JP4283169B2 - 磁気抵抗ヘッド - Google Patents

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Description

本発明は、磁気ディスク装置及び磁気テープ装置等の磁気記録装置に用いられる磁気抵抗ヘッドに関する。
近年、磁気ディスク装置の小型化・高密度化に伴い、ヘッドスライダーの浮上量が減少し、極低浮上或いはスライダが記録媒体に接触する接触記録／再生の実現が望まれている。
また、従来の磁気誘導ヘッドは、磁気ディスクの小径化により周速（ヘッドと媒体との間の相対速度）が減少すると、再生出力が劣化する。そこで最近は、再生出力が周速に依存せず、低周速でも大出力の得られる磁気抵抗ヘッド（ＭＲヘッド）が盛んに開発され、磁気ヘッドの主流となっている。更に現在は、巨大磁気抵抗（ＧＭＲ）効果を利用した磁気ヘッドも市販されている。
磁気ディスク装置の高記録密度化により、１ビットの記録面積が減少するとともに、発生する磁場は小さくなる。このため、更に微小な磁場範囲に対応するとともに、小さい外部磁場の変化を感知できる磁気抵抗センサ及び磁気抵抗ヘッドが要望されている。
現在、磁気ヘッドにはスピンバルブＧＭＲ効果を利用したスピンバルブ磁気抵抗センサが広く用いられている。スピンバルブ構造の磁気抵抗センサでは、フリー強磁性層（フリー層）の磁化方向が記録媒体からの信号磁界により変化し、ピンド強磁性層（ピンド層）の磁化方向との相対角が変化することにより、磁気抵抗センサの抵抗が変化する。
この磁気抵抗センサを磁気ヘッドに用いる場合には、ピンド層の磁化方向を磁気抵抗素子の素子高さ方向に固定し、外部磁界が印加されていない状態におけるフリー層の磁化方向を、ピンド層と直交する素子幅方向に一般的に設計する。
これにより、磁気抵抗センサの抵抗を、磁気記録媒体からの信号磁界方向がピンド層の磁化方向と平行か反平行かにより、直線的に増減させることができる。このような直線的な抵抗変化は、磁気ディスク装置の信号処理を容易にする。
従来の磁気抵抗センサでは、センス電流を膜面に平行に流し、外部磁界による抵抗変化を読み取っている。この、ＧＭＲ膜面に平行に電流を流す（Current in the plane、ＣＩＰ）構造の場合、一対の電極端子で画成されたセンス領域が小さくなると、出力が低下する。また、ＣＩＰ構造のスピンバルブ磁気抵抗センサの場合、ＧＭＲ膜と上下磁気シールドとの間に絶縁膜が必要となる。
即ち、磁気シールド間距離＝ＧＭＲ膜厚＋絶縁膜厚×２となる。絶縁膜厚さは、現在２０ｎｍ程度が下限であるので、磁気シールド間距離＝ＧＭＲ膜厚＋約４０ｎｍとなる。
記録媒体上の記録ビットの長さが短くなると対応が困難となり、磁気シールド間距離を４０ｎｍ以下にしたいという要望には現在のところＣＩＰスピンバルブ磁気抵抗センサでは対応不可能である。
このような問題に対し、ポストスピンバルブＧＭＲとして、ＧＭＲ膜面に垂直に電流を流す（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ ｔｏ ｔｈｅ Ｐｌａｎｅ，ＣＰＰ）構造のＧＭＲやトンネルＭＲ（ＴＭＲ）が提案されている。
ＴＭＲは、２つの強磁性層間に薄い絶縁層を挟んだ構造で、２つの強磁性層の磁化方向により絶縁層を通過するトンネル電流量が変化するものである。ＴＭＲは非常に大きな抵抗変化を示すとともに感度も良いので、ポストスピンバルブＧＭＲとして有望視されている。
ＣＰＰ構造のＧＭＲでは、ＧＭＲ膜のセンス電流が通過する部分の断面積が小さくなると、出力が大きくなるという特徴を有している。これは、ＣＩＰ構造のＧＭＲに対する大きなアドバンテージである。
尚、ＴＭＲも一方の強磁性層から絶縁層を横切って他方の強磁性層へと電流が通過することから、ＣＰＰ構造の一種と考えることができ、前述したアドバンテージも同様である。
磁気ディスク装置の高記録密度化により、ＭＲ膜の微細化が進み、再生時に隣接トラックを読んでしまうことから、ＭＲ膜のトラック幅方向の両サイドに磁気シールドを設ける構造が知られている。ＭＲ膜を用いた磁気抵抗ヘッドは、ＭＲ膜が単磁区とならない場合、バルクハウゼンノイズが発生し、再生出力が大きく変動するという問題がある。
このため、ＭＲ膜の磁区を制御するため磁区制御膜が設けられている。磁区制御膜は、ＭＲ膜のトラック幅方向の両サイドに設けられたＣｏＰｔ等に代表される高保磁力膜、又はＰｄＰｔＭｎに代表される反強磁性膜と強磁性膜との積層膜から構成される。代替案として、反強磁性膜をＭＲ膜上に積層して磁区制御膜とする構成も提案されている。
反強磁性膜をＭＲ膜上に積層して磁区制御を行う場合には、ＭＲ膜内で用いられている反強磁性膜と磁区制御のための反強磁性膜のピニング方向を直交させなければならず、膜開発が難しいという問題がある。更にＭＲ膜上に反強磁性膜を積層するため、磁気シールド間距離を小さくすることが難しい。
