CN101222018A - 磁电阻元件 - Google Patents

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菅原贵彦
清水豊
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Abstract

一种磁电阻元件，其通过在磁电阻效应膜的厚度方向上给出读出电流而检测磁电阻的改变量，该磁电阻效应膜至少包括一个底层、一个自由层、一个非磁性层、一个被固定层、一个固定层和一个保护层，该磁电阻元件包括粒状结构层，该粒状结构层包括导电颗粒和薄膜形式的绝缘基质材料，该绝缘基质材料包含处于分散状态的所述导电颗粒并且其厚度小于所述导电颗粒的颗粒直径，该粒状结构层邻接于所述自由层和所述被固定层中的任何一个层。

Description

磁电阻元件
本申请是申请号为02149946.2、申请日为2002年11月8日、发明名称为“磁阻元件”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明一般涉及一种用于高精度地再现记录于磁性记录介质上的磁信息的磁电阻元件，特别涉及一种具有给出在磁电阻元件的厚度方向上的读出电流的CPP(电流垂直于平面)结构的磁电阻元件。
背景技术
具有在薄膜的厚度方向上流动的读出电流的CPP型磁电阻元件通常随着元件尺寸的减小而增加该元件的输出。这种CPP型磁电阻元件被期望作为用于磁性记录元件的高灵敏度再现元件，其在最近几年具有迅速增加的密度。
在使用自旋阀膜或者隧道结(tunnel junction)膜的磁电阻元件中，自由层的磁化方向随着来自磁性记录介质的信号磁场而改变。当自由层的磁化方向改变时，自由层的磁化方向与被固定层的被固定磁化方向之间的相对角度也改变。该磁电阻元件检测该相对角度，作为在磁电阻元件中的一个改变。
在CPP型磁电阻元件中，由设置为与磁电阻效应膜的上下表面相接触的端电极而给出在膜厚方向上的读出电流。然后，磁电阻的改变被检测，以精确地再现或读出来自磁性记录介质的信号磁场。在该CPP型磁电阻元件中，在垂直于读出电流流动的膜厚方向的方向上的元件面积越小，则电阻的改变量越大。换句话说，读出电流流动面积(截面面积)越小，则电阻改变量越大。随着电阻改变量变大，元件的输出增加。
但是，在使用常规光刻技术的干蚀方法中，上述截面面积的一侧可以被减小到最小100纳米。
为了突破该最小尺寸的限制，人们已经提出由金属和绝缘材料所制成的混合层覆盖该磁电阻效应膜的外侧的磁电阻元件。该混合层把读出电流集中到混合层的金属部分。在该磁电阻元件中，读出电流路径在金属部分处变小，因此在磁电阻效应膜中的读出电流路径变得小于实际元件的截面面积，以增加输出。
在上述结构中，在磁电阻效应膜中的读出电流路径被均匀地减少，以增加该元件的输出，但是该元件的电阻改变率(MR比)不能够充分增加。换句话说，由于在该结构中，该元件电阻也增加，因此由于从该元件产生的热量而导致读出电流值被限制，以及可以期望进一步增加输出。
本发明的发明人研究一种用于减小在磁电阻效应膜中流动的电流的技术。为了减小读出电流，一个氧化层被作为电流路径控制层插入在有助于CPP型磁电阻效应膜中的电阻改变的部分中，从而可以减小读出电流路径的尺寸。通过该方法，可以随着元件输出的增加而增加MR比。
上述氧化层是通过溅射方法或者通过形成金属然后使金属在膜形成腔或空气中氧化而形成的。这种氧化层是不均匀形成的，并且不存在氧化层的区域作为读出电流路径。在该方法中，在氧化层中的孔和膜厚的不均匀性被用于减小读出电流路径的截面面积。但是，难以纠正该不均匀性，以形成所需的读出电流路径。该困难将在下文参照图1描述。
