KR100671865B1

KR100671865B1 - Cpp structure magnetoresistive element and head slider

Info

Publication number: KR100671865B1
Application number: KR1020057005194A
Authority: KR
Inventors: 히로타카 오시마
Original assignee: 후지쯔 가부시끼가이샤
Priority date: 2005-03-25
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2007-01-22
Also published as: KR20050050662A

Abstract

CPP 구조 자기 저항 효과 소자(35)에서는, 자구 제어막(45)에 자기 저항 효과막(44)의 전단을 따라서 자기 저항 효과막(44)을 가로지르는 제1 영역(45a)이 형성된다. 제1 영역(45a)에서는 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계가 확립된다. 자기 저항 효과막(44)의 후단을 따라서 자기 저항 효과막(44)을 가로지르는 제2 자계 강도의 제2 영역(45b)이 형성된다. 제2 영역(45b)에서는 제1 자계 강도보다도 큰 제2 자계 강도로 제2 바이어스 자계가 확립된다. 제1 및 제2 자계 강도의 확립에 있어서, 제2 영역(45b)은 제1 영역(45a)보다도 큰 막 두께로 설정된다. 이러한 CPP 구조 자기 저항 효과 소자(35)에 따르면, 자기 저항 효과막(44)에는 큰 전류치로 센스 전류가 유통할 수 있다. 더구나, 자기 저항 효과막(44)에서는 충분한 감도가 확보될 수 있다. In the CPP structure magnetoresistive element 35, a first region 45a is formed in the magnetic domain control film 45 across the magnetoresistive film 44 along the front end of the magnetoresistive film 44. In the first region 45a, a first bias magnetic field of the first magnetic field strength is established. A second region 45b of the second magnetic field strength across the magnetoresistive film 44 is formed along the rear end of the magnetoresistive film 44. In the second region 45b, a second bias magnetic field is established with a second magnetic field strength greater than the first magnetic field strength. In establishing the first and second magnetic field strengths, the second region 45b is set to a larger film thickness than the first region 45a. According to the CPP structure magnetoresistive element 35, the sense current can flow through the magnetoresistive layer 44 at a large current value. Moreover, sufficient sensitivity can be secured in the magnetoresistive film 44.

Description

CPP structure magnetoresistive element and head slider {CPP STRUCTURE MAGNETORESISTIVE ELEMENT AND HEAD SLIDER}

본 발명은, 예컨대 스핀 밸브막(spin valve film)이나 터널 접합막(tunnel-junction film)과 같은 자기 저항 효과막(MR막)을 이용하는 자기 저항 효과 소자에 관한 것으로, 특히, 임의의 기층 표면에 적층(積層)되는 자기 저항 효과막에, 기층의 표면에 직교하는 수직 방향 성분을 갖는 센스 전류를 유통시키는 CPP(Current Perpendicular-to-the-Plane) 구조 자기 저항 효과 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a magnetoresistive element using a magnetoresistive effect film (MR film) such as, for example, a spin valve film or a tunnel-junction film, and in particular, to any substrate surface. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a CPP (Current Perpendicular-to-the-Plane) structure magnetoresistive element that distributes a sense current having a vertical component perpendicular to the surface of a base layer to a stacked magnetoresistive effect film.

매체 대향면(媒體對向面) 즉 공기 베어링 면(ABS;air bearing surface)에 면(面)하는 전단(前端)에서부터 소정의 길이로 후방으로 넓어지는 자기 저항 효과막은 널리 알려졌다. 이와 같은 자기 저항 효과막은 1쌍의 자구(磁區) 제어 하드막에 끼워진다. 자구 제어 하드막끼리의 사이에서는, 자기 저항 효과막을 가로지르는 1 방향을 따라서 바이어스(biasing) 자계가 확립된다. 이 바이어스 자계의 활동으로 자기 저항 효과막 내의 자유측 자성층에서는 소정의 방향으로 단자구화(單磁區化)가 실현된다. BACKGROUND OF THE INVENTION A magnetoresistive film that extends rearward to a predetermined length from a front face facing a medium facing surface, that is, an air bearing surface (ABS), has been widely known. Such a magnetoresistive effect film is sandwiched between a pair of magnetic domain control hard films. Between the magnetic domain control hard films, a biasing magnetic field is established along one direction across the magnetoresistive effect film. Due to the action of the bias magnetic field, the terminal structure is realized in a predetermined direction in the free side magnetic layer in the magnetoresistive effect film.

센스 전류의 유통은 자유측 자성층 내에 환상(環狀) 자계를 생성한다. 큰 전류치로 센스 전류가 유통되면, 환상 자계의 강도는 증대된다. 이렇게 해서 환상 자 계가 증대되면, 자유측 자성층 내에서는 환상으로 자화가 확립되어 버린다. 이렇게 해서 자유측 자성층에서 단자구화가 방해를 받으면, 기록 매체로부터 새어 나오는 신호 자계의 독출(讀出)에 있어서 소위 바르크하우젠 노이즈(Barkhausen noise)의 영향이 우려된다. The distribution of the sense current generates an annular magnetic field in the free side magnetic layer. When the sense current flows through a large current value, the strength of the cyclic magnetic field increases. In this way, when the annular magnetic field is increased, magnetization is established in an annular manner in the free side magnetic layer. In this way, when terminalization is disturbed in the free side magnetic layer, the influence of so-called Barkhausen noise in the reading of the signal magnetic field leaking out from the recording medium is concerned.

한편, 센스 전류의 증대에도 불구하고 충분히 바이어스 자계가 강화되면, 자유측 자성층 내에서 단자구화는 실현될 수 있다. 바이어스 자계와 환상 자계가 반대 방향으로 중합되더라도, 바이어스 자계의 작용으로 환상 자계는 상쇄될 수 있다. 그러나, 환상 자계의 일부와 바이어스 자계는 반드시 동일한 방향으로 중합된다. 자유측 자성층에 작용하는 자계는 지나치게 강화되어 버린다. 자유측 자성층에서는 자화의 회전은 방해를 받는다. 신호 자계의 독출에 있어서 자기 저항 효과막의 감도는 저하된다. On the other hand, if the bias magnetic field is sufficiently strengthened despite the increase in the sense current, the terminal configuration can be realized in the free side magnetic layer. Even if the bias magnetic field and the cyclic magnetic field are polymerized in opposite directions, the cyclic magnetic field can be canceled out by the action of the bias magnetic field. However, part of the cyclic magnetic field and the bias magnetic field necessarily polymerize in the same direction. The magnetic field acting on the free side magnetic layer is excessively strengthened. In the free magnetic layer, the rotation of the magnetization is disturbed. In reading the signal magnetic field, the sensitivity of the magnetoresistive film decreases.

