For An Ultra-Hi
gh Density Magnetic Recording Head Using A GMR Sen
"sor In The CPP Mode" proposes a new structure that operates in the CPP mode. In addition, special table H11-5099
Japanese Patent Publication No. 56 proposes a new structure of a spin valve type instead of the conventional multilayer GMR sensor.
【0003】以下、従来のシールド型薄膜磁気ヘッド
(以下、単に薄膜磁気ヘッドという)について、図面を
用いて説明する。A conventional shield type thin film magnetic head (hereinafter simply referred to as a thin film magnetic head) will be described below with reference to the drawings.
【0004】図9及び図10は、従来の薄膜磁気ヘッド
を示す図である。図9は斜視図、図10は、薄膜磁気ヘ
ッドの磁気記録メディアに対向するヘッド摺動面(以下
メディア対向面と称する)側から見た正面図である。図
9あるいは図10に示されるように、パーマロイ等の軟
磁性材料を素材とする下部シールド層57上に、AL 2
O3等の非磁性絶縁材料を用いた下部ギャップ絶縁部5
8が成膜されている。その上に再生ヘッド素子部59が
形成されている。再生ヘッド素子部59の両端に接して
左右一対の縦バイアス層60が形成されており、その上
に更に、左右一対の電極リード層61が形成されてい
る。再生ヘッド素子部59は、下部シールド層57およ
び後述する共通シールド層62に狭持される位置に配置
されている。再生ヘッド素子部59および電極リード層
61の上面には、下部ギャップ絶縁部58と同様の材料
により上部ギャップ絶縁部63が形成されている(図面
の見易さのために位置のみを示し、形状の図示を省
略)。上部ギャップ絶縁部63を介して再生ヘッド素子
部59に対向するように、下部シールド層57と同様の
軟磁性材料を用いた共通シールド層62が形成されてい
る。以上の要素により、再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッド部64が形成されている。9 and 10 show a conventional thin film magnetic head.
FIG. 9 is a perspective view and FIG. 10 is a thin film magnetic
Head sliding surface facing the magnetic recording medium of the head (hereinafter
It is a front view seen from the side (referred to as the medium facing surface). Figure
9 or as shown in FIG.
AL on the lower shield layer 57 made of magnetic material 2
O3Lower gap insulating part 5 using non-magnetic insulating material such as
8 is deposited. On top of that, the reproducing head element section 59
Has been formed. Touching both ends of the reproducing head element 59
A pair of left and right vertical bias layers 60 are formed and
Further, a pair of left and right electrode lead layers 61 are formed.
It The read head element portion 59 includes a lower shield layer 57 and
And a position to be sandwiched between common shield layers 62 described later.
Has been done. Reproduction head element part 59 and electrode lead layer
A material similar to that of the lower gap insulating portion 58 is formed on the upper surface of 61.
Form an upper gap insulating portion 63 (see the drawing).
For clarity, only the position is shown and the shape is not shown.
Omitted). Read head element through the upper gap insulating portion 63
The same as the lower shield layer 57 so as to face the portion 59.
The common shield layer 62 using the soft magnetic material is formed.
It With the above elements, the magnetoresistive thin film magnetic
A head portion 64 is formed.
【0005】更に、共通シールド層62の上に、AL2
O3等の非磁性絶縁材料を用いて記録ギャップ層65が
形成されている。その上に、軟磁性材料を用いた上部磁
極66が、記録ギャップ層65を介して共通シールド層
62に対向し、且つ、後方部で共通シールド層62に接
するように形成されている。共通シールド層62に接し
ている部分の上部磁極66を周回するように巻線コイル
67が設けられ、記録用誘導型薄膜磁気ヘッド部68が
形成されている。以上のように共通シールド層62は、
再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド部のシールド機能
と、記録用誘導型薄膜磁気ヘッド部の下部磁極機能とを
兼ね備えた機能を有している。Further, AL 2 is formed on the common shield layer 62.
The recording gap layer 65 is formed using a nonmagnetic insulating material such as O 3 . Further, an upper magnetic pole 66 made of a soft magnetic material is formed so as to face the common shield layer 62 via the recording gap layer 65 and contact the common shield layer 62 at the rear portion. A winding coil 67 is provided so as to surround the upper magnetic pole 66 in a portion in contact with the common shield layer 62, and a recording induction type thin film magnetic head portion 68 is formed. As described above, the common shield layer 62 is
It has a function having both the shield function of the reproducing magnetoresistive thin film magnetic head portion and the lower magnetic pole function of the recording inductive thin film magnetic head portion.
【0006】巻線コイル67に記録電流が供給されるこ
とにより、記録用誘導型薄膜磁気ヘッド部68の上部磁
極66と共通シールド層62に記録磁界が発生し、記録
ギャップ層65を介して対向する上部磁極66と共通シ
ールド層62との間に漏洩磁束が発生し、磁気記録メデ
ィアに記録信号を記録する。また、磁気記録メディアに
記録された信号の磁界を再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気
ヘッド部64で再生し、再生ヘッド素子59による抵抗
変化に応じた再生信号を電極リード層61の端子から検
出する。When a recording current is supplied to the winding coil 67, a recording magnetic field is generated between the upper magnetic pole 66 of the recording inductive thin film magnetic head portion 68 and the common shield layer 62, and the recording magnetic field opposes the recording gap layer 65. Leakage magnetic flux is generated between the upper magnetic pole 66 and the common shield layer 62, and a recording signal is recorded on the magnetic recording medium. Further, the magnetic field of the signal recorded on the magnetic recording medium is reproduced by the reproducing magnetoresistive thin film magnetic head unit 64, and the reproduced signal corresponding to the resistance change by the reproducing head element 59 is detected from the terminal of the electrode lead layer 61. .
【0007】次に、従来のシールド型CPP薄膜磁気ヘ
ッド(以下、単にCPP磁気ヘッドという)について図
面を参照して説明する。図11及び図12は、従来のC
PP磁気ヘッドを示す図であり、図11は斜視概略図、
図12はCPP磁気ヘッドのメディア対向面側から見た
正面概略図である。Next, a conventional shield type CPP thin film magnetic head (hereinafter, simply referred to as CPP magnetic head) will be described with reference to the drawings. 11 and 12 show the conventional C
FIG. 12 is a diagram showing a PP magnetic head, FIG. 11 is a schematic perspective view,
FIG. 12 is a schematic front view of the CPP magnetic head as viewed from the medium facing surface side.
【0008】図11あるいは図12に示されるように、
パーマロイ等の軟磁性材料を素材とする下部シールド層
70上に、AL2O3等を素材とする絶縁層71が成膜さ
れている。その上に下部電極リード層72が形成され、
その上にCPP再生ヘッド素子部73が形成され、その
上に上部電極リード層74が形成されている。それによ
り、下部電極リード層72及び上部電極リード層74に
よりCPP再生ヘッド素子部73をサンドイッチした構
造になっている。再生ヘッド素子部73の左右両側及び
メディア対向面の反対側であるヘッド後部側には、下部
ギャップ絶縁部71と同様の材料で絶縁ギャップ75が
形成されている。上部電極リード層74の上面には、下
部ギャップ絶縁部71と同様の材料で上部ギャップ絶縁
部76が形成されている。上部ギャップ絶縁部76を介
してCPP再生ヘッド素子部73に対向するように、下
部シールド層70と同様の軟磁性材料を用いた共通シー
ルド層77が形成され、CPP再生用磁気抵抗効果型薄
膜磁気ヘッド部78が形成されている。As shown in FIG. 11 or FIG.
An insulating layer 71 made of AL 2 O 3 or the like is formed on a lower shield layer 70 made of a soft magnetic material such as permalloy. A lower electrode lead layer 72 is formed thereon,
A CPP reproducing head element portion 73 is formed thereon, and an upper electrode lead layer 74 is formed thereon. Thereby, the CPP reproducing head element portion 73 is sandwiched by the lower electrode lead layer 72 and the upper electrode lead layer 74. An insulating gap 75 made of the same material as that of the lower gap insulating portion 71 is formed on the left and right sides of the reproducing head element portion 73 and on the head rear portion side opposite to the medium facing surface. An upper gap insulating portion 76 is formed on the upper surface of the upper electrode lead layer 74 with the same material as the lower gap insulating portion 71. A common shield layer 77 made of a soft magnetic material similar to that of the lower shield layer 70 is formed so as to face the CPP reproducing head element portion 73 via the upper gap insulating portion 76, and a magnetoresistive thin film magnetic for CPP reproducing is formed. A head portion 78 is formed.
【0009】更に、共通シールド層77の上に、AL2
O3等の非磁性絶縁材料を用いて記録ギャップ層79が
形成されている。その上に、軟磁性材料を用いた上部磁
極80が、記録ギャップ層79を介して共通シールド層
77に対向し、且つ、後方部で共通シールド層77に接
するように形成されている。共通シールド層77に接し
ている部分の上部磁極80を周回するように巻線コイル
81が設けられ、記録用誘導型薄膜磁気ヘッド部82が
形成されている。以上のように共通シールド層77は、
再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド部78のシールド
機能と、記録用誘導型薄膜磁気ヘッド部82の下部磁極
機能とを兼ね備えた機能を有している。Further, AL 2 is formed on the common shield layer 77.
The recording gap layer 79 is formed using a nonmagnetic insulating material such as O 3 . Further, an upper magnetic pole 80 made of a soft magnetic material is formed so as to face the common shield layer 77 via the recording gap layer 79 and contact the common shield layer 77 at the rear portion. A winding coil 81 is provided so as to surround the upper magnetic pole 80 in a portion in contact with the common shield layer 77, and a recording induction type thin film magnetic head portion 82 is formed. As described above, the common shield layer 77 is
It has a function having both the shield function of the reproducing magnetoresistive thin film magnetic head portion 78 and the lower magnetic pole function of the recording inductive thin film magnetic head portion 82.
