WO2002039512A1

WO2002039512A1 - Magnetic resistance effect element, magnetic resistance effect type magnetic head, and method of manufacturing the element and the magnetic head

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Publication number: WO2002039512A1
Application number: PCT/JP2001/009734
Authority: WO
Inventors: Akio Furukawa; Yoshihiko Kakihara
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-11-08
Filing date: 2001-11-07
Publication date: 2002-05-16
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Description

明細書

磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気へッドおよびこれらの製造方法

技術分野

本発明は、外部磁界検出を行う磁気抵抗効果素子（MR素子）

、特に、スピンバルブ型磁気抵抗効果素子（S VMR) 構成による GMR Giant Magnetoresistive)素子、あるいはトンネルバリァ膜を有するトンネル型 MR (TMR) 構成による MR素子およびこれら M R素子を感磁部に有する磁気抵抗効果型磁気へッドぉよびこれらの製造方法に関する。

背景技術

スピンバルブ型磁気抵抗効果素子、あるいはトンネルバリァ膜を有するトンネル型 MR (TMR) 構成による MR素子は、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、この固定層の磁化を固定する反強磁性層と、自由層と固定層との間に介在される非磁性導電層もしくはトンネルバリァ層とが積層された積層構造部を有する。

この構成において、センス電流、すなわち抵抗変化の検出を行う検出電流を、積層構造部の面方向に通電するいわゆる C I P ( Current In Plane) 型構成によるものは、膜厚方向の断面で所要の通電断面積を得る上で、必然的に比較的大きな幅、すなわち大面積を必要とする。

また、 C I P構成による場合、その上下が絶縁体によって挟み込まれた構成とされることから放熱性に劣り、長期時間の連続使用において、構成膜が熔融するなどのおそれがあるなど信頼性に問題が生じる。

これに対して上述した積層構造部の積層方向、すなわち積層膜に対し垂直方向にセンス電流を通電するいわゆる C P P (Curren t Perpendicular to Plane ) 型構成によるものは、小面積化することができ、例えば磁気へッドにおいては、その感磁部を小型に構成できることから、全体の小型化が図られ、これに伴って高記録密度を図る上で有利となる。

また、その通電電極が積層構造部を挟んでその両面に配置されることから放熱効果にすぐれて安定した動作がなされ、信頼性にすぐれている。

ところで、 S V M R構成による G M R効果素子、あるいは T M R構成による M R効果素子においては、その自由層の磁気的安定性を確保するために、所要の方向に磁化させた硬磁性層が配置される。この硬磁性層は、自由層の端部に発生する磁区を解消して、この自由層に外部磁界、すなわち磁気記録媒体からの信号磁界が導入されたときに、自由層の端部に存在する磁区によつて磁化回転に不連続性を生じ、バルクハゥゼンノィズを発生させることを抑制するものである。

この硬磁性層は、通常高い電気電導性を有するものが用いられていることから、一般に、 C P P型の磁気へッドにおいては、硬磁性層は、自由層にのみ対向するように配置され、この自由層は積層構造部を構成する他の導電性を有する積層膜より側方に突出させて、この突出部において、硬磁性層と対接する構成をとつてこの硬磁性層を通じて自由層を横切らずに他の導電性を有する積層膜に直接的に流れるセンス電流のリークの発生を回避するようにして、このリ一ク電流による磁気抵抗変換効率の低下を回避する構成が採られている。

しかしながら、上述したように、自由層の幅を大とする構成とする場合、自由層の幅が大きくなることから磁気抵抗効果素子の幅を充分小さくすることができないこと、外部磁界を充分集中できないことから磁気抵抗効果の効率が充分上げられないなどの問題が生じる。

本発明は、基本的には S V M R構成、あるいは T M R構成によるものであるが、上述したような不都合を解消するようにした磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気へッドおよびこれらの製造方法を提供することを目的とするものである。

発明の開示

本発明による磁気抵抗効果素子は、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、この固定層の磁化を固定する反強磁性層と、自由層と固定層との間に介在されるスぺ一サ層すなわち非磁性導電層あるいはトンネルバリァ層とが積層された S V M Rあるいは T M R積層構造部を有するものであるが、特にその積層構造部に、その積層方向に少なくとも自由層とスぺーサ層と固定層とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成された構成とするものである。，

そして、これら相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、自由層の磁気的安定性を確保するための、高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層、すなわち自由層に対するバイアス磁界を与えるための着磁がなされる硬磁性層を配置した構成とする。

そして、この S V M Rあるいは T M Rを構成する積層構造部のほぼ積層方向を、センス電流の通電方向とするものであり、またその積層構造部の面方向に沿いかつ上述の相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とするものである。

また、本発明による磁気抵抗素子は、自由層を共通としてこれを挟んでその両面にそれぞれ S V M Rあるいは T M Rを構成するデュアル型の積層構造部を有する構成とすることもできる。

すなわち、この場合においては、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2 の固定層と、この固定層の磁化を固定する第 1および第 2の反強磁性層と、上記自由層と上記各第 1および第 2の固定層との間に介在される第 1および第 2 のスぺ一サ層すなわち非磁性導電層あるいは卜ンネルバリァ層とが積層された積層構造部を有する。

この積層構造部においては、その積層方向に少なくとも自由層と、この自由層を挟んで配置された第 1および第 2 のスぺ一サ層と、第 1 および第 2 の固定層とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成された構成とするものである。

そして、これら相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層を配置した構成とする。

そして、この S V M R構成あるいは T M R構成の積層構造部のほぼ積層方向を、センス電流の通電方向とするものであり、またその積層構造部の面方向に沿いかつ上述の相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とするものである。

また、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッドは、磁気記録媒体からの信号磁界が導入され、これによつて抵抗変化を生じさせる感磁部を、上述した本発明によるそれぞれ S V M R構成あるいは T M R構成による各磁気抵抗効果素子による構成とするものでめ。

そして、これら本発明による磁気へッドにおいては、上述した感磁部を構成する積層構造部の自由層を外部磁界を導入する磁性層として、その一端を磁気記録媒体との対接ないしは対向面に臨む構成とする。

あるいは硬磁性層が配置される側面と交叉し、かつ積層方向を横切る側面を設けて、この側面が直接的に磁気記録媒体との対接ないしは対向面に臨む構成とする。

また、本発明製造方法は、上述した本発明による磁気抵抗効果素子あるいは磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法であり、その磁気抵抗効果素子あるいはこの磁気抵抗効果素子を有する感磁部を次の方法によつて構成する。

すなわち、本発明製造方法においては、基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、この固定層の磁化を固定する反強磁性層と、自由層と固定層との間に介在されるスぺーサ層すなわち非磁性導電層あるいはトンネルバリァ層とを成膜して積層成膜を形成する積層成膜工程と、少なくとも上記自由層と上記固定層とを連続的に同一マスクを用いてバターニングして相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一.曲面によって構成された積層構造部を形成するとともにその側面に自由層と固定層の側端面を臨ましめるパターニング工程と、この相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層を形成する工程とを経ることによつて磁気抵抗効果素子、あるいはこの磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドを構成する。

更に、本発明製造方法は、基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2 の固定層と、この固定層の磁化を固定する第 1および第 2の反強磁性層と、自由層と各第 1および第 2 の固定層との間に介在される第 1および第 2 のスぺ一サ層すなわち非磁性導電層あるいはトンネルバリァ層との積層成膜を形成する成膜工程と、この積層成膜を構成する少なくとも自由層と、この自由層を挟んで配置された第 1および第 2のスぺーサ層と第 1および第 2の固定層とに差し渡って各層を、連続的に同時にパターニングして、相対向する側面がそれぞれー平面もしくは連続した一曲面によって構成された積層構造部を形成するとともに上記側面に上記パターニングした各層の側端面を臨ましめるパターニング工程と、相対向する側面に対し、絶縁層を介してあるいは介することなく、自由層の磁気的安定性を確保するための低抵抗あるいは高抵抗の硬磁性層を配置する工程とを経ることによって磁気抵抗効果素子、あるいはこの磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドを構成する。

上述した各磁気抵抗効果素子および磁気へッドにおいて、その硬磁性層と、自由層との配置関係は、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するような位置関係にする。

上述した本発明による S V M R構成あるいは T M R構成による磁気抵抗効果素子、そしてこの磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドは、少なくとも外部磁界が導入される自由層とその近傍の、すなわち磁気抵抗効果を奏する実質的動作部となる非磁性導電層もしくはトンネルバリァ層や、固定層においては、その相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面とされて実質的に同一幅構成としたことによって、この部分の幅を必要充分に幅狭にすることができ、センス電流の集中を行うことができ、磁気抵抗効果を高めることができる。したがって、感度の良い外部磁界の検出を行うことができる磁気抵抗効果素子、あるいは磁気記録媒体からの信号磁界の検出出力を高めることができる磁気へッドを構成することができるものである。

更に、上述したように、磁気抵抗効果素子および磁気へッドにおいて、その硬磁性層と、自由層との配置関係は、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するような位置関係に選定するときは、硬磁性層からの磁界を有効に自由層に印加することができ、より自由層の安定性を高めることができる。すなわち、硬磁性層、すなわち自由層に対するバイアス用着磁がなされる硬磁性層は、自由層の端部に生じる磁区を消去して、外部磁界に対する自由層における磁化回転に不連続性が生じるバルクハウゼンノィズの改善を図るバイァス用硬磁性層となるものであるが、このような自由層の磁区を解消するには、硬磁性層の残留磁化 M r H と、その厚さ t H との積 M r H x t _H 力^ 自由層の飽和磁化 M s F と、その厚さ t _F との積 M s _F X t F と同等以上に選定することが必要となる。

