(57)【要約】【課題】信頼性及び歩留りの高い磁気ヘッドを提供する。【解決手段】下部磁気シールド層４、上部磁気シールド層２、下部磁気シールド層と上部磁気シールド層の間に形成された磁気抵抗効果膜３、磁気抵抗効果膜の膜厚方向に電流を流す手段とを含む磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果膜は、固定層５１、非磁性層５２、酸化物層からなる絶縁障壁層５３、自由層５４がこの順番で成膜され、酸化物層にチタンとニッケルの少なくとも一方を含有する。【選択図】図５
2010003342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部磁気シールド層と、
上部磁気シールド層と、
前記下部磁気シールド層と上部磁気シールド層の間に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜の膜厚方向に電流を流す手段とを含み、
前記磁気抵抗効果膜は固定層、非磁性層、絶縁障壁層、自由層がこの順番で成膜された磁気抵抗効果膜であり、前記絶縁障壁層がチタンとニッケルの少なくとも一方を含有するコバルト酸化膜であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項２】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記コバルト酸化膜はチタンとニッケルの少なくとも一方を２．２at.%以上含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項３】
請求項１記載の磁気ヘッドにおいて、前記コバルト酸化膜はチタンとニッケルの両方を合計で２．２at.%以上含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項４】
下部磁気シールド層と、
上部磁気シールド層と、
前記下部磁気シールド層と上部磁気シールド層の間に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜の膜厚方向に電流を流す手段とを含み、
前記磁気抵抗効果膜は固定層、非磁性層、絶縁障壁層、自由層がこの順番で成膜された磁気抵抗効果膜であり、前記絶縁障壁層がチタンとニッケルの少なくとも一方を含有する銅酸化膜であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項５】
請求項４記載の磁気ヘッドにおいて、前記銅酸化膜はチタンとニッケルの少なくとも一方を２．２at.%以上含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項６】
請求項４記載の磁気ヘッドにおいて、前記銅酸化膜はチタンとニッケルの両方を合計で２．２at.%以上含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項７】
下部磁気シールド層と、
上部磁気シールド層と、
前記下部磁気シールド層と上部磁気シールド層の間に形成された磁気抵抗効果膜と、
前記磁気抵抗効果膜の膜厚方向に電流を流す手段とを含み、
前記磁気抵抗効果膜は固定層、非磁性層、絶縁障壁層、自由層がこの順番で成膜された磁気抵抗効果膜であり、前記絶縁障壁層がチタンとニッケルの少なくとも一方を含有するルテニウム酸化膜であることを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項８】
請求項７記載の磁気ヘッドにおいて、前記ルテニウム酸化膜はチタンとニッケルの少なくとも一方を２．２at.%以上含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項９】
請求項７記載の磁気ヘッドにおいて、前記ルテニウム酸化膜はチタンとニッケルの両方を合計で２．２at.%以上含有することを特徴とする磁気ヘッド。
【請求項１０】
磁気記録媒体と、
前記磁気記憶媒体を記録方向に駆動する駆動部と、
記録部と再生部を備えたヘッドと、
前記ヘッドを前記磁気記憶媒体に対して相対運動させる手段と、
前記ヘッドへの信号入力と前記ヘッドからの出力信号の再生処理を行うための記録再生処理手段を備え、
