【手続補正書】
【提出日】平成27年4月13日(2015.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板の上に、シンセティック反強磁性（ＳＡＦ）フリー層構造と前記ＳＡＦフリー層構造の上に形成された第１の非磁性結合層とを含む、水平方向に広がる複数の層が垂直方向に連続して積層され、かつ、パターニングされたＣＰＰ型ＭＲスタックと、
前記第１の非磁性結合層の上に形成されるとともに、前記ＳＡＦフリー層構造と磁気的に交換結合しており、前記ＳＡＦフリー層構造に対して長手方向のバイアスを印加する、上部交換バイアス磁性層構造と、
パターニングされた前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの側面に対称的に設けられ、それぞれが前記ＣＰＰ型ＭＲスタックのパターニングされた前記側面の一部に隣接し、前記ＳＡＦフリー層構造に対して長手方向のバイアスを印加する一対のハードバイアス（ＨＢ）層と
を備えた
ＭＲ読取センサ。
【請求項２】
パターニングされた前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、
前記基板の上に形成された反強磁性材料からなるピンニング層と、
前記ピンニング層の上に形成されるとともに、前記ピンニング層によって固定された、互いに反平行であるとともにＡＢＳに対して垂直である磁化を有する２つの強磁性層を含むＳＡＦピンド層構造と、
前記ＳＡＦピンド層構造の上に形成された非磁性接合層と、
前記非磁性接合層の上に形成されるとともに、第１の強磁性層と、前記第１の強磁性層の上に形成された第２の非磁性結合層と、前記第２の非磁性結合層の上に形成された第２の強磁性層とを含む前記ＳＡＦフリー層構造と、
前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層の上に形成された前記第１の非磁性結合層と
を含み、
前記ＳＡＦフリー層構造の前記第１および第２の強磁性層は、互いに反平行であり、長手方向の磁気的なバイアスが印加されている
請求項１記載のＭＲ読取センサ。
【請求項３】
前記ＳＡＦフリー層構造における前記第１の強磁性層と前記第２の強磁性層との、磁気モーメントおよび厚さは近似しており、前記第１の強磁性層における磁気モーメントと厚さとの積と、前記第２の強磁性層における磁気モーメントと厚さとの積との差は、前記第１の強磁性層における磁気モーメントと厚さとの積の３０％以下である
請求項２記載のＭＲ読取センサ。
【請求項４】
前記上部交換バイアス磁性層構造は、前記第１の非磁性結合層を介して前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層と磁気的に交換結合し、大きさがＨｅｘである交換バイアス磁界を生成し、
前記ＨＢ層は、前記ＳＡＦフリー層構造の前記第１および第２の強磁性層双方の側面のエッジに隣接して対称的に設けられるとともに、前記ＳＡＦフリー層構造の前記第１および第２の強磁性層の各々と、実質的に同等の強度で静磁気的に結合しており、
前記ＨＢ層と前記第１および第２の強磁性層との結合は、前記交換バイアス磁界の大きさＨｅｘのＹ％のハードバイアス磁界と、前記交換バイアス磁界の大きさＨｅｘのＸ％のハードバイアス磁界とを生成するように調整され、Ｘ＋Ｙ＝１００となるようなＸおよびＹを選択して、大きさがいずれもＨｅｘのＹ％であって互いに逆向きの効果的な長手方向のバイアス磁界が前記第１および第２の強磁性層内にそれぞれ生成されている
請求項２記載のＭＲ読取センサ。
【請求項５】
前記上部交換バイアス磁性層構造は、前記第１の非磁性結合層を介して前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層と磁気的に交換結合し、大きさがＨｅｘである交換バイアス磁界を生成し、
前記ＨＢ層は、前記ＳＡＦフリー層構造の前記第１の強磁性層の側面のエッジと隣接するとともに、前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層の側面のエッジの下方となる位置に設けられ、それにより、前記ＨＢ層は、前記ＳＡＦフリー層構造における前記第１および第２の強磁性層の各々と、それぞれ異なる強さで静磁気的に結合しており、
前記ＨＢ層と前記第１および第２の強磁性層との結合は、前記第１の強磁性層内において前記交換バイアス磁界の大きさＨｅｘのＹ％のハードバイアス磁界が生成されるとともに、前記第２の強磁性層内において、前記交換バイアス磁界の大きさＨｅｘのＸ％のハードバイアス磁界が生成されるように調整され、ＹはＸよりも２０％大きく、Ｙ＋Ｘは１００以上である
請求項２記載のＭＲ読取センサ。
【請求項６】
前記第１の非磁性結合層は、約０．８ｎｍの厚さを有し、ＲｕまたはＲｕの化合物からなる層である
請求項１記載のＭＲ読取センサ。
【請求項７】
前記第１の非磁性結合層は、結合強度を約−０．３ｅｒｇ／ｃｍ2以上−０．１ｅｒｇ／ｃｍ2以下とする厚さを有し、ＲｕまたはＲｕの化合物からなる
請求項１記載のＭＲ読取センサ。
【請求項８】
前記ＨＢ層は、厚さが約２０ｎｍ以上４０ｎｍ以下であり、高保磁力磁性材料であるＣｏＰｔによって形成されるものである
請求項１記載のＭＲ読取センサ。
【請求項９】
前記上部交換バイアス磁性層構造は、
前記第１の非磁性結合層の上に形成された第３の強磁性層と、