【0010】上記構成の磁気ヘッドにおける、膜面に対
して平行な電流方向(CIPモ−ド)とCPPモードの
電流の流れる方向について、図10および図13を参照
して簡単に説明する。図10は上述の通り、CIP磁気
ヘッドのメディア対向面側から見た正面概略図である。
図13は、図11および12に示したヘッドにおけるC
PP再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド部78の部分
的な断面側面図(図12におけるD―D断面図)であ
る。The current direction (CIP mode) parallel to the film surface and the current flow direction in the CPP mode in the magnetic head having the above structure will be briefly described with reference to FIGS. 10 and 13. As described above, FIG. 10 is a schematic front view of the CIP magnetic head viewed from the medium facing surface side.
FIG. 13 shows C in the head shown in FIGS. 11 and 12.
FIG. 13 is a partial cross-sectional side view (cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 12) of the magnetoresistive thin film magnetic head portion 78 for PP reproduction.
【0011】CIP構造においては、図10に点線で示
した電流経路69のように、左右一対の電極リード層6
1の一方から供給される電流は、再生ヘッド素子部59
を通り、他方の電極リード層61へと流れる。この際
に、供給された電流は再生ヘッド素子部59の膜面内を
流れる。一方図13に示すCPP構造においては、電流
経路83のように、下部電極リード層72から供給され
る電流が、再生ヘッド素子部73を通り、上部電極リー
ド層74に流れる。この際に、供給された電流は再生ヘ
ッド素子部73の膜面垂直方向に流れる。In the CIP structure, a pair of left and right electrode lead layers 6 are formed as shown by a current path 69 shown by a dotted line in FIG.
The current supplied from one side of the read head element unit 59
And flows to the other electrode lead layer 61. At this time, the supplied current flows in the film surface of the reproducing head element portion 59. On the other hand, in the CPP structure shown in FIG. 13, like the current path 83, the current supplied from the lower electrode lead layer 72 flows through the read head element portion 73 to the upper electrode lead layer 74. At this time, the supplied current flows in the direction perpendicular to the film surface of the reproducing head element portion 73.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】近年、薄膜磁気ヘッド
の小型化への強い取り組みが進められ、高記録密度化に
対応して、狭トラック記録のための記録トラック幅、狭
トラック記録の再生のための再生トラック幅、及び短波
長の記録信号を再生するための再生ギャップ長が益々小
さくなってきており、この傾向は将来的にはさらに高ま
っていくことは確実である。In recent years, strong efforts have been made to reduce the size of thin-film magnetic heads, and in response to higher recording densities, the recording track width for narrow track recording and the reproduction of narrow track recording have been improved. The reproduction track width for reproducing the recording signal and the reproduction gap length for reproducing the recording signal having a short wavelength are becoming smaller and smaller, and this tendency is certain to increase in the future.
【0013】今後さらに厳しく要望される高記録密度化
に対応して、薄膜磁気ヘッドの再生ヘッド部において
は、磁気記録メディアに対して狭トラック且つ短波長で
記録された信号を再生するために、再生トラック幅及び
再生ギャップ長を小さくする必要がある。再生ギャップ
長は下部シールド層の上面から上部シールド層の下面ま
での距離、即ち下部ギャップ絶縁層、GMR素子及び上
部ギャップ絶縁層の夫々の膜厚の和である。再生ギャッ
プ長を小さくするためには、GMR素子の膜厚精度が重
要になり、特に、高感度で極薄膜化可能なGMR素子が
必要である。In response to the higher recording density demanded more severely in the future, in the reproducing head portion of the thin film magnetic head, in order to reproduce a signal recorded in a narrow track and a short wavelength on the magnetic recording medium, It is necessary to reduce the reproduction track width and the reproduction gap length. The reproduction gap length is the distance from the upper surface of the lower shield layer to the lower surface of the upper shield layer, that is, the sum of the film thicknesses of the lower gap insulating layer, the GMR element and the upper gap insulating layer. In order to reduce the reproduction gap length, the film thickness accuracy of the GMR element is important, and in particular, a GMR element which is highly sensitive and can be made into an extremely thin film is required.
【0014】本発明は、上記の課題を解決し、狭ギャッ
プに対応した高性能の磁気抵抗効果ヘッド及びその製造
方法を提供することを目的とする。また、そのような磁
気抵抗効果ヘッドに用いるのに好適なGMR素子を提供
することを目的とする。It is an object of the present invention to solve the above problems and provide a high-performance magnetoresistive effect head compatible with a narrow gap and a method for manufacturing the same. Moreover, it aims at providing the GMR element suitable for using for such a magnetoresistive effect head.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明によるGMR素子は、第1の反強磁性層、第
1の強磁性層、第1の非磁性層、自由磁性層、第2の非
磁性層、第2の強磁性層、および第2の反強磁性層が順
次積層された2重スピンバルブ構造を単位とし、前記2
重スピンバルブ構造が複数層積層された多層2重スピン
バルブ構造を有する磁気抵抗効果膜を備え、前記磁気抵
抗効果膜の膜面に対して垂直な方向の電流を用いたCP
Pモ−ドで動作するように構成されている。この構成に
よれば、2重スピンバルブ構造を複数積層させた多層2
重スピンバルブ構造を持ち、かつCPPモ−ドで動作す
るように構成されたことで、MR効果の劣化が防止さ
れ、かつ膜抵抗が増大して、ヘッド出力が向上する。In order to solve the above problems, the GMR element according to the present invention comprises a first antiferromagnetic layer, a first ferromagnetic layer, a first nonmagnetic layer, a free magnetic layer, A double spin valve structure in which a second non-magnetic layer, a second ferromagnetic layer, and a second antiferromagnetic layer are sequentially stacked is used as a unit, and
A CP including a magnetoresistive effect film having a multi-layer double spin valve structure in which a plurality of heavy spin valve structures are stacked, and using a current in a direction perpendicular to a film surface of the magnetoresistive effect film.
It is configured to operate in P mode. According to this structure, the multilayer 2 in which a plurality of double spin valve structures are laminated
By having a heavy spin valve structure and being configured to operate in the CPP mode, deterioration of the MR effect is prevented, the film resistance is increased, and the head output is improved.
【0016】前記第1の反強磁性層の下地層としては、
NiFeまたはNiFeCrからなる合金を用いること
ができる。また、前記第1および第2の反強磁性層はM
n系合金からなり、前記Mn系合金は、Pt、Ir、R
u、及びRhから選ばれた少なくとも1種類を含むこと
ができる。前記第1および第2の強磁性層は、Fe、C
o、Niから選ばれた少なくとも1種類を含むことがで
きる。また、前記第1および第2の強磁性層は、積層フ
ェリ構造を含むことができる。前記第1および第2の非
磁性層は、膜厚が10〜30ÅのCuで構成することが
できる。前記自由磁性層は、Fe、Co、Niから選ば
れた少なくとも1種類を含む合金からなり、1〜5層構
造を有する構成とすることができる。As the underlayer of the first antiferromagnetic layer,
An alloy made of NiFe or NiFeCr can be used. The first and second antiferromagnetic layers are M
It is made of an n-based alloy, and the Mn-based alloy contains Pt, Ir, R
At least one selected from u and Rh can be included. The first and second ferromagnetic layers are made of Fe, C
At least one selected from o and Ni can be included. Also, the first and second ferromagnetic layers may include a laminated ferri structure. The first and second nonmagnetic layers may be made of Cu having a film thickness of 10 to 30Å. The free magnetic layer is made of an alloy containing at least one selected from Fe, Co, and Ni, and can have a structure of 1 to 5 layers.
【0017】前記2重スピンバルブ構造をN層(Nは2
以上の整数)積層した多層2重スピンバルブ構造におい
て、順次積層していく時に第M層(Mは、1≦M≦N−
1を満たす整数)の2重スピンバルブ構造の第2の反強
磁性層と第M+1層の2重スピンバルブ構造の第1の反
強磁性層を共通層として用いた構造とすることができ
る。The double spin valve structure has an N layer (N is 2
In the multilayer double spin-valve structure in which the above-mentioned integers are stacked, the M-th layer (M is 1 ≦ M ≦ N−
A second antiferromagnetic layer having a double spin-valve structure having an integer of 1) and a first antiferromagnetic layer having a double spin-valve structure having an M + 1th layer may be used as a common layer.
【0018】本発明による第1の構成の磁気抵抗効果ヘ
ッドは、磁気抵抗効果を示すGMR素子と、磁気記録メ
ディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き込む磁束
ガイドとを備える。前記GMR素子はメディア対向面か
ら後退して配置され、前記磁束ガイドは、前記メディア
対向面と前記GMR素子の間に介在させて配置される。
前記磁束ガイドの膜厚が、前記磁束ガイドと前記GMR
素子が接合している部分では厚く、前記メディア対向面
に露出している部分では薄い構造を持つ。この構成によ
れば、メディア対向面に磁束ガイドを設けてGMR素子
に外部磁化を効果的に誘導することにより、GMR素子
をメディア対向面から後退させて配置することができ
る。それにより、GMR素子の厚みに支配されることな
く、狭ギャップ化が可能である。また、加工プロセス時
での腐食に起因する信頼性低下も防止できる。The magnetoresistive head of the first structure according to the present invention comprises a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect, and a magnetic flux guide for drawing the leakage magnetic flux from the magnetic recording medium into the GMR element. The GMR element is arranged receding from the medium facing surface, and the magnetic flux guide is arranged between the medium facing surface and the GMR element.
The film thickness of the magnetic flux guide depends on the magnetic flux guide and the GMR.
It has a thick structure in a portion where elements are joined and a thin structure in a portion exposed to the medium facing surface. According to this configuration, by providing a magnetic flux guide on the medium facing surface and effectively inducing external magnetization to the GMR element, the GMR element can be arranged so as to recede from the medium facing surface. As a result, the gap can be narrowed without being controlled by the thickness of the GMR element. Further, it is possible to prevent a decrease in reliability due to corrosion during the processing process.
