專利名稱：一種磁阻磁頭及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種CPP(垂直于平面的電流)結構的磁阻磁頭，用于允許感測電流流過磁阻膜的層疊表面。
背景技術：
利用磁阻效應的磁阻傳感器已知為優(yōu)異的磁場傳感器并實際用作磁頭的讀磁頭，在該磁阻傳感器中電阻根據外部磁場中的變化而變化，該讀磁頭是磁存儲設備的主要部件。由于磁存儲設備在尺寸的減小和更快速度傳送方面不斷地取得進展，磁頭還需要用來讀和寫信息的更高性能。用于實現更高輸出和更高傳送率的措施可以被列入這種需要中的讀磁頭的首要目標。關于更高輸出，已進行了磁阻膜的研制和改進。對于每1cm2約3×108位的記錄密度，已使用各向異性的磁阻(AMR)膜。對于更高的記錄密度，已經研制了用于獲得更高輸出的巨磁阻薄膜(GMR)。目前，已對這種GMR進行了進一步改進。但是，由于擔心這種GMR對于高于每1cm29.3×109位的記錄密度不能提供足夠的輸出，已對隧穿磁阻薄膜和CPP-GMR薄膜進行了研究和開發(fā)，允許電流流過感測薄膜的層疊表面，作為GMR薄膜的下一代磁阻層。
使用AMR薄膜和GMR薄膜的磁頭在結構上顯著地不同于使用隧穿磁阻薄膜和CPP-GMR膜的磁頭。前者具有CIP(面內電流(CurrentInto the Plane))結構，其中感測電流在由AMR膜和GMR膜形成的磁阻膜的面內方向上流動。在該結構中，用于提供感測電流的電極被設置在該磁阻膜的兩側上。同時，后者具有CPP結構，其中幾乎在與由隧穿磁阻膜和CPP-GMR膜形成的磁阻膜的平面垂直的方向中施加感測電流。因此，以在該磁阻膜上層疊這些電極的方式設置該用于提供感測電流的電極。
作為CPP結構磁頭的特有主題之一，可以列出要求除去通過刻蝕淀積到用于檢測外部磁場的磁阻膜的結點的側壁的重淀積物的工序。通常，利用干刻蝕方法進行該刻蝕，特別地使用離子銑削方法。但是，在此情況下，進行第一刻蝕工序，用以通過以與襯底幾乎垂直的角度照射離子束，刻蝕到差不多預定形狀，此后，執(zhí)行第二蝕刻工序，用于通過以較淺的角度照射離子束，來除去淀積到在結點的傳感器高度方向上的邊緣的重淀積物。在該工序中，由于在第二刻蝕工序中，離子束以接近相當垂直于結點側壁的角度入射，必須對比不需要第二蝕刻工序的CIP結構的更多的由刻蝕工序所引起的損壞進行一定考慮。而且，在CPP結構磁頭中也出現一個問題，其中當進行第二刻蝕工序時，傳感器高度方向上的邊緣容易變得更陡峭，由此在上磁屏蔽層的底表面中產生臺階，以及這種臺階將引起上磁屏蔽層和下磁屏蔽層之間的介電擊穿電壓的損壞和源于磁屏蔽層的讀性能的不穩(wěn)定性。
用于更高傳送率的措施將成為CPP結構所特有的問題，因為CIP結構磁頭和CPP結構磁頭用于提供感測電流的電極布置不同，用于CIP結構磁頭和CPP結構磁頭的措施也是不同的。在CPP結構磁頭中，由于利用以在磁阻膜上層疊的方式設置的上電極層(在某些情況下也使用上磁屏蔽層)和下電極層(在某些情況下也使用下磁屏蔽層)產生靜電容C，用于根據需要控制這些電極層不變得更靠近的工序和用于控制這些電極層的在傳感器高度方向上的結構的工序都是必需的，控制這些電極層的在傳感器高度方向上的結構為了具有良好成品率的再生。
關于在傳感器高度方向上的CPP結構磁頭的形狀，JP2002-299726A和JP2003-298143A公開了以在CPP-GMR傳感器中逐漸彎曲的形狀形成結邊緣。而且，JP2003-204096A和JP2004-118978A公開了在TMR傳感器中釘扎層的頂表面是平坦的，以及還公開了在釘扎層上面的上層和釘扎層下面的下層的邊緣上形成具有兩個直錐形的臺階結邊緣。
JP2002-299726A[專利文獻2]JP2003-298143A[專利文獻3]JP2003-204096A[專利文獻4]JP2004-118978A發(fā)明內容本發(fā)明解決的問題專利文獻JP2002-299726A和JP2003-298143A公開了一種在傳感器高度方向上逐漸彎曲的結邊緣的形狀，但是沒有公開磁阻膜的具體結構，以致任一層的邊緣可能具有陡峭的錐形，以及不顯然任一層的邊緣應該具有平緩錐形。在專利文獻2000-204096A中，以包括釘扎層的頂表面的臺階形狀，形成在傳感器高度方向上的TMR傳感器的結邊緣。但是，不考慮靜電容的減小，上磁屏蔽層和下磁屏蔽層之間的絕緣體薄膜也以臺階的形狀形成。專利文獻JP2004-118978A類似于JP2003-204096A。這些的不同點在于釘扎層在傳感器的高度方向上比自由層更長，但是釘扎層邊緣的形狀不明顯。而且，用于產生靜電容的電極由上磁屏蔽層和釘扎層形成，這些層之間的距離短于上磁屏蔽層和下磁屏蔽層。由此，可以說對于靜電容的減小不采取任何考慮。此外，相關技術的四個專利文獻沒有提到由形成傳感器高度方向的刻蝕工序在結邊緣處產生的刻蝕損壞。
本發(fā)明的目的是提供一種磁阻磁頭及該磁阻磁頭的制造方法，通過抑制或消除在形成CPP磁頭的傳感器高度時產生的在磁阻膜的結邊緣處的刻蝕損壞，此外通過抑制由除去結邊緣上的重淀積引起的上磁屏蔽層和下磁屏蔽層之間的介電擊穿電壓的損壞，以及通過抑制源于磁屏蔽層的再生性能的不穩(wěn)定性，此外通過抑制靜電容的過量增加，該磁阻磁頭顯示出穩(wěn)定的再生性能和優(yōu)異的高頻性能。
