特許 5852541 磁気抵抗センサーのための磁気バイアス構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5852541

(24)【登録日】2015年12月11日

(45)【発行日】2016年2月3日

(54)【発明の名称】磁気抵抗センサーのための磁気バイアス構造

(51)【国際特許分類】

   G11B 5/39 20060101AFI20160114BHJP

【ＦＩ】

   G11B5/39

【請求項の数】17

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-224695(P2012-224695)

(22)【出願日】2012年10月10日

(65)【公開番号】特開2013-84338(P2013-84338A)

(43)【公開日】2013年5月9日

【審査請求日】2015年10月8日

(31)【優先権主張番号】13/271,015

(32)【優先日】2011年10月11日

(33)【優先権主張国】US

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】503116280

【氏名又は名称】エイチジーエスティーネザーランドビーブイ

(74)【代理人】

【識別番号】100091096

【弁理士】

【氏名又は名称】平木 祐輔

(74)【代理人】

【識別番号】100105463

【弁理士】

【氏名又は名称】関谷 三男

(74)【代理人】

【識別番号】100102576

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 敏章

(74)【代理人】

【識別番号】100101063

【弁理士】

【氏名又は名称】松丸 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100162330

【弁理士】

【氏名又は名称】広瀬 幹規

(72)【発明者】

【氏名】淡河 紀宏

(72)【発明者】

【氏名】阪本 浩二

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 幸司

【審査官】 斎藤 眞

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許第７３４２７５２（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１０−２６２７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／１４３３７０（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ１１Ｂ ５／３９

Ｈ０１Ｌ ４３／００−４３／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサースタックと、
前記センサースタックに隣接して形成されたハード磁気バイアス構造と、
を備え
前記ハード磁気バイアス構造が、第１の下層と、前記第１の下層の上に形成された第２の下層と、前記第２の下層の上に形成された磁気材料とを備え、
前記第１の下層が、磁気シールドの上に形成され、前記磁気シールドと実質的に平行である第１の部分と、前記センサースタックの側面に隣接する第２の部分とを有し、前記第１の下層の前記第１の部分が連続膜として形成され、前記第２の部分が別個の島として形成される、磁気読み出しセンサー。

【請求項2】

前記第１の下層が０．２５ｎｍ〜０．７５ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項3】

前記第１の下層がＮｉＴａを含む、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項4】

前記第１の下層がＮｉＴａを含み、０．２５〜０．７５ｎｍの厚さを有する、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項5】

前記第１の下層が、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、またはこれらの材料のうちの少なくとも１つを含有する合金を含む、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項6】

前記第１の下層が、０．２５ｎｍ〜０．７５ｎｍの厚さを有し、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、またはこれらの材料のうちの少なくとも１つを含有する合金を含む、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項7】

前記第１の下層がＮｉＴａを含み、前記第２の下層がＣｏＭｏを含む、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項8】

前記第１の下層が、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、またはこれらの材料のうちの少なくとも１つを含有する合金を含み、前記第２の下層がＣｒＭｏを含む、請求項１に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項9】

前記磁気材料がＣｏＰｔを含む、請求項１に記載の磁気センサー。

【請求項10】

前記磁気材料がＣｏＰｔＣｒを含む、請求項１に記載の磁気センサー。

【請求項11】

前記センサースタックが磁化自由層を含み、前記ハード磁気バイアス構造の磁性層が、前記磁化自由層と実質的に平行の向きである前記センサースタックに隣接する磁気異方性を有する、請求項１に記載の磁気センサー。

【請求項12】

前記センサースタックが、磁気シールドの上に形成され、
前記センサースタックが、前記ハード磁気バイアス構造を、前記センサースタックおよび前記磁気シールドから分離させる電気絶縁層をさらに備える、請求項１に記載の磁気センサー。

【請求項13】

磁気データ記録システムであって、
磁気メディアと、
サスペンションアセンブリと、
前記サスペンションアセンブリに取り付けられた磁気読み出しヘッドと、
を備え、
前記磁気読み出しヘッドが、
センサースタックと、
前記センサースタックに隣接して形成されたハード磁気バイアス構造と、
を備え、
前記ハード磁気バイアス構造が、第１の下層と、第２の下層の上に形成された磁気材料とを備え、
前記第１の下層が、磁気シールドの上に形成され、前記磁気シールドと実質的に平行である第１の部分と、前記センサースタックの側面に隣接する第２の部分とを有し、前記第１の下層の前記第１の部分が連続膜として形成され、前記第２の部分が別個の島として形成される、磁気データ記録システム。