また、高保磁力膜等の磁区制御膜をＭＲ膜のトラック幅方向の両サイドに設ける場合には、磁区制御膜とＭＲ膜は近接していなければならず、歩留まり良く安定して磁区制御膜を作成し且つその効果を安定して得ることは非常に困難である。
また、高記録密度を得るため、ＭＲ膜のトラック幅方向の両サイドに磁気シールドを設ける場合には、ＭＲのトラック幅方向の両サイドに磁区制御膜を設けることができない。
よって、本発明の目的は、バルクハウゼンノイズの発生を抑制し、高い再生出力を得ることが可能な磁気抵抗ヘッドを提供することである。
本発明の一つの側面によると、磁気抵抗ヘッドであって、第１磁気シールドと、該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側に配置された第１電極端子と、該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッドが提供される。
好ましくは、センス電流の向きとバイアス電流の向きは、第１及び第２電極端子の前記一方の面内垂直方向において概略同一方向である。第３電極端子と第１及び第２電極端子は直接的には電気的に絶縁されており、第３電極端子と磁気抵抗膜は電気的に接触している。
好ましくは、磁気抵抗膜の素子高さ方向の長さは第１及び第２電極端子の長さより長い。好ましくは、磁気抵抗ヘッドは更に、磁気抵抗膜の両側に配置されたサイド磁気シールドを含んでいる。
本発明の他の側面によると、磁気抵抗ヘッドであって、第１磁気シールドと、該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側に配置された第１電極端子と、該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側と反対側、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、前記第１電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜を膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流面と、前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッドが提供される。
本発明の更に他の側面によると、磁気抵抗ヘッドであって、媒体磁界が進入する側に配置された第１磁気シールドを兼ねた第１電極端子と、媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッドが提供される。
代替案として、第１電極端子が第１磁気シールドを兼用する代わりに、第２電極端子が第２磁気シールドを兼用するように構成してもよい。また、第１電極端子が第１磁気シールドを兼用し、且つ、第２電極端子が第２磁気シールドを兼用するように構成してもよい。
本発明によると、第１及び第２電極端子の一方と第３電極端子間に流れる電流による電流磁界によって、磁気抵抗効果膜の磁区を制御することができるため、バルクハウゼンノイズの発生を抑制し、高い再生出力信号を得ることができる。また、磁気抵抗ヘッドを作成後にバイアス電流強度を個々のヘッドについて微調整することが可能であるため、安定して高品質な再生信号出力を得ることができる。
また、本発明の構造をとることで、磁気抵抗膜のトラック幅方向両側に磁区制御膜を設ける必要がないため、製造プロセスが格段に容易になり、歩留まりの飛躍的な向上を図ることが可能となる。
図１を参照すると、本発明の磁気抵抗ヘッドの原理図が示されている。磁気抵抗ヘッド２は第１電極端子４と、第１電極端子４上に配置された磁気抵抗膜６と、磁気抵抗膜６上に配置された第２電極端子８を含んでいる。磁気抵抗ヘッド２は更に、磁気抵抗膜６の媒体磁界が進入する側と反対側に設けられた第３電極端子１０を含んでいる。
第１電極端子４と第２電極端子８にはセンス電流源１２が接続されており、センス電流源１２により磁気抵抗膜６の面内垂直方向に破線矢印で示すような一定電流値のセンス電流Ｉｓが流される。
更に、第２電極端子８と第３電極端子１０はバイアス電流源１４に接続されており、第２電極端子８と第３電極端子１０の間に実線矢印で示すようなバイアス電流Ｉ−ｂｉａｓが流される。センス電流Ｉｓとバイアス電流Ｉ−ｂｉａｓの方向は、第２電極端子８の面内垂直方向において概略同一方向である。
このように、センス電流Ｉｓとバイアス電流Ｉ−ｂｉａｓを第２電極端子８の面内垂直方向において概略同一方向に流すことにより、磁気抵抗効果膜６に矢印１６で示すような電流によるバイアス磁界（電流磁界）が形成され、磁気抵抗膜６の磁区を制御することができる。
