DE60308753T2

DE60308753T2 - Magnetowiderstandseffektfilm und Spinventil-Wiedergabekopf

Info

Publication number: DE60308753T2
Application number: DE60308753T
Authority: DE
Inventors: c/o Fujitsu Limited Kenji Kawasaki-shi Noma
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2002-06-03
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2007-02-22
Anticipated expiration: 2023-02-22
Also published as: EP1369882A1; JP4130875B2; CN1225726C; KR20030093939A; JP2004014578A; CN1467704A; US7008704B2; EP1369882B1; US20030224209A1; DE60308753D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetowiderstandseffekt-Film und einen Spin-Valve-Wiedergabekopf.
In einem Spin-Valve-Wiedergabekopf einer Festplattenlaufwerkseinheit sind eine hohe Wiedergabeleistung, eine schmale Kernbreite und eine stabile Wiedergabe erforderlich.
Bekannte Spin-Valve-Wiedergabeköpfe sind in 11–13 gezeigt.
Ein grundlegender Spin-Valve-Wiedergabekopf, der als Kopf vom Anstoßtyp (abutted type head) bezeichnet wird, ist in 11 gezeigt. Der Kopf vom Anstoßtyp enthält: eine magnetische Lesesektion 11, die aus einem Spin-Valve-Film gebildet ist und deren Breite jener einer Spur eines Aufzeichnungsmediums gleich ist; Vorspannungssektionen 13, die aus hartmagnetischen Schichten gebildet sind, um eine freie magnetische Schicht 12 stabil zu magnetisieren; und Anschlußsektionen 14 zum Zuführen eines elektrischen Lesestroms zu der magnetischen Lesesektion 11. Die Vorspannungssektionen 13 sind auf beiden Seiten der magnetischen Lesesektion 11 vorgesehen und sind in der Zeichnung zum Beispiel nach rechts magnetisiert. Magnetfelder, die aus den Vorspannungssektionen 13 heraustreten, werden als Vorspannungsmagnetfelder auf die magnetische Lesesektion 11 angewendet. Die freie magnetische Schicht 12 der magnetischen Lesesektion 11 ist zum Beispiel aus einer weichmagnetischen Schicht gebildet, deren magnetische Koerzitivkraft 50e oder weniger beträgt, und sie wird in der Zeichnung durch die Magnetfelder, die aus den Vorspannungssektionen 13 oder den hartmagnetischen Schichten heraustreten, nach rechts magnetisiert. Selbst wenn kein Magnetfeld von dem Aufzeichnungsmedium gegeben ist, kann deshalb die freie magnetische Schicht 12 in einer Richtung magnetisiert werden. Mit dieser Struktur kann die Variation von Grundlinien von Wiedergabesignalen begrenzt werden, und die Signale können stabil wiedergegeben werden.
Heutzutage wird die Breite der magnetischen Lesesektion 11 schmaler gebildet. Im Falle der magnetischen Lesesektion 11, deren Breite 1 μm oder weniger beträgt, ist es auf Grund von instabilen Zonen "A" schwierig, Signale stabil wiederzugeben. Da die instabilen Zonen "A" von den hartmagnetischen Schichten 13 getrennt angeordnet sind, sind die Vorspannungsmagnetfelder kleiner als bei Totzonen "B", mit denen die hartmagnetischen Schichten 13 verbunden sind, und die instabilen Zonen "A" können nicht vollständig in einer Richtung magnetisiert sein. Falls die instabilen Zonen "A" bezüglich der Vorspannungsmagnetfelder diagonal magnetisiert sind, werden Grundlinien von Wiedergabesignalen variiert, so daß die Signale nicht stabil wiedergegeben werden können.
12 zeigt einen Kopf vom Anschlußüberlagerungstyp (terminal-overlay type head), und 13 zeigt einen Kopf vom Austauschvorspannungstyp (exchange bias type head). Sie sind entwickelt worden, um den Nachteil des Kopfes vom Anstoßtyp zu überwinden.