前記第３の強磁性層の上に形成された第３の非磁性結合層と、
前記第３の非磁性結合層の上に形成された第４の強磁性層と、
前記第４の上に形成された反強磁性ピンニング層と
を含み、
前記第３および第４の強磁性層は、互いに逆向きに、長手方向に磁化され、ＳＡＦピンド層構造を形成するとともに、前記反強磁性ピンニング層によって磁気的に固定されている
請求項１記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１０】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記上部交換バイアス磁性層構造は、全ての層に共通して一定の幅を有するようにパターニングされている
請求項９記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１１】
前記上部交換バイアス磁性層構造および前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、一定の狭い幅を有する部分を有するようにパターニングされ、
前記狭い幅を有する部分は、下方に垂直に延在し、前記上部交換バイアス磁性層構造、前記第１の非磁性結合層、前記ＳＡＦフリー層構造および前記非磁性接合層を含み、
前記ＳＡＦピンド層構造および前記反強磁性ピンニング層は、前記狭い幅を有する部分内に含まれず、前記狭い幅を有する部分の幅を超えて、水平方向に対称的に延在している
請求項９記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１２】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、全ての層に共通して一定の幅を有するようにパターニングされ、
前記上部交換バイアス磁性層構造は、前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの前記幅を超えて、水平方向に対称的に延在している
請求項９記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１３】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、一定の狭い幅を有する部分を有するようにパターニングされ、
前記狭い幅を有する部分は、下方向に垂直に延在し、前記第１の非磁性結合層、前記ＳＡＦフリー層構造および前記非磁性接合層を含み、
前記ＳＡＦピンド層構造、前記反強磁性ピンニング層および前記上部交換バイアス磁性層構造は、前記狭い幅を有する部分に含まれず、前記狭い幅を有する部分の幅を超えて、水平方向に対称的に延在している
請求項９記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１４】
前記上部交換バイアス磁性層構造は、
前記第１の非磁性結合層の上に形成された第５の強磁性層と、
前記第５の強磁性層の上に形成された反強磁性ピンニング層と
を含み、
前記強磁性層の磁化は、前記反強磁性ピンニング層によって長手方向に磁気的に固定されている
請求項１記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１５】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記上部交換バイアス磁性層構造は、全ての層に共通して一定の幅を有するようにパターニングされている
請求項１４記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１６】
前記上部交換バイアス磁性層構造および前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、一定の狭い幅を有する部分を有するようにパターニングされ、
前記狭い幅を有する部分は、下方に垂直に延在し、前記上部交換バイアス磁性層構造、前記第１の非磁性結合層、前記ＳＡＦフリー層構造および前記非磁性接合層を含み、
前記ＳＡＦピンド層構造および前記反強磁性ピンニング層は、前記狭い幅を有する部分内に含まれず、前記狭い幅を有する部分の幅を超えて、水平方向に対称的に延在している
請求項１４記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１７】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、全ての層に共通して一定の幅を有するようにパターニングされ、
前記上部交換バイアス磁性層構造は、前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの前記幅を超えて、水平方向に対称的に延在している
請求項１４記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１８】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、全ての層に共通して一定の幅を有するようにパターニングされ、
前記狭い幅を有する部分は、下方に垂直に延在し、前記第１の非磁性結合層、前記ＳＡＦフリー層構造および前記非磁性接合層を含み、
前記ＳＡＦピンド層構造、前記反強磁性ピンニング層および前記上部交換バイアス磁性層構造は、前記狭い幅を有する部分に含まれず、前記狭い幅を有する部分の幅を超えて、水平方向に対称的に延在している