図２を参照すると、磁気抵抗膜６のフリー層１８表面での電流磁界が示されており、第１電極端子４と第２電極端子８の間に流れるセンス電流Ｉｓに加えて、第２電極端子８と第３電極端子１０の間にバイアス電流Ｉ−ｂｉａｓが流されるため、周回方向である電流磁界２０の中心を磁気抵抗膜６の素子高さ方向の媒体磁界が進入する面（ＡＢＳ面）１８ａの反対側に移動することができ、磁気抵抗膜６のＡＢＳ面１８ａ側において電流磁界２０は概略一定方向となる。即ち、図１において、電流磁界は矢印１６で示す方向となる。
また、第１及び第２電極端子４，８の素子高さ方向における長さを磁気抵抗膜６の素子高さ方向の長さに比べて短くし、第１及び第２電極端子４，８を磁気抵抗膜６のＡＢＳ面側に配置することで、磁気抵抗膜６の中の最も感度の高い領域のみの信号を検出し、更に電流磁界が概略一方向に印加されている領域のみの信号を検出することができるため、バルクハウゼンノイズの発生を抑制して、良好で高い再生信号出力を得ることができる。
図１から明らかなように、第３電極端子１０は第１電極端子４及び第２電極端子８から直接的には電気的に絶縁されている。また、第３電極端子１０と磁気抵抗膜６は電気的に接触している。
図１に示した原理図では、第１電極端子４の下側に配置された第１磁気シールドと、第２電極端子８の上側に配置された第２磁気シールドが省略されている。本発明においては、第１電極端子４と第２電極端子８の何れか一方または両方が磁気シールドを兼用するように構成することができる。
図示した原理図では、第２電極端子８と第３電極端子１０の間にバイアス電流を流すようにしているが、第１電極端子４と第３電極端子１０の間にバイアス電流を流すようにしてもよい。この場合には、第１電極端子４の面内垂直方向においてセンス電流Ｉｓとバイアス電流Ｉ−ｂｉａｓは概略同一方向に流される。
磁気抵抗膜６は、少なくとも一つの低抵抗膜と、この低抵抗膜を挟んだ少なくとも二つの強磁性膜を含んでいる。或いは、磁気抵抗膜６は、強磁性トンネル接合構造を有しているか、又は強磁性層及び非磁性層の多層膜構造から構成される。
換言すると、磁気抵抗膜６としてＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＮｉＦｅ／ＩｒＭｎ等のスピンバルブＧＭＲ膜、ＮｉＦｅ／Ｃｕ／ＣｏＦｅＢ／Ｒｕ／ＣｏＦｅＢ／ＰｄＰｔＭｎ等の積層フェリスピンバルブＧＭＲ膜、ＮｉＦｅ／Ａｌ２Ｏ３／ＮｉＦｅ／ＰｄＰｔＭｎ等のトンネル接合型ＭＲ膜（ＴＭＲ膜）を用いることができる。
図３を参照すると、本発明第１実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ａの概略斜視図が示されている。図３において、第１及び第２磁気シールドは省略されている。２４は例えばＣｕ又はＣｕとＡｕの組み合わせから形成された第１電極端子であり、第１電極端子２４の媒体磁界が進入する面（ＡＢＳ面）と反対側には第１電極端子２４から離間して第３電極端子３０が配置されている。第３電極端子３０も、例えばＣｕ又はＣｕとＡｕの組み合わせから形成される。
第１電極端子２４及び第３電極端子３０上には、磁気抵抗膜２６が配置されている。磁気抵抗膜２６上には、第１電極端子２４に対向して第２電極端子２８が配置されている。第２電極端子２８も、例えばＣｕ又はＣｕとＡｕの組み合わせから形成される。
第１電極端子２４と第２電極端子２８はセンス電流源２９に接続されており、センス電流源２９により磁気抵抗膜２６の面内垂直方向にセンス電流が流される。また、第２電極端子２８と第３電極端子３０はバイアス電流源３１に接続されており、第２電極端子２８と第３電極端子３０との間にバイアス電流が流される。第２電極端子２８の面内垂直方向において、センス電流の方向とバイアス電流の方向は概略同一方向である。
以下、図４（Ａ）〜図６（Ｃ）及び図４（Ａ´）〜図６（Ｃ´）を参照して、第１実施形態の磁気抵抗ヘッドの製造プロセスについて説明する。図４（Ａ）〜図６（Ｃ）は磁気抵抗ヘッドの高さ方向の断面図であり、図４（Ａ´）〜図６（Ｃ´）はトラック幅方向の断面図である。
まず、図４（Ａ）及び図４（Ａ´）に示すように、図示しない基板上にＮｉＦｅ等の軟磁性膜から成る第１磁気シールド３２及びＣｕ等の非磁性金属膜から成る第１電極端子層３４を順次成膜する。
ここで、第１電極端子層３４は成膜せず、第１磁気シールド３２が第１電極端子を兼ねるようにしても良い。第１磁気シールド３２が第１電極端子を兼ねる場合は、第１磁気シールド３２を軟磁性金属膜から形成する。
次に、第１電極端子層３４上にフォトレジスト３６を一様に塗布し、フォトレジスト３６をパターニングしてからイオンミリング等により第１電極端子層３４をエッチングして所望形状の第１電極端子２４を得る（図４（Ｂ））。