In dem in 12 gezeigten Kopf vom Anschlußüberlagerungstyp überlagern Anschlußsektionen 14, die einen Lesestrom zuführen, die instabilen Zonen "A". Bei dieser Struktur fließt der Lesestrom nur zwischen den Anschlußsektionen 14. Deshalb tritt kein Strom durch die instabilen Zonen "A" hindurch. Die Zonen, durch die kein Lesestrom hindurchtritt, beeinflussen die Wiedergabespannung nicht so sehr, so daß die instabilen Zonen beseitigt werden können.
Der Kopf vom Anschlußüberlagerungstyp hat jedoch den folgenden Nachteil.
Falls die Breite der instabilen Zone "A" zum Beispiel 0,05 μm beträgt, beläuft sich die zu bevorzugende Breite eines Überlagerungsteils nämlich auf 0,05 μm. Aber es ist schwierig, auf herkömmliche Weise solch einen schmalen Überlagerungsteil ohne Abweichung herzustellen. Besonders wenn die Breite der Lesesektion 11 0,5 μm oder weniger beträgt, ist es äußerst schwierig, den Kopf herzustellen.
Andererseits bedeckt in dem Kopf vom Austauschvorspannungstyp eine Vorspannungssektion 15, die aus einem antiferromagnetischen Film ist, der eine Schaltverbindung bewirkt, einen Anschlußteil der freien magnetischen Schicht 12 ohne die hartmagnetische Schicht 13, wie in 13 gezeigt. Ein Schaltverbindungsmagnetfeld magnetisiert die freie magnetische Schicht 12 direkt in einer Richtung, so daß eine stabile Magnetisierung erfolgen kann. Anders als beim Kopf vom Anstoßtyp und dem Kopf vom Anschlußüberlagerungstyp wird das Schaltverbindungsmagnetfeld durch einen Abstand von der Vorspannungssektion 15 nicht beeinflußt. Deshalb wird ein großes Vorspannungsmagnetfeld auf eine Zone angewendet, die mit dem antiferromagnetischen Film 15 verbunden ist, und die instabilen Zonen können beseitigt werden, so daß die freie magnetische Schicht 12 stabil magnetisiert werden kann.
Unter Bezugnahme auf 1-8 wird nun ein Prozeß zum Herstellen des Kopfes vom Austauschvorspannungstyp erläutert.
Zuerst wird ein Spin-Valve-Film 20 gebildet (siehe 1), und ein Resistmuster 21 wird durch Photolithographie auf dem Spin-Valve-Film 20 gebildet (siehe 2).
Der Spin-Valve-Film 20 wird mit dem Resistmuster 21, das als Maske dient, einem Ionenstrahlätzen oder Ionenätzen unterzogen, um aus ihm ein Trapez zu bilden (siehe 3). Das Resistmuster 21 wird erst einmal entfernt (siehe 4), und ein anderes Resistmuster 22, dessen Breite durch die Breite der Lesesektion definiert ist und schmaler als die des in 2 gezeigten Resistmusters 21 ist, wird durch Photolithographie gebildet (siehe 5). Als nächstes wird der Spin-Valve-Film 20 einem Ionenstrahlätzen unterzogen, um nutzlose Substanzen auf ihm zu entfernen. Der antiferromagnetische Film 15 wird durch Sputtern gebildet (siehe 7), und das Resistmuster 22 wird entfernt (siehe 8).
Der oben beschriebene Prozeß ist fast derselbe wie ein Prozeß zum Herstellen des Kopfes vom Anschlußüberlagerungstyp.
Anders als bei dem Kopf vom Anschlußüberlagerungstyp kann die freie magnetische Schicht 12 des Kopfes vom Austauschvorspannungstyp stabil magnetisiert werden. Allerdings ist der überlegene Kopf vom Austauschvorspannungstyp nie als Wiedergabekopf verwendet worden. Der Grund dafür liegt darin, daß die Intensität des Schaltverbindungsmagnetfeldes zwischen dem antiferromagnetischen Film 15 und der freien magnetischen Schicht 12 niedrig ist, so daß kein ausreichendes Vorspannungsmagnetfeld auf die freie magnetische Schicht 12 angewendet werden kann. Der Erfinder ist der Meinung, daß im Falle eines unzulänglichen Ionenstrahlätzens zum Entfernen der nutzlosen Substanzen (siehe 6) kein ausreichendes Vorspannungsmagnetfeld auf die freie magnetische Schicht 12 angewendet werden kann.
