CN1482599A - 具有差动偏磁型磁畴控制结构的记录重放分离型磁头 - Google Patents

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Abstract

在记录重放分离型磁头中，除了使磁阻效应元件的自由层的磁化方向一致沿规定方向的第一磁畴控制层，还具有产生其反方向磁场的第二磁畴控制层。利用该差动型偏磁结构，避免磁阻效应元件在道宽方向端部的固定磁场减少，同时减少因窄的道宽而过强的中心部分的纵向偏磁磁场。第一及第二磁畴控制层由硬磁性材料及软磁性材料的组合而构成。通过这样能够得到具有可实现窄道宽、高灵敏度及低噪声的磁阻传感器的记录重放分离型磁头。

Description

具有差动偏磁型磁畴控制结构的记录重放分离型磁头
技术领域
本发明涉及装有利用GMR或TMR效应的磁阻传感器的记录重放分离型磁头。
背景技术
图10所示为日本专利特开平3-125311号公报揭示的以往技术的自旋阀结构磁阻传感器基本构成。自旋阀结构(磁阻效应元件)2是在衬底层100上隔着非磁性导电层102，层叠具有软磁特性的自由层101及磁化方向固定的固定层103，在固定层103上层叠反铁磁性层104，在反铁磁性层104上设置覆盖层105。反铁磁性层104将固定层103的磁化方向固定。另外，该层叠体2形成规定宽度(道宽)，在其两侧的衬底层106上设置控制自由层101的磁化方向用的磁畴控制层(硬偏磁层)107及流过检测电流用的电极层110的层叠体。这些层叠体隔着下部绝缘层111-6及上部绝缘层111-a，被夹在下部屏蔽层112-b与上部屏蔽层112-a之间。
下面简单说明其工作原理。GMR效应是电阻随自由层101与固定层103的磁化方向的角度差而变化的现象。在磁化方向为同方向的角度为零时，电阻最小，在反向平行的角度为180度时，电阻为最大。在不加上外部磁场时，固定层103的磁化固定在与道方向垂直的方向上，使该角度为90度。自由层101的磁化方向利用来自上述硬偏磁层107的磁场(纵向偏磁磁场)及膜本身的易磁化轴各向异性，指向道方向。根据外部磁场的正负情况，磁化方向的角度差产生变化，则电阻变化，利用检测电流，在磁阻效应(GMR)元件两端的电压变化，起到磁阻传感器的作用。
随着高密度的发展，若道宽变窄，则上述结构的输出急剧下降。其原因是由于硬偏磁层107产生的纵向偏磁强磁场，在磁阻传感器的磁阻效应元件(感知部分)2的道宽端部存在对信号磁场的灵敏度下降的不灵敏区。另外，最近即使道宽越来越窄，但由于上下屏蔽层的间隔Gs几乎不变，因此有的情况下，即使在感知部分2的道宽中央也残留有纵向偏磁磁场，灵敏度很难提高。
图11所示的是设感知部分2的道宽Twr为200及150及100nm、Gs为60nm，硬偏磁层107的剩磁为Br、厚度为Th、Brth为200Gum时感知部分内的归一化的磁场分布。感知部分2的中心的磁场相对于端部磁场的比例在道宽是200nm时为0.1，但随着道宽变窄，该比例将上升。在100nm道宽时变为0.3。这相当于灵敏度将近似为1/3。若考虑到道宽变成1/2，则灵敏度变为1/6。为了解决该输出减少的问题，要减少硬偏磁层107的剩磁或膜厚，以减少纵向偏磁磁场。当然，通过这样，输出将增加，而纵向偏磁磁场将减少。结果，由于在道端部的磁化为反磁场，因此难以指向道方向。在因外部磁场作用使自由层101的磁化旋转时，若纵向偏磁磁场低，则在道端部磁化不能顺利旋转。其结果，磁化变成带迟滞的旋转动作，将产生磁噪声。有的情况下，读出波形的正负输出不对称性也增大。随着输出增加，磁头产生噪声或波形不对称性的频次增加，实际上不能够减少纵向偏磁磁场来增加输出。