ところが、一般に、硬磁性層材料の残留磁化 M r H は 3 0 0から 7 0 0 emu/cm ³ 程度であり、自由層の飽和磁化 M s _F は、 8 0

0〜 1 3 0 0 emu/cm ³ 程度であることから、必然的に硬磁性層の厚さ t _H は、自由層の厚さ t _F に比し、かなり厚くされる。

したがって、仮に、自由層と、硬磁性層とが同一平面に並置配列されると、厚い硬磁性層からの磁界を、薄い厚さの自由層に印加することは、実質的に自由層は、硬磁性層の例えば底面の極く

—部からの磁界のみを受けることになって磁界印加が効率良く行われないことになるおそれがあり、良好な磁区消滅を行い難いという問題が起きる。

これに対し、硬磁性層と、自由層との配置関係を、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するようにすなわち、両者の配置面を齟齬させることにより、硬磁性層からの磁界を有効に自由層に印加することができ、より自由層の他部の磁区の解消効果を高めることができ、その安定性、したがって、バルクハウゼンノイズの改善を高めることができる。

また、上述した本発明製法によれば、同一パターンすなわち同一マスクをもってこの実質的動作部を一連のパターニングによつて形成することができることから、製造の簡易化を図ることがで図面の簡単な説明

図 1 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略平面図であり、図 2 は、図 1の A— A線の概略断面図であり、図 3 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略断面図であり、図 4 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略断面図であり、図

5 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略平面図であり、図 6 は、図 5の A— A線の概略断面図であり、図 7は、図 5の B - B線の概略断面図であり、図 8 は、本発明製造方法の一例の一：！：程における概略平面図であり、図 9 は、図 8の A— A線の概略断面図であり、図 1 0 は、図 8の B - B線の概略断面図であり

、図 1 1 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略断面図であり、図 1 2 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略平面図であり、図 1 3 は、図 1 2の A - A線の概略断面図であり、図 1 4 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略断面図であり、図 1 5 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略断面図であり、図 1 6 は、本発明製造方法の一例の一工程における概略平面図であり、図 1 7 は、図 1 6 の A— A線の概略断面図であり、図 1 8 は、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッドのー例の概略平面図であり、図 1 9 は、図 1 8の A— A線の概略断面図であり、図 2 0 は、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッドの他の例の概略断面図であり、図 2 1 は、本発明による磁気へッドを用いた記録再生磁気へッドの一例の概略斜視図であり、図 2 2 は、本発明製造方法の他の一例の一工程の概略平面図であり、図 2 3 は、図 2 2の A— A線の概略断面図であり、図 2 4は、本発明製造方法の他の一例の一工程の概略平面図であり、図 2 5は、図 2 4の A— A線の概略断面図であり、図 2 6 は、本発明製造方法の他の一例の一工程の概略平面図であり、図 2 7 は図 2 6の A 一 A線の概略断面図であり、図 2 8 は、本発明の他の一実施形態の一例の一工程の概略平面図であり、図 2 9 は、図 2 8の A - A 線の概略断面図であり、図 3 0 は、図 2 8の B - B線の概略断面図であり、図 3 1 は、本発明製造方法の他の一例の一工程の概略一断面図であり、図 3 2 は、本発明製造方法の他の一例の一工程の他の概略一断面図であり、図 3 3 は、本発明製造方法の他の一実施形態の一例の一工程の概略平面図であり、図 3 4図 3 3の A - A線の概略断面図であり、図 3 5 は、本発明製造方法の他の一例の一工程の概略断面図であり、図 3 6 は、本発明製造方法の他の一例の一工程の概略平面図であり、図 3 7 は、図 3 6の A - A 線の概略断面図であり、図 3 8 は、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッドの一例の概略平面図であり、図 3 9 は、図 3 8の A— A線の概略断面図であり、図 4 0 は、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッドの他の一例の概略平面図であり、図 4 1は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略平面図であり、図 4 2 は、図 4 1 の A - A線の概略断面図であり、図 4 3は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 4 4 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 4 5 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 4 6 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図あり、図 4 7は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 4 8 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 4 9 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略平面図であり、図 5 0 は、図 4 9の A— A線の概略断面図であり、図 5 1 は、図 4 9 の B - B線の概略断面図であり、図 5 2 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略平面図であり、図 5 3 は、図 5 2の A _ A線の概略断面図であり、図 5 4 は、図 5 2の B — B線の概略断面図であり、図 5 5 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 5 6 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 5 7 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略平面図であり、図 5 8 は、図 5 7の A - A線の概略断面図であり、図 5 9 は、図 5 7の B— B線の概略断面図であり、図 6 0 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 6 1 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略断面図であり、図 6 2 は、本発明製造方法の更に他の一例の一工程の概略平面図であり、図 6 3 は、図 6 2の A— A線の概略断面図であり、図 6 4 は、 6 2 の 8— 8線の概略断面図であり、図 6 5 は、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッドの更に他の一例の概略断面図であり、図 6 6 は、本発明による磁気抵抗効果型磁気へッド他の一例の概略平面図である。

発明を実施するための最良の形態

本発明による磁気抵抗効果素子（G M R素子）と、この磁気抵抗効果素子を感磁部に用いた磁気抵抗効果型磁気へッドの実施形態を数例を挙げて図面を参照して説明する。図においては、単一磁気へッド素子について示したものであるが、実際には、共通の基板に複数磁気へッド素子を同時に形成して、これを例えば各磁気へッド素子に分断して、同時に複数の磁気へッドを構成することができるものである。

〔第 1の実施形態〕

この実施形態の一例を本発明による製造方法の一実施形態の一例と共に図 1〜図 1 7を参照して説明する。

この実施形態においては、 S V M R構成による G M R素子とこれによる磁気ヘッドを構成する場合である。

図 1 に概略平面図を示し、図 2にその A— A線上の概略断面図を示すように、例えば厚さ 2 m mのアルチック（A l T i C ) より成る基板 1が用意され、この上に最終的に得る磁気へッドのー方の磁気シールド層となり、かつ一方の電極を構成する例えば厚さ 2 mの N i F eより成る第 1のシールド兼電極層 2を例えばメツキによつて形成する。

そして、この第 1のシールド兼電極層 2上に、順次スパッタリングによって、それぞれ導電性層を有する、下ギャップを構成する非磁性層 3 と、 S VM R構成における自由層となりかっこの S VM Rに外部磁界を導入する層を構成する自由層兼磁束導入層 4 と、スぺーサ層 5 と、固定層 6 と、反強磁性層 7 と、保護層、すなわちキヤップ層 8 とを順次積層成膜する。

非磁性層 3 は、例えば厚さ 2 7 n mの C uより構成し、自由層兼磁束導入層 4 は、例えば厚さ 5 n mの N i F e層と厚さ 2 n m の C 0 F e層との 2層構造とし得る。

また、スぺ一サ層 5 は、この例における S VM R構成においては例えば厚さ 3 n mの C u層より成る非磁性導電層によつて構成する。

固定層 6 は、例えば厚さ 2 n mの C o F e層と厚さ l n mの R u層と厚さ 3 n mの C o F e層とによる 3層構造とし得る。

また、反強磁性層は、厚さ 1 5 n mの P t Mn層より構成し、保護層 8 は、例えば厚さ 3 n mの T a層より構成し得る。

このような積層膜上、すなわち保護層 8上に、最終的に構成する図 1で示す矢印 D pで示す奥行方向と交叉する磁気へッドの幅方向（W d方向）に延びるストライプ状のマスク 9を形成する。

このマスク 9 は、後に行う積層膜に対するパターニングと、その後のリフトオフ作業のマスクとなるものであり、例えばフォトレジスト層の塗布、フォトリソグラフィすなわちパターン露光および現像によつて例えば奥行き 1 0 .0 n m、幅 Wが 5 0 0 n mのストライプ状に形成する。

次に、図 3 に上述の A— A線の断面に対応する断面図を示すように、このマスク 9をパターニングのエッチングマスクとして用いて、例えば S I M S ( Secondary Ion Mass Spectrometer)等の高感度終点検出器を用いたイオンミリングによって保護層 8、反強磁性層 7、固定層 6 、スぺ一サ層 5をパターニングして、上述した幅方向に延びるストライプ状積層構造部 S 1を形成する。図 4に上述の A— A線の断面に対応する断面図を示すように、ストライプ状積層構造部 S 1の形成部の周囲の、自由層兼磁束導入層 4が露呈した溝 G 1部分上に渡って全面的に例えば厚さ 2 7 n m A 1 2 0 ₃ による絶縁層 1 0を、例えばスパッ夕リングによつて形成する。この場合、マスク 9 は、リフトオフマスクとして用いることから、その厚さは言うまでもなく、自由層兼磁束導入層 4上の絶縁層 1 0 とマスク 9上の絶縁層 1 0 とが分離し得る厚さに選定される。

図 5に概略平面図を示し、図 6および図 7に図 5の A - A線および B— B線の概略断面図を示すように、先ず、マスク 9を除去して、このマスク 9上に形成されていた絶縁層 1 0 をリフトオフし、表面を平坦面とする。

そして、この平坦面上に、ストライプ状積層構造部 S 1の中心部を横切って、幅方向と直交する奥行き方向に沿って後に行うパターニングのマスクとなり、かつその後のリフトオフ作業のマスクとなるストライプ状のマスク 1 1 を形成する。このマスク 1 1 は、例えば奥行き方向の長さ Lを 7 0 O n mとし、幅 1 0 O n m とし、フォトリソグラフィにおける露光装置の露光マスクの重ね合わせの精度による最大のずれ 1 0 0 n mを見込む。このマスク 1 1 は、マスク 9 と同様の方法によって形成することができる。次に、図 8 に概略平面図を示し、図 9および図 1 0 に図 8の A 一 A線および B— B線の概略断面図を示すように、マスク 1 1 を、。ターニングマスクとして、例えばイオンミリングによって絶縁層 1 0や、保護層 8、反強磁性層 7、固定層 6、スぺ—サ層 5 と、更に、自由層兼磁束導入層 4をパターニングし、その下の非磁性層 3を所要の厚さを残して所要の深さをもって入り込む溝 G 2 を形成してストライプ部 S 2 を形成する。