Das Metall Tantal (Ta) ist als Oberflächenschutzschicht zum Schützen des Spin-Valve-Films 20 eingesetzt worden. Und zwar aus folgenden Gründen: Tantal und Tantaloxide sind chemisch äußerst stabil; und ihr spezifischer Widerstand (p) ist hoch, wie z. B. 180 μΩm, so daß Spin-Valve-Charakteristiken auch dann nicht beeinflußt werden, wenn die Dicke des Films etwas variiert.
Jedoch werden bei dem Schritt zum Herstellen des Kopfes vom Austauschvorspannungstyp, der in 6 gezeigt ist, nutzlose Substanzen in dem Verbindungsteil durch Ionenstrahlätzen entfernt. Falls die Schutzschicht zum Schützen des Spin-Valve-Films 20 Tantal enthält, wird bei dem Schritt die freie magnetische Schicht 12, deren Sputter-Rate 1,2–1,5 beträgt, durch Sputtern teilweise entfernt, bevor Tantal, dessen Sputter-Rate 0,62 beträgt, vollständig entfernt ist. Deshalb müssen magnetische Charakteristiken der freien magnetischen Schicht 12 schlechter sein, und die Intensität des Schaltverbindungsmagnetfeldes muß niedriger sein. Falls Tantal ferner teilweise als Rest verbleibt, muß die Schaltverbindung zwischen dem antiferromagnetischen Film 15 und der freien magnetischen Schicht 12 schwach sein.
EP 1096478 offenbart eine dreischichtige Keimschichtstruktur, die zwischen einer ersten Lesespaltschicht und einem Spin-Valve-Sensor zum Verbessern der magnetischen und gigantischen magnetoresistiven Eigenschaften und der thermischen Stabilität eingesetzt wird. In dem Spin-Valve-Sensor ist die dreischichtige Keimschichtstruktur zwischen einer ersten Lesespaltschicht und einer freien ferromagnetischen Schicht angeordnet. Die antiferromagnetische fixierende Schicht ist vorzugsweise aus Nickel-Mangan (Ni-Mn). Die dreischichtige Keimschichtstruktur enthält eine erste Keimschicht, die aus einem ersten Metalloxid ist, eine zweite Keimschicht, die aus einem zweiten Metalloxid ist, und eine dritte Keimschicht, die aus einem nichtmagnetischen Metall ist. Eine bevorzugte Ausführungsform enthält eine erste Keimschicht aus Nickeloxid (NiO), eine zweite Keimschicht aus Nickel-Mangan-Oxid (NiMnOx) und eine dritte Keimschicht aus Kupfer (Cu).
