專利名稱：磁傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于重放磁記錄信息的磁傳感器及其制造方法，以及搭載該傳感器的磁記錄重放裝置。
背景技術(shù)：
根據(jù)外部磁場(chǎng)的變化，利用電阻變化的磁阻效應(yīng)的磁傳感器，作為優(yōu)良的磁場(chǎng)傳感器已廣為人知，作為用于從磁記錄重放裝置的主要部件磁記錄介質(zhì)檢測(cè)信號(hào)磁場(chǎng)的重放元件，早已實(shí)用化。
磁記錄重放裝置的記錄密度仍不斷顯著地提高，與此相伴，對(duì)于磁頭則要求磁道寬度狹小化，同時(shí)，對(duì)記錄、重放兩種特性也要求高性能化。關(guān)于重放特性，通過發(fā)展利用磁阻效應(yīng)的MR磁頭，高靈敏度化正迅速發(fā)展。以數(shù)Gb/in2的低記錄密度，使用各向異性磁阻效應(yīng)(AMR)，將記錄介質(zhì)上的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào)，形成超過它的高記錄密度時(shí)，可采用更高靈敏度的巨大磁阻效應(yīng)(GMR)。
進(jìn)而，對(duì)于高記錄密度化的要求，伴隨著上部磁屏蔽層和下部磁屏蔽層的間距(重放間隙)的狹小化，對(duì)高靈敏度化進(jìn)行研究時(shí)，開發(fā)了一種在垂直于形成有利于膜面的方向上流動(dòng)檢測(cè)電流方式的GMR(CPP-GMR)，和利用隧道磁阻效應(yīng)(TMR)的重放元件。
當(dāng)重放元件產(chǎn)生巴克豪森噪音時(shí)，S/N的損失很大，需要抑制這種損失。這種巴克豪森噪音，由于伴隨著微觀的磁疇壁移動(dòng)，所以最重要的是配置縱向偏磁施加層，使磁阻效應(yīng)膜的自由層形成單磁區(qū)。這種縱向偏磁施加層，多數(shù)配置在從介質(zhì)相對(duì)一面見到的重放元件磁道寬度方向的兩端處。
縱向偏磁施加層，通常使用在適當(dāng)?shù)牡捉饘倌ど闲纬傻挠泊挪牧?。在垂直上述膜面的方向上流?dòng)檢測(cè)電流方式的重放元件中，必須防止由于電流在縱向偏磁施加層中流動(dòng)產(chǎn)生檢測(cè)電流的泄露，和由此引起的輸出降低。
例如，在日本特開平10-162327號(hào)公報(bào)中記載了一種結(jié)構(gòu)，即，在縱向偏磁施加層和磁阻效應(yīng)元件膜之間、縱向偏磁施加層和下部磁屏蔽層之間，及縱向偏磁施加層和上部磁屏蔽層之間，通過設(shè)置絕緣層以防泄露。
在日本特開2001-6130號(hào)公報(bào)中公開了一種隧道磁阻效應(yīng)型磁頭，即，在磁阻效應(yīng)膜和屏蔽層之間，通過設(shè)置非磁性的而且具有導(dǎo)電性的間隔層，消除了隧道電流的不均勻性。
如上所述，設(shè)置縱向偏磁施加層，其目的是通過對(duì)磁阻效應(yīng)膜的自由層施加磁場(chǎng)，使自由層形成單磁區(qū)，以抑制巴克豪森噪音。另一方面，設(shè)置下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層，其目的是為了使磁阻效應(yīng)膜正確讀取記錄在記錄介質(zhì)上的磁化信息，吸收來自鄰接位或外部的磁場(chǎng)，因此，磁阻效應(yīng)膜能對(duì)每個(gè)位點(diǎn)單獨(dú)地檢測(cè)記錄在記錄介質(zhì)上的磁場(chǎng)。
實(shí)際制作磁頭時(shí)，如圖1所示，使縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4的距離，比縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7的距離更為接近。這是因?yàn)樵诖抛栊?yīng)膜2的兩端部分，利用飛升法形成配置絕緣層5/縱向偏磁施加層1/第二絕緣層6的結(jié)構(gòu)時(shí)，飛升圖案的寬度和下切的量很小，在磁阻效應(yīng)膜2附近，第二絕緣層6在縱向偏磁施加層1的上部中很難得到充分厚度的膜。