解決問題的方法利用一種磁阻磁頭可以實現上面所述的目的，該磁阻磁頭包括下磁屏蔽層、具有釘扎層的磁阻膜、第一鐵磁層、中間層以及在下磁屏蔽層上形成的第二鐵磁層、分配在磁阻膜的傳感器高度方向上的傳感器高度方向回填膜以及在所述磁阻膜和所述傳感器高度方向回填膜上形成的上屏蔽層，其中感測電流施加到第一鐵磁層和中間層之間的界面和中間層和第二鐵磁層之間的界面，其中該釘扎層的底表面處的傳感器高度方向的長度長于第一鐵磁層的底表面處的傳感器高度方向的長度，由在傳感器高度方向上的釘扎層邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度，小于由在傳感器高度方向上的第二鐵磁層的邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度，以及傳感器高度方向回填膜的頂表面的高度等于或高于磁阻膜的頂表面。
這里，由第一鐵磁層的傳感器高度方向上的邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度可以小于由第二鐵磁層的傳感器高度方向上的邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度，以及可以大于由釘扎層的傳感器高度方向上的邊緣相對于磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度。
此外，通過在第二鐵磁層的頂表面和中間層的底表面之間的傳感器高度方向上形成間斷的結邊緣，也可以設置最大限度沒有任何刻蝕損壞的磁阻磁頭，典型地恰好設置在第二鐵磁層和中間層之間的界面處。此外，通過在中間層的頂表面和第一鐵磁層的底表面之間的傳感器高度方向上形成間斷的結邊緣，典型地恰好在中間層和第一鐵磁層之間的界面處形成該間斷的結邊緣，甚至也可以抑制刻蝕損壞。
此外，通過形成第一鐵磁層作為多層結構以及在鐵磁層的傳感器高度邊緣上設置平均錐角，難以受到刻蝕損壞的影響，該多層結構中經由非磁性金屬隔片層疊至少兩個或更多鐵磁層，該鐵磁層與釘扎層接觸并由第一鐵磁層構成，并且緊靠從磁阻膜的底表面延伸的表面，該平均錐角小于由第二鐵磁層邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的平均角，以及大于由釘扎層邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的平均角。
本發(fā)明的效果根據本發(fā)明，可以實現顯示出小的再生性能損壞、提供更高輸出和優(yōu)異的穩(wěn)定性以及保證優(yōu)異的高頻性能的磁阻磁頭，因為在傳感器高度方向上的在磁阻膜的結邊緣處的刻蝕損壞的影響可以被減小和抑制，此外上磁屏蔽層和下磁屏蔽層之間的介電擊穿電壓的損壞和源于磁屏蔽層的再生性能的不穩(wěn)定性也可以被抑制，以及也可以保持小的靜電容。


圖1A示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構圖。
圖1B示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的磁道方向上的示意圖。
圖2示出了現有技術的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面示意圖。
圖3示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面示意圖。
圖4示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構圖。
圖5示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構圖。
圖6示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構圖。
圖7示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構圖。
圖8示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構圖。
圖9示出了磁存儲設備的示意圖。
圖10示出了PtMn抗鐵磁薄膜的刻蝕損壞現象的視圖。
圖11示出了PtMn抗鐵磁薄膜的另一刻蝕損壞現象的視圖。
圖12是用于說明取決于磁阻薄膜的結構的傳感器性能差異的視圖。
圖13是用于說明取決于磁阻薄膜結構的另一傳感器性能中的差異的視圖。
圖14示出了本發(fā)明的CCP磁阻磁頭的制造方法的示意圖。
圖15示出了本發(fā)明的CPP磁阻磁頭的另一制造方法的示意圖。
具體實施例方式
下面將參考

本發(fā)明的實施例的概述。
在磁阻磁頭中，通過利用刻蝕工序將磁阻膜加工為預定尺寸和形狀，形成用于響應外部磁場而產生電信號的磁傳感器區(qū)域。此外，該磁性傳感器常常被要求顯示出線性響應，因此第一鐵磁層和第二鐵磁層的磁化方向常常被設置為幾乎垂直以實現這種需要。此外，作為用于實現這種設置的裝置，第一鐵磁層和層疊在其上的釘扎層磁性耦合。如上所述，由于釘扎層在磁阻磁頭中起到非常重要的作用，通過刻蝕工序造成的損壞對磁頭性能造成非常大的影響。因此，刻蝕工序在釘扎層上造成的損壞已經被調查。
實驗的結果，在該實驗中使用PtMn抗鐵磁薄膜作為釘扎層的材料作為例子，使用離子銑削方法作為刻蝕方法，如下所示。圖10示出了通過熒光X射線分析方法調查當刻蝕工序中的刻蝕深度變化時厚度為25nm的PtMn薄膜的成分變化的結果。該垂直軸表示Pt含量，以及對于普通的采樣表面離子束的入射角是1°以及離子束的加速電壓是425V來作為刻蝕條件。該PtMn抗鐵磁體顯示，當它被刻蝕時，因為Mn優(yōu)先被刻蝕，Pt的數量增加。性能中的最終改變是與鐵磁體的交換耦合場的下降。即使在刻蝕工序之前PtMn的成分保證最大交換耦合場的情況下，在約3nm的刻蝕之后，當Pt增加兩個(2)原子百分數(at.％)時，交換耦合場也被降低到最大值的75％。此外，當在約10nm的刻蝕之后，當Pt增加五個(5)原子百分數(at.％)時，交換耦合場被損壞到最大值的25％。這里，通過用熒光X射線分析方法測量的值來表示該成分，因此在其厚度方向上成分值是平均的。實際上，Pt含量增加，也就是隨著交換耦合場進入接近蝕刻表面的區(qū)域，在該交換耦合場中的損壞變得不同。