US 2002/0023338 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Magnetsensors für einen Lesekopf eines Plattenlaufwerks mit den Schritten: Herstellen eines gigantisch magnetoresistiven Stapels auf einer Oberfläche einer Schicht aus unterem Schirmmaterial, welcher gigantisch magnetoresistive Stapel eine Ätzstoppschicht enthält, die an einem Ende des gigantisch magnetoresistiven Stapels gegenüber der Oberfläche positioniert ist, und eine Pufferschicht, die auf der Ätzstoppschicht positioniert ist; Abscheiden eines Isoliermaterials auf dem gigantisch magnetoresistiven Stapel und der Oberfläche der Schicht aus unterem Schirmmaterial; Planarisieren des Isoliermaterials, um eine obere Fläche des Isoliermaterials zu bilden, die in einer Ebene liegt, die an die Pufferschicht angrenzt oder durch sie hindurch verläuft; Vakuumätzen der Pufferschicht; und Abscheiden einer oberen Schirmschicht auf dem Isoliermaterial und dem gigantisch magnetoresistiven Stapel. Das Dokument offenbart ferner, daß auch ein selbstplanarisierendes Material auf dem Isoliermaterial abgeschieden werden kann. Falls der gigantisch magnetoresistive Stapel ohne die Pufferschicht und die Ätzstoppschicht hergestellt wird, können das selbstplanarisierende Material und das Isoliermaterial dann unter Einsatz eines Vakuumätzprozesses planarisiert werden, bis eine Oberfläche des Isoliermaterials in einer Ebene liegt, die an ein Ende des gigantisch magnetoresistiven Stapels angrenzt. Alternativ dazu kann das selbstplanarisierende Material ohne das Isoliermaterial aufgetragen werden und dann unter Einsatz eines Vakuumätzprozesses planarisiert werden, bis eine Oberfläche des selbstplanarisierenden Materials in einer Ebene liegt, die an ein Ende des gigantisch magnetoresistiven Stapels angrenzt. Es werden auch Magnetsensoren offenbart, die gemäß den obigen Verfahren hergestellt sind.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können einen Spin-Valve-Wiedergabekopf mit schmaler Spurbreite und hoher Stabilität und ein Verfahren zum Herstellen desselben vorsehen.
Eine andere Ausführungsform kann einen Magnetowiderstandseffekt-Film für den Spin-Valve-Wiedergabekopf vorsehen.
Die vorliegende Erfindung kann die folgenden Strukturen aufweisen.
Entsprechend einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt der Magnetowiderstandseffekt-Film der vorliegenden Erfindung eine fixierte magnetische Schicht, eine nichtmagnetische Schicht und eine freie magnetische Schicht, die in jener Ordnung gestapelt sind, wobei eine nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht, deren spezifischer Widerstand niedriger als jener der freien magnetischen Schicht ist, und eine Ätzstoppschicht, deren Sputter-Rate höher als jene von Tantal und niedriger als jene von Kupfer ist, auf der freien magnetischen Schicht in jener Ordnung gestapelt sind, wobei die Ätzstoppschicht aus Aluminium, Chrom, Kobalt, Nickel, Eisen, Ruthenium, Platin oder irgendeiner Legierung daraus ist.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Spin-Valve-Wiedergabekopf vorgesehen, der umfaßt: eine Basisschicht, die eine untere Schirmschicht enthält; einen Magnetowiderstandseffekt-Film, wie den obigen, der eine magnetische Lesesektion hat und auf der Basisschicht gebildet ist; Vorspannungssektionen, die auf beiden Seiten des Magnetowiderstandseffekt-Films gebildet sind; Anschlußsektionen zum Zuführen eines Lesestroms zu der magnetischen Lesesektion; eine Isolierschicht, die den Magnetowiderstandseffekt-Film, die Vorspannungssektionen und die Anschlußsektionen überdeckt; und eine obere Schirmschicht, die auf der Isolierschicht gebildet ist.