前記再生部としては請求項１から請求項９のいずれかに記載の磁気ヘッドを有することを特徴とする磁気記憶装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気的に記録された情報を再生する磁気ヘッドとその製造方法、及びこれを搭載した磁気記憶装置に関し、特に高い再生出力を有する磁気ヘッド、及びこれを搭載した磁気記憶装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁気記憶装置における記録密度は著しい向上を続けており、磁気記憶装置に搭載される磁気ヘッドには、トラック幅の狭小化と同時に、記録・再生の両特性に関し高性能化が求められている。また、再生特性については、磁気抵抗効果を利用したＭＲヘッドを発展させることにより高感度化が進められている。数Ｇｂ／ｉｎ2程度の低記録密度では異方性磁気抵抗効果（ＡＭＲ）を用いて記録媒体上の磁気的信号を電気信号に変換していたが、これを超える高記録密度になると、より高感度な巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ）が採用されている。
【０００３】
更に高記録密度化の要求に対しては、上部磁気シールド層と下部磁気シールド層との間の距離（再生ギャップ長）の狭小化に伴い、高感度化に際して有利となる、膜面に略垂直な方向に検出電流を流すＣＰＰ（Current Perpendicular to Plan）方式の研究開発が行われており、ＣＰＰ−ＧＭＲや、トンネル磁気抵抗（Tunneling Magnetoresisitive：ＴＭＲ）効果を利用した磁気再生ヘッドが報告されている。
【０００４】
図１及び図２を用いて、ＣＰＰ方式の磁気再生ヘッドの基本的な構造を説明する。図１は、ＣＰＰ方式の磁気再生ヘッドの媒体対向面に平行な断面（素子高さ方向に垂直な断面）を示す概略図である。図１中のＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸は、ぞれぞれトラック幅方向、素子高さ方向、磁気抵抗効果膜の膜厚方向を示している。以下の図においてＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸は、ぞれぞれ図１に示すＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸と同一軸を表すものとする。トラック幅は矢印Ｔで示されている。トラック幅方向リフィル膜１は、磁気抵抗効果膜３のトラック幅方向側壁面に接して設けられている。磁気抵抗効果膜３は、絶縁障壁層３２を固定層３１と自由層３３で挟んだ構造を有する。縦バイアス印加層又はサイドシールド層５は無くても構わない。なお、図１において、２は上部磁気シールド層、４は下部磁気シールド層を示す。図２は、図１におけるａａ’線で切断した時のＣＰＰ方式の磁気再生ヘッドの素子高さ方向の断面模式図である。図２においては、右側が磁気再生ヘッドの媒体対向面１１２となる。トラック幅方向と同様、素子高さ方向リフィル膜６は磁気抵抗効果膜３の壁面に接して設けられている。トラック幅方向リフィル膜１及び素子高さ方向リフィル膜６には、絶縁膜であるアルミナが主に用いられている。
【０００５】
ＣＰＰ方式の磁気再生ヘッドでは、再生ギャップ長をできるだけ小さくするため、通常は上下の磁気シールド層２，４と磁気抵抗効果膜３が電気的に接するように作成される。上部磁気シールド層２及び下部磁気シールド層４は、磁気抵抗効果膜３に電流を流すための電極を兼ねる。このとき、磁気抵抗効果膜３以外に上下の磁気シールド層２，４間を電気的にショートさせる回路が存在すると、これが検知電流のリーク経路となるため出力が落ちることになる。
【０００６】
ショート回路の形成が懸念される場所の１つとして、磁気抵抗効果膜３の側壁面があげられる。これは磁気再生ヘッドの形成方法に関係がある。図３に、ＣＰＰ方式の磁気再生ヘッドの２種類の工程フロー図を示す。磁気再生ヘッドの製造工程は、下部磁気シールド層の形成工程、磁気抵抗効果膜の成膜工程、磁気抵抗効果膜のパターニング工程、上部磁気シールド層の形成工程からなり、図３に示した２つの工程フローの違いは、磁気抵抗効果膜の素子高さを形成する工程と、トラック幅を形成する工程の順序だけであり、この順番は状況によって異なり、どちらを先に行っても良い。
【０００７】