【請求項14】

前記第１の下層が０．２５ｎｍ〜０．７５ｎｍの厚さを有する、請求項１３に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項15】

前記第１の下層がＮｉＴａを含む、請求項１３に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項16】

前記第１の下層が、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、またはこれらの材料のうちの少なくとも１つを含有する合金を含む、請求項１３に記載の磁気読み出しセンサー。

【請求項17】

前記センサースタックが磁化自由層を含み、前記ハード磁気バイアス構造の磁性層が、前記磁化自由層と実質的に平行の向きである前記センサースタックに隣接する磁気異方性を有する、請求項１３に記載の磁気センサー。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、磁気データ記録に関し、特に、自由層に対するバイアス磁場を改善し、バルクハウゼンノイズを低減する磁気バイアス構造を有する磁気読み出しヘッドに関する。

【背景技術】

【0002】

コンピュータの心臓部は、磁気ディスクドライブと呼ばれるアセンブリである。磁気ディスクドライブは、回転型磁気ディスクと、回転型磁気ディスクの表面に隣接するサスペンションアームによって懸架される読み書きヘッドと、回転ディスク上にある選択した円形トラックの上方に読み書きヘッドを配置するためにサスペンションアームを揺動させるアクチュエータと、を備える。読み書きヘッドは、空気軸受面（ＡＢＳ）を有するスライダに直結されている。サスペンションアームは、ディスクが回転していないと、スライダを付勢してディスクの表面と接触させるが、ディスクが回転すると、回転ディスクによって空気が渦流される。スライダが空気軸受に乗ると、回転ディスクに磁気インプレッションを書き込み、回転ディスクから磁気インプレッションを読み出すために読み書きヘッドが使用される。読み書きヘッドは、書き込みおよび読み出し機能を実装するために、コンピュータプログラムに従って動作する処理回路に接続されている。

【0003】

書き込みヘッドは、少なくとも１つのコイルと、書き込み極（write pole）と、１つもしくは複数の戻り極（return pole）と、を備えている。電流がコイルを貫流すると、生成された磁界により、磁束が書き込み極を貫流し、その結果、書き込み極の先端から書き込み磁場が放出される。この磁場は十分に強いために、隣接する磁気ディスクの一部分を局所的に磁化し、それによってデータビットを記録する。書き込み磁場はその後、磁気的に柔らかい磁気メディアの下層を通って書き込みヘッドの戻り極に戻る。

【0004】

巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）センサーやトンネル接合磁気抵抗（ＴＭＲ）センサーなどの磁気抵抗センサーを用いて、磁気メディアから磁気信号を読み出すことができる。センサーは、非磁性導電層（センサーがＧＭＲセンサーである場合）か、あるいは第１の強磁性層と第２の強磁性層との間に挟まれた薄型の非磁性電気絶縁障壁層（センサーがＴＭＲセンサーである場合）を備えており、以降、それぞれ固定層（pinned layer）および自由層と言及する。電流が自由層、スペーサ層および固定層の平面に対して垂直に流れるように（平面に対して垂直な電流（ＣＰＰ）動作モード）、磁気シールドがセンサースタックの上方および下方に位置付けられており、第１および第２の導線としての役割を果たすこともできる。固定層の磁化方向は、空気軸受面（ＡＢＳ）に対して垂直に固定されており、自由層の磁化方向は、ＡＢＳに対して平行だが、外部磁場を受けて自由に回転する。固定層の磁性は、反強磁性層との交換結合によって固定されているのが典型的である。

【0005】

固定層および自由層の磁性が互いに平行のときに伝導電子の散乱が最小化され、固定層および自由層の磁性が逆平行のときに散乱が最大化される。読み出しモードでは、スピンバルブセンサーの抵抗が、回転ディスクからの磁場の大きさに対して概ね線形に変化する。検知電流がスピンバルブセンサーを通じて伝導されると、抵抗の変化によって潜在的な変化が生じ、再生信号として検出および処理される。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

データ密度を最大化するために磁気抵抗センサーの小型化がこれまで以上に進むにつれて、自由層を付勢（biasing）することがこれまで以上に困難になる。自由層が小さくなるにつれて、自由層の磁化は生来的に不安定になり、バイアス構造が小さいほど、バイアス磁場は弱くなる。そのため、非常に小さなセンサーで自由層の安定性を維持するのに十分な強度のバイアス磁場を提供できる構造に対するニーズが依然として存在する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、センサースタックと、センサースタックに隣接して形成されたハード磁気バイアス構造とを備える磁気読み出しセンサーを提供する。磁気バイアス構造は、その少なくとも一部分が別個の島として形成される第１の下層と、第１の下層の上に形成された第２の下層と、第２の下層の上に形成された磁気材料と、を備える。