Entsprechend einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Spin-Valve-Wiedergabekopfes vorgesehen, mit den Schritten: Bilden einer Basisschicht, die eine untere Schirmschicht enthält; Bilden eines Magnetowiderstandseffekt-Films, wie des obigen, der eine magnetische Lesesektion hat und auf der Basis schicht gebildet wird; Bilden von Vorspannungssektionen, die auf beiden Seiten des Magnetowiderstandseffekt-Films gebildet werden; Bilden von Anschlußsektionen zum Zuführen eines Lesestroms zu der magnetischen Lesesektion; Bilden einer Isolierschicht, die den Magnetowiderstandseffekt-Film, die Vorspannungssektionen und die Anschlußsektionen überdeckt; und Bilden einer oberen Schirmschicht, die auf der Isolierschicht gebildet wird, bei dem ferner eine oxidationsbeständige Metallschicht auf dem Film gestapelt wird und die Isolierschicht nach einem Plasmareini gen gebildet wird, wobei das Ätzen gestoppt wird, wenn die Ätzstoppschicht exponiert ist.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann ein großes Schaltverbindungsmagnetfeld in einem Wiedergabekopf vom Austauschvorspannungstyp erzeugt werden und können Signale, die in einer schmalen Spur aufgezeichnet sind, stabil wiedergegeben werden. Auch in einem Wiedergabekopf vom Anschlußüberlagerungstyp kann der Lesestrom nur zwischen den Anschlußsektionen fließen, so daß die Wiedergabespurbreite des Kopfes schmaler sein kann.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun anhand von Beispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Erläuterungsansicht eines Spin-Valve-Films ist;
2 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Bilden eines Resistmusters ist;
3 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Ausführen des Ionenstrahlätzens mit dem Resistmuster als Maske ist;
4 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Bilden eines Magnetowiderstandseffekt-Films zu einem Trapez ist;
5 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Bilden eines anderen Resistmusters ist;
6 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Ionenstrahlätzen eines Verbindungsteils ist;
7 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Bilden eines antiferromagnetischen Films ist;
8 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Entfernen des Resistmusters ist;
9 eine Erläuterungsansicht des Schrittes zum Bilden einer Isolierschicht und einer oberen Schirmschicht ist;
10 eine Erläuterungsansicht eines Spin-Valve-Films ist;
11 eine Schnittansicht eines Spin-Valve-Elementes vom Anstoßtyp ist;
12 eine Schnittansicht eines Spin-Valve-Elementes vom Anschlußüberlagerungstyp ist; und
13 eine Schnittansicht eines Spin-Valve-Elementes vom Austauschvorspannungstyp ist.
Unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen werden nun bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eingehend beschrieben.
In der vorliegenden Ausführungsform werden eine nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht, deren spezifischer Widerstand niedriger als jener der freien magnetischen Schicht ist, eine Ätzstoppschicht, deren Sputter-Rate höher als jene von Tantal und niedriger als jene von Kupfer ist, und eine oxidationsbeständige Metallschicht auf einer freien magnetischen Schicht in jener Ordnung als Schutzschicht gestapelt. Die Schutzschicht wird anstelle der bekannten Schutzschicht verwendet, die Tantal enthält.
Unter Einsatz der dreischichtigen Schutzschicht kann der Rest vom Ionenstrahlätzen vollständig entfernt werden. Deshalb kann ein Wiedergabekopf vom Austauschvorspannungstyp realisiert werden.
Dadurch, daß die nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht mit dem niedrigen spezifischen Widerstand verwendet wird, hat eine Variation des Ausmaßes des Ätzens oder des Ionenstrahlätzens keinen großen Einfluß auf Charakteristiken eines Elementes. Falls die freie magnetische Schicht 12 vor dem Bilden eines Isolierfilms direkt einem Ionenstrahlätzen oder direkt einer Plasmareinigung unterzogen wird, werden magnetische Charakteristiken und der Magnetowiderstandseffekt der freien magnetischen Schicht 12 stark beeinflußt. Um das Problem zu lösen, wird eine Zwischenschicht zwischen der Ätzstoppschicht, die durch das Ionenstrahlätzen oder Plasmareinigen teilweise entfernt wird, und der freien magnetischen Schicht gebildet. In dem Kopf vom Anschlußüberlagerungstyp und dem Kopf vom Austauschvorspannungstyp kann, falls die Zwischenschicht aus einem Material hergestellt wird, dessen spezifischer Widerstand niedriger als jener der freien magnetischen Schicht 12 ist, ein elektrischer Lesestrom nur zwischen Anschlüssen fließen, so daß die Wiedergabespurbreite schmaler sein kann; falls die Zwischenschicht aus einem Material hergestellt wird, dessen spezifischer Widerstand höher als jener der freien magnetischen Schicht 12 ist, fließt der Lesestrom durch überlagerte Anschlüsse und einen Teil unter einer Austauschschicht, so daß die Wiedergabespurbreite breiter sein muß. Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, oder den Wiedergabekopf mit der schmalen Wiedergabespurbreite zu realisieren, sollte der spezifische Widerstand der Zwischenschicht nied riger sein. Ferner muß die Zwischenschicht eine nichtmagnetische Schicht sein, um das Magnetisieren der freien magnetischen Schicht 12 nicht groß zu beeinflussen. Deshalb wird die Zwischenschicht aus Kupfer, Silber, Gold und deren Legierungen hergestellt (siehe TABELLE 1).