磁気抵抗効果膜をパターニングして素子高さを形成する工程及びトラック幅を形成する工程では、図４に示すように、磁気抵抗効果膜３は所定の大きさのレジストマスク１０１で保護され（図４（ａ））、不要な領域がエッチングされる（図４（ｂ））。このエッチング工程では一般に、Ａｒイオンによるイオンビームエッチング法や塩素系ガスやＣＯ系ガスによるＲＩＥ法によるエッチングが用いられる。エッチングの後、素子高さ方向リフィル膜６又はトラック幅方向リフィル膜１を成膜し（図４（ｃ））、これをリフトオフ法によってレジストマスク１０１と余分なリフィル膜を除去することによって、磁気抵抗効果膜３の素子高さ又はトラック幅がそれぞれ形成される（図４（ｄ））。なお、図４には図示していないが、トラック幅を形成する工程ではトラック幅方向リフィル膜１の上に更に、サイドシールド膜又は縦バイアス印加層が成膜される場合がある。
【０００８】
図４（ｂ）に示したエッチングの際に、被エッチング物が磁気抵抗効果膜３の壁面に再び付着する再付着と呼ばれる現象が生じる。この再付着物は磁気抵抗効果膜３或いは下部磁気シールド層４を形成する金属からなる膜であり、導電性のあるものであるから、上述した検知電流のリーク経路となる恐れがある。
【０００９】
特開２００３−８６８６１号公報には、トラック幅形成工程を行う際、エッチング後に再付着物を酸化することによって、磁気抵抗効果膜３のトラック幅方向の壁面に付着した再付着による検知電流のリークを防ぐ方法が開示されている。この方法は酸化することによって、再付着物をトラック幅方向リフィル膜の一部として活用する点に特徴がある。
【００１０】
また、特開２００２−２６４２３号公報には、図４（ｂ）に示したエッチングにおいて、下部磁気シールド層４上に成膜された磁気抵抗効果膜３に対して、トラック幅形成用のレジストマスク又は素子高さ形成用のレジストマスクで所定の形状にマスクし、第１の入射角度θ1でイオンビームを入射しエッチングを行った後に、この第１のエッチングの入射角度よりも磁気抵抗効果膜３に対して斜めとなる第２の入射角度θ2（θ2＞θ1）でイオンビームを入射してエッチングを行うことによって、磁気抵抗効果膜３の壁面に付着した再付着物を除去する方法が開示されている。なお、ここでは入射角度とは、基板の法線に対する入射イオンのなす角度である。
【００１１】
この２段階エッチングのさらに高度な方法として、再付着物を除去するためのイオンビームが入射されにくい部分ができないように、リフィル膜を２つ用い、第２のリフィル膜の硬度が最初のリフィル膜の硬度に比べ低くなるようにする方法が特開２００６−２４２９４号公報に開示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開２００３−８６８６１号公報
【特許文献２】特開２００２−２６４２３号公報
【特許文献３】特開２００６−２４２９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、トラック幅が４０ナノメートル以下のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの場合、上記のような高度な２段階のエッチングを用いても、過大な検知電流リークが生じることがあった。
【００１４】
本発明は、このような過大な検知電流リークを防止した磁気ヘッドを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明者らは、トラック幅４０ナノメートル以下のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドについて、検知電流のリークを防止するために鋭意研究を行った結果、コバルト酸化物、銅酸化物あるいはルテニウム酸化物からなる絶縁障壁層にチタン又はニッケル、あるいはこれら両方を含有させることが有効であることを見出した。また、より好ましくは、前記絶縁障壁層にチタン又はニッケル、あるいはこれら両方を２．２at.%以上含有させることが有効であることを見出した。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、検知電流のリークが少なく、高出力の磁気ヘッドが得られる。また、本発明によると、信頼性の高い磁気ヘッドを高い歩留まりで製造することができる。本発明の磁気再生ヘッドを搭載することによって、高い記録密度を持つ磁気記憶装置を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図に示した実施例により詳細に説明する。
図５は、本発明による磁気再生ヘッドの一例のセンサ部分を示す素子高さ方向断面図である。図６はその製造方法を説明する図であり、各工程における素子高さ方向の断面を示している。