由于縱向偏置施加層1比磁阻效應(yīng)膜2更接近上部磁屏蔽層4，縱向偏置施加層1的磁場(chǎng)被上部磁屏蔽層4吸收的磁通量大于進(jìn)入磁阻效應(yīng)膜2的自由層7中的磁通量，這就成為產(chǎn)生巴克豪森噪音的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是鑒于上述問題而提出的，目的是回避上述所講工藝中的問題，確實(shí)使來自縱向偏磁施加層1的磁場(chǎng)施加到磁阻效應(yīng)膜2的自由層7上，使自由層7形成單磁區(qū)，通過抑制巴克豪森噪音，提供穩(wěn)定性優(yōu)良的磁傳感器，和具有該傳感器的磁記錄裝置。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下手段即可達(dá)到，即，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、和配置在上述一對(duì)磁屏蔽層之間的、具有自由層、中間層和固定層的疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和配置在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向兩端部分的一對(duì)縱向偏磁施加層的、使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器中，在上部磁屏蔽層和縱向偏磁施加層之間，設(shè)置至少含有非磁性金屬層的隔離層。
具體講，主要的其特征在于在上述上部磁屏蔽層和上述縱向偏磁施加層之間具有至少含有非磁性金屬層的隔離層，上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的最短距離，比上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離更短。
再一個(gè)其特征在于上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的最短距離，比上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離更短。
通過這種構(gòu)成，回避了上述飛升圖案寬度和下切量的問題，很容易使縱向偏磁施加層和上部磁屏蔽層的距離大于縱向偏磁施加層和磁阻效應(yīng)膜的自由層的距離，從縱向偏磁施加層進(jìn)入磁阻效應(yīng)膜的自由層中的磁通量能大于被上部磁屏蔽層吸收的磁通量。其結(jié)果，可抑制巴克豪森噪音的發(fā)生，得到穩(wěn)定的磁傳感器。


圖1是現(xiàn)有的CPP結(jié)構(gòu)的磁傳感器的斷面圖。
圖2是本發(fā)明中進(jìn)行研究的計(jì)算模式的磁傳感器的模式圖。
圖3是表示Y/X與施加在自由層端部的磁場(chǎng)強(qiáng)度之間關(guān)系的特性圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例1的磁傳感器的斷面圖。
圖5是表示本發(fā)明實(shí)施例1的磁傳感器的制造方法的模式圖。
圖6是表示本發(fā)明實(shí)施例1的磁傳感器的磁阻效應(yīng)膜附近的模式圖。
圖7是表示Y/X和COD關(guān)系的特性圖。
圖8是本發(fā)明實(shí)施例2的磁傳感器的斷面圖。
圖9是表示本發(fā)明實(shí)施例2的磁傳感器的制造方法的模式圖。
圖10是表示本發(fā)明實(shí)施例2的磁傳感器的制造方法的一個(gè)過程的模式圖。
圖11是表示本發(fā)明實(shí)施例3的磁傳感器斷面的模式圖。
圖12是表示本發(fā)明實(shí)施例3的磁傳感器的制造方法的模式圖。
具體實(shí)施例方式
首先，利用簡(jiǎn)化的模式，對(duì)插入隔離層的效果，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行研究，所用計(jì)算模式的磁傳感器示于圖2。在該計(jì)算中，將上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜2部分的間隔取為重放間隙長(zhǎng)h，將縱向偏磁施加層1的厚度取為30nm、將縱向偏磁施加層和下部磁屏蔽層的距離取為15nm。將縱向偏磁施加層1的磁通密度取為1.0T進(jìn)行計(jì)算。
