磁致电阻磁头及其制造方法技术

一种磁阻磁头，其中包括：第一磁屏蔽；位于所述第一磁屏蔽上并具有第一宽度的第一电极端；位于所述第一电极端上并具有等于或小于所述第一宽度的第二宽度的磁阻薄膜。该磁阻磁头进一步包括位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，其具有小于或等于所述第二宽度的第三宽度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。最好，该磁阻磁头进一步包括：用于连接所述第二电极端和所述第二磁屏蔽的插塞电极；以及用于覆盖所述插塞电极的侧壁的插塞侧保护绝缘膜。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种例如用于磁盘驱动器和磁带驱动器这样的磁记录设备中的磁阻磁头。
技术介绍
随着最近几年磁盘驱动器尺寸的减小以及记录密度的增加，磁头滑动块(head slider)的浮动高度变的更小，并且需要实现接触记录/再现，使得磁头滑动块在记录介质上方非常小的高度上浮动，或者与记录介质相接触。另外，常规的磁感应头具有一个缺点，例如由于磁盘直径的减小所造成，它的再现输出随着作为记录介质的磁盘的圆周速度(磁头和介质之间的相对速度)的减小而降低。为了解决这个缺点，最近广泛地开发一种磁阻磁头(MR磁头)，其再现输出不决定于圆周速度，并且甚至能够以低的圆周速度获得大的输出。这种磁阻磁头是一种主流的磁头。另外，当前还可以在市场上获得利用大磁阻(GMR)效应的磁头。随着磁盘驱动器中采用较高密度进行记录，1比特的记录面积减小，并且从介质产生的磁场相应地变小。当前市场上的磁盘驱动器的记录密度大约为10Gbit/in2，并且它以每年大约200％的速度增加。因此需要开发一种磁阻传感器和磁阻磁头，其可以支持小的磁场范围并且可以感应在小的外部磁场中的变化。当前，采用旋阀GMR效应的旋阀磁阻传感器被广泛的用于磁头中。在这种具有旋阀结构的磁阻传感器中，在自由铁磁层(自由层)中的磁化方向被来自记录介质的信号磁场所改变，从而该磁化方向与固定铁磁层(固定层)中的磁化方向的相对角度改变，造成磁阻传感器的电阻改变。在磁头中使用磁阻传感器的情况中，在固定层(pinned layer)中的磁化方向被固定在沿着磁阻元件的高度的方向上，并且自由层中的磁化方向在没有施加外部磁场的条件下通常被设计为沿着磁阻元件的宽度的方向，其方向与固定层相垂直。相应地，磁阻传感器的电阻可以根据来自磁性记录介质的信号磁场的方向是与固定层的磁化方向成平行还是逆平行而线性增加或降低。这种线性电阻的改变促进在磁盘驱动器中的信号处理。在常规的磁阻传感器中，感应电流在与磁阻元件的薄膜表面平行的方向上通过，以读取根据外部磁场改变的电阻。在电流在平行于GMR薄膜表面的方向上通过的CIP(平面中的电流)结构中的情况下，来自传感器的输出随着由一对电极端所确定的感应区域的减小而减小。另外，在具有CIP结构的旋阀磁阻传感器中，在GMR薄膜和上磁屏蔽之间以及在GMR薄膜和下磁屏蔽之间需要绝缘膜。也就是说，在上和下磁屏蔽之间的距离等于GMR薄膜的厚度与每个绝缘膜的厚度的两倍数值之和。当前，绝缘膜的厚度最小约为20纳米。相应地，上和下磁屏蔽之间的距离变为等于GMR薄膜的厚度与大约40纳米之和。但是，对于该距离，难以支持在记录介质上的记录位长度的减小，并且当前CIP旋阀磁阻传感器不能满足磁屏蔽之间的距离被减小到40纳米或更小的要求。在这种情况中，考虑具有利用旋阀GMR效应的CIP结构的磁头可以支持最大20至40Gbit/in2的记录密度。即使采用作为最新技术的镜面散射(specular scattering)，最大记录密度被认为是60Gbit/in2。如上文所述磁盘驱动器的记录密度迅速增加，并且期望在2002年将期望达到80Gbit/in2的记录密度。从输出和磁屏蔽之间的间距这样的角度来看，当记录密度变为80Gbit/in2或更高时，即使通过使用应用最新的镜面散射的CIP旋阀GMR磁头，也非常难以支持这样的高记录密度。作为一种要解决上述问题的未来的旋阀GMR，人们已经提出一种隧道MR(TMR)和具有CPP(垂直于平面的电流)结构的GMR，使得电流在与GMR薄膜表面相垂直的方向上通过。TMR具有一种结构，使得薄的绝缘层夹在两个铁磁层之间。通过绝缘层的隧道电流根据两个铁磁层中的磁化方向而改变。TMR表现出非常大的电阻改变。并且具有良好的灵敏度，从而它有希望成为一种有前景的未来旋阀GMR。另一方面，在具有CPP结构的GMR的情况中，输出随着通过感应电流的GMR薄膜的截面面积的减小而增加。这种CPP结构的特点比CIP结构具有很大的优势。TMR还被认为是一种CPP结构，因为电流从一个铁磁层通过绝缘层到达另一个铁磁层。因此，TMR还具有上述优点。为了使具有CPP结构的GMR中的灵敏度更高，人们已经提出要使夹在GMR薄膜中的两个电极端比GMR薄膜的尺寸更小(日本专利公开No.10-55512)。在用于上述公开文献中所述的磁阻磁头的制造方法中，首先形成两个电极端中的一个，接着形成GMR薄膜，并且然后形成另一个电极端。但是，在当前制造微结构GMR元件时，通过采用上述常规制造方法，非常难以使两个电极端的尺寸小于GMR薄膜的尺寸，并且难以抑制不对齐的问题。在常规的MR头制造方法中(在本说明书中MR这个术语包括GMR)，MR头是通过接触孔工艺或剥离工艺(lift-off process)而制造的。在接触孔工艺中把MR薄膜形成为所需的形状，然后叠压磁畴控制薄膜和绝缘薄膜。在此之后，形成一个接触孔与上电极端和MR薄膜相接触。在剥离工艺中，把用于对MR薄膜的光刻胶剥离，并且叠压磁头控制膜和绝缘膜。在此之后，除去光刻胶，从而形成用于电连接上电极端和MR薄膜的接触孔。目前的MR薄膜具有大约0.1微米的宽度。另一方面，目前的光刻技术具有大约0.06微米的误差。相应地，当MR薄膜变的更加微小时，在常规的接触孔工艺中MR薄膜与接触孔的对齐变得困难。另一方面，剥离工艺还具有由于在剥离之后剩余一部分光刻胶所造成的接触不良等问题。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的是提供一种磁阻磁头，其能够获得大再现输出信号。本专利技术的另一个目的是一提供一种磁阻磁头制造方法，其可以高成品率地制造磁阻磁头。