JP2003264324A - 磁気検出素子 - Google Patents
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Abstract
生トラック幅の広がりを抑え、サイドリーディングの発
生を適切に抑制することが可能な磁気検出素子を提供す
ることを目的としている。 【解決方法】 多層膜33のトラック幅方向の両側であ
って、下部シールド層20と上部シールド層37の間に
はサイドシールド層35が設けられている。これによっ
て狭トラック化においても、実効再生トラック幅の広が
りを抑え、従来に比べてサイドリーディングの発生を抑
制することができる磁気検出素子を製造することが可能
になる。
Description
perpendicular to the plane)型の磁気検出素子に
係り、特に狭トラック化においても実効再生トラック幅
の広がりを抑えることができ、従来に比べてサイドリー
ディングの発生を抑制することが可能な磁気検出素子に
関する。
造を記録媒体との対向面側から見た部分断面図である。
り、前記下部電極層1の上面中央に、下から反強磁性層
2、固定磁性層3、非磁性材料層4及びフリー磁性層5
からなる多層膜6が形成されている。図16に示すよう
に前記多層膜6の上面のトラック幅方向(図示X方向)
の幅寸法で光学的トラック幅O−Twが決定される。
ック幅方向(図示X方向)の両側であって前記下部電極
層1上には絶縁層7が形成されている。前記絶縁層7
は、例えばAl2O3やSiO2などである。
多層膜6上には上部電極層8が形成されている。
上下に電極層1、8が形成され、前記電極層1、8から
のセンス電流が多層膜6の各層の膜面に対し垂直方向か
ら流れるCPP(current perpendicular to the p
lane)型と呼ばれる構造である。
流を前記多層膜6の膜面と平行な方向から流すCIP
(current in the plane)型の磁気検出素子に比べ
て狭トラック化においても再生出力の向上を図ることが
できるなど今後のさらなる高記録密度化に適切に対応す
ることが可能な構造となっている。
密度化に伴い狭トラック化が益々促進されるにつれて以
下のような問題点が顕著化してきた。
を記録媒体上に浮上させ、ある記録トラックから発生す
る記録磁界の読み込みを行っているとき、前記磁気検出
素子が前記記録トラックに隣接する記録トラック(以
下、隣接トラックという)上に対向した位置になくと
も、前記隣接トラックに距離的に近い位置であればある
ほど、三次元的に広がる隣接トラックからの漏れ磁界
(特に前記多層膜6のトラック幅方向の両側付近で発生
している漏れ磁界)が磁気検出素子に侵入しやすくな
り、多層膜6の両側部に近い領域において感知されると
いう現象が生じやすくなったのである。
ク幅O−Twやトラックピッチ間隔が広ければさほど問
題ではなかったが、特に光学的トラック幅O−Twが
0.2μm以下になってくるとトラックピッチ間隔も狭
くなり、検出対象の記録トラックからの磁界の大きさに
対する、前記隣接トラックから侵入してくる漏れ磁界の
大きさの割合が大きくなり、その結果、実効再生トラッ
ク幅寸法が光学的トラック幅O−Twより大きくなって
しまうという現象が生じて、サイドリーディングの不具
合を発生させ、磁気検出素子が記録媒体の高記録密度化
に適切に対応できなくなるという問題が生じていた。
ためのものであり、CPP型の磁気検出素子において、
特に狭トラック化においても実効再生トラック幅の広が
りを抑え、サイドリーディングの発生を適切に抑制する
ことが可能な磁気検出素子を提供することを目的として
いる。
固定磁性層、非磁性材料層及びフリー磁性層を有する多
層膜が設けられ、前記多層膜の各層の膜面と垂直方向に
電流が流れる磁気検出素子において、前記多層膜の下側
には、前記多層膜のトラック幅方向の両側端面よりもト
ラック幅方向に延びて形成された下部シールド層が設け
られ、前記多層膜の上側には、前記多層膜のトラック幅
方向の両側端面よりもトラック幅方向に延びて形成され
た上部シールド層が設けられ、前記多層膜のトラック幅
方向の両側であって、前記下部シールド層と上部シール
ド層間には、サイドシールド層が設けられていることを
特徴とするものである。
べき層を、前記多層膜の下側(下部シールド層)と上側
(上部シールド層)のみならず前記多層膜のトラック幅
方向の両側にも設けることで、前記多層膜の上下及び両
側左右を前記シールド層でほぼ囲む構造にすることがで
きる。そしてこのような構造にすることで、狭トラック
化の促進により従来問題となった隣接トラックからの漏
れ磁界を前記サイドシールド層で適切に吸収することが
でき、狭トラック化においても従来に比べて実効再生ト
ラック幅の広がりを抑えることができ、サイドリーディ
ングの発生を効果的に抑制することが可能になるのであ
る。
多層膜のトラック幅方向の両側端面間には絶縁層が設け
られていることが好ましい。本発明のように多層膜の上
下方向から電流を流すCPP型の磁気検出素子では、前
記多層膜のトラック幅方向における両側端面とサイドシ
ールド層とが直接接していると、前記電流が前記多層膜
から前記サイドシールド層に分流する可能性がある。前
記電流の分流は再生出力の低下を招くため好ましくな
い。
る非磁性材料層が絶縁材料で形成されたトンネル型磁気
抵抗効果型素子である場合には、前記多層膜内を膜面垂
直方向に流れる電流が固定磁性層及びフリー磁性層間を
非磁性材料層を介して流れにくくサイドシールド層に分
流しやすくなり、再生出力が大きく低下しやすい。した
がって本発明では、前記サイドシールド層と多層膜の両
側端面間に絶縁層を介在させて、前記多層膜内を適切に
電流が流れるようにしたのである。
における膜厚は、0.003μm以上で0.06μm以
下であることが好ましい。後述する実験によれば、前記
絶縁層のトラック幅方向における膜厚を0.06μm以
下にすることで、実効再生トラック幅(磁気的再生トラ
ック幅とも言う)から光学的トラック幅O−Twを引い
た値を0.015μm以下に抑えることができ、狭トラ
ック化においても効果的に実効再生トラック幅の狭小化
を図ることができ、サイドリーディングの発生を抑制す
ることが可能になる。
方向における膜厚は、0.003μm以上で0.03μ
m以下であることがより好ましい。後述する実験によれ
ば、前記絶縁層のトラック幅方向における膜厚を0.0
3μm以下にすることで、実効再生トラック幅から光学
的トラック幅O−Twを引いた値を0.01μm以下に
抑えることができる。
磁性材料で形成された単層あるいは多層構造で形成さ
れ、前記固定磁性層及びフリー磁性層よりも高い比抵抗
値を有する磁性材料で形成されることが好ましい。これ
により特にサイドシールド層が多層膜の両側端面に直接
接して形成されているとき、電流が適切に固定磁性層及
びフリー磁性層間を非磁性材料層を介して流れ、前記サ
イドシールド層に分流するのを効果的に抑制でき、再生
出力の向上を図ることが可能になる。
磁性材料で形成された単層あるいは多層構造で形成さ
れ、上部シールド層及び/または下部シールド層と異な
る磁性材料で形成されていることが好ましい。本発明で
は、前記サイドシールド層は上部シールド層及び下部シ
ールド層と分離して形成されていてもよい。本発明では
前記サイドシールド層を前記上部シールド層及び下部シ
ールド層と別の磁性材料で形成することが可能になる。
これにより前記サイドシールド層の材質の選択性を広げ
ることができ、前記サイドシールド層に前記下部シール
ド層や上部シールド層よりも高い比抵抗値を有する磁性
材料などを使用することが可能になる。
構成する少なくとも一つの層がCo系アモルファス材料
で形成されることが好ましい。
する少なくとも一つの層が組成式がFe−M−O(ただ
し元素Mは、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,M
o,Si,P,C,W,B,Al,Ga,Geと希土類
元素から選ばれる1種または2種以上の元素)からなる
磁性材料で形成されることが好ましい。
M−O材料は、一般的に下部シールド層や上部シールド
層に使用される材質(パーマロイなど)に比べて高い比
抵抗値を有している。前記Co系アモルファス材料やF
e−M−O材料はスパッタなどで形成される。一方、下
部シールド層や上部シールド層は、非常に厚い膜厚で形
成される必要があるためにメッキ形成可能なパーマロイ
(NiFe合金)などで形成されるが、前記サイドシー
ルド層は、前記下部シールド層や上部シールド層に比べ
て膜厚が薄く、よってメッキ以外にもスパッタ形成可能
な材質で形成することが可能になり、例えば上記したC
o系アモルファス材料などを使用することが可能になる
のである。
は、反強磁性層と軟磁性層との積層構造で形成された交
換結合膜であってもよい。この場合、交換結合磁界があ
まり強いと、シールドとして機能し得ないので、交換結
合磁界は適度に弱くする必要性がある。
前記多層膜の上面に接して形成されることが好ましい。
これはすなわち前記上部シールド層が上部電極を兼ね備
えた構成である。かかる場合、前記上部シールド層とサ
イドシールド層間には絶縁層が介在することが好まし
い。これにより前記上部シールド層から前記多層膜に流
れる電流が、前記上部シールド層から前記サイドシール
ド層に分流せず、再生出力の向上を適切に図ることが可
能になる。
前記多層膜の下面に接して形成されることが好ましい。
これはすなわち前記下部シールド層が下部電極を兼ね備
えた構成である。かかる場合、前記下部シールド層とサ
イドシールド層間には絶縁層が介在することが好まし
い。これにより前記下部シールド層から前記多層膜に流
れる電流が、前記下部シールド層から前記サイドシール
ド層に分流せず、再生出力の向上を適切に図ることが可
能になる。
部シールド層との間)か下面(下部シールド層との間)
のどちらか一方が絶縁されていればよく、必ずしも上下
面両方が絶縁されている必要性はない。
は上部シールド層を多層膜と接して形成することで、前
記シールド層間の間隔で決定されるギャップ長Glを短
くでき、今後の高記録密度化を図る上で効果的である。
しかも従来のように電極層をシールド層とは別個に設け
る必要がなく、且つ本発明のように前記下部シールド層
や上部シールド層を電極層として用いれば、前記多層膜
から距離的に遠ざかることなく前記多層膜の上下及び両
側左右をシールド層でほぼ囲む構成にすることができ、
隣接トラックからの漏れ磁界をより適切に前記シールド
層で吸収でき、より効果的に実効再生トラック幅の広が
りを抑制することが可能になる。
は、上部シールド層あるいは下部シールド層のいずれか
一方と一体に形成されていてもよい。
イドシールド層及び上部シールド層あるいはサイドシー
ルド層と下部シールド層には、Co系アモルファス材料
で形成された磁性領域が存在してもよい。
イドシールド層及び上部シールド層あるいはサイドシー
ルド層と下部シールド層には、組成式がFe−M−O
(ただし元素Mは、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,C
r,Mo,Si,P,C,W,B,Al,Ga,Geと
希土類元素から選ばれる1種または2種以上の元素)か
らなる磁性材料で形成された磁性領域が存在してもよ
い。
前記多層膜の上面に接して形成されることが好ましい。
前記多層膜の下面に接して形成されることが好ましい。
性材料層と接する面の逆面側に、非磁性層を介してバイ
アス層が設けられることが好ましい。このようなバイア
ス層を用いる方式をインスタックバイアス(instack b
ias)方式と呼ぶ。このインスタックバイアス方式はC