특허문헌 1 : 일본 특허 공개 2002-171013호 공보Patent Document 1: Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-171013

본 발명은, 상기 실상에 감안하여 이루어진 것으로, 큰 전류치로 센스 전류를 유통시킬 수 있고, 더구나, 자기 저항 효과막에서 충분한 감도를 확보할 수 있는 CPP 구조 자기 저항 효과 소자를 제공하는 것을 목적으로 한다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described situation, and an object thereof is to provide a CPP structure magnetoresistive element capable of circulating a sense current at a large current value, and further securing sufficient sensitivity in a magnetoresistive effect film. .

상기 목적을 달성하기 위해서, 제1 발명에 따르면, 매체 대향면에 면(面)하는 전단에서부터 후방으로 넓어지는 자기 저항 효과막과, 매체 대향면에 면하는 전단에서부터 후방으로 넓어지면서 자기 저항 효과막을 끼우는 자구 제어막을 구비하고, 자구 제어막에는, 자기 저항 효과막의 전단을 따라서 자기 저항 효과막을 가로지르는 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계를 확립하는 제1 영역과, 자기 저항 효과막의 후단을 따라서 자기 저항 효과막을 가로지르는, 제1 자계 강도보다도 큰 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계를 확립하는 제2 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 CPP 구조 자기 저항 효과 소자가 제공된다. In order to achieve the above object, according to the first invention, the magnetoresistive film which extends rearward from the front end facing the medium facing surface, and the magnetoresistive film which extends rearward from the front end facing the medium facing surface A magnetic domain control film sandwiched therein, wherein the magnetic domain control film includes a first region for establishing a first bias magnetic field having a first magnetic field intensity across the magnetoresistive film along the front end of the magnetoresistive film, and along the rear end of the magnetoresistive film. A CPP structure magnetoresistive element is provided, wherein a second region is formed across the resistance effect film to establish a second bias magnetic field of a second magnetic field strength greater than the first magnetic field strength.

이러한 CPP 자기 저항 효과 소자에 따르면, 자기 저항 효과막의 후단측에서는, 전류 자계는 제2 바이어스 자계와 반대 방향으로 중합된다. 제2 바이어스 자계는 전류 자계를 상쇄한다. 그 결과, 자기 저항 효과막 내에서는 매체 대향면을 따라서 1 방향으로 단자구화는 실현될 수 있다. 한편, 자기 저항 효과막의 전단측에서는, 전류 자계는 제1 바이어스 자계와 동일한 방향으로 중합되므로, 자기 저항 효과막에 작용하는 신호 자계의 방향에 따라서 자기 저항 효과막에서 자화는 충분히 회전할 수 있다. 이렇게 해서 자기 저항 효과막의 자화가 회전하면, 자기 저항 효과막의 전기 저항은 크게 변화된다. 자기 저항 효과막에 공급되는 센스 전류에 기초하여, 전압의 레벨은 전기 저항의 변화에 따라서 변화된다. 이 레벨의 변화에 따라서 2치 정보(binary data)는 읽어들여질 수 있다. 즉, 자기 저항 효과막에는 큰 전류치로 센스 전류가 유통할 수 있다. 더구나, 자기 저항 효과막에서는 충분한 감도가 확보될 수 있다. According to this CPP magnetoresistive element, on the rear end side of the magnetoresistive effect film, the current magnetic field is polymerized in the direction opposite to the second bias magnetic field. The second bias magnetic field cancels the current magnetic field. As a result, in the magnetoresistive film, terminalization can be realized in one direction along the medium facing surface. On the other hand, on the front end side of the magnetoresistive film, the current magnetic field is polymerized in the same direction as the first bias magnetic field, so that magnetization can be sufficiently rotated in the magnetoresistive film according to the direction of the signal magnetic field acting on the magnetoresistive effect film. When the magnetization of the magnetoresistive film is rotated in this way, the electric resistance of the magnetoresistive film is greatly changed. Based on the sense current supplied to the magnetoresistive effect film, the level of the voltage changes in accordance with the change in the electrical resistance. Binary data can be read in accordance with this level change. That is, the sense current can flow through the magnetoresistive film at a large current value. Moreover, sufficient sensitivity can be secured in the magnetoresistive effect film.

제1 및 제2 바이어스 자계의 확립에 있어서, 자구 제어막의 제2 영역은 자구 제어막의 제1 영역보다도 큰 막 두께로 설정되면 좋다. 이렇게 해서, 제2 자계 강도는 제1 자계 강도보다도 크게 설정될 수 있다. In establishing the first and second bias magnetic fields, the second region of the magnetic domain control film may be set to a larger film thickness than the first region of the magnetic domain control film. In this way, the second magnetic field strength can be set larger than the first magnetic field strength.

제1 및 제2 바이어스 자계의 확립에 있어서, 자구 제어막에는, 제1 잔류 자속 밀도를 갖는 제1 조성 재료로 구성되는 제1 영역과, 제1 잔류 자속 밀도보다도 큰 제2 잔류 자속 밀도를 갖는 제2 조성 재료로 구성되는 제2 영역이 형성되더라도 좋다. 이러한 제1 및 제2 조성 재료에 따르면, 자구 제어막에서는 제2 자계 강도는 제1 자계 강도보다도 크게 설정될 수 있다. In establishing the first and second bias magnetic fields, the magnetic domain control film has a first region composed of a first composition material having a first residual magnetic flux density, and a second residual magnetic flux density greater than the first residual magnetic flux density. A second region composed of the second composition material may be formed. According to such first and second composition materials, in the magnetic domain control film, the second magnetic field strength can be set larger than the first magnetic field strength.

제1 및 제2 바이어스 자계의 확립에 있어서, 표면에서 상기 자구 제어막의 제1 영역을 수용하고, 그 제1 영역에서 결정립(結晶粒)의 입자 지름을 제어하는 제1 기초층과, 표면에서 상기 자구 제어막의 제2 영역을 수용하고, 그 제2 영역에서 결정립의 입자 지름을 제어하는 제2 기초층이 형성되어도 좋다. 이러한 기초층의 작용으로, 자구 제어막에서는 제1 및 제2 영역의 잔류 자화 밀도는 제어될 수 있다. 그 결과, 제2 자계 강도는 제1 자계 강도보다도 크게 설정될 수 있다. In establishing the first and second bias magnetic fields, a first base layer for accommodating the first region of the magnetic domain control film on the surface and controlling the particle diameter of the crystal grains in the first region; A second base layer may be formed that accommodates the second region of the magnetic domain control film and controls the particle diameter of the crystal grains in the second region. By the action of this base layer, in the magnetic domain control film, the residual magnetization density of the first and second regions can be controlled. As a result, the second magnetic field strength can be set larger than the first magnetic field strength.

제1 및 제2 바이어스 자계의 확립에 있어서, 자구 제어막의 후단은 자기 저항 효과막의 후단보다도 후방에 배치되더라도 좋다. In establishing the first and second bias magnetic fields, the rear end of the magnetic domain control film may be disposed behind the rear end of the magnetoresistive effect film.