請求項１４記載のＭＲ読取センサ。
【請求項１９】
基板を用意することと、
前記基板の上に、連続する水平方向の層を垂直方向に積層したものであり、反強磁性材料によって形成されたピンニング層と、前記ピンニング層によって固定されたＳＡＦピンド層構造と、ＳＡＦフリー層構造と、前記ＳＡＦフリー層構造の上に形成された第１の非磁性結合層とを含むＣＰＰ型ＭＲスタックを形成することと、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックに対し、第１のアニール温度で第１のアニール磁界において第１のアニール時間に亘って第１のアニールを施し、前記ＳＡＦピンド層構造の磁化方向をＡＢＳに対して垂直に配向させるとともに、前記ＳＡＦピンド層構造が反強磁性構成となるように磁化することと、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックをパターニンすることと、
パターニングされた前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの各側面に、ハードバイアス（ＨＢ）層を対称的に形成することと、
前記ＨＢ層に対し第２のアニールを施すことと、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記ＨＢ層の上に、上部交換バイアス構造を形成する工程と、
前記上部交換バイアス構造に対し、第３のアニール温度で長手方向の第３のアニール磁界において第３のアニール時間に亘り第３のアニールを施し、それによって、前記ＳＡＦフリー層構造が反強磁性となるようにそれを磁化するとともに、前記上部交換バイアス構造と前記ＳＡＦフリー層構造とを交換結合させることと
を含む
ＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２０】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、水平方向に広がる複数の層を垂直方向に連続して積層したものであり、
前記ピンニング層と、
前記ピンニング層の上に形成されるとともに、２つの強磁性層と、前記２つの強磁性層の間に挟まれた第３の非磁性結合層とを含む前記ＳＡＦピンド層と、
前記ＳＡＦピンド層の上に形成された非磁性接合層と、
前記非磁性接合層の上に形成され、第１の強磁性層と、前記第１の強磁性層の上に形成された第２の非磁性結合層と、前記第２の非磁性結合層の上に形成された第２の強磁性層とを含む前記ＳＡＦフリー層構造と、
前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層の上に形成された前記第１の非磁性結合層と
を含む
請求項１９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２１】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記上部交換バイアス構造をパターニングする工程は、
前記連続する層の全ての幅を均一に狭くして、垂直かつ平面的な側面を有する一定幅のスタックを形成することにより、前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記交換バイアス構造の幅を狭くする
請求項２０記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２２】
前記ＨＢ層は、前記ＳＡＦフリー層構造に隣接して配置され、
前記ＨＢ層により、前記第１および第２の強磁性層において実質的に等しい大きさの磁界が生成される
請求項２０記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２３】
前記ＨＢ層は、前記第１の強磁性層に隣接して、したがって、前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層の下方に配置され、
前記ＨＢ層により、前記第１の強磁性層において前記第２の強磁性層と比較して２０％大きな磁界が生成される
請求項２０記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２４】
前記上部交換バイアス磁性層構造を形成する工程は、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記ＨＢ層の上に第３を形成することと、
前記第３の強磁性層の上に第２の非磁性結合層を形成することと、
前記第２の非磁性結合層の上に第４の強磁性層を形成することと、
前記第４の強磁性層の上に反強磁性ピンニング層を形成することと
を含む
請求項１９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２５】
前記上部交換バイアス磁性層構造を形成する工程は、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの上に第３の強磁性層を形成することと、
前記第３の強磁性層の上に第２の非磁性結合層を形成することと、
前記非磁性結合層の上に第４の強磁性層を形成することと、
前記第４の強磁性層の上に反強磁性ピンニング層を形成することと
を含む