TABELLE 1
Die Ätzstoppschicht sollte eine relativ niedrige Ätzrate haben, um bei der Plasmareinigung nicht die nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht zu ätzen, die einen niedrigen spezifischen Widerstand hat. Die Ätzrate korreliert mit der Sputter-Rate, so daß die Ätzrate auf der Basis der Sputter-Rate bekannt sein kann. Die TABELLE 2 zeigt die Sputter-Rate von einfachem Metall, das mit Argonionen besputtert wird, deren Energie 600 eV beträgt. Die Sputter-Rate von nichtmagnetischen elektrischen leitfähigen Metallen, die einen niedrigen spezifischen Widerstand haben, beträgt bei Cu: 2,30, Ag: 3,40 und Au: 2,43; deshalb wird die Ätzstoppschicht vorzugsweise aus einem Material hergestellt, dessen Sputter-Rate niedriger als jene der nichtmagnetischen elektrischen leitfähigen Metalle ist. Gemäß der TABELLE 2 sind die zu bevorzugenden Metalle Al, Co, Cr, Fe, Ni, Pt und Ru. Die Sputter-Rate von Al₂O₃, Ta und Ta₂O₅ ist auch niedrig, aber sie werden beim Ionenstrahlätzen als Rest verbleiben, und es wird kein Schaltverbindungsmagnetfeld erzeugt. Daher handelt es sich bei ihnen um ungeeignete Metalle. Deshalb ist die zu bevorzugende Sputter-Rate der Ätzstoppschicht höher als die von Ta und niedriger als die von Cu. Gemäß der TABELLE 2 liegt der zu bevorzugende Bereich der Sputter-Rate zwischen 0,62–2,30.
Falls die Ätzstoppschicht an der Luft oxidiert, wird die Sputter-Rate herabgesetzt, so daß die oxidationsbeständige Schicht gebildet wird, um die Oxidation zu verhindern. Zum Beispiel können Gold, Silber, Platin, Palladium und deren Legierungen als oxidationsbeständige Schicht verwendet werden. Vorzugsweise ist die Sputter-Rate der oxidationsbeständigen Schicht höher als jene der Ätzstoppschicht. Die Sputter-Rate der Metalle ist höher als die der Ätzstoppschicht. Zu beachten ist, daß Platin als nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht dienen kann.
TABELLE 2
Nun werden konkrete Beispiele erläutert.
Eine Aluminiumoxidschicht, deren Dicke mehrere μm beträgt, wird auf einem Aluminiumoxidsubstrat (Wafer), wozu Titankarbid hinzugefügt worden ist, als Isolierschicht gebildet. Dann wird eine Permalloy-Schicht, deren Dicke mehrere μm beträgt, als untere Schirmschicht gebildet. Als nächstes wird eine Aluminiumoxidschicht, deren Dicke etwa 0,03 μm beträgt, als Spaltschicht gebildet, worauf dann ein Spin-Valve-Film gebildet wird. Die Struktur des Spin-Valve-Films ist zum Beispiel: NiCr 6 nm/PtMn 20 nm/CoFe 2 nm/Cu 2 nm/CoFe 1 nm/NiFe 4 nm/Au 0,5 nm/NiCr 2 nm/Au 1 nm. Der Film wird durch kontinuierliches Sputtern gebildet.
Die Struktur des Spin-Valve-Films 20 ist in 10 gezeigt.