この非磁性層 3 に対するイオンミリングの深さの制御は、例えば予めこのイオンミリングの速度の測定をしておき、時間制御によつて行うこともできるし、 S I M Sによるときは、非磁性層 3 を異種材料の 2層構造として、上層の厚さの制御によって深さ制御を行うことができる。

このようにして、ストライプ部 S 2 に沿って、ストライプ状に自由層兼磁束導入層 4が残されるが、この上のスぺ一サ層 5、固定層 6、反強磁性層 7、保護層 8については、前述のストライプ状積層構造部 S 1 と、ストライプ部 S 2の交叉部においてのみ残され、此処に小面積の S V M R構成の積層構造部 1 2が構成されることになる。

そして、この積層構造部 1 2 の幅方向と交叉する両側面 1 3 は、ストライプ部 S 2 のパターニングによって、すなわち同一パタ —ニング工程で形成されることから、この側面 1 3によって、積層構造部 1 2 の、自由層兼磁束導入層 4、スぺ—サ層 5、固定層 6、反強磁性層 7、保護層 8 の各幅方向と交叉する側端面は、上述したパターニングによつて形成された一平面あるいは一曲面上に形成される。すなわち、ストライプ部 S 2のパターニングは、上述したように、例えばイオンミリング等のパターニングによつて形成されるが、このパターニング方法、条件等によって、その側面 1 3 は、傾斜面、あるいは彎曲面をもって形成されるが、この側面 1 3 は、一平面もしくは連続した曲面として形成される。すなわち、積層構造部 1 2 における各保護層 8、反強磁性層 7、固定層 6 、スぺ一サ層 5、自由層兼磁束導入層 4は、ほぼすなわち実質的に同一幅をもつて形成される。

次に、図 1 1 に、上述の A— A線の断面に対応する概略断面図に示すように、溝 G 2 内を埋込んで全面的に、例えば厚さ 2 9 n mの高抵抗の C o —ァ F e ₂ 0 ₃ による硬磁性層 1 4をスパッタリングによつて形成する。

更に、この硬磁性層 1 4上に A 1 ₂ 0 ₃ 等の非磁性の絶縁層 1 5を全面的に形成する。

その後、マスク 1 1 を除去して、この上に形成された硬磁性層 1 4 と、絶縁層 1 5をリフトオフして表面の平坦化を図る。

更に、図 1 2 に概略平面図を示し、図 1 3に、図 1 2 の A— A 線の概略断面図を示すように、絶縁層 1 5上に、ストライプ部 S 2を覆って、所要の幅および奥行きをもって、同様にパターニングマスクとなり、かつリフトオフマスクとなるマスク 1 6 を、あらためて例えばフォトリソグラフィによるフォトレジストによつて形成する。

図 1 4に上述した A— A線の断面に対応する断面図を示すように、このマスク 1 6 によって覆われていない部分を、例えばィォンミリングによって除去して溝 G 3を形成する。

図 1 5に上述した A— A線の断面に対応する断面図を示すように、溝 G 3 を含んで全面的に、例えば A 1 ₂ 0 3 による絶縁層 1

8を形成し、マスク 1 6を除去し、この上に絶縁層 1 8をリフトオフして表面平坦化を図る。

図 1 6 に概略平面図を示し、図 1 7 にその A - A線上の概略断面図を示すように、平坦化面上に、第 2のシールド兼電極層 1 9 を、例えば厚さ 2 111に：^ 1 ? 6メッキにょって形成する。

そして、このようにして形成されたブロックを、図 1 6および図 1 7に、鎖線 aをもつて示す切断線に沿って切断し、図 1 8に概略平面図を示し、図 1 9 にその A— A線上の概略断面図を示すように、磁気記録媒体との対接ないしは対向面となる前方面 2 0 を研磨する。

その後、例えば真空中、 2 5 0 °Cで磁束導入方向、すなわち外部磁界印加方向に平行な磁場を 1 0 k 0 eを印加して反強磁性層 7の固定層 6側の表面の磁化を磁束導入方向に着磁する。

また、例えば真空中、 2 0 0 °Cで、磁束導入方向と直交する方向の磁場 1 k 0 eによって、自由層兼磁束導入層 4に 1軸磁気誘導異方性を付与する。

更に、大気中、室温で、磁束導入方向と直交する方向に 1 0 k 0 eの磁界を印加し、硬磁性層 1 4をその面方向に沿い、かつストライプ部 S の延長方向に交叉する方向に着磁する。

このようにして、ストライプ状の自由層兼磁束導入層 4を有し、その前方面 2 0から所要の距離をもって奥行き方向に入り込んだ位置に、この自由層兼磁束導入層 4 と、この上の限定された領域において順次積層されたスぺ一サ層（非磁性導電層） 5 と、固定層 6 と、反強磁性層 7 とを有して成る S V M R構成の積層構造部 1 2が形成された G M R素子 2 1が形成され、これを感磁部とする S V M R構成の本発明による磁気抵抗型効果へッド 2 2が構成される。

このようにして形成された硬磁性層 1 4は、その厚さや溝 G 3 の深さ等の選定によって、自由層、すなわちこの例では自由層兼磁束導入層 4が、硬磁性層 1 5の厚さ方向のほぼ中心に正対するように、すなわち互いに厚さ方向に関してほぼその中心部が一致する位置となるように形成される。すなわち硬磁性層 1 4 と自由層兼磁束導入層 4の各層の形成面が一致しない構成とする。

因みに、上述したように自由層兼磁束夢入層 4を厚さ 2 n mの C o F e層と、厚さ 5 n mの N i F e層とによって構成した場合のこの自由層兼磁束導入層 4における M s _F X t _F は 0 . 6 6 em u/cm ³ となり、硬磁性層 1 4を厚さ 2 9 n mの C o —ァ F e ₂ 0 ₃ によつて構成した場合のこの硬磁性層 1 4の M r H X t H は 0 . 7 3 emu/cm ³ でめる ₀

この本発明による G M R素子、すなわち磁気抵抗効果素子、および磁気抵抗効果型磁気へッド 2 2 においては、そのセンス電流

Ϊ sを、第 1および第 2 シールド兼電極層 2および 1 9間に、一方から他方に通電する。すなわち、積層構造部 1 2 の積層方向に通電する C P P構成とする。

また、この磁気へッド 2 2 おいて、その前方面 2 0が、磁気記録媒体との対接ないしは対向するようになされる。この前方面 2

0 は、例えば磁気へッド 2 2が磁気記録媒体との相対的移行による空気流によって浮上する構成とした場合は、いわゆる A B S ( Air Bearing Surf ace)¾となる ₀

そして、この前方面 2 0 には、自由層兼磁束導入層 4 の先端が臨む構成とされて、この先端から、外部磁界、すなわち磁気へッドにおいては、磁気記録媒体上の磁気記録による信号磁界が導入され、この前方面 2 0から所要の距離をもって奥行き方向に入り込んだ位置に形成された積層構造部 1 2 に導入され、上述したセンス電流 I s に対するスピン依存散乱を生じさせる。すなわち、抵抗変化を生じさせ、この変化をセンス電流 I s による電気的出力として取り出す。

このように、本発明による磁気抵抗効果素子すなわち G M R素子、および磁気抵抗効果型磁気へッドは、冒頭に述べた、 C P P 型構成の特徵、すなわち膜厚方向への通電によつて抵抗の低減化が図られることから、小面積化、高密度化が図られること、その積層構造部 1 2を挟んで、熱導電率の高い第 1および第 2 のシ— ノレド兼電極層 2および 1 9が熱的に近接して配置されていることから放熱効果にすぐれた安定した動作を持続できる信頼性の高い構成を有する。

そして、更に本発明によれば、その積層構造部 1 2の各層の側面が、実質的に同一面を形成する側面 1 3 として形成されることから、上述した本発明製造方法におけるように、各層の形成を同一パターンに同一工程で形成することができ、製造の簡易化が図れ

また、上述したように、その硬磁性層 1 4、自由層兼磁束導入層 4 との配置関係は、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するような位置関係に選定することにより、前述したように、硬磁性層 1 4からの磁界を有効に自由層に印加することができ、より自由層の安定性を高めることができる。

また、上述の磁気へッド構成においては、前方面 2 0 に臨んで第 1 および第 2 のシールド兼電極層 2および 1 9 の前方端面が配置された、シールド型構成とされていることによって、外部磁界の導入が制限される構成とすることから解像度の高いへッドとして構成される。

また、上述の構成によれば、ストライプ部 S 1の、積層構造部 1 より後方、すなわち前方面 2 0 とは反対側の部分が、磁束誘導層として働くことから、積層構造部 1 2から、磁気シールド層、この例ではシールド兼電極層 2および 1 9 に漏れる磁束の低減化を図ることができ、磁気抵抗効果の効率を高めることができる尚、上述した例では、硬磁性層 1 4が、高抵抗材料である場合について説明したが、この硬磁性層 1 4カ、低抵抗材料の例えば C 0 C r P tである場合は、図 2 0 に、図 1 9に対応する概略断面図を示すように、溝 G 3の形成後に、 S i 0 ₂ 、 S i N等の絶縁層 2 3を被着形成して、この上に、硬磁性層 1 4 の形成を行うことによって、第 1および第 2 のシールド兼電極層 2および 1 9 間のセンス電流 I sが硬磁性層 1 4を通じてリークすることを回避できる。

本発明による G M R素子を感磁部とする本発明による磁気へッド、すなわち再生磁気へッド 2 2 は、図 2 1に概略斜視図を示すように、例えば電磁誘導型の薄膜磁気記録へッド 3 0を積層することによつて磁気記録再生へッドとして構成することができる。この例においては、図 1 8および図 1 9で示した構成による磁気' 抵抗効果型磁気へッド 2 2を用いた場合である。

