JP3838549B2 - 磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気抵抗効果素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲ素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク（ＨＤＤ）の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と称する）を有する読み取り素子と、誘導型電磁変換素子を有する書き込み素子とを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。ＭＲ素子は、第１のシールド膜及び第２のシールド膜の間に備えられた絶縁膜（シールド間絶縁膜）の内部に配置される。シールド間絶縁膜は、ＭＲ素子を、第１及び第２のシールド膜から電気的に絶縁し、センス電流の漏洩を防止するために備えられる。
【０００３】
一方で、記録密度の増大に伴い、狭シールドギャップや狭トラック化への要求が強くなってきている。これらの要求に応えるＭＲ素子として、電流を膜面垂直に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子（Current Perpendicular to a Plane Giant Magnetoresistance）が提案されている。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、トラック幅及び素子高さが０．１μｍもしくはそれ以下のサイズのものも実現できるものとして期待される。
【０００４】
ＣＰＰ−ＧＭＲ素子に関する先行技術文献としては、例えば、特開平９−２８８８０７号公報が知られている。この先行文献には、第１のシールド膜及び第２のシールド膜とＭＲ素子を電気的に直列に接続し、シールド間絶縁層を不用とするヘッド構造が開示されている。この構造によれば、磁気低抗効果膜（ＭＲ膜）は非磁性金属層を介してシールド膜に接触するので、シールド間の絶縁破壊を気にすることなく、狭ギャップ化を達成することが可能となる。
【０００５】
また、シールド膜とＭＲ素子が金属を介して接続した構造においては、放熱効率が向上し、動作電流を大きくし得るという利点を有する。また、素子の断面積が小さい方が抵抗値が大きくなり、抵抗変化量も増大する。すなわち、トラック幅を狭くすることが適しているという長所がある。
【０００６】
しかしながら、The 8th Joint MMM-Intermag ConferenceにおいてＢ．Ｄｉｅｎｙ等が報告するように、素子の接合面の直径が０．２μｍ以下となると素子の端部における電子散乱の効果が顕著となり、△Ｒ／Ｒや△Ｒが劣化するという現象が存在する（講演番号FF-07, Effect of scattering at lateral edges on the CPP giant magnetoresistance of submicronic pillars）。このような劣化を防止するための工夫の一例として、特開平１０−５５５１２号公報や特開２０００−３０２２２号公報では、電流を生じさせる接点リード部材（電極層）のサイズをＭＲ素子のサイズよりも小さくすることにより、端部の電子散乱の影響を回避する技術を開示している。
【０００７】
また、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子において、実効トラック幅を縮小するには、電流の拡がりを抑える必要がある。電流の拡がりを押さえる手段として、特開平１０−５５５１２号公報は、上下の接点リード部材の寸法を同じにした構造を開示している。
【０００８】
しかしながら、上下の接点リード部材の寸法を同じにした場合、ウエハープロセスにおける上下接点リード部材形成時のアラインメントズレにより実効トラック幅が拡がってしまうという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、センス電流をＭＲ膜の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子によるＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの課題は、接合面の直径が、例えば、０．２μｍ以下となっても、端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１１】
本発明の更にもう一つの課題は、電極層形成時のアラインメントズレにより実効トラック幅変動を抑制し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るＭＲ素子は、ＭＲ膜と、第１の電極層と、第２の電極層とを含む。前記磁気抵抗効果膜は、磁界を検知する一側端面を有する。前記第１の電極層は、前記磁気抵抗効果膜の膜厚方向の一面に隣接し、前記一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００１３】
前記第２の電極層は、前記磁気抵抗効果膜の前記一面と対向する他面に隣接し、前記一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００１４】
前記第１の電極層と、前記第２の電極層とは、前記磁気抵抗効果膜を介して互いに重なる部分を有し、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００１５】
上述したように、本発明に係るＭＲ素子は、ＭＲ膜と、第１の電極層と、第２の電極層とを含む。第１の電極層は、ＭＲ膜の一面に隣接し、第２の電極層はＭＲ膜の一面と対向する他面に隣接する。
【００１６】
従って、本発明によれば、センス電流をＭＲ膜の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子を提供することができる。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、トラック幅及び素子高さがＯ．ｌμｍ以下のサイズを実現できる。また、素子の断面積が小さくなるので、抵抗値が大きくなり、抵抗変化量が増大するとともに、放熱効率が向上し、動作電流を増大させ得る等のＣＰＰ−ＧＭＲ素子に特有の作用効果を奏する。
【００１７】
第１の電極層は磁界検知面となるＭＲ膜の一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。第２の電極層も、一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。幅方向は、トラック幅方向に一致する。この構造によれば、電流を生じさせる第１及び第２の電極層のサイズが、ＭＲ膜のサイズよりも小さくなる。このため、接合面の直径が、例えば、０．２μｍ以下となっても、ＭＲ膜の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００１８】
更に、第１の電極層と、第２の電極層とは、前記磁気抵抗効果膜を介して互いに重なる部分を有し、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。この構造によれば、ウエハープロセスにおける第１及び第２の電極層の形成時のアラインメントズレが、第１の電極層の幅方向の両端縁と、第２の電極層の幅方向の両端縁との間に生じる間隔内にある限り、アラインメントズレによる第１及び第２の電極層の間の重なり面積に変動はない。このため、アラインメントズレによる実効トラック幅の拡大を回避し得る。
【００１９】
ＭＲ膜は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を示す多層膜構造を有する。その典型例は、スピンバルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）である。ＳＶ膜の場合、磁区制御層を含み、磁区制御層によりスピンバルブ膜に含まれるフリー層の磁区を制御するのが普通である。これにより、フリー層に発生することのあるバルクハウゼンノイズを抑制する。
【００２０】
フリー層は、例えば、最外側層を構成する。この場合、磁区制御層は、反強磁性層で構成し、フリー層と交換結合させることができる。磁区制御層はハードマグネットによって構成してもよい。