首先，將上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔取為重放間隙長(zhǎng)h。其次，將磁阻效應(yīng)膜2和在磁阻效應(yīng)膜2的磁道寬度方向兩側(cè)加有重放間隙長(zhǎng)h的區(qū)域內(nèi)，即，在由假想的引出輔助線14和15夾持的區(qū)域內(nèi)，將縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層最短連線部分16的長(zhǎng)度取為X，將縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4最短連線部分17的長(zhǎng)度取為Y。這樣，固定X，將Y作為變量，相對(duì)于Y/X，計(jì)算出自由層端部的磁場(chǎng)強(qiáng)度。將其示于圖3。通常，為了抑制巴克豪森噪音，作為施加到上述磁阻效應(yīng)膜2的自由層上的磁場(chǎng)強(qiáng)度，需要達(dá)到2000Oe左右。由圖3，可以說，為了滿足該磁場(chǎng)強(qiáng)度，Y/X至少需要在1以上。
以下利用

本發(fā)明的實(shí)施例。
實(shí)施例1作為本發(fā)明的實(shí)施例中的1例，圖4示出了磁傳感器傳感部分的磁道寬度方向斷面結(jié)構(gòu)，圖5示出了其制造方法，圖6是圖4中磁阻效應(yīng)膜2的磁道兩端部分的放大圖。
在基板表面上被覆氧化鋁等絕緣體膜，利用化學(xué)機(jī)械式研磨法(CMP)等實(shí)施精密研磨后，形成下部磁屏蔽層3。其形成是，例如由用噴濺法、離子束噴濺法、或電鍍法制作的Ni-Fe系合金構(gòu)成的膜，使用形成規(guī)定形狀圖案的防護(hù)掩模，實(shí)施離子研磨，再剝?nèi)シ雷o(hù)掩模而形成。
在其上成長(zhǎng)AI2O3，覆蓋住用離子研磨除去的部分。在其上實(shí)施CMP。通過如此處理，基板表面形成下部磁屏蔽層3和AI2O3的平坦光滑面。進(jìn)而，在與元件部分遠(yuǎn)離的部分上形成引出的電極膜(未圖示)。例如，這是由Ta、Au、Ta構(gòu)成的膜。
在該下部磁屏蔽層3上，例如用噴濺法或離子束噴濺法制作磁阻效應(yīng)膜2(圖5(a))。檢測(cè)信號(hào)用電流(傳感電流)在垂直于這些磁阻效應(yīng)膜2的膜面方向(Current perpendicular to the planeCPP)上流動(dòng)。對(duì)這種磁阻效應(yīng)膜2，采用使用TMR的形式進(jìn)行了研究。
TMR膜，例如由以下層構(gòu)成，即由含有Co-Fe系合金的強(qiáng)磁性體層構(gòu)成的固定層9、由AI2O3構(gòu)成的中間層8、和由含有Ni-Fe系合金和Co-Fe系合金等的層構(gòu)成的自由層7。
接著，在磁阻效應(yīng)膜2上，通過將在下層由聚二甲基戊二酰亞胺(以下稱PMGI)11，在上層由防護(hù)層12構(gòu)成的飛升掩模材料，用曝光裝置曝光后，用顯像液對(duì)其顯像，得到規(guī)定形狀的圖案(圖5(b))。之后，如圖5(c)，將形成圖案的PMGI10和防護(hù)層11作為掩模，相對(duì)于磁阻效應(yīng)膜2，進(jìn)行離子束蝕刻，反應(yīng)性離子腐蝕(RIE)等干蝕刻，如圖4(d)，可得到形成圖案的磁阻效應(yīng)膜2。
接著，例如用噴濺法或離子束噴濺法，依次成膜為以下各層(圖4(e))，即，由例如AI2O3或SiO2等絕緣體構(gòu)成的絕緣層5，由Co、Cr、Pt等磁性材料構(gòu)成的縱向偏磁施加層1，和由AI2O3或SiO2等絕緣體構(gòu)成的第二絕緣層6。
接著，利用有機(jī)溶劑等溶解掉由形成圖案的PMGI11和防護(hù)層12形成的飛升掩模材料，同時(shí)除去在防護(hù)層12上形成的絕膜層5/縱向偏磁施加層1/第二絕緣層6，由此，在磁阻效應(yīng)膜2的兩端部分上，以用絕緣膜相隔的形式，可形成配置了縱向偏磁施加層1的結(jié)構(gòu)(圖5(f))。
之后，利用噴濺法或離子束噴濺法成膜非磁性層10(圖5(g))。此時(shí)，作為非磁性層10，可使用非磁性金屬材料。具體有NiCr、Ru等。
接著，例如利用噴濺法、離子束噴濺法，或電鍍法，制作由NiFe構(gòu)成的上部磁屏蔽層4(圖5(h))。
圖6中，將縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度取為X，將縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4最短連線部分17的長(zhǎng)度取為Y。此時(shí)，將由上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔作為重放間隙長(zhǎng)h時(shí)，在磁阻效應(yīng)膜2和在磁阻效應(yīng)膜2的磁道寬度方向兩側(cè)上加有重放間隙長(zhǎng)h的區(qū)域內(nèi)，隔離層13的最薄部分的厚度等于Y。