PP型の磁気検出素子に効果的に用いることができる。
仮にセンス電流を多層膜の膜面と平行な方向から流すC
IP型の磁気検出素子に、上記のインスタックバイアス
方式を用いると、前記センス電流が前記バイアス層に分
流し再生出力の低下を招き好ましくない。一方、CPP
型のように電流を多層膜の膜面と垂直方向から流す場合
には、前記インスタックバイアス方式は電流の分流経路
とはならず、再生出力が低下するといった心配もない。
上記したインスタックバイアス方式は、CPP型であっ
て特に狭トラック化が促進されればされるほど効果的な
バイアス方式である。
磁性導電材料で形成されてもよいし、あるいは絶縁材料
で形成されてもよい。
態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面
図である。なお、図1ではX方向に延びる素子の中央部
分のみを破断して示している。
は、記録媒体に記録された外部信号を再生するためのも
のである。また本発明では、前記磁気検出素子の上に記
録用のインダクティブヘッドが積層されていてもよい。
−チタンカーバイト(Al2O3−TiC)で形成された
スライダのトレーリング端面上に形成される。前記スラ
イダは、記録媒体との対向面と逆面側で、ステンレス材
などによる弾性変形可能な支持部材と接合され、磁気ヘ
ッド装置が構成される。
ある。この実施形態では前記下部シールド層20が下部
電極を兼ねている。前記下部シールド層20は磁性材料
で形成される。材質としてはNiFe合金(パーマロ
イ)やFe−Al−Si(センダスト)などが用いら
れ、これら材質はメッキあるいはスパッタリングにより
形成される。前記シールド層として必要な特性は、高い
透磁率や低い磁歪定数などである。
の図示X方向における上面中央には、下から反強磁性層
21、固定磁性層22、非磁性材料層23、フリー磁性
層24及び非磁性層25、バイアス層26及び保護層2
7がこの順で積層形成されている。
ド層20間にTa,Hf,Nb,Zr,Ti,Mo,W
のうち少なくとも1種以上で形成された下地層(図示し
ない)が設けられていてもよい。また前記下地層と反強
磁性層21間、あるいは前記反強磁性層21と下部シー
ルド層20間には、CrやNiFeCrなどで形成され
たシードレイヤ(図示しない)が設けられていてもよ
い。前記シードレイヤを形成することで、前記シードレ
イヤ上に形成される各層の膜面と平行な方向における結
晶粒径を大きくでき、耐エレクトロマイグレーションの
向上に代表される通電信頼性の向上や抵抗変化率(ΔR
/R)の向上などをより適切に図ることができる。
成された反強磁性層21は、元素X(ただしXは、P
t,Pd,Ir,Rh,Ru,Osのうち1種または2
種以上の元素である)とMnとを含有する反強磁性材料
で形成されることが好ましい。あるいは前記反強磁性層
21は、元素Xと元素X′(ただし元素X′は、Ne,
Ar,Kr,Xe,Be,B,C,N,Mg,Al,S
i,P,Ti,V,Cr,Fe,Co,Ni,Cu,Z
n,Ga,Ge,Zr,Nb,Mo,Ag,Cd,S
n,Hf,Ta,W,Re,Au,Pb、及び希土類元
素のうち1種または2種以上の元素である)とMnを含
有する反強磁性材料により形成されることが好ましい。
かもブロッキング温度も高く次に説明する固定磁性層2
2を構成する磁性層28との界面で大きな交換異方性磁
界を発生し得る。また前記反強磁性層21は80Å以上
で300Å以下の膜厚で形成されることが好ましい。
定磁性層22はこの実施形態では3層構造で形成されて
いる。
30の層は磁性層であり、磁性層28と磁性層30との
間に、Ruなどで形成された非磁性中間層29が介在
し、この構成により、前記磁性層28と磁性層30の磁
化方向は互いに反平行状態にされる。これはいわゆる積
層フェリ構造と呼ばれる。前記非磁性中間層29は、R
u、Rh、Ir、Cr、Re、Cuのうち1種またはこ
れらの2種以上の合金で形成されている。特に前記非磁
性中間層29はRuによって形成されることが好まし
い。
の前記反強磁性層21に接する磁性層28との間には磁
場中熱処理によって交換異方性磁界が発生し、例えば前
記磁性層28の磁化がハイト方向(図示Y方向)に固定
された場合、もう一方の磁性層30はRKKY相互作用
により、ハイト方向とは逆方向(図示Y方向と逆方向)
に磁化され固定される。この構成により前記固定磁性層
22の磁化を安定した状態にでき、また前記固定磁性層
22全体と前記反強磁性層21との間で発生する交換異
方性磁界を見かけ上大きくすることができる。
は10〜70Å程度、非磁性中間層29の膜厚は3Å〜
10Å程度で形成で形成される。
れ単位面積当たりの磁気モーメントが異なっている。前
記磁気モーメントは飽和磁化Ms×膜厚tで設定され、
前記磁性層28と磁性層30の磁気モーメントを異なら
せることで適切に前記磁性層28と磁性層30を積層フ
ェリ構造にすることが可能である。
が形成されている。前記非磁性材料層23は例えばCu
などの電気抵抗の低い導電性材料によって形成される。
前記非磁性材料層23は例えば25Å程度の膜厚で形成
される。
導電材料で形成されるとき、図1の磁気検出素子は、C
PP型のスピンバルブGMR型磁気抵抗効果素子(CP
P−GMR)となる。あるいは前記非磁性材料層23は
Al2O3やSiO2などの絶縁材料で形成されてもよ
い。前記非磁性材料層23が絶縁材料で形成された磁気
検出素子は、トンネルMR効果(TMR効果)を利用し
たスピンバルブトンネル型磁気抵抗効果型素子(CPP
−TMR)となる。
磁性層24が形成される。この実施形態では、前記フリ
ー磁性層24は磁性層の2層構造で形成される。また前
記フリー磁性層24の全体の膜厚は、20Å以上で10
0Å以下程度の膜厚で形成されることが好ましい。
1、32は、CoFe合金、CoFeNi合金、NiF
e合金、Coのいずれかの1種であることが好ましい。
磁性層31はCoFe合金、磁性層32はNiFe合金
で形成されることがより好ましい。前記磁性層31は、
前記フリー磁性層24と非磁性材料層23間で元素の拡
散を防止するための拡散防止層であり、またCoFe合
金からなる磁性層31を設けることで、抵抗変化率(Δ
R/R)のさらなる向上を図ることができる。
られた非磁性層25は、非磁性導電材料で形成されるこ
とが好ましい。具体的には、Ru、Rh、Ir、Cr、
Re、Cuのうち1種あるいは2種以上の合金で形成さ
れていることが好ましい。なお前記非磁性層25は、例
えばAl2O3やSiO2などの絶縁材料で形成されても
よいが、かかる場合、前記非磁性層25を薄く形成し
て、前記上部シールド層と下部シールド層20間に流れ
る電流が、前記非磁性層25の部分で遮断されないよう
にすることが必要である。前記非磁性層25の膜厚は2
0〜100Åで形成されることが好ましい。
磁石製のバイアス層(かかる場合ハードバイアス層とい
う)26が設けられている。前記バイアス層26はCo
PtCr合金やCoPt合金などで形成される。前記バ
イアス層26は、他に軟磁性層と反強磁性層からなる交
換結合膜であってもよい。
上に非磁性層25を介して形成されたバイアス層26
(上記の交換結合膜でバイアス層26が構成される場
合、軟磁性層)の両側端部から前記フリー磁性層24に
向けて縦バイアス磁界が供給されて(矢印で示す)、前
記フリー磁性層24の磁化が図示X方向に向けられるよ
うになっている。
された保護層27はTaなどの非磁性材料で形成され
る。
21から保護層27までの各層で構成された積層体を多
層膜33と呼ぶ。
のトラック幅方向(図示X方向)の両側端面33aより
もさらにトラック幅方向(図示X方向)に延出した下部
シールド層20の上面20aから前記多層膜33の前記
両側端面33aにかけて絶縁層34が形成されている。
前記絶縁層34は例えばAl2O3やSiO2などの絶縁
材料からなりスパッタ成膜される。
層35が形成されている。前記サイドシールド層35は
磁性材料からなる。材質や膜構成等については後述す
る。
5上には絶縁層36が形成されている。前記絶縁層36
は例えばAl2O3やSiO2などの絶縁材料からなりス
パッタ成膜される。
記多層膜33の最上層である保護層27上にかけて上部
シールド層37が形成される。前記上部シールド層37
はこの実施形態では上部電極の役割も有する。前記上部
シールド層37は磁性材料で形成される。前記上部シー
ルド層37は例えばNiFe合金(パーマロイ)やセン
ダストなどからなりメッキやスパッタリングにより形成
される。
された部分の下部シールド層20と上部シールド層37
間の間隔、すなわち反強磁性層21の下面から保護層2
7の上面までの図示Z方向の長さ寸法でギャップ長Gl
が決定されている。
能する下部シールド層20及び上部シールド層37が前
記多層膜33の上下に接して形成され、前記シールド層
20、37から流れる電流が前記多層膜33内を膜面と
垂直方向(図示Z方向)に流れるCPP(current per
pendicular to the plane)型と呼ばれる構造であ
る。
分について説明する。図1に示すように、前記多層膜3
3のトラック幅方向(図示X方向)の両側であって、前
記下部シールド層20と上部シールド層37間には、サ
イドシールド層35が形成されている。
側にもシールド層(サイドシールド層35)を設けたこ
とで、前記多層膜33の上下、および両側左右はほぼシ
ールド層で囲まれた形状になる。したがって狭トラック
化が進むにつれて従来問題とされた記録媒体の隣接トラ
ックからの漏れ磁界は、前記サイドシールド層35で適
切に吸収され、前記漏れ磁界が前記多層膜33内に侵入
することを極力防ぐことができる。
33の上面のトラック幅方向(図示X方向)における幅
寸法が光学的なトラック幅O−Twである。光学的なト
ラック幅O−Twとは光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡で
測定した幅寸法のことである。
的再生トラック幅ともいう)は、例えば、フルトラック
プロファイル法やマイクロトラックプロファイル法によ
って測定される。
示すように記録媒体上に磁気検出素子Rの素子幅よりも
幅広の記録トラック幅Wwの記録トラックで信号を記録
しておき、磁気検出素子を、記録トラック上でトラック
幅方向(X方向)に走査させて、磁気検出素子の記録ト
ラック幅方向(X方向)の位置と再生出力との関係を測
定する。その測定結果は、図15の上側に示されてい
る。
ラックの中央付近では、再生出力が高くなり、記録トラ
ックの中央から離れるにつれて再生出力は低くなること
がわかる。
なる点Pa及び点Pbにおける接線とX軸との交点を、
それぞれ点Pc、点Pdとする。点Pcと点Pdの間の
距離Aと点Paと点Pb間の距離(半値幅)Bの差(R
W)が磁気検出素子の実効再生トラック幅となる。ここ
で、半値幅B=実効記録トラック幅Wwとなる。
して機能する幅寸法である。従って前記実効再生トラッ
ク幅と光学的なトラック幅O−Twとがイコールの関係
にあれば最も好ましい。
向(図示X方向)の両側にサイドシールド層35を設け
たことで、記録媒体の隣接トラックからの漏れ磁界を適
切に前記サイドシールド層35で吸収することができ、
前記多層膜33に侵入してくる前記漏れ磁界量を従来に
比べて小さくできる。したがって本発明では前記実効再
生トラック幅を従来に比べて光学トラック幅O−Twの
幅寸法に近い大きさにでき、従来、狭トラック化によっ
て顕著になった実効再生トラック幅の広がりを抑制で
き、サイドリーディングの発生などの不具合を効果的に
減少させることが可能になる。
ク幅の広がりを効果的に抑制すべく以下のような工夫が
なされている。