【0019】この磁気抵抗効果ヘッドにおいて好ましく
は、前記GMR素子は、磁気抵抗効果膜の膜面に対して
垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで動作するよう
に構成される。またこの磁気抵抗効果ヘッドにおける前
記GMR素子は、上記本発明のGMR素子の構造を有
し、少なくとも前記GMR素子の複数の自由磁性層と前
記磁束ガイドとが接合していることが好ましい。また好
ましくは、前記磁束ガイドの前記メディア対向面に露出
している部分がシールド間のギャップ内に配置されてい
るシールド型構造を有する。また好ましくは、前記磁束
ガイドは絶縁性磁性体である。また好ましくは、前記磁
束ガイドはフェライトである。また好ましくは、前記G
MR素子と前記磁束ガイドは電気的に絶縁されている。In this magnetoresistive effect head, preferably, the GMR element is configured to operate in a CPP mode using a current in a direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive effect film. Further, it is preferable that the GMR element in this magnetoresistive head has the structure of the GMR element of the present invention, and at least a plurality of free magnetic layers of the GMR element are joined to the magnetic flux guide. Further preferably, the magnetic flux guide has a shield type structure in which a portion exposed to the medium facing surface is arranged in a gap between the shields. Further preferably, the magnetic flux guide is an insulating magnetic body. Also preferably, the magnetic flux guide is ferrite. Also preferably, the G
The MR element and the magnetic flux guide are electrically insulated.
【0020】本発明による第2の構成の磁気抵抗効果ヘ
ッドは、磁気抵抗効果を示すGMR素子と、磁気記録メ
ディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き込む磁束
ガイドとを備える。前記GMR素子は複数層の自由磁性
層を持ち、最下部の前記自由磁性層はメディア対向面に
面しており、それ以外の自由磁性層はメディア対向面か
ら後退して配置されている。複数の前記自由磁性層を磁
気的に接続する磁束ガイドが配置されている。この構成
によれば、最下部の自由磁性層が磁束ガイドとして作用
し、GMR素子に外部磁化を効果的に誘導する。それに
より、GMR素子をメディア対向面から後退させて配置
することができる。従って、GMR素子の厚みに支配さ
れることなく、狭ギャップ化が可能である。また、加工
プロセス時での腐食に起因する信頼性低下も防止でき
る。The magnetoresistive head of the second structure according to the present invention comprises a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect, and a magnetic flux guide for drawing the leakage magnetic flux from the magnetic recording medium into the GMR element. The GMR element has a plurality of free magnetic layers, the lowest free magnetic layer faces the medium facing surface, and the other free magnetic layers are arranged receding from the medium facing surface. A magnetic flux guide is arranged to magnetically connect the plurality of free magnetic layers. According to this structure, the lowermost free magnetic layer acts as a magnetic flux guide, and effectively induces external magnetization in the GMR element. Thereby, the GMR element can be arranged so as to be retracted from the medium facing surface. Therefore, it is possible to narrow the gap without being controlled by the thickness of the GMR element. Further, it is possible to prevent a decrease in reliability due to corrosion during the processing process.
【0021】この磁気抵抗効果ヘッドにおいて好ましく
は、前記GMR素子は、磁気抵抗効果膜の膜面に対して
垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで動作するよう
に構成される。また、この磁気抵抗効果ヘッドにおける
前記GMR素子は、上記本発明のGMR素子の構造を有
することが好ましい。また好ましくは、前記自由磁性層
部分がシールド間のギャップ内に配置されているシール
ド型構造を有する。また好ましくは、前記GMR素子と
前記磁束ガイドは電気的に絶縁されている。また好まし
くは、前記磁束ガイドは絶縁性磁性体である。また好ま
しくは、前記磁束ガイドはフェライトである。In this magnetoresistive effect head, preferably, the GMR element is configured to operate in a CPP mode using a current in a direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive effect film. The GMR element in this magnetoresistive head preferably has the structure of the GMR element of the present invention. Further preferably, it has a shield type structure in which the free magnetic layer portion is arranged in a gap between shields. Further preferably, the GMR element and the magnetic flux guide are electrically insulated. Further preferably, the magnetic flux guide is an insulating magnetic body. Also preferably, the magnetic flux guide is ferrite.
【0022】本発明による第3の構成の磁気抵抗効果ヘ
ッドは、磁気抵抗効果を示すGMR素子と、磁気記録メ
ディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き込む磁束
ガイドとを備え、前記GMR素子のメディア対向面から
後方側の端部に軟磁性層が配置されている。この構成に
よれば、多数の自由磁性層で形成されているGMR素子
部の後方に軟磁性層を配置することで、自由磁性層の端
部に生じる磁荷を見かけ上、打ち消すことが可能で、反
磁界を減少させることができる。このためMRハイトを
より短くすることが可能になり、高密度化に適してい
る。A magnetoresistive head having a third structure according to the present invention comprises a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect, and a magnetic flux guide for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element. The soft magnetic layer is arranged at the end portion on the rear side from the facing surface. According to this structure, by arranging the soft magnetic layer behind the GMR element portion formed of a large number of free magnetic layers, it is possible to apparently cancel the magnetic charge generated at the end portion of the free magnetic layer. , The demagnetizing field can be reduced. Therefore, the MR height can be further shortened, which is suitable for high density.
【0023】この磁気抵抗効果ヘッドにおいて好ましく
は、前記GMR素子は、磁気抵抗効果膜の膜面に対して
垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで動作するよう
に構成される。また、この磁気抵抗効果ヘッドにおける
前記GMR素子は、上記本発明のGMR素子の構造を有
することが好ましい。またこの磁気抵抗効果ヘッドにお
いて好ましくは、前記GMR素子はメディア対向面から
後退して配置され、前記磁束ガイドは、前記メディア対
向面と前記GMR素子の間に介在させて配置され、前記
磁束ガイドの膜厚が、前記磁束ガイドと前記GMR素子
が接合している部分では厚く、前記メディア対向面に露
出している部分では薄い構造を持つ。あるいは、前記G
MR素子は複数層の自由磁性層を持ち、最下部の前記自
由磁性層はメディア対向面に面しており、それ以外の自
由磁性層はメディア対向面から後退して配置され、複数
の前記自由磁性層を磁気的に接続する磁束ガイドが配置
されていることが好ましい。In this magnetoresistive head, preferably, the GMR element is configured to operate in a CPP mode using a current in a direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive film. The GMR element in this magnetoresistive head preferably has the structure of the GMR element of the present invention. Also, in this magnetoresistive head, preferably, the GMR element is arranged so as to recede from the medium facing surface, and the magnetic flux guide is arranged so as to be interposed between the medium facing surface and the GMR element. The film thickness is thick in a portion where the magnetic flux guide and the GMR element are joined, and thin in a portion exposed to the medium facing surface. Alternatively, the G
The MR element has a plurality of free magnetic layers, the lowermost free magnetic layer faces the medium facing surface, and the other free magnetic layers are arranged receding from the medium facing surface. A magnetic flux guide that magnetically connects the magnetic layers is preferably arranged.
【0024】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
は、磁気抵抗効果を示すGMR素子と、磁気記録メディ
アからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き込む磁束ガイ
ドとを備えた磁気抵抗効果ヘッドを製造する方法であっ
て、以下の工程を含む。すなわち、前記GMR素子を形
成する工程と、前記GMR素子上にレジスト層を形成す
る工程と、前記レジスト層をマスクとして前記GMR素
子の一部をエツチングする工程と、前記レジスト層を剥
離する工程と、前記磁束ガイドを形成する工程と、前記
磁束ガイド上にレジスト層を形成する工程と、前記レジ
スト層をマスクとして前記磁束ガイドの一部をエツチン
グする工程と、前記レジスト層を剥離する工程である。
この製造方法によれば、GMR素子部や磁束ガイドを任
意のパターン形成することで、GMR素子部に有効的に
外部磁化を誘導し、高出力、狭ギャップ化に適したヘッ
ド製造が可能になる。The method of manufacturing a magnetoresistive effect head according to the present invention manufactures a magnetoresistive effect head having a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect and a magnetic flux guide for drawing the leakage magnetic flux from the magnetic recording medium into the GMR element. The method includes the following steps. That is, a step of forming the GMR element, a step of forming a resist layer on the GMR element, a step of etching a part of the GMR element using the resist layer as a mask, and a step of peeling the resist layer. A step of forming the magnetic flux guide, a step of forming a resist layer on the magnetic flux guide, a step of etching a part of the magnetic flux guide using the resist layer as a mask, and a step of peeling the resist layer. .
According to this manufacturing method, by forming an arbitrary pattern in the GMR element section and the magnetic flux guide, it is possible to effectively induce external magnetization in the GMR element section and manufacture a head suitable for high output and narrow gap. .
【0025】この製造方法において好ましくは、前記G
MR素子の自由磁性層と前記磁束ガイドを磁気的にカッ
プリングさせ、かつ電気的に絶縁する。In this manufacturing method, it is preferable that the G
The free magnetic layer of the MR element and the magnetic flux guide are magnetically coupled and electrically insulated.
【0026】[0026]
【発明の実施の形態】(実施の形態1)図1は、実施の
形態1における磁気抵抗効果膜を用いた薄膜磁気再生用
ヘッド素子部の、メディア対向面に直交する断面を示す
模式図である。図2(a)は図1のA−A面における正
面図、図2(b)はB−B断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a head element portion for thin film magnetic reproduction using a magnetoresistive film in Embodiment 1 which is orthogonal to a medium facing surface. is there. 2A is a front view taken along the line AA of FIG. 1, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line BB.
【0027】下部シールド層1は、パーマロイ、Co系
アモルファス磁性膜或いはFe系微粒子磁性膜等の軟磁
性材料を素材とする。下部シールド層1上には、Al2
O3、AlN或いはSiO2等の非磁性絶縁材料を用いて
下部ギャップ絶縁層2が成膜され、その上に下部電極リ
ード層3が形成されている。下部電極リード層3の上に
は、GMR素子4(磁気抵抗効果素子であるMR素子あ
るいはGMR素子を総称する)が形成されている。GM
R素子4は、詳細は図示しないが、NiFe系合金膜、
Co、CoFe合金膜等を材料とするフリー磁性層と、
Cu等を材料とする非磁性導電層と、フリー磁性層と同
様の強磁性材料を用いた固定磁性層と、IrMn、αF
e2O4、FeMn系合金膜、PtMn系合金膜等の材料
からなる反強磁性層とで構成されている。The lower shield layer 1 is made of a soft magnetic material such as permalloy, Co-based amorphous magnetic film or Fe-based fine particle magnetic film. Al 2 is formed on the lower shield layer 1.