在上述區(qū)域內(nèi)，使縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度等于X，隔離層13的最薄部分厚度Y必須大。
在根據(jù)該實(shí)施例制作的磁傳感器中，縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度X為8nm，縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4最短連線部分17，即，在上述區(qū)域內(nèi)的隔離層13最薄部分的厚度Y為16nm。
在如此制作的磁傳感器中，100個(gè)中、95個(gè)沒有見到發(fā)生巴克豪森噪音，可得到良好的磁傳感器。與其相反，以圖1所示現(xiàn)有的結(jié)構(gòu)制作時(shí)，沒有見到巴克豪森噪音發(fā)生的良好的磁傳感器，100個(gè)中只有13個(gè)。由這些比較，可以斷定本發(fā)明制作的磁傳感器具有抑制巴克豪森噪音的效果。
測(cè)定所制作的磁傳感器重放輸出的穩(wěn)定性。圖7中示出了對(duì)于不同Y/X值的COD(Coefficient of Deviation)結(jié)果。此處的COD是表示重放輸出的變動(dòng)的指標(biāo)，定義為100萬次記錄重放時(shí)，最大輸出和最小輸出之差用平均輸出除的值。由該圖7可判斷，Y/X越大的COD小，可得到穩(wěn)定性好的磁傳感器。因?yàn)槭褂肅OD在10％以下的磁傳感器，制作的磁記錄重放裝置的產(chǎn)品合格率達(dá)到95％，根據(jù)圖7，在高記錄密度下，Y/X最好在1.5以上。因?yàn)槭褂肅OD在8％以下的傳感器時(shí)，制作的磁記錄重放裝置的產(chǎn)品合格率可達(dá)到98％，根據(jù)圖7，Y/X更好在1.8以上。
隔離層13，雖然由第2絕緣層6和非磁性層10構(gòu)成，但通過與縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4相接，因此由縱向偏磁施加層1和絕緣層5和下部磁屏蔽層3形成的電容器靜電容量，在沒有問題的情況下，即使省去第二絕緣層6，仍可獲得同樣的效果。
在磁阻效應(yīng)膜2中，除了TMP膜外，還可使用GMR膜。此時(shí)，GMR膜由以下各層構(gòu)成，即，例如由含有Co-Fe系合金的強(qiáng)磁性體層構(gòu)成的固定層9、由Cu構(gòu)成的中間層8、和由含有Ni-Fe系合金和Co-Fe系合金等層構(gòu)成的自由層7。
實(shí)施例2作為本發(fā)明的另一實(shí)施例，使由上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔、重放間隙長(zhǎng)做得更小的磁傳感器，可獲得如圖8所示結(jié)構(gòu)的ABS面。圖9是其制造方法的示意圖。
首先，用實(shí)施例1中所示的方法，在磁阻效應(yīng)膜2的兩端部分上，以介入絕緣膜的形式，形成配置了縱向偏磁施加層1的結(jié)構(gòu)，利用噴濺法或離子束噴濺法形成非磁性膜層10(圖9(a))。
接著，涂布防護(hù)層18，曝光后，用顯像液對(duì)其顯像，由此形成如圖9(b)所示形狀的圖案。此后，將形成圖案的防護(hù)層18作為掩模，對(duì)非磁性層10進(jìn)行離子束腐蝕、反應(yīng)性離子腐蝕(RIE)等干腐蝕，可得到如圖9(c)所示形成圖案的非磁性層10。
非磁性層10至少含有非磁性金屬層，作為該非磁性金屬層，可列舉例如NiCr、Ru等。接著，例如用噴濺法、離子束噴濺法，或電鍍法，制作由NiFe構(gòu)成的上部磁屏蔽層4(圖9(d))。
即使用以下所示2種方法中的任何一種方法，都可獲得如圖9(c)所示的形狀，并能實(shí)現(xiàn)圖8所示的結(jié)構(gòu)。
一種方法是在磁阻效應(yīng)膜2的兩端部分上，以介入絕緣膜的形式，形成配置了縱向偏磁施加層1的結(jié)構(gòu)后，即使用飛升法也能獲得如圖9(c)所示形成圖案的非磁性層10。即，涂布由PMGI19和防護(hù)膜20構(gòu)成的飛升材料，曝光后，用顯像液對(duì)其顯像，形成如圖10所示形狀的圖案，用噴濺法或離子束噴濺法形成非磁性層膜10后，利用有機(jī)溶劑等，同時(shí)去除由PMGI19和防護(hù)膜20構(gòu)成的飛升材料和其上形成的非磁性層膜10，可獲得和圖9(c)一樣的形狀。