向(図示X方向)における両側端面33aとサイドシー
ルド層35間の距離を適切に調整している。この実施形
態では前記多層膜33の両側端面33aとサイドシール
ド層35間に絶縁層34が介在しているが本発明ではこ
の絶縁層34の膜厚を適切に調整することでより適切に
実効再生トラック幅の広がりを抑制している。
aとサイドシールド層35間に介在する絶縁層34のト
ラック幅方向(図示X方向)における膜厚は、0.06
μm以下であることが好ましい。これにより実効再生ト
ラック幅から光学的トラック幅O−Twを引いた値が、
0.015μm以下になることが後述する実験により確
認されている。
面33aとサイドシールド層35間に介在する絶縁層3
4のトラック幅方向(図示X方向)における膜厚は、
0.03μm以下であることがより好ましい。これによ
り実効再生トラック幅から光学的トラック幅O−Twを
引いた値が、0.01μm以下になることが後述する実
験により確認されている。
側端面33aとサイドシールド層35間に介在する絶縁
層34の膜厚を調整することで、実効再生トラック幅の
広がりを適切に抑えることができ、サイドリーディング
の発生を効果的に抑制することができる。
aに形成された前記絶縁層34の図示X方向への膜厚
は、0.003μm以上であることが好ましい。前記絶
縁層34は、前記多層膜33内を膜面と垂直方向に流れ
る電流が前記サイドシールド層35に分流するのを抑制
するために設けられたものである。従って前記絶縁層3
4はある程度の膜厚を有している必要性があり、それが
0.003μmなのである。
性材料層23がAl2O3やSiO2などの絶縁材料で形
成されたトンネル型磁気抵抗効果型素子である場合、特
に前記多層膜33の両側端面33aとサイドシールド層
35間に絶縁層34の存在は重要となる。なぜなら前記
多層膜33の両側端面33aとサイドシールド層35と
が直接接して形成され、あるいは前記絶縁層34の膜厚
が非常に薄い場合などには前記多層膜33を膜面と垂直
方向に流れる電流がフリー磁性層24と固定磁性層22
間を流れるとき、絶縁材料で形成された非磁性材料層2
3よりも電気的な抵抗値の小さいサイドシールド層35
側に主に流れてしまい(すなわち分流してしまい)、再
生出力が極端に小さくなってしまうからである。
導電材料で形成されたスピンバルブGMR型磁気抵抗効
果素子の場合でも、前記多層膜33の両側端面33aと
サイドシールド層35間に絶縁層34を介在させること
が前記サイドシールド層35への電流の分流を抑える上
で好ましいが、前記絶縁層34の必要性はトンネル型磁
気抵抗効果型素子の場合に比べて低い。ただし絶縁層3
4の有無は、単にスピンバルブGMR型磁気抵抗効果素
子の構成であるか否かのみで判断することはできず、サ
イドシールド層35の材質も重要な要素である。例えば
サイドシールド層35の比抵抗値が、特に多層膜33を
構成するフリー磁性層24と固定磁性層22の比抵抗値
よりも低い場合には、多層膜33の両側端面33aとサ
イドシールド層35とが例えば直接接して形成されてい
ると、前記多層膜33内を流れるべき電流は前記フリー
磁性層24及び固定磁性層22から前記サイドシールド
層35に分流しやすくなるからである。よって本発明で
は、前記サイドシールド層35が前記固定磁性層22及
びフリー磁性層24よりも高い比抵抗値を有する磁性材
料で形成されることが好ましい。
ールド層20は、多層膜33の下面に接して形成され、
前記下部シールド層20が下部電極としての役割を有し
ている。例えば前記下部電極は下部シールド層20と別
個に設けることもできる(その実施形態は図7で説明す
る)。
極として使用すると、下部電極と下部シールド層とを別
々に設ける必要性がないから磁気検出素子の製造過程を
簡単にでき、さらに下部シールド層20と上部シールド
層37間の図示Z方向の間隔で決定されるギャップ長G
1を短くでき、高記録密度化に適切に対応可能な磁気検
出素子を製造することができる。
3とが接して形成されるから、図示Y方向から侵入して
くる隣接トラックからの漏れ磁界のうち、前記多層膜3
3の下面付近で発生する漏れ磁界を効果的に前記下部シ
ールド層20に吸収させることができ、サイドリーディ
ングによるオフトラック時のエラーの発生が少ない再生
特性により優れた磁気検出素子を提供することができ
る。
ド層20と同様に前記上部シールド層37は前記多層膜
33の上面に接して形成されている。よって図示Y方向
から侵入してくる隣接トラックからの漏れ磁界のうち、
前記多層膜33の上面付近で発生する漏れ磁界を効果的
に前記上部シールド層37に吸収させることができ、サ
イドリーディングの発生が少ない再生特性により優れた
磁気検出素子を提供することができる。
及び上部シールド層37を電極層兼用にして磁気検出素
子の上下に接して形成することで、前記多層膜33の上
下、および両側左右を、より前記多層膜33から遠ざけ
ることなくシールド層20、35、37で囲む構成にで
き、記録媒体からの余分な漏れ磁界を拾わない、サイド
リーディングの発生を従来よりも極端に抑え、線分解能
を高めることが可能な磁気検出素子を提供することが可
能になる。
に電流を流すCIP型の磁気検出素子の場合、図1のよ
うな構成を実現することができない。なぜなら下部シー
ルド層20と上部シールド層37を電極層として兼用す
ることがそもそもできず、またCIP型の場合には、例
えば少なくともフリー磁性層24のトラック幅方向の両
側にハードバイアス層を設ける構成が一般的であり(例
えば前記フリー磁性層24上に反強磁性層を設けたエク
スチェンジバイアス方式というものがあるが、かかる方
式では、多層膜33を図1のような略台形状に形成せ
ず、前記多層膜33のトラック幅方向の幅寸法を光学的
トラック幅O−Twよりも長く延ばして形成するので、
本発明のようにサイドシールド層35を設けるスペース
がない)、したがって前記多層膜33の両側全体をサイ
ドシールド層35で埋める構成にできないからである。
うに、フリー磁性層24上に非磁性層25を介してバイ
アス層26が設けられている。そしてこのバイアス層2
6からの縦バイアス磁界が前記フリー磁性層24に流入
することで、前記フリー磁性層24の磁化が図示X方向
に単磁区化されている。
ス(instack bias)方式と呼ばれるものであるが、こ
のバイアス方式は、CPP型の磁気検出素子でしか実用
価値がない。CPP型の場合は、電流が多層膜33の膜
面と垂直方向に流れるから、前記バイアス層26をフリ
ー磁性層24上に設けても前記バイアス層26の存在が
電流を分流する経路にはならない。しかしCIP型では
電流が多層膜33の膜面と平行な方向に流れるため、仮
にCIP型に、本発明のようなインスタックバイアス方
式を用いると、前記バイアス層26に流れる電流が分流
ロスとなり、したがって再生出力の低下を招いてしま
う。したがって、このインスタックバイアス方式は、C
PP型の磁気検出素子に有効なバイアス手段であり、特
に前記インスタックバイアス方式を用いることで、狭ト
ラック化に適切に対応できる磁気検出素子を製造するこ
とが可能になる。
ー磁性層24に流入する縦バイアス磁界が強すぎると前
記フリー磁性層24がトラック幅方向に強く磁化され、
記録媒体からの外部磁界に対し感度良く磁化反転できな
くなるから、前記縦バイアス磁界の強さを適切に調整す
る必要性がある。前記縦バイアス磁界の強さは、前記バ
イアス層26とフリー磁性層24間に介在する非磁性層
25の膜厚に影響を受け、前記非磁性層25の膜厚が薄
ければ薄いほど前記縦バイアス磁界は強くなる。したが
って前記非磁性層25の膜厚を適切に調整して前記バイ
アス層26からフリー磁性層24に流入する縦バイアス
磁界の大きさを調整しなければならない。本発明では前
記非磁性層25の膜厚を0.002〜0.01μmで形
成することが好ましい。
層20の上面20aには前記絶縁層34が形成されてお
り、すなわち前記サイドシールド層35と下部シールド
層20間には絶縁層34が介在することが好ましい。こ
れによって前記下部シールド層20と上部シールド層3
7間を流れる電流が前記下部シールド層20からサイド
シールド層35に分流することがなくなり、再生出力の
大きい磁気検出素子を製造することが可能になる。前記
下部シールド層20とサイドシールド層35間に形成さ
れた絶縁層34の膜厚は0.003μm〜0.01μm
であることが好ましい。
ドシールド層35と上部シールド層37間にも絶縁層3
6が介在する。前記絶縁層36はAl2O3やSiO2な
どの絶縁材料から形成される。これによって前記上部シ
ールド層37と下部シールド層20間を流れる電流が前
記上部シールド層37からサイドシールド層35に分流
することがなくなり、再生出力の大きい磁気検出素子を
製造することが可能になる。前記上部シールド層37と
サイドシールド層35間に形成された絶縁層36の膜厚
は0.003μm〜0.01μmであることが好まし
い。
いて以下に説明する。前記サイドシールド層35は、下
部シールド層20や上部シールド層37と同じ材質でも
よいが、異なる材質で形成されていてもよい。
5は前記下部シールド層20や上部シールド層37から
分離形成されている。よって前記サイドシールド層35
を上部シールド層37及び下部シールド層20と異なる
材質で形成することが可能になる。
層37や下部シールド層20と異なる材質で形成するこ
とで、次のように前記サイドシールド層35を形成する
ことが可能になる。
20や上部シールド層37は、パーマロイ(NiFe合
金)などの材質でメッキ形成されるのが一般的である
が、前記サイドシールド層35は前記下部シールド層2
0や上部シールド層37に比べて非常に薄い膜厚なの
で、前記サイドシールド層35をスパッタや蒸着可能な
材質で形成することが可能になる。なお図1では、下部
シールド層20や上部シールド層37に比べて、前記サ
イドシールド層35の方が厚い膜厚で図示されている
が、実製品では、前記下部シールド層20や上部シール
ド層37の方が前記サイドシールド層35よりも厚い膜
厚で形成される。具体的には、前記下部シールド層20
や上部シールド層37は、1μm〜3μm程度の膜厚で
あるが、前記サイドシールド層35の膜厚は、0.01
μm〜0.1μm程度の膜厚である。なおギャップ長G
1が短くなればなるほど前記サイドシールド層35の膜
厚が小さくなっていくのは言うまでもない。
ルド層35をスパッタなどでも形成することができるか
ら、前記サイドシールド層35の材質の選択性を広げる
ことができる。
組成比が約80at%のNiFe合金やその他の軟磁性
材料で形成される。前記サイドシールド層35には、下
部シールド層20や上部シールド層37と同様に、高い
透磁率や低い磁歪定数などの特性が必要であるから、そ
のような特性を有する軟磁性材料を選択する必要性があ
る。
モルファス材料や組成式がFe−M−O(ただし元素M
は、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,Mo,S
i,P,C,W,B,Al,Ga,Geと希土類元素か
ら選ばれる1種または2種以上の元素)からなる磁性材
料を選択できる。これら材質で形成されたサイドシール
ド層35はいずれもスパッタや蒸着法で形成できる。
Co−X(但し元素Xは、Ti、Mo、W、Si、P、
Zr、Nb、Hf、Ta、Bから選ばれる1種または2
種以上)がある。Fe−M−O材料は、アモルファス相
とbcc−Feの微結晶相とが入り交じった相組織とな
っている。
−O材料は、NiFe合金などに比べて高い比抵抗値を
有する。図1に示す実施形態では、多層膜33の両側端
面33aとサイドシールド層35間に絶縁層34が介在