The lower gap insulating layer 2 is formed by using a nonmagnetic insulating material such as O 3 , AlN or SiO 2 , and the lower electrode lead layer 3 is formed thereon. On the lower electrode lead layer 3, a GMR element 4 (generally referred to as MR element or GMR element which is a magnetoresistive effect element) is formed. GM
Although not shown in detail, the R element 4 includes a NiFe alloy film,
A free magnetic layer made of Co, CoFe alloy film, or the like;
A non-magnetic conductive layer made of Cu or the like, a fixed magnetic layer made of the same ferromagnetic material as the free magnetic layer, IrMn, αF
The antiferromagnetic layer is made of materials such as e 2 O 4 , FeMn-based alloy film, and PtMn-based alloy film.
【0028】GMR素子4の前側端面は、メディア対向
面から所定長さ後退して形成されている。また、GMR
素子4の前後両側端部は、図示は省略されているが、イ
オンミリング等のエッチング方法により傾斜した面を有
するように形成されている。このGMR素子4の後側及
び両側端面に接して、絶縁ギャップ層6が下部電極リー
ド層3の上に形成されている。絶縁ギャップ層6は、下
部電極リード層3の上面からGMR素子高さに略等しい
厚さの膜厚を有するように、下部ギャップ絶縁層2と同
様の非磁性絶縁材料を用いて成膜されている。The front end surface of the GMR element 4 is formed so as to recede a predetermined length from the medium facing surface. Also, GMR
Although not shown, the front and rear end portions of the element 4 are formed to have inclined surfaces by an etching method such as ion milling. An insulating gap layer 6 is formed on the lower electrode lead layer 3 in contact with the rear side and both end faces of the GMR element 4. The insulating gap layer 6 is formed by using the same nonmagnetic insulating material as that of the lower gap insulating layer 2 so that the insulating gap layer 6 has a thickness approximately equal to the height of the GMR element from the upper surface of the lower electrode lead layer 3. There is.
【0029】GMR素子4の前側端面に接して、磁束ガ
イド層5が形成されている。磁束ガイド層5は、絶縁性
磁性体であるフェライトを材料とし、GMR素子4に隣
接する部分では、下部電極リード層3の上面からGMR
素子4高さまでの厚さに略等しい膜厚を有する。磁束ガ
イド層5の先端部、正確には、GMR素子4前側端面か
ら0.1〜1000nm離れた位置からメディア対向面
までは、イオンミリング等のエッチング方法により0.
1〜1000nmの膜厚に形成され、GMR素子4の厚
さよりも薄くなっている。A magnetic flux guide layer 5 is formed in contact with the front end surface of the GMR element 4. The magnetic flux guide layer 5 is made of ferrite, which is an insulating magnetic material, and in a portion adjacent to the GMR element 4, the magnetic field guide layer 5 extends from the upper surface of the lower electrode lead layer 3 to the GMR element.
It has a film thickness approximately equal to the thickness up to the height of the element 4. The tip portion of the magnetic flux guide layer 5, to be precise, from the position 0.1 to 1000 nm away from the front end surface of the GMR element 4 to the medium facing surface is exposed to an etching method such as ion milling.
It is formed to have a film thickness of 1 to 1000 nm and is thinner than the thickness of the GMR element 4.
【0030】GMR素子4、磁束ガイド層5および絶縁
ギャップ層6の上に、下部電極リード層3と同様の導電
材料を用いて、上部電極リード層7が形成されている。
従って、上下の電極リード層3及び7で、GMR素子部
4をサンドイッチした構造になっている。上部電極リー
ド層7および磁束ガイド層5先端部の上面には、下部ギ
ャップ絶縁部2と同様の非磁性絶縁材料を用いて、上部
ギャップ絶縁部8が形成されている。上部ギャップ絶縁
部8の上には、下部シールド層1と同様の軟磁性材料を
用いた共通シールド層9が形成され、上部ギャップ絶縁
部8を介してGMR素子部4に対向している。再生ギャ
ップ長10は、下部ギャップ絶縁層2、下部電極リード
層3、磁束ガイド層5、および上部ギャップ絶縁層8の
厚みからなる。An upper electrode lead layer 7 is formed on the GMR element 4, the magnetic flux guide layer 5 and the insulating gap layer 6 by using the same conductive material as that of the lower electrode lead layer 3.
Therefore, the GMR element portion 4 is sandwiched between the upper and lower electrode lead layers 3 and 7. An upper gap insulating portion 8 is formed on the upper surfaces of the tip portions of the upper electrode lead layer 7 and the magnetic flux guide layer 5 by using the same nonmagnetic insulating material as that of the lower gap insulating portion 2. A common shield layer 9 made of a soft magnetic material similar to that of the lower shield layer 1 is formed on the upper gap insulating portion 8 and faces the GMR element portion 4 via the upper gap insulating portion 8. The reproduction gap length 10 is composed of the thicknesses of the lower gap insulating layer 2, the lower electrode lead layer 3, the magnetic flux guide layer 5, and the upper gap insulating layer 8.
【0031】以上のように、メディア対向面に磁束ガイ
ド5を設けてGMR素子4に外部磁化を効果的に誘導す
ることにより、GMR素子4をメディア対向面から後退
させて配置することができる。それにより、GMR素子
4の厚みに支配されることなく、狭ギャップ化が可能で
ある。また、加工プロセス時での腐食に起因する信頼性
低下も防止できる。As described above, by providing the magnetic flux guide 5 on the medium facing surface and effectively inducing the external magnetization to the GMR element 4, the GMR element 4 can be set back from the medium facing surface. As a result, the gap can be narrowed without being controlled by the thickness of the GMR element 4. Further, it is possible to prevent a decrease in reliability due to corrosion during the processing process.
【0032】(実施の形態2)図3は、実施の形態2に
おける磁気抵抗効果膜を用いた薄膜磁気再生用ヘッド素
子部の、メディア対向面に直交する断面を示す模式図で
ある。(Embodiment 2) FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section of a head element portion for thin film magnetic reproduction using a magnetoresistive film in Embodiment 2 which is orthogonal to the medium facing surface.
【0033】下部シールド層11は、パーマロイ、Co
系アモルファス磁性膜或いはFe系微粒子磁性膜等の軟
磁性材料を素材とする。下部シールド層11上に、Al
2O3、AlN或いはSiO2等の非磁性絶縁材料を用い
て下部ギャップ絶縁層12が成膜され、その上に下部電
極リード層13が形成されている。下部電極リード層1
3上には、GMR素子14が形成されている。GMR素
子14は、図3には図示しないが、NiFe系合金膜、
Co、CoFe合金膜等を材料とするフリー磁性層と、
Cu等を材料とする非磁性導電層と、フリー磁性層と同
様の強磁性材料を用いた固定磁性層と、IrMn、αF
e2O4、FeMn系合金膜、PtMn系合金膜等の材料
を用いた反強磁性層とから構成されている。The lower shield layer 11 is made of Permalloy, Co
A soft magnetic material such as a system-based amorphous magnetic film or a Fe-based fine particle magnetic film is used as a material. Al on the lower shield layer 11
A lower gap insulating layer 12 is formed by using a nonmagnetic insulating material such as 2 O 3 , AlN or SiO 2 , and a lower electrode lead layer 13 is formed thereon. Lower electrode lead layer 1
A GMR element 14 is formed on the surface 3. Although not shown in FIG. 3, the GMR element 14 includes a NiFe alloy film,
A free magnetic layer made of Co, CoFe alloy film, or the like;
A non-magnetic conductive layer made of Cu or the like, a fixed magnetic layer made of the same ferromagnetic material as the free magnetic layer, IrMn, αF
The antiferromagnetic layer is made of a material such as e 2 O 4 , FeMn-based alloy film, or PtMn-based alloy film.
【0034】GMR素子14の前後両側端部は、図示は
省略されているが、イオンミリング等のエッチング方法
により傾斜した面を有するように形成されている。この
GMR素子14の後側及び両側端面に接して、絶縁ギャ
ップ層6が下部電極リード層13の上に形成されてい
る。絶縁ギャップ層6は、下部電極リード層13の上面
からGMR素子高さまでの厚さに略等しい厚さの膜厚を
有するように、下部ギャップ絶縁層12と同様の非磁性
絶縁材料を用いて成膜されている。Although not shown, the front and rear end portions of the GMR element 14 are formed to have inclined surfaces by an etching method such as ion milling. The insulating gap layer 6 is formed on the lower electrode lead layer 13 so as to contact the rear side and both end faces of the GMR element 14. The insulating gap layer 6 is made of the same nonmagnetic insulating material as that of the lower gap insulating layer 12 so as to have a film thickness approximately equal to the thickness from the upper surface of the lower electrode lead layer 13 to the height of the GMR element. It is a film.
【0035】また、GMR素子14の前側端部は、GM
R素子14の厚みの一部分を残すようにエッチングされ
ている。図4(a)にGMR素子14の先端部の拡大図
を示す。図4(b)は、図3のC−C面における正面図
である。The front end of the GMR element 14 is GM
It is etched so as to leave a part of the thickness of the R element 14. FIG. 4A shows an enlarged view of the tip portion of the GMR element 14. FIG. 4B is a front view on the plane CC of FIG. 3.
【0036】GMR素子14は、Taからなる下地層2
1と、NiFeCrからなる結晶配向制御層22と、C
oFeからなる自由磁性層23と、Cuからなる非磁性
層24と、CoFeからなる強磁性固定層25と、Ir
Mnからなる反強磁性層26と、Taからなるキャップ
層27とを含むボトム型スピンバルブ膜により構成され
ている。エッチング後のGMR素子14の前側端部は、
下地層21、結晶配向制御層22、自由磁性層23を残
すようにエッチングされている。このように最下部にあ
る自由磁性層23を残すようにエッチングすることが、
GMR素子14の前側端部を構成する要点である。この
範囲は、メディア対向面から0.05〜5μmの位置に
わたる。本実施の形態は、ボトム型スピンバルブ膜につ
いての例であるが、トップ及びその他のスピンバルブ膜
の場合についても同様である。The GMR element 14 comprises the underlayer 2 made of Ta.