对于道宽变窄的情况，为了避免输出减少，至少使得不增加来自感知部分(磁阻效应元件)的磁偏磁层的纵向偏磁磁场，若能够确保相对于外部磁场的磁化旋转角度，则即使道宽变窄，也能够得到所需要的电阻变化。为了防止感知部分的纵向偏磁磁场的增加，必须与道宽成比例地减少硬偏磁层的厚度。但是，硬偏磁层形成薄膜状，将引起道两端部分的纵向偏磁场降低。因此，道端部的磁化固定不充分。这样将产生读出模糊。再有，若固定程度较弱，则重放噪声及波形不对称性差异增大。若产生读出模糊，则实际产生的效果是道宽变宽，为了得到所需要的动作宽度，必须形成光学上的窄道，工艺技术的难度增大。
问题在于重放噪声及波形不对称性差异。其发生频次也由端部的纵向偏磁磁场决定。若以增加输出为目的而使硬偏磁层形成薄膜状，当然端部的纵向偏磁磁场也减少，重放噪声及波形不对称性差异将剧增。即现状是，增加输出与噪声、波形不对称性及磁道宽度存在相反的制约关系。若想要增加输出，则噪声增加，波形不对称性增加，磁道宽度增加，实际上输出很难增加。
如上所述，减小道宽的问题在于摆脱上述的制约关系。但是，该问题用现在的硬偏磁结构是不能解决的。若简单地来考虑是由于，为了增加输出而减少纵向偏磁中心磁场或减少不灵敏区宽度，将使端部的偏磁磁场减少，同时必然引起噪声及波形不对称。
发明内容
本发明的目的在于提供兼顾增加输出及减少噪声、实现高灵敏度并具有稳定性的窄磁道磁阻传感器并适合高记录密度的记录重放分离型磁头。
为达到上述目的，本发明中感知部分端部的纵向偏磁磁场维持较强，而向着感知部分中心急剧衰减，实现这样的所希望的纵向偏磁磁场。该纵向偏磁磁场是通过采用双层磁畴控制层来实现的。第一磁畴控制层起着与以往的硬偏磁层相同的作用。即产生使自由层的磁化向着规定方向的纵向偏磁。第二磁畴控制层产生与第一磁畴控制层相反方向的纵向偏磁磁场。第一磁畴控制层配置在接近感知部分自由层的位置，第二磁畴控制层设置在稍远离的位置。感知部分的磁场分布由2个磁畴控制层的两者之差来决定。通过实现该硬偏磁磁场分布，能够力图增加输出，同时防止增加重放噪声及波形不对称性差异。
附图说明
图1所示为本发明第一实施例的磁阻效应型重放头的构成示意图。
图2所示为本发明的记录重放分离型磁头构成的部分立体图。
图3a及图3b所示为本发明第一实施例的纵向偏磁磁场分布(无屏蔽层)取决于第二磁畴控制层剩磁的关系图。
图4所示为本发明第一实施例的纵向偏磁磁场分布(无屏蔽层)取决于第二磁畴控制层位置的关系图。
图5a及图5b所示为本发明第一实施例的纵向偏磁磁场分布(有屏蔽层)取决于第二磁畴控制层膜厚的关系图。
图6所示为本发明第一实施例的纵向偏磁磁场分布(有屏蔽层)取决于第二磁畴控制层位置的关系图。
图7所示为本发明第二实施例的磁阻效应型重放头的构成示意图。
图8所示为TMR元件及CPP元件采用本发明的实施例的构成示意图。
图9为对本发明第五实施例的磁阻效应型重放头的差动偏磁型磁畴控制层进行斜向磁化时的磁场方向图。
图10所示为以往的磁阻效应型重放头的构成示意图。
图11所示为以往的硬偏磁结构的纵向偏磁磁场分布图。
具体实施方式
图2所示为根据本发明的将磁阻传感器与感应型记录头层叠而成的记录重放分离型磁头的部分立体图。在兼作为磁头滑块的基体1之上形成下部屏蔽层112-b，在其上隔着下部绝缘层(未图示)层叠GMR元件2，在GMR元件2的两端层叠磁畴控制层3及电极层110。再在这些层叠体上隔着上部绝缘层(未图示)形成上部屏蔽层112-a，构成磁阻效应型重放头(磁阻传感器)。在该磁阻效应型重放头的上部隔着绝缘层5形成感应型记录头。感应型记录头由具有下部磁极7的下部磁性层6、气隙膜8、线圈9、具有前端磁极部分11的上部磁性层10构成。
[实施例1]
