CN101335325A - Cpp结构的磁阻效应元件和磁盘装置 - Google Patents

Cpp结构的磁阻效应元件和磁盘装置 Download PDF

Info

Publication number
CN101335325A
CN101335325A CNA2008101293288A CN200810129328A CN101335325A CN 101335325 A CN101335325 A CN 101335325A CN A2008101293288 A CNA2008101293288 A CN A2008101293288A CN 200810129328 A CN200810129328 A CN 200810129328A CN 101335325 A CN101335325 A CN 101335325A
Authority
CN
China
Prior art keywords
layer
mentioned
metal layer
magneto
magnetic metal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA2008101293288A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101335325B (zh
Inventor
土屋芳弘
水野友人
原晋治
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by TDK Corp filed Critical TDK Corp
Publication of CN101335325A publication Critical patent/CN101335325A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101335325B publication Critical patent/CN101335325B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/10—Magnetoresistive devices
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N50/00—Galvanomagnetic devices
    • H10N50/80—Constructional details
    • H10N50/85—Magnetic active materials

Abstract

本发明涉及一种具备间隔层和包夹上述间隔层而层叠形成的磁化固定层和自由层、在该层叠方向上施加了检测电流而成的CPP(CurrentPerpendicular to Plane)结构的巨磁阻效应元件(CPP－GMR元件)，自由层以磁化方向相应于外部磁场而变化的方式发挥作用，间隔层具有：由非磁性金属材料形成的第一非磁性金属层和第二非磁性金属层、以及介于该第一非磁性金属层和第二非磁性金属层之间的半导体氧化物层，构成间隔层的半导体氧化物层由从氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)的组中选择的至少一种构成，第一非磁性金属层由Cu构成，第二非磁性金属层实质上由Zn构成，因此，可以进一步提高MR变化率和耐热性。

