JP2008210479A

JP2008210479A - 再生磁気ヘッド及びハードディスク磁気記録装置

Info

Publication number: JP2008210479A
Application number: JP2007048034A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Nagasaka; 恵一長坂; Yutaka Shimizu; 豊清水
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2007-02-27
Filing date: 2007-02-27
Publication date: 2008-09-11

Abstract

【課題】再生磁気ヘッド、複合型薄膜磁気ヘッド、及び、ハードディスク磁気記録装置に関し、磁気抵抗効果膜の磁界バイアス設計を制御性良く行う。
【解決手段】外部磁場に対しその磁化方向が容易に変化するフリー層２、非磁性中間層３、及び、外部磁場に対しその磁化方向が変化しにくいピンド層４からなる磁気抵抗効果膜１の膜厚方向の上下に磁気シールド層５，６を設け、磁気抵抗効果膜１の膜厚方向にセンス電流８を流す磁気抵抗効果素子を備えるとともに、磁気抵抗効果膜１の近傍に磁気抵抗効果素子部とは独立の通電による磁場印加機構７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は再生磁気ヘッド及びハードディスク磁気記録装置に関するものであり、特に、いわゆるスピンバルブ膜を用い、センス電流を膜厚方向に流すＣＰＰ（ＣｕｒｒｅｎｔＰｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒｔｏＰｌａｎｅ）構造を有する磁気抵抗効果素子におけるバイアス磁界の制御を容易にするための構成に特徴のある再生磁気ヘッド及びハードディスク磁気記録装置に関するものである。

近年、各種の情報処理機器における記憶手段として、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）装置が用いられているが、このようなＨＤＤ装置における磁気ヘッドを構成する再生磁気ヘッドとしてスピンバルブ（ＳＶ）膜を用いた磁気抵抗効果素子が用いられている。

このスピンバルブ膜を用いた磁気抵抗効果素子は、二層の磁性層を有し、そのうち一方の磁性層は反強磁性層との間の一方向異方性磁界Ｈ_ua等により磁化方向を固定したピンド層であり、他方の磁性層は外部磁界に対して容易に磁化方向が変化するフリー層である。
そして、これら磁性層間の磁化方向の相対角度によって素子抵抗が変化するという性質を利用し、素子抵抗の変化に基づいて当該外部磁界の方向、及び大きさを検出する。

スピンバルブ膜を用いた磁気抵抗効果素子としては、スピンバルブ膜の膜面内方向にセンス電流を流して膜面内方向の抵抗変化を検出する、ＣＩＰ（ＣｕｒｒｅｎｔＩｎＰｌａｎｅ）構造の磁気抵抗効果素子が広く採用されている。

しかし、近年のより高密度化・高感度化の要請に応える磁気抵抗効果素子として、スピンバルブ膜の膜厚方向にセンス電流を流して膜厚方向の抵抗変化を検出する、ＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子が注目されている（例えば、特許文献１乃至特許文献４、或いは、非特許文献１参照）。
このＣＰＰ構造の磁気抵抗効果素子は、寸法が小さくなるにつれて素子出力が増大する特徴を有しており、高密度磁気記録装置における高感度な再生ヘッドとして有望である。

ＣＰＰ構造のＣＰＰ−ＳＶ膜やＴＭＲ（ｔｕｎｎｅｌｍａｇｎｅｔｏｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）膜等の磁気抵抗効果膜を用いた再生磁気ヘッドにおいては、磁気抵抗効果膜の両端にハードバイアス膜を配置し、磁気抵抗効果膜のフリー層磁化を磁気ヘッドのコア幅方向に向け、磁気ヘッドとしての線形応答性を高めている。

図１１参照
図１１は、従来のＣＰＰ型再生磁気ヘッドの概念的正面図であり、下部磁気シールド層７１と上部磁気シールド層７７の間に反強磁性層７３／ピンド層７４／非磁性中間層７５／フリー層７６からなる磁気抵抗効果素子７２を設けるとともに、その両側に硬磁性体からなるハードバイアス膜７８を設け、このハードバイアス膜７８の磁化によりフリー層７６の磁化方向を再生磁気ヘッドのコア幅方向に向けている。