【００２１】
本発明に係るＭＲ素子は、更に、第１及び第２の絶縁層を含むことができる。第１の絶縁層は、ＭＲ膜の一面側において、ＭＲ膜の１側端面を除き、その周辺にオーバラップし、第１の絶縁層のオーバラップしない領域に第１の電極層が隣接する。この構造によれば、ＭＲ膜のパターンをミリング等の適用によって画定する場合と異なって、第１の絶縁層によって画定されたパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第１の電極層を形成できるので、ＭＲ膜の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、高い抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００２２】
第２の絶縁層は、ＭＲ膜の他面側において、ＭＲ膜の１側端面を除き、その周辺にオーバラップし、第２の絶縁層のオーバラップしない領域に第２の電極層が隣接する。この構造によれば、第１の電極層の場合と同様に、第２の絶縁層によって画定されたパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第２の電極層を形成できるので、ＭＲ膜の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００２３】
本発明は、更に、上述したＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置を開示する。これらの薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置が、本発明に係るＭＲ素子の利点を有することは明らかである。
【００２４】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。図面は、単なる実施例を示すに過ぎない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るＭＲ素子の正面図、図２は図１に示したＭＲ素子の平面投影を表す図である。図示されたＭＲ素子は、ＭＲ膜３００と、第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とを含んでいる。
【００２６】
ＭＲ膜３００は、磁界検知面となる一側端面１００を有する。図示されたＭＲ膜３００はＳＶ膜によって構成されている。ＳＶ膜は、フリー層（強磁性層）３０１、非磁性層３０２、ピンド層（強磁性層）３０３及び反強磁性層３０４を順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性層３０４と接したピンド層３０３が一定方向に磁化された状態になる。
【００２７】
上述したＳＶ膜を有するＭＲ膜３００において、磁界検知面１００に外部磁界Ｆ１が印加された場合、フリー層３０１の磁化方向が外部磁界Ｆ１の強さに応じて回転する。ＳＶ膜の抵抗値は、ピンド層３０３の磁化方向に対するフリー層３０１の磁化方向の角度によって定まる。ＳＶ膜の抵抗値は、フリー層３０１の磁化方向がピンド層３０３の磁化方向に対して、逆方向のときに最大となり、同一の方向のときに最小になる。それに対応して、ＭＲ膜３００内を縦方向に流れるセンス電流Ｉｓの大きさが変化するので、このセンス電流Ｉｓから、外部磁界Ｆ１を検出することができる。
【００２８】
反強磁性層４１、４２は、一面がＭＲ膜３００のフリー層３０１の一面と、部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、交換結合により、ＭＲ膜３００のフリー層３０１に縦方向バイアス磁界を加える。これにより、フリー層３０１のバルクハウゼンノイズが抑制される。図示実施例において、反強磁性層４１、４２は、ＭＲ膜３００のフリー層３０１の一面の面内に備えられている。反強磁性層４１、４２は周知の材料、組成によって構成することができる。具体的には、ＦｅＭｎ、ＭｎＩｒ、ＮｉＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ等を挙げることができる。反強磁性層４１、４２の代わりに、ハードマグネットを用いてもよい。
【００２９】
第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の膜厚方向の一面に隣接し、一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。図示実施例では、第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の下面（図１において）に、下面の面積Ｓ０１よりも小さい面積Ｓ１で隣接し、隣接面の周縁が、一側端面１００を除き、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ２１、Ｗ２２を有する。第１の電極層３７１において、検知端面となる一側端面１００の側の端面は、ＭＲ膜３００の端面とほぼ同一の平面を構成する。ＭＲ膜３００の一側端面とは反対側の端面の周縁と、第１の電極層３７１の周縁と間にも、間隔△Ｗ２３がある。
【００３０】
第２の電極層３７２は、ＭＲ膜３００の一面と対向する他面に隣接し、一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。図示実施例では、第２の電極層３７２は、ＭＲ膜３００の下面と対向する上面（図１において）に、上面の面積Ｓ０２よりも小さい面積Ｓ２で隣接し、隣接面の周縁が、一側端面１００を除き、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ３１、△Ｗ３２を有する。第２の電極層３７２において、検知端面となる一側端面１００の側の端面は、ＭＲ膜３００の端面とほぼ同一の平面を構成する。
【００３１】
第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とは、互いに重なり、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。実施例の場合、ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、互いに異なる。Ｓ１＞Ｓ２である。
【００３２】
より詳しくは、ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１の平面投影による周縁が、第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２の周縁に対して、間隔△Ｗ１１、△Ｗ１２、△Ｗ１３を有する関係で、互いに重なる。
【００３３】
上述したように、本発明に係るＭＲ素子は、ＭＲ膜３００と、第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とを含む。第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の下面に隣接し、第２の電極層３７２はＭＲ膜３００の下面と対向する上面に隣接する。
【００３４】
従って、本発明によれば、センス電流ＩｓをＭＲ膜３００の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子が得られる。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、トラック幅及び素子高さがＯ．ｌμｍもしくはそれ以下のサイズを実現できる。また、素子の断面積が小さくなるので、抵抗値が大きくなり、抵抗変化量が増大するとともに、放熱効率が向上し、動作電流を増大させ得る等、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子に特有の作用効果を奏する。
【００３５】
第１の電極層３７１は磁界検知面となるＭＲ膜３００の一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。第２の電極層３７２も、一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００３６】