【0008】

第１の下層は、最適なバイアス磁場を提供するための０．２５〜０．７５ｎｍの厚さを有し得る。第１の下層は、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅ、またはこれらの材料のうちの少なくとも１つを含有する合金で構成されてよく、ＮｉＴａで構成されるのが最も好ましい。第２の下層は、ＣｒＭｏで構成され得る。磁気材料は、ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒであり得る。

【0009】

センサースタックおよびバイアス構造は、磁気シールドの上に形成することができる。第１の下層は、完全に別個の材料の島として形成することができる。あるいは、第１の下層は、磁気シールドの上に、磁気シールドと実質的に平行に形成され、かつ連続層として形成されている第１の部分と、別個の島として形成されている、センサースタックに隣接して形成された第２の部分とで構成することができる。

【0010】

新たな磁気バイアス構造は、自由層への磁気バイアスを高め、バルクハウゼンノイズを低減する。新たな第１のシード層により、磁性層は、センサースタックに隣接する磁化自由層とでさえも実質的に平行のままである磁気異方性を有する。

【0011】

本発明のこれらおよび他の特徴ならびに利点は、好適な実施形態に関する以下の詳細な説明を図と併せて読めば明らかであろう。図中において、同様の参照符号は、全体を通じて同様の要素を示す。

【0012】

本発明の性質および利点、ならびに好適な使用態様を十分に理解するために、以下の詳細な説明を添付の図面と併せて参照すべきである。これらの図面は、必ずしも原寸に比例していない。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明が具現化され得るディスクドライブシステムの概略図である。

【図2】磁気ヘッドの位置を示すスライダのＡＢＳ図である。

【図3】本発明の一実施形態にかかる磁気抵抗の拡大ＡＢＳ図である。

【図4】図３の磁気抵抗センサーで使用されるハードバイアス構造のＡＢＳ図である。

【図5】本発明の代替実施形態にかかるハードバイアス構造のＡＢＳ図である。

【図6】先行技術にかかるハードバイアス構造のＡＢＳ図である。

【図7】バイアス磁場と第１のシード層厚との間の関係を示すグラフである。

【図8】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図9】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図10】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図11】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図12】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図13】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図14】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図15】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【図16】本発明の一実施形態かかる磁気センサーを製造するための方法を示す、製造の種々の中間段階における磁気抵抗センサーの図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下の説明は、本発明を実施するために現時点で意図される最良の実施形態である。この説明は、本発明の一般原理を説明するためになされたものであり、本明細書で請求される発明の概念を制限することを意図するものではない。

【0015】

ここで図１を参照すると、本発明を具現化するディスクドライブ１００が示されている。図１に示すとおり、少なくとも１つの回転型磁気ディスク１１２がスピンドル１１４で支持されており、ディスクドライブモーター１１８によって回転する。各ディスク上の磁気記録は、磁気ディスク１１２上の同心データトラック（図示せず）の環状パターンという形態である。

【0016】

少なくとも１つのスライダ１１３が磁気ディスク１１２の近くに位置付けられており、各スライダ１１３は、１つもしくは複数の磁気ヘッドアセンブリ１２１を支持する。磁気ディスクが回転すると、スライダ１１３がディスク表面１２２の上方を内外へと放射状に移動して、所望のデータが書き込まれる磁気ディスクの様々なトラックに磁気ヘッドアセンブリ１２１がアクセスできるようになる。各スライダ１１３は、サスペンション１１５によってアクチュエータアーム１１９に取り付けられている。サスペンション１１５は、ディスク表面１２２に対してスライダ１１３を付勢するわずかなバネ力を提供する。各アクチュエータアーム１１９は、アクチュエータ手段１２７に取り付けられている。図１に示すアクチュエータ手段１２７は、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）であってもよい。ＶＣＭは、一定の磁場内で移動可能なコイルを備え、コイルの移動方向および速度は、コントローラ１２９によって供給されるモーター電流信号によって制御される。

【0017】

ディスク記憶システムの動作中、磁気ディスク１１２の回転は、スライダ１１３とディスク表面１２２との間で、スライダに対して上方への力または揚力を働かせる空気軸受を生成する。この空気軸受は、したがって、通常動作中にサスペンション１１５のわずかなバネ力とのバランスを保ち、スライダ１１３を、小さく略一定の間隔でディスク表面から離し、わずかに上の位置で支持する。