图1集中示出形成在自旋阀膜中的自由层上的氧化膜的样本的阻值。图1中的每一行示出读出电流在CPP型磁电阻元件的膜厚方向上流动的情况下的每个样本的元件电阻。在该磁电阻元件中，一个Cu(2nm)/Ta(1nm)金属膜叠加在底部型自旋阀膜的自由层上，并且然后通过氧等离子体方法在溅射膜形成腔中形成氧化层。在350Pa×秒的条件下执行氧化处理。尽管在相同的条件下执行对该样本的氧化处理，最大元件阻值几乎比最小元件阻值大10倍。这是因为不能够对每个样本均匀地形成氧化层。如果一个氧化层被用作为用于读出电流路径的窄层，则应当使用一个被剥离的氧化层的不均匀性(在膜的内表面上的缺陷部分、孔、或氧化膜厚度)。这些结果示出纠正实际形成的氧化层的不均匀性是非常困难的。因此，显然需要进一步的研究来保证采用上述技术的元件特性的稳定性和产品的可靠性。
发明内容
相应地，本发明的一个总的目的是提供一种消除上述缺点的新型和有用的磁电阻元件。
本发明的更加具体的目的是提供一种CPP型磁电阻元件，其能够确保增加元件的输出，其限制电阻的不必要增加，并且与高密度的磁性记录介质相兼容。
本发明的上述目的通过一种磁电阻元件而实现，其通过在磁电阻效应膜的厚度方向上给出读出电流而检测磁电阻的改变量，该磁电阻效应膜至少包括一个底层、一个自由层、一个非磁性层、一个被固定层、一个固定层和一个保护层，该磁电阻元件包括粒状结构层，该粒状结构层包括导电颗粒和薄膜形式的绝缘基质材料，该绝缘基质材料包含处于分散状态的所述导电颗粒并且其厚度小于所述导电颗粒的颗粒直径，该粒状结构层邻接于所述自由层和所述被固定层中的任何一个层。
由于作为用于减小读出电流的电流路径控制层的包含导电颗粒的粒状结构层被插入在上述磁电阻元件中的相邻层之间，因此可以有效地增加元件输出。
粒状结构层可以插入在被固定层和固定层之间，并且导电颗粒可以由磁性金属材料所制成，因为它可以保持被固定层和固定层之间的交换耦合，并且减小读出电流路径的直径，从而可以确保增加元件输出。
本发明的上述目的还可以通过一种磁电阻元件而实现，其通过在至少包括至少底层、自由层、非磁性层、被固定层、固定层和保护层的磁阻磁电阻效应膜的厚度方向上给出的读出电流而检测磁阻磁电阻的改变量，该磁阻磁电阻元件包括粒状结构层，其该粒状结构层包括导电颗粒和薄膜形式的绝缘基质材料，该绝缘基质材料包含处于分散状态的所述导电颗粒并且具有其厚度小于所述导电颗粒的颗粒直径的厚度的薄膜形式的绝缘基质材料，该粒状结构层被插入在通过分割至少自由层、非磁性层、和被固定层和固定层之一而形成的被分割层之间。
由于作为用于减少读出电流的电流路径控制层的粒状结构层被插入在磁电阻元件中的被分割层之间，因此可以有效地增加元件输出。
粒状结构层可以插入在自由层和被固定层的至少一个层面中，并且导电颗粒可以由磁性金属材料所制成。该粒状结构层可以插入在非磁性层中，并且导电颗粒可以由非磁性金属材料所制成，因为可以保持形成磁电阻元件的各个层面的原始功能并且减小读出电流路径的直径，从而可以确保增加元件输出。
本发明的上述目的还通过一种磁电阻元件而实现，其通过给出在磁电阻效应膜的厚度方向上的读出电流而检测磁电阻的改变量，该磁电阻效应膜至少包括一个底层、一个自由层、一个非磁性层、一个被固定层、和一个保护层，该磁电阻元件包括粒状结构层，该粒状结构层包括导电颗粒和薄膜形式的绝缘基质材料，该绝缘基质材料包含处于分散状态的所述导电颗粒并且其厚度小于所述导电颗粒的颗粒直径，该粒状结构层为自由层、非磁性层、和被固定层中的至少一个。