【００１８】
図５に示した構造をもつ磁気再生ヘッドの製造方法について、図６を用いて説明する。なお、本実施例に示す磁気再生ヘッドは、図３（ａ）のように、素子高さの形成工程をトラック幅の形成工程よりも先に行う方法によって作製されるものである。まずアルミナチタンカーバイド等などからなる基板表面にＡｌ2Ｏ3等の絶縁体を被膜し、化学的機械研磨法（Chemical Mechanical Polishing，ＣＭＰ）などによる精密研磨を施した後に下部磁気シールド層４を形成する。更に、後の工程において磁気抵抗効果膜３を形成する場所から離れた部分に引き出し電極膜（図示せず）を形成する。これは例えば、ＴａとＡｕとＴａの積層膜によって構成される。
【００１９】
この下部磁気シールド４上に、例えばスパッタリング法あるいはイオンビームスパッタリング法にて磁気抵抗効果膜３を作製する（図６（ａ））。磁気抵抗効果膜３は、例えばＣｏ−Ｆｅ系合金の強磁性体を含む層から構成される固定層５１、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等からなる非磁性層５２、コバルト酸化膜、銅酸化膜あるいはルテニウム酸化膜からなる絶縁障壁層５３、Ｎｉ−Ｆｅ系合金あるいはＣｏ−Ｆｅ系合金等を含む層からなる自由層５４を備える。このとき、絶縁障壁層５３には、添加元素としてチタンとニッケルの少なくとも一方を２．２at.%以上、あるいはチタンとニッケルの両方を合計で２．２at.%以上含有させる。非磁性層５２は、絶縁障壁層５３の密着性を高めるための接着層として形成する。
【００２０】
次に、素子高さ方向の形成を行う。まず、磁気抵抗効果膜３上にレジストを塗布し、露光装置により露光した後、これを現像液で現像することにより、所望の形状にパターニングし、これをリフトオフマスク１１１とする（図６（ａ））。このリフトオフマスク１１１は、レジストの下にポリ・ジメチル・グルタル・イミドを塗布し、レジストと同時にパターニングした２層構造としても構わない。次に、磁気抵抗効果膜３に対して、イオンビームエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングを行い、素子高さ方向についてのパターンをエッチングによって形成する（図６（ｂ））。
【００２１】
このエッチングに続いて、入射角が第１のエッチングよりも基板に対して斜めとなる第２の入射角度で再びイオンビームエッチングを行う事によって、第１のエッチング時に素子壁面に付着した再付着物を除去することが可能である。第２のエッチングの入射角度は６０度〜８０度が望ましい。また、第１のエッチングと第２のエッチングを交互に複数回繰り返すことにより、素子高さ方向の形成を行ってもよく、第１のエッチングと第２のエッチングの間に、第１のエッチング及び第２のエッチングと異なる手法又は異なるイオン入射角度を用いたエッチングを行っても良い。
【００２２】
発明者らは、このようなエッチング工程において、磁気抵抗効果膜３中の酸化物層からなる絶縁障壁層５３の側壁表面から酸素が抜けて酸素欠損ができることを見出した。そして、この酸素欠損があると、絶縁障壁層５３の絶縁性が悪くなり、再付着層を除去した場合でも過大な検知電流リークが起こることを見出した。このリークは、トラック幅が４０ナノメートル以下のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドになると、幅の狭い酸化物層（コバルト酸化膜、銅酸化膜、ルテニウム酸化膜）の中には結晶欠陥が多数存在するために、酸素がこの欠陥を通って移動することが原因となって、表面から酸素が脱離しやすく、酸素欠損が特に形成されやすいことがわかった。
【００２３】
そこで、発明者らは、絶縁障壁層５３を構成する酸化物層の酸素欠損を低減するために鋭意研究を行った結果、酸化物層にチタン又はニッケル、あるいはこれら両方を含有させることが有効であることを見出した。また、より好ましくは、酸化物層にチタン又はニッケルを２．２at.%以上含有させること、あるいはこれら両方を合計で２．２at.%以上含有させることが有効であることを見出した。酸化膜をこのような材料にすることで、酸素欠損を防止でき、トラック幅をより小さくできることになる。
【００２４】