【0018】

ディスク記憶システムの各種構成要素の動作は、アクセス制御信号および内部クロック信号などの制御ユニット１２９によって生成される制御信号によって制御される。制御ユニット１２９は、論理制御回路と、記憶手段と、マイクロプロセッサとを備えるのが典型的である。制御ユニット１２９は、制御信号を生成して、ライン１２３上の駆動モーター制御信号およびヘッド位置などの各種システム動作を制御し、ライン１２８上の制御信号を探す。ライン１２８上の制御信号は、スライダ１１３をディスク１１２上にある所望のデータトラックへと最適に動かし、位置付けるための所望の電流プロファイルを提供する。記録チャネル１２５を経て、読み書きヘッド１２１との間で書き込みおよび読み出し信号が通信される。

【0019】

図２を参照すると、スライダ１１３にある磁気ヘッド１２１の方向をさらに詳細に見ることができる。図２はスライダ１１３のＡＢＳ図であり、確認できるとおり、誘導型書き込みヘッドと読み出しセンサーとを備える磁気ヘッドがスライダの後端（trailing edge）に位置する。典型的な磁気ディスク記憶システムに関する上記説明および図１の添付の具体例は、提示だけを目的とするものである。ディスク記憶システムが多数のディスクおよびアクチュエータを備え得ること、および各アクチュエータがいくつかのスライダを支持し得ることは明らかなはずである。

【0020】

図３は、第１および第２の磁気シールド３０４、３０６の間に挟まれているセンサースタック３０２を有する磁気読み出しヘッド３００を示す。磁気シールド３０４、３０６は、ＮｉＦｅなど導電性の磁気材料で構成されており、センサースタック３０２に検知電流を供給するとともに磁気シールドとしても機能する導線として機能することができる。センサースタック３０２は、磁化固定層構造３０８と、磁化自由層３１０と、それらの間に挟まれた非磁性障壁層またはスペーサ層３１２とを含むことができる。センサースタック３０２は、その最下部にシード層３２６を含んでもよく、シード層３２６は、上記の堆積層に所望の粒状構造を確実に形成する目的で設けることができる。また、センサースタック３０２は、製造時に下位層を損傷から保護するために、その最上部にキャップ層３２８を含んでもよい。キャップ層３２８は、例えば、ＲｕまたはＲｕ／Ｔａ／Ｒｕであり得る。

【0021】

固定層構造は、Ｒｕなどの非磁性逆平行結合層３１８をまたがって逆平行結合されている第１および第２の磁性層３１４、３１６を備えてもよい。第１の磁性層３１４は、反強磁性材料の層（ＡＦＭ層）３２０によって交換結合することができる。この層は、ＩｒＭｎまたはＰｔＭｎなどの材料で構成され得る。この交換結合は、第１の磁性層３１４の磁性を、矢印の頭の記号３２２が示す、ＡＢＳに対して垂直な第１の方向に強く固定する。磁性層３１４、３１６間の逆方向結合は、矢印の尾の記号３２４が示す、第１の方向と逆平行であり、かつＡＢＳに対して垂直な第２の方向に第２の磁性層３１６の磁性を固定する。

【0022】

自由層３１０は、矢印３３０によって示す、ＡＢＳ図と概ね平行な方向に付勢（bias）される磁性を有する。磁性３３０はこの方向で付勢されるものの、例えば磁気メディアからの外部磁場に反応して自由に移動する。

【0023】

磁性３３０の付勢は、ハード磁気バイアス層３３２、３３４からのバイアス磁場によって成し遂げられる。これらの磁気バイアス層３３２、３３４は、ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒなどの高保磁力磁気材料から形成される永久磁石である。バイアス層３３２、３３４は、アルミナ３３６、３３８などの非磁性電気絶縁層の薄層により、センサースタック３０２から、および少なくとも最下部シールド３０４から分離される。

【0024】

上記のとおり、センサーがこれまで以上に小型化されるにつれて、自由層３１０の磁性３３０を付勢することがこれまで以上に困難になる。図４は、本発明の一実施形態にかかる、自由層３１０に付勢するためにバイアス磁場を増大させるハード磁気バイアス構造の拡大図を示す。図４には１つのバイアス層しか示されていないが、これは一例であり、同様の構造がセンサーの両側に形成できる可能性があることを理解すべきである。