1, a crystal orientation control layer 22 made of NiFeCr, and C
a free magnetic layer 23 made of oFe, a nonmagnetic layer 24 made of Cu, a ferromagnetic fixed layer 25 made of CoFe, and Ir.
The bottom spin valve film includes an antiferromagnetic layer 26 made of Mn and a cap layer 27 made of Ta. The front end of the GMR element 14 after etching is
The underlayer 21, the crystal orientation control layer 22, and the free magnetic layer 23 are etched so as to remain. In this way, etching can be performed so as to leave the free magnetic layer 23 at the bottom,
This is a main point that constitutes the front end of the GMR element 14. This range covers a position of 0.05 to 5 μm from the medium facing surface. The present embodiment is an example of the bottom type spin valve film, but the same applies to the case of the top and other spin valve films.
【0037】GMR素子14の前側端部上面(自由磁性
層23の上面)には、自由磁性層23の上面からGMR
素子14の最上面(キャップ層27の上面)までの厚さ
に略等しい厚さの膜厚を有するように、絶縁性磁性体で
あるフェライトを材料とする磁束ガイド層15が形成さ
れる。この磁束ガイド層15は、GMR素子14前側端
面から0.1〜1000nmの範囲の位置からメディア
対向面までの範囲がエッチングにより削除される。On the upper surface of the front end portion of the GMR element 14 (the upper surface of the free magnetic layer 23), the GMR from the upper surface of the free magnetic layer 23 is measured.
The magnetic flux guide layer 15 made of ferrite, which is an insulating magnetic material, is formed so as to have a thickness approximately equal to the thickness of the uppermost surface of the element 14 (upper surface of the cap layer 27). This magnetic flux guide layer 15 is removed by etching from the position in the range of 0.1 to 1000 nm from the front end face of the GMR element 14 to the medium facing surface.
【0038】GMR素子14および磁束ガイド層15の
上に、下部電極リード層13と同様の導電材料を用い
て、上部電極リード層17が形成され、上下の電極リー
ド層13及び17でGMR素子部14をサンドイッチし
た構造になっている。上部電極リード層17およびGM
R素子14の前側端部上面には、下部ギャップ絶縁部1
2と同様の非磁性絶縁材料を用いて上部ギャップ絶縁部
18が形成されている。上部ギャップ絶縁部18の上
に、下部シールド層11と同様の軟磁性材料を用いた共
通シールド層19が形成され、上部ギャップ絶縁部18
を介してGMR素子部14に対向することにより、再生
用ヘッド素子部が形成されている。再生ギャップ長20
は、下部ギャップ絶縁層12、下部電極リード層13、
下地層21、結晶配向制御層22、自由磁性層23、お
よび上部ギャップ絶縁層18の厚みからなる。An upper electrode lead layer 17 is formed on the GMR element 14 and the magnetic flux guide layer 15 by using the same conductive material as that of the lower electrode lead layer 13, and the upper and lower electrode lead layers 13 and 17 form the GMR element portion. It has a structure in which 14 are sandwiched. Upper electrode lead layer 17 and GM
On the upper surface of the front end portion of the R element 14, the lower gap insulating portion 1
The upper gap insulating portion 18 is formed using the same non-magnetic insulating material as that of No. 2. A common shield layer 19 made of the same soft magnetic material as the lower shield layer 11 is formed on the upper gap insulating portion 18, and the upper gap insulating portion 18 is formed.
The reproducing head element portion is formed by facing the GMR element portion 14 via the. Playback gap length 20
Is a lower gap insulating layer 12, a lower electrode lead layer 13,
It is composed of the underlayer 21, the crystal orientation control layer 22, the free magnetic layer 23, and the upper gap insulating layer 18.
【0039】以上のように、GMR素子14の前側端部
において最下部の自由磁性層23を残すように厚みの一
部を除去し、残された自由磁性層23が磁束ガイドとし
て作用することにより、GMR素子14に外部磁化を効
果的に誘導することができる。従って、GMR素子4を
磁束ガイド15よりもメディア対向面から後退させて設
けることができる。それにより、GMR素子4の厚みに
支配されることなく、狭ギャップ化が可能である。ま
た、加工プロセス時での腐食に起因する信頼性低下も防
止できる。As described above, a part of the thickness is removed so that the lowermost free magnetic layer 23 is left at the front end of the GMR element 14, and the remaining free magnetic layer 23 acts as a magnetic flux guide. External magnetization can be effectively induced in the GMR element 14. Therefore, the GMR element 4 can be set back from the surface facing the medium with respect to the magnetic flux guide 15. As a result, the gap can be narrowed without being controlled by the thickness of the GMR element 4. Further, it is possible to prevent a decrease in reliability due to corrosion during the processing process.
【0040】(実施の形態3)図5は、実施の形態3に
おける磁気抵抗効果膜を用いた薄膜磁気再生用ヘッド素
子部の、メディア対向面に直交する断面を示す模式図で
ある。下部シールド層28は、パーマロイ、Co系アモ
ルファス磁性膜或いはFe系微粒子磁性膜等の軟磁性材
料を素材とする。下部シールド層28上に、Al2O3、
AlN或いはSiO2等の非磁性絶縁材料を用いて下部
ギャップ絶縁層29が成膜され、その上に下部電極リー
ド層30が形成されている。下部電極リード層30上
に、GMR素子31が形成されている。GMR素子31
は、図示しないが、NiFe系合金膜、Co、CoFe
合金膜等を材料とするフリー磁性層と、Cu等を材料と
する非磁性導電層と、フリー磁性層と同様の強磁性材料
を用いた固定磁性層と、IrMn、αFe2O3、FeM
n系合金膜、PtMn系合金膜等の材料を用いた反強磁
性層とから構成されている。(Third Embodiment) FIG. 5 is a schematic view showing a cross section of a head element portion for thin film magnetic reproduction using a magnetoresistive film in the third embodiment, which is orthogonal to the medium facing surface. The lower shield layer 28 is made of a soft magnetic material such as permalloy, a Co-based amorphous magnetic film or a Fe-based fine particle magnetic film. Al 2 O 3 , on the lower shield layer 28,
A lower gap insulating layer 29 is formed by using a nonmagnetic insulating material such as AlN or SiO 2 , and a lower electrode lead layer 30 is formed thereon. A GMR element 31 is formed on the lower electrode lead layer 30. GMR element 31
(Not shown) is a NiFe alloy film, Co, CoFe
A free magnetic layer made of an alloy film or the like, a non-magnetic conductive layer made of Cu or the like, a fixed magnetic layer made of the same ferromagnetic material as the free magnetic layer, IrMn, αFe 2 O 3 , FeM
The antiferromagnetic layer is made of a material such as an n-based alloy film or a PtMn-based alloy film.
【0041】GMR素子31の前後両側端面は、図示し
ないが、イオンミリング等のエッチング方法により傾斜
した面を有するように形成されている。GMR素子31
の後側端面に接して、絶縁性軟磁性層37が下部電極リ
ード層30の上に形成されている。絶縁性軟磁性層37
は、下部電極リード層30の上面からGMR素子31高
さに略等しい厚さの膜厚を有するように成膜されてい
る。Although not shown, the front and rear end surfaces of the GMR element 31 are formed to have inclined surfaces by an etching method such as ion milling. GMR element 31
An insulating soft magnetic layer 37 is formed on the lower electrode lead layer 30 so as to be in contact with the rear end face thereof. Insulating soft magnetic layer 37
Is formed so as to have a film thickness approximately equal to the height of the GMR element 31 from the upper surface of the lower electrode lead layer 30.
【0042】絶縁性軟磁性層37の後側及びGMR素子
31両側端面に接して、絶縁ギャップ層33が下部電極
リード層30の上に形成されている。絶縁ギャップ層3
3は、下部電極リード層30の上面からGMR素子高さ
までの厚さに略等しい厚さの膜厚を有するように下部ギ
ャップ絶縁層29と同様の非磁性絶縁材料を用いて成膜
されている。An insulating gap layer 33 is formed on the lower electrode lead layer 30 so as to contact the rear side of the insulating soft magnetic layer 37 and both end faces of the GMR element 31. Insulation gap layer 3
3 is formed using a nonmagnetic insulating material similar to that of the lower gap insulating layer 29 so as to have a film thickness approximately equal to the thickness from the upper surface of the lower electrode lead layer 30 to the height of the GMR element. .
【0043】GMR素子31の前側端面に接して、磁束
ガイド層32が形成されている。磁束ガイド層32は、
絶縁性磁性体であるフェライトを材料とし、GMR素子
31に隣接した部分では、下部電極リード層30の上面
からGMR素子31の高さまでの厚さに略等しい膜厚を
有する。 磁束ガイド層32の先端部、すなわち、GM
R素子31の前側端面から所定長さ離れた位置からメデ
ィア対向面までは、GMR素子31よりも薄い膜厚に形
成されている。A magnetic flux guide layer 32 is formed in contact with the front end face of the GMR element 31. The magnetic flux guide layer 32 is
Ferrite, which is an insulating magnetic material, is used as a material, and a portion adjacent to the GMR element 31 has a thickness substantially equal to the thickness from the upper surface of the lower electrode lead layer 30 to the height of the GMR element 31. The tip of the magnetic flux guide layer 32, that is, GM
The R element 31 is formed to have a smaller film thickness than the GMR element 31 from a position separated from the front end surface by a predetermined length to the medium facing surface.