Description

CPP结构的磁阻效应元件和磁盘装置
背景技术
本发明涉及用于将磁记录介质等的磁场强度作为信号进行读取的CPP结构的磁阻效应元件、具备该磁阻效应元件的薄膜磁头、以及包含该薄膜磁头的磁头悬架组件(Head Gimbal Assembly)和磁盘装置。
背景技术
近年来，随着磁盘装置的面记录密度的提高对薄膜磁头的性能提出了更高的要求。目前广泛使用的薄膜磁头是在基板上层叠了具有只读磁阻效应元件(以下也简称为MR(Magneto-resistive：磁阻)元件)的再生头和具有写入专用的感应式磁转换元件的记录头而构成的复合型薄膜磁头。
MR元件可举出利用了各向异性磁阻(Anisotropic Magnetoresistive)效应的AMR元件、利用了巨磁阻(Giant Magneto-resistive)效应的GMR元件、利用了隧道磁阻(Tunnel-type Magneto-resistive)效应的TMR元件等实例。
作为再生头的特性，特别要求其灵敏度高、输出大。作为满足这种要求的再生头，利用了自旋阀(spin valve)型GMR元件的GMR头已经得到批量生产。另外，近年来，随着面记录密度的进一步提高，使用了TMR元件的再生头也正在批量生产。
自旋阀型GMR元件通常具有非磁性层、在该非磁性层的一个面上形成的自由层(free layer)、在非磁性层的另一个面上形成的磁化固定层和与位于非磁性层相反一侧的磁化固定层相接触而形成的钉扎层(pinned layer)(通常是反铁磁层)。自由层是磁化方向随着来自外部的信号磁场的变化而变化的层，磁化固定层是磁化方向被来自钉扎层(反铁磁层)的交换耦合磁场固定的层。
然而，现有的GMR头的主流结构是，用于磁信号检测的电流(所谓的检测电流)沿着平行于构成GMR元件的各层的面的方向流动，即所谓的CIP(Current In Plane：电流方向在平面内)结构(CIP-GMR元件)。与此不同的是，作为下一代元件，检测电流沿着与构成GMR元件的各层的面垂直的方向(层叠方向)流动的结构、即CPP(CurrentPerpendicular to Plane：电流垂直于平面)结构的GMR元件(CPP-GMR元件)的开发正在广泛进行。
如果仅从电流方向的角度进行分类，上述TMR元件也属于CPP结构的范畴。但是，TMR元件的层叠膜结构和检测原理与CPP-GMR元件不同。即，TMR元件通常具有自由层、磁化固定层、配置在上述自由层和磁化固定层之间的隧道势垒层(tunnel barrier layer)、配置在磁化固定层的与隧道势垒层相接触的面的相反侧的面上的反铁磁层。隧道势垒层是电子能够在保持旋转的状态下凭借隧道效应而穿过的非磁性绝缘层。除此之外的层，例如自由层、磁化固定层和反铁磁层可以说与自旋阀型GMR元件中使用的层基本相同。
然而，在将TMR元件用于再生头的情况下，要求TMR元件具有低电阻。其理由如下。即，对于磁盘装置，要求提高其记录密度和数据传送速率，相应地，要求再生头的高频响应性能好。然而，如果TMR元件的电阻值很大，则TMR元件和与其相连接的电路中产生的杂散电容就会增大，导致再生头的高频响应性能下降。因此，必然要求TMR元件的元件电阻低。
一般来说，为了降低TMR元件的电阻，减小隧道势垒层的厚度的方法是有效的。但是，如果隧道势垒层的厚度过小，隧道势垒层中就会产生很多针孔，导致TMR元件的使用年限缩短，并在自由层和磁化固定层之间产生磁耦合，由此产生噪声增大、MR比下降之类的TMR元件特性变差等问题。这里，将再生头中产生的噪声称为磁头噪声。使用了TMR元件的再生头中的磁头噪声包含使用了GMR元件的再生头中不会发生的噪声成分，即散粒噪声(Shot noise)。因此，使用了TMR元件的再生头存在着磁头噪声大的问题。
另一方面，在CPP-GMR元件中存在着无法获得足够大的MR比的问题。可以认为，其原因是由于自旋极化电子在非磁性导电层和磁性层的界面、以及非磁性导电层中散射而导致自旋信息丢失。
另外，CPP-GMR元件的电阻值小，因而电阻变化量也变小。因此，为了使用CPP-GMR元件获得较大的再生输出，必须增大施加在元件上的电压。但是，施加在元件上的电压增大后，会出现以下问题。即，在CPP-GMR元件中，电流沿着与各层的面垂直的方向流动。由此，自旋极化电子就会从自由层注入到磁化固定层，或者从磁化固定层注入到自由层。这些自旋极化电子会在自由层或磁化固定层中产生使它们的磁化发生旋转的力矩(以下称为自旋矩(spin torque))。该自旋矩的大小与电流密度成比例。施加在CPP-GMR元件上的电压增大后，电流密度就会增加，其结果是，自旋矩增大。自旋矩增大后，就会出现磁化固定层的磁化方向发生变化的问题、或者出现自由层无法自由地改变相对于外部磁场的磁化方向的问题。
为了解决这些问题，本专利申请的申请人已经在特愿2006-275972中提出了一种能够抑制噪声并在抑制自旋矩的影响的同时获得较大MR比的CPP-GMR元件的发明提案。即，将介于自由层和磁化固定层之间的间隔层的结构的优选方式规定为：采用例如Cu/ZnO/Cu这样的结构、同时将磁阻效应元件的面积电阻(AR：Area Resistivity)和间隔层的导电率设定在规定范围内。
根据该提案，按照如上所述的方式，采用例如Cu/ZnO/Cu的三层结构作为间隔层，由此抑制噪声并在抑制自旋矩的影响的同时获得较大的MR比。
本申请的发明是本申请人对已经提出的特愿2006-275972的发明进行进一步改良之后的发明，其提案主旨如下。
即，考虑到下一代的超过1Tbpsi的记录密度，希望进一步提高MR变化率，并提出一种新的磁阻效应元件，其具备至少超过特愿2006-275972的提案结构中的MR变化率的特性。进一步，其提高了元件的耐热性。即，已知在元件形成后施加热处理可能会导致MR变化率下降或磁阻效应元件的面积电阻发生变化等问题，本发明解决了这些耐热性问题。
此外，已经公开的现有技术中与本申请的发明关联性最大的文献有例如特开2003-8102号。该文献中公开的CPP-GMR元件具备：磁化方向固定的磁化固定层；磁化方向相应于外部磁场而变化的磁化自由层；设置在磁化固定层和磁化自由层之间的非磁性金属中间层；和设置在磁化固定层和磁化自由层之间、由传导载流子数小于等于1022个/cm3的材料而成的电阻调节层。该文献中公开了一种半导体电阻调节层材料，但并没有提到本发明的结构。
发明内容
如上所述，本发明是由本申请的申请人遵循上述主旨对已经向日本国专利厅提出申请的特愿2006-275972进一步加以改良而成的发明。
亦即，本发明涉及一种具备间隔层和包夹上述间隔层层叠形成的2个磁性层、并在该层叠方向上施加检测电流而成的CPP(CurrentPerpendicular to Plane)结构的磁阻效应元件，上述间隔层具有：由非磁性金属材料形成的第1非磁性金属层和第2非磁性金属层；和介于该第1非磁性金属层和第2非磁性金属层之间的半导体氧化物层，构成上述间隔层的半导体氧化物层由从氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)的组中选择的至少1种构成，上述第1非磁性金属层由Cu构成，上述第2非磁性金属层实质上由Zn构成。
另外，本发明的优选实施方式是，上述2个磁性层是磁化固定层和自由层，并在该层叠方向上施加检测电流而成的CPP结构的巨磁阻效应元件(CPP-GMR元件)，上述自由层的磁化方向相应于外部磁场而变化。
另外，本发明的优选实施方式是，上述第1非磁性金属层与上述磁化固定层接触，并且上述第2非磁性金属层与上述自由层接触，按照这种方式配置上述间隔层。