また、二層の強磁性層、即ち、フリー層とピンド層との間の非磁性中間膜の膜厚を制御して、フリー層の磁化方向が磁気ヘッドの素子高さ方向に向くのを抑制し、上述した線形応答が得られる設計を行っているので、この事情を図１２を参照して説明する。

図１２参照
図１２は、従来のＣＰＰ型再生磁気ヘッドの概念的側面図であり、フリー層７６の磁化方向は、非磁性中間層７５を介したピンド層７４による交換結合磁界Ｈ_inの影響で磁気ヘッドの素子高さ方向（図における右方向の奥行き方向）に作用するが、ピンド層７４の両端に磁化が発生してこの磁化による磁界Ｈ_dが逆方向に作用する。

このため、非磁性中間層７５の膜厚を制御して、非磁性中間層７５を介したピンド層７４による交換結合磁界Ｈ_inの影響を制御することにより、フリー層７６の磁化方向が磁気ヘッドの素子高さ方向に向くのを抑制している。
なお、図における符号７９は平坦化絶縁膜である。

このように従来では磁気抵抗効果膜内の層間結合力やハードバイアス膜からの静磁界により、フリー層へのバイアス磁界印加を行っている。
特開２００１−３２５７０４号公報特開平０７−２８７８１９号公報特開２０００−２１６０２０号公報特開２００３−３１７２１３号公報ＡｔｓｕｓｈｉＴａｎａｋａｅｔａｌ．，"Ｓｐｉｎ−ＶａｌｖｅＨｅａｄｓｉｎｔｈｅＣｕｒｒｅｎｔ−Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ＰｌａｎｅＭｏｄｅｆｏｒＵｌｔｒａｈｉｇｈ−ＤｅｎｓｉｔｙＲｅｃｏｒｄｉｎｇ"，ＩＥＥＥＴｒａｎｓ．Ｍａｇｎ．，Ｖｏｌ．３８，ｐｐ．８４−８８，Ｊａｎｕａｒｙ２００２

しかしながら、上述したハードバイアス膜によるコア幅方向のバイアス印加法においては、その強度がハードバイアス膜の形状の影響を強く受け、その制御が困難であるという問題がある。

また、コア幅方向の読取り感度を高めるため、磁気抵抗効果素子の両端にシールドを配置する構造、例えば、上部磁気シールド層を磁気抵抗効果素子の両端を覆うように設けることも提案されているが、通常のハードバイアス膜は図１１に示した通り磁気抵抗効果素子の両端に設けているので、ハードバイアス膜との両立が不可能であるという問題もある。

一方、素子高さ方向のバイアス印加に関しては、例えば、ＴＭＲ膜においてはその抵抗値の低減が要求されるため、非磁性中間層を構成する非磁性絶縁層を薄層化する必要があるが、その場合フリー層とピンド層との間の交換結合力が大幅に増大してしまい、適正なバイアス設計を行うことが困難になるという問題がある。

さらに、磁気抵抗効果膜に流れるセンス電流そのものも回転電流磁界を発生させるが、この場合、素子の上下（素子高さ方向）でコア幅方向の磁界は逆方向となってしまう。
即ち、図１１の場合、電流がフリー層側からピンド層側に流れた場合、素子の下端（ＡＢＳ面）においては、磁化方向は左向きとなり、素子の上端（奥行き側）では右向きとなる。

それにより、フリー層磁化が所望の一方向に揃うことが妨げられるため、磁気抵抗効果素子の両端に配置されたハードバイアス膜によるバイアス磁界を増強させる必要が生じていた。