【0044】磁束ガイド層32の膜厚部、GMR素子3
1、絶縁性軟磁性層37、および絶縁ギャップ層33の
上に、下部電極リード層30と同様の導電材料を用い
て、上部電極リード層34が形成されている。従って、
上下の電極リード層34及び30で、GMR素子部31
をサンドイッチした構造になっている。上部電極リード
層34および磁束ガイド層32先端部の上面には、下部
ギャップ絶縁部29と同様の非磁性絶縁材料を用いて、
上部ギャップ絶縁部35が形成されている。上部ギャッ
プ絶縁部35の上には、下部シールド層28と同様の軟
磁性材料を用いた共通シールド層36が形成され、上部
ギャップ絶縁部35を介してGMR素子部31に対向し
ている。The film thickness portion of the magnetic flux guide layer 32, the GMR element 3
An upper electrode lead layer 34 is formed on the insulating soft magnetic layer 37 and the insulating gap layer 33 using the same conductive material as that of the lower electrode lead layer 30. Therefore,
With the upper and lower electrode lead layers 34 and 30, the GMR element part 31 is formed.
It has a sandwich structure. A non-magnetic insulating material similar to that of the lower gap insulating portion 29 is used for the upper surfaces of the tip portions of the upper electrode lead layer 34 and the magnetic flux guide layer 32.
The upper gap insulating portion 35 is formed. A common shield layer 36 made of the same soft magnetic material as the lower shield layer 28 is formed on the upper gap insulating portion 35, and faces the GMR element portion 31 via the upper gap insulating portion 35.
【0045】以上のように、多数の自由磁性層で形成さ
れているGMR素子部31の後方に絶縁性軟磁性層37
を配置することで、自由磁性層の端部に生じる磁荷を見
かけ上、打ち消すことが可能で、反磁界を減少させるこ
とができる。このためMRハイトをより短くすることが
可能になり、高密度化に適している。As described above, the insulating soft magnetic layer 37 is provided behind the GMR element portion 31 formed of a large number of free magnetic layers.
By disposing, the magnetic charge generated at the end of the free magnetic layer can be apparently canceled and the demagnetizing field can be reduced. Therefore, the MR height can be further shortened, which is suitable for high density.
【0046】(実施の形態4)図6は、実施の形態4に
おける磁気抵抗効果膜を用いた薄膜磁気再生用ヘッド素
子部の概略構成を示す。この薄膜磁気再生用ヘッド素子
部は、図1と同様の構成を有し、GMR素子部4の構成
のみが相違する。従って図6は、図1のB−Bに相当す
る断面図であり、従って、GMR素子部4の構成以外は
図2(b)と同様である。(Embodiment 4) FIG. 6 shows a schematic structure of a thin-film magnetic reproducing head element portion using a magnetoresistive film in Embodiment 4. This thin-film magnetic reproducing head element portion has the same structure as that of FIG. 1, except for the structure of the GMR element portion 4. Therefore, FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to BB of FIG. 1, and is therefore similar to FIG. 2B except for the configuration of the GMR element portion 4.
【0047】図6のGMR素子部4においては、Taか
らなる下地膜38、NiFeCrからなる結晶配向制御
層39、IrMnからなる反強磁性層40、CoFeか
らなる磁性固定層41、Cuからなる非磁性層42、C
oFeからなる自由磁性層43、Cuからなる非磁性層
44、CoFeからなる強磁性固定層45、およびIr
Mnからなる反強磁性層46により1組目の2重スピン
バルブ構造が形成される。In the GMR element portion 4 of FIG. 6, a base film 38 made of Ta, a crystal orientation control layer 39 made of NiFeCr, an antiferromagnetic layer 40 made of IrMn, a magnetic pinned layer 41 made of CoFe, and a non-made layer made of Cu. Magnetic layer 42, C
Free magnetic layer 43 made of oFe, non-magnetic layer 44 made of Cu, ferromagnetic fixed layer 45 made of CoFe, and Ir
The antiferromagnetic layer 46 made of Mn forms the first set of double spin valve structures.
【0048】更にその上に形成された、CoFeからな
る磁性固定層47、Cuからなる非磁性層48、CoF
eからなる自由磁性層49、Cuからなる非磁性層5
0、CoFeからなる強磁性固定層51、IrMnから
なる反強磁性層52、およびTaからなるキャップ層5
3により2組目の2重スピンバルブ構造が形成される。Further, a magnetic pinned layer 47 made of CoFe, a nonmagnetic layer 48 made of Cu, and CoF formed thereon.
e free magnetic layer 49, Cu non-magnetic layer 5
0, a ferromagnetic fixed layer 51 made of CoFe, an antiferromagnetic layer 52 made of IrMn, and a cap layer 5 made of Ta.
3 forms a second set of double spin valve structures.
【0049】反強磁性層46は、1組目と2組目の2重
スピンバルブ構造に対して共通層として働く。本実施の
形態では、2組の2重スピンバルブ構造について示した
が、3組あるいは、それ以上の組の2重スピンバルブ構
造を有する場合においても同様に構成できる。The antiferromagnetic layer 46 acts as a common layer for the first and second sets of double spin valve structures. In the present embodiment, two sets of double spin valve structures are shown, but the same structure can be applied to the case of having three sets or more sets of double spin valve structures.
【0050】以上のように、CPPモードにおいて、G
MR素子部を2重スピンバルブ構造を多数組積層した構
造にすることにより、MR効果の劣化を防ぎ、かつ膜抵
抗が大きくなってヘッド出力の向上が可能になる。As described above, in the CPP mode, G
By using a structure in which a large number of double spin valve structures are laminated in the MR element portion, deterioration of the MR effect can be prevented, and the film resistance can be increased to improve the head output.
【0051】(実施の形態5)図7及び図8を参照し
て、実施の形態5における磁気抵抗効果膜の製造方法を
説明する。本実施の形態は、図1に示した構造の薄膜磁
気再生用ヘッド素子部を製造する工程の例である。(Fifth Embodiment) With reference to FIGS. 7 and 8, a method of manufacturing a magnetoresistive effect film according to a fifth embodiment will be described. The present embodiment is an example of a process of manufacturing the head element portion for thin film magnetic reproduction having the structure shown in FIG.
【0052】まず図7(a)に示すように、下部シール
ド層1上に、下部ギャップ絶縁層2、下部電極リード層
3、およびGMR素子部4を形成し、更にその上に、レ
ジスト層54を形成する。次に図7(b)に示すよう
に、レジスト層54をレジストマスクとしてイオンミリ
ングを行い、GMR素子部4の先端部を除去する。次
に、前の工程後大気中にGMR素子部4の端部をさらさ
ない状態で、図7(c)に示すように磁束ガイド層5を
形成する。大気中にさらさないのは、GMR素子部4の
端部が酸化しないようにするためである。GMR素子部
4の端面と磁束ガイド層5の端面に酸化層が生じてしま
うと、MR効果の劣化やMR特性のバラツキなどの悪影
響がある。First, as shown in FIG. 7A, a lower gap insulating layer 2, a lower electrode lead layer 3 and a GMR element portion 4 are formed on the lower shield layer 1, and a resist layer 54 is further formed thereon. To form. Next, as shown in FIG. 7B, ion milling is performed using the resist layer 54 as a resist mask to remove the tip of the GMR element section 4. Next, after the previous step, the magnetic flux guide layer 5 is formed as shown in FIG. 7C without exposing the end portion of the GMR element portion 4 to the atmosphere. The reason why it is not exposed to the atmosphere is to prevent the end portion of the GMR element portion 4 from being oxidized. If an oxide layer is formed on the end surface of the GMR element part 4 and the end surface of the magnetic flux guide layer 5, there are adverse effects such as deterioration of the MR effect and variations in MR characteristics.
【0053】次に、レジスト層54を除去して、図7
(d)に示す状態を得る。次に図7(e)に示すように
レジスト層55を形成し、図7(f)に示すように、レ
ジスト層55をレジストマスクとしてイオンミリングを
行い、磁束ガイド層5の先端部を除去する。その後、レ
ジスト層55を除去して、図8(g)に示す状態を得
る。次に図8(h)に示すように、上部電極リード層7
を形成する。更にその上に図8(i)に示すように、レ
ジスト層56を形成する。次に、この状態で図8(j)
に示すように、レジスト層56をマスクとしてイオンミ
リングを行い、磁束ガイド層5の先端部上の上部電極リ
ード層7を除去する。次にレジスト層56を除去して図
8(k)の状態を得る。次に図8(l)に示すように、
上部ギャップ絶縁部8を形成する。Next, the resist layer 54 is removed, and the structure shown in FIG.
The state shown in (d) is obtained. Next, a resist layer 55 is formed as shown in FIG. 7E, and ion milling is performed using the resist layer 55 as a resist mask to remove the tip of the magnetic flux guide layer 5 as shown in FIG. 7F. . Then, the resist layer 55 is removed to obtain the state shown in FIG. Next, as shown in FIG. 8H, the upper electrode lead layer 7
To form. Further, a resist layer 56 is formed thereon as shown in FIG. Next, in this state, FIG.
As shown in, ion milling is performed using the resist layer 56 as a mask to remove the upper electrode lead layer 7 on the tip of the magnetic flux guide layer 5. Next, the resist layer 56 is removed to obtain the state shown in FIG. Next, as shown in FIG.
The upper gap insulating portion 8 is formed.
【0054】以上のように、磁束ガイドを持つGMRヘ
ッドにおいて、GMR素子部や磁束ガイドを任意のパタ
ーン形成することで、GMR素子部に有効的に外部磁化
を誘導し、高出力、狭ギャップに適したヘッドを製造す
ることが可能になる。As described above, in the GMR head having the magnetic flux guide, by forming an arbitrary pattern in the GMR element portion and the magnetic flux guide, the external magnetization is effectively induced in the GMR element portion, and a high output and a narrow gap are obtained. It becomes possible to manufacture a suitable head.
【0055】以上の本実施の形態に示した構成は、本発
明を適用した例の一部である。本発明は、磁気抵抗効果
を示すGMR素子と、磁気記録メディアからの漏れ磁束
をGMR素子に引き込む磁束ガイドを有するすべての磁
気抵抗効果ヘッドに適用できる。The structure shown in the above embodiment is a part of an example to which the present invention is applied. INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to all magnetoresistive heads having a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect and a magnetic flux guide for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element.