图1所示为本发明第一实施例的磁阻传感器的基本构成。磁阻效应元件(感知部分)2的膜构成是衬底层100、自由层101、非磁性导电层102、固定层103、反铁磁性层104及覆盖层105依次层叠而成。该层叠膜2形成规定宽度(道宽)，在其两端配置由衬底层106、第一磁畴控制层107、非磁性中间层108及第二磁畴控制层109构成的层叠体3以及电极层110。在该例子中，感知部分2的膜材料构成是衬底层100[Ta20nm]/自由层101[NiFeCr3nm/Nife2nm/Cofe0.5nm]/非磁性导电层102[Cu2nm]/固定层103[Cofe2nm/Ru0.8nm/Cofe1.5nm]/反铁磁性层104[PtMn15nm]/覆盖层105[Ta3nm]。两端的层叠体3的膜材料构成是衬底层106[Cr5nm]/第一磁畴控制层107[CoCrPt30nm]/非磁性中间层108[Cr5nm]/第二磁畴控制层109[CoCrPt30nm/CoFe10nm]，电极层110是[Ta80nm]。
一般，磁畴控制层的矫顽力必须为80AT/m(1kOe)及以上。第一磁畴控制层107因Cr衬底层106的关系，具有接近160AT/m(2kOe)高矫顽力。非磁性中间层108虽采用Cr，但也可以采用Ta或Ru等。第二磁畴控制层109在这里是用CoCrPt/NiFe等双层结构或CoCrPt/NiFe/CoFe等三层结构实现的。通过采用该结构，例如即使CoCrPT的组成与第一磁畴控制层107相同，但也可以利用层叠的软磁性材料及其膜厚自由地调节膜的矫顽力。通过这样，最初例如在这里使第一磁畴控制层107磁化成约800AT/M(10kOe)的强磁场，在其相反方向以第一与第二磁场控制层的矫顽力之间的磁场使第二磁场控制层109磁化，这样将在相反方向控制第一及第二磁场控制层的磁化方向。另外，根据膜厚关系，第一磁畴控制层107与第二磁场控制层109相比，位于相对更靠近自由层101的位置。在该元件2的上部/下部配置绝缘层111-a/111-b，再在其外侧设置上部/下部屏蔽层112-a/112-b。通过这样，如上所述，维持强的端部磁界，减少中心磁场，能够实现高输出及低噪声。
图3a及图3b是为了容易理解本发明的偏磁结构而在没有上下屏蔽层的状态下计算双层硬偏磁层的磁场分布(magnetic field distribution)的例子。计算例子是没有自由层101的宽度为100nm，第一磁畴控制层PM1的膜厚为3nm，第二磁畴控制层PM2的膜厚也为30nm，隔着5nm的非磁性导电层层叠而成。设PM1的剩磁为1T。
如图3a所示，将PM2的端部相比PM1的端部配置在远离自由层101相差ΔZ的位置处。这里，使PM2的剩磁在0～1.4T之间变化。在该例子中，设ΔZ为5nm。图3b所示为感知部分内沿道宽方向距离的归一化磁场分布，在PM2＝0的以往结构中，中心磁场保留了端部磁场的40％。若增加PM2的剩磁Br，则磁场分布变为向中心急剧减少，在增加至1.4T时，中心部的磁场减少至端部磁场的10％以下。即能够保持很强的端部磁场，以防止重放噪声及波形不对称性的恶化，同时能够减少中心磁场，减少不灵敏区宽度。通过这样，能够以低噪声实现输出增加。另外，这时的端部磁场因PM2的Br变化而减少约20％。在实用上根据要得到的所需要的端部条件来选择PM1。
图4为改变第二磁畴控制层PM2的位置时的磁场分布。设PM2的剩磁为1T，其它与图3b的条件相同。即使将ΔZ从5nm变为50nm，磁场分布的变化也不大。因而，工艺上的自由度很大。如上所述，能得到陡峭的磁场分布，是由于对第一磁畴控制层PM1产生的急剧变化的磁场，在感知部分用PM2加上比较平坦的反向磁场，通过这样能够形成在中心部分几乎接近零的分布。