しかし、ハードバイアス膜による磁界は素子両端部が最も強いため、センス電流による回転電流磁界に打ち勝つバイアス磁界を印加させた場合、素子両端部のフリー層磁化が強大なハード膜バイアス磁界により殆ど回転しない、即ち、素子感度が低下するという新たな問題が発生する。

したがって、本発明は、磁気抵抗効果膜の磁界バイアス設計を制御性良く行うことを目的とする。

図１は本発明の原理的構成図であり、ここで図１を参照して、本発明における課題を解決するための手段を説明する。
図１参照
上記の課題を解決するために、本発明は、再生磁気ヘッドにおいて、外部磁場に対しその磁化方向が容易に変化するフリー層２、非磁性中間層３、及び、外部磁場に対しその磁化方向が変化しにくいピンド層４からなる磁気抵抗効果膜１の膜厚方向の上下に磁気シールド層５，６を設け、磁気抵抗効果膜１の膜厚方向にセンス電流８を流す磁気抵抗効果素子を備えるとともに、磁気抵抗効果膜１の近傍に磁気抵抗効果素子部とは独立の通電による磁場印加機構７を有することを特徴とする。

このように、磁気抵抗効果膜１の近傍に磁気抵抗効果素子部とは独立の通電による磁場印加機構７を設けることによって、その通電電流によるバイアス磁界を利用し、磁気抵抗効果膜１のバイアス設計を容易にすることができ、それによって、従来のハードバイアス膜を省いてサイド磁気シールドを設けることや、ＴＭＲ膜等の非磁性絶縁層の薄膜化が可能となる。

この通電による磁場印加機構７は一箇所設ければ良く、その場合には、通電による磁場印加機構７を磁気抵抗効果素子の素子高さ方向の上端部に配置して、通電による磁場印加機構に流れるバイアス用電流９の方向と、磁気抵抗効果素子を流れるセンス電流８の方向が同一方向になるように電流を流せば良く、それによって、素子高さの上端部においてセンス電流８による回転電流磁界を相殺することができる。

この場合、通電による磁場印加機構７の端部と磁気抵抗効果素子の素子高さ方向の上端部との間の距離が１５ｎｍ以下であることが望ましく、それによって、素子高さの上端部においてセンス電流８による回転電流磁界を確実に相殺することができる。

或いは、通電による磁場印加機構７を二箇所に設けても良く、その場合には、二箇所の通電による磁場印加機構７を磁気抵抗効果素子のコア幅方向に平行に配置し、二箇所の通電による磁場印加機構に流れるバイアス用電流９の方向を互いに逆向きにすれば良く、それによって、フリー層２とピンド層４との間の交換結合力による影響を相殺することができる。

また、上述の再生磁気ヘッドと、誘導型の記録磁気ヘッドとを積層して一体化することにより、高感度の複合型薄膜磁気ヘッドを実現することができ、また、この様な複合型薄膜磁気ヘッドを搭載することによって、高密度記録が可能で高感度のハードディスク磁気記録装置を実現することができる。

本発明によれば、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子を用いた再生磁気ヘッドのバイアス磁界の制御を容易に行うことが可能となり、それにより、再生磁気ヘッドの設計マージンの増加、及び性能の向上を図ることができ、延いては、この再生磁気ヘッドを磁気記録装置に搭載することによって、磁気記録装置の性能の向上及び記録密度の向上が可能になる。

本発明は、外部磁場に対しその磁化方向が容易に変化するフリー層、非磁性中間層、及び、外部磁場に対しその磁化方向が変化しにくいピンド層からなる磁気抵抗効果膜の膜厚方向の上下に磁気シールド層を設け、磁気抵抗効果膜の膜厚方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を備えるとともに、磁気抵抗効果膜の近傍に磁気抵抗効果素子部とは独立の通電による磁場印加機構を少なくとも一箇所に配置するものである。

通電による磁場印加機構を一箇所だけ設ける場合には、通電による磁場印加機構を磁気抵抗効果素子の素子高さ方向の上端部に配置して、通電による磁場印加機構を流れる電流の方向と、磁気抵抗効果素子を流れるセンス電流の方向が同一方向になるように電流を流すように構成する。