【0056】[0056]
【発明の効果】本発明によれば、メディア対向面に磁束
ガイドを設け、GMR素子に外部磁化を効果的に誘導す
ることにより、GMR素子をメディア対向面から後退さ
せて配置することができる。それにより、GMR素子の
厚みに支配されることなく、狭ギャップ化が可能であ
る。According to the present invention, by providing a magnetic flux guide on the medium facing surface and effectively inducing external magnetization to the GMR element, the GMR element can be arranged so as to recede from the medium facing surface. As a result, the gap can be narrowed without being controlled by the thickness of the GMR element.
【0057】また、その際に懸念される出力低下は、2
重スピンバルブ構造を複数持つGMR素子を用い、かつ
CPPモードで動作させることにより防止することがで
きる。Further, the decrease in output which is a concern at that time is 2
This can be prevented by using a GMR element having a plurality of heavy spin valve structures and operating in the CPP mode.
【図1】 実施の形態1における磁気抵抗効果膜を用い
た薄膜磁気再生用ヘッド素子部の、メディア対向面に直
交する断面を示す模式図FIG. 1 is a schematic view showing a cross section of a thin-film magnetic reproducing head element portion using a magnetoresistive effect film according to a first embodiment, which is orthogonal to a medium facing surface.
【図2】 (a)は図1の薄膜磁気再生用ヘッド素子部
のA−A面における正面図、(b)は同B−B断面図2A is a front view of the head element portion for thin film magnetic reproduction of FIG. 1 taken along the line AA, and FIG. 2B is a sectional view taken along the line BB.
【図3】 実施の形態2における磁気抵抗効果膜を用い
た薄膜磁気再生用ヘッド素子部の、メディア対向面に直
交する断面を示す模式図FIG. 3 is a schematic diagram showing a cross section of a thin-film magnetic reproducing head element portion using a magnetoresistive effect film according to a second embodiment, which is orthogonal to a medium facing surface.
【図4】 (a)は図3の薄膜磁気再生用ヘッド素子部
の要部の拡大断面図、(b)は図3のC−C断面図4A is an enlarged cross-sectional view of a main part of the head element portion for thin film magnetic reproduction of FIG. 3, and FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line CC of FIG.
【図5】 実施の形態3における磁気抵抗効果膜を用い
た薄膜磁気再生用ヘッド素子部の、メディア対向面に直
交する断面を示す模式図FIG. 5 is a schematic view showing a cross section of a head element portion for thin film magnetic reproduction using a magnetoresistive effect film according to a third embodiment, which is orthogonal to a medium facing surface.
【図6】 実施の形態4における磁気抵抗効果膜を用い
た薄膜磁気再生用ヘッド素子部の要部の、図1のB−B
に相当する断面を示す図6 is a main portion of a thin film magnetic reproducing head element portion using a magnetoresistive effect film according to a fourth embodiment, taken along the line BB in FIG.
Figure showing a cross section corresponding to
【図7】 実施の形態5における磁気抵抗効果膜の製造
方法の工程を示す断面図7A and 7B are cross-sectional views showing steps of a method of manufacturing a magnetoresistive effect film according to a fifth embodiment.
【図8】 図7に続く工程を示す断面図8 is a cross-sectional view showing a step that follows FIG.
【図9】 従来のCIP構造のシールド型薄膜磁気ヘッ
ドを示す斜視図FIG. 9 is a perspective view showing a conventional shield type thin film magnetic head having a CIP structure.
【図10】 図9のシールド型薄膜磁気ヘッドをメディ
ア対向面から見た正面図FIG. 10 is a front view of the shield type thin film magnetic head of FIG. 9 seen from the medium facing surface.
【図11】 従来のCPP構造のシールド型薄膜磁気ヘ
ッドを示す斜視図FIG. 11 is a perspective view showing a conventional shield type thin film magnetic head having a CPP structure.
【図12】 図11のシールド型薄膜磁気ヘッドをメデ
ィア対向面から見た正面図FIG. 12 is a front view of the shielded thin film magnetic head of FIG. 11 seen from the medium facing surface.
【図13】 図12のD−D断面を示す図FIG. 13 is a diagram showing a DD cross section of FIG. 12;
1、11、28、57、70 下部シールド層 2、12、29、58、71 下部ギャップ絶縁層 3、13、30、72 下部電極リード層 4、14、31、59、73 GMR素子部 5、15、32 磁束ガイド層 6、16、33、75 ギャップ絶縁層 7、17、34、74 上部電極リード層 8、18、35、63、76 上部ギャップ絶縁部 9、19、36、62、77 共通シールド層 10、20 再生ギャップ長 21、38 下地層 22、39 結晶配向制御層 23、43、49 自由磁性層 24、42、44、48、50 非磁性層 25、41、45、47、51 強磁性固定層 26、40、46、52 反強磁性層 27、53 キャップ層 37 絶縁性軟磁性層 54、55、56 レジスト層 60 縦バイアス層 61 電極リード層 64、78 再生用磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド部 65、79 記録ギャップ層 66、80 上部磁極 67、81 巻線コイル 68、82 記録用誘導型薄膜磁気ヘッド部 69、83 電流経路 1, 11, 28, 57, 70 Lower shield layer 2, 12, 29, 58, 71 Lower gap insulating layer 3, 13, 30, 72 Lower electrode lead layer 4, 14, 31, 59, 73 GMR element section 5, 15, 32 Magnetic flux guide layer 6, 16, 33, 75 Gap insulation layer 7, 17, 34, 74 Upper electrode lead layer 8, 18, 35, 63, 76 Upper gap insulation 9, 19, 36, 62, 77 Common shield layer 10, 20 Play gap length 21, 38 Underlayer 22, 39 Crystal orientation control layer 23, 43, 49 Free magnetic layer 24, 42, 44, 48, 50 Non-magnetic layer 25, 41, 45, 47, 51 Ferromagnetic pinned layer 26, 40, 46, 52 Antiferromagnetic layer 27,53 Cap layer 37 Insulating soft magnetic layer 54, 55, 56 resist layer 60 longitudinal bias layer 61 Electrode lead layer 64, 78 Magnetoresistive thin film magnetic head unit for reproduction 65, 79 recording gap layer 66, 80 upper magnetic pole 67, 81 winding coil 68, 82 Inductive thin film magnetic head for recording 69, 83 Current path
フロントページの続き Fターム(参考) 2G017 AC01 AC07 AD55 AD63 AD65 5D034 AA03 BA03 BB01 DA07 5E049 AA01 AA04 AA07 AC00 BA12 CB02 DB12 Continued front page F term (reference) 2G017 AC01 AC07 AD55 AD63 AD65 5D034 AA03 BA03 BB01 DA07 5E049 AA01 AA04 AA07 AC00 BA12 CB02 DB12
Claims (32)
1の非磁性層、自由磁性層、第2の非磁性層、第2の強
磁性層、および第2の反強磁性層が順次積層された2重
スピンバルブ構造を単位として、前記2重スピンバルブ
構造が複数層積層された多層2重スピンバルブ構造を有
する磁気抵抗効果膜を備え、前記磁気抵抗効果膜の膜面
に対して垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで動作
するように構成されていることを特徴とするGMR素
子。1. A first antiferromagnetic layer, a first ferromagnetic layer, a first nonmagnetic layer, a free magnetic layer, a second nonmagnetic layer, a second ferromagnetic layer, and a second antiferromagnetic layer. A magnetoresistive effect film having a multi-layered double spin valve structure in which a plurality of the double spin valve structures are stacked in units of a double spin valve structure in which ferromagnetic layers are sequentially stacked is provided. A GMR element characterized by being configured to operate in a CPP mode using a current in a direction perpendicular to a film surface.
iFeまたはNiFeCrからなる合金を用いたことを
特徴とする請求項1に記載のGMR素子。2. N as an underlayer of the first antiferromagnetic layer
The GMR element according to claim 1, wherein an alloy made of iFe or NiFeCr is used.
系合金からなり、前記Mn系合金は、Pt、Ir、R
u、及びRhから選ばれた少なくとも1種類を含むこと
を特徴とする請求項1または2に記載のGMR素子。3. The first and second antiferromagnetic layers are Mn
The Mn-based alloy includes Pt, Ir, R
The GMR element according to claim 1 or 2, which contains at least one selected from u and Rh.
e、Co、Niから選ばれた少なくとも1種類を含むこ
とを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の
GMR素子。4. The first and second ferromagnetic layers are F
The GMR element according to any one of claims 1 to 3, which contains at least one kind selected from e, Co, and Ni.
フェリ構造を含むことを特徴とする請求項1から4のい
ずれか1項に記載のGMR素子。5. The GMR element according to claim 1, wherein the first and second ferromagnetic layers include a laminated ferri structure.
が10〜30ÅのCuであることを特徴とする請求項1
から5のいずれか1項に記載のGMR素子。6. The first and second nonmagnetic layers are made of Cu having a film thickness of 10 to 30 Å.
6. The GMR element according to any one of items 1 to 5.
ら選ばれた少なくとも1種類を含む合金からなり、1〜
5層構造を有することを特徴とする請求項1から6のい
ずれか1項に記載のGMR素子。7. The free magnetic layer is made of an alloy containing at least one selected from Fe, Co and Ni.
The GMR element according to any one of claims 1 to 6, which has a five-layer structure.
2以上の整数)積層した多層2重スピンバルブ構造にお
いて、順次積層していく時に第M層(Mは、1≦M≦N
−1を満たす整数)の2重スピンバルブ構造の第2の反
強磁性層と第M+1層の2重スピンバルブ構造の第1の
反強磁性層を共通層として用いた構造を有することを特
徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のGMR
素子。8. In a multilayer double spin valve structure in which N layers (N is an integer of 2 or more) of the double spin valve structure are stacked, an M-th layer (M is 1 ≦ M ≦ N when sequentially stacked.
(Integer satisfying −1) second spin-valve structure second antiferromagnetic layer and M + 1-th layer double spin-valve structure first antiferromagnetic layer are used as a common layer. The GMR according to any one of claims 1 to 7.
element.