【0025】

図４に示すとおり、ハード磁気バイアス層３３２は、第１および第２の下層４０２、４０４の上に形成される。第１の下層４０２が非常に薄く形成されるのに対し、第２の下層４０４はそれよりも実質的に厚い。第１の下層４０２の厚さは低減され、第１の下層が、第２の下層の増厚箇所の核として機能する別個の島から成る構造を有するように、いくつかの原子層になる。つまり、センサースタック３０２側の第２の下層４０４で非常に薄い領域が作られるということであり、ハード磁性層３３２の磁化容易軸（矢印４０６で明示）は、自由層３１０と実質的に平行な方向を向いたままである。図４では、センサースタック３０２の自由層３１０が例示目的で示されているが、センサースタック３０２（図３を参照して説明済み）の他の層については、分かりやすくするために省略されている。容易軸の向きが自由層３１０と概ね平行なので、自由層の付勢を維持するに当たってのバイアス磁場の影響は大きく増大する。

【0026】

これは、バイアス構造における先行技術と比較することができ、その例が図６に示されている。図６は、標準的な下層６０２の上に形成されたハード磁気バイアス層６０４を示す。先行技術による構造では、ハードバイアス層６０４の磁化容易軸が、矢印６０６が示す絶縁膜６０２の経路をたどる。つまり、磁化容易軸６０６は、自由層３１０（図３）とはまったく平行ではなく、自由層の平面とほぼ直角である。容易軸のこの向きにより、非常に小さなセンサーサイズにおける自由層の付勢の安定性が実質的に下がり、バルクハウゼンノイズが増大する。

【0027】

図４を再度参照すると、本発明はこの課題を克服し、センサースタック３０２に隣接する箇所であっても、容易軸４０６が要望どおり自由層３１０と平行に整列配置された状態を保つ構造を提供する。第１の下層４０２は、厚さ０．２５ｎｍ〜０．７５ｎｍであるのが好ましく、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅまたはこれらの材料のうちの少なくとも１つを含有する合金のいずれかで構成され得る。第２の下層は、ＣｒＭｏなどの材料で構成され得る。ハードバイアス層３３２の材料は、ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒなどであり得る。

【0028】

図７は、エルステッドで示したハードバイアス磁場と第１のシード層の厚さとの間の関係を示す。図７に示すとおり、第１の下層が厚さ０．２５〜０．７５へと薄層化されたときに、最大バイアス磁場に達する（データポイント７０２によって明示）。ただし、第１の下層の厚さがゼロ（すなわち第１の下層が存在しない）まで低減されると、バイアス磁場は大きく低下する（データポイント７０４によって明示）。そのため、第１の下層４０２（図４）の厚さは、０．７５ｎｍと０．２５ｎｍとの間であるのが好ましい。また図４に示すとおり、第１の下層４０２は、完全な膜ではなく、別個の材料の島として形成されている。

【0029】

ここで図５を参照すると、本発明の代替実施形態では、第１の下層５０２は、シールド３０４上方の水平領域に連続層５０２（ａ）として形成することができるが、センサースタック３０２の側面に隣接した垂直に近い領域には、別個の島５０２（ｂ）として形成される。別個の島構造５０２（ｂ）がちょうどセンサーの側面に位置することから同様の効果が得られ、異方性５０４が所望に応じて自由層３１０と平行の向きを保つのに対し、追加下層５０２（ａ）は、上記堆積層４０４、３３２で所望の粒成長を促進する必要がある場合に利用できる。

【0030】

図８〜図１６は、本発明の一実施形態にかかる、磁気センサーを製造するための方法を示す。特に図８を参照すると、磁気シールド７０２が形成されている。磁気シールドは、ＮｉＦｅなどの材料で構成され得る。その後、一連のセンサー層７０４がシールドの上に堆積する。センサー層７０４は、図３を参照しながら先ほど説明したセンサースタック３０２の層を含み得るが、他の何らかのセンサー構造も可能であり得る。ダイヤモンド状炭素（ＤＬＣ）など、化学機械研磨に対して耐性のある材料７０５の層（第１のＣＭＰ停止層）が、センサー層７０４の上に堆積することができる。センサー層７０４およびＣＭＰ停止層７０５の上には、マスク構造７０６が形成される。マスクは、リソグラフィーでパターン形成されたレジスト材料を含んでよく、底部反射防止コーティング材（ＢＡＲＣ：bottom anti-reflective coating）および／またはハードマスク層および画像転写層など他の材料を含んでもよい。マスク構造７０６は、センサー幅（トラック幅）を画定するように構成されている幅を有する。