次に、フォトレジスト３６を除去せずにＡｌ２Ｏ３等の絶縁膜３８を成膜し、その後にフォトレジスト３６を除去する（図４（Ｃ））。次に、磁気抵抗膜２６を成膜し、その上にフォトレジスト４０を一様に塗布してパターニング後、イオンミリング等により磁気抵抗膜２６を所望の形状にエッチングする（図５（Ａ）及び図５（Ａ´））。
次に、第２電極端子２８を成膜し、フォトレジスト４０を一様に塗布してパターニング後、イオンミリング等により第２電極端子２８を所望の形状にエッチングする（図５（Ｂ）及び図５（Ｂ´））。次に、フォトレジスト４０を除去せずにＡｌ２Ｏ３等の絶縁膜４２を成膜し、その後フォトレジスト４０を除去する（図５（Ｃ））。
次に、フォトレジスト４４を一様に塗布してパターニング後、イオンミリング等により第１、第２、第３電極端子２４，２８，３０、磁気抵抗膜２６及び絶縁膜３８，４２を所望の形状にエッチングする（図６（Ａ）及び図６（Ａ´））。
次に、フォトレジスト４４を除去せずにＡｌ２Ｏ３等の絶縁膜４６，４８を成膜し、その後フォトレジスト４４を除去し（図６（Ｂ）及び図６（Ｂ´））、最後に図６（Ｃ）及び図６（Ｃ´）に示すように、ＮｉＦｅ等の軟磁性膜から成る第２磁気シールド５０を成膜する。ここで、第２磁気シールド５０は成膜せずに、第２電極端子２８が第２磁気シールドを兼ねるようにしてもよい。
以上説明した製造プロセスの内、第１及び第２磁気シールド３２，５０はメッキ法や蒸着法により成膜し、電極端子２４，２８，３０、磁気抵抗膜２６、絶縁膜３８，４６，４８はスパッタリング法等により成膜する。電極端子２４，２６，３０はＣｕ等の非磁性金属膜、或いはＮｉＦｅ等の軟磁性金属膜から形成する。
図７を参照すると、本発明第２実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ｂの斜視図が示されている。図７において、第１及び第２磁気シールドは省略されている。本実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ｂでは、第１電極端子２４、磁気抵抗膜２６´及び第２磁気シールド２８の素子高さ方向の長さは実質上同一である。
第３電極端子３０´は、磁気抵抗膜２６´の媒体磁界が進入する側（ＡＢＳ面）と反対側に磁気抵抗膜２６´と電気的に接触して配置されている。また、第３電極端子３０´は第１及び第２電極端子２４，２８から直接的には絶縁されている。
第１及び第２電極端子２４，２８はセンス電流源２９に接続されており、第１電極端子２４と第３電極端子３０´はバイアス電流源３１に接続されている。第１電極端子２４の面内垂直方向において、センス電流の方向とバイアス電流の方向は概略同一方向である。
次に、図８（Ａ）〜図９（Ｃ）及び図８（Ａ´）〜図９（Ｃ´）を参照して、本発明第２実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ｂの製造プロセスについて説明する。図８（Ａ）〜図９（Ｃ）は磁気抵抗ヘッド２２Ｂの高さ方向の断面図であり、図８（Ａ´）〜図９（Ｃ´）はトラック幅方向の断面図である。
まず、図８（Ａ）及び図８（Ａ´）に示すように、図示しない基板上に第１磁気シールド３２及び第１電極端子層３４を順次成膜する。ここで、第１電極端子層３４は成膜せずに、第１磁気シールド３２が第１電極端子を兼ねるようにしてもよい。
次に、フォトレジスト５２を一様に塗布してパターニング後、イオンミリング等により第１電極端子層３４をエッチングして所望形状の第１電極端子２４を得る。次に、フォトレジスト５２を除去せずに、絶縁膜５４及び第３電極端子３０´を順次成膜する（図８（Ｂ））。ここで、第１電極端子２４と第３電極端子３０´は電気的に導通することがないように、絶縁膜５４の上面は第１電極端子２４の上面よりも上にあることが望ましい。
次に、フォトレジスト５２を除去後、図８（Ｃ）及び図８（Ｃ´）に示すように、磁気抵抗膜層５６及び第２電極端子層５８を順次成膜し、更に一様に塗布したフォトレジスト６０をパターニングする。
次に、フォトレジスト６０をマスクとして、イオンミリング等により第２電極端子層５８及び磁気抵抗膜層５６をエッチングして、所望形状の磁気抵抗膜２６´及び第２電極端子２８を得る。更に、絶縁膜６２を成膜後、フォトレジスト６０を除去する（図９（Ａ）及び図９（Ａ´））。
ここで、第２電極端子２８と第３電極端子３０´は互いに電気的に導通することがないように、磁気抵抗膜２６´の上面は第３電極端子３０´の上面よりも上にあることが望ましい。代替案として、第３電極端子３０´を所定の膜厚よりも厚く成膜し、後のエッチングにより所定の膜厚に形成してもよい。