GMR素子を用いた磁気抵抗効果ヘッド。9. A magnetoresistive head using the GMR element according to claim 1. Description:
気記録メディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き
込む磁束ガイドとを備え、前記GMR素子はメディア対
向面から後退して配置され、前記磁束ガイドは、前記メ
ディア対向面と前記GMR素子の間に介在させて配置さ
れ、前記磁束ガイドの膜厚が、前記磁束ガイドと前記G
MR素子が接合している部分では厚く、前記メディア対
向面に露出している部分では薄い構造を持つことを特徴
とする磁気抵抗効果ヘッド。10. A GMR element exhibiting a magnetoresistive effect and a magnetic flux guide for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element, wherein the GMR element is arranged so as to recede from a medium facing surface. Is disposed so as to be interposed between the medium facing surface and the GMR element, and the film thickness of the magnetic flux guide is equal to that of the magnetic flux guide and the GMR element.
A magnetoresistive head having a thick structure in a portion where the MR element is joined and a thin structure in a portion exposed to the medium facing surface.
膜面に対して垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで
動作するように構成されていることを特徴とする請求項
10に記載の磁気抵抗効果ヘッド。11. The GMR element according to claim 10, wherein the GMR element is configured to operate in a CPP mode using a current in a direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive film. The magnetoresistive head described.
GMR素子の構造を有し、少なくとも前記GMR素子の
複数の自由磁性層と前記磁束ガイドとが接合しているこ
とを特徴とする請求項10または11に記載の磁気抵抗
効果ヘッド。12. The GMR element has the structure of the GMR element according to claim 1, wherein at least a plurality of free magnetic layers of the GMR element are joined to the magnetic flux guide. Item 12. A magnetoresistive head according to item 10 or 11.
に露出している部分がシールド間のギャップ内に配置さ
れているシールド型構造を有することを特徴とする請求
項10から12のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果ヘ
ッド。13. The shield type structure according to claim 10, wherein a portion of the magnetic flux guide exposed on the medium facing surface has a shield type structure arranged in a gap between the shields. The magnetoresistive head according to 1.
ことを特徴とする請求項10から13のいずれか1項に
記載の磁気抵抗効果ヘッド。14. The magnetoresistive head according to claim 10, wherein the magnetic flux guide is an insulating magnetic body.
とを特徴とする請求項10から14のいずれか1項に記
載の磁気抵抗効果ヘッド。15. The magnetoresistive head according to claim 10, wherein the magnetic flux guide is ferrite.
気的に絶縁されていることを特徴とする請求項10から
15のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果ヘッド。16. The magnetoresistive effect head according to claim 10, wherein the GMR element and the magnetic flux guide are electrically insulated.
気記録メディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き
込む磁束ガイドとを備え、前記GMR素子は複数層の自
由磁性層を持ち、最下部の前記自由磁性層はメディア対
向面に面しており、それ以外の自由磁性層はメディア対
向面から後退して配置され、複数の前記自由磁性層を磁
気的に接続する磁束ガイドが配置されていることを特徴
とする磁気抵抗効果ヘッド。17. A GMR element having a magnetoresistive effect, and a magnetic flux guide for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element, wherein the GMR element has a plurality of free magnetic layers, and the GMR element at the lowermost portion. The free magnetic layer faces the medium facing surface, the other free magnetic layers are arranged receding from the medium facing surface, and a magnetic flux guide that magnetically connects the plurality of free magnetic layers is arranged. A magnetoresistive effect head characterized by.
膜面に対して垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで
動作するように構成されていることを特徴とする請求項
17に記載の磁気抵抗効果ヘッド。18. The GMR element according to claim 17, wherein the GMR element is configured to operate in a CPP mode using a current in a direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive film. The magnetoresistive head described.
GMR素子の構造を有することを特徴とする請求項17
または18に記載の磁気抵抗効果ヘッド。19. The GMR element has the structure of the GMR element according to claim 1.
Alternatively, the magnetoresistive head according to item 18.
ド間のギャップ内に配置されているシールド型構造を有
することを特徴とする請求項17から19のいずれか1
項に記載の磁気抵抗効果ヘッド。20. The shield type structure according to claim 17, wherein the free magnetic layer portion at the bottom has a shield type structure arranged in a gap between the shields.
A magnetoresistive effect head according to item.
電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項17か
ら20のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果ヘッド。21. The magnetoresistive head according to claim 17, wherein the GMR element and the magnetic flux guide are electrically insulated from each other.
ことを特徴とする請求項17から21のいずれか1項に
記載の磁気抵抗効果ヘッド。22. The magnetoresistive head according to claim 17, wherein the magnetic flux guide is an insulating magnetic body.
とを特徴とする請求項17から22のいずれか1項に記
載の磁気抵抗効果ヘッド。23. The magnetoresistive head according to claim 17, wherein the magnetic flux guide is ferrite.
気記録メディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き
込む磁束ガイドとを備え、前記GMR素子のメディア対
向面から後方側の端部に軟磁性層が配置されたことを特
徴とする磁気抵抗効果ヘッド。24. A soft magnetic layer comprising a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect and a magnetic flux guide for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element, the soft magnetic layer being provided at an end portion on the rear side from the medium facing surface of the GMR element. A magnetoresistive effect head, in which the
膜面に対して垂直な方向の電流を用いたCPPモ−ドで
動作するように構成されていることを特徴とする請求項
24に記載の磁気抵抗効果ヘッド。25. The GMR element is configured to operate in a CPP mode using an electric current in a direction perpendicular to a film surface of a magnetoresistive effect film. The magnetoresistive head described.
GMR素子の構造を有することを特徴とする請求項24
または25に記載の磁気抵抗効果ヘッド。26. The GMR element having the structure of the GMR element according to claim 1.
Or the magnetoresistive head according to item 25.
後退して配置され、前記磁束ガイドは、前記メディア対
向面と前記GMR素子の間に介在させて配置され、前記
磁束ガイドの膜厚が、前記磁束ガイドと前記GMR素子
が接合している部分では厚く、前記メディア対向面に露
出している部分では薄い構造を持つことを特徴とする請
求項24から26に記載の磁気抵抗効果ヘッド。27. The GMR element is arranged so as to recede from a medium facing surface, the magnetic flux guide is arranged so as to be interposed between the medium facing surface and the GMR element, and a film thickness of the magnetic flux guide is 27. The magnetoresistive head according to claim 24, wherein a thick structure is formed in a portion where the magnetic flux guide and the GMR element are joined, and a thin structure is formed in a portion exposed to the medium facing surface.
を持ち、最下部の前記自由磁性層はメディア対向面に面
しており、それ以外の自由磁性層はメディア対向面から
後退して配置され、複数の前記自由磁性層を磁気的に接
続する磁束ガイドが配置されていることを特徴とする請
求項24から26のいずれか1項に記載の磁気抵抗効果
ヘッド。28. The GMR element has a plurality of free magnetic layers, the lowermost free magnetic layer faces the medium facing surface, and the other free magnetic layers are arranged receding from the medium facing surface. 27. The magnetoresistive head according to claim 24, further comprising a magnetic flux guide arranged to magnetically connect the plurality of free magnetic layers.
ことを特徴とする請求項24から28のいずれか1項に
記載の磁気抵抗効果ヘッド。29. The magnetoresistive effect head according to claim 24, wherein the soft magnetic layer is made of insulating soft magnetic material.
記録メディアからの漏れ磁束を前記GMR素子に引き込
む磁束ガイドとを備えた磁気抵抗効果ヘッドの製造方法
であって、前記GMR素子を形成する工程と、前記GM
R素子上にレジスト層を形成する工程と、前記レジスト
層をマスクとして前記GMR素子の一部をエツチングす
る工程と、前記レジスト層を剥離する工程と、前記磁束
ガイドを形成する工程と、前記磁束ガイド上にレジスト
層を形成する工程と、前記レジスト層をマスクとして前
記磁束ガイドの一部をエツチングする工程と、前記レジ
スト層を剥離する工程とを含むことを特徴とする磁気抵
抗効果ヘッドの製造方法。30. A method of manufacturing a magnetoresistive head comprising a GMR element exhibiting a magnetoresistive effect and a magnetic flux guide for drawing a leakage magnetic flux from a magnetic recording medium into the GMR element, the step of forming the GMR element. And the GM
A step of forming a resist layer on the R element, a step of etching a part of the GMR element using the resist layer as a mask, a step of peeling the resist layer, a step of forming the magnetic flux guide, and a magnetic flux Manufacture of a magnetoresistive head comprising: a step of forming a resist layer on a guide; a step of etching a part of the magnetic flux guide using the resist layer as a mask; and a step of peeling the resist layer. Method.
束ガイドを磁気的にカップリングさせて、かつ電気的に
絶縁することを特徴とする請求項30に記載の磁気抵抗
効果ヘッドの製造方法。31. The method of manufacturing a magnetoresistive head according to claim 30, wherein the free magnetic layer of the GMR element and the magnetic flux guide are magnetically coupled and electrically insulated.
項に記載の磁気抵抗効果ヘッドを用いた磁気ディスク装
置。32. Any one of claims 9 to 29.
A magnetic disk device using the magnetoresistive head according to the item.
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| JP2001259792A JP2003069108A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | GMR element and magnetoresistive head using the same and method of manufacturing the same |
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| JP2001259792A JP2003069108A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | GMR element and magnetoresistive head using the same and method of manufacturing the same |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7719801B2 (en) | 2006-04-18 | 2010-05-18 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. | Magnetoresistive (MR) element having a continuous flux guide defined by the free layer |
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-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001259792A patent/JP2003069108A/en active Pending
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| US11333717B2 (en) | 2016-10-25 | 2022-05-17 | Tdk Corporation | Magnetic field detection device |
| US11808825B2 (en) | 2016-10-25 | 2023-11-07 | Tdk Corporation | Magnetic field detection device |
| US12313704B2 (en) | 2016-10-25 | 2025-05-27 | Tdk Corporation | Magnetic field detection device |
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