また、通電による磁場印加機構を二箇所に設ける場合には、二箇所の通電による磁場印加機構を磁気抵抗効果素子のコア幅方向に平行に配置し、二箇所の通電による磁場印加機構に流れる電流の方向を互いに逆向きにする。

ここで、図２乃至図７を参照して本発明の実施例１の再生磁気ヘッドを説明するが、まず、図２乃至図５を参照して本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの製造工程を説明する。
図２参照
まず、スライダーの母体となる、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板上にＡｌ₂Ｏ₃膜（いずれも図示を省略）を介してＮｉＦｅからなる下部磁気シールド層１１を設け、その上に、スパッタリング法を用いてＴＭＲ膜１２を形成する。

このＴＭＲ膜１２は、例えば、５ｎｍのＴａ下地層１３、２ｎｍのＮｉＦｅフリー層１４、１．５ｎｍのＣｏＦｅＢフリー層１５、０．８ｎｍのＡｌ−Ｏからなるトンネル絶縁膜１６、２ｎｍのＣｏＦｅＢピンド層１７、８ｎｍのＩｒＭｎ反強磁性層１８、及び、６ｎｍのＴａキャップ層１９からなる。

次いで、レジストパターン２０をマスクとしてイオンミリングを施すことによって、所定の形状に加工することによってＴＭＲ膜１２の露出部をエッチングして素子高さ方向の上端部を決定する。

次いで、例えば、ステップカバレッジの良好なＣＶＤ法を用いて厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜２１を形成したのち、例えば、直進性に優れたロングスロースパッタリング法を用いて厚さが、例えば、２５ｎｍのＣｕ膜２２を堆積する。

図３参照
次いで、レジストパターン２０を除去したのち、新たなレジストパターン２３を形成してＣｕ膜２２の露出部をイオンミリング法により途中までエッチング除去する。
この時、Ｃｕ膜２２の残存する厚さは、例えば、１０ｎｍであり、また、ＴＭＲ膜１２に対向する部分の幅は、例えば、５ｎｍである。

次いで、再び、直進性に優れたロングスロースパッタリング法を用いて厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜２４及び厚さが、例えば、１０ｎｍのＣｕ膜２５を順次堆積する。

次いで、レジストパターン２３を除去したのち、新たなレジストパターン２６をＴＭＲ膜１２の素子高さの上端部に整合するように設けたのち、再び、直進性に優れたロングスロースパッタリング法を用いて厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜２７を堆積させる。

図４参照
次いで、レジストパターンを除去したのち、コア幅を規定する幅が例えば、０．１μｍのストライプ状のレジストパターン２８を設けたのち、イオンミリング法を用いることによって、露出部を下部磁気シールド層１１に達するまでエッチング除去する。
この時、ストライプ状にエッチングされたＣｕ膜２２及びＣｕ膜２５によってバイアス磁界を発生させる通電機構２９が形成されるとともに、ＴＭＲ膜１２の残部がＴＭＲ素子３０となる。

図５参照
次いで、再び、直進性に優れたロングスロースパッタリング法を用いて厚さが、例えば、５ｎｍのＡｌ₂Ｏ₃膜３１を堆積させたのち、レジストパターン２８を除去することによって、ストライプ状領域の両側がＡｌ₂Ｏ₃膜３１で埋め込まれて全体が平坦化される。

最後に、スパッタリング法を用いて上部磁気シールド層３２を設けることによって、本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの基本構成が完成する。

図６参照
図６は、本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの概念的構成図であり、上図は平面図であり、下図は断面図である。
図に示すように、通電機構はＴＭＲ素子３０が記録媒体に対向する面（ＡｉｒＢａｒｉｎｇＳｕｒｆａｃｅ：ＡＢＳ面）と反対側（素子高さ方向）に配置されている。