另外，本发明的优选实施方式是，上述第1非磁性金属层与上述自由层接触，并且上述第2非磁性金属层与上述磁化固定层接触，按照这种方式配置上述间隔层。
另外，本发明的优选实施方式是，上述第1非磁性金属层的薄膜厚度为0.1～1.2nm，上述第2非磁性金属层的薄膜厚度为0.1～1.2nm，构成上述间隔层的半导体氧化物层的厚度为1.0～4.0nm。
另外，本发明的优选实施方式是，上述第2非磁性金属层由单层Zn、Zn和Ga的合金层、或者Zn和GaO的层叠体构成。
另外，本发明的优选实施方式是，磁阻效应元件的面积电阻为0.1～0.3Ω·μm2。
另外，本发明的优选实施方式是，上述间隔层的导电率为133～432(S/cm)。
本发明的薄膜磁头具有：与记录介质相对置的介质相对面、配置在上述介质相对面附近用于检测上述记录介质发出的信号磁场的上述磁阻效应元件、用于使电流在上述磁阻效应元件的层叠方向上流动的一对电极。
本发明的磁头悬架组件具备：包含上述薄膜磁头并与记录介质相对置配置的滑块、和弹性支承上述滑块的悬臂。
本发明的磁盘装置具备：包含上述薄膜磁头并与记录介质相对置配置的滑块、和支承上述滑块并确定其相对于上述记录介质的位置的定位装置。
附图说明
图1是表示本发明实施方式中主要与再生头的介质相对面平行的截面的剖视图。
图2是用于说明本发明一个优选实施方式的薄膜磁头的结构的说明图，是表示薄膜磁头与介质相对面和基板相垂直的截面的剖视图。
图3是用于说明本发明一个优选实施方式中的薄膜磁头结构的图，是表示薄膜磁头的磁极部分的与介质相对面平行的截面的剖视图。
图4是表示本发明的一个实施方式中的磁头悬架组件中包含的滑块的透视图。
图5是表示本发明一个实施方式中的包含磁头悬架组件的磁头臂组件的透视图。
图6是表示本发明一个实施方式中的磁盘装置的主要部分的说明图。
图7是本发明一个实施方式中的磁盘装置的平面图。
具体实施方式
下面详细说明本发明的具体实施方式。
图1是示意性地表示本发明的实施方式中的再生头的ABS(AirBearing Surface：气垫面)，特别是本发明的主要部分，即CPP结构的巨磁阻效应元件(CPP-GMR元件)的ABS的图。ABS相当于再生头与记录介质相对置的面(以下也称为介质相对面)，但本发明中所说的ABS包含能够清楚地观察元件的层叠结构的位置的截面，例如，在必要时可以省略位于严格意义上的介质相对面的DLC等保护层(覆盖元件的保护层)。
图2是用于说明本发明一个合适的实施方式中的薄膜磁头结构的图，是表示薄膜磁头的与ABS和基板垂直的截面的图。
图3是用于说明本发明一个合适的实施方式中的薄膜磁头结构的图，特别是表示薄膜磁头的磁极部分与ABS平行的截面的图。
图4是表示本发明一个实施方式中的磁头悬架组件中所包含的滑块的透视图。
图5是表示本发明一个实施方式中的包含磁头悬架组件的磁头臂组件的透视图。
图6是表示本发明一个实施方式中的磁盘装置的主要部分的说明图。
图7是本发明一个实施方式中的磁盘装置的平面图。
【CPP结构的巨磁阻效应元件(CPP-GMR元件)】
参照图1详细说明具有本发明的CPP结构的巨磁阻效应元件(CPP-GMR元件)的再生头的结构。
如上所述，图1相当于再生头与介质相对面平行的截面的剖视图。
如图1所示，本实施方式中的再生头具有：隔开预定间隔并在图中上下方向相对置配置的第1屏蔽层3和第2屏蔽层8；配置在第1屏蔽层3和第2屏蔽层8之间的巨磁阻效应元件5(以下简称为“GMR元件5”)；覆盖GMR元件5的2个侧部以及沿着该侧部的第1屏蔽层3上表面的一部分的绝缘膜4；隔着绝缘膜4与GMR元件5的2个侧部相邻的2个偏置磁场施加层6。
本实施方式中的第1屏蔽层3和第2屏蔽层8兼具所谓的磁屏蔽功能和一对电极的功能。即，除了磁屏蔽功能外，还具有一对电极的功能，该一对电极用于使检测电流沿着与构成GMR元件5的各层的面交叉的方向，例如与构成GMR元件的各层的面垂直的方向(层叠方向)向GMR元件流动。
此外，也可以在GMR元件的上下方向另行设置不同于第1屏蔽层3和第2屏蔽层8的一对新的电极。
本发明中的再生头具有本发明的主要部分，即CPP结构的GMR元件5。
如果从较大的概念方面对本发明中的CPP结构的GMR元件5的结构进行通俗易懂的区分说明，则如图1所示，其具有：间隔层40；包夹该间隔层49层叠形成的磁化固定层30和自由层50。此外，在GMR元件5的层叠方向上施加检测电流，发挥其元件功能。即，CPP结构的GMR元件5。
自由层50是磁化方向相应于外部磁场、即来自记录介质的信号磁场而变化的层，磁化固定层30是磁化方向因反铁磁层22的作用而固定的层。图1中表示的是在底侧(第1屏蔽层3侧)形成反铁磁层22的实施方式，也可以在顶侧(第2屏蔽层8侧)形成反铁磁层22，并对自由层50与磁化固定层30位置进行互换的实施方式。
(磁化固定层30的说明)
本发明中的磁化固定层30形成在隔着形成在第1屏蔽层3上方的底层21而形成的发挥钉扎作用的反铁磁层22上方。
磁化固定层30的优选实施方式是从反铁磁层22侧开始依次层叠外层31、非磁性中间层32和内层33而成的结构，即构成了所谓的合成钉扎层(synthetic pinned layer)。
外层31和内层33具有由包含例如Co或Fe的强磁性材料构成的强磁性层而构成。外层31和内层33以反强磁性方式耦合，并以磁化方向相反的方式被固定。
外层31和内层33优选是采用例如Co65-70Fe(原子％)的合金层。外层31的厚度优选是设定为2～7nm左右，内层33的厚度优选是设定为2～10nm左右。另外，内层33中也可以包含休斯勒(Heusler)合金层。
非磁性中间层32由包含从例如Ru、Rh、Ir、Re、Cr、Zr、Cu的组中选择出的至少一种的非磁性材料构成。非磁性中间层32的厚度设定为例如0.35～1.0nm左右。非磁性中间层32是为了将内层33的磁化和外层31的磁化固定为相反方向而设置的。所谓的“磁化处于相反方向”并不限于这两个磁化相差180°这样的狭义解释，而是包含相差180°±20°这种情形的广义概念。
(自由层50的说明)
自由层50是磁化方向相应于外部磁场、即来自记录介质的信号磁场而变化的层，由矫顽力小的强磁性层(软磁性层)构成。自由层50的厚度设定为例如2～10nm左右。既能够构成为单层，也可以是包含层叠的多个强磁性层的多层膜。另外，自由层50中也可以包含休斯勒合金层。
这种自由层50上方形成有图1所示的由例如Ta或Ru层而成的保护层26。其厚度设定为0.5～20nm左右。
(间隔层40的说明)
本发明中的间隔层40具有第1非磁性金属层41和第2非磁性金属层43、介于第1和第2非磁性金属层41、43之间的半导体氧化物层42而构成。
更具体地，由将第1非磁性金属层41/半导体氧化物层42/第2非磁性金属层43依次层叠而成的3层层叠体构成。在本实施方式中，如图1所示，第1非磁性金属层41位于磁化固定层30侧，第2非磁性金属层43位于自由层50侧。下面详细说明各个结构要素。
半导体氧化物层42
构成本发明中的间隔层40的半导体氧化物层42由从氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)这一组氧化物中选择出来的至少1种氧化物构成。下面逐一说明各构成方式。
(1)半导体氧化物层42由氧化锌(ZnO)构成的方式
构成间隔层40的半导体氧化物层42的主要成分由氧化锌(ZnO)构成。氧化锌(ZnO)层通过以例如ZnO为目标物进行溅射成膜即可形成。另外，也可以在溅射形成Zn之后进行氧化处理。
这种薄膜通常要在成膜后进行200～350℃、1～10小时的热处理。其目的是使ZnO层结晶，减小膜的电阻。所谓的成膜后包含半导体氧化物层的成膜后和元件整体的成膜后这两方面的意思。通常在元件整体的成膜后进行热处理。