제2 발명에 따르면, 매체 대향면에 면하는 전단에서부터 후방으로 넓어지는 자기 저항 효과막과, 매체 대향면에 면하는 전단에서부터 후방으로 넓어지면서 자기 저항 효과막을 끼우는 자구 제어막을 구비하고, 자구 제어막에는, 자기 저항 효과막의 전단을 따라서 자기 저항 효과막을 가로지르는 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계를 확립하는 제1 영역과, 자기 저항 효과막의 후단을 따라서 자기 저항 효과막을 가로지르는, 제1 자계 강도보다도 작은 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계를 확립하는 제2 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 CPP 구조 자기 저항 효과 소자가 제공된다. According to the second aspect of the present invention, there is provided a magneto-resistive effect film that extends rearward from the front end facing the medium opposing surface, and a magnetic domain control film that sandwiches the magneto-resistive effect film widened backward from the front end facing the medium opposing face, and includes a magnetic domain control film. Includes a first region for establishing a first bias magnetic field of a first magnetic field strength across the magnetoresistive film along the front end of the magnetoresistive film, and a first magnetic field strength across the magnetoresistive film along the rear end of the magnetoresistive film; A CPP structure magnetoresistance effect element is provided, characterized in that a second region for establishing a second bias magnetic field having a smaller second magnetic field strength is formed.

이러한 CPP 자기 저항 효과 소자에 따르면, 자기 저항 효과막의 전단측에서는, 전류 자계는 제1 바이어스 자계와 반대 방향으로 중합된다. 제1 바이어스 자계는 전류 자계를 상쇄한다. 그 결과, 자기 저항 효과막 내에서는 매체 대향면을 따라서 1 방향으로 단자구화는 실현될 수 있다. 한편, 자기 저항 효과막의 후단측에서는, 전류 자계는 제2 바이어스 자계와 동일한 방향으로 중합되므로, 자기 저항 효과막에 작용하는 신호 자계의 방향에 따라서 자기 저항 효과막에서 자화는 충분히 회전할 수 있다. 이렇게 해서 자기 저항 효과막의 자화가 회전하면, 자기 저항 효과막의 전기 저항은 크게 변화된다. 자기 저항 효과막에 공급되는 센스 전류에 기초하여, 전압의 레벨은 전기 저항의 변화에 따라서 변화된다. 이 레벨의 변화에 따라서 2치 정보는 읽어들일 수 있다. 즉, 자기 저항 효과막에는 큰 전류치로 센스 전류가 유통할 수 있다. 더구나, 자기 저항 효과막에서는 충분한 감도가 확보될 수 있다. According to this CPP magnetoresistive element, at the front end side of the magnetoresistive effect film, the current magnetic field is polymerized in the opposite direction to the first bias magnetic field. The first bias magnetic field cancels the current magnetic field. As a result, in the magnetoresistive film, terminalization can be realized in one direction along the medium facing surface. On the other hand, at the rear end side of the magnetoresistive film, the current magnetic field is polymerized in the same direction as the second bias magnetic field, so that magnetization can be sufficiently rotated in the magnetoresistive film according to the direction of the signal magnetic field acting on the magnetoresistive effect film. When the magnetization of the magnetoresistive film is rotated in this way, the electric resistance of the magnetoresistive film is greatly changed. Based on the sense current supplied to the magnetoresistive effect film, the level of the voltage changes in accordance with the change in the electrical resistance. As the level changes, the binary information can be read. That is, the sense current can flow through the magnetoresistive film at a large current value. Moreover, sufficient sensitivity can be secured in the magnetoresistive effect film.

이와 같은 제1 및 제2 자계의 확립에 있어서, 자구 제어막의 제2 영역은 자구 제어막의 제1 영역보다도 작은 막 두께로 설정되면 된다. 마찬가지로, 자구 제어막에는, 제1 잔류 자속 밀도를 갖는 제1 조성 재료로 구성되는 제1 영역과, 제1 잔류 자속 밀도보다도 큰 제2 잔류 자속 밀도를 갖는 제2 조성 재료로 구성되는 제2 영역이 형성되어도 좋다. 또한, 표면에서 자구 제어막의 제1 영역을 수용하고, 그 제1 영역에서 결정립의 입자 지름을 제어하는 제1 기초층과, 표면에서 자구 제어막의 제2 영역을 수용하고, 그 제2 영역에서 결정립의 입자 지름을 제어하는 제2 기초층이 형성되어도 좋다. In establishing such first and second magnetic fields, the second region of the magnetic domain control film may be set to a film thickness smaller than the first region of the magnetic domain control film. Similarly, the magnetic domain control film has a first region composed of a first composition material having a first residual magnetic flux density, and a second region composed of a second composition material having a second residual magnetic flux density greater than the first residual magnetic flux density. May be formed. Further, the first base layer accommodates the first region of the magnetic domain control film at the surface, and controls the particle diameter of the crystal grains at the first region, and the second region of the magnetic domain control film at the surface, and the crystal grains at the second region. The 2nd base layer which controls the particle diameter of may be formed.

이상과 같은 CPP 구조 자기 저항 효과 소자는 예컨대 헤드 슬라이더에 내장되어 이용될 수 있다. 헤드 슬라이더는 예컨대 하드디스크 구동 장치와 같은 자기 기록 매체 구동 장치에 내장되어 사용된다. The CPP structure magnetoresistive element as described above can be used, for example, built in the head slider. The head slider is used in a magnetic recording medium drive device such as a hard disk drive device.

도 1은 자기 기록 매체 구동 장치의 한 구체예 즉 하드디스크 구동 장치(HDD)의 구조를 개략적으로 도시하는 평면도이다. Fig. 1 is a plan view schematically showing the structure of a specific example of a magnetic recording medium drive device, that is, a hard disk drive device (HDD).

도 2는 한 구체예에 따른 부상(浮上) 헤드 슬라이더의 구조를 개략적으로 도시하는 확대 사시도이다. 2 is an enlarged perspective view schematically showing the structure of the floating head slider according to one embodiment.

도 3은 부상면에서 관찰되는 독출 기록 헤드의 모습을 개략적으로 도시하는 정면도이다. 3 is a front view schematically showing the appearance of the read recording head observed on the floating surface.

도 4는 CPP 구조 자기 저항 효과(MR) 판독 소자의 구조를 개략적으로 도시하는 확대 정면도이다. 4 is an enlarged front view schematically showing the structure of a CPP structure magnetoresistive effect (MR) reading element.

도 5는 도 3의 5-5선을 따른 확대 부분 단면도이다. FIG. 5 is an enlarged partial cross-sectional view taken along line 5-5 of FIG. 3.

도 6은 도 3의 6-6선을 따른 확대 부분 단면도이다. 6 is an enlarged partial cross-sectional view taken along line 6-6 of FIG.

도 7은 센스 전류에 기초하여 자유측 자성층 내에서 생성되는 자계의 모습을 개략적으로 도시하는 모식도이다. FIG. 7 is a schematic diagram schematically showing a state of a magnetic field generated in a free side magnetic layer based on a sense current. FIG.

도 8은 센스 전류에 기초하여 자유측 자성층 내에서 제어되는 자화의 방향을 개략적으로 도시하는 모식도이다. 8 is a schematic diagram schematically showing the direction of magnetization controlled in the free side magnetic layer based on the sense current.