由于构成磁电阻效应膜的至少一个层面被形成为具有控制读出电流的功能的粒状结构层，该元件输出可以用与现有技术中相同的层面结构而增加。
该粒状结构层可以构成自由层、被固定层和固定层，并且在该粒状结构层中的导电颗粒可以由磁性金属材料所制成。该粒状结构层可以构成非磁性层，并且在该粒状结构层中的导电颗粒可以由非磁性金属材料所制成，因为可以保持形成磁电阻元件的各个层面的原始功能，并且减小读出电流路径的直径，从而可以确保增加该元件输出。上述磁电阻元件可以进一步包括选自正向叠加(顶部型)自旋阀膜、反向叠加(底部型)自旋阀膜，双重类型自旋阀膜、铁销型(ferri-pin-type)自旋阀膜、铁销双重型自旋阀膜、以及隧道结膜，该膜被插入在磁电阻效应膜中。
本发明的上述目的还通过一种磁性记录器件而实现，其中包括作为用于磁性再现的磁头的本发明的一个上述磁电阻元件。
通过该结构，可以高精度在再现磁信息的磁性记录器件具有安装在该磁性记录器件上的高密度磁性记录介质。并且，用作为磁头的磁电阻元件可以增加磁性记录器件的记录密度。
从下文结合附图的详细描述中，本发明的其它目的、特点和优点将变得更加清楚。
附图简述
图1集中示出形成在现有技术的自旋阀膜中的自由层上的氧化膜的样本的阻值；
图2示出插入在根据本发明的磁电阻元件中的粒状结构层；
图3示出粒状结构层被插入在由具有在正向方向上叠加的层面(顶部型层面)的自旋阀膜所形成的磁电阻效应膜的层间衬垫中的结构；
图4示出由具有叠加在正向方向上的层面(项部型层面)的自旋阀膜所形成的磁电阻效应膜的自由层被分为两个层面并且一个粒状结构层插入在两个分割层之间的结构；
图5示出由具有在正向方向上叠加的层面(顶部型层面)的自旋阀膜所形成的磁电阻效应膜的自由层作为一个粒状结构层的结构；
图6示出根据本发明的双重型自旋阀膜的一个例子；
图7示出根据本发明的铁销型自旋阀膜的一个例子；
图8示出根据本发明的隧道结膜的一个例子；
图9示出金属颗粒直径、膜成份以及在粒状结构层和具有类似结构的膜中的热处理温度之间的关系；
图10示出具有覆盖磁电阻效应膜的外侧的电流路径控制层的常规元件结构与元件特性之间关系的一个例子；
图11示出在磁电阻效应膜中的一个元件结构和一种结构的元件特性之间的关系的一个例子，其中作为电流路径控制层的粒状结构层被插入在自由层与底层之间，以及在两个分离的被固定层之间；以及
图12示出根据本发明的磁性记录器件的主要部分。
具体实施方式
下面参照附图描述本发明的实施例。
本发明的发明人对减小读出电流并且对CPP型磁电阻效应膜中的电阻改变具有贡献的电流路径控制层作进一步的研究。
本发明的CPP型磁电阻元件具有一个基本结构，其具有作为电流路径控制层插入在磁电阻效应膜中的粒状结构层。图2示出这样一种粒状结构层GR。图2-(A)为粒状结构层GR的整体结构的示意图，图2-(B)为插入在上层1和下层2之间的粒状结构层的放大部分示图。如图2-(A)中所示，粒状结构层GR包含在绝缘基质材料MAT中处于分散状态的导电颗粒PAR。绝缘基质材料MAT的膜厚th，即磁电阻效应膜的膜厚，通常小于导电颗粒PAR的颗粒直径。导电颗粒通过粒状结构层GR的表面暴露，从而该导电颗粒与上层1和下层2稳定接触。在这种结构中，读出电流可以确保在膜厚方向上流动。相应地，所需读出电流路径可以通过在必要时调节导电颗粒的状态而设计。粒状结构层GR的结构将在下文中更加具体地描述。
该实施例的磁电阻效应膜可以具有一种结构，其中磁电阻效应膜被插入在两个层面之间，或者插入在被分为两层的特定层面中。另外，本实施例的磁电阻效应膜可以具有一种结构，其中一个特定层面作为粒状结构层。现在参见图3至5，其中示出所谓自旋阀膜被用作为一个磁电阻效应膜的结构。