然后如图5a所示，是在自旋阀层的两侧设置屏蔽层的情况下的结果。设上部屏蔽层112-a与下部屏蔽层112-b之间的距离Gs为60nm，感知部分(自由层)101的宽度为100nm，第一磁畴控制层PM1的厚度为20nm，剩磁为1T，第二磁畴控制层PM2的剩磁同样也为1T。这里研究反铁磁性层104配置在上部的上自旋阀膜。自由层101距离下部屏蔽层112-b位于20nm的位置，在其旁边配置第一磁畴控制层PM1，在其上部配置第二磁畴控制层PM2。
图5b所示为设PM2的端部与PM1的端部的距离ΔZ为20nm并改变PM2膜厚时的磁场分布。在无PM2的以往结构中，端部磁场与中心磁场的比例为0.3。由于屏蔽效果，与图3b不同，端部磁场与中心部分磁场的比例比0.4要下降，但仍然较高。若取PM2的厚度为10nm～50nm，则中心部分的磁场随膜厚而减少。在PM2为50nm时，比例变为0.1，磁场分布陡峭，因此不灵敏区的宽度也减小。在该例子中，是改变第二磁畴控制层PM2的膜厚，但若增加剩磁Br，也能够得到同样的结果。根据这些结果可知，至少若第二磁畴控制层PM2的剩磁Br与膜厚Th之积BrTh不大于第一磁畴控制层PM1的BrTh，则看不到减少中心磁场的效果。使第二磁畴控制层PM2的BrTh足够大而得到的前述磁场比例0.1的值是能够兼顾输出增加及噪声减少的值。
图6是改变PM2的位置的情况。这里设PM2的厚度为30nm。道宽方向的距离越近，越能够改善磁场分布。特别是在与PM1的距离为10nm及以下时，中心磁场成为0.1以下。在有屏蔽层时，由于PM2的磁场被屏蔽层吸收，因此若PM2远离，则PM2的效果减小。但是总之，即使设置屏蔽层时，通过使PM1与PM2产生的偏磁磁场以差动方式起作用，在感知部分能够得到向着道中心急剧减少的磁场分布。将该硬偏磁方式称为差动偏磁方式。通过采用该方式，对于窄的磁道能够兼顾输出增加及噪声减少。
这样，通过采用本发明第一实施例的磁阻传感器，能够得到窄磁道、高灵敏度、适合高线记录密度的磁头，能够实现具有高记录密度的磁记录装置。
另外，在图1的第一实施例中所示的是反铁磁性层104设置在上部的自旋阀膜结构(上自旋阀，TSV)，当然也可以采用反铁磁性层104设置在下部的自旋阀膜结构(下自旋阀，BSV)或固定层位于自由层两侧的双自旋阀(DSV)。但是，在BSV的情况下，自由层101的位置由于以反铁磁性层104的厚度大小位于上部，因此第二磁畴控制层109的位置升高。所以，由第二磁畴控制层109产生的磁通容易被上部屏蔽吸收。结果，来自第二磁畴控制层的作用于感知部分的磁场效果减弱，中心磁场的减少效果减小。因而，与BSV相比，TSV容易产生差动偏磁的效果。
下面用图1说明实现该差动偏磁方式的第一实施例的变形例1。在这种情况下，第一磁畴控制层107用硬磁性材料形成，而第二磁畴控制层109用软磁性材料形成。作为材料，则采用NiFe、CoFe或它们的多层膜。为了使该结构起到作为差动偏磁的作用，有下述两种方法。
第一种方法是非磁性中间层108采用Ru的方法。如自旋阀膜中已知的结果，若使Ru的膜厚为6～10A，则Ru两侧的磁性层以反铁磁性耦合。利用该耦合，形成上述的差动偏磁。在这种情况下，必要条件是反铁磁性耦合磁场的矫顽力低于第一磁畴控制层107的矫顽力。若以高于第一磁畴控制层107的矫顽力的外部磁场使第一磁畴控制107磁化，接着使外部磁场为零，则第二磁畴控制层109的磁化由于反铁磁性耦合的作用，沿与第一磁畴控制层107的磁化的反平行方向排列。
第二种方法是用软磁性层及反铁磁性层的2层构成第二磁畴控制层109的方法。反铁磁性材料采用IrMn或PtMn等。利用磁场中的热处理，将软磁性层的磁化方向固定在规定方向。沿与其的反平行方向，对第一磁畴控制层107的硬磁性层加上外部磁场，进行磁化。在这种情况下，非磁性中间层108是Ta、Ru等。不一定必须如上述第一种方法那样，使其反铁磁性耦合，但为了更确实实现反平行，也可以将利用Ru中间层的反铁磁性耦合加以组合使用。