由于成分取決于刻蝕工序而變化的現象源于取決于元素的濺射率中的差值，因此它不是PtMn抗鐵磁薄膜特有的，它通常發(fā)生在包括兩個或以上種類的元素的材料中。此外，它不僅發(fā)生在抗鐵磁薄膜中，而且發(fā)生在硬磁薄膜中，例如，諸如CoPt系統(tǒng)合金和CoCrPt系統(tǒng)合金中。
在圖11中，獲得刻蝕膜表面的深度方向上的PtMn的晶格常數，以及針對從刻蝕膜表面的深度方向繪制晶格常數比率a/c，對于在蝕刻之前厚度為25nm的PtMn膜的樣品，其在這樣的條件下進行蝕刻離子束的入射角相對于樣品表面的法線是1°，以及離子束的加速電壓是425V。鑒于提高實驗的精確度，使用同步加速器輻射作為X射線源。此外，對于垂直軸的晶格常數比率a/c，由于PtMn中的抗鐵磁體具有體心四方晶格以及順磁體具有面心立方晶格，具有更大a/c值的抗鐵磁體顯示出更優(yōu)異的性能。從上面所說的觀點，從圖11可以認為在接近刻蝕面的區(qū)域的a/c值變得小，表明抗鐵磁體的性能退化。
由于刻蝕工序的而導致的a/c值減小的原因可以被認為存在于在這樣的工序中已經形成有序體心四方晶格的元素利用具有動能的離子束驅動以形成無序面心立方晶格。如上所述，可以明白，由于刻蝕而導致了晶體結構變化以及由此這種變化導致性能退化。PtMn抗鐵磁體的結果被解釋為作為一個例子，但是在Mn-Ir系合金中也產生類似的現象，這被認為是利用諸如Mn3Ir的有序晶格提高其抗鐵磁性能，該類似現象也產生在顯示出抗鐵磁體性能的包括其他有序晶格的合金中。此外，在諸如CoPt系合金和CoCrPt系合金的硬磁薄膜中，在刻蝕工序之前主要觀察到六方晶格，但是在刻蝕工序之后，面心立方晶格的部分增加，表明硬磁性能的退化。
這里離子銑削方法被認為是一個例子，但是即使在反應離子束刻蝕中也將產生類似的現象。在磁體的情況下，由于不能獲得更低升華溫度的反應產物，主要應該考慮物理刻蝕而不是化學刻蝕，即使當已經進行反應離子束刻蝕時。即，主要使用類似離子銑削的刻蝕機制。
接下來，在由厚度為1μm的Ni-Fe系合金薄膜形成的下電極上形成所謂的底部型旋-閥薄膜和所謂的頂部型旋-閥薄膜，在底部型旋-閥薄膜處，抗鐵磁體薄膜位于更接近襯底側面的區(qū)域處，在頂部型旋-閥薄膜處，抗鐵磁體薄膜位于遠離襯底的區(qū)域處，以及用相同的工藝制造具有各種尺寸的CPP傳感器，用于性能的比較。已經使用15nm厚度的PtMn抗鐵磁體膜作為釘扎層和使用3nm厚度的Co75Fe25膜作為在其上層疊的第一鐵磁層，來制造具有600、300、160、120、80和50nm的側面的正方形CPP傳感器。這里，在利用與刻蝕膜表面的法線成10°的入射角的離子束進行第一刻蝕之后，通過將離子束入射角設置為70°來進行刻蝕等于利用10°的入射角的刻蝕時間的1.25倍的時間，以便除去粘附到結側壁的重淀積物。
圖12是顯示釘扎層和第一鐵磁薄膜之間的交換耦合場Hp與器件尺寸的依存關系的視圖。這里，垂直軸表示利用具有600nm尺寸的器件的Hp值標準化的值。底部型和頂部型之間的比較指示，底部型具有小器件尺寸，由該小器件尺寸Hp開始變小，同時標準化的Hp值也變大。因此，可以理解底部型中的Hp的損壞是相當小的。
圖13是顯示在電壓是20mV和最大施加磁場是3kOe條件下測量的CPP傳感器的MR比率與器件尺寸的依存關系的視圖。與圖12一樣，利用具有600nm側面的器件的MR比率值來標準化該值。關于MR比率，在底部型中MR比率由此開始降低的器件尺寸小于頂部型，以及標準化的MR較大。作為MR比率減小的原因，Hp損壞的影響可以被認為是較大的。
底部型和頂部型的結構中的大差異是釘扎層是設置在襯底附近或遠離襯底設置，由此也產生刻蝕工序過程中對于釘扎層的離子照射時間的差異。在底部型中，不從刻蝕的最初階段照射離子來去除第一鐵磁層，因為釘扎層被設置在襯底附近。但是，在頂部型的情況下，幾乎對于刻蝕時間的全部部分都持續(xù)進行離子照射。這些不同呈現作為釘扎層的成分和結構的變化的差異，如使用圖10和圖11說明的，由此認為在Hp的性能和MR比率中已經產生差異。
從上面說明的結果，可以理解，為了控制刻蝕損壞，最好使用底部型磁阻薄膜。
下面將參考

本發(fā)明的優(yōu)選實施例。
圖1A示出了本發(fā)明的磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構。作為參考，圖1B示出了在空氣支承面處的磁道方向上的結構。此外，圖14是示出了形成傳感器高度方向的工藝的示意圖。
如圖14(A)所示，由包括礬土和碳化鈦的陶瓷形成的襯底101覆有諸如礬土的絕緣膜102，其表面用精細拋光進行平整。此后，形成由Ni-Fe系合金形成的下磁屏蔽層11。在該工序中，例如通過濺射方法、離子束濺射方法或電鍍法形成的薄膜形成圖案為預定形狀，此后對襯底的整個表面形成礬土的絕緣膜，以及該表面用化學機械拋光(CMP)方法進行平整，以便該表面的高度幾乎等于在其外圍中設置的絕緣膜的高度。在此情況下，下磁屏蔽層11的表面粗糙度被控制為小于預定的粗糙度。
在淀積設備內清洗其上的表面氧化物層或其上的等等之后，從襯底側面依次層疊下間隙層12、釘扎層13、第一鐵磁層14、中間層15、第二鐵磁層16以及第一上間隙層171，以形成磁阻膜，從而形成傳感器區(qū)域。