この例においては、第 2 のシールド兼電極層 1 9上に、前方面 2 0 に臨む部分において記録へッド 3 0の磁気ギヤップを構成する例えば S i 0 ₂ 等より成る非磁性層 3 1を形成する。

そして、後方部上に、例えば導電層がバタ一ニングされて成るコイル 3 2が形成され、このコイル 3 2上には、絶縁層が被覆され、このコイル 3 2 の中心部には、絶縁層および非磁性層 3 1 に透孔 3 3が穿設されて第 2 のシールド兼電極層 1 9 を露出する。

一方、非磁性層 3 1上に、前方面 2 0 の前方端を臨ぞませ、コィル 3 2 の形成部上を横切って透孔 3 3を通じて露出する第 2 のシールド兼電極層 1 9上に接触して磁気コア層 3 4を形成する。

このようにして磁気コア層 3 4の前方端と第 2 のシールド兼電極層 1 9 との間に非磁性層 3 1 の厚さによって規定された磁気ギヤップ gが形成された電磁誘導型の薄膜記録磁気へッド 3 Qを構成する。

この磁気へッド 3 0上には、鎖線図示のように、絶縁層による保護層 3 5が形成される。

このようにして、本発明による磁気抵抗効果型の再生磁気へッド 2 2 と、薄膜型の記録へッド 3 0 どが積層されて一体化されてなる記録再生磁気へッドを構成することができる。

また、上述した例では、自由層と外部磁界を導く磁束導入層とを同一層によって構成した場合であるが、これらをそれぞれの個另 IJの層による構成とすることもできる。

また、上述した第 1の実施形態においては、基板 1側から、自由層兼磁束導入層 4、非磁性導電層（スぺーサ層） 5、固定層 6 、反強磁性層 7が積層された構造とした場合であるが、この構造が反転した構造とする積層構造部による磁気抵抗効果素子や、これを感磁部とする磁気へッド構成とすることもできる。

この実施形態について説明する。

〔第 2 の実施形態〕

この場合の実施形態の一例を本発明による製造方法の一例と共に、図 2 2〜図 3 8を参照して説明する。

先ず、図 2 2 に概略平面図を示し、図 2 3に図 2 2の A - A線の概略断面図を示すように、この例においても、例えば厚さ 2 m mのアルチック（A l T i C ) より成る基板 1が用意され、この上に順次、最終的に得る磁気へッドの一方の磁気シールド層となり、かつ一方の電極を構成する第 1のシールド兼電極層 2 を例えばメツキによつて形成する。

そして、この第 1のシールド兼電極層 2上に、順次スパッタリングによつてそれぞれ導電性を有する下地層 4 1 と、反硬磁性層 7 と、固定層 6 と、スぺーサ層 5の非磁性導電層と、自由層 4 0 とを積層成膜する。

第 1のシールド兼電極層 2 は、例えば厚さ 2 mの N i F eによつて形成し得る。

下地層 4 1 は、例えば厚さ 3 n mの T aによつて形成し得る。反強磁性層 7 は、例えば厚さ 1 5 n mの P t M n層より構成得る o

また、固定層 6 は、例えば厚さ 3 n mの C o F e層と厚さ I n mの R u層と厚さ 2 n mの C o F e層との 3層構造とすることができる。

スぺ一サ層 5すなわち非磁性導電層は、例えば厚さ 3 n mの C u層より構成し得る。

自由層 4 0 は、例えば厚さ 2 n mの C 0 F e層と例えば厚さ 1 n mの N i F e層との 2層構造とすることができる。

そして、上述した積層成膜上に、すなわち自由層 4 0上に、第 1 の実施形態におけると同様に、例えば最終的に得る磁気へッドにおける幅方向に延びるストライプ状のマスク 9を形成する。

このマスク 9 は、後に行うパターニングおよびリフトオフ作業のマスクとなるもので、例えば奥行き L力 1 0 0 n m、幅 Wが 5

O O n mに、フォトレジスト層によって、フォトリソグラフィすなわちパターン露光および現像によつて形成する。

次に、図 2 4 に概略平面図を示し、図 2 5に図 2 4の A - A線の概略断面図を示すように、図 2 2および図 2 3で示したマスク 9 をパターニングマスクとするエッチング、例えば S I M S等の高感度終点検出器を用いたィォンミリングによって自由層 4 0、スぺ一サ層 5、固定層 6、反強磁性層 7をバタ一ニングして、溝 G 1 を形成し、この溝 G 1 によつて囲まれた幅方向に延びるストライプ状積層構造部 S 1を形成する。

そして、この溝 G 1 を埋込むように、全面的に例えば A 1 ₂ 0 より成る絶縁層 1 0 を形成し、マスク 9 の除去によって溝 G 1 内の絶縁層 4 1を残してストライプ状積層構造部 S 1上の絶縁層 4 1を除去して表面の平坦化を図る。

図 2 6 に概略平面図を示し、図 2 7に図 2 6の A - A線の概略断面図を示すように、それぞれ全面的に、順次例えばスパッタリングによつて例えば厚さ 4 n mの N i F eよりなる磁束導入層 4 2 を形成し、この上に例えば厚さ 3 n mの T aより成る保護層 4 3 を形成し、更にギヤップ層を構成する例えば厚さ 2 7 n mの C uより成る導電性の非磁性層 4 4を形成する。

そして、非磁性層 4 4上に、先に形成したストライプ状積層構造部の延長方向の中心部で交叉、例えば直交して奥行き方向に延びるストライプ状のマスク 1 1を形成する。このマスク 1 1においても、後に行うパターニングおよびリフトオフ作業のマスクとなり得る例えばフォトレジスト層によって、同様にフォトリソグラフィによつて形成する。

このマスク 1 1 は、例えばその奥行き長さが 5 0 0 n m、幅が 1 0 0 n mとされ、マスク 1 1 の形成におけるフォトリソグラフィにおける露光装置の露光マスクの重ね合わせの精度による最大

1 0 0 n mのずれを見込む。

図 2 8 に概略平面図を示し、図 2 9および図 3 0 に図 2 8の A ― A線および B— B線の概略断面図を示すように、マスク 1 1をハ°ターニングマスクとするパターニング、例えばイオンミリングを上述したと同様に例えば S I M Sを用いて高感度終点検出によつて非磁性層 4 6、保護層 4 5、磁束導入層 4 4、自由層 4 1、スぺーサ層 5、固定層 6、反強磁性層 7を、下地層 4 1の表面までパターニングし、溝 G 4を形成して、ストライプ部 S 2 を形成す o

このようにして、ストライプ部 S 2に沿って、ストライプ状に自由層 4 0が残されるが、この上のスぺ一サ層 5、固定層 6、反強磁性層 7、保護層 8 については、前述のストライプ状積層構造部 S 1 と、ストライプ部 S 2 の交叉部においてのみ残され、此処に小面積の S V M R構成の積層構造部 1 2が構成されることになる。

そして、この積層構造部 1 2 の幅方向と交叉する両側面 1 3 は、ストライプ部 S 2 のパターニングによって、すなわち同一バタ —ニング工程で形成されることから、この側面 1 3 によって、積層構造部 1 2 の、自由層 4 0、スぺ—サ層 5、固定層 6、反強磁性層 7、の各幅方向と交叉する側端面は、上述したバタ一ニングによつて形成された一平面あるいは一曲面上に形成される。すなわち、ストライプ部 S 2のパターニングは、上述したように、例えばイオンミリング等のパター二ングによつて形成されるが、このパターニング方法、条件等によって、その側面 1 3は、傾斜面

、あるいは彎曲面をもって形成されるが、この側面 1 3は、一平面もしくは連続した曲面として形成される。すなわち、積層構造部 1 2における反強磁性層 7、固定層 6、スぺーサ層 5、自由層 4 0 は、ほぼすなわち実質的に同一幅をもって形成される。

このようにして、ストライプ部 S 2の前述のストライプ状積層構造部 S 1 との交叉部において、所要の奥行きストライプ部 S 2 の幅によつて規定された幅を有する少なくとも自由層 4 0 と、スぺ一サ層 5すなわち非磁性導電層と、固定層 6 と、反強磁性層 7 とを有する積層構造部 1 2が形成され、ストライプ部 S 1の側面 1 3によって、これら少なくとも自由層 4 0 と、スぺ一サ層 5すなわち非磁性導電層と、固定層 6 と、反強磁性層 7の相対向する側面が同一の側面、すなわちストライプ部 S 1のパターニングによって形成した一平面もしくは一曲面による連続した同一面として形成される。すなわち、積層構造部 1 2 の各層が実質的に同一幅をもつて形成される。

次に、図 3 1 および図 3 2 に、上述の A - A断面および B— B 断面に対応する概略断面図を示すように、全面的に、例えば高抵抗の C o —ァ F e ₂ 0 a による硬磁性層 1 4 と例えば A 1 ₂ 0 ₃ による絶縁層 1 5 とをスパッタリングによつて形成し、マスク 1

1を除去して、このマスク 1 1上に形成された硬磁性層 1 4 と絶縁層 1 5 を除去、すなわちリフトオフして、ストライプ部 S 2 と硬磁性層 1 4 の表面を平坦化する。このとき、硬磁性層 1 4の厚さ方向の中心部と自由層 4 0の厚さ方向の中心部がほぼ一致するように、図示しないが、必要に応じて例えば硬磁性層 1 4の成膜に先立って非磁性層等を形成することができる。

図 3 3 に概略平面図を示し、図 3 4に図 3 3の A— A線の概略断面図を示すように、ストライプ部 S 2を覆って、所要の幅および奥行きをもって、同様にパターニングマスクとなり、かつリフトオフマスクとなるマスク 1 6 を、例えばフォトリソグラフィによるフォトレジストによつて形成する。