图3示出一种结构，其中粒状结构层插入在由在正向方向上叠加的自旋阀膜(顶部型自旋阀膜)所构成的磁电阻效应膜10中。磁电阻效应膜10包括底层11、自由层12、非磁性层13、被固定层14、固定层15和保护层16，它们按该次序叠加在一个基片(未示出)上。
本实施例的磁电阻效应膜10可以具有插入在上述层面11至16的层间衬垫MA1至MA5中的至少一个粒状结构层GR。为了确保减小用于读出电流的路径的直径，最好在不同的层间衬垫中插入两个或多个粒状结构层GR。在确保减小在磁电阻改变检测位置处的读出电流路径的直径的结构中，粒状结构层GR被插入在底层11和自由层12之间的层间衬垫MA1中，以及在被固定层14和固定层15之间的层间衬垫MA4中。
插入在层间衬垫MA1中的粒状结构层GR包含导电金属颗粒，其最好由绝缘基质材料MAT所制成，以在薄膜形成时增加自由层12的结晶度和方向性。粒状结构层GR可以具有分散在其中的导电和磁性金属颗粒、以在形成薄膜之后与自由层12整合。
插入在层间衬垫MA4中的粒状结构层GR需要保持被固定层14与固定层15之间的反铁磁结合。为此，金属颗粒最好由磁性材料所制成。这种导电和磁性的粒状结构层GR可以与被固定层14或固定层15整合。
粒状结构层GR还可以插入在自由层12和非磁性层13之间的层间衬垫MA2中，或者在被固定层14与非磁性层13之间的层间衬垫MA3中。插入在层间衬垫MA2中的粒状结构层GR可以包含与自由层12整合的磁性金属颗粒，或者可以包含与非磁性层13整合的非磁性金属颗粒。这同样适用于插入在层间衬垫MA3中的粒状结构层GR。换句话说，每个粒状结构层GR与在层面插入之前的相邻层之间的关系保持在图3所示的结构中。
图3中所示的磁电阻效应膜10按照与现有技术相同的方式使用光刻技术而制造。下文所述的还以相同的方式突出。尽管图3中所示的自旋阀膜具有在正向方向上叠加的层面(顶部型层面)，但是该实施例还可以应用于具有在反向方向叠加的层面(底部型层面)，自由层11被置于顶部。
图4示出由具有在正向方向的层面(顶部型层面)的自旋阀膜形成磁电阻效应膜20的自由层的结构，以及一个粒状结构层被插入在该分离层面之间。应当指出与图3中所示相同的部件由相同的参照标号所表示，在此将省略对这些部件的描述。
磁电阻效应膜20的自由层被分为第一自由层22和第二自由层21，以及粒状结构层GR被插入在第一自由层22和第二自由层21之间。利用在自由层之间的粒状结构层，电流路径控制层可以有效地减小读出电流路径的直径。为了确保减小读出电流路径的直径、该固定层14还可以被分为两个层面，并且粒状结构层GR被插入在两个层面之间。
当自由层和被固定层都被如上文所述插入在每两个被分隔层之间的粒状结构层GR分为两个层面时，例如图3中所示的实施例中，导电或磁性材料应当被用作为金属颗粒，从而被分割的上和下层面可以保持原始功能。并且，非磁性层15可以被分为两个层面，使粒状结构层GR被插入在该两个层面中。在这种情况中，最好采用非磁性材料作为金属颗粒，来取代磁性材料。
尽管在图4中示出具有在正向方向上叠加的层面(顶部型层面)的自旋阀膜，但是本实施例可以应用于具有在反向方向上叠加的层面(底部型层面)的自旋阀膜，使自由层11被置于顶部。
图5示出由具有在正向方向上叠加的层面(顶部型层面)的自旋阀膜所形成的磁电阻效应膜30的自由层作为一个颗粒结构层的结构。在图3和4中所示的结构中，粒状结构层GR被添加在该层面之间。在图5中所示的结构中，另一方面该自由层31作为一个粒状结构层GR。相应地，粒状自由层31作为一个自由层和一个电流路径控制层。如果被固定层14还作为一个粒状结构层GR，则与现有技术相同，两个电流路径控制层可以形成在相同的层面结构中。因此，可以获得确保减小读出电流路径的直径的磁电阻效应膜。
