薄膜磁头制造技术

本发明专利技术提供一种薄膜磁头，具备：在基板上由反铁磁性层、固定磁性层、绝缘势垒层以及自由磁性层层叠构成的元件部；和对该元件部的与记录介质对置一侧的端面进行保护的保护层；绝缘势垒层由ＡｌＯｘ膜或ＭｇＯ膜形成，在该绝缘势垒层露出的所述元件部的端面与所述保护层之间设置有密接层，该密接层至少在与所述绝缘势垒层的界面中存在氮。由此，可抑制来自由ＡｌＯｘ膜或ＭｇＯ膜形成的绝缘势垒层的漏电流，获得噪声特性良好的薄膜磁头。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种利用隧道(tunnel)磁阻效应对来自记录介质的漏磁 场进行检测的薄膜磁头。
技术介绍
近年来，作为替代利用了巨大磁阻效应的薄膜磁头(GMR头)的再 生用头，利用了隧道磁阻效应的薄膜磁头(TMR头)受到关注。TMR头 具有在AlTiC基板上由反铁磁性层、磁化方向基于和该反铁磁性层之间 的交换结合磁场而被固定的固定磁性层、绝缘势垒层以及自由磁性层层叠 而成的元件部；在元件部的层叠方向隔着元件部而对置的下部电极层以及 上部电极层；位于元件部的两侧，向自由磁性层施加纵偏置磁场的纵偏置 层；以及覆盖元件部的与记录介质对置一侧的端面的保护层。在TMR头中，若向固定磁性层和自由磁性层施加电压，则因隧道效 应会经S绝缘势垒层流动电流(隧道电流)。对于自由磁性层的磁化而言， 在没有外部磁场的情况下基于纵偏置层而被统一为相对于固定磁性层的 固定磁化方向成90度的方向，但若施加外部磁场则受到该外部磁场的影 响而产生变动。在固定磁性层与自由磁性层的磁化方向相互反向平行时元 件部的电阻值最大，在其磁化方向相互相向平行时元件部的电阻值最小。 TMR头通过该元件部的电阻值变化读取来自记录介质的漏磁场(磁记录 信息)。在TMR头中，其电阻变化率(TMR比)达到数十％，与电阻变 化率为几。/。 十几。/。的GMR头相比可获得非常大的再生输出。在现有的TMR头中， 一般固定磁性层以及自由磁性层由NiFe或FeCo 等强磁性材料形成，绝缘势垒层由Al203等绝缘材料形成，保护膜由DLC 膜形成。另外，在DLC保护膜与由该DLC膜覆盖的元件部的端面之间， 实际上具备提高保护膜的密接性的密接层，在该密接层中使用了Si。专利文献l:特开2005-108355号公报近年来，为了获得可对应更高记录密度化的高磁阻比，提出了由A10x 或MgO形成上述绝缘势垒层的方案。但是，若由A10x或MgO形成绝缘 势垒层，则由Si构成的密接层和由A10x或MgO形成的绝缘势垒层的界 面会产生泄漏电流，这成为元件输出的噪声(爆音噪音(p叩comnoise))， 由此判明噪声特性发生了劣化。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，抑制来自由AlOx膜或MgO膜形成的绝缘势垒 层的漏电流，从而获得噪声特性良好的薄膜磁头。根据本专利技术者们的考察，作为在绝缘势垒层与密接层的界面处产生漏 电流的主要原因可列举以下三点。首先，第一、因IBE或研磨加工等使绝 缘势垒层的外表面缺损，绝缘势垒层中存在的氧会从该缺损部位向外部逃 逸，使得绝缘势垒层的外表面成为少氧的状态；第二、绝缘势垒层的氧被 吸引到密接层一侧，使得绝缘势垒层的外表面成为少氧的状态。第三、在 绝缘势垒层与密接层的界面处，绝缘势垒层中的Al原子或Mg原子与密 接层中的Si原子结合，生成AlSi或MgSi。 AlSi及MgSi是导电性化合物， 因此通过这些化合物会产生漏电流。例如在专利文献l中，公幵了通过在 绝缘势垒层的外表面设置的氧化层，使得O原子留在该绝缘势垒层内，但 若对绝缘势垒层进行氧化处理，则因为由氧化引起的密接层的膨胀或高能 量的02注入形成氧化层将发生空间损耗(Dead Layer),使得动态电气特 性(DET特性)恶化，因而并不优选。本专利技术发现如下情况而完成通过 氮化处理，使得A10x膜或MgO膜所构成的绝缘势垒层中的Al原子和0 原子的结合状态或Mg原子与0原子的结合状态稳定化，O原子会留在绝 缘势垒层内；以及在绝缘势垒层与密接层的界面不会产生AlSi或MgSi; 从而比氧化处理更能获得改善空间损耗的效果。艮P，本专利技术的薄膜磁头具备在基板上由反铁磁性层、固定磁性层、 绝缘势垒层以及自由磁性层层叠构成的元件部；和对该元件部的与记录介 质对置一侧的端面进行保护的保护层；绝缘势垒层由A10x膜或MgO膜形 成，在该绝缘势垒层露出的元件部的端面与保护层之间设置有密接层，该 密接层至少在与所述绝缘势垒层的界面中存在氮。