這里，對于下間隙層12和第一間隙層171，使用Ta、Ru、Ni-Cr-Fe系合金或這些元素的層疊膜。對于釘扎層13，使用諸如Pt-Mn系合金和Mn-Ir系合金的抗鐵磁膜以及諸如Co-Pt系合金和Co-Cr-Pt系合金的硬磁膜。此外，對于第一鐵磁層14和第二鐵磁層16，可以使用Ni-Fe系合金、Co-Fe系合金、Co-Ni-Fe系合金以及諸如磁鐵、霍斯勒(Heusler)合金的高極化材料以及這些材料的層疊膜。此外，也可以使用經由10或以下的隔片來層疊鐵磁層的多層膜。當使用TMR效果時，中間層15是隧穿壁壘。更具體地，它是包括諸如Al、Mg、Si、Zr和Ti的至少一種元素的氧化物或這些元素的復合氧化物或這些氧化物的疊層。此外，當使用CPP-GMR效果時，它是導電層或包括限流路徑的導電層。更具體地，Al、Cu、Ag、Au或這些元素的混合物和這些元素的層疊體，而且，用于通過這些元素的部分的部分氧化和氮化來限流的層。
在如上所述形成下間隙層、磁阻膜和第一上間隙層之后，在磁場中執(zhí)行退火或磁化，用于將第一鐵磁層14的磁化設置為特定的方向。特別地，當釘扎層13由具有有序晶格的抗鐵磁材料例如Pt-Mn系合金或Mn-Ir系合金形成時，構成有序結構，并需要在磁場中退火，直到產生與第一鐵磁層的交換耦合。
接下來，如圖14(B)所示，在傳感器高度方向上對變?yōu)楦袦y區(qū)的區(qū)域形成剝離掩膜50，以及利用刻蝕工序除去不需要的區(qū)域的磁阻膜。在此情況下，在從20至45°的入射角θ1中進行第一刻蝕，直到使用由下層抗蝕劑510和上層抗蝕劑502形成的雙層抗蝕劑來刻蝕第二鐵磁層16，下層抗蝕劑510在傳感器高度方向上的長度較短，上層抗蝕劑502在傳感器高度方向上的長度較長。箭頭標記60表示刻蝕原子的入射方向。此后，如圖14(C)所示，用小于第一刻蝕的入射角θ2進行第二刻蝕直到下間隙層12。而且，如圖14(D)所示，以大于第二刻蝕的入射角進行第三刻蝕，以除去在傳感器高度方向上粘附到側壁的重淀積物61。
利用上面說明的刻蝕，利用第二鐵磁層16來規(guī)定磁性傳感器的傳感器高度方向上的長度。在大于中間層的襯底側面中，釘扎層的底表面的傳感器高度方向上的長度長于第一鐵磁層的底表面的傳感器高度方向上的長度，以及由釘扎層的邊緣至從下間隙層12的底表面延伸的表面形成的平均角(例如，在釘扎層的薄膜厚度方向上的中間位置處測量的角度)小于由第二鐵磁層的邊緣至從下間隙層12的底表面延伸的表面形成的平均角。在該形狀中，在刻蝕工序中用離子照射損壞的區(qū)域包括漸近的錐形，因此恰好在第一鐵磁層下面的區(qū)域在傳感器高度方向上的邊緣處不包括錐形，以及與釘扎層和第一鐵磁層在傳感器高度方向上幾乎相等的情況相比，這種區(qū)域相對變小。由此，可以說該結構對于刻蝕損壞是相當耐用的。
接下來，如圖14(E)所示，利用濺射方法、離子束濺射方法或化學氣相淀積(CVD)方法，形成傳感器高度方向回填膜18。如上所述，在磁阻膜的襯底側面的傳感器高度邊緣上形成錐形可以防止在傳感器高度方向回填膜18的表面上產生臺階，傳感器高度方向回填膜18在傳感器高度刻蝕工序之后被淀積。對于傳感器高度方向回填膜18，可以使用單層薄膜、復合薄膜、以及諸如礬土、氧化硅、氧化鉭、氮化鋁、氮化硅以及氮化鉭的層疊膜。在層疊膜的情況下，通過分配上面所述的氧化膜和氮化物膜作為底層，可以在接近上磁屏蔽層的頂層中使用金屬膜。但是，在此情況下，從減小由下磁屏蔽層和上磁屏蔽層形成的靜電容的觀點，優(yōu)選至少氧化物或氮化物膜的底層的薄膜厚度比金屬膜的頂層更厚。在用上面所述的方法形成傳感器高度方向回填膜18之后，剝離掩模被除去。此后，如有必要形成第二上間隙層172，以便形成上磁屏蔽層21。
圖15示出了本發(fā)明的CCP結構的磁阻磁頭的另一制造方法的示意性工藝視圖。圖15(A)和15(E)對應于圖14(A)和14(E)。在圖14的制造工序中，已經說明了一個例子，其中使用雙層掩模作為傳感器高度方向上的剝離掩模。但是，如圖15(B)所示，也可以在刻蝕到達第二鐵磁層16之后除去掩模50，此后形成用于刻蝕到下間隙層12的掩模51，如圖15(C)所示。該刻蝕工序中的刻蝕原子的入射角在圖15(B)中優(yōu)選被設為從0至30°，而在圖15(C)中被設為從10至45°。
在圖1A中，傳感器高度方向上的長度H是第二鐵磁層16和第一上間隙層171的高度，以及將認為這些層的傳感器高度方向上的長度低于第二鐵磁層16下面的中間層15。傳感器高度H是影響第二鐵磁層16對于外部磁場的靈敏度的參數，以及也是可以利用磁道寬度決定的設計參數，因為它影響再生性能的穩(wěn)定性。同時，在傳感器高度方向上較長的長度(H+L)更需要，因為要求第一鐵磁層14具有優(yōu)異的熱穩(wěn)定性。但是，當第一鐵磁材料14的長度H+L變得更長時，中間層15和第二鐵磁層16之間的高度差L變得更長。因此，傳感器高度方向回填膜18變得更薄的區(qū)域也變得更長，導致高頻響應中的損壞。由此，值L是由磁存儲設備的數據傳送速率的規(guī)格決定的參數。
參數L的最短長度取決于制造方法。在圖14所示的制造方法中，在由下層抗蝕劑510和上層抗蝕劑502構成的雙層抗蝕劑的涂覆和曝光之后，僅僅用濕法工序或干法工序使下層抗蝕劑501凹進，由此它變得短于上層抗蝕劑502。但是，在此情況下，利用下層抗蝕劑501的刻蝕精確度，最短長度L被確定為約20nm。同時，在圖15所示的制造方法中，利用剝離掩模50和第二剝離掩模51的位置精確度，最短長度L被決定為約9nm。