非磁性层13还作为一个粒状结构层GR。在图5所示的例子中，如果一个磁性层作为粒状层GR，则磁性金属颗粒被采用，以获得磁性层的原始功能。如果非磁性层作为粒状结构层GR，则非磁性金属颗粒被采用，以获得非磁性层的原始功能。
尽管具有在正向方向上叠加的层面(顶部型层面)的自旋阀膜在图5中被示出为磁电阻效应膜，但是该实施例还应用于具有在反向方向上叠加的层面(底部型层面)的自旋阀膜，并且自由层11被置于顶部。
在图3至5中所示的实施例可以组合。例如，粒状结构层可以被插入在两个分离的自由层之间，并且另一个粒状结构层被插入在固定层和被固定层之间。
图6至8示出根据本发明可以被用作为磁电阻效应膜的受限制结构的其它例子。
图6示出一个双重型自旋阀膜，其具有在垂直方向上对称地叠加的非磁性层42-1和42-2、被固定层43-1和43-2以及固定层44-1和44-2，并且自由层41位于中央。图3至5中所示的任何实施例还可以被应用于这种双重型自旋阀膜。
图7示出所谓的铁销型自旋阀膜，其具有一个铁销结构，其中包括自由层51、非磁性层52和固定层55，并且第一被固定层53-2和第二被固定层53-1被反铁耦合层54相互结合。图3至5中所示的任何实施例还被应用于这种具有铁销的自旋阀膜。
图8示出所谓的隧道结膜，其中包括自由层61、绝缘层62、被固定层63和固定层64。图中所示的任何实施例还被应用于这种隧道结膜。
在下文中，将更加具体地描述上述粒状结构层。该粒状结构层包括不同类型的非固体材料，并且具有以分散在另一个绝缘基质材料中的微粒形式的导电金属材料。
该绝缘基质材料可以是一种氧化物，例如SiO、MgO或AlO。在该粒状结构层中，导电金属柱形成在绝缘部件中，并且该柱体作为一个读出电流路径。该金属微粒的直径可以通过选择适当的材料、适当的膜形成方法、以及热处理方法而调节。可以在本实施例中采用的导电金属微粒包括Cu、Ag和Au。具有磁性的金属微粒的其它例子包括Co、Ni和Fe。
如在由M.Ohnuma、K.Hono、E.Abe、H.Onodera、S.Mitani和H.Fujimori发表的J.Appl.phys.，82(11)5646(1997)文章中所公开，通过采用Co-Al-O材料，金属柱体的直径可以小到几纳米。通过使用常规光刻技术的干蚀方法，读出电流路径的尺寸最小为100纳米。相反，通过采用粒状结构层作为电流路径控制层，读出电流路径的截面面积可以减小到大约常规尺寸的1/400。
由D.J.Kubinski和H.Holloway所发表的J.Appl.phys.，77(6)2508(1995)文章中公开金属微粒直径、模成份以及在具有结构类似于本实施例的粒状结构膜的结构膜中的热处理温度之间的关系。图9示出该关系。在类似于具有Ag材料作为粒状结构层的结构中，金属微粒直径随着金属微粒材料(Fe、Co或Ni)的成份比或热处理温度而系统地改变。从图9中所示的结果可知，显然通过选择用于由不同材料所形成的粒状结构层的适当形成方法，可以调节金属颗粒直径，并且可以确定对于读出电流路径的可控制性比用上述使用氧化层的方法的可控制性更高。
在下文中，将描述本发明的另一个优选实施例。在该实施例中，粒状结构层被作为电流路径控制层插入在自由层和底层之间以及在磁电阻效应膜中的两个分离的被固定层之间。作为与该实施例的一个对比例，在下文中还将描述电流路径控制层形成在磁电阻效应膜的外部的常规例子。