より具体的には、第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の下面に、ＭＲ膜３００の下面の面積Ｓ０１よりも小さい面積Ｓ１で隣接し、周縁が磁界検知端面となる一側端面１００を除き、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ２１、△Ｗ２２を有する。第２の電極層３７２は、ＭＲ膜３００の下面と対向する上面に、上面の面積Ｓ０２よりも小さい面積Ｓ２で隣接し、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ３１、△Ｗ３２を有する。即ち、電流を生じさせる第１及び第２の電極層３７２のサイズは、ＭＲ膜３００のサイズよりも小さい。このため、接合面の径が、例えば０．２μｍ以下となっても、端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００３７】
更に、第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とは、互いに重なり、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。より具体的には、ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、互いに異なり、一方の隣接面積Ｓ１の平面投影による周縁が他方の隣接面積Ｓ２の周縁に対して間隔△Ｗ１１、△Ｗ１２を有して、互いに重なる。
【００３８】
この構造によれば、ウエハープロセスにおける第１及び第２の電極層３７１、３７２の形成時のアラインメントズレが、第１及び第２の電極層３７１、３７２のうち、一方の隣接面積Ｓ１の平面投影による周縁と、他方の隣接面積の周縁との間の間隔△Ｗ１１、△Ｗ１２の内にある限り、第１及び第２の電極層３７２の間の重なり面積に変動はない。このため、アラインメントズレによる実効トラック幅の拡大を回避し得る。
【００３９】
図示されたＭＲ素子は、更に、第１の絶縁層３８１、３８２、及び、第２の絶縁層３９１、３９２を含む。第１の絶縁層３８１、３８２、及び、第２の絶縁層３９１、３９２はＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等によって構成される。
【００４０】
第１の絶縁層３８１、３８２は、ＭＲ膜３００の下面側において、ＭＲ膜３００の一側端面１００を除き、その周辺にオーバラップし、第１の絶縁層３８１、３８２のオーバラップしない領域に第１の電極層３７１が隣接する。この構造によれば、第１の電極層３７１のパターンをミリング等の適用によって画定する場合と異なって、第１の絶縁層３８１、３８２によって画定された中央部のパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第１の電極層３７１を形成できるので、ＭＲ膜３００の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）、及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００４１】
第２の絶縁層３９１、３９２は、ＭＲ膜３００の上面側において、ＭＲ膜３００の一側端面１００を除き、その周辺にオーバラップし、第２の絶縁層３９１、３９２のオーバラップしない領域に第２の電極層３７２が隣接する。この構造によれば、第１の電極層３７１の場合と同様に、第２の絶縁層３９１、３９２によって画定された中央部のパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第２の電極層３７２を形成できるので、ＭＲ膜３００の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００４２】
図３は本発明に係るＭＲ素子の他の実施例を示す図である。図において、図１及び図２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００４３】
ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、Ｓ２＞Ｓ１の関係にある。
【００４４】
図示実施例では、補助層３４１、３４２を含んでいる。補助層３４１、３４２はＭＲ膜３００の両端部の側部に配置されている。第１の絶縁層３８１、３８２、及び、第２の絶縁層３９１、３９２は、補助層３４１、３４２の下面及び上面（図において）に隣接する。補助層３４１、３４２は、例えばＮｉＦｅ等でなる軟磁性層、または、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁層の何れかによって構成される。
【００４５】
図４は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図、図５は図４に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図５において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。図示された薄膜磁気ヘッドは、スライダ１と、書き込み素子となる電磁変換素子２と、読み取り素子となるＭＲ素子３とを含む。
【００４６】
スライダ１は、媒体対向面側にレール１１、１２を有し、レールの表面が空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）１３、１４として利用される。レール１１、１２は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。何れのタイプのスライダ１であっても、本発明の適用が可能である。また、スライダ１は、レールの表面に、例えば３〜８ｎｍ程度の層厚を有するＤＬＣ等の保護層を備えることもあり、このような場合は保護層の表面がＡＢＳ１３、１４となる。スライダ１はＡｌ2Ｏ3ーＴｉＣ等でなる基体１５の表面にＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の無機絶縁層１６を設けたセラミック構造体である。
【００４７】
電磁変換素子２は誘導型磁気変換素子である。電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、レール１１、１２の一方または両者の空気流出端（トレーリング．エッジ）ＴＲの側に備えられている。電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、スライダ１に備えられ、電磁変換のための端部がＡＢＳ１３、１４と近接した位置にある。空気流出端ＴＲの側にある側面には、電磁変換素子２に接続された取り出し電極２７、２８及びＭＲ素子３に接続された取り出し電極２９、３０がそれぞれ設けられている。
【００４８】
電磁変換素子２は、ＭＲ素子３に対する第２のシールド層を兼ねている第１の磁性層２１、第２の磁性層２２、コイル層２３、アルミナ等でなるギャップ層２４、絶縁層２５及び保護層２６などを有している。第２のシールド層は、第１の磁性層２１から独立して備えられていてもよい。
【００４９】
第１の磁性層２１及び第２の磁性層２２の先端部は微小厚みのギャップ層２４を隔てて対向するポール端となっており、ポール端において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性層２１、２２は、２層以上の多層構造であってもよい。第１及び第２の磁性層２１、２２の複層化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール端の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ層２４は非磁性金属層またはアルミナ等の無機絶縁層によって構成される。
【００５０】
第２の磁性層２２は、更に、第１の磁性層２１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部において第２の磁性層２２に結合されている。これにより、第１の磁性層２１、第２の磁性層２２及びギャップ層２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００５１】