次に、フォトレジスト６４を一様に塗布してパターニング後、イオンミリング等により電極端子２４，２８，３０´、磁気抵抗膜２６´、絶縁膜５４，６２，６６，６８を所望の形状にエッチングする（図９（Ｂ）及び図９（Ｂ´））。最後に、図９（Ｃ）及び図９（Ｃ´）に示すように、第２磁気シールド５０を成膜する。ここで、第２磁気シールド５０は成膜せずに、第2電極端子２８が第２磁気シールドを兼ねるようにしてもよい。
以上を説明した製造プロセスにおいて、第１及び第２磁気シールド３２，５０はメッキ法や蒸着法により成膜し、電極端子２４，２８，３０´、磁気抵抗膜２６´、絶縁膜５４，６２，６６，６８はスパッタリング法等により成膜する。電極端子２４，２８，３０´はＣｕ等の非磁性金属膜、或いはＮｉＦｅ等の軟磁性金属膜から形成する。
図１０を参照すると、本発明第３実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ｃの斜視図が示されている。図１０において、第１及び第２磁気シールドは省略されている。本実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ｃは、第１実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ａのトラック幅方向両側にサイド磁気シールド７０，７２を配置したものである。
次に、図１１（Ａ）〜図１２（Ｂ）及び図１１（Ａ´）〜図１２（Ｂ´）を参照して、磁気抵抗ヘッド２２Ｃの製造プロセスについて説明する。図１１（Ａ）〜図１２（Ｂ）は磁気抵抗ヘッド２２Ｃの高さ方向の断面図、図１１（Ａ´）〜図１２（Ｂ´）はトラック幅方向の断面図である。
図１１（Ａ）及び図１１（Ａ´）までの製造工程は、第１実施形態の磁気抵抗ヘッド２２Ａの製造工程における図６（Ａ）及び図６（Ａ´）までの製造工程と同様であるのでその説明を省略する。
図１１（Ｂ）及び図１１（Ｂ´）に示すように、フォトレジスト４４を除去せずに絶縁膜７４，７６を成膜する。次に、フォトレジスト４４は除去せずに、ＮｉＦｅ等の軟磁性膜からなるサイド磁気シールド７０，７２及び絶縁膜７８，８０を順次成膜する（図１２（Ａ´））。
絶縁膜７８，８０はなくても良い。最後に、図１２（Ｂ）及び図１２（Ｂ´）に示すように、フォトレジスト４４を除去後、第２磁気シールド５０を成膜する。
ここで、サイド磁気シールド７０，７２は電極端子２４，２８，３０のうち何れか一つの電極端子と電気的に接触してもよいが、電極端子２４，２８，３０は直接的には互いに電気的に絶縁されていなければならない。
また、サイド磁気シールド７０，７２は第１及び第２磁気シールド３２，５０の何れかと電気的に接触しても良いが、第１及び第２磁気シールド３２，５０は互いに電気的に絶縁されていなければならない。
以上説明した製造プロセスにおいて、第１及び第２磁気シールド３２，５０及びサイド磁気シールド７０，７２はメッキ法や蒸着法により成膜し、電極端子２４，２８，３０、磁気抵抗膜２６、絶縁膜３８，４２，７４，７６はスパッタリング法等により成膜する。電極端子２４，２８，３０はＣｕ等の非磁性金属膜、或いはＮｉＦｅ等の軟磁性金属膜から形成する。
本発明は以下の付記を含むものである。
（付記１） 磁気抵抗ヘッドであって、
第１磁気シールドと、
該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側に配置された第１電極端子と、
該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
（付記２） 前記センス電流の方向と前記バイアス電流の方向は、前記第１及び第２電極端子の前記一方の面内垂直方向において同一方向である付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記３） 前記第３電極端子は前記第１及び第２電極端子と電気的に絶縁されている付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記４） 前記第３電極端子と前記磁気抵抗膜は電気的に接触している付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記５） 前記磁気抵抗膜の素子高さ方向の長さは前記第１及び第２電極端子の長さよりも長い付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記６） 前記磁気抵抗膜は少なくとも一つの低抵抗膜と、該低抵抗膜を挟んだ少なくとも二つの強磁性膜を含んでおり、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記７） 前記磁気抵抗膜は強磁性トンネル接合構造を有しており、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記８） 前記磁気抵抗膜は強磁性層及び非磁性層の多層膜構造から構成され、該磁気抵抗膜の電気抵抗が磁場により変化する付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記９） 前記磁気抵抗膜の両側に配置されたサイド磁気シールドを更に具備した付記１記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記１０） 磁気抵抗ヘッドであって、