도 9는 자구 제어 하드막의 막 두께와 바이어스 자계와의 관계를 나타내는 그래프이다. 9 is a graph showing the relationship between the film thickness of the magnetic domain control hard film and the bias magnetic field.

도 10은 도 5에 대응하며, 제1 실시형태의 한 변형예에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 10 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to one modification of the first embodiment.

도 11은 도 5에 대응하며, 제2 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 11 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to the second embodiment. FIG.

도 12는 도 5에 대응하며, 제2 실시형태의 한 변형예에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 12 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to one modification of the second embodiment.

도 13은 도 5에 대응하며, 제3 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 13 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to the third embodiment.

도 14는 도 5에 대응하며, 제4 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 14 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR read device according to the fourth embodiment.

도 15는 도 5에 대응하며, 제4 실시형태의 한 변형예에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 15 is an enlarged fragmentary sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to one modification of the fourth embodiment.

도 16은 도 5에 대응하며, 제5 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 16 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to the fifth embodiment.

도 17은 도 6에 대응하며, 제5 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. 17 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 6 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to the fifth embodiment.

도 18은 도 5에 대응하며, 제6 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. 18 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR read device according to the sixth embodiment.

도 19는 도 6에 대응하며, 제6 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 19 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 6 and showing a part of the CPP structure MR read device according to the sixth embodiment.

도 20은 센스 전류에 기초하여 자유측 자성층 내에서 생성되는 자계의 모습을 개략적으로 도시하는 모식도이다. 20 is a schematic diagram schematically showing a state of the magnetic field generated in the free side magnetic layer based on the sense current.

도 21은 도 5에 대응하며, 제6 실시형태의 한 변형예에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 21 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to one modification of the sixth embodiment.

도 22는 도 5에 대응하며, 제7 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 22 is an enlarged partial sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR readout element according to the seventh embodiment.

도 23은 도 5에 대응하며, 제7 실시형태의 한 변형예에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 23 is an enlarged fragmentary sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to one modification of the seventh embodiment.

도 24는 도 5에 대응하며, 제8 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 24 is an enlarged fragmentary sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to the eighth embodiment.

도 25는 도 5에 대응하며, 제9 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 25 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR read device according to the ninth embodiment.

도 26은 도 5에 대응하며, 제9 실시형태의 한 변형예에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자의 일부를 도시하는 확대 부분 단면도이다. FIG. 26 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of the CPP structure MR reading element according to one modification of the ninth embodiment.

이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 한 실시형태를 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, one Embodiment of this invention is described, referring an accompanying drawing.

도 1은 자기 기록 매체 구동 장치의 한 구체예 즉 하드디스크 구동 장치(HDD)(11)의 내부 구조를 개략적으로 도시한다. 이 HDD(11)는 예컨대 평평한 직방체(直方體)의 내부 공간을 구획하는 상자형 몸체 본체(12)를 갖춘다. 수용 공간에는, 기록 매체로서의 1장 이상의 자기 디스크(13)가 수용되더라도 좋다. 자기 디스 크(13)는 스핀들 모터(spindle motor;14)의 회전축에 장착된다. 스핀들 모터(14)는 예컨대 7200 rpm이나 10000 rpm과 같은 고속도로 자기 디스크(13)를 회전시킬 수 있다. 몸체 본체(12)에는 몸체 본체(12)와의 사이에서 수용 공간을 밀폐하는 덮개 즉 커버(도시되지 않음)가 결합된다. Fig. 1 schematically shows the internal structure of one specific example of the magnetic recording medium drive device, that is, the hard disk drive device (HDD) 11. This HDD 11 is provided with the box-shaped body main body 12 which partitions the internal space of a flat rectangular parallelepiped, for example. One or more magnetic disks 13 as a recording medium may be accommodated in the accommodation space. The magnetic disk 13 is mounted to the rotating shaft of the spindle motor (14). The spindle motor 14 can rotate a highway magnetic disk 13 such as, for example, 7200 rpm or 10000 rpm. The body main body 12 is coupled to a cover (not shown) that seals the accommodation space between the body main body 12.

수용 공간에는 헤드 액츄에이터(head actuator;15)가 또 수용되더라도 좋다. 이 헤드 액츄에이터(15)는 수직 방향으로 연장되는 지지축(16)에 회전이 자유롭게 연결된다. 헤드 액츄에이터(15)는 지지축(16)으로부터 수평 방향으로 연장되는 복수의 액츄에이터 아암(actuator arm;17)과, 각 액츄에이터 아암(17)의 선단(先端)에 부착되어 액츄에이터 아암(17)에서 전방으로 연장되는 헤드 서스펜션 어셈블리(head suspension assembly;18)를 구비한다. 액츄에이터 아암(17)은 자기 디스크(13)의 표면 및 이면마다 설치된다.A head actuator 15 may be further accommodated in the accommodation space. The head actuator 15 is rotatably connected to a support shaft 16 extending in the vertical direction. The head actuator 15 is attached to a plurality of actuator arms 17 extending in the horizontal direction from the support shaft 16 and to the distal end of each actuator arm 17 to be forward at the actuator arms 17. And a head suspension assembly 18 extending therefrom. The actuator arm 17 is provided for each of the front and rear surfaces of the magnetic disk 13.

헤드 서스펜션 어셈블리(18)는 로드 빔(load beam;19)을 갖춘다. 로드 빔(19)은 소위 탄성 굴곡 영역에서 액츄에이터 아암(17)의 전단에 연결된다. 탄성 굴곡 영역의 작용으로, 로드 빔(19)의 전단에는 자기 디스크(13)의 표면으로 향하여 소정의 압박력이 작용한다. 로드 빔(19)의 전단에는 부상 헤드 슬라이더(flying head slider;21)가 지지된다. 부상 헤드 슬라이더(21)는 자세 변화가 자유롭게 로드 빔(19)에 고정되는 짐벌(jimbal;도시되지 않음)에 수용되더라도 좋다. The head suspension assembly 18 has a load beam 19. The load beam 19 is connected to the front end of the actuator arm 17 in the so-called elastic flexure region. By the action of the elastic bending region, a predetermined pressing force is applied to the front surface of the magnetic beam 13 at the front end of the load beam 19. A flying head slider 21 is supported at the front end of the load beam 19. The floating head slider 21 may be accommodated in a gimbal (not shown) in which posture change is freely fixed to the load beam 19.

자기 디스크(13)의 회전에 기초하여 자기 디스크(13)의 표면에서 기류(氣流)가 생성되면, 후술하는 것과 같이, 기류의 작용으로 부상 헤드 슬라이더(21)에는 정압 즉 부력 및 부압이 작용한다. 부력 및 부압과 로드 빔(19)의 압박력이 균형이 잡힘으로써 자기 디스크(13)의 회전 중에 비교적 높은 강성으로 부상 헤드 슬라이더(21)는 계속해서 부상할 수 있다. When airflow is generated on the surface of the magnetic disk 13 based on the rotation of the magnetic disk 13, as described below, the floating head slider 21 acts as a positive pressure, that is, a buoyancy force and a negative pressure, by the action of the airflow. . As the buoyancy and negative pressure and the pressing force of the load beam 19 are balanced, the floating head slider 21 can continue to float with relatively high rigidity during the rotation of the magnetic disk 13.

