磁阻效应磁头及其制造方法技术

一种磁阻效应磁头，其特征在于，具有：形成于基片上的下部磁屏蔽层，在上述下部磁屏蔽层上形成的磁畴控制底层、具有形成在上述磁畴控制底层上的底层、自由层、非磁性层、固定层及固定上述固定层的磁化方向的反强磁性层的多层膜，形成于上述磁畴控制底层上、与上述自由层的磁道宽度方向两端部接触、而且对上述自由层进行磁畴控制的磁畴控制膜，供给上述多层膜以电流的一对电极膜和形成于上述多层膜及上述电极膜上的上部磁屏蔽层。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及。
技术介绍
图2是由ABS面见到的专利文献1(日本特开2002-151755号公报)的磁阻效应磁头的传感器部分的断面图。首先，如图2所示，多层膜L由在底层1上的自由层2、非磁性层3、固定层4、反强磁性层5和覆盖层6组成。另外，在下部绝缘间隙层8的中央部分形成隆起部分8a，从隆起部分8a的磁道宽度方向的两侧端面起形成在磁道宽度方向延长的延伸部8b。而在隆起部8a上叠层形成多层膜L。进而，在从延伸部8b上方多层膜L的磁道宽度方向的两端面上形成由Cr等材料制成的磁畴控制底层9，而在磁畴控制底层9上形成磁畴控制膜10。磁畴控制底层9用于提高上述磁畴控制膜10的磁特性(矫顽力等)。而且，在磁畴控制膜10上形成电极膜11。在此，使自由层2的磁化在磁道宽度方向上一致，利用由磁畴控制膜10产生的偏置磁场，控制自由层2的磁畴。图3(a)是示意表示现有的磁阻效应磁头的传感器部分的磁量、偏置磁场Hb1，自由层反磁场Hd及相互交换作用Jex的图。在如图3(a)所示的现有结构中，在自由层的左右两端产生磁量，在自由层内部产生与自由层的磁化方向相反方向的反磁场Hd。因而使磁畴控制变得困难。为了得到磁头噪音低的良好的再生特性，必须从磁畴控制膜10到自由层2施加足够的偏磁场HbL以控制自由层2的磁畴。然而，在对自由层2施加足够的偏磁场HbL时，在自由层2的左右两端产生灵敏度低的区域(不灵敏区)，磁头的再生输出降低。另外，若为了避免产生反磁场HbL而不设磁畴控制底层9，使磁畴控制膜10与自由层2直接接触，则由于磁畴控制膜10的矫顽力降低而不能适当控制自由层2的磁畴。专利技术内容本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供一种能够对自由层进行适当控制的。图3(b)是示意表示本专利技术的磁阻效应磁头的磁量、偏置磁场HbL，自由层反磁场Hd及相互交换作用Jex的图。本专利技术是将磁畴控制膜做成如图3(b)所示的与自由层的磁道宽度方向两侧端面接触的构造。因此，在自由层的左右两端不产生磁量，在自由层内部也不产生反磁场Hd。从而使磁畴控制变得容易。再有，在如图3(b)所示的自由层的磁道宽度方向的两侧端的自旋和磁畴控制膜的自旋之间由于发生相互交换作用Jex，可控制自由层的自旋方向。因而，可减小为控制自由层的磁畴所必须的偏置磁场，可进行适当的磁畴控制。另外，本专利技术是在多层膜的磁道宽度方向的两侧端的外侧将磁畴控制膜直接形成在磁畴控制底层之上，因而可增大磁畴控制膜的矫顽力。附图说明图1是从ABS侧面见到的本专利技术的第一实施例的磁阻效应磁头的传感器部分的断面图。图2是从ABS侧面见到的现有的磁阻效应磁头的传感器部分的断面图。图3是示意表示磁阻效应磁头的传感器部分的磁量、偏置磁场HbL，自由层反磁场Hd及相互交换作用Jex，的图。图4是本专利技术的磁阻效应磁头的传感器部分的制造方法的第一实施例的工序图。图5是本专利技术的磁阻效应磁头的传感器部分的制造方法的第一实施例的工序图。图6是本专利技术的磁阻效应磁头的传感器部分的制造方法的第一实施例的工序图。图7是表示磁畴控制底层的过离子铣削量OM和磁畴控制膜的矫顽力Hc的关系的曲线图。图8是表示使(磁畴控制底层、底层成膜前处理、底层)改变时的MR比、自由层矫顽力Hcf、层间结合磁场Hint的曲线曲。图9是说明传递曲线的动作原理的说明图。图10是说明表示传递曲线的特征值、即磁阻变化量ΔR和传递曲线的开度的Vhc的说明图。图11是对本专利技术和现有的磁阻效应磁头的传感器部分的传递曲线特征值进行比较的比较图。图12是本专利技术的磁阻效应磁头的立体图。图13是从ABS侧面见到的本专利技术的第二实施例的磁阻效应磁头的传感器部分的断面图。具体实施例方式图1是从ABS面所见到的本专利技术的第一实施例的磁阻效应磁头的传感器部分的断面图。如图1所示，在基片上(未图示)形成由NiFe合金等软磁材料组成的下部磁屏蔽层7(图1中未图示)，接着形成由Al2O3-SiO2化合物等绝缘材料构成的下部绝缘间隔层8。在下部绝缘间隔层8上形成磁畴控制底层9。磁畴控制底层9使用从Cr、Ti、W、Mo、V、Mn、Nb、Ta中选择的任一种或两种以上的非磁性材料形成。