第１磁気シールドと、
該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側に配置された第１電極端子と、
該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
前記第１電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
（付記１１） 前記センス電流の方向と前記バイアス電流の方向は、前記第１及び第２電極端子の前記一方の面内垂直方向において同一方向である付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記１２） 前記第３電極端子は前記第１及び第２電極端子と電気的に絶縁されている付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記１３） 前記第３電極端子と前記磁気抵抗膜は電気的に接触している付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記１４） 前記磁気抵抗膜の素子高さ方向の長さは前記第１及び第２電極端子の長さと実質上等しい付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記１５） 前記磁気抵抗膜の両側に配置されたサイド磁気シールドを更に具備した付記１０記載の磁気抵抗ヘッド。
（付記１６） 磁気抵抗ヘッドであって、
媒体磁界が進入する側に配置された第１磁気シールドを兼ねた第１電極端子と、
媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、
該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
（付記１７） 磁気抵抗ヘッドであって、
第１磁気シールドと、
該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側に配置された第１電極端子と、
該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２磁気シールドを兼ねた第２電極端子と、
前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
（付記１８） 磁気抵抗ヘッドであって、
媒体磁界が進入する側に配置された第１磁気シールドを兼ねた第１電極端子と、
媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２磁気シールドを兼ねた第２電極端子と、
前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
本発明の磁気抵抗ヘッドの原理図である。 フリー層表面での電流磁界を示す図である。 本発明第１実施形態に係る磁気抵抗ヘッドの斜視図である。 第１実施形態の製造プロセスを示す図である。 第１実施形態の製造プロセスを示す図である。 第１実施形態の製造プロセスを示す図である。 本発明第２実施形態に係る磁気抵抗ヘッドの斜視図である。 第２実施形態の製造プロセスを示す図である。 第２実施形態の製造プロセスを示す図である。 本発明第３実施形態に係る磁気抵抗ヘッドの斜視図である。 第３実施形態の製造プロセスを示す図である。 第３実施形態の製造プロセスを示す図である。
符号の説明
４ 第１電極端子
６ 磁気抵抗膜
８ 第２電極端子
１０ 第３電極端子
１２ センス電流源
１４ バイアス電流源
１６，２０ 電流によるバイアス磁界（電流磁界）
２４ 第１電極端子
２６ 磁気抵抗膜
２８ 第２電極端子
３０ 第３電極端子
２９ センス電流源
３１ バイアス電流源
３２ 第１磁気シールド
５０ 第２磁気シールド
７０，７２ サイド磁気シールド

Claims (5)

  1. 磁気抵抗ヘッドであって、
    第１磁気シールドと、
    該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側に配置された第１電極端子と、
    該第１磁気シールド上の媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