コイル層２３は、第１及び第２の磁性層２１、２２の間に挟まれ、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。コイル層２３の両端は、取り出し電極２７、２８に導通されている（図４参照）。コイル層２３の巻数および層数は任意である。
【００５２】
絶縁層２５は、有機絶縁樹脂層またはセラミック層で構成する。セラミック層の代表例は、Ａｌ2Ｏ3層またはＳｉＯ2層である。絶縁層２５の内部にはコイル層２３が埋設されている。絶縁層２５は第１及び第２の磁性層２１、２２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁層２５の表面には第２の磁性層２２が備えられている。保護層２６は、電磁変換素子２の全体を覆っている。保護層２６はＡｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2等の無機絶縁材料で構成されている。
【００５３】
図６はＭＲ素子３の部分をＡＢＳ側からみた拡大図である。このＭＲ素子３は、図１及び図２に示したものと実質的に同じである。図１及び図２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００５４】
図６を参照すると、ＭＲ素子３の付近には、第１のシールド層３１と、絶縁層３２と、絶縁層３３と、第１の磁性層２１として兼用される第２のシールド層２１とが備えられている。第１のシールド層３１はパーマロイ等によって構成される。ＭＲ素子３は、第１のシールド層３１及び第２のシールド層２１の間に配置されている。ＭＲ素子３は、端面がＡＢＳ１３、１４に臨んでおり、ＡＢＳ１３、１４は、図１の磁界検知面１００に一致する。
【００５５】
図７は図３に示したＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドについて、ＭＲ素子３の部分をＡＢＳ側から見た拡大図である。先に示した図面に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００５６】
図示は省略するが、本発明に係る薄膜磁気ヘッドには、図５及び図６に示したＣＰＰ−ＧＭＲ素子によるＭＲ素子を搭載したものも当然含まれる。
【００５７】
図７は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図８は図７に示した磁気ヘッド装置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。薄膜磁気ヘッド４は図４〜図７を参照して説明にした本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００５８】
ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００５９】
可撓体５１は、支持体５３の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２とを有する。
【００６０】
舌状片５２のほぼ中央部には、支持体５３から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けられている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
【００６１】
舌状片５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４は、空気流出側端側が横枠５４の方向になるように、舌状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限らない。
【００６２】
図９は本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装置６は図７、１０に図示したものである。磁気ヘッド装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持され、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置される。
【００６３】
磁気ディスク７が、図示しない駆動装置により、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド４が、微小浮上量で、磁気ディスク７の面から浮上する。ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド４は、磁気ディスク７の径方向ｂ１またはｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされ、磁気記録の読み出し、書き込みが行われる。
【００６４】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００６５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）センス電流をＭＲ膜の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子によるＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
（ｂ）接合面の直径が、例えば、０．２μｍ以下となっても、端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
（ｃ）電極層形成時のアラインメントズレにより実効トラック幅変動を抑制し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲ素子の正面図である。
【図２】図１に示したＭＲ素子の平面投影を表す図である。
【図３】本発明に係るＭＲ素子の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図５】図４に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図６】図４及び図５に示した薄膜磁気ヘッドにおいて、ＭＲ素子の部分をＡＢＳ側からみた拡大図である。
【図７】本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図である。
【図８】図７に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図９】本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。
【符号の説明】
３００ ＭＲ膜
３７１ 第１の電極層
３７２ 第２の電極層
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＭＲ素子、薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ハードディスク（ＨＤＤ）の高密度化に伴い、薄膜磁気ヘッドの性能向上が要求されている。薄膜磁気ヘッドとしては、磁気抵抗効果素子（以下ＭＲ素子と称する）を有する読み取り素子と、誘導型電磁変換素子を有する書き込み素子とを積層した構造の複合型薄膜磁気ヘッドが広く用いられている。ＭＲ素子は、第１のシールド膜及び第２のシールド膜の間に備えられた絶縁膜（シールド間絶縁膜）の内部に配置される。シールド間絶縁膜は、ＭＲ素子を、第１及び第２のシールド膜から電気的に絶縁し、センス電流の漏洩を防止するために備えられる。
【０００３】
一方で、記録密度の増大に伴い、狭シールドギャップや狭トラック化への要求が強くなってきている。これらの要求に応えるＭＲ素子として、電流を膜面垂直に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子（Current Perpendicular to a Plane Giant Magnetoresistance）が提案されている。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、トラック幅及び素子高さが０．１μｍもしくはそれ以下のサイズのものも実現できるものとして期待される。
【０００４】