액츄에이터 아암(17)에는 예컨대 보이스 코일 모터(VCM;voice coil motor)와 같은 동력원(22)이 접속된다. 이 동력원(22)의 작용으로 액츄에이터 아암(17)은 지지축(16) 주위에서 회전할 수 있다. 이러한 액츄에이터 아암(17)의 회전에 기초하여 헤드 서스펜션 어셈블리(18)의 이동은 실현된다. 부상 헤드 슬라이더(21)의 부상 중에 지지축(16) 주위에서 액츄에이터 아암(17)이 요동하면, 부상 헤드 슬라이더(21)는 반경 방향으로 자기 디스크(13)의 표면을 가로지를 수 있다. 이러한 이동에 기초하여 부상 헤드 슬라이더(21)는 원하는 기록 트랙에 위치를 결정한다. The actuator arm 17 is connected to a power source 22 such as, for example, a voice coil motor (VCM). The action of this power source 22 allows the actuator arm 17 to rotate about the support shaft 16. The movement of the head suspension assembly 18 is realized based on this rotation of the actuator arm 17. If the actuator arm 17 swings around the support shaft 16 during the floating of the floating head slider 21, the floating head slider 21 can traverse the surface of the magnetic disk 13 in the radial direction. Based on this movement, the floating head slider 21 determines the position on the desired recording track.

도 2는 부상 헤드 슬라이더(21)의 한 구체예를 나타낸다. 이 부상 헤드 슬라이더(21)는 예컨대 평평한 직방체로 형성되는 슬라이더 본체(23)를 갖춘다. 이 슬라이더 본체(23)는 매체 대향면 즉 부상면(浮上面;24)으로 자기 디스크(13)에 마주 향한다. 부상면(24)에는 평탄한 베이스면 즉 기준면이 규정된다. 자기 디스크(13)가 회전하면, 슬라이더 본체(23)의 전단에서 후단으로 향하여 부상면(24)에는 기류(25)가 작용한다. 슬라이더 본체(23)는 예컨대 Al₂O₃-TiC(알틱)제의 모재(23a)와, 이 모재(23a)의 공기 유출측 단부면에 적층(積層)되며, Al₂O₃(알루미나)로 구성되는 헤드 소자 내장막(內藏膜;23b)으로 구성되면 된다. 2 shows one embodiment of the floating head slider 21. This floating head slider 21 has a slider body 23 formed of, for example, a flat rectangular parallelepiped. The slider main body 23 faces the magnetic disk 13 on the medium facing surface, that is, the floating surface 24. The floating surface 24 is defined with a flat base surface, that is, a reference surface. When the magnetic disk 13 rotates, the airflow 25 acts on the floating surface 24 from the front end to the rear end of the slider main body 23. The slider body 23 is, for example, laminated on a base material 23a made of Al ₂ O ₃ -TiC (altic) and an air outlet side end face of the base material 23a, and made of Al ₂ O ₃ (alumina). What is necessary is just to consist of the head element internal film 23b comprised.

슬라이더 본체(23)의 부상면(24)에는 전술한 기류(25)의 상류측 즉 공기 유입측에서 베이스면으로부터 기립하는 1 라인의 프론트 레일(front rail;26)과, 기 류(25)의 하류측 즉 공기 유출측에서 베이스면으로부터 기립하는 리어 레일(rear rail;27)이 형성된다. 프론트 레일(26) 및 리어 레일(27)의 정상면에는 소위 ABS(공기 베어링 면)(28, 29)이 규정된다. ABS(28, 29)의 공기 유입단은 단차(段差;31, 32)로 레일(26, 27)의 정상면에 접속된다. The floating surface 24 of the slider main body 23 is provided with one line of front rails 26 standing up from the base surface on the upstream side of the air flow 25, that is, the air inflow side, and the air flow 25. On the downstream side, that is, on the air outlet side, a rear rail 27 standing up from the base surface is formed. So-called ABS (air bearing surfaces) 28 and 29 are defined on the top surfaces of the front rail 26 and the rear rail 27. The air inlet end of the ABS 28, 29 is connected to the top surfaces of the rails 26, 27 with steps 31, 32.

자기 디스크(13)의 회전에 기초하여 생성되는 기류(25)는 부상면(24)에 수용되더라도 좋다. 이 때, 단차(31, 32)의 작용으로 ABS(28, 29)에는 비교적으로 큰 정압 즉 부력이 생성된다. 더구나, 프론트 레일(26)의 후방 즉 배후에는 큰 부압이 생성된다. 이들 부력 및 부압의 밸런스에 기초하여 부상 헤드 슬라이더(21)의 부상 자세는 확립된다. The airflow 25 generated based on the rotation of the magnetic disk 13 may be accommodated in the floating surface 24. At this time, a relatively large positive pressure, i.e., buoyancy, is generated in the ABS 28 and 29 by the action of the steps 31 and 32. Moreover, a large negative pressure is generated behind, or behind, the front rail 26. The floating posture of the floating head slider 21 is established based on the balance of these buoyancy and negative pressure.

슬라이더 본체(23)에는 전자 변환 소자 즉 독출 기록 헤드 소자(33)가 탑재된다. 이 독출 기록 헤드 소자(33)는 슬라이더 본체(23)의 헤드소자 내장막(23b) 내에 매립된다. 독출 기록 헤드 소자(33)의 독출 갭(gap)이나 기록 갭은 리어 레일(27)의 ABS(29)에서 노출된다. 다만, ABS(29)의 표면에는 독출 기록 헤드(33)의 전단에 덮어씌우는 DLC(다이아몬드 라이크 카본;diamond like carbon) 보호막이 형성되더라도 좋다. 독출 기록 헤드 소자(33)의 상세한 것은 후술된다. 한편, 부상 헤드 슬라이더(21)의 형태는 이와 같은 형태에 한정되는 것은 아니다. The slider main body 23 is equipped with an electron conversion element, that is, a read recording head element 33. The read recording head element 33 is embedded in the head element internal film 23b of the slider main body 23. A read gap or a write gap of the read write head element 33 is exposed at the ABS 29 of the rear rail 27. However, a DLC (diamond like carbon) protective film may be formed on the surface of the ABS 29 to cover the front end of the read recording head 33. Details of the read recording head element 33 will be described later. In addition, the form of the floating head slider 21 is not limited to such a form.