このＴＭＲ素子３０に流すセンス電流３３と同じ方向になるようにＣｕ膜２２及びＣｕ膜２５からなる通電機構２９にバイアス電流３４を流すことによって、ＴＭＲ素子３０の素子高さ方向の上端部側においては、センス電流３３により形成される回転電流磁界３５はバイアス電流３４による回転電流磁界３６により相殺されるので、従来のハードバイアス膜によるバイアス磁界と同様の効果が得られる。

図７参照
図７は、センス電流とバイアス電流による回転電流磁界の説明図であり、右図は図６の上図におけるＴＭＲ素子の位置におけるセンス電流による回転電流磁界の強度分布の説明図であり、左図はセンス電流による回転電流磁界の強度分布の説明図であり、中図は、両者を重ね合わせた磁界強度分布の説明図である。

右上図は、センス電流が３ｍＡの場合の回転電流磁界の絶対値の分布図であり、ほぼ同心円状の強度分布を示し、また、右下図は回転電流磁界のｘ方向成分、即ち、コア幅方向の磁界強度であり、ｙ方向、即ち、素子高さ方向に沿って、ｙ＝５０ｎｍの中央部を境にして磁界方向が反転して分布しており、素子の上下端部が最も大きく、この場合約９５Ｏｅである。

一方、左上図は、ＴＭＲ素子の位置におけるバイアス電流が１０ｍＡの場合の回転電流磁界の絶対値の分布図であり、ほぼ同心円状の強度分布を示し、また、左下図は回転電流磁界のｘ方向成分、即ち、コア幅方向の磁界強度であり、ｙ方向、即ち、素子高さが０ｎｍの上端部において約１１０Ｏｅであり、また、約１０ｎｍの位置において約９５Ｏｅである。

また、中図は通電機構による発生磁界と素子部のセンス電流による発生磁界の合成磁界のｘ成分の分布図であり、素子の上端部側で磁界強度が０近傍になっており、通電機構による発生磁界により、センス電流による回転電流磁界のうち素子上端部の逆向き磁界を打ち消すとともに、素子下端部においては同一方向の磁界を印加することが可能であることがわかる。

なお、ここでは素子端部と通電機構との距離を５ｎｍとして計算したが、左下図から明らかなように、素子高さが約１０ｎｍの位置における磁界強度は約９５Ｏｅであるので、素子端部と通電機構との距離を１５ｎｍ以下の厚さに設定すれば、ハードバイアス膜と同様の効果が得られることが分かる。

このように、本発明の実施例１においては、ＴＭＲ素子の素子高さ方向に一つの通電機構を設け、センス電流と同方向にバイアス電流を流しているので、設計によってはハードバイアス膜が無い場合でもセンス電流による回転電流磁界を打消す以上の磁界を発生し、独立通電気後部のみでもコア幅方向のバイアス磁界を印加することが可能になる。

このようにハードバイアス膜を不要にする効果も得られるため、ＴＭＲ素子両端部に磁気シールド機構を設けることが可能になり、それによって、磁気ヘッドを更に高性能化させる構造を実現することも可能となる。

次に、図８を参照して、本発明の実施例２の再生磁気ヘッドを説明するが、基本的な製造工程は上記の実施例１と同様であるので、最終的な構成のみを説明する。
図８参照
図８は、本発明の実施例２の再生磁気ヘッドの概念的構成図であり、上図は平面図であり、下図は平面図におけるＡ−Ａ′を結ぶ線に沿った断面図である。
図に示すように、通電機構３７，３８はＴＭＲ素子３０が記録媒体に対向する面（ＡＢＳ面）と反対側（素子高さ方向）にコア幅方向に２箇所配置されている。

この場合は、通電機構３７と通電機構３８に流す電流を互いに逆方向にすることによって、ＴＭＲ素子３０の素子高さ方向の合成磁界３９を印加するものであり、この合成磁界３９によって、上述のピンド層による交換結合磁界Ｈ_inと、ピンド層の両端に発生した磁化による磁界Ｈ_dとの合成磁界Ｈ_in＋Ｈ_dを相殺するものである。