图10示出具有在磁电阻效应膜外侧的电流路径控制层的常规软件结构70与元件特性之间的关系的一个例子。图11示出元件结构80和一种结构的元件特性之间的关系的一个例子，其中粒状结构层被作为电流路径控制层插入在自由层和底层之间以及在本实施例的磁电阻效应膜中的两个分离的被固定层之间。
图10和11示出在磁电阻效应膜中的电流路径控制层的位置、读出电流路径直径减小的元件的电阻(R)、电阻改变量(ΔR)和电阻改变率(MR比)的比较。在图10和11中，每个元件的层面结构在左侧示出，电阻(R)、电阻改变量(ΔR)、以及电阻改变率(MR比)集中地在右侧示出。
在图10和11中所示的例子中的磁电阻效应膜是标准的自旋阀膜，其具有如下结构。具有5纳米的厚度的Ta(平面具体电阻：180μΩcm)膜被用作为底层(缓冲层)和保护层(间隙层)。具有15纳米厚度的PdPtMn(具体电阻：200μΩcm)膜被用作为固定层。具有2纳米厚度的CoFeB膜被用作为被固定层。具有3纳米厚度的Cu膜被用作为非磁性层。具有2纳米厚度的NiFe膜或者具有2.5纳米厚度的CoFeB膜被用作为自由层。通过从在CIP模式中测量的整个薄膜的具体电阻(60μΩcm)中减去底层、保护层和固定层的具体电阻而计算随着在自由层、非磁性层和被固定层中的电阻变化的具体电阻。该计算结果大约为30μΩcm。
假设上述具体电阻是在膜厚方向上，则计算1μm2的截面面积的电阻。其结果大约为51mΩμm2。由具有该薄膜结构的自旋阀膜所形成的CPP结构元件的电阻改变为mΩμm2。在此，计算具有在图10和11中所示的电流路径控制层的结构的电阻、电阻改变量和电阻改变比。利用该电流路径控制层，该元件的读出电流路径的直径假设被减小到1/10。
在该常规结构中，其中电流路径控制层形成在图10中所示的磁电阻效应膜的外侧，在磁电阻效应膜中的电阻改变量变大为10倍，因此输出增加。但是，该电阻也变大10倍。相应地，电阻改变率(MR比)为1，保持不变。
同时，在该实施例的结构中，其中电流路径控制层被插入在图11中所示的磁电阻效应膜中，该电流路径控制层被置于被固定层、非磁性层和自由层的附近，其有助于实际磁电阻效应。在此，按照与图10中所示的常规例子相同的方式而增加电阻改变量。电阻仅仅在具有相对较小电阻的被固定层、非直径层和自由层处增加。另一方面，该电阻不在底层、固定层和保护层处增加。
其结果示出整个薄膜的电阻大约变为比在不减小读出电流路径的直径的情况中的电阻大1.5倍。相应地，具有这种结构的磁电阻效应膜的电阻改变率(MR比)增加并且变为比常规结构中约大6.6倍。并且，要被插入的粒状结构层的金属微粒的直径被成比例地控制，以减小元件输出。在有助于实际薄膜电阻改变的部分处的读出电流路径被减小，以增加该薄膜的电阻改变量和电阻改变率。
该元件输出部分地取决于读出电流值。但是，随着由于元件发热而造成的性能下降，该读出电流值应当由电阻所确定。从这一观点来看，从该实施例的与常规结构相比具有较小的薄膜电阻增加量的磁电阻元件可以期望获得输出的进一步增加。
尽管在上述用于比较的元件结构中采用标准的单一型自旋阀膜，但是从包含上述铁型被固定层或者双重层自旋阀膜的结构可以期望获得相同的效果。在这种情况中，把电流路径控制层插入在上下被固定层中是有效的。并且，尽管效果略有下降，但是在电流路径控制层被插入在非磁性层或自由层的情况中可以获得类似效果。