ＣＰＰ−ＧＭＲ素子に関する先行技術文献としては、例えば、特開平９−２８８８０７号公報が知られている。この先行文献には、第１のシールド膜及び第２のシールド膜とＭＲ素子を電気的に直列に接続し、シールド間絶縁層を不用とするヘッド構造が開示されている。この構造によれば、磁気低抗効果膜（ＭＲ膜）は非磁性金属層を介してシールド膜に接触するので、シールド間の絶縁破壊を気にすることなく、狭ギャップ化を達成することが可能となる。
【０００５】
また、シールド膜とＭＲ素子が金属を介して接続した構造においては、放熱効率が向上し、動作電流を大きくし得るという利点を有する。また、素子の断面積が小さい方が抵抗値が大きくなり、抵抗変化量も増大する。すなわち、トラック幅を狭くすることが適しているという長所がある。
【０００６】
しかしながら、The 8th Joint MMM-Intermag ConferenceにおいてＢ．Ｄｉｅｎｙ等が報告するように、素子の接合面の直径が０．２μｍ以下となると素子の端部における電子散乱の効果が顕著となり、△Ｒ／Ｒや△Ｒが劣化するという現象が存在する（講演番号FF-07, Effect of scattering at lateral edges on the CPP giant magnetoresistance of submicronic pillars）。このような劣化を防止するための工夫の一例として、特開平１０−５５５１２号公報や特開２０００−３０２２２号公報では、電流を生じさせる接点リード部材（電極層）のサイズをＭＲ素子のサイズよりも小さくすることにより、端部の電子散乱の影響を回避する技術を開示している。
【０００７】
また、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子において、実効トラック幅を縮小するには、電流の拡がりを抑える必要がある。電流の拡がりを押さえる手段として、特開平１０−５５５１２号公報は、上下の接点リード部材の寸法を同じにした構造を開示している。
【０００８】
しかしながら、上下の接点リード部材の寸法を同じにした場合、ウエハープロセスにおける上下接点リード部材形成時のアラインメントズレにより実効トラック幅が拡がってしまうという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、センス電流をＭＲ膜の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子によるＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１０】
本発明のもう一つの課題は、接合面の直径が、例えば、０．２μｍ以下となっても、端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１１】
本発明の更にもう一つの課題は、電極層形成時のアラインメントズレにより実効トラック幅変動を抑制し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述した課題を解決するため、本発明に係るＭＲ素子は、ＭＲ膜と、第１の電極層と、第２の電極層とを含む。前記磁気抵抗効果膜は、磁界を検知する一側端面を有する。前記第１の電極層は、前記磁気抵抗効果膜の膜厚方向の一面に隣接し、前記一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００１３】
前記第２の電極層は、前記磁気抵抗効果膜の前記一面と対向する他面に隣接し、前記一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００１４】
前記第１の電極層と、前記第２の電極層とは、前記磁気抵抗効果膜を介して互いに重なる部分を有し、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００１５】
上述したように、本発明に係るＭＲ素子は、ＭＲ膜と、第１の電極層と、第２の電極層とを含む。第１の電極層は、ＭＲ膜の一面に隣接し、第２の電極層はＭＲ膜の一面と対向する他面に隣接する。
【００１６】
従って、本発明によれば、センス電流をＭＲ膜の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子を提供することができる。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、トラック幅及び素子高さがＯ．ｌμｍ以下のサイズを実現できる。また、素子の断面積が小さくなるので、抵抗値が大きくなり、抵抗変化量が増大するとともに、放熱効率が向上し、動作電流を増大させ得る等のＣＰＰ−ＧＭＲ素子に特有の作用効果を奏する。
【００１７】
第１の電極層は磁界検知面となるＭＲ膜の一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。第２の電極層も、一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。幅方向は、トラック幅方向に一致する。この構造によれば、電流を生じさせる第１及び第２の電極層のサイズが、ＭＲ膜のサイズよりも小さくなる。このため、接合面の直径が、例えば、０．２μｍ以下となっても、ＭＲ膜の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００１８】
更に、第１の電極層と、第２の電極層とは、前記磁気抵抗効果膜を介して互いに重なる部分を有し、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。この構造によれば、ウエハープロセスにおける第１及び第２の電極層の形成時のアラインメントズレが、第１の電極層の幅方向の両端縁と、第２の電極層の幅方向の両端縁との間に生じる間隔内にある限り、アラインメントズレによる第１及び第２の電極層の間の重なり面積に変動はない。このため、アラインメントズレによる実効トラック幅の拡大を回避し得る。
【００１９】
ＭＲ膜は、巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ効果）を示す多層膜構造を有する。その典型例は、スピンバルブ膜（以下ＳＶ膜と称する）である。ＳＶ膜の場合、磁区制御層を含み、磁区制御層によりスピンバルブ膜に含まれるフリー層の磁区を制御するのが普通である。これにより、フリー層に発生することのあるバルクハウゼンノイズを抑制する。
【００２０】
フリー層は、例えば、最外側層を構成する。この場合、磁区制御層は、反強磁性層で構成し、フリー層と交換結合させることができる。磁区制御層はハードマグネットによって構成してもよい。
【００２１】
本発明に係るＭＲ素子は、更に、第１及び第２の絶縁層を含むことができる。第１の絶縁層は、ＭＲ膜の一面側において、ＭＲ膜の１側端面を除き、その周辺にオーバラップし、第１の絶縁層のオーバラップしない領域に第１の電極層が隣接する。この構造によれば、ＭＲ膜のパターンをミリング等の適用によって画定する場合と異なって、第１の絶縁層によって画定されたパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第１の電極層を形成できるので、ＭＲ膜の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、高い抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００２２】
第２の絶縁層は、ＭＲ膜の他面側において、ＭＲ膜の１側端面を除き、その周辺にオーバラップし、第２の絶縁層のオーバラップしない領域に第２の電極層が隣接する。この構造によれば、第１の電極層の場合と同様に、第２の絶縁層によって画定されたパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第２の電極層を形成できるので、ＭＲ膜の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００２３】
本発明は、更に、上述したＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置を開示する。これらの薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気ディスク装置が、本発明に係るＭＲ素子の利点を有することは明らかである。