另一種方法是在實(shí)施例1所示的方法中，在磁阻效應(yīng)膜2的兩端部分上，以介入絕緣膜的形式形成配置了縱向偏磁施加層1的結(jié)構(gòu)時(shí)，利用噴濺法或離子束噴濺法，依次形成絕緣層5、縱向偏磁施加層1、第二絕緣層6后，再用噴濺法或離子束噴濺法形成非磁性層膜10，通過對(duì)其進(jìn)行飛升，可得到和圖9(c)同樣形狀。
隔離層13，雖然由第二絕緣層6和非磁性層10構(gòu)成，即使用上述的任何一種方法，通過使縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4相接，由縱向偏磁施加層1和絕緣層5和下部磁屏蔽層3形成的電容器靜電容量，在沒有問題的情況下，也可省去第二絕緣層6。
隔離層13的厚度，將由上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔作為重放間隙長(zhǎng)h時(shí)，在磁阻效應(yīng)膜2和在磁阻效應(yīng)膜2的磁道寬度方向兩側(cè)加上重放間隙長(zhǎng)h的區(qū)域內(nèi)，規(guī)定隔離層13最薄部分的厚度等于Y。在該區(qū)域內(nèi)，使縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度等于X，隔離層13最薄部分的厚度Y必須大。
在根據(jù)該實(shí)施例制作的磁傳感器中，縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度X為8nm，縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4最短連線部分17，即上述區(qū)域內(nèi)的隔離層13最薄部分的厚度Y做成14nm。
實(shí)施例3將實(shí)施例2所示由上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔，重放間隙長(zhǎng)做得更小的磁傳感器，仍能獲得如圖11所示的結(jié)構(gòu)。圖12是其制造方法的圖示。
首先，用實(shí)施例1所示方法，在磁阻效應(yīng)膜2的兩端部分上，以介入絕緣膜的形式，形成配置了縱向偏磁施加層1的結(jié)構(gòu)，利用噴濺法或離子束噴濺法形成非磁性層膜10(圖12(a))。
接著，涂布保護(hù)層21，利用曝光裝置對(duì)其曝光，或利用EB描繪裝置對(duì)其照射EB后，在顯像液中使其顯像，形成如圖12(b)所示形狀的圖案。之后，將形成圖案的防護(hù)膜23作為掩模，對(duì)非磁性層10進(jìn)行離子束腐蝕、反應(yīng)性離子腐蝕(RIE)等干腐蝕，可獲得如圖12(c)所示的形成圖案的非磁性層10。
接著，例如用噴濺法、離子束噴濺法、或電鍍法，制作由Ni-Fe系合金構(gòu)成的上部磁屏蔽層4(圖12(d))?；蛘?，在磁阻效應(yīng)膜2的兩端部分上，以介入絕緣膜的形式，形成配置了縱向偏磁層1的結(jié)構(gòu)后，涂布飛升掩模材料，形成規(guī)定形狀的圖案后，利用噴濺法或離子束噴濺法形成非磁性層膜10，通過對(duì)其進(jìn)行飛升，仍可獲得形成如圖12(c)所示形狀圖案的非磁性層10(圖12(d))。
隔離層13，雖然由第二絕緣層6和非磁性層10構(gòu)成，但用上述任何方法，使縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4相接，由縱向偏磁施加層1和絕緣層5和下部磁屏蔽層3形成的電容器靜電容量，在沒有問題的情況下，也可省去第二絕緣層6。此時(shí)，非磁性層10至少含有非磁性金屬層，作為該非磁性金屬層，可列舉例如NiCr、Ru等。
隔離層13的厚度，將由上部磁屏蔽層4和下部磁屏蔽層3夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔取為重放間隙長(zhǎng)h時(shí)，在磁阻效應(yīng)膜2和在磁阻效應(yīng)膜2的磁道寬度方向兩側(cè)加上重放間隙長(zhǎng)h的區(qū)域內(nèi)，規(guī)定隔離層13最薄部分的厚度等于Y。在該區(qū)域內(nèi)，縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度等于X，隔離層13最薄部分的厚度Y必須大。