次に、複層から構成される素子高さ方向リフィル膜６をスパッタリング法あるいはイオンビームスパッタリング法にて成膜する（図６（ｃ））。トラック幅を形成するエッチング工程の第１のエッチングにおいて、素子高さ方向リフィル膜６と磁気抵抗効果膜３がエッチングされる深さが、等しくなるように、素子高さ方向リフィル膜６の構成及び膜厚を設計する事がより好ましい。これは、上述したように、この後に行うトラック幅を形成する工程において、再付着を除去するための第２のエッチングを行う際にイオンビームが入射されにくい箇所が生じないようにするためである。これらについては、特開２００６−２４２９４号公報に記載されている。素子高さ方向リフィル膜６のうち磁気抵抗効果膜３に直接接する第１のリフィル膜７は絶縁膜であり、熱による磁気抵抗効果膜の特性劣化を抑えるためアルミナで形成する事が好ましい。
【００２５】
素子高さ方向リフィル膜６のうち第１のリフィル膜７の上に成膜される第２のリフィル膜８は絶縁材料であっても金属材料であっても構わないが、上述したようにこの後に行うトラック幅を形成する工程において、再付着を除去するための第２のエッチングを行う際にイオンビームが入射されにくい箇所が生じないようにするため、トラック幅を形成する工程における第１のエッチングのエッチングレートが第１のリフィル膜７に対して速い材料とすることがより好ましい。
【００２６】
例えば、トラック幅を形成する工程における第１のエッチングにおいてイオンビームエッチングを考えた場合、エッチングレートの大小は硬度に関係するものであるから、第２のリフィル膜８の硬度が第１のリフィル膜７の硬度に比べ低いことが重要である。すなわち、第１のリフィル膜７は硬度の高い絶縁材料が望ましく、具体的にはアルミナ、Ｔｉ酸化物などが考えられる。硬度は、例えばビッカース硬度で比較することができる。熱による磁気抵抗効果膜３の特性劣化を考慮して、第１のリフィル膜７にアルミナを用いた場合、第２のリフィル膜８として具体的に考えられる材料としては、Ｎｉ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｚｒ酸化物、Ｔａ酸化物等がある。
【００２７】
また、トラック幅を形成する工程における第１のエッチングにおいてＣＯ＋ＮＨ３系ガスや塩素系ガスによる反応性エッチングを考えた場合、エッチングレートの大小は反応生成物の蒸気圧に関係するものであるから、第２リフィル膜８の反応生成物の蒸気圧が第１リフィル膜７の反応生成物の蒸気圧に比べ高いほうがより好ましい。
【００２８】
以上では２層で構成した素子高さ方向リフィル膜について述べたが、更に第２のリフィル膜８の上に第３、第４‥‥のリフィル膜を成膜し、更なる複層構造を形成してもよい。ただし、これら第３、第４のリフィル膜はすべて第２のリフィル膜８と同様に、トラック幅を形成する工程における第１のエッチングのエッチングレートが第１のリフィル膜７に対して速い材料とすることが好ましい。また、この後に行うトラック幅形成工程におけるパターン形成を容易にするため、図６（ｃ）に示す素子高さ方向リフィル膜６の厚さＢは、磁気抵抗効果膜３の厚さＣに近いことが望まれる。次に、有機溶剤を用いてリフトオフマスク１１１を除去し、図６（ｄ）に示すような形状が出来上がる。
【００２９】
この工程の後、トラック幅の形成を行う（これについては図示しない）。このトラック幅の形成に当たっては、素子高さ形成と同様に、レジスト、又はレジストとＰＭＧＩを用いてレジストマスクを作成し、磁気抵抗効果膜３に対して、イオンビームエッチング、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）等のドライエッチングを行い、トラック幅をエッチングによって形成する。このエッチングに続いて、入射角が第１のエッチングよりも基板に対してより斜めとなる第２の入射角度でエッチングを行う事によって、第１のエッチング時に素子側壁面に付着した再付着物を除去することが可能である。
【００３０】
この時、素子高さ方向リフィル膜６を複層構造とし、第２のリフィル膜８を第１のリフィル膜７よりもエッチングレートの速い材料によって形成しておくと、第２のエッチングの際に素子側壁面にイオンビームが十分に照射され、再付着層の除去も十分に行われるので、より好ましい。
【００３１】
前述と同様に、これらのエッチング工程において、磁気抵抗効果膜３の中の酸化膜からなる絶縁障壁層の側壁表面から酸素が抜けて酸素欠損ができないように、酸化膜からなる絶縁障壁層にチタン又はニッケル、あるいはこれら両方を含有させることが重要である。
【００３２】