請求項１９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２６】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックをパターニングする際には、
前記連続する水平方向に広がる層の全ての幅を均一に狭くし、垂直、かつ平面的な側面を有する一定幅のスタックを形成する
請求項１９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２７】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックをパターニングする際には、
前記第１の非磁性結合層、前記ＳＡＦフリー層構造、および接合層の幅を均一に狭くすることによって、前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの狭い幅を有する部分を形成する一方、前記ＳＡＦピンド層構造および前記ピンニング層の幅を広く、前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの前記狭い幅を有する部分の前記幅を超えて、水平方向に対称的に延在するままに維持する工程と
を含む
請求項１９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２８】
前記第１のアニール温度は約２５０°Ｃ以上３００°Ｃ以下であり、
前記第１のアニール磁界は５ｋＯｅよりも大きく、
前記第３のアニール温度は約２００°Ｃ以上２４０°Ｃ以下であり、
前記第３のアニール磁界は約０．６ｋＯｅ以上１ｋＯｅ以下であり、
前記第２のアニールは、前記第１のアニールと実質的に同じ条件である
請求項１９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項２９】
基板を用意することと、
前記基板の上に、水平方向に広がる複数の層を垂直方向に連続して積層し、かつ、パターニングすることで、反強磁性ピンニング層と、前記反強磁性ピンニング層によって固定されたＳＡＦピンド層構造と、ＳＡＦフリー層構造と、前記ＳＡＦフリー層構造の上に形成された第１の非磁性結合層とを含むＣＰＰ型ＭＲスタックを形成することと、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックに対し、第１のアニール温度で第１のアニール磁界において第１のアニール時間に亘り第１のアニールを施し、前記ＳＡＦピンド層構造の磁化方向を、ＡＢＳに対して垂直に配向させ、反強磁性磁化構成とすることと、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの上に上部交換バイアス構造を形成することと、
前記上部交換バイアス構造に対し、第２のアニール温度で長手方向の第２のアニール磁界において第２のアニール時間に亘り第２のアニールを施し、それによって、前記ＳＡＦフリー層構造を、反強磁性構成に磁化するとともに、前記上部交換バイアス構造と磁気的に交換結合させることと、
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックを、前記上部交換バイアス構造とともにパターニングすることと、
パターニングされた前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの各側面に対称的にハードバイアス（ＨＢ）層を形成し、前記ＨＢ層に対して第３のアニールを施すことと
を含む
ＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項３０】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックは、水平方向に広がる複数の層を垂直方向に連続して積層したものであり、
反強磁性材料によって形成された前記反強磁性ピンニング層と、
前記反強磁性ピンニング層の上に形成されるとともに、２つの強磁性層と、前記２つの強磁性層の間に挟まれた第３の非磁性結合層とを含む前記ＳＡＦピンド層と、
前記ＳＡＦピンド層の上に形成された非磁性接合層と、
前記非磁性接合層の上に形成され、第１の強磁性層と、前記第１の強磁性層の上に形成された第２の非磁性結合層と、前記第２の非磁性結合層の上に形成された第２の強磁性層とを含む前記ＳＡＦフリー層構造と、
前記ＳＡＦフリー層構造の前記第２の強磁性層の上に形成された前記第１の非磁性結合層と
を含む
請求項２９記載のＭＲ読取センサの形成方法。
【請求項３１】
前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記上部交換バイアス構造をパターニングする工程は、
全ての層の幅を均一に狭くして垂直かつ平面的な側面を有する一定幅のスタックを形成することにより、前記ＣＰＰ型ＭＲスタックおよび前記ＣＰＰ型ＭＲスタックの上に形成された前記交換バイアス構造の幅を狭くする
請求項２９記載のＭＲ読取センサの形成方法。  
【請求項３２】
前記第１のアニール温度は約２５０°Ｃ以上３００°Ｃ以下であり、
前記第１のアニール磁界は５ｋＯｅよりも大きく、
前記第２のアニール温度は約２００°Ｃ以上２４０°Ｃ以下であり、
前記第２のアニール磁界は約０．６ｋＯｅ以上１ｋＯｅ以下であり、
前記第３のアニールは、前記第２のアニールと実質的に同じ条件である
請求項２９記載のＭＲ読取センサの形成方法。