在磁畴控制底层9上形成多层膜L。多层膜L是所谓叫作置于反磁磁性层上的单旋阀型(シングルスピンバルブ)结构。下面，对构成上述多层膜L的各层予以说明。首先，在磁畴控制底层9的上面形成底层1。底层1由NiFeCr等非磁性材料形成，不只是单层，也可以是叠层结构。在底层1的上面形成自由层2。自由层2由NiFe合金、CoFe合金、Ru等形成，不只是单层，也可以是叠层结构。在自由层2的上面形成由Cu等非磁性导电材料构成的非磁性层3。在非磁性层3的上面形成固定层4。固定层4由CoFe合金、Ru等形成，不只是单层，也可以是叠层结构。在固定层4的上面形成由PtMn等构成的反强磁性层5。固定层4利用反强磁性层5将磁化方向固定在一定方向上。在反强磁性层5的上面形成由Ta等非磁性材料构成的间隔层6。在多层膜L的磁道宽度方向两侧形成由CoCrPt合金构成的磁畴控制膜10。借此，由于磁畴控制膜10形成与多层膜L的两侧端面接触的构造，因而可将为控制自由层2的磁畴所必须的偏置磁场作得较小，可以提高再生输出。在磁畴控制膜10的上面形成用于使电流在多层膜L上流动的电极膜11。电极膜11由Cr、Ta、TaW合金、Au等形成，不只是单层，也可以是叠层构造。另外，在电极膜11的上面也可以形成由Al2O3-SiO2化合物等绝缘材料构成的保护膜。在电极膜11和间隔层6上形成由Al2O3-SiO2化合物等绝缘材料构成的电绝缘间隔层12。在上部绝缘间隔层12的上面形成由NiFe合金等软磁材料构成的上部磁屏蔽层13。下面，说明上述磁阻效应磁头的传感器部分的制造方法。首先，如图4所示，在基片(未图示)上形成下部磁屏蔽层7、下部绝缘间隔层8和磁畴控制底层9，在磁畴控制9上形成具有底层1、自由层2、非磁性层3、固定层4、反强磁性层5、间隔层6的多层膜L。在多层膜L上形成用以形成突起的保护层14。此时，磁畴控制底层9的膜厚以单位nm表示为tUL。这时，最好将对底层1暴露在大气中作为其前处理，然后再进行等离子氧化(纯氧气体，气压为0.9Pa、RF功率15W，时间60秒)，因为这样可提高多层膜L的MR比。另外，最好将底层1的结构做成开始形成1nm的Ta膜并暴露在大气中，然后再在其上形成自由层的膜，因为这样可将自由层的矫顽力Hcf、层间结合磁场Hint做得几乎与图2所示的现有结构(多层膜L之下没有磁畴控制底层的结构)相等。其次，如图5所示，将未覆盖保护层14的多层膜L及磁畴控制底层9的一部分使用离子铣削等除去。这时，将对磁畴控制底层9的过离子铣削量以mn为单位表示为OM。随后，如图6所示，在多层膜L的侧面及其两侧的磁畴控制底层9上形成磁畴控制膜10，再在磁畴控制膜10上形成电极膜11。最后，除去保护层14，分别形成上部绝缘间隔层12、上部磁屏蔽层13。在本实施例中，由于在形成磁畴控制底层时不存在保护层，因而可对基片进行加热。在加热基片时，使得将上述磁畴控制底层的(200)面定向在与上述基片的表面平行的方向上变得容易。另外，在本实施例中，当形成磁畴控制底层9使得tUL和OM的关系为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁阻效应磁头，其特征在于，具有形成于基片上的下部磁屏蔽层，在上述下部磁屏蔽层上形成的磁畴控制底层、具有形成在上述磁畴控制底层上的底层、自由层、非磁性层、固定层及固定上述固定层的磁化方向的反强磁性层的多层膜，形成于上述磁畴控制底层上、与上述自由层的磁道宽度方向两端部接触、而且对上述自由层进行磁畴控制的磁畴控制膜，供给上述多层膜以电流的一对电极膜和形成于上述多层膜及上述电极膜上的上部磁屏蔽层。2.一种磁阻效应磁头，其特征在于，具有形成在基片上的下部磁屏蔽层、形成在上述磁屏蔽层上的磁畴控制底层，具有形成于上述磁畴控制底层上的底层、自由层、非磁性层、固定层及固定上述固定层的磁化方向的反强磁性层的多层膜，形成于上述磁畴控制底层上、与上述自由层的磁道宽度方向两端部接触、而且对上述自由层进行磁畴控制的磁畴控制膜，形成于上述磁畴控制膜上的绝缘膜和形成于上述多层膜及上述绝缘膜上的上部磁屏蔽层。3.根据权利要求1或2所述的磁阻效应磁头，其特征在于上述磁畴控制底层由Cr、Ti、W、Mo、V、Mn、Nb、Ta中选择的任何一种或两种以上的非磁性材料形成。4.根据权利要求1-3中任何一项所述的磁阻效应磁头，其特征在于将上述磁畴控制膜的膜厚定义为tUL时，与由上述磁畴控制底层的上端部和上述磁畴控制膜的最下部的距离定义的OM之间的关系为0≤OM≤tUL5.根据权利要求1-4中任何一项所述的磁阻效应磁头，其特征在于上述tUL和上述OM的关系为0.8≤OM≤(tUL...

【专利技术属性】
技术研发人员：淡河纪宏，小岛修一，冈崎幸司，重松惠嗣，田岛康成，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：