在根據(jù)該實(shí)施例制作的磁傳感器中，使縱向偏磁施加層1和磁阻效應(yīng)膜2的自由層7最短連線部分16的長(zhǎng)度X為8nm，縱向偏磁施加層1和上部磁屏蔽層4最短連線部分17，即，上述區(qū)域內(nèi)隔離層13最薄部分的厚度Y做成13nm。
根據(jù)本發(fā)明，通過插入隔離層，來自縱向偏磁施加層的磁場(chǎng)不會(huì)被上部磁屏蔽層所吸收，而能施加到磁阻效應(yīng)膜的自由層上，所以能實(shí)現(xiàn)達(dá)到高穩(wěn)定性的磁傳感器和磁記錄裝置。
權(quán)利要求
1.一種磁傳感器，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、配置在上述一對(duì)磁屏蔽層之間的、具有自由層、中間層和固定層的疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和配置在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向兩端處的一對(duì)縱向偏磁施加層的，使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器中，其特征在于在上述上部磁屏蔽層和上述縱向偏磁施加層之間具有至少含有非磁性金屬層的隔離層，上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的最短距離比上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離更短。
2.根據(jù)權(quán)利要求1記載的傳感器，其特征在于將由上部磁屏蔽層和下部磁屏蔽層夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔作為重放間隙長(zhǎng)時(shí)，在上述磁阻效應(yīng)膜和在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的兩側(cè)加上上述重放間隙長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的最短距離比上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離更短。
3.根據(jù)權(quán)利要求1記載的傳感器，其特征在于上述隔離層還含有絕緣層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1記載的傳感器，其特征在于上述一對(duì)縱向偏磁施加層，通過絕緣層，配置上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的兩端上。
5.一種磁傳感器，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、在上述一對(duì)磁屏蔽層之間配置的、具有自由層、中間層和固定層的疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向兩端部分上配置的一對(duì)縱向偏磁施加層的，使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器中，其特征在于在上述上部磁屏蔽層和上述縱向偏磁施加層及上述磁阻效應(yīng)膜之間，具有至少含有非磁性金屬層的隔離層，上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層最短距離比上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離更短。
6.根據(jù)權(quán)利要求5記載的傳感器，其特征在于將由上部磁屏蔽層和下部磁屏蔽層夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔作為重放間隙長(zhǎng)時(shí)，在上述磁阻效應(yīng)膜和在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的兩端加上上述重放間隙長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的最短距離比上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離更短。