【００２４】
本発明の他の目的、構成及び利点については、添付図面を参照して、更に詳しく説明する。図面は、単なる実施例を示すに過ぎない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係るＭＲ素子の正面図、図２は図１に示したＭＲ素子の平面投影を表す図である。図示されたＭＲ素子は、ＭＲ膜３００と、第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とを含んでいる。
【００２６】
ＭＲ膜３００は、磁界検知面となる一側端面１００を有する。図示されたＭＲ膜３００はＳＶ膜によって構成されている。ＳＶ膜は、フリー層（強磁性層）３０１、非磁性層３０２、ピンド層（強磁性層）３０３及び反強磁性層３０４を順次積層して構成される。上記構造により、反強磁性層３０４と接したピンド層３０３が一定方向に磁化された状態になる。
【００２７】
上述したＳＶ膜を有するＭＲ膜３００において、磁界検知面１００に外部磁界Ｆ１が印加された場合、フリー層３０１の磁化方向が外部磁界Ｆ１の強さに応じて回転する。ＳＶ膜の抵抗値は、ピンド層３０３の磁化方向に対するフリー層３０１の磁化方向の角度によって定まる。ＳＶ膜の抵抗値は、フリー層３０１の磁化方向がピンド層３０３の磁化方向に対して、逆方向のときに最大となり、同一の方向のときに最小になる。それに対応して、ＭＲ膜３００内を縦方向に流れるセンス電流Ｉｓの大きさが変化するので、このセンス電流Ｉｓから、外部磁界Ｆ１を検出することができる。
【００２８】
反強磁性層４１、４２は、一面がＭＲ膜３００のフリー層３０１の一面と、部分的に重なり、重なり部分で交換結合を生じ、交換結合により、ＭＲ膜３００のフリー層３０１に縦方向バイアス磁界を加える。これにより、フリー層３０１のバルクハウゼンノイズが抑制される。図示実施例において、反強磁性層４１、４２は、ＭＲ膜３００のフリー層３０１の一面の面内に備えられている。反強磁性層４１、４２は周知の材料、組成によって構成することができる。具体的には、ＦｅＭｎ、ＭｎＩｒ、ＮｉＭｎ、ＣｒＭｎＰｔ等を挙げることができる。反強磁性層４１、４２の代わりに、ハードマグネットを用いてもよい。
【００２９】
第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の膜厚方向の一面に隣接し、一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。図示実施例では、第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の下面（図１において）に、下面の面積Ｓ０１よりも小さい面積Ｓ１で隣接し、隣接面の周縁が、一側端面１００を除き、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ２１、Ｗ２２を有する。第１の電極層３７１において、検知端面となる一側端面１００の側の端面は、ＭＲ膜３００の端面とほぼ同一の平面を構成する。ＭＲ膜３００の一側端面とは反対側の端面の周縁と、第１の電極層３７１の周縁と間にも、間隔△Ｗ２３がある。
【００３０】
第２の電極層３７２は、ＭＲ膜３００の一面と対向する他面に隣接し、一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。図示実施例では、第２の電極層３７２は、ＭＲ膜３００の下面と対向する上面（図１において）に、上面の面積Ｓ０２よりも小さい面積Ｓ２で隣接し、隣接面の周縁が、一側端面１００を除き、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ３１、△Ｗ３２を有する。第２の電極層３７２において、検知端面となる一側端面１００の側の端面は、ＭＲ膜３００の端面とほぼ同一の平面を構成する。
【００３１】
第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とは、互いに重なり、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。実施例の場合、ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、互いに異なる。Ｓ１＞Ｓ２である。
【００３２】
より詳しくは、ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１の平面投影による周縁が、第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２の周縁に対して、間隔△Ｗ１１、△Ｗ１２、△Ｗ１３を有する関係で、互いに重なる。
【００３３】
上述したように、本発明に係るＭＲ素子は、ＭＲ膜３００と、第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とを含む。第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の下面に隣接し、第２の電極層３７２はＭＲ膜３００の下面と対向する上面に隣接する。
【００３４】
従って、本発明によれば、センス電流ＩｓをＭＲ膜３００の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子が得られる。ＣＰＰ−ＧＭＲ素子によれば、トラック幅及び素子高さがＯ．ｌμｍもしくはそれ以下のサイズを実現できる。また、素子の断面積が小さくなるので、抵抗値が大きくなり、抵抗変化量が増大するとともに、放熱効率が向上し、動作電流を増大させ得る等、ＣＰＰ−ＧＭＲ素子に特有の作用効果を奏する。
【００３５】
第１の電極層３７１は磁界検知面となるＭＲ膜３００の一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。第２の電極層３７２も、一側端面１００の側から見た幅方向の両端縁が、ＭＲ膜３００の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。
【００３６】
より具体的には、第１の電極層３７１は、ＭＲ膜３００の下面に、ＭＲ膜３００の下面の面積Ｓ０１よりも小さい面積Ｓ１で隣接し、周縁が磁界検知端面となる一側端面１００を除き、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ２１、△Ｗ２２を有する。第２の電極層３７２は、ＭＲ膜３００の下面と対向する上面に、上面の面積Ｓ０２よりも小さい面積Ｓ２で隣接し、ＭＲ膜３００の周縁に対して間隔△Ｗ３１、△Ｗ３２を有する。即ち、電流を生じさせる第１及び第２の電極層３７２のサイズは、ＭＲ膜３００のサイズよりも小さい。このため、接合面の径が、例えば０．２μｍ以下となっても、端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００３７】
更に、第１の電極層３７１と、第２の電極層３７２とは、互いに重なり、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置している。より具体的には、ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、互いに異なり、一方の隣接面積Ｓ１の平面投影による周縁が他方の隣接面積Ｓ２の周縁に対して間隔△Ｗ１１、△Ｗ１２を有して、互いに重なる。
【００３８】
この構造によれば、ウエハープロセスにおける第１及び第２の電極層３７１、３７２の形成時のアラインメントズレが、第１及び第２の電極層３７１、３７２のうち、一方の隣接面積Ｓ１の平面投影による周縁と、他方の隣接面積の周縁との間の間隔△Ｗ１１、△Ｗ１２の内にある限り、第１及び第２の電極層３７２の間の重なり面積に変動はない。このため、アラインメントズレによる実効トラック幅の拡大を回避し得る。
【００３９】
図示されたＭＲ素子は、更に、第１の絶縁層３８１、３８２、及び、第２の絶縁層３９１、３９２を含む。第１の絶縁層３８１、３８２、及び、第２の絶縁層３９１、３９２はＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等によって構成される。
【００４０】