根据本专利技术的一个方面，在此提供一种磁阻磁头，其中包括第一磁屏蔽；位于所述第一磁屏蔽上的第一电极端，所述第一电极端具有第一宽度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一宽度的第二宽度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极端具有小于或等于所述第二宽度的第三宽度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。根据本专利技术另一个方面，在此提供一种磁阻磁头，其中包括第一磁屏蔽；位于所述第一磁屏蔽上的第一电极端，所述第一电极端具有第一高度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一高度的第二高度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极端具有小于或等于所述第二高度的第三高度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。最好，一对磁畴控制薄膜被提供在磁阻薄膜的相对侧，并且第一磁屏蔽被提供在基片上。更加具体来说，该磁阻磁头进一步包括用于把第二电极端与第二磁屏蔽相连接的插塞电极(plug electrode)，以及用于覆盖该插塞电极的侧壁的插塞侧壁保护膜。根据本专利技术另一个方面，在此提供一种磁阻磁头，其中包括还作为第一磁屏蔽的第一电极端，所述第一电极端具有第一宽度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一宽度的第二宽度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极端具有小于或等于所述第二宽度的第三宽度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。根据本专利技术另一个方面，在此提供一种磁阻磁头，其中包括还作为第一磁屏蔽的第一电极端，所述第一电极端具有第一高度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁阻磁头，其中包括：第一磁屏蔽；位于所述第一磁屏蔽上的第一电极端，所述第一电极端具有第一宽度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一宽度的第二宽度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极 端具有小于或等于所述第二宽度的第三宽度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。

【技术特征摘要】
JP 2001-8-15 246695/20011.一种磁阻磁头，其中包括第一磁屏蔽；位于所述第一磁屏蔽上的第一电极端，所述第一电极端具有第一宽度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一宽度的第二宽度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极端具有小于或等于所述第二宽度的第三宽度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。2.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中进一步包括位于所述磁阻薄膜的相对侧上的一对磁畴控制薄膜。3.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中进一步包括其上具有所述第一磁屏蔽的基片。4.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中进一步包括用于连接所述第二电极端和所述第二磁屏蔽的插塞电极；以及用于覆盖所述插塞电极的侧壁的插塞侧保护绝缘膜。5.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中所述磁阻薄膜包括至少一个低电阻膜以及夹住所述低电阻膜的至少两个铁磁膜，所述磁阻薄膜的电阻根据所施加的磁场而变化。6.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中所述磁阻薄膜具有铁磁隧道结的结构，所述磁阻薄膜的电阻根据所施加的磁场而变化。7.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中所述磁阻薄膜具有多层薄膜结构，包括一个铁磁层和一个非磁性层，所述磁阻薄膜的电阻根据所施加磁场而变化。8.根据权利要求1所述的磁阻磁头，其中所述第二宽度小于所述第一宽度，并且所述第三宽度小于所述第二宽度。9.一种磁阻磁头，其中包括还作为第一磁屏蔽的第一电极端，所述第一电极端具有第一宽度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一宽度的第二宽度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极端具有小于或等于所述第二宽度的第三宽度；以及位于所述第二电极端上的所述第二磁屏蔽。10.一种磁阻磁头，其中包括第一磁屏蔽；位于所述第一磁屏蔽上的第一电极端，所述第一电极端具有第一高度；位于所述第一电极端上的磁阻薄膜，所述磁阻薄膜具有等于或小于所述第一高度的第二高度；位于所述磁阻薄膜上的第二电极端，所述第二电极端具有小于或等于所述第二高度的第三高度；以及位于所述第二电极端上的第二磁屏蔽。11.根据权利要求10所述的磁阻磁头，其中进一步包括位于所述磁阻薄膜的相对侧上的一对磁畴控制薄膜。12.根据权利要求10所述的磁阻磁头，其中进一步包括其上具有所述第一磁屏蔽的基片。13.根据权利要求10所述的磁阻磁头，其中进一步包括用于连接所述第二电极端和所述第二磁屏蔽的插塞电极；以及用于覆盖所述插塞电极的侧壁的插塞侧保护绝缘膜。14.根据权利要求10所述的磁阻磁头，其中所述磁阻薄膜包括至少一个低电阻膜以及夹住所述低电阻膜的至少两个铁磁膜，所述磁阻薄膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：芦田裕，江口伸，田中厚志，近藤玲子，清水丰，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]