Eine Basisschicht 30 ist aus NiCr 6 nm; eine antiferromagnetische Schicht 31 ist aus PtMn 20 nm; eine fixierte magnetische Schicht 32 ist aus CoFe 2 nm; eine nichtmagnetische Schicht 33 ist aus Cu 2 nm; und eine freie magnetische Schicht 34 ist aus CoFe 1 nm/NiFe 4 nm. Eine Schutzschicht ist aus Au 0,5 nm/NiCr 2 nm/Au 1 nm, in der eine nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht 35 aus Au 0,5 nm ist; eine Ätzstoppschicht 36 aus NiCr 2 nm ist; und eine oxidationsbeständige Schicht 37 aus Au 1 nm ist.
Die Schicht aus Au 0,5 nm kann Cu oder Ag 0,5 nm sein. Die Schicht aus NiCr 2 nm kann Al, Cr oder Ru 2 nm sein. Ferner kann die Schicht aus Au 1 nm auch aus Ag 1 nm sein. Der Spin-Valve-Film 20 wird zur Schaltverbindung der PtMn-Schicht und der CoFe-Schicht von 2 nm in einem Magnetfeld auf bekannte Weise wärmebehandelt.
Dann wird, wie unter Bezugnahme auf 1-8 erläutert, das Resistmuster 21 durch Photolithographie gebildet (siehe 2), wird der Spin-Valve-Film 20 durch Ionenstrahlätzen zu einem Trapez gebildet (siehe 3), wird das Resistmu ster 21 durch ein Resistentfernungsagens entfernt (siehe 4), wird ein anderes Resistmuster 22 durch Photolithographie gebildet (siehe 5) und wird der verbundene Teil einem Ionenstrahlätzen unterzogen (siehe 6). Das Ionenstrahlätzen wird unter zweckmäßigen Bedingungen ausgeführt, um einen Teil der Schutzschicht (Au 0,5 nm/NiCr 2 nm/Au 1 nm) des Spin-Valve-Films 20 zu entfernen und nicht die NiFe-Schicht zu entfernen. Ferner wird der antiferromagnetische Film 15 gebildet, ohne den Wafer aus der Vakuumkammer zu entnehmen (siehe 7), und das Resistmuster 22 wird zusammen mit dem antiferromagnetischen Film 15 entfernt (siehe 8). Dann wird der Wafer in einem Magnetfeld auf bekannte Weise wärmebehandelt, um den antiferromagnetischen Film 15 zu vereinheitlichen. Die Anschlußsektionen 14 aus Gold (Au) werden gebildet, und eine Aluminiumoxidisolierschicht 24, deren Dicke etwa 0,02 μm beträgt, wird gebildet, um den Wafer vollständig zu bedecken.
Schließlich wird eine obere Schirmschicht 25 gebildet, die aus NiFe ist und deren Dicke mehrere μm beträgt (siehe 9). Es sei erwähnt, daß in 9 eine Grundschicht 26 gezeigt ist.
Die Plasmareinigung erfolgt vor dem Bilden der Aluminiumoxidisolierschicht 24. Bedingungen der Plasmareinigung werden zweckmäßig ausgewählt, um die 1 nm dicke Au-Schicht der Schutzschicht zu ätzen und zu entfernen oder ferner einen Teil der 2 nm dicken NiCr-Schicht zu ätzen und zu entfernen, die unter der Au-Schicht von 1 nm liegt.
Schließlich bleibt alles von der 0,5 nm dicken Au-Schicht und alles oder ein Teil von der 2 nm dicken NiCr-Schicht übrig. Es sei erwähnt, daß das Plasmareinigen ausgeführt werden muß, um wenigstens die Au-Schicht von 0,5 nm zu belassen (die nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht mit dem niedrigen spezifischen Widerstand).
Abschließend wird der Wafer zerschnitten, um eine Vielzahl von Elementen für Spin-Valve-Wiedergabeköpfe zu bilden.
Die Elemente vom Anschlußüberlagerungstyp können durch denselben Prozeß hergestellt werden, so daß der Lesestrom nur zwischen den Anschlußsektionen fließen kann, und die Wiedergabespurbreite des Kopfes kann schmaler sein.
Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verkörpert werden, ohne von den wesentlichen Charakteristiken derselben abzuweichen. Die vorliegenden Ausführungsformen sind deshalb in jeder Hinsicht als erläuternd und nicht als einschränkend anzusehen, wobei der Umfang der Erfindung vielmehr durch die beigefügten Ansprüche, als durch die obige Beschreibung angegeben wird, und deshalb sollen alle Veränderungen, die der Bedeutung und dem Äquivalenzbereich nach unter die Ansprüche fallen, darin enthalten sein.

Claims

Magnetowiderstandseffekt-Film mit wenigstens einer fixierten magnetischen Schicht (32), einer nichtmagnetischen Schicht (33) und einer freien magnetischen Schicht (34), die in jener Ordnung gestapelt sind, dadurch gekennzeichnet, daß eine nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht (35), deren spezifischer Widerstand niedriger als jener der freien magnetischen Schicht (34) ist, und eine Ätzstoppschicht (36), deren Sputter-Rate höher als jene von Tantal und niedriger als jene von Kupfer ist, auf der freien magnetischen Schicht (34) in jener Ordnung gestapelt sind, wobei die Ätzstoppschicht (36) aus Aluminium, Chrom, Kobalt, Nickel, Eisen, Ruthenium, Platin oder irgendeiner Legierung daraus ist.
Magnetowiderstandseffekt-Film nach Anspruch 1, bei dem die nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht (35) aus Kupfer, Silber, Gold oder einer Legierung daraus ist.
Magnetowiderstandseffekt-Film nach Anspruch 1 oder 2, bei dem eine oxidationsbeständige Metallschicht (37) auf der Ätzstoppschicht (36) gestapelt ist, die auf der freien magnetischen Schicht (34) angeordnet ist.
Magnetowiderstandseffekt-Film nach Anspruch 3, bei dem die oxidationsbeständige Metallschicht (37) aus Gold, Silber, Platin, Palladium oder einer Legierung daraus ist.
Spin-Valve-Wiedergabekopf mit: einer Basisschicht (30), die eine untere Schirmschicht enthält; einem Magnetowiderstandseffekt-Film nach Anspruch 1, der ferner eine magnetische Lesesektion (11) hat und auf der Basisschicht (30) gebildet ist; Vorspannungssektionen (13), die auf beiden Seiten des Magnetowiderstandseffekt-Films gebildet sind; Anschlußsektionen (14) zum Zuführen eines Lesestroms zu der magnetischen Lesesektion (11); einer Isolierschicht (24), die den Magnetowiderstandseffekt-Film, die Vorspannungssektionen (13) und die Anschlußsektionen (14) überdeckt; und einer oberen Schirmschicht (25), die auf der Isolierschicht (24) gebildet ist.
Spin-Valve-Wiedergabekopf nach Anspruch 5, bei dem die nichtmagnetische elektrische leitfähige Schicht (35) aus Kupfer, Silber, Gold oder einer Legierung daraus ist.
Verfahren zum Herstellen eines Spin-Valve-Wiedergabekopfes mit den Schritten: Bilden einer Basisschicht (30), die eine untere Schirmschicht enthält; Bilden eines Magnetowiderstandseffekt-Films nach Anspruch 3, der eine magnetische Lesesektion (11) hat und auf der Basisschicht (30) gebildet wird; Bilden von Vorspannungssektionen (13), die auf beiden Seiten des Magnetowiderstandseffekt-Films gebildet werden; Bilden von Anschlußsektionen (14) zum Zuführen eines Lesestroms zu der magnetischen Lesesektion (11); Bilden einer Isolierschicht (24), die den Magnetowiderstandseffekt-Film, die Vorspannungssektionen (13) und die Anschlußsektionen (14) überdeckt; und Bilden einer oberen Schirmschicht (25), die auf der Isolierschicht (24) gebildet wird, bei dem die Isolierschicht (24) nach einem Plasmareinigen gebildet wird, bei dem das Ätzen gestoppt wird, wenn die Ätzstoppschicht (36) exponiert ist.