另外，同样用图1说明实现差动偏磁方式的变形例2。是用软磁性材料形成第一磁畴控制层107的方法。与上述相同，第二磁畴控制层109有用硬磁性材料形成及用软磁性材料形成的两种情况。下面依次叙述具体的膜结构。前者的构成例是衬底层106[Ta3nm]/第一磁畴控制层107[PtMn12nm/CoFe15nm]/非磁性中间层108[Cr5nm]/第二磁畴控制层109[CoCrPt40nm]，后者的构成例是衬底层106[Ta3nm]/第一磁畴控制层107[PtMn12nm/CoFe15nm]/非磁性中间层108[Ru0.8nm]/第二磁畴控制层109[CoFe30nm]。前者是将第一磁畴控制层107采用PtMn反铁磁性层与CoFe软磁性层的双层结构，将磁化方向固定。在其上部层叠硬磁性材料。后者是将第一磁畴控制层采用与前者相同的结构，用Ru的反铁磁性耦合，沿反平行方向控制软磁性材料的第二磁畴控制层109的磁化方向。这些结构都是对以往称为交换耦合型的磁畴控制方式，通过附加第二磁畴控制层109，以图减少中心磁场。
[实施例2]
图7所示为本发明的第二实施例。如图7所示，对于将第一磁畴控制层107与自旋阀膜层叠而形成的磁畴控制方式，也通过在自旋阀膜的两侧附加第二磁畴控制层10，对于减少中心磁场是有效的。在这种情况下，按自旋阀膜/覆盖层Ru/第一磁畴控制层[CoFe/IrMn(或PtMn)]进行层叠，研磨成相同道宽。由于上部的CoFe的磁化方向利用IrMn(或PtMn)反铁磁性层，沿一定方向排列，因此在道端部对自由层101加上强磁场。即，该CoFe/IrMn(或PtMn)层起到作为第一磁畴控制层107的作用。通过在感知部分的两侧配置产生与它相反方向磁场的第二磁畴控制层109，以减少中心部分的磁场，实现输出增加。在这种情况下，可以在自由层101的两侧设置侧屏蔽层113。这对于减少读出模糊是很重要的。
[实施例3]
图8是对隧道磁阻元件(Tunneling Magneto-Resistance，TMR)采用差动偏磁方式的第三实施例。TMR元件的膜结构与自旋阀元件类似，但固定层103与自由层101之间的非磁性层102’采用绝缘层(Al2O3)。是利用隧道电流随绝缘层102’两侧的磁化层的磁化方向角度差而变化的现象的重放元件。在该实施例中，按衬底层100、反铁磁性层104、固定层103、绝缘层102’、自由层101及覆盖层105的顺序层叠。
利用设置在元件上下的上部电极110-a与下部电极110-b进行通电，产生流向感知部分的隧道电流。磁畴控制层3配置在TMR元件左右两侧设置的绝缘分离层114的外侧。层结构是衬底层106、第二磁畴控制层109、非磁性中间层及第一磁畴控制层107。绝缘分离层114是为防止因磁畴控制层3而导致元件短路所设置的。另外，这种情况下，由于自由层101位于上部，因此与前述图1不同，第一磁畴控制层107设置在上部。原则上是在接近自由层101的感知部分端部的位置配置第一磁畴控制层107。隧道元件的具体膜结构是衬底层100[NiFeCr3nm]/反铁磁性层104[PtMn150nm]/固定层103[CoFe3nm]/绝缘层102’[Al2O30.5nm]/自由层101[CoFe1nm/NiFe2nm]/覆盖层105[Ta0.5nm]。对自由层101产生的影响与用图1的说明相同，能够在道端部产生强磁场，减少中心的磁场。结果，能够实现输出增加及噪声减少。
[实施例4]