(2)半导体氧化物层42由氧化铟(In2O3)构成的方式
构成上述间隔层的半导体氧化物层由氧化铟(In2O3)构成。
氧化铟层通过以例如氧化铟(In2O3)为目标物进行溅射成膜即可形成。
这种薄膜通常要在成膜后进行200～350℃、1～10小时的热处理。其目的是使氧化铟(In2O3)层结晶，减小膜的电阻。
所谓的成膜后包含半导体氧化物层的成膜后和元件整体的成膜后这两方面的意思。
通常在元件整体的成膜后进行热处理。
(3)半导体氧化物层42由氧化锡(SnO2)构成的方式
构成上述间隔层的半导体氧化物层由氧化锡(SnO2)构成。
氧化锡层通过以例如氧化锡(SnO2)为目标物进行溅射成膜即可形成。
这种薄膜通常要在成膜后进行200～350℃、1～10小时的热处理。其目的是使氧化锡(SnO2)层结晶，减小膜的电阻。所谓的成膜后包含半导体氧化物层的成膜后和元件整体的成膜后这两方面的意思。通常在元件整体的成膜后进行热处理。
(4)半导体氧化物层42由氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)构成的方式
氧化铟锡(ITO)是在氧化铟(In2O3)中添加数％的氧化锡(SnO2)而成的化合物。氧化锡(SnO2)的含量设定为0.1～20.0摩尔％，最好是0.3～10.0摩尔％。成膜方法可以采用例如在氧化铟(In2O3)目标物上粘贴SnO2的芯片、制作出预定的复合目标物之后，进行溅射成膜的方式。另外，也可以在氧化铟(In2O3)中混合预定量的SnO2之后，使用经过烧制的目标物进行通常的溅射成膜。另外，也可以使氧化铟(In2O3)和氧化锡(SnO2)的目标物同时放电进行制作。
这种薄膜通常要在成膜后进行200～350℃、1～10小时的热处理。其目的是使氧化铟锡(ITO)层结晶，减小膜的电阻。
所谓的成膜后包含半导体氧化物层的成膜后和元件整体的成膜后这两方面的意思。
通常在元件整体的成膜后进行热处理。
具备上述各实施方式的半导体氧化物层42的厚度在1.0～4.0nm的范围内、优选是在2～2.8nm的范围内使用。如果其值不足1.0nm，就会倾向于出现以元件面积电阻AR为首的元件特性偏差增大的问题。另一方面，如果其厚度超过4.0nm，就会倾向于因自旋的散射而导致容易产生MR特性变差的问题。另外，也会发生脱离了要求CPP-GMR元件所具备的电阻范围的问题。
第1非磁性金属层41、第2非磁性金属层43
本发明中的第1非磁性金属层41由Cu构成。
本发明中的第2非磁性金属层43适合由Zn构成。另外，第2非磁性金属层43也可以由Zn与Ga的合金层或者Zn与GaO的层叠体构成。在本发明中，在将第2非磁性金属层43表述为“实质上由Zn构成”的情况下，其包含以下的全部方式：(1)第2非磁性金属层43由Zn构成的方式；(2)由Zn与Ga的合金层构成的方式；(3)由Zn与GaO的层叠体构成的方式。
在图1所示的实施方式中，第1非磁性金属层41与磁化固定层30接触，并且第2非磁性金属层43与自由层50接触，间隔层40配置在自由层50和磁化固定层30之间。另外，也可以将图1所示的隔离物40翻转(即，将隔离物40的附图上下进行反转)，按照第1非磁性金属层41与自由层50接触、第2非磁性金属层43与磁化固定层30接触的方式配置隔离物40。在本发明中，也可以按照第1非磁性金属层41与一个磁性层(磁化固定层30或自由层50)接触、第2非磁性金属层43与另一个磁性层(自由层50或磁化固定层30)接触的方式进行配置。
上述第1非磁性金属层41的薄膜厚度设定为0.1～1.2nm，最好是0.3～1.0nm。另外，上述第2非磁性金属层的薄膜厚度设定为0.1～1.2nm，最好是0.3～1.0nm。
按照这种方式构成的间隔层40的导电率优选是在133～432S/cm的范围内。间隔层40的导电率定义为间隔层40的电阻率(Ω·cm)的倒数。
(反铁磁层22的说明)
反铁磁层22通过与磁化固定层30按照上述方式的交换耦合，起到对磁化固定层30的磁化方向进行固定的作用。
反铁磁层22由包含从例如Pt、Ru、Rh、Pd、Ni、Cu、Ir、Cr和Fe的组中选择出的至少一种构成的元素M’和Mn的反铁磁性材料构成。Mn的含量优选是35～95原子％。反铁磁性材料之中包括：(1)即使不经热处理也表现出反铁磁性、在与强磁性材料之间诱发交换耦合磁场的非热处理类反铁磁性材料；(2)经过热处理后表现出反铁磁性的热处理类反铁磁性材料。对于上述(1)的类型的反铁磁性材料，为了使交换耦合的方向统一，通常也进行热处理。在本发明中可以使用(1)、(2)的任意一种类型。非热处理类反铁磁性材料可以举出RuRhMn、FeMn、IrMn等实例。热处理类反铁磁性材料可以举出PtMn、NiMn、PtRhMn等实例。
反铁磁层22的厚度设定为4～30nm左右。
此外，作为用于固定磁化固定层30的磁化方向的层，也可以设置由CoPt等硬磁性材料构成的硬磁性层，以取代上述反铁磁层。
另外，在反铁磁层22的下方形成的底层21是用于提高其上形成的各层的结晶性或取向性而设置的层，特别地，是为了改善反铁磁层22与反强磁性层30进行良好地交换耦合而设置的。这种底层21使用例如Ta层与NiCr层的层叠体、或者Ta层与Ru层的层叠体。底层21的厚度设定为例如2～6nm左右。
本发明中的磁阻效应元件5(CPP-GMR元件5)的面积电阻AR(AR：Area Resistivity)设定为0.1～0.3Ω·μm2的范围内，优选是设定在0.12～0.3Ω·μm2的范围内，更优选是设定在0.14～0.28Ω·μm2的范围内。如果超出了0.1～0.3Ω·μm2的范围，就难以抑制噪声并难以在抑制自旋矩的影响的同时获得较大的MR比。
如图1所示，作为面积电阻的测定对象的元件(CPP-GMR元件)是底层21、反铁磁层22、磁化固定层30、间隔层40、自由层50和保护层26的层叠体。
进而，构成图1所示的绝缘层4的材料使用例如氧化铝。偏置磁场施加层6使用例如硬磁性层(hard magnet)或强磁性层与反铁磁层的层叠体，具体可以举出CoPt或CoCrPt等实例。
以上所述的本发明实施方式中的CPP结构的巨磁阻效应元件(CPP-GMR元件)可以使用溅射法等真空成膜法形成。另外，必要时在成膜后实施热处理。
(薄膜磁头的整体结构的说明)
接着，说明具备如上所述的磁阻效应元件的薄膜磁头的整体结构。如上所述，图2和图3是用于说明本发明一个优选实施方式中的薄膜磁头结构的图，图2表示薄膜磁头的与ABS和基板垂直的截面。图3表示薄膜磁头的磁极部分与ABC平行的截面。
关于薄膜磁头的整体结构，通过对其制造工序的说明，应该能够容易地理解其构造。为此，下面根据制造工序说明薄膜磁头的整体结构。
首先，在由AlTic(Al2O3·Tic)等陶瓷材料构成的基板1上利用溅射法等形成由氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)等绝缘材料构成的绝缘层2。厚度设定为例如0.2～20μm左右。
接着，在该绝缘层2上形成由磁性材料构成的再生头用的下部屏蔽层3。厚度设定为例如0.1～5μm左右。这种下部屏蔽层3中使用的磁性材料可以举出例如FeAlSi、NiFe、CoFe、CoFeNi、FeN、FeZrN、FeTaN、CoZrNb、CoZrTa等实例。下部屏蔽层3利用溅射法或电镀法等形成。
接着，在下部屏蔽层3上形成再生用的CPP-GMR元件5。
接着，附图中虽然未示出，但是，覆盖MR元件的2个侧部和第1屏蔽层3的上表面形成绝缘膜。绝缘膜是使用氧化铝等绝缘材料形成的。