したがって、ＴＭＲ素子３０を構成するトンネル絶縁膜１６を極力薄膜化した場合にも、ピンド層との交換結合磁界を打ち消すことが可能となるので、ハードバイアス膜との併用により、フリー層磁化のバイアス設計が容易になる。

次に、図９を参照して、本発明の実施例３の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを説明する。
図９参照
まず、上記の実施例１の製造工程の全く同様に、スライダーの母体となる、Ａｌ₂Ｏ₃−ＴｉＣ基板上にＡｌ₂Ｏ₃膜（いずれも図示を省略）を介して下部磁気シールド層１１、ＴＭＲ素子３０及び通電機構２９、及び、上部磁気シールド層３２を設ける。

次いで、上部磁気シールド層３２上にＡｌ₂Ｏ₃膜４１を全面に設けたのち、選択電解メッキ法を用いてＡｌ₂Ｏ₃膜４１上に厚さが１〜３μｍ、例えば、１．０μｍのＮｉＦｅからなる主磁極補助層４２を設ける。
なお、電解メッキ工程におけるメッキベース層については説明を省略する。

次いで、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させたのち、ＣＭＰ（化学機械研磨）法を用いて平坦化することによって、ヘッド媒体対向面側の凹部をＡｌ₂Ｏ₃埋込層４３で埋め込み、次いで、選択電解メッキ法を用いて全面に厚さが０．１５〜０．３０μｍ、例えば、０．２５μｍのＣｏＮｉＦｅ層４４を形成する。

次いで、スパッタリング法を用いて全面に厚さが３０〜１００ｎｍ、例えば、６０ｎｍで、非磁性体、例えば、Ｒｕからなるギャップ層４５を設ける。
この場合のギャップ層４５の膜厚は、最終的な磁気ヘッド構造において、ヘッド媒体対向面から垂直記録媒体の裏打ち層表面までの距離の１〜２倍程度となるように設定する。

次いで、選択電解メッキ法を用いてヘッド媒体対向面側に厚さが０．３〜０．５μｍ、例えば、０．５μｍのＣｏＮｉＦｅ層を堆積させたのち、レジストパターン（図示を省略）をマスクとして傾斜方向からＡｒイオンを用いたイオンミリングを施すことによってＣｏＮｉＦｅ層乃至Ａｌ₂Ｏ₃埋込層４３の先端部を選択的に除去して主磁極４６及び突出部４７を形成する。

次いで、再び、スパッタリング法を用いて全面にＡｌ₂Ｏ₃膜を堆積させたのち、ＣＭＰ法を用いて平坦化することによって、Ａｌ₂Ｏ₃埋込層４８を形成したのち、再び、選択電解メッキ法を用いてＡｌ₂Ｏ₃埋込層４８上にＣｕを選択的に成膜して平面スパイラル状のライトコイル４９を形成する。

次いで、ライトコイル４９を覆うようにフォトレジストを設け、このフォトレジストを被覆絶縁膜５０としたのち、再び、選択電解メッキ法を用いてＮｉＦｅ層を堆積させ、被覆絶縁膜５０上に堆積したＮｉＦｅ層をリターンヨーク５１とし、被覆絶縁膜５０のヘッド媒体対向面側の側面に堆積したＮｉＦｅ層をシールド層５２とする。
なお、ライトコイル４９は主磁極４６とリターンヨーク５１とを磁気的に接続するリターンヨーク５１と一体に形成された接続部５３を中心として巻回した構造となっている。最後に、ヘッド媒体対向面側を切断し、素子高さを調整するようにＡＢＳ面を研磨することによって、垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの基本構成が完成する。