下面用图8说明对CPP(Current Perpendicular to the Plane，电流垂直平面元件)采用差动偏磁方式的第四实施例。CPP的膜结构与通常的自旋阀膜相同。但是，流向感知部分的电流是垂直对膜通电，利用其电阻变化，作为重放元件。因而，图8中的非磁性层102’用Cu构成。磁畴控制与上述TMR元件相同。另外，差动偏磁效应也相同。CPP元件与TMR元件不同，本质上元件电阻低，不一定必须要像TMR元件那样设置左右两侧的绝缘分离层114，但也可以设置。
[实施例5]
图9所示为改变磁畴控制层磁化方向的第五实施例。通常，磁畴控制层的磁化方向是指向道宽方向。在本实施例中，如图9所示，使第二磁畴控制层PM2的磁化方向相对于道宽方向倾斜θ角。在这种情况下，由于对自由层101产生作用的第二磁畴控制层PM2的磁场成为剩磁的余弦分量，因此实际效果上与减小第二磁畴控制层PM2的BrTh是等效的，所以即使在形成第一实施例、第三实施例及第四实施例的磁畴控制层之后，也能够控制第二磁畴控制层PM2的磁场。若取适当的角度θ，达到不引起噪声或波形不对称性恶化的程度，则能够力图兼顾到灵敏度的提高。若考虑到工艺余量，形成较厚的第二磁畴控制层PM2，再在后面的步骤中个别进行调整，以取得最佳的角度θ，则作为差动偏磁型磁畴控制结构，能够得到最佳的磁畴控制磁场。具体来说，在第一磁畴控制层PM1及第二磁畴控制层PM2都处于使初始状态向着相同磁化方向的状态下没有噪声等问题的情况下，使第二磁畴控制层PM2的方向慢慢变化。随着角度变化，由于端部固定，实际有效磁场也减弱，因此从某一个角度起，噪声等将显著增加。即，输出与角度变化成正比上升，而则与此不同的是，噪声以某一个角度为界限，开始显著增加。将该噪声显著增加的角度θ作为“最佳”角度，通过工艺上进行设定，能够实现角度调整。该方法能够使第二磁场控制层PM2的矫顽力小于第一磁场控制层PM1。
另外，在图9中说明的是使第二磁畴控制层PM2斜向磁化的制造方法及其差动偏磁型磁头，但也可以使第一磁畴控制层PM1的磁场方向具有规定的角度α。使第一磁畴控制层PM1具有磁化角度，是成为将MR元件2的端部进行磁固定的磁化强度减弱的方向，但若是能够完全固定MR元件2的端部磁化的范围，则也可以使第一磁畴控制层PM1具有磁化角度。利用本实施形态的差动偏磁型磁畴控制层，主要是利用第一磁畴控制层PM1将MR元件2的端部牢固磁化固定，而且能够仅使自由层101的内部磁化容易移动。在元件端部的磁化固定牢固的范围内，能够使第一磁畴控制层PM1的磁场方向具有磁化角度α。
如上所述，考虑到端部固定及内部容易移动，分别调整第一磁畴控制层PM1及第二磁畴控制膜PM2的磁化角度，通过这样能够保持低噪声状态，同时能够对头元件个别决定最大输出的各自的角度。另外，利用该制造方法，能够提高磁头制造的合格率。
另外，在磁畴控制层是单层情况下进行时，仅仅单纯控制加在道端部的磁畴控制磁场的大小。通过取适当的角度θ，达到不引起噪声及波形不对称性恶化的程度，能够个别控制最佳的磁畴控制磁场，能够实现高灵敏度。但是，不能摆脱输出与噪声及波形不对称的相反的制约关系。
使磁畴控制层的磁化方向倾斜的这种方法，若通过同时采用差动偏磁，能够提高其效果。
对以上说明的本发明各实施例的磁阻传感器，如图2所示，再层叠感应型记录头，则完成记录重放分离型磁头。记录重放分离型磁头安装在磁盘存储装置中，对磁盘进行信息的记录及重放。磁盘存储装置具有安装在利用电动机使之旋转的主轴上的磁盘、支持记录重放分离型磁头的支架、安装支架的磁头臂、安装磁头臂的音圈电机、以及信号处理电路，利用音圈电极沿磁盘的径向旋转驱动记录重放分离型磁头，定位在任意道上，进行信息的记录及重放。