接着，隔着绝缘膜与MR元件5的2个侧部相邻地形成2个偏置磁场施加层6。接着，形成配置在CPP-GMR元件5和偏置磁场施加层6周围的绝缘膜7。绝缘膜7由氧化铝等绝缘材料形成。
接着，在CPP-GMR元件5、偏置磁场施加层6和绝缘层7上形成由磁性材料构成的再生头用的第2屏蔽层8。第2屏蔽层8利用例如电镀法或溅射法形成。
接着，利用溅射法等在上部屏蔽层8上方形成由氧化铝等绝缘材料构成的分离层18。接着，利用例如电镀法或溅射法在该分离层18上形成由磁性材料构成的记录头用的下部磁极层19。第2屏蔽层8和下部磁极层19中使用的磁性材料可以是NiFe、CoFe、CoFeNi、FeN等软磁性材料。此外，也可以设置兼作下部磁极层的第2屏蔽层，用以取代第2屏蔽层8、分离层18和下部磁极层19的层叠体。
接着，利用溅射法等在下部磁极层19上方形成由氧化铝等非磁性材料构成的记录间隙层9。厚度设定为50～300nm左右。
接着，为了形成磁路，在后述的薄膜线圈的中心部将记录间隙层9局部蚀刻后形成接触孔9a。
接着，在记录间隙层9上方形成由例如铜(Cu)构成的薄膜线圈的第1层部分10，厚度为例如2～3μm。此外，在图2中，标号10a表示第1层部分10中与后述的薄膜线圈的第2层部分15相连接的连接部。第1层部分10卷绕在接触孔9a的周围。
接着，以覆盖薄膜线圈的第1层部分10及其周围的记录间隙层9的方式，并以预定的图案形成由光抗蚀剂等被加热时具有流动性的有机材料构成的绝缘层11。
接着，在规定温度下进行热处理，使绝缘层11的表面变得平坦。利用该热处理使绝缘层11的外周和内周的各边缘部分成为带圆角的斜面形状。
接着，在绝缘层11之中从后述的介质相对面20侧的斜面部分直到介质相对面20侧的区域，利用记录头用的磁性材料在记录间隙层9和绝缘层11上方形成上部磁极层12的磁轨宽度规定层12a。上部磁极层12由该磁轨宽度规定层12a和后述的连结部分层12b及磁轭部分层12c构成。
磁轨宽度规定层12a形成在记录间隙层9上方，具有：成为上部磁极层12的磁极部分的顶端部、和形成在绝缘层11的介质相对面20侧的斜面部分上方并与磁轭部分层12c相连接的连接部。顶端部的宽度与记录磁轨宽度相等。连接部的宽度大于顶端部的宽度。
在形成磁轨宽度规定层12a的同时，在接触孔9a上方形成由磁性材料构成的连结部分层12b，与此同时，在接触部10a上方形成由磁性材料构成的连接层13。连结部分层12b构成了上部磁极层12中与上部屏蔽层8磁性连结的部分。
接着，进行磁极修整(trimming)。即，在磁轨宽度规定层12a的周边区域，将磁轨宽度规定层12a用作掩模，对记录间隙层9以及上部屏蔽层8的磁极部分在记录间隙层9侧的至少一部分进行蚀刻。由此，如图3所示，使上部磁极层12的磁极部分、记录间隙层9、以及上部屏蔽层8的磁极部分的至少一部分的宽度相一致，形成修整(Trim)结构。
利用该修整结构，能够防止记录间隙层9附近的磁通扩散引起实际效果上的磁轨宽度增加。
接着，形成整体的由氧化铝等无机绝缘材料构成的、厚度为例如3～4μm的绝缘层14。
接着，利用例如化学机械研磨将该绝缘层14研磨至磁轨宽度规定层12a、连结部分层12b、连接层13的表面，使其变得平坦。
接着，在变得平坦的绝缘层14上方形成由例如铜(Cu)构成的薄膜线圈的第2层部分15，厚度为例如2～3μm。此外，在图2中，标号15a表示第2层部分15中的、隔着连接层13与薄膜线圈的第1层部分10的连接部10a相连接的连接部。第2层部分15卷绕在连结部分层12b周围。
接着，以覆盖薄膜线圈的第2层部分15以及其周围的绝缘层14的方式，并以预定的图案形成由光抗蚀剂等被加热时具有流动性的有机材料构成的绝缘层16。
接着，在规定温度下进行热处理，使绝缘层16的表面变得平坦。利用该热处理使绝缘层16的外周和内周的各边缘部分成为带圆角的斜面形状。
接着，利用坡莫合金等记录头用的磁性材料在磁轨宽度规定层12a、绝缘层14、16和连结部分层12b上方形成磁轭部分层12c，构成上部磁性层12的磁轭部分。磁轭部分层12c在介质相对面20侧的端部配置在远离介质相对面20的位置。另外，磁轭部分层12c通过连结部分层12b与下部磁极层19相连接。
接着，以覆盖整体的方式形成由例如氧化铝构成的外涂层(overcoatlayer)17。
最后，对包含上述各层的滑块进行机械加工，形成包含记录头和再生头在内的薄膜磁头的介质相对面20，完成薄膜磁头的制造。
按照这种方式制造的薄膜磁头具备与记录介质相对置的介质相对面20和上述的再生头和记录头(感应式磁转换元件)。
记录头具有：包含在介质相对面20侧彼此相对置的磁极部分、同时相互之间磁性连结的下部磁极层19和上部磁极层12；设置在该下部磁极层19的磁极部分和上部磁极层12的磁极部分之间的记录间隙层9；和至少一部分在下部磁极层19和上部磁极层12之间配置为与它们绝缘的状态的薄膜线圈10、15。
如图2所示，这种薄膜磁头中从介质相对面20到绝缘层11的介质相对面侧的端部为止的长度成为喉道高度(throat height)(附图中以符号TH标示)。此外，所谓的喉道高度指的是从介质相对面20到2个磁极层的间隔开始扩大的位置为止的长度(高度)。
此外，记录头的形式没有任何限定，也可以是垂直磁记录用的磁头。例如，也可以是特开2006-155866号公报中记载的垂直磁记录用磁头结构。
(对薄膜磁头功能的说明)
接着说明本实施方式的薄膜磁头的功能。薄膜磁头通过记录头在记录介质上记录信息，并通过再生头再生记录介质中记录的信息。
在再生头中，偏置磁场施加层6产生的偏置磁场的方向与垂直于介质相对面20的方向正交。CPP-GMR元件5在没有信号磁场的状态下，自由层50的磁化方向统一为偏置磁场的方向。磁化固定层30的磁化方向固定为与介质相对面20垂直的方向。
CPP-GMR元件5中，自由层50的磁化方向相应于来自记录介质的信号磁场而变化，由此，自由层50的磁化方向与磁化固定层30的磁化方向之间的相对角度发生变化，其结果是，CPP-GMR元件5的电阻值发生变化。可以根据当第1和第2屏蔽层3、8在MR元件中流过检测电流时2个电极层3、8之间的电位差来求取CPP-GMR元件5的电阻值。由此就能够利用再生头再生记录介质中记录的信息。
(关于磁头悬架组件和磁盘装置的说明)
下面说明本实施方式的磁头悬架组件和磁盘装置。
首先，参照图4说明磁头悬架组件中包含的滑块210。在磁盘装置中，滑块210配置为与受到旋转驱动的圆盘状记录介质即硬盘相对置的状态。该滑块210具备主要由图2中的基板1和外涂层17构成的基体211。
基体211大致呈六面体形状。基体211的六个面之中的一个面与硬盘相对置。这一个面上形成了介质相对面20。
当硬盘沿图4中的z方向旋转时，穿过硬盘和滑块210之间的空气流将在图4中的y方向的下方对滑块210产生升力。滑块210借助于该升力从硬盘表面上漂浮起来。此外，图4中的x方向是硬盘的磁轨横断方向。
滑块210的空气流出侧的端部(图4中左下方的端部)附近形成有本实施方式的薄膜磁头100。
接着，参照图5说明本实施方式的磁头悬架组件220。磁头悬架组件220具备滑块210和弹性支承该滑块210的悬臂221。悬臂221具有：由例如不锈钢形成的板簧状负载梁(load beam)222；设置在该负载杆222的一个端部并与滑块210接合、向滑块210提供适当的自由度的挠性件(flexure)223；设置在负载杆222另一个端部的基座(Base Plate)224。
基座224安装在用于使滑块210在硬盘262的磁轨横断方向x上移动的致动器的臂部230上。
致动器具有臂部230和用于驱动该臂部230的音圈电机。在挠性件223中的安装滑块210的部位设置有悬臂部，用于使滑块210保持固定的姿势。
磁头悬架组件220安装在致动器的臂部230上。