도 3은 부상면(24)의 모습을 상세히 도시한다. 독출 기록 헤드 소자(33)는 박막 자기 헤드 즉 유도 기록 헤드 소자(34)와 CPP 구조 전자 변환 소자 즉 CPP 구조 자기 저항 효과(MR) 판독 소자(35)를 구비한다. 유도 기록 헤드 소자(34)는 주지된 바와 같이, 예컨대 도전(導電) 코일 패턴(도시되지 않음)에서 생기는 자계를 이용하여 자기 디스크(13)에 2치(bit) 정보를 기록할 수 있다. CPP 구조 MR 판독 소자(35)는 주지된 바와 같이, 자기 디스크(13)로부터 작용하는 자계에 따라서 변화되는 저항에 기초하여 2치 정보를 검출할 수 있다. 유도 기록 헤드 소자(34) 및 CPP 구조 MR 판독 소자(35)는 전술한 헤드 소자 내장막(23b)의 상측 반층 즉 오버코트막(overcoat film)을 구성하는 Al₂O₃(알루미나)막(36)과, 하측 반층 즉 언더코트막(undercoat film)을 구성하는 Al₂O₃(알루미나)막(37) 사이에 끼워진다. 3 shows the appearance of the floating surface 24 in detail. The read recording head element 33 includes a thin film magnetic head, that is, an induction recording head element 34, and a CPP structure electron conversion element, that is, a CPP structure magnetoresistive effect (MR) reading element 35. As is known, the inductive recording head element 34 can record binary information on the magnetic disk 13 by using a magnetic field generated in, for example, a conductive coil pattern (not shown). As is well known, the CPP structure MR reading element 35 can detect binary information based on a resistance that changes in accordance with a magnetic field acting from the magnetic disk 13. The inductive recording head element 34 and the CPP structure MR reading element 35 are an Al ₂ O ₃ (alumina) film 36 constituting an upper half layer, that is, an overcoat film, of the above-described head element internal film 23b. And an Al ₂ O ₃ (alumina) film 37 constituting the lower half layer, that is, an undercoat film.

유도 기록 헤드 소자(34)는 ABS(29)로 전단을 노출시키는 상부 자극층(磁極層;38)과, 마찬가지로 ABS(29)로 전단을 노출시키는 하부 자극층(39)을 구비한다. 상부 및 하부 자극층(38, 39)은 예컨대 FeN이나 NiFe로 형성되면 된다. 상부 및 하부 자극층(38, 39)은 협동하여 유도 기록 헤드 소자(34)의 자성 코어(core)를 구성한다. 상부 및 하부 자극층(38, 39) 사이에는 예컨대 Al₂O₃(알루미나)제의 비자성 갭층(41)이 끼워진다. 주지된 바와 같이, 도전 코일 패턴으로 자계가 생기면, 비자성 갭층(41)의 작용으로, 상부 자극층(38)과 하부 자극층(39)을 오가는 자속은 부상면(24)으로부터 새어 나온다. 이렇게 해서 새어 나오는 자속이 기록 자계(갭 자계)를 형성한다. The induction recording head element 34 is provided with an upper magnetic pole layer 39 exposing the front end to the ABS 29 and a lower magnetic pole layer 39 exposing the front end to the ABS 29 as well. The upper and lower magnetic pole layers 38 and 39 may be formed of, for example, FeN or NiFe. The upper and lower magnetic pole layers 38 and 39 cooperate to form a magnetic core of the inductive recording head element 34. A nonmagnetic gap layer 41 made of, for example, Al ₂ O ₃ (alumina) is sandwiched between the upper and lower magnetic pole layers 38 and 39. As is known, when a magnetic field is generated in the conductive coil pattern, the magnetic flux between the upper magnetic pole layer 38 and the lower magnetic pole layer 39 leaks out from the floating surface 24 by the action of the nonmagnetic gap layer 41. In this way, the leaking magnetic flux forms a recording magnetic field (gap magnetic field).

CPP 구조 MR 판독 소자(35)는 알루미나막(37) 즉 기초 절연층의 표면을 따라서 넓어지는 하측 전극(42)을 갖춘다. 하측 전극(42)은 도전성(導電性)을 갖출 뿐만 아니라 동시에 연자성(軟磁性)을 갖추더라도 좋다. 하측 전극(42)이 예컨대 퍼멀로이(NiFe 합금)와 같은 도전성의 연자성체로 구성되면, 하측 전극(42)은 동시에 CPP 구조 MR 판독 소자(35)의 하부 실드층(shielding layer)으로서 기능할 수 있다. The CPP structure MR readout element 35 has an alumina film 37, i.e., a lower electrode 42 widening along the surface of the basic insulating layer. The lower electrode 42 may not only be conductive, but also may be soft magnetic. If the lower electrode 42 is made of a conductive soft magnetic material such as permalloy (NiFe alloy), for example, the lower electrode 42 can function as a lower shielding layer of the CPP structure MR readout element 35 at the same time. .

하측 전극(42)의 표면에는 1 평탄화면(平坦化面;43)이 규정된다. 1 평탄화면(43) 상에는 전자 변환막 즉 자기 저항 효과(MR)막(44)이 적층된다. 이 MR막(44)은, 매체 대향면 즉 ABS(29)에 면하는 전단에서부터 하측 전극(42)의 표면을 따라서 후방으로 넓어진다. 하측 전극(42)은 적어도 ABS(29)로 노출되는 전단에서 MR막(44)의 하측 경계면(44a)에 접촉한다. 이렇게 해서 MR막(44)과 하측 전극(42) 사이에는 전기적 접속이 확립된다. MR막(44)의 상세한 것은 후술된다. One flat screen 43 is defined on the surface of the lower electrode 42. An electron conversion film, that is, a magnetoresistive effect (MR) film 44, is stacked on one flat screen 43. The MR film 44 extends backward along the surface of the lower electrode 42 from the front surface facing the medium, that is, the ABS 29. The lower electrode 42 contacts the lower boundary surface 44a of the MR film 44 at least at the front end exposed to the ABS 29. In this way, an electrical connection is established between the MR film 44 and the lower electrode 42. The details of the MR film 44 will be described later.

마찬가지로, 평탄화면(43) 상에서는, ABS(29)를 따라서 연장되는 1쌍의 자구 제어막 즉 자구 제어 하드막(45)이 형성된다. 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43) 상에서 ABS(29)를 따라서 MR막(44)을 끼운다. 자구 제어 하드막(45)은 예컨대 CoPt나 CoCrPt와 같은 금속 재료로 형성되면 좋다. 자구 제어 하드막(45)끼리의 사이에서는 MR막(44)을 가로지르는 1 방향을 따라서 바이어스 자계는 확립된다. 이러한 자구 제어 하드막(45)의 자화에 기초하여 바이어스 자계가 형성되면, MR막(44) 내에서 자유측 자성층(free layer)의 자화 방향은 제어된다. 자구 제어 하드막(45)의 상세한 것은 후술된다. Similarly, on the flat screen 43, a pair of magnetic domain control films, that is, magnetic domain control hard films 45, which extend along the ABS 29 are formed. The magnetic domain control hard film 45 sandwiches the MR film 44 along the ABS 29 on the flat screen 43. The magnetic domain control hard film 45 may be formed of a metal material such as CoPt or CoCrPt, for example. A bias magnetic field is established between the magnetic domain control hard films 45 with respect to one direction crossing the MR film 44. When the bias magnetic field is formed based on the magnetization of the magnetic domain control hard film 45, the magnetization direction of the free layer magnetic layer in the MR film 44 is controlled. The details of the magnetic domain control hard film 45 will be described later.