するものの、前記サイドシールド層35をCo系アモル
ファス材料などの高比抵抗材料で形成し、多層膜33か
ら前記サイドシールド層35に分流する電流をさらに抑
制できるようにすることがより好ましい。
層35の比抵抗が、多層膜33を構成するフリー磁性層
24や固定磁性層22の比抵抗よりも高いことが好まし
い。前記フリー磁性層24や固定磁性層22の比抵抗値
よりも高い比抵抗値を有する材質で前記サイドシールド
層35を形成すれば、前記サイドシールド層35に分流
する電流ロスをより適切に低減させることができ、再生
出力の高い磁気検出素子を製造することが可能になる。
なお上記したCo系アモルファス材料やFe−M−O材
料で形成されたサイドシールド層35は、NiFe合金
などの磁性材料で形成されたフリー磁性層24や固定磁
性層22よりも高い比抵抗値を有し、具体的にには10
0〜100,000μΩ・cm程度である。
aの形成位置について以下に説明する。図1に示すよう
に、好ましくは前記サイドシールド層35の上面35a
は、前記多層膜33の上面33bと同じ高さで形成され
るか、あるいは前記多層膜33の上面33bよりも高い
位置に形成されることである。これによって前記多層膜
33のトラック幅方向(図示X方向)の両側は、前記絶
縁層34を介して前記サイドシールド層35が確実にト
ラック幅方向で対向し、よって実効再生トラック幅の広
がりを効果的に抑制でき、サイドリーディングの発生を
適切に抑制することができる。ただし、前記サイドシー
ルド層35の上面35aが前記多層膜33の上面33b
よりも低い位置であっても、従来のようにサイドシール
ド層35が形成されていない場合に比べて、効果的に実
効再生トラック幅の広がりを抑制し、サイドリーディン
グの発生を抑制することが可能になる。なお前記サイド
シールド層35の上面35aが前記多層膜33の上面3
3bよりも低い位置で形成される場合、前記サイドシー
ルド層35の形成位置については、前記サイドシールド
層35が少なくともフリー磁性層24のトラック幅方向
の両側に確実に対向するように前記サイドシールド層3
5を形成することが好ましい。
ールド層20及び上部シールド層37と同様にトラック
幅方向(図示X方向)が磁化容易軸となるような、一軸
異方性が付与されている必要がある。このため、前記サ
イドシールド層35は、磁場中でスパッタ成膜されたり
あるいは磁場中アニールされて、一軸異方性が付与され
ている。これによって前記サイドシールド層35のシー
ルド機能を向上させることができ、磁気検出素子の実効
再生トラック幅の広がりを効果的に抑制することが可能
になるとともに、シールドの磁区構造の不安定性に起因
する再生波形の不安定性を回避することができる。
の別の実施形態である。図2は、本発明の第2の実施の
形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断
面図である。なお、図2ではX方向に延びる素子の中央
部分のみを破断して示している。
は、図2では、図1のように、多層膜33のトラック幅
方向(図示X方向)の両側に延出形成された下部シール
ド層20の上面20aから前記多層膜33の両側端面3
3aにかけて絶縁層34が形成されていないことであ
る。
23にCuなどの非磁性導電材料を使用して構成された
スピンバルブGMR型磁気検出素子に有効なものであ
る。すなわち前記スピンバルブ型磁気抵抗効果素子で
は、下部シールド層20及び上部シールド層37から前
記多層膜33に流れる電流が、前記多層膜33を膜面と
垂直方向に流れたとき前記電流は、前記サイドシールド
層35の方に分流しにくく大きな再生出力を維持するこ
とができるのである。
記多層膜33の両側端面33aに直接接して形成されて
いるが、電流がフリー磁性層24と固定磁性層22間に
流れる際に、電気的な抵抗の低いCuなどで形成された
非磁性材料層23を介さずに、電気的な抵抗の高いサイ
ドシールド層35に流れるということは、非磁性材料層
23が絶縁材料で形成されたトンネル型磁気抵抗効果型
素子に比べて起こり難い。このため本発明では、特にス
ピンバルブGMR型磁気検出素子の場合、前記多層膜3
3の両側端面33aに絶縁層34を設けなくてもよいも
のと考えられる。これによってより効果的に実効再生ト
ラック幅の広がりを抑えることができ、サイドリーディ
ングの発生を従来に比べて抑制することが可能である。
前記サイドシールド層35が、固定磁性層22及びフリ
ー磁性層24よりも高い比抵抗値を有する磁性材料で形
成されていることである。これによってより適切に前記
多層膜33内を膜面と垂直方向に流れる電流が前記サイ
ドシールド層35に分流しにくくなる。
場合、前記サイドシールド層35は、Co系アモルファ
ス材料や組成式がFe−M−O(ただし元素Mは、T
i,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,Mo,Si,P,
C,W,B,Al,Ga,Geと希土類元素から選ばれ
る1種または2種以上の元素)からなる磁性材料で形成
されることがより好ましい。
定磁性層22として使用されるNiFe合金やCoFe
合金に比べて高い比抵抗値を有し、前記Co系アモルフ
ァス材料やFe−M−O材料で形成されたサイドシール
ド層35を用いることで、より効果的に前記サイドシー
ルド層への分流ロスを無くすことができ再生出力の大き
い磁気検出素子を形成することが可能になるのである。
ルド層35の上面35aに絶縁層36が設けられてい
る。これによって前記上部シールド層37とサイドシー
ルド層35間に前記絶縁層36が介在することになり、
前記上部シールド層37から前記多層膜33に電流が流
れる際に、前記電流が前記上部シールド層37から前記
サイドシールド層35に分流するのを適切に防ぐことが
でき、再生出力のさらなる向上を図ることができる。
形態の磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断
面図)に示すように、前記多層膜33の両側端面33a
からトラック幅方向(図示X方向)に延出した下部シー
ルド層20の上面20aにも絶縁層34が設けられてい
る方が、前記電流が前記下部シールド層20から前記多
層膜33に流れる際に、前記電流が前記下部シールド層
20から前記サイドシールド層35に分流するのを適切
に防ぐことができ、再生出力のさらなる向上を図ること
ができて好ましい。
20とサイドシールド層35の間にのみ設けられ、前記
上部シールド層37とサイドシールド層35間に設けら
れていない実施形態でもよい。
0とサイドシールド層35間、および上部シールド層3
7とサイドシールド層35間の双方に前記絶縁層が設け
られていない実施形態でもよい。
検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図であ
る。
サイドシールド層35は磁性材料の単層構造であった
が、図4に示す実施形態では、サイドシールド層45が
第1シールド層43と第2シールド層44の積層構造と
なっている。
NiFe合金などで形成し、上層にあたる第2シールド
層44をCo系アモルファス材料やFe−M−O材料
(ただし元素Mは、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,C
r,Mo,Si,P,C,W,B,Al,Ga,Geと
希土類元素から選ばれる1種または2種以上の元素)な
どからなる磁性材料で形成する。
43よりも高い比抵抗値を有する磁性材料で形成するこ
とで、前記サイドシールド層45側に電流が分流するの
を適切に抑えることができ、これによって再生出力の高
い磁気検出素子を製造することが可能になる。特に図2
や図3のように、多層膜33の両側端面33aとサイド
シールド層45間に絶縁層が設けられない構成の場合に
は効果的である。
もにシールド機能に優れた特性(すなわち高い透磁率及
び低い磁歪定数など)を有する磁性材料で形成できれば
それに超したことはないが、比抵抗値を優先するあまり
透磁率など若干、下部シールド層20や上部シールド層
37に劣る場合には、第1シールド層43に、シールド
機能に優れた特性を有する磁性材料を使用することで、
記録媒体の隣接トラックからの漏れ磁界が多層膜33に
侵入するのを適切に防ぐことができ、よって実効再生ト
ラック幅の広がりを抑え、サイドリーディングの発生を
抑制できると共に、分流ロスがなく再生出力も高い磁気
検出素子を製造することが可能になる。
シールド層45が第1シールド層43と第2シールド層
44の2層構造であるが、これが3層以上の積層構造で
あってもよいことは言うまでもない。
検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図であ
る。
いし4の磁気検出素子の実施形態と異なり、サイドシー
ルド層42が、反強磁性層40と軟磁性層41とからな
る交換結合膜で形成された構成となっている。
なる交換結合膜を使用できるのは、本発明では前記サイ
ドシールド層42が前記下部シールド層20や上部シー
ルド層37とは分離された構成だからである。
する反強磁性層21と同様に元素X(ただしXは、P
t,Pd,Ir,Rh,Ru,Osのうち1種または2
種以上の元素である)とMnとを含有する反強磁性材料
で形成されていてもよいし、あるいは元素Xと元素X′
(ただし元素X′は、Ne,Ar,Kr,Xe,Be,
B,C,N,Mg,Al,Si,P,Ti,V,Cr,
Fe,Co,Ni,Cu,Zn,Ga,Ge,Zr,N
b,Mo,Ag,Cd,Sn,Hf,Ta,W,Re,
Au,Pb、及び希土類元素のうち1種または2種以上
の元素である)とMnやIrMnを含有する反強磁性材
料により形成されていてもよい。
α−Fe2O3、さらには熱処理を加えなくても前記軟磁
性層41との間で交換結合磁界を発生させることができ
るFeMnなどで形成されていてもよい。
する反強磁性層21と異なって、前記反強磁性層40上
に形成された軟磁性層41を強く磁化するためのもので
はなく、前記軟磁性層41に一軸異方性を付与するため
に設けられたものである。前記軟磁性層41が強く磁化
され、例えば固定磁性層22のように磁化が固定されて
しまうと前記軟磁性層41をサイドシールド層42とし
て機能させることができなくなってしまう。
1間で発生する交換結合磁界は、前記反強磁性層40の
膜厚が厚くなり、一方、軟磁性層41の膜厚が薄くなる
と大きくなることが知られているから、前記反強磁性層
40及び軟磁性層41の膜厚を適切に調整して、軟磁性
層41にさほど強くない交換結合磁界を与えることで一
軸異方性あるいは一方向異方性が付与されるようにしな
ければならない。例えば前記反強磁性層40の膜厚は5
0〜100Å程度、軟磁性層41の膜厚は200〜10
00Å程度である。
に強磁性材料として使用されているNiFe合金、Co
Fe合金、CoFeNi合金などで形成されてもよい
が、Co系アモルファス材料や組成式がFe−M−O
(ただし元素Mは、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,C
r,Mo,Si,P,C,W,B,Al,Ga,Geと
希土類元素から選ばれる1種または2種以上の元素)か
らなる磁性材料であってもよい。
く、図4に示すような2層以上の積層構造であってもか
まわない。
反強磁性層40と軟磁性層41との間で交換結合磁界が
発生すると前記軟磁性層41は図示X方向に一軸異方性
あるいは一方向異方性が付与され、サイドシールド層と
して機能する。
イドシールド層42との間に介在する絶縁層34は形成
されていなくてもよい。