次に、図１０を参照して、本発明の実施例４の磁気ディスク装置を説明するが、この磁気ディスク装置は上述の実施例３の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを搭載したものである。
図１０参照
図１０は、本発明の実施例４の磁気ディスク装置の平面図であり、磁気ディスク装置６０は、スピンドルモータ６３の回転軸に取り付けられるとともに、ディスククランプリング６２によって固定された磁気ディスク６１、磁気ディスク６１に書き込まれた磁気情報を読み取るとともに、磁気ディスク６１に磁気情報を書き込む実施例３に記載した垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドを備えたスライダー６４、スライダー６４の先端部に取り付けた微動アーム６５、微動アーム６５を駆動する一対の圧電アクチュエータ（図示を省略）、微動アーム６５を軸６６により揺動支持するとともに磁気ディスク装置６０のシャーシ６７に回動可能に支持されたベースアーム６８、ベースアーム６８を駆動する電磁アクチュエータ６９によって構成される。

以上、本発明の各実施例を説明したが、本発明は各実施例に示した構成、条件、数値に限られるものではなく、各種の変更が可能であり、例えば、上記の各実施例においては、再生磁気ヘッドをＴＭＲ素子で構成しているが、ＴＭＲ素子に限られるものではなく、ＴＭＲ素子におけるトンネル絶縁膜をＣｕ等の非磁性中間層に置き換えたＧＭＲ素子により構成しても良いものである。

また、上記の実施例２においては、２つの通電機構をＴＭＲ素子の素子高さ方向の上端部の近傍に設けているが、ＴＭＲ素子の両脇に設けても良いものである。

また、上記の実施例３及び実施例４においては、複合型薄膜磁気ヘッドを構成する書込磁気ヘッドを垂直記録型磁気ヘッドにより構成しているが、垂直記録型磁気ヘッドに限られるものではなく、面内記録型磁気ヘッドにより書込磁気ヘッドを構成しても良いものである。

ここで、再び図１を参照して、改めて、本発明の詳細な特徴を説明する。
再び、図１参照
（付記１）外部磁場に対しその磁化方向が容易に変化するフリー層２、非磁性中間層３、及び、外部磁場に対しその磁化方向が変化しにくいピンド層４からなる磁気抵抗効果膜１の膜厚方向の上下に磁気シールド層５，６を設け、上記磁気抵抗効果膜１の膜厚方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を備えるとともに、前記磁気抵抗効果膜１の近傍に前記磁気抵抗効果素子部とは独立の通電による磁場印加機構７を有することを特徴とする再生磁気ヘッド。
（付記２）上記通電による磁場印加機構７が一箇所であることを特徴とする付記１記載の再生磁気ヘッド。
（付記３）上記通電による磁場印加機構７が、上記磁気抵抗効果素子の素子高さ方向の上端部に配置されていることを特徴とする付記２記載の再生磁気ヘッド。
（付記４）上記通電による磁場印加機構を流れるバイアス用電流９の方向と、上記磁気抵抗効果素子を流れるセンス電流８の方向が同一方向であることを特徴とする付記３記載の再生磁気ヘッド。
（付記５）上記通電による磁場印加機構７の端部と上記磁気抵抗効果素子の素子高さ方向の上端部との間の距離が１５ｎｍ以下であることを特徴とする付記３または４に記載の再生磁気ヘッド。
（付記６）上記通電による磁場印加機構７が二箇所であることを特徴とする付記１記載の再生磁気ヘッド。
（付記７）上記二箇所の通電による磁場印加機構７が、上記磁気抵抗効果素子のコア幅方向に平行に配置されていることを特徴とする付記６記載の再生磁気ヘッド。
（付記８）上記二箇所の通電による磁場印加機構に流れるバイアス用電流９の方向が、互いに逆向きであることを特徴とする付記６または７に記載の再生磁気ヘッド。
（付記９）付記１乃至８のいずれか１に記載の再生磁気ヘッドと誘導型の記録磁気ヘッドとを一体化した複合型薄膜磁気ヘッドを搭載したことを特徴とするハードディスク磁気記録装置。