而且，可以用離子束刻蝕法和反應離子束刻蝕法進行磁阻膜的刻蝕。在該方法中，恰好在去除第二鐵磁層16之后改變蝕刻條件的方法，可是是基于每個層的蝕刻速率的蝕刻控制。在刻蝕工序過程中，通過用二次離子質譜分析法或等離子發(fā)射譜來監(jiān)控刻蝕的元素，也可以實現較高精確度的控制。
在傳感器高度方向上的形成完成之后，在變?yōu)橛糜诖诺缹挾确较虻母袦y區(qū)的區(qū)域中形成剝離掩模，以及通過刻蝕工序除去除用于檢測磁場的感測區(qū)以外的區(qū)域的磁阻膜。在此情況下，與傳感器高度方向的情況一樣，使留在磁阻膜邊緣上的重淀積物的數量最小化是非常重要的。此后，形成由單層膜、復合膜或層疊膜形成的絕緣膜，諸如礬土、氧化硅、氧化鉭、氮化鋁、氮化硅和氮化鉭，以及在該絕緣膜上形成用于對第二鐵磁層16施加縱向偏置磁場的硬磁膜。通過除去剝離掩模完成在磁道寬度方向中的處理。在此情況下，為了控制性能特別是硬磁膜的矯頑力，也可以設置底層薄膜。而且，為了在該工序過程中保護的目的，也可以提供封蓋層。
接下來，形成引線以提供感測電流到下磁屏蔽層11和上磁屏蔽層21。作為引線的材料，使用低阻金屬如Cu、Au、Ta、Rh、Mo等等，根據需要也可以在這種引線的下側、上側或兩側形成其他金屬層。
在根據需要形成絕緣保護膜之后，對諸如磁阻薄膜和引線的頂表面進行清洗。此后，形成也用作上磁屏蔽層21的下層的第二上間隙層172和上磁屏蔽層21。由此，完成讀磁頭的工序。
圖2是通過蝕刻磁阻膜來形成在傳感器高度方向上的感測區(qū)域時其被幾乎垂直地刻蝕而不提供在本發(fā)明中的錐形的在傳感器高度方向上的感側區(qū)域的剖面結構的示意圖。在此情況下，如圖所示，因為由于抗蝕劑掩模的陰影效應，在傳感器高度方向回填膜18的覆蓋度差和好的區(qū)域之間的邊界處發(fā)生臺階。結果，該臺階也被轉移到上磁屏蔽層21。另一方面，如圖3所示，當因為抗蝕劑掩模的陰影對回填膜18的覆蓋度差的區(qū)域形成錐形時，利用形成的錐形，傳感器高度方向回填膜18的上表面在較高的位置。由此，在傳感器高度方向回填膜18的上表面不形成臺階。結果，在上磁屏蔽層21上不再產生臺階。
經由讀磁頭和寫磁頭之間的分離層，在其上形成用于寫入的感應磁頭。但是，這里省略了該形成工序的細節(jié)。在形成感應磁頭之后，當在磁道寬度方向上將500Oe的磁場施加到該讀磁頭的同時，在250℃下執(zhí)行退火三個小時。在第二鐵磁層16的磁化方向幾乎保持在傳感器高度方向的條件下，第一鐵磁層19的磁化方向指向磁道寬度方向。由此，完成晶片處理。
而且，通過用于利用機械研磨來研磨磁頭直到得到預定傳感器高度的滑動器工序、用于保護磁存儲設備內的讀磁頭和寫磁頭的保護薄膜淀積工序、用于對空氣支承面形成預定形狀的軌道以控制磁頭和磁盤之間的間隔的工序以及用于將單個磁頭聯結到懸架的裝配工序，完成磁頭萬向架組件。
為了比較的目的，通過也制造一個磁頭來評估再生性能，在該磁頭中，在磁阻膜的傳感器高度方向上的長度幾乎等于自由層(第二鐵磁層16)的長度，以及幾乎垂直于襯底表面地進行刻蝕而不提供錐形。除傳感器高度方向上的形狀以外，本發(fā)明的磁頭和用于比較的磁頭具有類似的結構。使用CPP-GMR膜作為磁阻膜，在CPP-GMR膜處限流路徑層被插入中間層中，上磁屏蔽層和下磁屏蔽層之間的距離被設為50nm，剩余磁感應強度Br和作為縱向偏置層的硬磁層的薄膜厚度t的乘積Br·t是飽和磁感應密度Bs和自由層的薄膜厚度的乘積Bs·t的8倍，磁道寬度是60nm，以及傳感器高度是70nm。表1通過關注在120mV的操作電壓下的輸出Vpp和通過對1000個磁頭重復寫電流的ON和OFF觀察到的振幅波動dVpp，示出了比較結果。這里，當最大輸出被指定為Vmax，最小輸出指定為Vmin以及平均值被指定為Vave時，振幅波動dVpp被定義為Vpp＝(Vmax-Vmin)/Vave×100(％)。在該表中，提供0.6mV或更高的輸出Vpp以及15％或更少的振幅波動dVpp的磁頭被定義為合格品。
表1

本發(fā)明中的磁頭的輸出和振幅波動中的合格品比率分別是91％和95％，但是比較例子的磁頭的輸出和振幅波動中的合格品比率分別降低至68％和75％。為了調查輸出中的合格品比率產生差異的原因，在±10kOe中進行轉移曲線測量。結果，在比較例子中觀察到第一鐵磁層和釘扎層(PtMn抗鐵磁體層)之間的交換耦合場的損壞，但是在本發(fā)明的磁頭中幾乎不能觀察到交換耦合場的損壞。
振幅波動假定為由以下原因產生，原因(i)經由磁道方向回填膜38從在第二鐵磁層16的兩側中設置的縱向偏置層39作用在第二鐵磁層16上的縱向偏磁場小于圖1B中的預定值，圖1B是沿磁道方向的視圖，或原因(ii)，因為在下磁屏蔽層11上或上磁屏蔽層21上產生疇壁，以及當這種疇壁移動時將干擾正常操作的磁場被施加到第二鐵磁層16，第二鐵磁層16的磁化變得不穩(wěn)定。為了區(qū)分這種原因，在磁道寬度方向上施加30Oe磁場的同時進行測量。當符合原因(i)時，在低到約30Oe的磁場中縱向偏置場的效果是大的，以及不能實現任何改進，但是當符合原因(ii)時，可以期望抑止振幅波動，因為可以利用30Oe的磁場，通過在磁道寬度方向中進行磁屏蔽層的飽和磁化來消除疇壁。作為實驗的結果，比較例子的磁頭中的合格品比率已經恢復到92％。
由該結果，可以假定，對于比較例子中的磁頭，在傳感器高度方向中的上磁屏蔽層中存在大的臺階，如圖2所示，以及該臺階導致疇壁的產生。同時，也可以假定，對于本發(fā)明的磁頭，在其上磁屏蔽層上不存在這么多臺階，如圖3所示，因此不產生疇壁。而且，比較例子和本發(fā)明中的磁頭的下磁屏蔽層11和上磁屏蔽層21或傳感器膜(下間隙層12、釘扎層13、第一鐵磁膜14、中間層15、第二鐵磁層16以及第一上間隙層171)之間的距離被比較。在比較例子的磁頭中，在上磁屏蔽層21的臺階拐角處，上磁屏蔽層21和下磁屏蔽層11或傳感器膜之間的距離被局部縮短，而在本發(fā)明的磁頭中，因為不產生臺階，其磁頭的上磁屏蔽層和下磁屏蔽層或傳感器膜之間的最短距離長于比較例子中的磁頭的最短距離。由此，后一磁頭的靜電容C小于前一磁頭。