検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図であ
る。
よりもトラック幅方向(図示X方向)に延出した下部シ
ールド層20の上面20aから前記多層膜33の両側端
面33aにかけて絶縁層34が形成され、前記絶縁層3
4上にサイドシールド層35が形成されている。さらに
この実施形態では前記サイドシールド層35上にバイア
ス下地層50が形成され、前記バイアス下地層50の上
にハードバイアス層51が形成されている。
に示す実施形態のように、フリー磁性層24上に非磁性
層25を介してバイアス層26が設けられた構成ではな
い。図6に示す実施形態では、多層膜33が下から反強
磁性層21、固定磁性層22、非磁性材料層23、フリ
ー磁性層24及び保護層27の順に積層された構成とな
っている。
層24のトラック幅方向(図示X方向)の両側にはハー
ドバイアス層51が設けられており、前記ハードバイア
ス層51からの縦バイアス磁界により前記フリー磁性層
24の磁化が図示X方向に単磁区化される。
ルド層35の上面35aが、前記フリー磁性層24の下
面に比べて下側に形成されている。前記多層膜33の両
側にはできるだけ前記サイドシールド層35を厚い膜厚
で形成しておく方が好ましいが、サイドシールド層35
の上面35aが前記フリー磁性層24の下面よりも上方
に位置すると、前記フリー磁性層24のトラック幅方向
の両側に対向するハードバイアス層51の膜厚が薄くな
り、前記ハードバイアス層51から前記フリー磁性層2
4に適度な大きさの縦バイアス磁界が流入せず、前記フ
リー磁性層24の磁化を適切に単磁区化できなくなるの
で好ましくない。
明した材質、すなわちNiFe合金や、Co系アモルフ
ァス材料、Fe−M−O材料などを使用することができ
る。
バイアス下地層50は、前記ハードバイアス層51とサ
イドシールド層35間の磁気的な干渉を弱める(あるい
は絶縁する)ために設けられたものである。このバイア
ス下地層50はAl2O3やSiO2などの絶縁材料で形
成されてもよいが、Taなどの非磁性材料であってもよ
い。あるいは前記バイアス下地層50をCrで形成する
ことで前記ハードバイアス層51の角形比や保磁力を向
上させることができることがわかっている。
ードバイアス層51は、CoPtCrやCoPtなどの
既存の永久磁石膜で形成される。
アス層51上にAl2O3やSiO2などの絶縁材料で形
成された絶縁層36が形成されている。前記ハードバイ
アス層51上に前記絶縁層36を設けることで、前記上
部シールド層37から前記多層膜33に流れる電流が前
記ハードバイアス層51に分流するのを防ぐことができ
再生出力の大きな磁気検出素子を製造することが可能に
なる。
33の両側端面33aとサイドシールド層35及びハー
ドバイアス層51との間に絶縁層34が設けられている
が、これは図1で説明したように、特に多層膜33を構
成する非磁性材料層23がAl2O3などの絶縁材料で形
成されたトンネル型磁気抵抗効果型素子である場合、電
流が非磁性材料層23を介さずに前記サイドシールド層
35等に分流するのを防ぐためであった。それに加えて
図6に示す実施形態では、前記多層膜33の両側端面3
3aとハードバイアス層51間に絶縁層34が介在して
いるから、前記ハードバイアス層51からの強い縦バイ
アス磁界が前記絶縁層34を介すことで弱められ、前記
フリー磁性層24の磁化が前記ハードバイアス層51か
らの縦バイアス磁界によって強く磁化されて感度が低下
するといったことを抑制できる。特に狭トラック化が促
進されると、前記ハードバイアス層51から強い縦バイ
アス磁界が前記フリー磁性層24に流入した場合、前記
フリー磁性層24全体が強く磁化されて再生感度が大き
く低下するため深刻な問題となり、したがって今後の狭
トラック化の促進のためには、前記多層膜33の両側端
面33aとハードバイアス層51間に絶縁層34を介在
させておくのが好ましい。
検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図であ
る。
側に下部電極層54が形成されている。前記下部電極層
54は、前記多層膜33の両側端面33aよりもさらに
トラック幅方向(図示X方向)の両側に延びて形成さ
れ、その延出された下部電極層54の上面54aに絶縁
層34を介してサイドシールド層35が形成されてい
る。前記下部電極層54は、例えばα−Ta、Au、C
r、Cu(銅)やW(タングステン)などで形成されて
いる。
下にはAl2O3などで形成された下部ギャップ層53を
介して磁性材料製の下部シールド層52が形成されてい
る。
及びサイドシールド層35上には上部電極層55が形成
され、前記上部電極層55の上にAl2O3などで形成さ
れた上部ギャップ層56を介して上部シールド層57が
形成されている。また図7に示すように前記上部電極層
55とサイドシールド層35との間にはAl2O3などで
形成された絶縁層36が形成されている。また前記上部
電極層55は、下部電極層54と同様に、例えばα−T
a、Au、Cr、Cu(銅)やW(タングステン)など
で形成されている。
ド層52及び上部シールド層57とは別に、下部電極層
54及び上部電極層55が設けられている。図1ないし
図6に示す実施形態のように、下部シールド層20及び
上部シールド層37を電極層としても機能させる場合に
比べて、製造が煩雑化するが、図7に示す実施形態にお
いても、前記多層膜33のトラック幅方向(図示X方
向)の両側にサイドシールド層35が設けられているこ
とで、従来に比べて実効再生トラック幅の広がりを抑
え、サイドリーディングの発生を適切に抑制することが
可能になる。
検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図であ
る。
図1のものと同じである。この実施形態では、下部シー
ルド層20の上に前記多層膜33が形成されている。さ
らに前記多層膜33のトラック幅方向の両側端面から前
記下部シールド層20上にかけて絶縁層34が形成され
ている。
3の上面にかけてシールド層70が形成されている。前
記シールド層70は図1に示すサイドシールド層35と
上部シールド層37とが一体で形成されたものである。
ールド層37とを一体で形成する場合、図1のように前
記サイドシールド層35と上部シールド層37とを別々
で形成する場合に比べて製造工程を容易化することがで
きる。
など一般的にシールド層として用いる材質の他、Co系
アモルファス材料や組成式がFe−M−O(ただし元素
Mは、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,Mo,S
i,P,C,W,B,Al,Ga,Geと希土類元素か
ら選ばれる1種または2種以上の元素)からなる磁性材
料で形成される。前記Co系アモルファス材料として
は、例えばCo−X(但し元素Xは、Zr、Nb、H
f、Ta、Ti、Mo、W、P、Si、Bから選ばれる
1種または2種以上)である。Fe−M−O材料は、ア
モルファス相とbcc−Feの微結晶相とが入り交じっ
た相組織となっている。
ってもよいし多層構造であってもよい。また多層構造の
場合、上記したCo系アモルファス材料や組成式がFe
−M−Oの磁性材料で形成された領域が一部に含まれて
いればよい。
37として機能するシールド層70の部分を、多層膜3
3の上面に容易に接して形成できる。すなわち本発明で
は、前記シールド層70の上部シールド層70として機
能する部分を、上部電極との兼用層として容易に形成す
ることができる。
磁気検出素子を記録媒体との対向面側からみた断面図で
ある。
図1のものと同じである。この実施形態では、シールド
層71が形成され、このシールド層71上に前記多層膜
33が形成される。前記多層膜33の両側にはサイドシ
ールド層35となるべきシールド層71が形成されてい
る。この実施形態では図1に示す下部シールド層20と
サイドシールド層35とが一体で形成されている。
上面とほぼ同程度の高さまで形成され、前記多層膜33
のトラック幅方向両側のシールド71上面には絶縁層3
6が形成され、前記絶縁層36上から前記多層膜33上
にかけて上部シールド層37が形成されている。
一般的にシールド層として用いる材質の他、Co系アモ
ルファス材料や組成式がFe−M−O(ただし元素M
は、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,Mo,S
i,P,C,W,B,Al,Ga,Geと希土類元素か
ら選ばれる1種または2種以上の元素)からなる磁性材
料で形成される。前記Co系アモルファス材料として
は、例えばCo−X(但し元素Xは、Zr、Nb、H
f、Ta、Ti、Mo、W、P、Si、Bから選ばれる
1種または2種以上)である。Fe−M−O材料は、ア
モルファス相とbcc−Feの微結晶相とが入り交じっ
た相組織となっている。
ってもよいし多層構造であってもよい。また多層構造の
場合、上記したCo系アモルファス材料や組成式がFe
−M−Oの磁性材料で形成された領域が一部に含まれて
いればよい。
20として機能するシールド層71の部分を、多層膜3
3の下面に容易に接して形成できる。すなわち本発明で
は、前記シールド層70の下部シールド層20として機
能する部分を、下部電極との兼用層として容易に形成す
ることができる。
ールド層35を上部シールド層37あるいは下部シール
ド層20と一体に形成した構造では、前記フリー磁性層
24の磁化制御は前記フリー磁性層24上に非磁性層2
5を介して形成された例えば永久磁石製のバイアス層
(かかる場合ハードバイアス層という)26で行う必要
がある。
のところで説明したので詳細な説明は省略する。
24の膜厚方向にバイアス層26を設けなければならな
いのは、前記フリー磁性層24のトラック幅方向の両側
にハードバイアス層を置くことができないからである。
ける磁気検出素子の構造について説明してきたが、本発
明は図1ないし図9に示す磁気検出素子の構造に限定さ
れるものではなく、様々な形態のCPP型の磁気検出素
子に適用可能なものである。例えば図1ないし図9に示
す磁気検出素子では、多層膜33が下から反強磁性層2
1、固定磁性層22、非磁性材料層23及びフリー磁性
層24の順に積層形成されているが、これが逆積層であ
ってもよい。また前記多層膜33がデュアル型のCPP
型磁気検出素子であってもよい。また前記多層膜33を
構成する個々の層構造についても、例えば固定磁性層2
2は積層フェリ構造であるが、これが磁性材料層のみで
構成されていてもかまわないし、またフリー磁性層24
が積層フェリ構造であってもよい。
反強磁性層40と軟磁性層41からなる交換結合膜を使
用するとき、図4では下から反強磁性層40、軟磁性層
41の順に積層されているが、逆積層、すなわち下から
軟磁性層41及び反強磁性層40の順に積層形成された
ものであってもかまわない。
実施形態では、下部シールド層20及び上部シールド層
37が共に電極をも兼ね備えたものであるが、一方が、
図7のようにシールド層、ギャップ層及び電極層の膜構
成あるいはシールド層と電極層が電気的に接続されてい
てもよい。
ドディスク装置に搭載される薄膜磁気ヘッドにのみ使用
可能なものではなく、テープ用磁気ヘッドや磁気センサ
などにも使用可能なものである。
法について以下に説明する。図10ないし図12は本発
明における磁気検出素子の製造過程を示す一工程図であ
り、各図は製造中の磁気検出素子を記録媒体との対向面
と平行な方向から切断した部分断面図である。
ね備えた下部シールド層20上に、下から反強磁性層2
1、固定磁性層22、非磁性材料層23、フリー磁性層
24、非磁性層25、バイアス層26及び保護層27を