MR막(44)의 상측 경계면(44b)에는 상측 단자편(端子片;46)이 형성된다. 이 상측 단자편(46)은 평탄화면(43)의 위에서 넓어지는 피복 절연막(47)에 매립된다. 이 피복 절연막(47)은 하측 전극(42)과의 사이에 자구 제어 하드막(45)을 끼운다. 피복 절연막(47) 중에서 상측 단자편(46)은 ABS(29)에 인접하여 노출된다. An upper terminal piece 46 is formed on the upper boundary surface 44b of the MR film 44. The upper terminal piece 46 is embedded in the covering insulating film 47 widening on the flat screen 43. The cover insulating film 47 sandwiches the magnetic domain control hard film 45 between the lower electrode 42. The upper terminal piece 46 of the covering insulating film 47 is exposed adjacent to the ABS 29.

상측 단자편(46) 및 피복 절연층(47)의 표면에는 상측 전극(48)이 넓어진다. 상측 전극(48)에는 적어도 ABS(29)로 노출되는 전단에서 상측 단자편(46)에 접촉한다. 이렇게 해서 MR막(44)과 상측 전극(48) 사이에는 전기적 접속이 확립된다. 상측 전극(48)이 예컨대 퍼멀로이(NiFe 합금)와 같은 도전성의 연자성체로 구성되면, 상측 전극(48)은 동시에 CPP 구조 MR 판독 소자(35)의 상부 실드층으로서 기능할 수 있다. The upper electrode 48 is widened on the surface of the upper terminal piece 46 and the covering insulating layer 47. The upper electrode 48 is in contact with the upper terminal piece 46 at least at the front end exposed by the ABS 29. In this way, an electrical connection is established between the MR film 44 and the upper electrode 48. If the upper electrode 48 is made of a conductive soft magnetic material such as, for example, a permalloy (NiFe alloy), the upper electrode 48 can simultaneously function as an upper shield layer of the CPP structure MR readout element 35.

도 4는 MR막(44)의 한 구체예를 도시한다. 이 MR막(44)은 소위 스핀 밸브막으로 구성된다. 즉, MR막(44)에서는, Ta 기초층(51), 자화 방향 구속층(pinning layer) 즉 반강자성층(52), 고정측 자성층(pinned layer)(53), 중간 도전층(54), 자유측 자성층(55) 및 도전 보호층(56)이 순서대로 겹쳐진다. 반강자성층(52)의 작용에 따라서 고정측 자성층(53)의 자화는 1 방향으로 고정된다. 여기서, 반강자성층(52)은 예컨대 IrMn이나 PdPtMn과 같은 반강자성 합금 재료로 형성되면 좋다. 고정측 자성층(53)은 예컨대 CoFe와 같은 강자성 재료로 형성되면 좋다. 중간 도전층(54)은 예컨대 Cu층으로 구성되면 좋다. 자유측 자성층(55)은, 예컨대 중간 도전층(54)의 표면에 적층되는 NiFe층(55a)과, NiFe층(55a)의 표면에 적층되는 CoFe층(55b)으로 구성되면 좋다. 도전 보호층(56)은 예컨대 Au층이나 Pt층으로 구성되면 좋다. 4 shows one specific example of the MR film 44. This MR film 44 is composed of a so-called spin valve film. That is, in the MR film 44, the Ta base layer 51, the magnetization direction pinning layer, that is, the antiferromagnetic layer 52, the fixed side pinned layer 53, the intermediate conductive layer 54, The free side magnetic layer 55 and the conductive protective layer 56 overlap in order. According to the action of the anti-ferromagnetic layer 52, the magnetization of the fixed side magnetic layer 53 is fixed in one direction. Here, the antiferromagnetic layer 52 may be formed of an antiferromagnetic alloy material such as IrMn or PdPtMn. The fixed magnetic layer 53 may be formed of a ferromagnetic material such as CoFe. The intermediate conductive layer 54 may be composed of, for example, a Cu layer. The free side magnetic layer 55 may be composed of, for example, a NiFe layer 55a laminated on the surface of the intermediate conductive layer 54 and a CoFe layer 55b laminated on the surface of the NiFe layer 55a. The conductive protective layer 56 may be composed of, for example, an Au layer or a Pt layer.

그 밖에, MR막(44)에는, 소위 터널 접합막이 이용되더라도 좋다. 터널 접합막에서는, 전술한 중간 도전층(54) 대신에, 고정측 자성층(53)과 자유측 자성층 (55) 사이에 중간 절연층이 끼워지면 좋다. 이와 같은 중간 절연층은 예컨대 Al₂O₃으로 구성되면 좋다. In addition, a so-called tunnel junction film may be used for the MR film 44. In the tunnel junction film, instead of the intermediate conductive layer 54 described above, the intermediate insulating layer may be sandwiched between the fixed side magnetic layer 53 and the free side magnetic layer 55. Such intermediate insulating layer may be composed of, for example, Al ₂ O ₃ .

도 5는 본 발명의 제1 실시형태에 따른 CPP 구조 자기 저항 효과(MR) 판독 소자(35)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 CPP 구조 MR 판독 소자(35)에서, 자구 제어 하드막(45)에는 제1 영역(45a)과 제2 영역(45b)이 형성된다. 제2 영역(45b)은 제1 영역(45a)보다도 큰 막 두께로 설정된다. 여기서는, 자구 제어 하드막(45)의 막 두께는 예컨대 전단에서 후단에 걸쳐 서서히 증대되면 좋다. 즉, 자구 제어 하드막(45)의 표면에는 평탄화면(43)에 대하여 경사지는 경사면이 형성되면 좋다. 5 schematically shows the structure of a CPP structure magnetoresistive effect (MR) reading element 35 according to the first embodiment of the present invention. In this CPP structure MR reading element 35, the magnetic domain control hard film 45 is formed with a first region 45a and a second region 45b. The second region 45b is set to a larger film thickness than the first region 45a. Here, the film thickness of the magnetic domain control hard film 45 may be gradually increased from the front end to the rear end, for example. That is, an inclined surface inclined with respect to the flat screen 43 may be formed on the surface of the magnetic domain control hard film 45.