在1个臂部230上安装磁头悬架组件220后，就称之为磁头臂组件。另外，将磁头悬架组件220安装到具有多个臂部的底盘(carriage)的各个臂部后，就称之为磁头悬臂组件(head stack assembly)。
图5表示出磁头臂组件的一个实例。该磁头臂组件中，臂部230的一个端部上安装了磁头悬架组件220。在臂部230的另一个端部上安装了成为音圈电机的一部分的线圈231。臂部230的中间部位上设置有安装在用于支承臂部230自由转动的轴234上的轴承部233。
接着，参照图6和图7说明磁头悬臂组件的一个实例和本实施方式的磁盘装置。
图6是表示磁盘装置的主要部分的说明图，图7是磁盘装置的平面图。
磁头悬臂组件250包括具有多个臂部252的底盘251。多个臂部252上安装了多个磁头悬架组件220，它们在垂直方向上排列，彼此之间留有间隔。在底盘251与臂部252相反的一侧上安装了成为音圈电机的一部分的线圈253。磁头悬臂组件250嵌入在磁盘装置中。
磁盘装置具有多片安装在主轴电极(spindle motor)261上的硬盘262。各硬盘262上分别以包夹硬盘262而相对置的方式配置了2个滑块210。另外，音圈电机具有配置在包夹磁头悬臂组件250的线圈253而相对置的位置上的永久磁铁263。
除去滑块210的磁头悬臂组件250和致动器相当于本发明中的定位装置，在支承滑块210的同时对硬盘262进行定位。
本实施方式的磁盘装置中，利用致动器使滑块210沿硬盘262的磁轨横断方向上移动，确定滑块210相对于硬盘262的位置。滑块210中包含的薄膜磁头通过记录头在硬盘262上记录信息，并通过再生头再生硬盘262中记录的信息。
本实施方式的磁头悬架组件和磁盘装置实现了与上述本实施方式中的薄膜磁头相同的效果。
另外，在实施方式中说明了在基板侧形成再生头、在其上层叠记录头而构成的薄膜磁头，但也可以将该层叠顺序颠倒。另外，在专门用于读取的情况下，薄膜磁头也可以仅具备再生头。
另外，本发明的主要部分不限于磁头，也可以作为用于检测磁场的所谓的薄膜磁场传感器加以应用。
具体实验例的说明
通过以下所示的具体实验例进一步详细说明上述的CPP-GMR元件。
(实验例I)
利用溅射法分别成膜并准备由下述表1所示的层叠结构构成的本发明的CPP-GMR元件样本、以及作为参考例和比较例的CPP-GMR元件样本。关于第1和第2非磁性金属层以及半导体氧化物层的具体结构，请参照下述表2。其中使用了CoPt作为偏置磁场施加层6。
表1
Figure A20081012932800201
此外，在制造具体的样本时，分别改变构成表1中的间隔层的一部分的半导体氧化物层的组成和厚度、以及第1和第2非磁性金属层的组成和厚度，制作出表2所示的各种样本。
此外，表2中的参考例I-1中，构成表1中的间隔层的一部分的第2非磁性金属层是由Cu构成的。
样本制造过程中，依次成膜构成CPP-GMR元件的各层薄膜并形成层叠体之后，进行270℃、3小时的热处理。热处理主要是为了使半导体氧化物层结晶从而降低电阻，并使钉扎层的磁化方向统一。此外，在实验上已经确认了该热处理优选是在200～350℃的范围内进行。
此外，构成间隔层的一部分的半导体氧化物层((ZnO)、(SnO2)、(In2O3)、(ITO：(In2O3+SnO2)))的形成方法按照以下方式实施。
(i)半导体氧化物层由ZnO构成的情形
ZnO层使用ZnO目标物溅射生长出半导体氧化物层的薄膜。
在生长出构成元件的各层薄膜之后，进行270℃、3小时的热处理，使ZnO层结晶，降低电阻。
将构成这种元件基本部分的层叠膜加工成柱状，侧面由绝缘体保护，制造出CPP-GMR元件。
(ii)半导体氧化物层由SnO2构成的情形
使用SnO2目标物溅射生长出半导体氧化物层的薄膜。
在生长出构成元件的各层薄膜之后，进行270℃、3小时的热处理，使SnO2层结晶，降低电阻。
将构成这种元件基本部分的层叠膜加工成柱状，侧面由绝缘体保护，制造出CPP-GMR元件。
(iii)半导体氧化物层由In2O3构成的情形
使用In2O3目标物溅射生长出半导体氧化物层的薄膜。
在生长出构成元件的各层薄膜之后，进行270℃、3小时的热处理，使ZnO层结晶，降低电阻。
将构成这种元件基本部分的层叠膜加工成柱状，侧面由绝缘体保护，制造出CPP-GMR元件。
(iv)半导体氧化物层由(ITO：In2O3+SnO2)构成的情形
在In2O3中混合预定量的SnO2之后，使用经过烧制的目标物溅射生长出半导体氧化物层的薄膜。在表2所示的添加状态下，在生长出的薄膜中含有5摩尔％的SnO2。
在生长出构成元件的各层薄膜之后，进行270℃、3小时的热处理，使(In2O3+SnO2)层结晶，降低电阻。
将构成这种元件基本部分的层叠膜加工成柱状，侧面由绝缘体保护，制造出CPP-GMR元件。
按照上述要领制造而成的各CPP-GMR元件样本在从上方观察时呈现的形状是宽度为0.06μm(磁道宽度方向的长度)、长度为0.10μm(在相对于ABS与纵深方向垂直的方向(MR高度方向)上的长度)的长方形。该形状是与再生头实际上使用的GMR元件的形状近似的形状。另外，试验结果不受元件形状的影响，实质上具有同样的倾向。
关于这些个CPP-GMR元件样本，按照以下要领分别求出并评价了(1)MR比和(2)元件的面积电阻(Ω·μm2)。
(1)MR比
使用通常的直流4端子法测定了MR比。MR比是将电阻的变化量ΔR除以电阻值R所得的值，表示为ΔR/R。由于其数值很小，因此将其换算为百分比表示。
此外，针对100个样本元件求取MR比的平均值。
(2)元件的面积电阻AR(Ω·μm2)
使用直流4端子法进行测定。
在下述表2中表示其结果。
表2
Figure A20081012932800231
根据上述表2所示的结果可知本发明的效果。即，通过采用本发明的结构作为间隔层的结构，能够进一步提高MR变化率。对于元件的面积电阻AR(Ω·μm2)，也能够获得良好的数值范围。
(实验例II)
使用从上述表2中选定并表示在下述表3中的CPP-GMR元件样本，进行了耐热性实验。即，在元件形成后，再次进行270℃、3小时的加热处理(退火)，由此进行实验，确认元件特性按照何种方式变化。测定项目设定为上述MR比和元件的面积电阻AR。
在下述表3中表示其结果。
表3
Figure A20081012932800241
根据表3所示的实验结果可知本发明的效果。即，通过采用本发明的结构作为间隔层的结构，抑制了元件形成后的追加退火造成的元件的特性变动。虽然该机制的详细情况目前尚不明确，但可以认为是氧的移动参数以某种形式发生了作用。
根据上述实验结果可知本发明的效果。亦即，本发明是一种具备间隔层和包夹上述间隔层层叠形成的磁化固定层和自由层，在该层叠方向上施加有检测电流而成的CPP结构的巨磁阻效应元件(CPP-GMR元件)，上述自由层以磁化方向相应于外部磁场而变化的方式发挥作用，上述间隔层具有：由非磁性金属材料形成的第1非磁性金属层和第2非磁性金属层、和介于该第1非磁性金属层和第2非磁性金属层之间的半导体氧化物层，构成上述间隔层的半导体氧化物层由从氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡(ITO：Indium Tin Oxide)的组中选择出来的至少1种氧化物构成，上述第1非磁性金属层由Cu构成，上述第2非磁性金属层实质上由Zn构成，因此，进一步提高了MR变化率。进而，也提高了耐热性，抑制了元件形成后的追加退火造成的元件的特性变动。
本发明的工业适用性在于，本发明能够应用于具备将磁记录介质等的磁场强度作为信号进行读取的磁阻效应元件的磁盘装置产业。