如上所述，很顯然，利用本發(fā)明可以制造表現出再生性能的較少損壞和保證更高輸出、優(yōu)異的穩(wěn)定性以及優(yōu)異的高頻響應的磁阻磁頭。
為了獲得較高的再生分辯率，下磁屏蔽層11和上磁屏蔽層21之間的距離必須被縮短，由此靜電容增加。在圖4中，示出了解決上述問題的本發(fā)明的磁阻磁頭的磁性傳感器在傳感器高度方向上的截面結構。
在第一實施例中，在磁阻膜的傳感器高度方向中的邊緣的漸近錐形在下間隙層12處停止，以及下磁屏蔽層11的上表面是平坦的。因此，如果上下磁屏蔽層之間的距離被減窄，同時照原樣保持該形狀，那么靜電容增加。由此，在該實施例中，經由下磁屏蔽層11的刻蝕，通過在空氣支承面的相對側中沿傳感器高度方向拓寬較高位置處的上下磁屏蔽層之間的距離，抑止靜電容的增加，同時在下間隙層12處停止的漸近錐形保持原樣。即，在該實施例的磁阻磁頭中，在沿磁阻膜的傳感器高度方向的較高位置處，下磁屏蔽層11和上磁屏蔽層21之間的距離大于在空氣支承面處的下磁屏蔽層11和上磁屏蔽層21之間的距離。
為了獲得更高的磁道密度，在磁道方向中的側讀必須被減小。作為用于實現該目的的方法，已經提出了其中在磁道方向中的磁性傳感器的兩側分配側屏蔽的方法。在此情況下，需要引入所謂的層疊式偏置結構，其中在磁阻膜的上或下側中層疊縱向偏置層。
圖5示出了本發(fā)明的磁阻磁頭的磁性傳感器的傳感器高度方向上的截面結構，其適合于層疊式偏置結構。在該基本的層疊式偏置結構中，需要用于釘扎第一鐵磁層的磁化的第一釘扎層和用于在磁道方向中釘扎縱向偏置層24的磁化的第二釘扎層，該縱向偏置層24被設置以施加縱向偏移場到第二鐵磁層，但是前者需要更大的交換耦合場值。因此，在該實施例中，第一釘扎層13被分配到襯底的側面，此處預期更少的由刻蝕而導致的損壞，以及第二釘扎層23被分配給遠離襯底的區(qū)域，第二釘扎層23保證通過刻蝕而導致的退化有較寬余量。
在該層疊式偏置結構中，也可以設置用于控制耦合場25的層，為了控制第二鐵磁層16和縱向偏置層24之間的交換耦合和靜磁耦合的振幅和方向。
圖6示出了本發(fā)明的另一磁阻磁頭的磁性傳感器在傳感器高度方向上的截面結構。用于除傳感器高度方向上的磁阻膜以外的區(qū)域的制造方法類似于第一實施例。因此，將僅僅說明在傳感器高度方向上的結構。
在第一實施例中，提供了該結構，其中僅僅在第一鐵磁層14的邊緣存在受刻蝕損壞影響的區(qū)域，因為當除感測區(qū)以外的區(qū)域的第二鐵磁層16被刻蝕時，第一刻蝕被停止。當中間層15的刻蝕速率低于第二鐵磁層16的刻蝕速率時，例如，在隧穿壁壘用于該隧穿磁阻膜的情況下，可以相當容易地實現這種結構。但是，當這兩種刻蝕速率相等或當中間層15的刻蝕速率相當高時，具有好的再生性的制造變得困難。
在上面的情況中，當中間層15被刻蝕和從圖6所示的第一鐵磁層14開始第二刻蝕時，第一刻蝕被停止。在此情況下，第一鐵磁層14的頂表面的傳感器高度方向上的長度長于中間層15和第一鐵磁層14的界面的傳感器高度方向上的長度，以及這兩個層不連續(xù)地形成在傳感器高度方向上的邊緣處。在該結構中，即使當在除第一鐵磁層14和中間層15之間的界面以外的區(qū)域中的物理薄膜厚度不變化時，在接近薄膜表面的區(qū)域也可能產生磁性損壞，但是假定在交換耦合性能中不產生任何損壞，因為刻蝕損壞不延伸到第一鐵磁層14和釘扎層13之間的界面。而且，由于利用第二鐵磁層16和中間層15規(guī)定用作磁回讀信號的區(qū)域，以及與上述區(qū)域相比，磁性地受利用刻蝕工序的刻蝕損壞影響的該區(qū)域沿傳感器高度方向位于較高位置處，對性能的影響可以被認為相當小。由此，磁頭性能在輸出中不顯現出任何減小，因此可以獲得顯現出優(yōu)異穩(wěn)定性的再生性能。
作為該結構中的釘扎層13，可以使用諸如Pt-Mn系合金和Mn-Ir系合金的抗鐵磁膜、諸如Co-Pt系合金和Co-Cr-Pt系合金的硬磁膜。作為第一鐵磁層14和第二鐵磁層16，可以使用Ni-Fe系合金、Co-Fe系合金、Co-Ni-Fe系合金以及諸如磁鐵、霍斯勒(Heusler)合金的高極化材料以及這些元素的層疊膜，此外也可以使用經由10或以下的隔片層疊鐵磁層的多層薄膜。此外，即使當與第二實施例的情況一樣采用該錐形延伸到下磁屏蔽層11的結構時和當與第三實施例一樣使用層疊式偏置結構作為磁阻膜時，本發(fā)明的效果也決不改變。
圖7示出了本發(fā)明的另一磁阻磁頭在傳感器高度方向上的磁性傳感器的截面結構。在該實施例中，第一鐵磁層形成為三-層薄膜，其中有在釘扎層13的側面中的第三鐵磁性薄膜141、隔片142和中間層15的側面中的第四鐵磁性薄膜143。
當第四鐵磁性薄膜143或隔片142被刻蝕時，第一刻蝕被停止，以及第三鐵磁性薄膜141的物理薄膜厚度不被減小。與釘扎層13接觸的第一鐵磁層中的第三鐵磁層141的底表面在傳感器高度方向上的長度等于該釘扎層的頂表面在傳感器高度方向上的長度。兩個傳感器高度邊緣是連續(xù)的，但是第一鐵磁層內的第四鐵磁層143的底表面在傳感器高度方向上的長度短于第三鐵磁層141的頂表面在傳感器高度方向上的長度。以及這些傳感器高度邊緣是不連續(xù)的。在上述結構中，從磁技術觀點，接近第三鐵磁性薄膜141的薄膜表面的區(qū)域可以被認為性能損壞，但是與釘扎層13的界面處的刻蝕損壞可以被認為是小的。而且，由于利用鐵磁層16和中間層15規(guī)定用作磁回讀信號的區(qū)域，因此磁性地受刻蝕損壞影響的該區(qū)域可以被認為較少影響到性能，因為與這種區(qū)域相比，該受蝕刻損壞影響的區(qū)域沿傳感器高度方向位于較高位置。由此，即使在上述結構中也可以抑制輸出減小和再生性能的不穩(wěn)定性。