この順に積層形成する。成膜にはスパッタや蒸着法が使
用される。スパッタにはDCマグネトロンスパッタ、R
Fスパッタ、イオンビームスパッタ法、ロングスロース
パッタ法、コリメーションスパッタ法などを使用でき
る。
Mn(白金−マンガン)合金膜により形成することが好
ましい。あるいは前記Pt−Mn合金に代えて、X―M
n(ただしXは、Pd,Ir,Rh,Ruのいずれか1
種または2種以上の元素である)で、あるいはPt―M
n―X′(ただしX′は、Pd,Ir,Rh,Ru,A
u,Agのいずれか1種または2種以上の元素である)
で形成してもよい。
式で示される合金において、PtあるいはXが37〜6
3at%の範囲であることが好ましい。また、前記Pt
Mn合金及び前記X−Mnの式で示される合金におい
て、PtあるいはXが47〜57at%の範囲であるこ
とがより好ましい。特に規定しない限り、〜で示す数値
範囲の上限と下限は以下、以上を意味する。
金において、X’+Ptが37〜63at%の範囲であ
ることが好ましい。また、前記Pt−Mn−X’の式で
示される合金において、X’+Ptが47〜57at%
の範囲であることがより好ましい。さらに、前記Pt−
Mn−X’の式で示される合金において、X’が0.2
〜10at%の範囲であることが好ましい。ただし、
X’がPd,Ir,Rh,Ru,Os,Ni,Feのい
ずれか1種または2種以上の元素である場合には、X’
は0.2〜40at%の範囲であることが好ましい。
を80Å以上で300Å以下で形成することが好まし
い。
金などで形成された磁性層28と磁性層30と、両磁性
層28、30間に介在するRuなどの非磁性中間層29
との積層フェリ構造である。前記フリー磁性層24は、
CoFe合金などの拡散防止層31とNiFe合金など
の磁性材料層32との積層構造である。
非磁性導電材料で形成してもよいし、Al2O3やSiO
2などの絶縁材料で形成してもよい。前記非磁性材料層
23を非磁性導電材料で形成した場合、本発明における
磁気検出素子はCPP型のスピンバルブGMR型磁気抵
抗効果素子(CPP−GMR)の構成となり、前記非磁
性材料層23を絶縁材料で形成した場合、本発明におけ
る磁気検出素子はスピンバルブトンネル型磁気抵抗効果
型素子(CPP−TMR)の構成となる。
層24上に非磁性層25及びバイアス層26を形成する
が、本発明では前記非磁性層25をTaやCuなどの非
磁性導電材料で形成することが好ましく、また前記バイ
アス層26をCoPtCrやCoPtなどの永久磁石膜
で形成することが好ましい。あるいは前記バイアス層2
6を反強磁性層と軟磁性層からなる交換結合膜で形成し
てもよい。
に磁場中アニールを施して、反強磁性層21と固定磁性
層22を構成する磁性層28との間で交換結合磁界を生
じさせることが好ましい。これによって前記固定磁性層
22をハイト方向(図示Y方向)に磁化固定する。そし
て前記バイアス層26を形成した後、前記バイアス層2
6が反強磁性層と軟磁性層とからなる交換結合膜である
場合、再び磁場中アニールを施すが、このときの印加磁
界は、反強磁性層21の交換異方性磁界よりも小さく、
しかも熱処理温度は、前記反強磁性層21のブロッキン
グ温度よりも低い温度とする。この磁場中アニールによ
って前記バイアス層26を構成する軟磁性層は、トラッ
ク幅方向に磁化される。また前記バイアス層26が永久
磁石膜で形成されているとき、前記バイアス層26はト
ラック幅方向(図示X方向)に着磁される。これによっ
て前記軟磁性層及び永久磁石製のバイアス層26からの
縦バイアス磁界が前記フリー磁性層24に流入すること
で、前記フリー磁性層24の磁化が図示X方向に揃えら
れる。
の上面にレジスト層を形成し、このレジスト層を露光現
像することによって図10に示す形状のレジスト層60
を前記保護層27上に残す。前記レジスト層60は例え
ばリフトオフ用のレジスト層である。
い、反強磁性層21から保護層27までの多層膜33の
両側を矢印A方向からのイオンミリングで削る(図10
に示す点線部分に沿って多層膜33が削られる)。
3のトラック幅方向(図示X方向)の両側端面33aよ
りもさらにトラック幅方向(図示X方向)に延出した下
部シールド層20の上面20aから前記多層膜33の両
側端面33aにかけてAl2O3やSiO2などの絶縁材
料による絶縁層34をスパッタ成膜する。
ッタ角度(下部シールド層20表面に垂直な方向(図示
Z方向)に対しての角度)がθ1となる矢印B方向から
行う。前記スパッタ角度θ1は例えば30°〜70°で
ある。
に大きくすることで、前記多層膜33の両側端面33a
に前記絶縁層34が付着しやすくなり、前記多層膜33
の両側端面33aに付着した絶縁層34dの膜厚は、前
記下部シールド層20の上面20aに付着した絶縁層3
4cの膜厚よりも大きくなりやすい。
前記多層膜33の両側端面33aにかけて絶縁層34を
成膜した後、前記絶縁層34上にサイドシールド層35
を形成する。前記サイドシールド層35は例えばスパッ
タで成膜する。
質としてはNiFe合金など一般的にシールド層として
用いる材質の他、Co系アモルファス材料や組成式がF
e−M−O(ただし元素Mは、Ti,Zr,Hf,N
b,Ta,Cr,Mo,Si,P,C,W,B,Al,
Ga,Geと希土類元素から選ばれる1種または2種以
上の元素)からなる磁性材料を選択できる。Co系アモ
ルファス材料としては、例えばCo−X(但し元素X
は、Zr、Nb、Hf、Ta、Ti、Mo、W、P、S
i、Bから選ばれる1種または2種以上)である。Fe
−M−O材料は、アモルファス相とbcc−Feの微結
晶相とが入り交じった相組織となっている。
ときは、磁場中で行う。磁場中成膜することで前記サイ
ドシールド層35にトラック幅方向(図示X方向)に一
軸異方性を付与することができる。あるいは磁場中アニ
ールを施して、サイドシールド層35に一軸異方性を付
与してもよいが、このときの熱処理温度は、前記反強磁
性層21のブロッキング温度以下である必要がある。
34を成膜したときの絶縁材料層34aやサイドシール
ド層35を成膜したときのシールド材料層35bが付着
している。
ールド層35上にAl2O3やSiO 2などの絶縁材料か
らなる絶縁層36をスパッタ成膜する。前記絶縁層36
の形成は図12に示すスパッタ角度(下部シールド層2
0表面に垂直な方向(図示Z方向)に対しての角度)が
θ2となる矢印C方向から行う。前記スパッタ角度θ2
は例えば10°〜50°である。前記絶縁層36で完全
に前記サイドシールド層35上を覆う。
膜したときの絶縁材料層36aが前記レジスト層60上
のバイアス材料層35b上に付着する。その後、前記レ
ジスト層60を除去する。
7上にかけて上部シールド層37をメッキ形成する。な
お前記上部シールド層37の形成は、まず下地となる同
一材質の層を予めスパッタでつけておいてから、下地層
に通電して前記上部シールド層37のメッキ膜を成長さ
せて行う。
であるが、図2に示す磁気検出素子の製造方法は、図1
1に示す製造工程で、絶縁層34を成膜せず、前記下部
シールド層20の上面20aから前記多層膜33の両側
端面33aにかけて直接、サイドシールド層35を成膜
すればよい。
は、図11に示す製造工程で、絶縁層34を成膜すると
きのスパッタ角度θ1を、より図示Z方向に近い角度に
して前記絶縁層34が前記多層膜33の両側端面33a
に付着しないようにすればよい。
は、図11に示す製造工程で、サイドシールド層45を
成膜するときに第1シールド層43及び第2シールド層
44を連続してスパッタ成膜すればよい。
は、図11に示す製造工程で、絶縁層34をスパッタ成
膜した後、前記絶縁層34上に反強磁性層40を成膜
し、さらに前記反強磁性層40の上に軟磁性層41をス
パッタ成膜すればよい。
なるサイドシールド層42を成膜した後、磁場中アニー
ルを施して前記反強磁性層40と軟磁性層41間に交換
結合磁界を生じさせる。なお磁場中アニールを施さなく
ても交換結合磁界が生じる場合、例えば反強磁性層40
にFeMnやIrMn合金などを使用した場合のよう
に、磁場中成膜によって交換結合磁界が生じる場合に
は、アニールの必要性はない。
きさを多層膜33を構成する反強磁性層21と固定磁性
層22間で発生する交換結合磁界よりも小さいものと
し、また熱処理温度を前記反強磁性層21のブロッキン
グ温度以下とする。あるいは前記バイアス層26が反強
磁性層と軟磁性層との交換結合膜である場合、前記磁場
の大きさを前記バイアス層26の反強磁性層の交換結合
磁界よりも小さい値とする。また熱処理温度を前記バイ
アス層26の反強磁性層のブロッキング温度以下とす
る。ただし、バイアス層26に働く交換結合磁界の方向
がアニール時の磁場方向と同一である場合は特に制限が
ない。
11に示す工程で前記下部シールド層20の上面20a
から多層膜33の両側端面33a上にかけて絶縁層34
を成膜した後、前記絶縁層34上にサイドシールド層3
5をスパッタ成膜し、さらに前記サイドシールド層35
上に、バイアス下地層50及びハードバイアス層51の
形成を行えばよい。
ず下部シールド層52をメッキ形成した後、前記下部シ
ールド層52上に下部ギャップ層53をスパッタ成膜
し、さらに前記下部ギャップ層53上に下部電極層54
を形成した後、図10以降の工程を施し、さらに図12
工程の次に、上部電極層55、上部ギャップ層56及び
上部シールド層57の形成を行う。
は、まず図10に示す工程を施した後、図11に示す工
程で、絶縁層34を形成する。その後、図11に示すレ
ジスト層60を除去し、図13に示す工程で、前記多層
膜33の両側から前記多層膜33の上面にかけてサイド
シールド層35と上部シールド層37とが一体とされた
シールド層70を矢印D方向から例えばスパッタ成膜す
る。
前記サイドシールド層35と上部シールド層37とを一
体で形成するので、前記サイドシールド層35と上部シ
ールド層37とを別々に形成する場合に比べて、製造工
程を非常に容易化することが可能である。
ラック幅方向の両側にサイドシールド層35を容易に且
つ確実に対向させることができ、実効再生トラック幅の
広がりを抑え、サイドリーディングの発生を抑制するこ
とが可能な磁気検出素子を製造することができる。
多層膜33の両側端面33aとサイドシールド層35間
に介在する絶縁層34のトラック幅方向への膜厚を変化
させたとき、前記絶縁層34の膜厚と実効再生トラック
幅との関係について調べた(実施例)。
子のようにサイドシールド層が形成されていない形態の
ものを用いて実効再生トラック幅について測定した。
験に際して共通する寸法や膜構造について説明する。
幅O−Twを0.15μmとした。また反強磁性層21
にはPtMnを用い、固定磁性層22は、CoFe/R
u/CoFeの積層フェリ構造とした。また非磁性材料
層23にはCuを用いた。フリー磁性層24への縦バイ
アス磁界の供給は、前記フリー磁性層24上に非磁性層
25を介して永久磁石膜のバイアス層26が設けられた
インスタックバイアス手段を用いて行った(図1を参
照)。
の磁気検出素子の多層膜33の両側端面33aに成膜さ
れている絶縁層34のトラック幅方向への膜厚を徐々に
変化させ、そのときの実効再生トラック幅の幅寸法を、
図15で説明したオフトラックプロファイル法を用いて
測定した。
幅との関係は図14に示されている。図14に示すよう
に前記絶縁層34の膜厚が大きくなるほど、前記実効再
生トラック幅が大きくなることがわかった。
3の両側端面33aにサイドシールド層が形成されてお
らず、このような形態であると実施例に比べて極端に実
効再生トラック幅が広がることがわかった。
wは、0.15μmである。そこで実効再生トラック幅
から前記光学的トラック幅O−Twを引いた値が、0.