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或5記載的磁傳感器，其特征在于將由上部磁屏蔽層和下部磁屏蔽層夾持上述磁阻效應(yīng)膜部分的間隔作為重放間隙長(zhǎng)時(shí)，上述磁阻效應(yīng)膜和在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向兩端加上上述重放間隙長(zhǎng)的區(qū)域內(nèi)，上述縱向隔離層的厚度比上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層之間的絕緣層的最薄部分的厚度更厚。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或5記載的磁傳感器，其特征在于上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的磁道寬度方向上的最短距離，比與上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的磁道寬度方向直交方向的最短距離更短。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或5記載的磁傳感器，其特征在于上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離是上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的磁道寬度方向的最短距離的1.5倍以上。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或5記載的磁傳感器，其特征在于上述縱向偏磁施加層和上述上部磁屏蔽層的最短距離是上述縱向偏磁施加層和上述磁阻效應(yīng)膜的自由層的磁道寬度方向的最短距離的1.8倍以上。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或5記載的磁傳感器，其特征在于上述磁阻效應(yīng)膜的中間層是隧道壁壘層，構(gòu)成上述隔離層的非磁性金屬層的比阻抗在200μΩ·cm以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求11記載的磁傳感器，其特征在于上述非磁性金屬層是由從Cr、Mo、Ta、Ti、Ni、Nb、W組中選出的至少1種元素構(gòu)成的金屬所構(gòu)成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1或5記載的磁傳感器，其特征在于上述磁阻效應(yīng)膜的中間層是導(dǎo)電層，構(gòu)成上述隔離層的非磁性金屬層的比阻抗在100μΩ·cm以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求13記載的磁傳感器，其特征在于上述非磁性金屬層是由從Cr、Mo、Ta、Ti、Ni、Nb、Au、Cu、Ag、Al、Rh、W組中選出的至少1種元素構(gòu)成的金屬所構(gòu)成。
15.一種磁傳感器，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、配置在上述一對(duì)磁屏蔽層之間的、具有自由層、中間層和固定層疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向兩端部分上配置的一對(duì)縱向偏磁施加層的，使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器中，其特征在于從上述縱向偏磁施加層進(jìn)入上述磁阻效應(yīng)膜的自由層中的磁通量大于從縱向偏磁施加層進(jìn)入上述上部磁屏蔽層中的磁通量。
16.根據(jù)權(quán)利要求15記載的磁傳感器，其特征在于上述隔離層還含有絕緣層。
17.根據(jù)權(quán)利要求15記載的磁傳感器，其特征在于上述一對(duì)縱向偏磁施加層，通過絕緣層配置在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的兩端上。