第１の絶縁層３８１、３８２は、ＭＲ膜３００の下面側において、ＭＲ膜３００の一側端面１００を除き、その周辺にオーバラップし、第１の絶縁層３８１、３８２のオーバラップしない領域に第１の電極層３７１が隣接する。この構造によれば、第１の電極層３７１のパターンをミリング等の適用によって画定する場合と異なって、第１の絶縁層３８１、３８２によって画定された中央部のパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第１の電極層３７１を形成できるので、ＭＲ膜３００の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）、及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００４１】
第２の絶縁層３９１、３９２は、ＭＲ膜３００の上面側において、ＭＲ膜３００の一側端面１００を除き、その周辺にオーバラップし、第２の絶縁層３９１、３９２のオーバラップしない領域に第２の電極層３７２が隣接する。この構造によれば、第１の電極層３７１の場合と同様に、第２の絶縁層３９１、３９２によって画定された中央部のパターン内に、スパッタ、メッキ等の手段によって、第２の電極層３７２を形成できるので、ＭＲ膜３００の端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得る。
【００４２】
図３は本発明に係るＭＲ素子の他の実施例を示す図である。図において、図１及び図２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００４３】
ＭＲ膜３００の下面に対する第１の電極層３７１の隣接面積Ｓ１と、ＭＲ膜３００の上面に対する第２の電極層３７２の隣接面積Ｓ２とは、Ｓ２＞Ｓ１の関係にある。
【００４４】
図示実施例では、補助層３４１、３４２を含んでいる。補助層３４１、３４２はＭＲ膜３００の両端部の側部に配置されている。第１の絶縁層３８１、３８２、及び、第２の絶縁層３９１、３９２は、補助層３４１、３４２の下面及び上面（図において）に隣接する。補助層３４１、３４２は、例えばＮｉＦｅ等でなる軟磁性層、または、Ａｌ2Ｏ3等の絶縁層の何れかによって構成される。
【００４５】
図４は本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図、図５は図４に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図５において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。図示された薄膜磁気ヘッドは、スライダ１と、書き込み素子となる電磁変換素子２と、読み取り素子となるＭＲ素子３とを含む。
【００４６】
スライダ１は、媒体対向面側にレール１１、１２を有し、レールの表面が空気ベアリング面（以下ＡＢＳと称する）１３、１４として利用される。レール１１、１２は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。何れのタイプのスライダ１であっても、本発明の適用が可能である。また、スライダ１は、レールの表面に、例えば３〜８ｎｍ程度の層厚を有するＤＬＣ等の保護層を備えることもあり、このような場合は保護層の表面がＡＢＳ１３、１４となる。スライダ１はＡｌ2Ｏ3ーＴｉＣ等でなる基体１５の表面にＡｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2等の無機絶縁層１６を設けたセラミック構造体である。
【００４７】
電磁変換素子２は誘導型磁気変換素子である。電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、レール１１、１２の一方または両者の空気流出端（トレーリング．エッジ）ＴＲの側に備えられている。電磁変換素子２及びＭＲ素子３は、スライダ１に備えられ、電磁変換のための端部がＡＢＳ１３、１４と近接した位置にある。空気流出端ＴＲの側にある側面には、電磁変換素子２に接続された取り出し電極２７、２８及びＭＲ素子３に接続された取り出し電極２９、３０がそれぞれ設けられている。
【００４８】
電磁変換素子２は、ＭＲ素子３に対する第２のシールド層を兼ねている第１の磁性層２１、第２の磁性層２２、コイル層２３、アルミナ等でなるギャップ層２４、絶縁層２５及び保護層２６などを有している。第２のシールド層は、第１の磁性層２１から独立して備えられていてもよい。
【００４９】
第１の磁性層２１及び第２の磁性層２２の先端部は微小厚みのギャップ層２４を隔てて対向するポール端となっており、ポール端において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性層２１、２２は、２層以上の多層構造であってもよい。第１及び第２の磁性層２１、２２の複層化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール端の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ層２４は非磁性金属層またはアルミナ等の無機絶縁層によって構成される。
【００５０】
第２の磁性層２２は、更に、第１の磁性層２１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ１３、１４の後方に延び、後方結合部において第２の磁性層２２に結合されている。これにより、第１の磁性層２１、第２の磁性層２２及びギャップ層２４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００５１】
コイル層２３は、第１及び第２の磁性層２１、２２の間に挟まれ、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。コイル層２３の両端は、取り出し電極２７、２８に導通されている（図４参照）。コイル層２３の巻数および層数は任意である。
【００５２】
絶縁層２５は、有機絶縁樹脂層またはセラミック層で構成する。セラミック層の代表例は、Ａｌ2Ｏ3層またはＳｉＯ2層である。絶縁層２５の内部にはコイル層２３が埋設されている。絶縁層２５は第１及び第２の磁性層２１、２２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁層２５の表面には第２の磁性層２２が備えられている。保護層２６は、電磁変換素子２の全体を覆っている。保護層２６はＡｌ2Ｏ3またはＳｉＯ2等の無機絶縁材料で構成されている。
【００５３】
図６はＭＲ素子３の部分をＡＢＳ側からみた拡大図である。このＭＲ素子３は、図１及び図２に示したものと実質的に同じである。図１及び図２に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００５４】
図６を参照すると、ＭＲ素子３の付近には、第１のシールド層３１と、絶縁層３２と、絶縁層３３と、第１の磁性層２１として兼用される第２のシールド層２１とが備えられている。第１のシールド層３１はパーマロイ等によって構成される。ＭＲ素子３は、第１のシールド層３１及び第２のシールド層２１の間に配置されている。ＭＲ素子３は、端面がＡＢＳ１３、１４に臨んでおり、ＡＢＳ１３、１４は、図１の磁界検知面１００に一致する。
【００５５】
図７は図３に示したＭＲ素子を用いた薄膜磁気ヘッドについて、ＭＲ素子３の部分をＡＢＳ側から見た拡大図である。先に示した図面に現れた構成部分と同一の構成部分については、同一の参照符号を付し、重複説明は省略する。
【００５６】
図示は省略するが、本発明に係る薄膜磁気ヘッドには、図５及び図６に示したＣＰＰ−ＧＭＲ素子によるＭＲ素子を搭載したものも当然含まれる。
【００５７】
図７は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図８は図７に示した磁気ヘッド装置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド４と、ヘッド支持装置５とを含んでいる。薄膜磁気ヘッド４は図４〜図７を参照して説明にした本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００５８】