015μmとなるときの絶縁層34の膜厚を調べてみた
ところ図14に示すグラフから0.06μm以下である
ことがわかった。前記絶縁層34の膜厚を0.06μm
以下(このときの実効再生トラック幅は0.165μm
以下となる)にすれば、実効再生トラック幅から光学的
トラック幅O−Twを引いた値を0.015μm以下に
できる。
トラック幅O−Twを引いた値が、0.01μmとなる
ときの絶縁層34の膜厚を調べてみたところ図14に示
すグラフから0.03μm以下(このときの実効再生ト
ラック幅は0.16μm以下となる)であることがわか
った。前記絶縁層34の膜厚を0.03μm以下にすれ
ば、実効再生トラック幅から光学的トラック幅O−Tw
を引いた値を0.01μm以下にできる。
膜33の両側端面33aに形成された絶縁層34のトラ
ック幅方向への膜厚を好ましくは0.06μm以下、よ
り好ましくは0.03μm以下に設定し、これにより従
来に比べて効果的に実効再生トラック幅の広がりを抑え
ることができ、サイドリーディングの発生を適切に抑制
することが可能になる。
層膜のトラック幅方向の両側であって、前記下部シール
ド層と上部シールド層間には、サイドシールド層が設け
られており、これにより狭トラック化においても実効再
生トラック幅の広がりを抑え、従来に比べてサイドリー
ディングの発生を抑制することが可能になる。
多層膜間に絶縁層を介在させ、この絶縁層のトラック幅
方向における膜厚を適切に調整することで、より効果的
に実効再生トラック幅を光学的トラック幅に近づけるこ
とができ、サイドリーディングの発生をより適切に抑制
することが可能になる。
比抵抗値を前記多層膜を構成するフリー磁性層や固定磁
性層に比べて高い比抵抗値を有する磁性材料で形成する
ことで、電極を兼ねた上部シールド層及び下部シールド
層から前記多層膜に流れる電流を前記サイドシールド層
に分流しないようにすることができ、再生出力の大きい
磁気検出素子を製造することが可能になる。
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
録媒体との対向面側から見た断面図、
工程図、
工程図、
サイドシールド層間の間隔と実効再生トラック幅との関
係を示すグラフ、
ロファイル法で行った場合の、実効再生トラック幅の測
定の仕方を説明するための図、
体との対向面側から見た部分断面図、
Claims (21)
- 【請求項1】 反強磁性層、固定磁性層、非磁性材料層
及びフリー磁性層を有する多層膜が設けられ、前記多層
膜の各層の膜面と垂直方向に電流が流れる磁気検出素子
において、 前記多層膜の下側には、前記多層膜のトラック幅方向の
両側端面よりもトラック幅方向に延びて形成された下部
シールド層が設けられ、前記多層膜の上側には、前記多
層膜のトラック幅方向の両側端面よりもトラック幅方向
に延びて形成された上部シールド層が設けられ、 前記多層膜のトラック幅方向の両側であって、前記下部
シールド層と上部シールド層間には、サイドシールド層
が設けられていることを特徴とする磁気検出素子。 - 【請求項2】 前記サイドシールド層と多層膜のトラッ
ク幅方向の両側端面間には絶縁層が設けられている請求
項1記載の磁気検出素子。 - 【請求項3】 前記絶縁層のトラック幅方向における膜
厚は、0.003μm以上で0.06μm以下である請
求項2記載の磁気検出素子。 - 【請求項4】 前記絶縁層のトラック幅方向における膜
厚は、0.003μm以上で0.03μm以下である請
求項2記載の磁気検出素子。 - 【請求項5】 前記サイドシールド層は磁性材料で形成
された単層あるいは多層構造で形成され、前記固定磁性
層及びフリー磁性層よりも高い比抵抗値を有する磁性材
料で形成される請求項1ないし4のいずれかに記載の磁
気検出素子。 - 【請求項6】 前記サイドシールド層は磁性材料で形成
された単層あるいは多層構造で形成され、上部シールド
層及び/または下部シールド層と異なる磁性材料で形成
されている請求項1ないし5のいずれかに記載の磁気検
出素子。 - 【請求項7】 前記サイドシールド層は、それを構成す
る少なくとも一つの層がCo系アモルファス材料で形成
される請求項5または6に記載の磁気検出素子。 - 【請求項8】 前記サイドシールド層は、それを構成す
る少なくとも一つの層が組成式がFe−M−O(ただし
元素Mは、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,M
o,Si,P,C,W,B,Al,Ga,Geと希土類
元素から選ばれる1種または2種以上の元素)からなる
磁性材料で形成される請求項5または6に記載の磁気検
出素子。 - 【請求項9】 前記サイドシールド層は、反強磁性層と
軟磁性層との積層構造で形成された交換結合膜である請
求項1ないし4のいずれかに記載の磁気検出素子。 - 【請求項10】 前記上部シールド層は、前記多層膜の
上面に接して形成される請求項1ないし9のいずれかに
記載の磁気検出素子。 - 【請求項11】 前記上部シールド層とサイドシールド
層間には絶縁層が介在する請求項10記載の磁気検出素
子。 - 【請求項12】 前記下部シールド層は、前記多層膜の
下面に接して形成される請求項1ないし11のいずれか
に記載の磁気検出素子。 - 【請求項13】 前記下部シールド層とサイドシールド
層間には絶縁層が介在する請求項12記載の磁気検出素
子。 - 【請求項14】 前記サイドシールド層は、上部シール
ド層あるいは下部シールド層のいずれか一方と一体に形
成されている請求項1ないし5のいずれかに記載の磁気
検出素子。 - 【請求項15】 一体に形成された前記サイドシールド
層及び上部シールド層あるいはサイドシールド層と下部
シールド層には、Co系アモルファス材料で形成された
磁性領域が存在する請求項14記載の磁気検出素子。 - 【請求項16】 一体に形成された前記サイドシールド
層及び上部シールド層あるいはサイドシールド層と下部
シールド層には、組成式がFe−M−O(ただし元素M
は、Ti,Zr,Hf,Nb,Ta,Cr,Mo,S
i,P,C,W,B,Al,Ga,Geと希土類元素か
ら選ばれる1種または2種以上の元素)からなる磁性材
料で形成された磁性領域が存在する請求項5または6に
記載の磁気検出素子。 - 【請求項17】 前記上部シールド層は、前記多層膜の
上面に接して形成される請求項14ないし16のいずれ
かに記載の磁気検出素子。 - 【請求項18】 前記下部シールド層は、前記多層膜の
下面に接して形成される請求項14ないし17のいずれ
かに記載の磁気検出素子。 - 【請求項19】 前記フリー磁性層の非磁性材料層と接
する面の逆面側に、非磁性層を介してバイアス層が設け
られる請求項1ないし18のいずれかに記載の磁気検出
素子。 - 【請求項20】 前記非磁性材料層は、非磁性導電材料
で形成される請求項1ないし19のいずれかに記載の磁
気検出素子。 - 【請求項21】 前記非磁性材料層は、絶縁材料で形成
される請求項1ないし19のいずれかに記載の磁気検出
素子。
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057861B2 (en) | 2002-08-20 | 2006-06-06 | Tdk Corporation | Electromagnetic transducer laminate with different widths for the semi-hard magnetic layer and the first ferromagnetic layer |
US7253994B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-08-07 | Tdk Corporation | Magnetic head, head suspension assembly and magnetic disk apparatus |
CN1331975C (zh) * | 2005-12-08 | 2007-08-15 | 南开大学 | 纳米晶铁锗颗粒薄膜磁敏材料 |
US7505232B2 (en) | 2004-06-24 | 2009-03-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head with side shield and manufacturing method thereof |
US7599154B2 (en) | 2004-04-02 | 2009-10-06 | Tdk Corporation | Stabilized spin valve head and method of manufacture |
CN101789488A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-07-28 | 南开大学 | 用于霍尔元件的新型薄膜材料 |
JP2014010884A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Seagate Technology Llc | 装置、磁気素子、および変換ヘッド |
JP2014116063A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Seagate Technology Llc | データ記憶装置、装置およびデータ要素 |
Families Citing this family (84)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050099737A1 (en) * | 2002-10-09 | 2005-05-12 | Fujitsu Limited | Current-perpendicular-to-the-plane structure magnetoresistive element and head slider including the same |
JP4051271B2 (ja) * | 2002-11-26 | 2008-02-20 | 株式会社日立グローバルストレージテクノロジーズ | 磁気記録ヘッド及び磁気記録再生装置 |
US7324309B1 (en) * | 2003-03-06 | 2008-01-29 | Maxtor Corporation | Cross-track shielding in a GMR head |
JP2004319060A (ja) * | 2003-03-28 | 2004-11-11 | Tdk Corp | 薄膜磁気ヘッドおよびその製造方法 |
JP4343006B2 (ja) * | 2003-06-27 | 2009-10-14 | 株式会社東芝 | 磁気素子、磁気情報再生用ヘッド及び磁気情報再生装置 |
JP2005050842A (ja) * | 2003-07-29 | 2005-02-24 | Alps Electric Co Ltd | 交換結合膜及びこの交換結合膜の製造方法並びに前記交換結合膜を用いた磁気検出素子 |
JP2005203063A (ja) * | 2004-01-19 | 2005-07-28 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド及び磁気記録再生装置 |
JP2005209301A (ja) * | 2004-01-23 | 2005-08-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ヘッド及びその製造方法 |
US7301735B2 (en) * | 2004-03-15 | 2007-11-27 | Hitachi Global Technologies Netherlands B.V. | Higher flip threshold structure for in-stack bias layer |
US7606008B2 (en) | 2004-04-02 | 2009-10-20 | Tdk Corporation | Stabilizer for magnetoresistive head and method of manufacture |
JP2007531177A (ja) * | 2004-04-02 | 2007-11-01 | Tdk株式会社 | 磁気抵抗ヘッドを安定化させる合成フリー層 |
US20070030603A1 (en) * | 2004-04-02 | 2007-02-08 | Isamu Sato | Stabilizer for magnetoresistive head in current perpendicular to plane mode and method of manufacture |
US7369373B2 (en) * | 2004-04-26 | 2008-05-06 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | CPP GMR with hard magnet in stack bias layer |
JP2005353666A (ja) * | 2004-06-08 | 2005-12-22 | Fujitsu Ltd | 磁気抵抗効果素子 |
US7428129B2 (en) * | 2004-06-30 | 2008-09-23 | Hitachi Global Storage Technologies Amsterdam | Methods and apparatus for improved hard magnet properties in magnetoresistive read heads using a multi-layered seed layer structure |
EP1765262B1 (en) * | 2004-07-14 | 2009-03-04 | 3M Espe AG | Dental composition containing unsaturated halogenated aryl alkyl ether components |
JP2006041120A (ja) * | 2004-07-26 | 2006-02-09 | Tdk Corp | 磁気抵抗効果装置およびその製造方法、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 |
US7324312B2 (en) * | 2004-08-30 | 2008-01-29 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Sensor with in-stack bias structure providing exchange stabilization |
US20060042938A1 (en) * | 2004-09-01 | 2006-03-02 | Heraeus, Inc. | Sputter target material for improved magnetic layer |
JP2006086275A (ja) * | 2004-09-15 | 2006-03-30 | Tdk Corp | 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 |
US7570461B2 (en) * | 2005-02-28 | 2009-08-04 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with in-stack biasing |
JP2006351083A (ja) * | 2005-06-14 | 2006-12-28 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
US20060286414A1 (en) * | 2005-06-15 | 2006-12-21 | Heraeus, Inc. | Enhanced oxide-containing sputter target alloy compositions |
US20060291107A1 (en) * | 2005-06-22 | 2006-12-28 | Tdk Corporation | Magnetoresistive element with tilted in-stack bias |
US7652853B2 (en) * | 2005-07-28 | 2010-01-26 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Thin shield structure for reduced protrusion in a magnetoresistive head |
US7446984B2 (en) * | 2005-12-14 | 2008-11-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic random access memory (MRAM) having increased reference layer anisotropy through ion beam etch of magnetic layers |
US20070253103A1 (en) * | 2006-04-27 | 2007-11-01 | Heraeus, Inc. | Soft magnetic underlayer in magnetic media and soft magnetic alloy based sputter target |
JP2008021360A (ja) * | 2006-07-12 | 2008-01-31 | Tdk Corp | 薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッドアセンブリ、磁気ディスクドライブ装置及び薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
JP2008071442A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Fujitsu Ltd | 薄膜磁気ヘッド、磁気記録装置、および薄膜磁気ヘッドの製造方法 |
JP2008084446A (ja) * | 2006-09-28 | 2008-04-10 | Fujitsu Ltd | 磁気ヘッドおよびその製造方法 |
US7916430B2 (en) * | 2007-08-09 | 2011-03-29 | Tdk Corporation | Thin-film magnetic head and manufacturing method thereof |
US7826179B2 (en) * | 2007-09-17 | 2010-11-02 | Tdk Corporation | Magneto-resistive effect device of the CPP structure and magnetic disk system |
US7383993B1 (en) * | 2007-11-02 | 2008-06-10 | International Business Machines Corporation | Combined magnetic shield member and pressure pad for a magnetic reader |
US8015692B1 (en) | 2007-11-07 | 2011-09-13 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a perpendicular magnetic recording (PMR) head |
US8793866B1 (en) | 2007-12-19 | 2014-08-05 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a perpendicular magnetic recording head |
US8139320B2 (en) * | 2007-12-28 | 2012-03-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Write head having independent side shield and trailing shield throat height |
US8711524B2 (en) * | 2008-02-05 | 2014-04-29 | Headway Technologies, Inc. | Patterned MR device with controlled shape anisotropy |