Claims (11)

1.一种CPP结构的磁阻效应元件，具备：间隔层和包夹上述间隔层而层叠形成的两个磁性层，并在该层叠方向上施加有检测电流而成，其特征在于，
上述间隔层具有：由非磁性金属材料形成的第一非磁性金属层和第二非磁性金属层、以及介于该第一非磁性金属层和第二非磁性金属层之间的半导体氧化物层，
构成上述间隔层的半导体氧化物层由从氧化锌、氧化锡、氧化铟和氧化铟锡的组中选择的至少一种构成，
上述第一非磁性金属层由Cu构成，
上述第二非磁性金属层实质上由Zn构成。
2.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，该磁阻效应元件是CPP结构的的巨磁阻效应元件，其中上述两个磁性层是磁化固定层和自由层，并在该层叠方向上施加检测电流而成，
上述自由层以磁化方向相应于外部磁场而变化的方式发挥作用。
3.根据权利要求2所述的磁阻效应元件，其中
上述间隔层以如下方式配置：
上述第一非磁性金属层与上述磁化固定层相接触，并且上述第二非磁性金属层与上述自由层相接触。
4.根据权利要求2所述的磁阻效应元件，其中
上述间隔层以如下方式配置：
上述第一非磁性金属层与上述自由层相接触，并且上述第二非磁性金属层与上述磁化固定层相接触。
5.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其中
上述第一非磁性金属层的薄膜厚度为0.1～1.2nm，上述第二非磁性金属层的薄膜厚度为0.1～1.2nm，构成上述间隔层的半导体氧化物层的厚度为1.0～4.0nm。
6.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其中
上述第二非磁性金属层由单层Zn、Zn与Ga的合金层、或者Zn与GaO的层叠体构成。
7.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其中
磁阻效应元件的面积电阻为0.1～0.3Ω·μm2。
8.根据权利要求1所述的磁阻效应元件，其中
上述间隔层的导电率为133～432S/cm。
9.一种薄膜磁头，其特征在于，具有：
与记录介质相对置的介质相对面；
配置在上述介质相对面附近、用于检测来自上述记录介质的信号磁场的权利要求1所述的磁阻效应元件；和
用于使电流沿上述磁阻效应元件的层叠方向流过的一对电极。
10.一种磁头悬架组件，其特征在于，具有：
包含权利要求9所述的薄膜磁头、并与记录介质相对置配置的滑块；和
弹性支承上述滑块的悬臂。
11.一种磁盘装置，其特征在于，具有：
包含权利要求9所述的薄膜磁头、并与记录介质相对置配置的滑块；和
支承上述滑块，并确定相对于上述记录介质的位置的定位装置。
CN2008101293288A 2007-06-26 2008-06-26 Cpp结构的磁阻效应元件和磁盘装置 Expired - Fee Related CN101335325B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/768,435 US7826180B2 (en) 2007-06-26 2007-06-26 Magneto-resistive effect device of the CPP structure, and magnetic disk system
US11/768435 2007-06-26