図 3 5 に上述した A - A線断面図に対応する概略断面図を示すように、このマスク 1 6 によつて覆われていない部分を、例えばイオンミリングによって除去して溝 G 5を形成する。

図 3 6 に概略平面図を示し、図 3 7にその A— Aの概略断面図を示すように、溝 G 5内に絶縁層 1 8を形成して表面平坦化を図る ο

この絶縁層 1 8の形成は、図 3 5において、図示しないが、溝 G 5を含んで全面的に、例えば A 1 2 0 3 による絶縁層 1 8を形成し、マスク 1 6 を除去することによってこの上に絶縁層 1 8をリフトオフして形成する。

そして、この平坦化面上に第 2のシールド兼電極層 1 9 を、例えば厚さ 2 mにN i F eメッキにょって形成する。

そして、このようにして形成されたブロックを、図 3 6 および図 3 7に、鎖線 aをもって示す切断線に沿って切断して、図 3 8 に概略断面図を示し、図 3 9 に図 3 8の A - A断面図を示すように、磁気記録媒体との対接ないしは対向面、例えば A B S となる前方面 2 0を研磨して形成し、磁気抵抗効果型の磁気へッド 2 2 を形成する。

その後、例えば真空中、 2 5 0 °Cで矢印で示す磁束導入方向、すなわち外部磁界印加方向に平行な磁場を 1 0 k 0 eを印加して反強磁性層 7の固定層 6側の表面の磁化を磁束導入方向に着磁する。

また、例えば真空中、 2 0 0 °Cで、磁束導入方向と直交する方向の磁場 1 k 0 e によって、自由層 4 0 に 1軸磁気誘導異方性を付与する。

更に、大気中、室温で、磁束導入方向と直交する方向に 1 0 k 0 eの磁界を印加し.、硬磁性層 1 4をその面方向に沿い、かつストライプ部 S 2 の延長方向に交叉する方向に着磁する。

このようにして、ストライプ部 S 2 によるストライプ状を有し

、前方端が前方面 2 0 に臨んで形成された磁束導入層 4 2 を有し、その前方面 2 0から所要の距離をもって奥行き方向に入り込んだ位置に、この磁束導入層 4 2 と磁気的に結合して、その下方に、限定された領域において自由層 4 0、スぺ一サ層（非磁性導電層） 5、固定層 6、反強磁性層より成る S V M R構成の積層構造部 1 2が形成された G M R素子 2 1が形成され、これを感磁部とする S V M R構成の本発明による磁気抵抗効果へッド型 2 2が構成される。

そしてこの構成による G M R素子、すなわち磁気抵抗効果素子、および磁気抵抗効果型磁気へッド 2 2においても、図 3 9に示すように、センス電流 I s を、第 1および第 2 シールド兼電極層 2および 1 9間に、一方から他方に通電する。すなわち、積層構造部 1 2の積層方向に通電する C P P構成とする。

また、この構成においては、この前方面 2 0 に、磁束導入層 4 0 の先端が臨む構成とされて、この先端から、外部磁界、すなわち磁気へッドにおいては、磁気記録媒体上の磁気記録による信号磁界が導入され、この前方面 2 0から所要の距離をもって奥行き方向に入り込んだ位置に形成された積層構造部 1 2に導入され、上述したセンス電流 I s に対するスピン依存散乱を生じさせる。すなわち、抵抗変化を生じさせ、この変化をセンス電流 I s による電気的出力として取り出す。

そして、この構成による場合においても、 C P P型構成としたことにより、この C P P型構成における特徵、すなわち膜厚方向への通電によることから低抵抗化され、これによつて小面積化、したがって、高密度化が図ら.れること、その積層構造部 1 2を挟んで、熱導電率の高い第 1および第 2のシールド兼電極層 2および 1 9が熱的に近接して配置されていることから放熱効果にすぐれた安定した動作を持続できる信頼性の高い構成を有する。

また、その積層構造部 1 2 の各層の側面が、実質的に同一面を形成する側面 1 3 として形成されることから、上述した本発明製造方法におけるように、各層の形成を同一バタ一ンに同一工程で形成することができ、製造の簡易化が図られる。

また、上述したように、その硬磁性層 1 4、自由層 4 0 との配置関係は、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するような位置関係に選定することにより、前述したように、厚い硬磁性層 1 4からのバイァス磁界を有効に自由層に印加することができ、より自由層の安定性を高めることができる。

例えば自由層を、厚さ 2 n mの C o F e層と、厚さ 5 n mの N i F e層とによって構成した場合のこの自由層 4 0 における M s _F X t _F は 0 . 6 6 emu/cm ³ となり、硬磁性層 1 4 は、自由より充分厚い例えば厚さ 3 4 n mの C o — ァ F e ₂ 0 ₃ によつて構成することによって、自由層 4 0 の飽和磁化と厚さの積より大きい M r H X t H 力 0 . 8 5 emu/cm ³ が得られるものである。また、前方面 2 0 に臨んで第 1および第 2のシールド兼電極層 2 および 1 9 の前方端面が配置された、シールド型構成とされていることによって、外部磁界の導入が制限される構成とすることから解像度の高いへッドとして構成される。

また、上述の構成によれば、ストライプ部 S 1の、積層構造部 1 2 より後方、すなわち前方面 2 0 とは反対側の部分が、磁束誘導層として働くことから、積層構造部 1 2から、磁気シールド層、この例ではシールド兼電極層 2および 1 9 に漏れる磁束の低減化を図ることができ、磁気抵抗効果の効率を高めることができるまた、上述した例では、硬磁性層 1 4が、高抵抗材料である場合について説明したが、この硬磁性層 1 4が、低抵抗材料の例えば C 0 C r P tである場合は、図 4 0に、図 3 9に対応する概略断面図を示すように、硬磁性層 1 4 の形成に積だつて S i 0 ₂ 、 S i N等の絶縁層 2 3を被着形成して、この上に、硬磁性層 1 4 の形成を行うことによって、第 1および第 2 のシールド兼電極層 2 および 1 9 間のセンス電流 I sが硬磁性層 1 4を通じてリークすることを回避できる。

また、この実施形態においても、図 2 1で説明したと同様に、例えば電磁誘導型の薄膜磁気記録へッド 3 0を積層することによつて磁気記録再生へッドとして構成することができる。

上述した各実施形態においては、 S V M R構成による積層構造部 1 2が、単一 S V構成とした場合であるが、対の S V M R構成を、その自由層を共通にして、その両面にそれぞれ S V M R構成の積層構造部を構成して、外部磁界の検出出力の増大化を図るようにすることもできる。

この実施形態について説明する。

〔第 3 の実施形態〕この場合の一例を図 4 1〜図 6 3を参照して説明する。

この例においても、図 4 1 に概略平面図を示し、図 4 2に図 4 1 の A— Aの概略断面図を示すように、例えば厚さ 2 mmのアルチック（A 1 T i C) より成る基板 1が用意され、この上に最終的に得る磁気へッドの一方の磁気シールド層となり、かつ一方の電極を構成する例えば厚さ 2 ^ mの N i F eより成る第 1のシ一ノレド兼電極層 2 を例えばメツキによつて形成する。

そして、この第 1のシールド兼電極層 2上に、順次スパッ夕リングによって、それぞれ導電性を有する下地層 4 1 と、一方の S VMR素子を構成する反強磁性層 7 Aと、固定層 6 Aと、スぺ一サ 5 Aすなわち非磁性導電層と、共通の自由層 4 0 と、他方の S VMR素子を構成するスぺーサ 5 Bすなわち非磁性導電層と、固定層 6 Bと、反強磁性層 7 Bと、保護層 8すなわちキヤップ層とを積層成膜する。

下地層 4 1 は、例えば厚さ 3 n mの T aによつて構成することができる。

反強磁性層 7 Aおよび 7 Bは、例えば厚さ 1 5 n mの P t M n によって構成することができる。

固定層 6 Aおよび 6 Bは、それぞれ C o F e層と厚さ l n mの R u層と C o F e層の 3層構造とし得る。そして、この場合、固定層 6 Aおよび 6 Bの各スぺーサ層 5 Aおよび 5 Bと接する側の C 0 F e層の厚さを 2 n mとし、これとは反対側の C o F e層を 3 n mとすることができる。

スぺ一サ層 5 Aおよび 5 Bは、それぞれ例えば厚さ 3 n mの C uによって構成することができる。

また、自由層 4 1 は、例えば厚さ 2 n mの C o F e層と、厚さ 3 n mの N i F e層と、厚さ 2 n mの C o F e層との 3層構造とすことができる。また、保護層 8 は、例えば厚さ 3 n mの T ' aによつて構成することができる。

この積層膜上、すなわち保護層 8上に、後述するバタ一ニングのマスクとなり、リフトオフのマスクとなる例えば奥行き.長 1 0 O n m、幅 5 0 O n mの例えばフォトレジストによるマスク 9 を

、フォトリソグラフィによつて形成する。

図 4 3および図 4 4 に上述の A— Aおよび B— Bに対応する概略断面図を示すように、マスク 9を用いてパターニング、例えば S I M S等に高感度終点検出を用いたイオンミリングによって下地層 4 1の直上までを除去して溝 G 6を形成して、この溝 G 6 によって囲まれたストライプ状積層部 S 1を形成する。

その後、図 4 5および図 4 6 に上述の A— Aおよび B— Bに対応する概略断面図を示すように、順次例えば厚さ 2 2 n mの A 1 2 0 3 による絶縁層 5 0 と、例えば厚さ l l n mの N i F eによる磁束導入層 4 2 と、例えば厚さ 2 5 n mの A l ₂ 0 ₃ による絶縁層 5 1 とを、それぞれ例えばスパッ夕リングによつて溝 G 6 内を含んで全面的に積層形成する。