具体而言，优选元件部的端面是实施了氮化处理后的氮化面，在该氮 化面上，密接层由Si形成。或者，优选在元件部的端面上，密接层由基于Si系氮化物层的单层构造形成。进而，也可以构成元件部的端面是实施了 氮化处理后的氮化面，在该氮化面上由依次层叠的Si系氮化物层和Si层所构成的层叠构造形成密接层。实际上，Si系氮化物层可由Si3N4、 SiN、 SiON中的任意一种形成， 保护层由类金刚石碳膜形成。根据本专利技术，即使绝缘势垒层由A10x膜或MgO膜形成，也没有来 自该绝缘势垒层的漏电流，可获得噪声特性良好的薄膜磁头。附图说明图1是表示从与记录介质的对置面侧观察本专利技术的第一实施方式所涉 及的薄膜磁头的构造的剖面图2是在元件中央截断该薄膜磁头的构造的剖面图3是对图1的薄膜磁头所具备的隧道型磁阻效应元件的前端面以及 密接层进行放大表示的示意剖面图4是对本专利技术的第二实施方式的薄膜磁头所具备的隧道型磁阻效应 元件的前端面以及密接层进行放大表示的示意剖面图5是对本专利技术的第三实施方式的薄膜磁头所具备的隧道型磁阻效应 元件的前端面以及密接层进行放大表示的示意剖面图。图中ll一下部电极层；12 —上部电极层；14一第一绝缘层；15 —偏 置(bias)层；16—第二绝缘层；20—元件部(隧道型磁阻效应元件)；21 一反铁磁性层；22—固定磁性层；23 —绝缘势垒层；24—自由磁性层；30 一保护层；31 —密接层(第一密接层)；32 —密接层(Si系氮化物层)；33 一第二密接层；Hl、 H2、 H3 —薄膜磁头；a—氮化面。具体实施例方式图1是表示从与记录介质的对置面侧观察本专利技术的第一实施方式所涉 及的薄膜磁头Hl的构造的横剖面图，图2是在元件中央截断该薄膜磁头 Hl的构造的纵剖面图。图中，X、 Y以及Z方向分别表示轨道(track)宽度方向、高度方向、构成磁阻效应元件的各层的层叠方向。薄膜磁头Hl是利用隧道效应对来自记录介质的漏磁场进行检测的再 生用隧道效应型薄膜磁头(以下称为TMR头)，在下部电极层11与上 部电极层12之间具有元件部(隧道型磁阻效应元件)20，其从下部电极 层一侧开始依次层叠反铁磁性层21、固定磁性层22、绝缘势垒层23、自 由磁性层24以及导电层25而构成。如图1所示，元件部20的两侧端面20a按照越朝向下部鬼极层11侧 宽度尺寸越宽的方式由倾斜面形成。该元件部20的高度方向里侧(图示Y 方向里侧)如图2所示，例如被Al203或Si02所构成的绝缘层13填充。下部电极层11以及上部电极层12例如由Cu、 W、 Cr等导电材料构 成，在轨道宽度方向(图示X方向)以及高度方向(图示Y方向)这两 个方向上形成为比元件部20延伸得长。优选反铁磁性层21由X-Mn系合金(其中，元素X是Pt、 pd、 Ir、 Rh、 Ru、 Os中任意一种或两种以上的元素)、或X-Mn-X，合金(其中，元 素X，是Ne、 Ar、 Kr、 Xe、 Be、 B、 C、 N、 Mg、 Al、 Si、 Pt、 V、 Cr、 Fe、 Co、 Ni、 Cu、 Zn、 Ga、 Ge、 Zr、 Nb、 Mo、 Ag、 Cd、 Sn、 Hf、 Xa、 W、 Re、 Au、 Pb以及稀土类元素的一种或两种以上的元素)形成。这些合本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜磁头，具备：在基板上由反铁磁性层、固定磁性层、绝缘势垒层以及自由磁性层层叠构成的元件部；和对该元件部的与记录介质对置一侧的端面进行保护的保护层；所述绝缘势垒层由ＡｌＯｘ膜或ＭｇＯ膜形成，在该绝缘势垒层露出的所述元件部的端面与所述保护层之间设置有密接层，该密接层至少在与所述绝缘势垒层的界面中存在氮。

【技术特征摘要】
JP 2006-11-10 2006-3046641.一种薄膜磁头，具备在基板上由反铁磁性层、固定磁性层、绝缘势垒层以及自由磁性层层叠构成的元件部；和对该元件部的与记录介质对置一侧的端面进行保护的保护层；所述绝缘势垒层由AlOx膜或MgO膜形成，在该绝缘势垒层露出的所述元件部的端面与所述保护层之间设置有密接层，该密接层至少在与所述绝缘势垒层的界面中存在氮。2. 根据权利要求l所述的薄膜磁头，其特征在于，所述元件部的端面是实施了氮化处理后的氮化面，在...

【专利技术属性】
技术研发人员：遁所淳，高桥隆久，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]