US8166632B1 (en) | 2008-03-28 | 2012-05-01 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a perpendicular magnetic recording (PMR) transducer |
US8276258B1 (en) | 2008-08-26 | 2012-10-02 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for fabricating a magnetic recording transducer |
US8166631B1 (en) | 2008-08-27 | 2012-05-01 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for fabricating a magnetic recording transducer having side shields |
US8720044B1 (en) | 2008-09-26 | 2014-05-13 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for manufacturing a magnetic recording transducer having side shields |
US8077435B1 (en) | 2008-11-20 | 2011-12-13 | Western Digital (Fremont), Llc | Current perpendicular-to-plane read sensor with back shield |
US8231796B1 (en) | 2008-12-09 | 2012-07-31 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a magnetic recording transducer having side shields |
US20110050211A1 (en) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | Seagate Technology Llc | Trapezoidal reader for ultra high density magnetic recording |
US8582251B2 (en) * | 2009-08-26 | 2013-11-12 | Seagate Technology Llc | Magnetic sensor with non-rectangular geometry |
US8451567B2 (en) * | 2010-12-13 | 2013-05-28 | Headway Technologies, Inc. | High resolution magnetic read head using top exchange biasing and/or lateral hand biasing of the free layer |
US8441756B1 (en) | 2010-12-16 | 2013-05-14 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing an antiferromagnetically coupled writer |
US20120156390A1 (en) * | 2010-12-21 | 2012-06-21 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Multi-angle hard bias deposition for optimal hard-bias deposition in a magnetic sensor |
US9123359B1 (en) | 2010-12-22 | 2015-09-01 | Western Digital (Fremont), Llc | Magnetic recording transducer with sputtered antiferromagnetic coupling trilayer between plated ferromagnetic shields and method of fabrication |
US8760819B1 (en) | 2010-12-23 | 2014-06-24 | Western Digital (Fremont), Llc | Magnetic recording sensor with sputtered antiferromagnetic coupling trilayer between plated ferromagnetic shields |
US20120250189A1 (en) * | 2011-03-29 | 2012-10-04 | Tdk Corporation | Magnetic head including side shield layers on both sides of a mr element |
US8922950B2 (en) * | 2011-05-06 | 2014-12-30 | Seagate Technology Llc | Multi-layer magnetoresistive shield with transition metal layer |
US8630068B1 (en) | 2011-11-15 | 2014-01-14 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a side shielded read transducer |
US8451563B1 (en) | 2011-12-20 | 2013-05-28 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a side shield for a magnetic recording transducer using an air bridge |
JP5475819B2 (ja) * | 2012-03-20 | 2014-04-16 | 株式会社東芝 | 不揮発性記憶装置 |
US8964336B2 (en) * | 2012-09-06 | 2015-02-24 | HGST Netherlands B.V. | Easy axis hard bias structure |
US8797692B1 (en) | 2012-09-07 | 2014-08-05 | Western Digital (Fremont), Llc | Magnetic recording sensor with AFM exchange coupled shield stabilization |
US8980109B1 (en) | 2012-12-11 | 2015-03-17 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a magnetic recording transducer using a combined main pole and side shield CMP for a wraparound shield scheme |
US8902544B2 (en) * | 2012-12-13 | 2014-12-02 | HGST Netherlands B.V. | Spin torque oscillator (STO) reader with soft magnetic side shields |
US8914969B1 (en) | 2012-12-17 | 2014-12-23 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing a monolithic shield for a magnetic recording transducer |
US8885300B2 (en) * | 2013-02-07 | 2014-11-11 | Seagate Technology Llc | Magnetic element with a bi-layer side shield |
CN103177869A (zh) * | 2013-02-28 | 2013-06-26 | 溧阳市生产力促进中心 | 一种磁性材料的制造方法 |
US8780505B1 (en) | 2013-03-12 | 2014-07-15 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a read transducer having an improved composite magnetic shield |
US9013836B1 (en) | 2013-04-02 | 2015-04-21 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing an antiferromagnetically coupled return pole |
US9431047B1 (en) | 2013-05-01 | 2016-08-30 | Western Digital (Fremont), Llc | Method for providing an improved AFM reader shield |
US20150092303A1 (en) | 2013-10-01 | 2015-04-02 | HGST Netherlands B.V. | Graded side shield gap reader |
US9472214B1 (en) | 2013-10-14 | 2016-10-18 | Seagate Technology Llc | Reader side shield |
JP6090878B2 (ja) * | 2013-10-31 | 2017-03-08 | 国立研究開発法人科学技術振興機構 | スピン制御機構及びスピンデバイス |
US9190081B2 (en) | 2014-02-28 | 2015-11-17 | HGST Netherlands B.V. | AF-coupled dual side shield reader with AF-coupled USL |
US9349397B2 (en) | 2014-03-26 | 2016-05-24 | HGST Netherlands B.V. | Higher stability read head utilizing a partial milling process |
US9263068B1 (en) | 2014-11-05 | 2016-02-16 | International Business Machines Corporation | Magnetic read head having a CPP MR sensor electrically isolated from a top shield |
US9773512B2 (en) * | 2014-12-19 | 2017-09-26 | Seagate Technology Llc | Storage device head using high magnetic moment material including a rare earth material and a transition metal |
US10074387B1 (en) | 2014-12-21 | 2018-09-11 | Western Digital (Fremont), Llc | Method and system for providing a read transducer having symmetric antiferromagnetically coupled shields |
US9280991B1 (en) | 2015-01-07 | 2016-03-08 | International Business Machines Corporation | TMR head design with insulative layers for shorting mitigation |
US10490732B2 (en) * | 2016-03-11 | 2019-11-26 | Toshiba Memory Corporation | Magnetic memory device with sidewall layer containing boron and manufacturing method thereof |
US9607635B1 (en) | 2016-04-22 | 2017-03-28 | International Business Machines Corporation | Current perpendicular-to-plane sensors having hard spacers |
TWI688131B (zh) | 2016-09-14 | 2020-03-11 | 日商東芝記憶體股份有限公司 | 半導體裝置 |
US9947348B1 (en) | 2017-02-28 | 2018-04-17 | International Business Machines Corporation | Tunnel magnetoresistive sensor having leads supporting three-dimensional current flow |
US9997180B1 (en) | 2017-03-22 | 2018-06-12 | International Business Machines Corporation | Hybrid dielectric gap liner and magnetic shield liner |
US10614838B2 (en) | 2018-08-23 | 2020-04-07 | Seagate Technology Llc | Reader with side shields decoupled from a top shield |
US10803889B2 (en) | 2019-02-21 | 2020-10-13 | International Business Machines Corporation | Apparatus with data reader sensors more recessed than servo reader sensor |
US11074930B1 (en) | 2020-05-11 | 2021-07-27 | International Business Machines Corporation | Read transducer structure having an embedded wear layer between thin and thick shield portions |
US11114117B1 (en) | 2020-05-20 | 2021-09-07 | International Business Machines Corporation | Process for manufacturing magnetic head having a servo read transducer structure with dielectric gap liner and a data read transducer structure with an embedded wear layer between thin and thick shield portions |
CN114562133B (zh) * | 2022-02-24 | 2023-02-07 | 北京航空航天大学 | 一种具有无磁轨道的可重构式磁屏蔽房 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5633771A (en) | 1993-09-29 | 1997-05-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetoresistance effect type head and separate recording-reproducing type magnetic head |
US5712751A (en) | 1994-03-17 | 1998-01-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Magnetic sensor and magnetic recording-reproducing head and magnetic recording-reproducing apparatus using same |
US6680829B2 (en) * | 2000-09-13 | 2004-01-20 | Seagate Technology Llc | MR structures for high areal density reader by using side shields |
US6680832B2 (en) * | 2001-05-11 | 2004-01-20 | International Business Machines Corporation | CPP magnetoresistive sensors with in-stack longitudinal biasing and overlapping magnetic shield |
US7130165B2 (en) * | 2002-06-05 | 2006-10-31 | Seagate Technology Llc | Side shielded current in plane spin-valve |
US6943993B2 (en) * | 2003-02-11 | 2005-09-13 | Western Digital (Fremont), Inc. | Magnetic recording head with a side shield structure for controlling side reading of thin film read sensor |
-
2002
- 2002-03-12 JP JP2002066594A patent/JP4270797B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2003
- 2003-03-10 US US10/384,815 patent/US6980403B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7057861B2 (en) | 2002-08-20 | 2006-06-06 | Tdk Corporation | Electromagnetic transducer laminate with different widths for the semi-hard magnetic layer and the first ferromagnetic layer |
US7253994B2 (en) | 2003-01-06 | 2007-08-07 | Tdk Corporation | Magnetic head, head suspension assembly and magnetic disk apparatus |
US7599154B2 (en) | 2004-04-02 | 2009-10-06 | Tdk Corporation | Stabilized spin valve head and method of manufacture |
US7505232B2 (en) | 2004-06-24 | 2009-03-17 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head with side shield and manufacturing method thereof |
CN1331975C (zh) * | 2005-12-08 | 2007-08-15 | 南开大学 | 纳米晶铁锗颗粒薄膜磁敏材料 |
CN101789488A (zh) * | 2010-03-12 | 2010-07-28 | 南开大学 | 用于霍尔元件的新型薄膜材料 |
JP2014010884A (ja) * | 2012-06-29 | 2014-01-20 | Seagate Technology Llc | 装置、磁気素子、および変換ヘッド |
JP2014116063A (ja) * | 2012-12-11 | 2014-06-26 | Seagate Technology Llc | データ記憶装置、装置およびデータ要素 |
Also Published As
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