この場合、特に絶縁層 5 0 の形成は、ストライプ状積層部 S 1 の側面に所要の厚さ dをもって被着するスパッタリング条件の選定、斜め方向からのスパッ夕リングなどによって形成する。

図 4 7および図 4 8 に上述の A— Aおよび B― Bに対応する概略断面図を示すように、マスク 9の除去を行いこの上に形成された上述した絶縁層 5 0、磁束導入層 4 、絶縁層 5 1をリフトォフし、ストライプ状積層部 S 1 の周囲の溝 G 6に絶縁層 5 0、磁束導入層 4 2、絶縁層 5 1 によつて埋込み、表面を平坦化する。

図 4 9に概略平面図を示し、図 5 0および図 5 1 にそれぞれ図 4 9 の A— A線および B— B線の断面図を示すように、ストライプ状積層部の中心部を横切るように、奥行き 7 0 0 n m、幅 1 0 0 n mをもって、同様にパターニングのマスクとなりリフトオフのマスクとなる例えばフォトレジストによるマスク 1 1をフォトリソグラフィによつて形成する。

この場合、フォトリソグラフィにおける露光装置におけるパタ ―ンの重ね合わせ精度による最大で 1 0 0 n mのずれが発生することから、これを勘案したマスク 9および 1 1の幅の選定がなされる o

図 5 2 に概略平面図を示し、図 5 3および図 5 4 にそれぞれ図 5 2の A— Aおよび B— Bの概略断面図を示すように、マスク 1 1 をパタ一ニングのマスクとして、例えば S I M S等による高感度の終点検出を用いたィォンミリングによって、下地層 4 1の直上まで、エッチングして溝 G 7を形成する。

このようにして、溝 G 7によって囲まれた奥行き方向に延びるストライプ部 S 2 を形成する。 '

このようにして形成したストライプ部 S 2 は、このストライプ部 S 2 と、この形成前のストライプ状積層構造部との交叉部において、上述した反強磁性層 7 Aと、固定層 6 Aと、スぺ一サ 5 A すなわち非磁性導電層と、共通の自由層 4 1 と、スぺーサ 5 Bすなわち非磁性導電層と、固定層 6 Bと、反強磁性層 7 B と、保護層 8 との積層による対の S V M R構成を有する積層構造部 1 2が形成され、図 5 6 に示すように、積層構造部 1 2の奥行き方向の前方と後方の各側面 5 3 Fと 5 3 Rに被着された絶縁層 5 0の厚さ dに相当する間隔をもって奥行き方向に積層構造部 1 2を挟んで延長する磁束導入層 4 2が形成される。

その後、図 5 5および図 5 6 に、上述の A— A断面および B―

B断面図に対応する各概略断面図を示すように、例えば厚さ 5 3 n mの C 0 — ァ F e ₂ 0 ₃ による硬磁性層 1 4 と、例えば厚さ 3 5 n mの A 1 ₂ 0 ₃ による絶縁層 1 5をストライプ部 1 2 の周囲の溝 G 6上を含んで全面的に例えばスパッ夕リングによって成膜し、マスク 1 1を除去して、このマスク 1 1上に形成された硬磁性層 1 4 と絶縁層 1 5をリフトオフして、表面を平坦化す.る。

図 5 7に概略平面図を示し、図 5 8および図 5 9 に図 5 7の A 一 Aおよび B— Bの概略断面図を示すように、この平坦化面上に

、硬磁性層 1 4を所要の部分にのみ残し他部を除去するためのマスク 1 6を、例えばフォトレジストを用いたフォトリソグラフィによつて形成.する。

このマスク 1 6 を用いて例えばイオンミリングによってマスク 1 6の形成部以外の外部に露呈した部分を除去して図 6 0および図 6 1に A— Aおよび B— Bに対応する概略断面図を示すように溝 G 8を形成し、この溝 G 8を含んで全面的に例えば A 1 ₂ 0 3 による絶縁層 1 8をスバッタリング等によって形成し、マスク 1 6 を除去してこの上の絶縁層 1 8をリフトオフし表面を平坦化する。

その後この平坦化面に例えば厚さ 2 mの N i F eによる第 2 のシールド兼電極層 1 9 を形成する。

そして、このようにして形成されたブロックを、図 6 0および図 6 1 に、鎖線 aをもつて示す切断線に沿って切断し、図 6 2 に概略平面図を示し、図 6 3および図 6 4に図 6 2 の A— Aおよび

B - Bの概略断面図を示ように、磁気記録媒体との対接ないしは対向面、例えば A B S となる前方面 2 0を研磨する。

その後、例えば真空中、 2 5 0 °Cで磁束導入方向、すなわち外部磁界印加方向に平行な磁場を 1 0 k 0 eを印加して反強磁性層 7の固定層 6側の表面を磁化磁束導入方向に着磁する。

また、例えば真空中、 2 0 0 °Cで、磁束導入方向と直交する方向の磁場 1 k 0 eによって、自由層 4 0 に 1軸磁気誘導異方性を付与する。更に、大気中、室温で、磁束導入方向と直交する方向に 1 0 k 〇 eの磁界を印加し、硬磁性層 1 4をその面方向に沿い、かつストライプ部 S 2 の延長方向に交叉する方向'に着磁する。

このようにして、自由層 4 0を共通にしてこれを挟んで上下に順次スぺーサ層（非磁性導電層） 5 Aおよび 5 B、固定層 6 Aおよび 6 B、反強磁性層 7 Aおよび 7 Bによる対の S V M R構成の積層構造部 1 2が、ストライプ部 S 2 と、前述したス卜ライプ状積層構造部 S 2 との交叉部に限定的に、すなわち前方面 2 0から所要の距離をもつて奥行き方向に入り込んだ位置に限定的に形成される。

そして、この積層構造部 1 2を挟んでその前方および後方に、磁束導入層 4 2が、積層構造部 1 2の前方側面 5 3 Fおよび後方側面 5 3 Rに絶縁層 5 0を介して磁気的には結合して、電気的には絶縁して形成される。

このようにして、 G M R素子 2 1が形成され、これを感磁部とする S V M R構成の本発明による磁気抵抗効果へッド 2 2が構成される。

そしてこの構成による G M R素子、すなわち磁気抵抗効果素子、および磁気抵抗効果型磁気へッド 2 2 においても、図 6 3に示すように、センス電流 I s を、第 1および第 2 シールド兼電極層

2 および 1 9 間に、一方から他方に通電する。すなわち、積層構造部 1 2 の積層方向に通電する C P P構成とする。

そして、前方面 2 0 に、磁束導入層 4 0 の先端が臨む構成とされて、この先端から、外部磁界、すなわち磁気へッドにおいては、磁気記録媒体上の磁気記録による信号磁界が導入され、この前方面 2 0 から所要の距離をもって奥行き方向に入り込んだ位置に形成された積層構造部 1 2 に導入され、上述したセンス電流 I s に対するスピン依存散乱を生じさせる。すなわち、抵抗変化を生じさせ、この変化をセンス電流 I s による電気的出力として取り出す。

そして、この第 3の実施形態における例では、 S V M R構成による積層構造部 1 2への外部磁界の導入が磁束導入層 4 2 によつてなされるものであるが、この磁束導入層 4 2は、積層構造部 1

2 の前方側面 5 3 Fおよび後方側面 5 3 Rに対して、厚さ dの絶縁層 5 0を介して、電気的に絶縁して対向させたことにより、 C P P構成として積層構造部 1 2 の膜厚方向にセンス電流の通電を行った場合に、磁束導入層 4 2カ、上述したような導電性を有する N i F eによる場合においても、この磁束導入層 4 2 にセンス電流が回り込むことによつて効率低下を来すことを回避することができるものである。

そして、この構成による場合においても、 C P P型構成としたことにより、この C P P型構成における特徴、すなわち膜厚方向に通電することによる低抵抗化によって小面積化、したがって、高密度化が図られること、その積層構造部 1 2を挟んで、熱導電率の高い第 1 および第 2 のシールド兼電極層 2および 1 9が熱的に近接して配置されていることから放熱効果にすぐれた安定した動作を持続できる信頼性の高い構成を有する。 .

また、その積層構造部 1 2 の各層の側面が、実質的に同一面を形成する側面 1 3 として形成されることから、上述した本発明製造方法におけるように、各層の形成を同一パターンに同一工程で形成することができ、製造の簡易化が図られる。

また、上述したように、その硬磁性層 1 4、自由層 4 0 との配置関係は、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するような位置関係に選定することにより、前述したように、硬磁性層 1 4からのバイァス磁界を有効に自由層に印加するとができ、より自由層の安定性を高めることができる。例えば自由層 4 0を厚さ 2 n mの C o F e と、厚さ 3 n mの N i F e と、厚さ 2 n mの C o F e との 3層構造とするとき、その M s _F x t _F は、 0. 7 6 emu/cm³ となるが、例えば C o—ァ F e 2 0₃ による硬磁性層 1 4の場合、その厚さは、自由層 4 0 より充分厚い、例えば 5 3 n mとして、 M s _H x t _H を 1. 3 3 em u/cm³ とする。

また、前方面 2 0に臨んで第 1および第 2 のシールド兼電極層 2 および 1 9 の前方端面が配置された、シールド型構成とされていることによって、外部磁界の導入が制限される構成とすることから解像度の高いヘッドとして構成される。，

更に、ストライプ部 2 1 の、積層構造部 1 2より後方側、すなわち前方面 2 0 とは反対側部分が、磁束誘導部として働くことから、積層構造部 1 2からシールド部、この例ではシールド兼電極層 2および 1 9 に漏れる磁束の低減化を図ることができ、磁気抵抗効果を高めることができる。