    前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
    前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２電極端子と、
    該第２電極端子上に配置された第２磁気シールドと、
    前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
    前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
    を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
  2. 前記センス電流の方向と前記バイアス電流の方向は、前記第１及び第２電極端子の前記一方の面内垂直方向において同一方向である請求項１記載の磁気抵抗ヘッド。
  3. 前記磁気抵抗膜の素子高さ方向の長さが前記第１及び第２電極端子の長さよりも長い請求項１記載の磁気抵抗ヘッド。
  4. 前記磁気抵抗膜の両側に配置されたサイド磁気シールドを更に具備した請求項１記載の磁気抵抗ヘッド。
  5. 磁気抵抗ヘッドであって、
    媒体磁界が進入する側に配置された第１磁気シールドを兼ねた第１電極端子と、
    媒体磁界が進入する側と反対側に、前記第１電極端子と離間して配置された第３電極端子と、
    前記第１及び第３電極端子上に配置された磁気抵抗膜と、
    前記第１電極端子と対向して前記磁気抵抗膜上に配置された第２磁気シールドを兼ねた第２電極端子と、
    前記第１及び第２電極端子に接続され、前記磁気抵抗膜の膜面に対して垂直方向にセンス電流を流すセンス電流源と、
    前記第１及び第２電極端子の一方と前記第３電極端子に接続され、該第１及び第２電極端子の前記一方と前記第３電極端子間にバイアス電流を流すバイアス電流源と、
    を具備したことを特徴とする磁気抵抗ヘッド。
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US9064512B2 (en) * 2011-06-28 2015-06-23 Seagate Technology Llc Methods and devices for controlling asymmetry in a magnetic reader
JP5542761B2 (ja) * 2011-09-20 2014-07-09 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子およびその製造方法
US9142232B2 (en) * 2012-08-22 2015-09-22 Seagate Technology Llc Magnetic stack with separated contacts

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5555142A (en) * 1990-09-27 1996-09-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetic disk system
US5557491A (en) * 1994-08-18 1996-09-17 International Business Machines Corporation Two terminal single stripe orthogonal MR head having biasing conductor integral with the lead layers
JP2000276714A (ja) 1999-03-24 2000-10-06 Hitachi Ltd 電流で磁化を固定するスピンバルブセンサー
US6680827B2 (en) * 2000-08-07 2004-01-20 Tdk Corporation Dual spin valve CPP MR with flux guide between free layers thereof
JP3647736B2 (ja) * 2000-09-29 2005-05-18 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
US6714389B1 (en) * 2000-11-01 2004-03-30 Seagate Technology Llc Digital magnetoresistive sensor with bias

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