18.一種磁傳感器的制造方法，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、配置在上述一對(duì)磁屏蔽層之間的、具有自由層、中間層和固定層的疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和通過絕緣層配置在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的兩端部分的一對(duì)縱向偏磁施加層的，使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器制造方法中，其特征在于，具有以下工序在上述磁阻效應(yīng)膜上形成飛升掩模材料，形成上述磁阻效應(yīng)膜的工序，在上述磁阻效應(yīng)膜的兩側(cè)面上形成絕緣層和上述縱向偏磁施加層的工序，在進(jìn)行去除上述飛升掩模材料的工序后，在上述縱向偏磁施加層上，形成至少含有非磁性金屬層的隔離層的工序。
19.一種磁傳感器的制造方法，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、配置在上述一對(duì)磁屏蔽層之間的、具有自由層、中間層和固定層疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和通過絕緣層配置在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的兩端部分的一對(duì)縱向偏磁施加層的，使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器的制作方法中，其特征在于，具有以下工序在上述磁阻效應(yīng)膜上形成飛升掩模材料，形成上述磁阻效應(yīng)膜的工序，在上述磁阻效應(yīng)膜的兩側(cè)面上形成絕緣層、上述縱向偏磁施加層和至少含有非磁性金屬層的隔離層的工序，去除上述飛升掩模的工序。
20.一種磁傳感器的制造方法，在具有由下部磁屏蔽層和上部磁屏蔽層形成的一對(duì)磁屏蔽層、配置在上述一對(duì)磁屏蔽層之間的、具有自由層、中間層和固定層疊層結(jié)構(gòu)的磁阻效應(yīng)膜、和通過絕緣層配置在上述磁阻效應(yīng)膜的磁道寬度方向的確兩端部分的一對(duì)縱向偏磁施加層的，使電流在上述磁阻效應(yīng)膜的膜厚方向上流動(dòng)的磁傳感器的制作方法中，其特征在于，具有以下工序形成上述磁阻效應(yīng)膜，和在上述磁阻效應(yīng)膜的兩側(cè)面上形成絕緣層和上述縱向偏磁施加層的工序，在上述縱向偏磁施加層上，和上述磁阻效應(yīng)膜上，形成至少含有非磁性金屬層的隔離層的工序。
21.一種磁記錄重放裝置，具有記錄信息的磁記錄介質(zhì)、用于在上述磁記錄介質(zhì)上記錄信息的記錄元件、和用于檢出記錄在上述磁記錄介質(zhì)上的信息的重放元件的磁記錄重放磁頭、向上述磁記錄重放磁頭進(jìn)行發(fā)送接收記錄信號(hào)和重放信號(hào)的導(dǎo)引/記錄電路、使上述記錄重放磁頭在上述磁記錄介質(zhì)上規(guī)定的位置上移動(dòng)的趨動(dòng)裝置、和控制上述導(dǎo)引/記錄電路和趨動(dòng)裝置的控制記錄重放動(dòng)作的裝置，在具有上述結(jié)構(gòu)的磁記錄重放裝置中，其特征在于上述重放元件是權(quán)利要求1-14中任一項(xiàng)記載的磁傳感器。
22.根據(jù)權(quán)利要求21記載的磁記錄重放裝置，其特征在于線記錄密度在700KBP1以上。
23.根據(jù)權(quán)利要求21記載的磁記錄重放裝置，其特征在于面記錄密度在70Gb/in2以上。
24.根據(jù)權(quán)利要求21記載的磁記錄重放裝置，其特征在于介質(zhì)是垂直記錄介質(zhì)，記錄元件是垂直記錄方式的。
全文摘要
本發(fā)明是關(guān)于重放磁記錄信息的磁傳感器及其制造方法，以及搭載該傳感器的磁記錄重放裝置。其目的是抑制巴克豪森噪音的發(fā)生。它是在縱向偏磁施加層和上部磁屏蔽層之間，或者，縱向偏磁施加層、上部磁屏蔽層和磁阻效應(yīng)膜之間，插入至少含有非磁性金屬層的隔離層，使縱向偏磁施加層和磁阻效應(yīng)膜的自由層最短距離，大于縱向偏磁施加層和上部磁屏蔽層間的最短距離。由此，由縱向偏磁施加層進(jìn)行磁阻效應(yīng)膜的自由層中的磁通量大于被上部磁屏蔽層吸收的磁通量，從而可獲得能抑制巴克豪森噪音的磁傳感器。
文檔編號(hào)G11B5/39GK1494060SQ0310223
公開日2004年5月5日 申請(qǐng)日期2003年1月30日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月29日
發(fā)明者新谷拓, 渡邊克朗, 幡谷昌彥, 楠川喜久雄, 久雄, 彥, 朗 申請(qǐng)人:株式會(huì)社日立制作所