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101335325A true CN101335325A (zh) 2008-12-31
CN101335325B CN101335325B (zh) 2011-03-09

Family

ID=40160120

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008101293288A Expired - Fee Related CN101335325B (zh) 2007-06-26 2008-06-26 Cpp结构的磁阻效应元件和磁盘装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7826180B2 (zh)
JP (1) JP4670890B2 (zh)
CN (1) CN101335325B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108695432A (zh) * 2017-04-10 2018-10-23 Tdk株式会社 磁阻效应元件

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7826180B2 (en) * 2007-06-26 2010-11-02 Tdk Corporation Magneto-resistive effect device of the CPP structure, and magnetic disk system
US8345390B2 (en) * 2009-02-26 2013-01-01 Tdk Corporation Magnetoresistive effect element in CPP-type structure and magnetic disk device
US8379350B2 (en) 2010-06-30 2013-02-19 Tdk Corporation CPP-type magnetoresistive element including spacer layer
US8405935B2 (en) 2010-12-28 2013-03-26 Tdk Corporation Magneto-resistive effect element having spacer layer including main spacer layer containing gallium oxide and nonmagnetic layer
US8432645B2 (en) * 2011-01-31 2013-04-30 Tdk Corporation Magneto-resistive effect element, magnetic head, magnetic head slider, head gimbal assembly and hard disk drive apparatus
US8593766B2 (en) 2011-02-22 2013-11-26 Tdk Corporation Magneto-resistive effect element having spacer layer including main spacer layer containing gallium oxide and metal intermediate layer
JP5629608B2 (ja) * 2011-02-25 2014-11-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ、磁気記録再生装置、メモリセルアレイ、及び磁気抵抗効果素子の製造方法
US8498083B2 (en) 2011-03-16 2013-07-30 Tdk Corporation Magneto-resistive effect element having spacer layer containing gallium oxide, partially oxidized copper
US9087525B2 (en) * 2013-10-30 2015-07-21 Seagate Technology Llc Layered synthetic anti-ferromagnetic upper shield
US9047891B1 (en) * 2014-05-03 2015-06-02 HGST Netherlands B.V. Current-perpendicular-to-the-plane giant magnetoresistance (CPP-GMR) sensor with indium-zinc-oxide (IZO) spacer layer
JP6097344B2 (ja) 2015-07-06 2017-03-15 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
EP3276365B1 (en) * 2016-07-26 2020-02-12 Melexis Technologies SA A sensor device with a soft magnetic alloy having reduced coercivity, and method for making same
US10755733B1 (en) * 2019-03-05 2020-08-25 Sandisk Technologies Llc Read head including semiconductor spacer and long spin diffusion length nonmagnetic conductive material and method of making thereof

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11354859A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Read Rite Smi Kk 磁気抵抗素子と磁気ヘッド
US6937446B2 (en) * 2000-10-20 2005-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistance effect element, magnetic head and magnetic recording and/or reproducing system
JP3565268B2 (ja) 2001-06-22 2004-09-15 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
US6627913B2 (en) * 2001-09-10 2003-09-30 Micron Technology, Inc. Insulation of an MRAM device through a self-aligned spacer
JP3749873B2 (ja) 2002-03-28 2006-03-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
JP4146325B2 (ja) * 2003-10-08 2008-09-10 株式会社東芝 巨大磁気抵抗効果素子
JP4271050B2 (ja) * 2004-02-02 2009-06-03 株式会社東芝 巨大磁気抵抗効果素子
JP4975335B2 (ja) * 2006-02-16 2012-07-11 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，および磁気記録再生装置
US7672080B1 (en) * 2006-09-15 2010-03-02 Western Digital (Fremont), Llc Laminated perpendicular writer head including amorphous metal
JP4492604B2 (ja) * 2006-11-10 2010-06-30 Ｔｄｋ株式会社 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
US7672085B2 (en) * 2007-01-24 2010-03-02 Tdk Corporation CPP type magneto-resistive effect device having a semiconductor oxide spacer layer and magnetic disk system
US7929257B2 (en) * 2007-02-23 2011-04-19 Tdk Corporation Magnetic thin film having spacer layer that contains CuZn
US8031441B2 (en) * 2007-05-11 2011-10-04 Headway Technologies, Inc. CPP device with an enhanced dR/R ratio
US7826180B2 (en) * 2007-06-26 2010-11-02 Tdk Corporation Magneto-resistive effect device of the CPP structure, and magnetic disk system
US8472149B2 (en) * 2007-10-01 2013-06-25 Tdk Corporation CPP type magneto-resistive effect device and magnetic disk system
US20090174971A1 (en) * 2008-01-03 2009-07-09 Yoshihiro Tsuchiya Cpp-type magneto resistive effect element having a pair of magnetic layers
US7961438B2 (en) * 2008-05-28 2011-06-14 Tdk Corporation Magnetoresistive device of the CPP type, and magnetic disk system
US8029853B2 (en) * 2008-11-20 2011-10-04 Tdk Corporation Fabrication process for magnetoresistive devices of the CPP type

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108695432A (zh) * 2017-04-10 2018-10-23 Tdk株式会社 磁阻效应元件
CN108695432B (zh) * 2017-04-10 2022-03-29 Tdk株式会社 磁阻效应元件

Also Published As

Publication number Publication date
JP4670890B2 (ja) 2011-04-13
US7826180B2 (en) 2010-11-02
JP2009010333A (ja) 2009-01-15
US20090002893A1 (en) 2009-01-01
CN101335325B (zh) 2011-03-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101335325B (zh) Cpp结构的磁阻效应元件和磁盘装置
JP4942445B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置
US8089734B2 (en) Magnetoresistive element having a pair of side shields
JP5018982B2 (ja) スペーサ層を含むｃｐｐ型磁気抵抗効果素子
US7739787B2 (en) Method of manufacturing a magnetoresistive element
JP4492604B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
JP4343940B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ハードディスク装置および磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4328348B2 (ja) 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよびハードディスク装置
US7672085B2 (en) CPP type magneto-resistive effect device having a semiconductor oxide spacer layer and magnetic disk system
JP4492617B2 (ja) 磁気抵抗効果素子および磁気ディスク装置
US7916431B2 (en) Magnetoresistive element including insulating film touching periphery of spacer layer
US7881025B2 (en) Magneto-resistive effect device having a spacer layer of a semiconductor layer interposed between first and second nonmagnetic metal layers and a work function control layer for use in a thin-film magnetic head usable in a head gimbal assembly in a hard disk system
JP2007317824A (ja) 磁気抵抗効果素子およびその製造方法、ならびに薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置
US7760475B2 (en) Magneto-resistance effect element having free layer including magnetostriction reduction layer and thin-film magnetic head
JP2008041163A (ja) 垂直通電型磁気抵抗効果型ヘッド
JP3683577B1 (ja) 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリおよび磁気ディスク装置
US7787220B2 (en) Magnetoresistance element with improved magentoresistance change amount and with free layer having improved soft magnetic characteristics
JP2009044122A (ja) スペーサ層が非磁性導体相を含む磁気抵抗効果素子
JP4539876B2 (ja) 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP2005347512A (ja) 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20110309

Termination date: 20130626