【0031】

図９を参照すると、センサー幅を確定するために、マスク構造７０６によって保護されていないＣＭＰ停止層７０５およびセンサー層７０４の複数部分を取り除くイオンミリングが実行される。その後、電気絶縁材料の薄層１００２が堆積される。絶縁層１００２は、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）であるのが好ましく、原子層堆積法などの共形堆積プロセス（conformal deposition process）によって堆積されるのが好ましい。

【0032】

次に図１１を参照すると、非常に薄い第１の下層１１０２が堆積されている。第１の下層は、ＮｉＴａ、ＣｒＭｏ、ＣｏＣｒＰｔ、Ｃｒ、ＮｉＦｅであってよく、ＮｉＴａであるのが最も好ましい。上記のとおり、第１の下層は、０．２５ｎｍ〜０．７５ｎｍの厚さまで堆積され、図１１に示す別個の島を形成するように堆積される。ただし、第１の下層１１０２は、（図５にて先述のとおり、）シールド７０２の上の連続層として、かつセンサースタック７０４の側面で一連の別個の島として堆積できる可能性がある。第１の下層１１０２が堆積された後、第１の下層１１０２の表面は、Ａｒ＋Ｏ_２ガスなどで酸化させることができる。

【0033】

図１２を参照すると、第２の下層１２０２が第１の下層１１０２の上に堆積される。第２の下層は、ＣｒＭｏで構成され得る。図１３を参照すると、次にハード磁気バイアス材料１３０２の層が堆積され、続いて保護層１３０４が堆積される。ハード磁気材料１３０２は、ＣｏＰｔまたはＣｏＰｔＣｒなどの材料であってよく、保護層は、ＣｒまたはＴａなどの材料であってよく、この層は、製造時に下位のハード磁気材料１３０２を保護することができる。

【0034】

化学機械研磨（ＣＭＰ）が実行され、図１４に示すような構造になる。これが、マスク層７０６（図１３）を取り除くためのしわ焼成（wrinkle bake）および／または化学リフトオフ（chemical liftoff）などの処理を伴ってもよい。その後、残留するＣＭＰ停止層７０５をセンサー層７０４の最上部から取り除くために反応性イオンエッチングを実行してよく、図１５に示すような構造が残る。最後に、図１６を参照すると、電気メッキなどにより、ＮｉＦｅなどの材料から構成される上側磁気シールド１６０２を形成することができる。

【0035】

以上、各種実施形態を記載してきたが、それらは例示目的でのみ提示されており、限定目的でないという点は理解すべきである。本発明の範囲内に属する他の実施形態が当業者にとって明らかになることもある。そのため、本発明の幅および範囲は、上記の例示的な実施形態のいずれによっても制限されるべきでなく、以下の請求項とそれらの均等物とに従ってのみ定義されるべきである。

【符号の説明】

【0036】

１００ ディスクドライブ
１１２ 磁気ディスク
１１３ スライダ
１１４ スピンドル
１１５ サスペンション
１１８ ディスクドライブモーター
１１９ アクチュエータアーム
１２１ 磁気ヘッドアセンブリ
１２２ ディスク表面
１２３ ライン
１２５ 記録チャネル
１２７ アクチュエータ手段
１２８ ライン
１２９ 制御ユニット
３００ 磁気読み出しヘッド
３０２ センサースタック
３０４ 第１の磁気シールド
３０６ 第２の磁気シールド
３０８ 磁化固定層構造
３１０ 磁化自由層
３１２ スペーサ層
３１４ 第１の磁性層
３１６ 第２の磁性層
３１８ 非磁性逆平行結合層
３２０ 反強磁性材料の層
３２２ 矢印の頭
３２４ 矢印の尾
３２６ シード層
３２８ キャップ層
３３２ ハード磁気バイアス層
３３４ ハード磁気バイアス層
４０２ 第１の下層
４０４ 第２の下層
４０６ 磁化容易軸
５０２ 第１の下層
５０２（ａ） 連続層
５０２（ｂ） 別個の島
６０２ 下層絶縁膜
６０４ ハード磁気バイアス層
６０６ 磁化容易軸
７０２ 磁気シールド
７０４ センサー層
７０５ 第１のＣＭＰ停止層
７０６ マスク層
１００２ 絶縁層
１１０２ 第１の下層
１２０２ 第２の下層
１３０２ ハード磁気材料
１６０２ 上側磁気シールド

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】