根据本发明，磁阻效应型重放磁头的磁畴控制层具有对自由层的道端部加上强磁场的第一磁畴控制层、以及抵消第一磁畴控制层的磁场以减少感知部分中心磁场的第二磁场控制层，形成差动型，通过这样即使在窄的道宽中，也能够得到磁畴控制磁场在端部较强、而向着感知部分中心急剧降低的分布。其结果，感知部分中心的纵向偏磁磁场低，磁化能够容易因外部磁场而旋转，不仅在中心位置产生大的电阻变化，而且由于感知部分的不灵敏区的宽度变窄，因此能够实现高灵敏度的重放。另外，由于感知部分端部利用强磁场固定，因此也不像以往那样随着输出增加而产生噪声。

Claims (20)

1.一种记录重放分离型磁头，其特征在于，包括
磁阻效应型重放头，以及
与该磁阻效应型重放头相邻配置的感应型记录头，
所述磁阻效应型重放头具有下部屏蔽、上部屏蔽、在该下部屏蔽与上部屏蔽之间隔着绝缘层配置的自由层及非磁性导电层及固定层及反铁磁性层层叠而成的磁阻效应元件、配置在该磁阻效应元件两端的将所述自由层的磁化方向沿规定方向控制的第一磁畴控制层、配置在所述磁阻效应元件两端的产生与所示第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的磁场的第二磁畴控制层、以及配置在所述磁阻效应元件的两端的对该磁阻效应元件供给电流的电极层。
2.如权利要求1所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层配置在所述自由层的附近，所述第二磁畴控制层远离所述自由层配置。
3.如权利要求1所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一及第二磁畴控制层隔着非磁性中间层层叠配置在所述磁阻效应元件的两侧。
4.如权利要求1所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层及第二磁畴控制层，其两层都有硬磁性材料、或由硬磁性材料与软磁性材料、或由软磁性材料与硬磁性材料、或两层都由软磁性材料构成。
5.如权利要求4所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
与所述第一或第二磁畴控制层的软磁性层层叠将磁化方向固定的反铁磁性层。
6.如权利要求5所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述硬磁性材料由CoCrPt形成，所述软磁性材料由NiFe或CoFe形成，所述反铁磁性材料由IrMn或PtMn形成，所述非磁性中间层由Cr、NiCr、Ta及TaW中的某一种元素的一层或任意选择的多个元件的2层形成。
7.如权利要求1所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层的剩磁Br与膜厚Th之积BrTh小于所述第二磁畴控制层的BrTh。
8.如权利要求1所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
将与所述第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的所述第二磁畴控制层的磁化方向再倾斜规定角度。
9.一种记录重放分离型磁头，其特征在于，包括
磁阻效应型重放头，以及
与该磁阻效应型重放头相邻配置的感应型记录头，
所述磁阻效应型重放头具有将下部屏蔽、上部屏蔽、由在该下部屏蔽与上部屏蔽之间隔着绝缘层配置的反铁磁性层及固定层及非磁性导电层及自由层层叠而成的磁阻效应元件、在该磁阻效应元件的上部隔着绝缘层层叠的将所述自由层的磁化方向沿规定方向控制的第一磁畴控制层、配置在所述磁阻效应元件两端的产生与所述第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的磁场的第二磁畴控制层、以及配置在所述磁阻效应元件的两端的对该磁阻效应元件供给电流的电极层。