また、上述した例では、硬磁性層 1 4力^ 高抵抗材料である場合について説明したが、この硬磁性層 1 4が、低抵抗材料の例えば C 0 C r P tである場合は、図 6 5に、図 6 3 に対応する概略断面図を示すように、硬磁性層 1 4の形成に先立って S i 0₂ 、 S i N等の絶縁層 2 3を被着形成して、この上に、硬磁性層 1 4 の形成を行うことによって、第 1および第 2のシールド兼電極層 2 および 1 9間のセンス電流 I sが硬磁性層 1 4を通じてリ―クすることを回避できる。

また、この実施形態においても、図 2 1で説明したと同様に、例えば電磁誘導型の薄膜磁気記録へッド 3 0 を積層することによつて磁気記録再生へッドとして構成することができる。

上述した各実施形態においては、 S V MR構成による磁気抵抗効果素子およびこれを感磁部とする磁気抵抗効果型磁気へッドをとした場合であるが、他の実施形態として、トンネル型磁気効果すなわち T M R構成による磁気抵抗効果素子およびこれを感磁部とする磁気抵抗効果型磁気へッドを構成することができる。

この T M R構成においては、前述した各実施形態およびその例において、そのスぺ一サ層 5、 5 A、 5 Bを、例えば厚さ 0 . 7 n mの A 1 ₂ 0 3 層によるトンネルバリア層に置き換えることによつて T M R構成とすることができる。

また、上述した各実施形態および例においては、積層構造部 1 2 、前方面 2 0 より後方に位置する構成とした場合であるが、図 6 6 に示すように、前方面 2 0 に臨む位置に形成することもでさる o

尚、本発明による磁気抵抗効果素子およびこれを感磁部とする磁気抵抗効果型磁気へッド、またこれらの製造方法は、上述した各実施形態およびこれらの例に限定されるものではなく、本発明構成において種々の変形変更を行うことができる。

上述した本発明にる S V M R構成あるいは T M R構成による磁気抵抗効果素子、そしてこの磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドは、少なくとも外部磁界が導入される自由層とその近傍の、すなわち磁気抵抗効果を奏する実質的動作部となるスぺ一サ層、すなわち非磁性導電層もしくはトンネルバリァ層、固定層においては、その相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面とされて実質的に同一幅構成としたことによって、この部分の幅を必要充分に幅狭にすることができ、センス電流を、この S V M R構成部あるいは T M R構成部に集中することができ、磁気抵抗効果を高めることができる。したがって、感度の良い外部磁界の検出を行うことができる磁気抵抗効果素子、あるいは磁気記録媒体からの信号磁界の検出出力を高めることができる磁気へッドを構成することができるものである。更に、上述したように、磁気抵抗効果素子において、その硬磁性層と、自由層との配置関係は、両者の膜厚方向の中心部がほぼ一致するような位置関係に選定するときは、硬磁性層からの磁界を有効に自由層に印加することができ、より自由層の安定性を高めることができる。

すなわち、硬磁性層は、自由層の端部に生じる磁区を確実に消去して、外部磁界に対する自由層における磁化回転に不連続性が生じるバルクノヽゥゼンノイズの改善を図ることができる。

したがって、この本発明による磁気抵抗効果素子、および磁気抵抗効果型磁気へッドは、冒頭に述べた、 C P P型構成の特徼、すなわち小面積化、高密度化が図られること、その積層構造部を挟んで、熱導電率の高い例えば第 1および第 2のシールド兼電極層が熱的に近接して配置されていることから放熱効果にすぐれた安定した動作を持続できる信頼性の高い構成を有する。

そして、更に本発明によれば、その積層構造部 1 4の各層の側面が、実質的に同一面を形成する側面 1 3 として形成されることから、上述した本発明製造方法におけるように、各層の形成を同一パターンに同一工程で形成することができ、製造の簡易化が図られる。

Claims

§ δま冃求の. 少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、該固定層の磁化を固定する反強磁性層と、上記自由層と上記固定層との間に介在されるスぺーサ層とが積層された積層構造部を有し、上記積層構造部には、その積層方向に少なくとも上記自由層と上記スぺ一サ層と上記固定層とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成され、該相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層が配置されて成り、上記積層構造部の積層方向を、該積層構造部に対するセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向としたことを特徵とする磁気抵抗効果素子。 . 少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2の固定層と、該固定層の磁化を固定する第 1 および第 2 の反強磁性層と、上記自由層と上記各第 1および第2の固定層との間に介在される第 1および第 2のスぺ一サ層とが積層された積層構造部を有し、該積層構造部には、その積層方向に少なくとも上記自由層と、該自由層を挟んで配置された上記第 1および第 2 のスぺーサ層と、上記第 1および第 2 の固定層に差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成され、該相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層が配置されて成り、上記積層構造部の積層方向をセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向としたことを特徼とする磁気抵抗効果素子。 . 上記スぺ一サ層が、非磁性導電層より成ることを特徵とする請求項 1 または 2に記載の磁気抵抗効果素子。 . 上記スぺ一サ層が、トンネルバリア層より成ることを特徴とする請求項 1 または 2 に記載の磁気抵抗効果素子。. 上記硬磁性層の厚さ方向の中心部と、上記自由層の厚さ方向の中心部部とがほぼ一致するように配置されて成ることを特徵とする請求項 1 または 2 に記載の磁気抵抗効果素子。. 磁気抵抗効果素子による感磁部を有し、該感磁部が、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、該固定層の磁化を固定する反強磁性層と、上記自由層と上記固定層との間に介在されるスぺ一サ層とが積層された積層構造部を有し、上記積層構造部には、その積層方向に少なくとも上記自由層と上記スぺ一サ層と上記固定層とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成され、該相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層が配置されて成り、上記積層構造部の積層方向を、該積層構造部に対するセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向として成ることを特徵とする磁気抵抗効果型磁気へッド。 . 磁気抵抗効果素子による感磁部を有し、該感磁部が、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2の固定層と、該固定層の磁化を固定する第 1 および第 2 の反強磁性層と、上記自由層と上記各第 1および第 2 の固定層との間に介在される第 1および第 2のスぺ一サ層とが積層された積層構造部を有し、該積層構造部には、その積層方向に少なくとも上記自由層と、該自由層を挟んで配置された上記第 1および第 2 のスぺ一サ層と、上記第 1 および第 2 の固定層とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成され該相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層が配置されて成り、上記積層構造部の積層方向をセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向として成ることを特徵とする磁気抵抗効果型磁気へッド。. 上記スぺーサ層が、非磁性導電層より成ることを特徴とする請求項 6 または 7に記載の磁気抵抗効果素子。 . 上記スぺ一サ層が、トンネルバリア層より成ることを特徵とする請求項 6 または 7に記載の磁気抵抗効果型磁気へッド。 0 . 上記硬磁性層の厚さ方向の中心部と、上記自由層の厚さ方向の中心部とがほぼ一致するように配置されて成ることを特徽とする請求項 6 または 7 に記載の磁気抵抗効果型磁気へッド。

1 . 上記積層構造部に、磁気記録媒体との対接ないしは対向面に先端が臨む磁束導入層が設けられて成ることを特徵とする請求項 6 または 7 に記載の磁気抵抗効果型磁気へッド。

2 . 上記積層構造部に、上記外部磁界の印加方向にほぼ沿う相対向する側面と交叉する他の側面が形成され、該側面が磁気記録媒体との対接ないしは対向面に臨む構成とされたことを特徵とする請求項 6 または 7に記載の磁気抵抗効果型磁気へッド。

3 . 基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、該固定層の磁化を固定する反強磁性層と、上記自由層と上記固定層との間に介在してスぺーサ層とを成膜して積層成膜を形成する積層成膜工程と、

少なくとも上記自由層と上記固定層とを連続的に同一マスクを用いてパターニングして相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面によって構成された積層構造部を形成するとともに上記側面に上記自由層と固定層の側端面を臨ましめるパターニング工程と、

上記相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層を形成する工程とを有し、

上記積層構造部の積層方向を、該積層構造部に対するセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とする磁気抵抗効果素子を得ることを特徵とする磁気抵抗効果素子の製造方法。

4 . 基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2の固定層と、該固定層の磁化を固定する第 1および第 2 の反強磁性層と、上記自由層と上記各第 1および第 2 の固定層との間に介在される第 1および第 2のスぺーサ層との積層成膜を形成する成膜工程と、

該積層成膜を構成する少なくとも上記自由層と、該自由層を挟んで配置された上記第 1および第 2 のスぺ—サ層と上記第 1 および第 2 の固定層とに差し渡って、連続的に同時にパター二ングして、相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面によつて構成された積層構造部を形成するとともに上記側面に上記パターニングした各層の側端面を臨ましめるパターニング工程と、

上記相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層を形成する工程とによつて磁気抵抗効果素子を形成し、

上記積層構造部の積層方向をセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とする磁気抵抗効果素子を得ることを特徵とする磁気抵抗効果素子の製造方法。

1 5 . 上記スぺーサ層が、非磁性導電層より成ることを特徴とする請求項 1 3 または 1 4に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法 o

1 6 . 上記スぺ一サ層が、トンネルバリア層より成ることを特徵とする請求項 1 3または 1 4に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法。

1 7 . 上記硬磁性層の厚さ方向の中心部と、上記自由層の厚さ方向の中心部とがほぼ一致するように配置させることを特徵とする請求項 1 3 または 1 4に記載の磁気抵抗効果素子の製造方法

8 . 磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドの製造方法であつて、

基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層と、強磁性材料から成る固定層と、該固定層の磁化を固定する反強磁性層と、上記自由層と上記固定層との間に介在してスぺ一サ層とを成膜して積層成膜を形成する積層成膜工程と、

上記積層構造部の積層方向を、該積層構造部に対するセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とする感磁部を形成することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。