在上述结构中，两个电流路径控制层被插入。尽管与采用两个电流路径控制层的情况相比效果略为减小，但是在仅仅采用一个电流路径控制层的情况中，读出电流路径的直径在电流路径控制层的附近被减小，并且可以获得用于增加元件输出的充分效果。在这种情况中，电流路径控制层还应当被插入在被固定层、非磁性层或者自由层中，其有助于磁电阻的改变。另外，电流路径控制层应当被插入在这些层面的附近。
如果电流路径控制层被插入在分离的被固定层之间，则需要避免用于固定被固定层的磁化的固定力的减小，即所谓的单方向性各向异性磁场Hua。为此，粒状材料和膜厚应当在直线上用单方向性的各向异性磁场Hua来优化。
在自由层被分为两个自由层的情况中，当前路径控制层被插入在两个自由层之间，还需要避免自由层的性能下降。如果插入在自由层之间的电流路径控制层对自由层的性能具有不良影响，则具有相对较高电阻的结合屏蔽层应当插入在电流路径控制层与每个自由层之间，从而可以消除对自由层的不良影响。
对于非磁性层被分为两个层面以及电流路径控制层被插入在该两个层面之间的情况，采用与CIP结构膜不同的对于电流没有旁路效果的CPP结构元件则不存在问题。
CPP型磁电阻元件的结构已经被具体描述。任何这些CPP型磁电阻元件可以被用作为磁性记录设备中的磁头，并且可以代替以高精度记录在磁性记录介质上的再现磁信息。在下文中，将简要地描述具有上述实施例的一个磁电阻元件作为磁头的磁性记录设备。图12示出磁性记录设备的主要部分。作为磁性记录介质的硬盘110被旋转安装在磁性记录设备100上。利用在硬盘110的表面上的预定浮动量，例如图11中所示的CPP型磁电阻元件80被用作为用于执行磁性再现操作的磁头。该磁头80被固定到位于一个悬壁120的顶端处的滑块130的前端。作为普通传动器和电磁微动传动器的组合的两极传动器可以被用作定位该磁头80。
尽管磁头80被用于在本实施例中进行再现，但是显然在与相互作用的薄膜磁头的组合中所用的磁头80可以作为一个记录和再现头。
本发明不限于这些实施例，而是可以作出各种变化和改变而不脱离本发明的范围。
本申请基于在2001年12月27日递交的日本在先专利申请No.2001-359310，其全部内容包含于此以供参考。

Claims (4)

1.一种磁电阻元件，其通过在磁电阻效应膜的厚度方向上给出读出电流而检测磁电阻的改变量，该磁电阻效应膜至少包括一个底层、一个自由层、一个非磁性层、一个被固定层、一个固定层和一个保护层，
该磁电阻元件包括粒状结构层，该粒状结构层包括导电颗粒和薄膜形式的绝缘基质材料，该绝缘基质材料包含处于分散状态的所述导电颗粒并且其厚度小于所述导电颗粒的颗粒直径，
该粒状结构层邻接于所述自由层和所述被固定层中的任何一个层。
2.根据权利要求1所述的磁电阻元件，其中：
该粒状结构层被插入在被固定层和固定层之间，以及
该导电颗粒由磁性金属材料所制成。
3.根据权利要求1所述的磁电阻元件，其中：该磁电阻效应膜进一步包括选自正向叠加即顶部型自旋阀膜、反向叠加即底部型自旋阀膜，双重类型自旋阀膜、铁销型自旋阀膜、铁销双重型自旋阀膜、以及隧道结膜的膜，该膜被插入在磁电阻效应膜中。
4.一种磁性记录设备，其中包括作为用于磁性再现的磁头的磁电阻元件，
该磁电阻元件通过在磁电阻效应膜的厚度方向上给出读出电流而检测磁电阻的改变量，该磁电阻效应膜至少包括一个底层、一个自由层、一个非磁性层、一个被固定层、一个固定层和一个保护层，
该磁电阻元件包括粒状结构层，该粒状结构层包括导电颗粒和薄膜形式的绝缘基质材料，该绝缘基质材料包含处于分散状态的所述导电颗粒并且其厚度小于所述导电颗粒的颗粒直径，
该粒状结构层邻接于所述自由层和所述被固定层中的任何一个层。
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