10.如权利要求9所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
将与所述第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的所述第二磁畴控制层的磁化方向再倾斜规定角度。
11.一种记录重放分离型磁头，其特征在于，包括
磁阻效应型重放头，以及
与该磁阻效应型重放头相邻配置的感应型记录头，
所述磁阻效应型重放头具有下部屏蔽、上部屏蔽、配置在该下部屏蔽与上部屏蔽之间的下部电极及上部电极、由配置在该下部电极与上部电极之间的反铁磁性层及固定层及非磁性导电层及自由层层叠而成的磁阻效应元件、配置在该磁阻效应元件两端的将所述自由层的磁化方向沿规定方向孔子的第一磁畴控制层、以及配置在所述磁阻效应元件两端的产生与所述第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的磁场的第二磁畴控制层。
12.如权利要求11所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层配置在所述自由层的附近，所述第二磁畴控制层远离所述自由层配置。
13.如权利要求11所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一及第二磁畴控制层隔着非磁性中间层层叠配置在所述磁阻效应元件的两侧。
14.如权利要求11所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层的剩磁Br与膜厚Th之积BrTh小于所述第二磁畴控制层的BrTh。
15.如权利要求11所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
将与所述第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的所述第二磁畴控制层的磁化方向再倾斜规定角度。
16.一种记录重放分离型磁头，其特征在于，包括
隧道磁阻效应型重放头，以及
与该隧道磁阻效应型重放头相邻配置的感应型记录头，
所述隧道磁阻效应型重放头具有下部屏蔽、上部屏蔽、配置在该下部屏蔽与上部屏蔽之间的下部电极及上部电极、由配置在该下部电极与上部电极之间的反铁磁性层及固定层及非磁性绝缘层及自由层层叠而成的隧道磁阻元件、在该隧道磁阻元件的两端隔着绝缘层配置的将所述自由层的磁化方向沿规定方向控制的第一磁畴控制层、以及在所述隧道磁阻元件的两端隔着绝缘层配置的产生与所述第一磁畴控制层的磁化方向相反方向的磁场的第二磁畴控制层。
17.如权利要求16所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层配置在所述自由层的附近，所述第二磁畴控制层远离所述自由层配置。
18.如权利要求16所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一及第二磁畴控制层隔着非磁性中间层层叠配置在所述隧道磁阻元件的两侧。
19.如权利要求16所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
所述第一磁畴控制层的剩磁Br与膜厚Th之积BrTh小于所述第二磁畴控制层的BrTh。
20.如权利要求16所述的记录重放分离型磁头，其特征在于，
与所述第一或第二磁畴控制层的软磁性层层叠将磁化方向固定的反铁磁性层。
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