9 . 磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドの製造方法であつて、

基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由層を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2の固定層と、該固定層の磁化を固定する第 1および第 2 の反強磁性層と、上記自由層と上記各第 1および第 2 の固定層との間に介在される第 1および第 2 のスぺ一サ層との積層成膜を形成する成膜工程と、該積層成膜を構成する少なくとも上記自由層と、該自由層を挟んで配置された上記第 1および第 2 のスぺ—サ層と上記第 1 および第 2 の固定層とに差し渡って各層を、連続的に同時にパターニングして、相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面によって構成された積層構造部を形成するとともに上記側面に上記パターニングした各層の側端面を臨ましめるパターニング工程と、

上記相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁層を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性層を形成する工程とにより磁気抵抗効果素子を形成し、

上記積層構造部の積層方向をセンス電流の通電方向とし、該積層構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とする感磁部を形成することを特徴とする磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。

0 . 上記スぺ一サ層が、非磁性導電層より成ることを特徵とする請求項 1 8 または 1 9 に記載の磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。

1 . 上記スぺ一サ層が、トンネルバリア層より成ることを特徵とする請求項 1 8 または 1 9に記載の磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。

2 . 上記硬磁性層の厚さ方向の中心部と、上記自由層の厚さ方向の中心部とがほぼ一致するように配置させることを特徵とする請求項 1 8 または 1 9 に記載の磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。補正書の請求の範囲

[ 2 0 0 2年 4月 8日（0 8 . 0 4 . 0 2 ) 国際事務局受理：出願当初の請求の範囲

1—2 2は補正された請求の範囲 1一 1 2に置き換えられた。（4頁） ]

1 . (補正後）磁気抵抗効果素子による慼磁部を有し、

該感磁部が、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する软磁性材料からなる自由履と、強磁性材料から成る固定眉と、該固定雇の磁化を固定する反強磁性眉と、上記自由餍.と上記固定屑との間に介在されるスぺーサ層とが稂展された積屑構造部を有し、

さらに上記積展構造部に、磁気記録媒体との対接ないしは対向面に先端が臨む磁束導入届が設けられ、

上記積屑構造部には、その積届方向に少なくとも上記自由眉と上記スぺーサ廇と上記固定眉とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連銃した一曲面による相対向する側面が形成され、該相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁 Sを介して、上記自由餍の磁気的安定性を確保するための髙抵抗もしくは低抵抗の硬磁性眉が配置されて成り、

上記積層構造部の積層方向を、該稜層構造部に対するセンス電流の通 ¾方向とし、

該積眉構造部の面方向に沿いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向として成ることを特徵とする磁気抵抗効果型磁気へ、J、ド。

2，（補正後）磁気抵抗効果素子による感磁郞を有し、

該感磁部が、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由眉を挾んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1 および第 2の固定靥と、該固定層の磁化を固定する第 1および第 2 の反強磁性層と、上記自由履と上 fS各第 1 および第 2 の固定暦との間に介在される第 1およぴ第 · 2.のスぺーサ層とが稹展'された粮展構造部を有し、

さらに上記積展構造部に、磁気記録媒体との対接ないしは対

補正された用紙（条約第 19条）向面に先端が臨む磁車導入層が設けられ、

該積層構造部には、その稂屑方向に少なくとも上 K自由層と

、該自由展を挟んで配置された上記第 1および第 2 のスぺーサ屑と、上記第 1および第 2 の固定眉とに差し渡ってそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面による相対向する側面が形成され該相対向する側面に直接的に接してあるいは絶縁屑を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための髙抵抗もしくは低抵抗の硬磁性展が配 Bされて成り、

上記積展構造部の積層方向をセンス電流の逋電方向とし、該積/ g構造部の面方向に'ぬいかつ上記相対向する側面にほぼ 'ぬう方向を外部磁界の印加方向として成ることを特徴とする磁気抵抗効果型磁気へツド。

3 . (捕正後）上記スぺーサ展が、非磁性導 S層より成ることを特徵とする請求の範囲第 1項または 2 に記戦の磁気抵抗効果型磁気へッド。

4 . (補正後）上記スぺーサ屑が、トンネルバリア展より成ることを特徼とする請求の範囲第 1項または 2 に記载の磁気抵抗効果型磁気へッド。

5 . (補正後）上記硬磁性層の厚さ方向の中心部と、上言 S自由餍の厚さ方向の中心郞とがほぼ一致するように配置されて成ることを特徵とする讅求の範囲第 1項または 2 に記載の磁気抵抗効巣型磁気へッド。

6 . (補正後）上 ^自由届が、上言 S磁束導入 Sを兼ねていることを特徵とする請求の範囲第 1項または 2に記載の磁気抵抗効果型磁気へッド。

7 . (補正後）磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドの製造方法であつて、

補正された用紙（条約第 19条）基扳上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由 «と、強磁性材料から成る固定眉と、該固定層の磁化を固定する反強磁性展と、磁気記録媒体との対接ないしは対向面に先端が臨む磁束導入雇と、上記自由眉と上記固定層との間に介在してスぺーサ眉とを成膜して稂眉成膜を形成する積靥成膜工程と、

少なくとも上記自由層と上記固定層とを連続的に同一マスクを用いてパターユングして相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連続した一曲面によって構成された積層構造部を形成するとともに上記側面に上記自由展と固定眉の側端面を臨ましめるパターニング工程と、

上記栢対向する側面に直接的に接してあるいは絶緣 Sを介して、上記自由眉の磁気的安定性を確保するための高抵抗もしくは低抵抗の硬磁性展を形成する工程とを有し、

上記積展構造部の積層方向を、該槺廇構造部に対するセンス電流の通 ¾方向とし、該積眉構造部の面方向に^いかつ上記相対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とする慼磁部を形成することを特徵とする磁気抵抗効果型磁気へッドの製法。

8 . (補正後）磁気抵抗効果素子による感磁部を有する磁気へッドの製造方法であって、

基板上に、少なくとも、外部磁界に応じて磁化が回転する軟磁性材料からなる自由屑を挟んでその両面に、それぞれ強磁性材料から成る第 1および第 2の固定層と、該固定雇の磁化を固定する第 1および第 2 の反強磁性層と、磁気記録媒体との対接ないしは対向面に先端が臨む磁束導入展と、上記自由展と上記各第 1および第 2の固定層'との間に介在される第 1および第 2 のスペ^-サ層との稂眉成膜を形成する成膜工程と、

補正された用紙（条約第 19条）該積層成膜を構成する少なくとも上記自由履と、該自由層を挟んで配置された上記第 1および第 2 のスぺーサ眉と上記第 1 および第 2 の固定層とに差し渡って各屑を、連続的に同時にパターニングして、相対向する側面がそれぞれ一平面もしくは連綺した一曲面によって構成された稷眉構造部を形成するとともに上記側面に上記パタ一ユングした各展の側端面を臨ましめるパ夕一ユング工程と、

上記相対向する側面に直接的に接してあるいは絶籙展を介して、上記自由層の磁気的安定性を確保するための髙抵抗もしくは低抵抗の硬磁性眉を形成する工程とにより磁気抵抗効果素子を形成し、

上記積展構遗部の積眉方向をセンス ¾流の通雹方向とし、該稷屑構造部の面方向に沿いかつ上記栢対向する側面にほぼ沿う方向を外部磁界の印加方向とする惑磁部を形成するこ'とを特徼とする磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。

. (補正後）上記スぺーサ眉が、非磁性導電眉より成ることを特徵とする請求の範囲第 7項または 8に記載の磁気抵抗効果型磁気へツドの製造方法。

0 . (補正後）上記スぺーサ廇が、トンネルパリア屑より成ることを特徵とする蹐求の範囲第 Ί項または 8に記載の磁気抵抗効果型磁気へ、ジドの製造方法。

1 . (補正後）上記硬磁性眉の厚さ方向の中心部と、上記自由層の厚さ方向の中心部とがほぼ一致するように配置させることを特徼とする锖求の範囲第 7項または 8に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの製造方法。

2 . (追加）上記自由層が、上記磁束導入層を兼ねていることを特徽とする請求の範囲第 7項または 8に杞栽の磁気抵抗効果型磁気へッドの製造方法。

補正された用紙（条約第 19条）条約 1 9条に基づく説明書本願発明を、磁気抵抗効果型磁気へッドおよびその製造方法とし、更に、磁気抵抗効果型磁気へッドを構成する感磁部の穣眉構造部が磁気記録媒体との対接ないしは対向面に先端が臨む磁束導入餍を具備することを明確にした。

これにより、補正前の諝求の範囲 1項〜請求の範囲 5項、およぴ同様の補正前の請求の範囲第 1 2項〜靖求の範囲第 1 7項を削除し、請求の範囲の番号を付け直した。

請求の範囲第 1項は、補正前の請求の範囲第 6項に対応し、かつ補正した。

請求の範囲第 2項は、補正前の精求の範囲第 7項に対応し、かつ捕正した。

請求の範囲第 3項は、補正前の請求の範囲第 8項に対応し、かつ補正した。

請求の範囲第 4項は、補正前の請求の範囲第 9項に対応し、かつ補正した。

請求の範囲第 5項は、捕正前の請求の範囲第 1 0項に対応し、かつ捕正した。

婧求の範囲第 6項は、補正前の蹐求の範囲第 1 1項に対応し、かつ補正した。

請求の範囲第 7項は、捕正前の請求の範囲第 1 8項に対応し、かつ捕正した。

婧求の範囲第 8項は、補正前の求の範囲第 1 9項に対応し、かつ捕正した。

諫求の範囲第 9項は、補正前の請求の範囲第 2 Q項に対応し、かつ補正した。

請求の範囲第 1 0項は、捕正前の請求の範囲第 2 1項に対応し、かつ捕正した。

腈求の範囲第 1 1項は、補正前の請求の範囲第 2 2項に対応し、かつ補正した。

腈求の範囲第 1 2項は、追加した。