作為上述結構中的釘扎層13，可以使用諸如Pt-Mn系合金和Mn-Ir系合金的抗鐵磁膜以及諸如Co-Pt系合金和Co-Cr-Pt系合金的硬磁膜。作為第一鐵磁層14、第三鐵磁層141、第四鐵磁層142，可以使用Ni-Fe系合金、Co-Fe系合金、Co-Ni-Fe系合金以及諸如磁鐵、霍斯勒(Heusler)合金的高極化材料以及這些元素的層疊膜。此外，也可以使用經由隔片層疊三層或更多層層疊式鐵磁層的多層膜。此外，即使當與第二實施例的情況一樣地使用其中該錐形延伸到下磁屏蔽層11的結構時和當與第三實施例一樣使用層疊式偏置結構作為磁阻膜時，本發(fā)明的效果也決不改變。

圖8示出了本發(fā)明的磁阻磁頭的磁性傳感器在傳感器高度方向上的截面結構，本發(fā)明的磁阻磁頭可以用最簡單的工藝來制造。傳感器高度方向用第二鐵磁層16的長度規(guī)定，以及長度多于第二鐵磁層16的襯底的側面中的層在傳感器高度方向上的長度被設置為等于或長于該傳感器高度方向，以及當它靠近襯底的側面時這種長度變得更長。由于可以通過利用單層剝離掩膜來改變刻蝕條件，可以實現該形狀。
從抑制刻蝕損壞的觀點，在釘扎層13和第一鐵磁層14之間的界面的傳感器高度方向上，釘扎層13的刻蝕損壞的影響損壞在接近邊緣的區(qū)域處的交換耦合性能，但是由于形成包括錐形的釘扎層13，刻蝕損壞從釘扎層的錐形表面擴展到恒定深度，以及該損壞不擴展到薄膜厚度方向上的整個部件，甚至也不擴展到交換耦合性能被損壞的區(qū)域中。即使在該結構的情況下，也可以形成傳感器高度方向回填薄膜18，而不產生臺階。由此，可以減小輸出的降低和也可以抑制再生性能的不穩(wěn)定性。
在上面的說明中，磁阻膜利用其中中間層是隧穿壁壘的TMR效果或利用其中中間層是導電層或該導電層包括限流路徑層的CPP-GMR效果。但是，感測電流流過形成磁阻膜的材料的薄膜表面的器件，如利用磁性半導體和極化旋轉的擴散和積累現象的器件，也可以提供類似于本發(fā)明的效果。此外，下間隙層12、第一上間隙層171、第二上間隙層172不是必需的，以及如果從結構和制造觀點不需要這些層，這些也可以被除去。
而且，上面已經說明了磁阻磁頭，其中磁阻膜被分配為暴露給空氣支承面。但是，從其中磁阻膜被分配給從空氣支承面凹陷的區(qū)域由此它根本未被暴露或部分暴露給空氣支承面的磁阻磁頭也可以獲得類似的效果。
而且，當使用上面詳細說明的磁阻磁頭時，可以提供具有較高面密度的磁存儲設備。圖9是這種磁存儲設備的實施例的示意圖。該磁存儲設備包括用于磁性地寫入信息的磁盤201、用于旋轉該磁盤的電機202、用于將信息寫入磁盤201和從磁盤201讀取信息的磁頭203、用于支撐該磁頭的支架204、用于定位磁頭的致動器205以及用于處理該信息(寫和回讀信號)的讀/寫電路206。作為磁頭203的讀磁頭，使用上面詳細說明的磁阻磁頭。磁盤陣列設備也可以通過組合多個磁存儲設備來構建。在此情況下，由于同時使用多個磁存儲設備，可以提高對于信息的處理能力和也可以提高該設備的可靠性。
101襯底；102絕緣膜；11下磁屏蔽層；12下間隙層；13釘扎層；14第一鐵磁層；141第三鐵磁層；142隔片；143第四鐵磁層；15中間層；16第二鐵磁層；171第一上間隙層；172第二上間隙層；18傳感器高度方向回填薄膜；21上層磁屏蔽層；23第二釘扎層；24縱向偏置層；25用于控制耦合場的層；30空氣支承面；38磁道方向回填薄膜；39縱向偏置層；50傳感器高度方向剝離掩模；51傳感器高度方向剝離掩模；61重淀積物；150表示磁道方向的箭頭標記；201磁盤；202電機；203磁頭；204支架；205致動器；206讀/寫電路；501下層抗蝕劑；502上層抗蝕劑。
權利要求
1.一種磁阻磁頭，包括下磁屏蔽層；磁阻膜，其包括釘扎層、第一鐵磁層、中間層以及在所述下磁屏蔽層上形成的第二鐵磁層；在所述磁阻膜的傳感器高度方向上分配的傳感器高度方向回填膜；以及在所述磁阻膜和所述傳感器高度方向回填膜上形成的上磁屏蔽層，所述磁阻磁頭施加感測電流到所述第一鐵磁層和所述中間層之間的界面以及所述中間層和所述第二鐵磁層之間的界面，其特征在于所述釘扎層的底表面處在傳感器高度方向上的長度長于所述第一鐵磁層的底表面處在傳感器高度方向上的長度，由在傳感器高度方向中的所述釘扎層的邊緣相對于從所述磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度小于由在傳感器高度方向中的所述第二鐵磁層的邊緣相對于從所述磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度，以及所述傳感器高度方向回填膜的頂表面的高度等于或高于所述磁阻膜的頂表面。
2.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于由在傳感器高度方向上的所述第一鐵磁層的邊緣相對于從所述磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度小于由在傳感器高度方向上的所述第二鐵磁層的邊緣相對于從所述磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度，以及大于由在傳感器高度方向上的所述釘扎層的邊緣形成的角度。