磁気抵抗効果膜３をエッチングした後、トラック幅方向リフィル膜を成膜する。このトラック幅方向リフィル膜は磁気抵抗効果膜３に直接接する材料が絶縁材料であれば、複層構造であってもなくても構わない。このトラック幅方向リフィル膜のうち少なくとも磁気抵抗効果膜３に直接接する層はアルミナで構成されている事が望ましい。更に、このトラック幅方向リフィル膜の上に、縦バイアス印加層又はサイドシールド層を成膜することも可能であるが、この縦バイアス印加層又はサイドシールド層は無くてもよい。最後に、例えば有機溶剤を用いてレジストマスクを除去しトラック幅方向の形成は完成する。
【００３３】
この後、磁気抵抗効果膜３の上部に軟磁性体からなる上部磁気シールド層２を形成する（図６（ｅ））。この上部磁気シールド層２を形成するにあたっては、下地層としてＴａ、ＮｉＣｒなどの金属を磁気抵抗効果膜３の上部に成膜した後、上部磁気シールド層２を形成しても良い。この後、引き出し端子の積み上げ工程、もしくは媒体に情報を記録するための記録素子を作成する工程を経た後、スライダー形成工程により媒体対向面１１２を形成することによって、図５に断面を示した本発明に係る磁気再生ヘッドを得る。
【００３４】
酸化膜からなる絶縁障壁層にチタン又はニッケル、あるいはこれら両方を含有させることが酸素欠損の低減に有効であることを説明したが、トラック幅が３０ナノメートルである場合のこれらの効果を図７、図８、図９に示す。図７は、酸化膜にチタンを添加した場合の酸素欠損低減効果、図８は酸化膜にニッケルを添加した場合の酸素欠損低減効果、図９は酸化膜にチタンとニッケルを同濃度で両方とも添加した場合の酸素欠損低減効果である。酸素欠損の濃度は、例えば特開２００４−２８８４９号公報に記載されている陽電子寿命測定法により測定した。これらの図より、添加濃度２．２at.%以上のニッケルで約一桁、添加濃度２．２at.%以上のチタンで約二桁、ニッケルとチタンの両方をそれぞれ１．１at.%以上添加した場合で約三桁の酸素欠損低減効果があることがわかる。なお、図９には、チタンとニッケルを同濃度で添加した場合について示したが、必ずしも同濃度で添加する必要はなく、両者の合計濃度が２．２at.%以上であれば、一桁から三桁の範囲の酸素欠損低減効果が得られる。
【００３５】
これにより、添加濃度２．２at.%以上のニッケルで約一桁、添加濃度２．２at.%以上のチタンで約二桁、ニッケルとチタンの両方をそれぞれ１．１at.%以上添加した場合に約三桁のリーク電流低減効果があることがわかる。また、チタンとニッケルを両者の合計濃度が２．２at.%以上になるようにして添加しても、一桁から三桁の範囲のリーク電流低減効果がある。これらの効果は、コバルト酸化膜、銅酸化膜、ルテニウム酸化膜からなる酸化物層の中に存在するニッケル、チタンが、酸化物層の結晶欠陥を埋めるために結晶中で酸素原子が動きにくくなり、酸素が脱離しにくくなることによって得られる効果である。ニッケルやチタンが無い場合には、幅の狭い酸化物層（コバルト酸化膜、銅酸化膜、ルテニウム酸化膜）に結晶欠陥が多数存在するために、酸素がこの欠陥を通って移動することが原因となって、表面から酸素が脱離しやすく、酸素欠損ができやすい。酸素欠損は、検知電流のリーク経路となる。したがって、チタン、ニッケルの添加は、酸素欠損を低減するために、検知電流のリークを低減できるという効果がある。これによって、トラック幅が４０ナノメートル以下のＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの信頼性、歩留りが向上する。
【００３６】
なお、酸化物層がコバルト酸化膜、銅酸化膜、ルテニウム酸化膜のいずれでもない場合には、ここで述べた効果は得られなかった。また、ここに示した効果は、トラック幅が３０ナノメートルである場合の効果であるが、条件がより緩やかであるトラック幅３０−４０ナノメートル以下の場合に、常に得られる効果である。
【００３７】
図１０、図１１は、本発明の磁気再生ヘッドと記録素子を組み合わせた磁気ヘッドの概略断面図である。図１０は面内磁気記録方式の磁気ヘッド、図１１は垂直磁気記録方式の磁気ヘッドを示している。図１０に示すように、面内磁気記録方式の磁気ヘッドの場合、記録素子は下部磁極１８０、上部磁極１９０、コイル２００、コイル絶縁膜２１０、ギャップ２２０から構成される。また図１１に示すように、垂直磁気記録方式の磁気ヘッドの場合、記録素子としては補助磁極２３０、主磁極２４０及びコイル２００、コイル絶縁膜２１０から構成される単磁極ヘッドが用いられる。