ヘッド支持装置５は、金属薄板でなる支持体５３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体５１を取付け、この可撓体５１の下面に薄膜磁気ヘッド４を取付けた構造となっている。
【００５９】
可撓体５１は、支持体５３の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部５５、５６と、支持体５３から離れた端において外側枠部５５、５６を連結する横枠５４と、横枠５４の略中央部から外側枠部５５、５６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片５２とを有する。
【００６０】
舌状片５２のほぼ中央部には、支持体５３から隆起した、例えば半球状の荷重用突起５７が設けられている。この荷重用突起５７により、支持体５３の自由端から舌状片５２へ荷重力が伝えられる。
【００６１】
舌状片５２の下面に薄膜磁気ヘッド４を接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド４は、空気流出側端側が横枠５４の方向になるように、舌状片５２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置５は、上記実施例に限らない。
【００６２】
図９は本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。図示された磁気記録再生装置は、磁気ヘッド装置６と、磁気ディスク７とを含む。磁気ヘッド装置６は図７、１０に図示したものである。磁気ヘッド装置６は、ヘッド支持装置５の一端が位置決め装置８によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド４は、ヘッド支持装置５によって支持され、磁気ディスク７の磁気記録面と対向するように配置される。
【００６３】
磁気ディスク７が、図示しない駆動装置により、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド４が、微小浮上量で、磁気ディスク７の面から浮上する。ヘッド支持装置５の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド４は、磁気ディスク７の径方向ｂ１またはｂ２に駆動される。そして、ヘッド支持装置５を回転駆動する位置決め装置８により、薄膜磁気ヘッド４が、磁気ディスク７上の所定のトラック位置に位置決めされ、磁気記録の読み出し、書き込みが行われる。
【００６４】
以上、好ましい実施例を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、種々の変形態様を採り得ることは自明である。
【００６５】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果を得ることができる。
（ａ）センス電流をＭＲ膜の膜面に対して垂直となる方向に流して動作させるＣＰＰ−ＧＭＲ素子によるＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
（ｂ）接合面の直径が、例えば、０．２μｍ以下となっても、端部における電子散乱を回避し、高い抵抗変化率（△Ｒ／Ｒ）及び、抵抗変化量△Ｒを確保し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
（ｃ）電極層形成時のアラインメントズレにより実効トラック幅変動を抑制し得るＭＲ素子、これを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置及び磁気記録再生装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＭＲ素子の正面図である。
【図２】図１に示したＭＲ素子の平面投影を表す図である。
【図３】本発明に係るＭＲ素子の他の実施例を示す図である。
【図４】本発明に係る薄膜磁気ヘッドの斜視図である。
【図５】図４に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図６】図４及び図５に示した薄膜磁気ヘッドにおいて、ＭＲ素子の部分をＡＢＳ側からみた拡大図である。
【図７】本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図である。
【図８】図７に示した磁気ヘッド装置の底面図である。
【図９】本発明に係る磁気記録再生装置の平面図である。
【符号の説明】
３００ ＭＲ膜
３７１ 第１の電極層
３７２ 第２の電極層
Claims (12)
- 磁気抵抗効果膜と、第１の電極層と、第２の電極層と、左右一対の補助層とを含む磁気抵抗効果素子であって、
前記磁気抵抗効果膜は、磁界を検知する一側端面を有しており、
前記第１の電極層は、前記磁気抵抗効果膜の膜厚方向の一面に隣接し、前記一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置しており、
前記第２の電極層は、前記磁気抵抗効果膜の前記一面と対向する他面に隣接し、前記一側端面の側から見た幅方向の両端縁が、前記磁気抵抗効果膜の幅方向の両端縁よりも内側に位置しており、
前記第１の電極層と、前記第２の電極層とは、前記磁気抵抗効果膜を介して互いに重なる部分を有し、一方の幅方向の両端縁が、他方の幅方向の両端縁よりも内側に位置しており、
前記補助層は、前記第１の電極層と前記第２の電極層との間において、前記磁気抵抗効果膜の両端部の側部に設けられており、且つ、軟磁性材料によって構成されている
磁気抵抗効果素子。 - 請求項１に記載された磁気抵抗効果素子であって、
前記第１の電極層は、前記磁気抵抗効果膜よりも小面積で隣接しており、
前記第２の電極層は、前記他面よりも小面積で隣接しており、
前記第１の電極層の前記磁気抵抗効果膜に対する隣接面と、前記第２の電極層の前記磁気抵抗効果膜に対する隣接面とは、一方の平面投影が、他方の平面投影の面内にある
磁気抵抗効果素子。 - 請求項１に記載された磁気抵抗効果素子であって、
前記磁気抵抗効果膜は、巨大磁気抵抗効果を示す多層膜構造を有する磁気抵抗効果素子。 - 請求項１に記載された磁気抵抗効果素子であって、前記磁気抵抗効果膜はスピンバルブ膜である磁気抵抗効果素子。
- 請求項４に記載された磁気抵抗効果素子であって、磁区制御層を含み、前記磁区制御層は、前記スピンバルブ膜に含まれるフリー層の磁区を制御する磁気抵抗効果素子。
- 請求項５に記載された磁気抵抗効果素子であって、前記フリー層は最外側層を構成し、前記磁区制御層は、反強磁性層であり、前記フリー層と交換結合する磁気抵抗効果素子。
- 請求項１に記載された磁気抵抗効果素子であって、更に、第１及び第２の絶縁層を含み、
前記第１の絶縁層は、前記磁気抵抗効果膜の一面側において、前記磁気抵抗効果膜の前記１側端面を除き、その周辺にオーバラップし、前記第１の絶縁層のオーバラップしない領域に前記第１の電極層が隣接し、
前記第２の絶縁層は、前記磁気抵抗効果膜の他面側において、前記磁気抵抗効果膜の前記１側端面を除き、その周辺にオーバラップし、前記第２の絶縁層のオーバラップしない領域に前記第２の電極層が隣接する
磁気抵抗効果素子。 - 読み取り素子を含む薄膜磁気ヘッドであって、前記読み取り素子は、請求項１乃至７の何れかに記載された磁気抵抗効果素子でなる薄膜磁気ヘッド。
- 請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、更にスライダを含み、前記スライダは、前記読み取り素子を支持している薄膜磁気ヘッド。
- 請求項８に記載された薄膜磁気ヘッドであって、更に誘導型磁気変換素子でなる書き込み素子を有する薄膜磁気ヘッド。
- 薄膜磁気ヘッドと、ヘッド支持装置とを含む磁気ヘッド装置であって、
前記薄膜磁気ヘッドは、請求項１乃至１０の何れか一項に記載の磁気抵抗効果素子を有しており、
前記ヘッド支持装置は、前記薄膜磁気ヘッドを支持する
磁気ヘッド装置。 - 磁気ヘッド装置と、磁気記録媒体とを含む磁気記録再生装置であって、
前記磁気ヘッド装置は、請求項１１に記載されたものであり、
前記磁気記録媒体は、前記磁気ヘッド装置と協働して磁気記録再生を行う
磁気記録再生装置。
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