3.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于所述第一鐵磁層具有多層結構，在該多層結構中鐵磁層經由非磁性金屬層以兩個或更多層層疊。
4.根據權利要求3所述的磁阻磁頭，其特征在于與構成所述第一鐵磁層的多個鐵磁層當中的所述釘扎層接觸的第三鐵磁層的底表面在傳感器高度方向上的長度等于所述釘扎層的頂表面在傳感器高度上的長度，以及第四鐵磁層的底表面在傳感器高度方向上的長度短于所述第三鐵磁層的頂表面在傳感器高度方向上的長度，該第四鐵磁層構成分配在所述第三鐵磁層上的所述第一鐵磁層。
5.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于所述釘扎層由抗鐵磁層形成。
6.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于所述中間層的底表面在傳感器高度上的長度長于所述第二鐵磁層和所述中間層之間的界面在傳感器方向上的長度。
7.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于所述第一鐵磁層的底表面在傳感器高度方向上的長度長于所述中間層的頂表面在傳感器高度方向上的長度，在所述中間層的頂表面和所述第一鐵磁層的底表面之間存在在傳感器高度方向上長度不連續(xù)地變化的區(qū)域。
8.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于所述中間層的底表面在傳感器高度方向上的長度長于所述第二鐵磁層的頂表面在傳感器高度方向上的長度，以及在所述第二鐵磁層的頂表面和所述中間層的底表面之間存在在傳感器高度方向上長度不連續(xù)地變化的區(qū)域。
9.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于沿傳感器高度方向在比所述磁阻膜更高的位置處的下磁屏蔽層和所述上磁屏蔽層之間的距離大于在空氣支承表面處的所述下磁屏蔽層和所述上磁屏蔽層之間的距離。
10.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于經由用于控制耦合場的層，在所述第二鐵磁層上層疊縱向偏置層和第二釘扎層，所述中間層的底表面在傳感器高度方向上的長度長于所述第二鐵磁層的頂表面在傳感器高度方向上的長度，以及在所述第二鐵磁層的頂表面和所述中間層的底表面之間存在在傳感器高度方向上長度不連續(xù)地變化的區(qū)域。
11.根據權利要求1所述的磁阻磁頭，其特征在于所述釘扎層的底表面在傳感器高度方向上的長度長于所述第一鐵磁層的頂表面在傳感器高度方向上的長度，以及在所述第一鐵磁層的頂表面和所述釘扎層的底表面之間存在在傳感器高度方向上長度不連續(xù)地變化的區(qū)域。
12.一種磁阻磁頭的制造方法，包括以下步驟在襯底上形成下磁屏蔽層、下間隙層、釘扎層、第一鐵磁層、中間層、第二鐵磁層以及上間隙層；形成包括下層抗蝕劑和上層抗蝕劑的雙層抗蝕劑圖案，與所述下層抗蝕劑相比，該上層抗蝕劑在傳感器高度方向上的長度更長，該上層抗蝕劑被分配在該下層抗蝕劑上，作為用于刻蝕至所述第二鐵磁層或所述中間層的掩模；使用所述雙層抗蝕劑圖案作為掩模，通過以相對于襯底的法線方向的第一入射角照射刻蝕離子從而執(zhí)行第一刻蝕，用于刻蝕至所述第二鐵磁層或所述中間層，通過以相對于襯底的法線方向的小于所述第一刻蝕角的第二入射角進行刻蝕離子的照射刻蝕至所述下間隙層來執(zhí)行第二刻蝕，該第二刻蝕用于在傳感器高度方向上處理至少所述下間隙層、釘扎層以及第一鐵磁層的邊緣為錐形形狀；形成傳感器高度方向回填膜；除去所述雙層抗蝕劑圖案；以及形成上磁屏蔽層；
13.一種磁阻磁頭的制造方法，其特征在于包括以下步驟在襯底上形成下磁屏蔽層、下間隙層、釘扎層、第一鐵磁層、中間層、第二鐵磁層以及上間隙層；形成第一抗蝕劑圖案作為掩模，用于刻蝕到所述第二鐵磁層或中間層；通過使用所述第一抗蝕劑圖案作為掩模以相對于襯底的法線方向的第一入射角輸入刻蝕離子，來進行第一刻蝕直到所述第二鐵磁層或所述中間層；除去所述第一抗蝕劑圖案；形成第二抗蝕劑圖案作為掩模，用于刻蝕達到所述下磁屏蔽層，該第二抗蝕劑圖案在傳感器高度方向的長度長于所述第一抗蝕劑圖案；使用所述第二抗蝕劑圖案作為掩模，通過以相對于襯底的法線方向的大于所述第一刻蝕角的第二入射角進行刻蝕離子的照射刻蝕至所述下間隙層，來執(zhí)行第二刻蝕，該第二刻蝕在傳感器高度方向上處理至少所述下間隙層、釘扎層以及第一鐵磁層為錐形形狀；形成傳感器高度方向回填膜；除去所述雙層抗蝕劑圖案；以及形成上磁屏蔽層。
全文摘要
減小在傳感器高度方向上的磁阻薄膜的結邊緣處的刻蝕損壞的影響，此外降低上磁屏蔽層和下磁屏蔽層之間的介電擊穿電壓的損壞和源于屏蔽過程的再生性能的不穩(wěn)定性，以及將CPP磁阻磁頭中的靜電容保持為小的值。在本發(fā)明的磁阻磁頭中，釘扎層13的底表面的傳感器高度方向上的長度長于第一鐵磁層14的底表面的傳感器高度方向上的長度，由釘扎層13的傳感器高度方向上的邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度小于由第二鐵磁層16的傳感器高度方向中的邊緣相對于從磁阻膜的底表面延伸的表面形成的角度，以及傳感器高度方向回填膜18的頂表面的高度等于或高于磁阻膜的頂表面。
文檔編號G11B5/21GK101038747SQ20071000534
公開日2007年9月19日 申請日期2007年2月14日 優(yōu)先權日2006年2月14日
發(fā)明者渡邊克朗, 新谷拓, 大杉真弘, 上田和浩 申請人:日立環(huán)球儲存科技荷蘭有限公司