【００３８】
図１２は、磁気記憶装置の概略図である。図１２（ａ）は概略平面図、図１２（ｂ）は略断面図である。この磁気記憶装置は、磁気記録媒体２７０、これを回転駆動する駆動部としてのモータ２９０、磁気ヘッド２５０、その駆動手段であるボイスコイルモータ２８０、磁気ヘッドへの入出力信号を処理する信号処理回路３００を備える。磁気ヘッド２５０は、上述した本発明の磁気ヘッドある。すなわち、磁気ヘッド２５０の再生ヘッドは磁気抵抗効果膜を備え、固定層と自由層の間に設けられたコバルト酸化膜、銅酸化膜あるいはルテニウム酸化膜からなる絶縁障壁層はチタンとニッケルの少なくとも一方を添加元素として含有する。これによってトラック幅が４０ナノメートル以下になったＣＰＰ−ＧＭＲヘッドの場合でも、絶縁障壁層の酸素欠損を低減できるので、トラック幅のダウンサイジングが可能となり、高記録密度な磁気記憶装置が実現される。
【００３９】
磁気ヘッド２５０はジンバル２６０の先端に装着され、ボイスコイルモータ２８０によって磁気記録媒体２７０に対して相対的に駆動されて所望のトラック上に位置決めされる。ホストから送信されてきた記録信号は、信号処理回路３００を介して磁気ヘッド２５０の記録ヘッドに送られ、磁気記録媒体２７０に磁化反転を生じさせて記録される。また、磁気記録媒体２７０の記録磁化による漏洩磁界は磁気ヘッド２５０の再生ヘッドによって検出され、検出された信号は信号処理回路３００で処理された後、再生信号としてホストに送信される。
【００４０】
図１３に、本発明による磁気ヘッドの他の構成例を示す。図５に示した実施例との違いは、ＣＰＰ−ＧＭＲヘッドが備える磁気抵抗効果膜の絶縁障壁層を構成する酸化物層が第１の酸化物層５３１と第２の酸化物層５３２の２層構造になっている点である。絶縁障壁層を２層構成とすることによって、２層の間に界面がひとつ多く存在し、この界面が応力を緩和するダンパーの役割を果たしている。この２層のうち、少なくとも１層は、チタンとニッケルのうちの少なくとも一方を添加元素として含有する酸化物層（コバルト酸化膜、銅酸化膜、ルテニウム酸化膜）である。例えば、第１の酸化物層５３１をチタンとニッケルのうちの少なくとも一方を添加元素として含有するコバルト酸化膜とし、第２の酸化物層５３２を銅酸化膜とする。これによって酸素欠損が低減され、検知電流のリークが低減されることは、前述の実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】ＣＰＰ方式磁気再生ヘッドのトラック幅方向断面の概略図。
【図２】ＣＰＰ方式磁気再生ヘッドの素子高さ方向断面の概略図。
【図３】ＣＰＰ方式磁気再生ヘッドの製造工程を示したフロー図。
【図４】従来の磁気再生ヘッドの製造工程を表す断面概略図。
【図５】本発明による磁気再生ヘッドの素子高さ方向断面の概略図。
【図６】本発明による磁気再生ヘッドの製造工程を表す素子高さ方向断面の概略図。
【図７】チタンの酸素欠損低減効果を示す図。
【図８】ニッケルの酸素欠損低減効果を示す図
【図９】ニッケルとチタンが共存する場合の酸素欠損低減効果を示す図。
【図１０】面内記録用記録素子を搭載した磁気再生ヘッドの概略断面図。
【図１１】垂直記録用記録素子を搭載した磁気再生ヘッドの概略断面図。
【図１２】磁気記憶装置の概略図。
【図１３】本発明による磁気再生ヘッドの他の例の素子高さ方向断面概略図。
【符号の説明】
【００４２】
１：トラック幅方向リフィル膜
２：上部磁気シールド層
３：磁気抵抗効果膜
４：下部磁気シールド層
５：縦バイアス印加層又はサイドシールド層
６：素子高さ方向リフィル膜
７：素子高さ方向の第１のリフィル膜
８：素子高さ方向の第２のリフィル膜
３１：固定層
３２：絶縁障壁層
３３：自由層
５１：固定層
５２：非磁性層
５３：絶縁障壁層
５４：自由層
１０１：トラック幅形成用のレジストマスク
１１１：素子高さ形成用のレジストマスク
１１２：媒体対向面
１８０：下部磁極
１９０：上部磁極
２００：コイル
２１０：コイル絶縁膜
２２０：ギャップ
２３０：補助磁極
２４０：主磁極
２５０：磁気ヘッド
２６０：ジンバル
２７０：磁気記録媒体
２８０：ボイスコイルモータ
２９０：モータ
３００：信号処理回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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