本発明の活用例としては、磁気ディスク装置を構成する複合型薄膜磁気ヘッドが典型的なものであるが、再生ヘッド単独の場合にも適用されるものであり、さらには、磁気ヘッドに限られるものではなく、磁気センサの場合にも適用されるものである。

本発明の原理的構成の説明図である。本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの図２以降の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの図３以降の途中までの製造工程の説明図である。本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの図４以降の製造工程の説明図である。本発明の実施例１の再生磁気ヘッドの概念的構成図である。センス電流とバイアス電流による回転電流磁界の説明図である。本発明の実施例２の再生磁気ヘッドの概念的構成図である。本発明の実施例３の垂直記録用複合型薄膜磁気ヘッドの構成説明図である。本発明の実施例４の磁気ディスク装置の平面図である。従来のＣＰＰ型再生磁気ヘッドの概念的正面図である。従来のＣＰＰ型再生磁気ヘッドの概念的側面図である。

符号の説明

１磁気抵抗効果膜
２フリー層
３非磁性中間層
４ピンド層
５磁気シールド層
６磁気シールド層
７通電による磁場印加機構
８センス電流
９バイアス用電流
１１下部磁気シールド層
１２ＴＭＲ膜
１３Ｔａ下地層
１４ＮｉＦｅフリー層
１５ＣｏＦｅＢフリー層
１６トンネル絶縁膜
１７ＣｏＦｅＢピンド層
１８ＩｒＭｎ反強磁性層
１９Ｔａキャップ層
２０レジストパターン
２１Ａｌ₂Ｏ₃膜
２２Ｃｕ膜
２３レジストパターン
２４Ａｌ₂Ｏ₃膜
２５Ｃｕ膜
２６レジストパターン
２７Ａｌ₂Ｏ₃膜
２８レジストパターン
２９通電機構
３０ＴＭＲ素子
３１Ａｌ₂Ｏ₃膜
３２上部磁気シールド層
３３センス電流
３４バイアス電流
３５，３６回転電流磁界
３７，３８通電機構
３９合成磁界
４１Ａｌ₂Ｏ₃層
４２主磁極補助層
４３Ａｌ₂Ｏ₃埋込層
４４ＣｏＮｉＦｅ層
４５ギャップ層
４６主磁極
４７突出部
４８Ａｌ₂Ｏ₃埋込層
４９ライトコイル
５０被覆絶縁膜
５１リターンヨーク
５２シールド層
５３接続部
６０磁気ディスク装置
６３スピンドルモータ
６２ディスククランプリング
６１磁気ディスク
６４スライダー
６５微動アーム
６６軸
６７シャーシ
６８ベースアーム
６９電磁アクチュエータ
７１下部磁気シールド層
７２磁気抵抗効果素子
７３反強磁性層
７４ピンド層
７５非磁性中間層
７６フリー層
７７上部磁気シールド層
７８ハードバイアス膜
７９平坦化絶縁膜

Claims

外部磁場に対しその磁化方向が容易に変化するフリー層、非磁性中間層、及び、外部磁場に対しその磁化方向が変化しにくいピンド層からなる磁気抵抗効果膜の膜厚方向の上下に磁気シールド層を設け、上記磁気抵抗効果膜の膜厚方向にセンス電流を流す磁気抵抗効果素子を備えるとともに、前記磁気抵抗効果膜の近傍に前記磁気抵抗効果素子部とは独立の通電による磁場印加機構を有することを特徴とする再生磁気ヘッド。
上記通電による磁場印加機構が一箇所であることを特徴とする請求項１記載の再生磁気ヘッド。
上記通電による磁場印加機構が二箇所であることを特徴とする請求項１記載の再生磁気ヘッド。
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の再生磁気ヘッドと誘導型の記録磁気ヘッドとを積層して一体化した複合型薄膜磁気ヘッドを搭載したことを特徴とするハードディスク磁気記録装置。