제1 영역(45a)에서는, 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이, MR막(44)의 전단을 따라서 MR막(44)을 가로지르는 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계(58)가 형성된다. 제2 영역(45b)에서는 MR막(44)의 후단을 따라서 MR막(44)을 가로지르는 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계(59)가 형성된다. 여기서는, 제2 자계 강도는 제1 자계 강도보다도 크게 설정된다. 다만, 제1 및 제2 영역(45a, 45b) 사이에서 확립되는 바이어스 자계의 자계 강도는 제1 및 제2 자계 강도 사이의 범위에서 설정되면 좋다. In the first region 45a, for example, as shown in FIG. 6, a first bias magnetic field 58 having a first magnetic field intensity across the MR film 44 is formed along the front end of the MR film 44. In the second region 45b, a second bias magnetic field 59 having a second magnetic field intensity across the MR film 44 is formed along the rear end of the MR film 44. Here, the second magnetic field strength is set larger than the first magnetic field strength. However, the magnetic field strength of the bias magnetic field established between the first and second regions 45a and 45b may be set within a range between the first and second magnetic field strengths.

여기서, MR막(44)에 센스 전류가 유통되는 장면을 상정한다. 예컨대 하측 전극(42)에서 MR막(44)에 센스 전류가 공급되면, 자유측 자성층(55) 내에서는, 도 7에 도시된 바와 같이, 센스 전류의 유통에 직교하는 1 수평 단면으로 그 중심 주위에서 1 방향으로 회전하는 환상 자계 즉 전류 자계가 형성된다. 이 1 수평 단면에 서는 중심에서부터의 거리에 따라서 전류 자계의 강도는 증대된다. 더구나, 큰 센스 전류치로 센스 전류가 유통되면, 전류 자계의 강도는 증대된다. Here, a scene in which a sense current flows through the MR film 44 is assumed. For example, when the sense current is supplied to the MR film 44 from the lower electrode 42, in the free side magnetic layer 55, as shown in FIG. 7, one horizontal cross-section orthogonal to the flow of the sense current is circumferentially around the center thereof. An annular magnetic field, that is, a current magnetic field, is formed to rotate in one direction at. In this one horizontal section, the strength of the current magnetic field increases with distance from the center. Moreover, when the sense current flows through a large sense current value, the strength of the current magnetic field is increased.

이 때, 자유측 자성층(55)의 후단측에서는, 전류 자계는 제2 바이어스 자계(59)와 반대 방향으로 중합된다. 제2 바이어스 자계(59)는 전류 자계를 상쇄한다. 그 결과, 예컨대 도 8에 도시된 바와 같이, 자유측 자성층(55) 내에서는 ABS(29)를 따라서 1 방향으로 단자구화는 실현될 수 있다. 한편, 자유측 자성층(55)의 전단측에서는, 전류 자계는 제1 바이어스 자계(58)와 동일한 방향으로 중합되므로, 자기 디스크(13)에서 MR막(44)으로 작용하는 신호 자계의 방향에 따라서 자유측 자성층(55) 내에서 자화는 충분히 회전할 수 있다. 이렇게 해서 자유측 자성층(55) 내의 자화가 회전하면, MR막(44)의 전기 저항은 크게 변화된다. 하측 전극(42)에서 MR막(44)으로 공급되는 센스 전류에 기초하여, 상측 전극(48)으로부터 추출되는 전압의 레벨은 전기 저항의 변화에 따라서 변화된다. 이 레벨의 변화에 따라서 2치 정보를 읽을 수 있다. 즉, 본 발명의 CPP 구조 MR 판독 소자(35)에 따르면, MR막(44)에는 큰 전류치로 센스 전류가 유통될 수 있다. 더구나, MR막(44)에서는 충분한 감도가 확보될 수 있다. At this time, on the rear end side of the free side magnetic layer 55, the current magnetic field is polymerized in the opposite direction to the second bias magnetic field 59. The second bias magnetic field 59 cancels the current magnetic field. As a result, for example, as shown in Fig. 8, in the free side magnetic layer 55, terminalization in one direction along the ABS 29 can be realized. On the other hand, at the front end side of the free side magnetic layer 55, since the current magnetic field is polymerized in the same direction as the first bias magnetic field 58, it is free in accordance with the direction of the signal magnetic field acting as the MR film 44 in the magnetic disk 13. The magnetization in the side magnetic layer 55 can rotate sufficiently. In this way, when the magnetization in the free side magnetic layer 55 rotates, the electrical resistance of the MR film 44 changes significantly. Based on the sense current supplied from the lower electrode 42 to the MR film 44, the level of the voltage extracted from the upper electrode 48 changes in accordance with the change in the electrical resistance. The binary information can be read in accordance with the change of this level. That is, according to the CPP structure MR reading element 35 of the present invention, the sense current can be distributed to the MR film 44 at a large current value. Moreover, sufficient sensitivity can be ensured in the MR film 44.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35)의 제조 방법을 간단히 설명한다. 예컨대 하측 전극(42) 즉 평탄화면(43) 상에 균일한 막 두께로 자성막이 형성된다. 자성막의 표면에서는 수속(收束) 이온빔(FIB;focused ion beam)에 기초하여 밀링이 실시된다. 수속 이온빔의 주사(走査)에 기초하여 자성막의 표면은 경사면으로 깎아 내어진다. 이러한 경사면의 깎아내기에 있어서, 예컨대 수속 이온빔의 조사량(照射量)은 조절되면 된다. 이렇게 해서 하측 전극(42) 상에는 자구 제어 하드막(45)이 형성된다. The manufacturing method of the CPP structure MR reading element 35 as described above will be briefly described. For example, a magnetic film is formed on the lower electrode 42, that is, the flat screen 43, with a uniform film thickness. The surface of the magnetic film is milled on the basis of a focused ion beam (FIB). The surface of the magnetic film is scraped off to the inclined surface based on the scanning of the converging ion beam. In scraping off such inclined surfaces, for example, the irradiation amount of the convergent ion beam may be adjusted. In this way, the magnetic domain control hard film 45 is formed on the lower electrode 42.

본 발명자는, 자구 제어 하드막의 막 두께와 바이어스 자계의 자계 강도와의 관계를 검증했다. 검증함에 있어서 본 발명자는 컴퓨터 상에서 자계 계측 소프트웨어를 실행했다. 자구 제어 하드막의 막 두께는 균일하게 설정되었다. 자구 제어 하드막의 막 두께는 20 nm～50 nm의 범위에서 개별적으로 설정되었다. MR막의 전단과, MR막의 전단 및 후단의 중간점에서 바이어스 자계의 강도는 산출되었다. 그 결과, 도 9에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막의 막 두께가 증대되면, 바이어스 자계는 강화되는 것이 확인되었다. 동시에, 전단보다도 전후 방향 중앙에서 큰 바이어스 자계가 형성되는 것이 확인되었다. The present inventors verified the relationship between the film thickness of the magnetic domain control hard film and the magnetic field strength of the bias magnetic field. In verifying, the inventor ran the magnetic field measurement software on the computer. The film thickness of the domain control hard film was set uniformly. The film thickness of the domain control hard film was individually set in the range of 20 nm to 50 nm. The strength of the bias magnetic field was calculated at the midpoint between the front end and the rear end of the MR film. As a result, as shown in Fig. 9, when the film thickness of the magnetic domain control hard film was increased, it was confirmed that the bias magnetic field was strengthened. At the same time, it was confirmed that a larger bias magnetic field was formed in the center of the front-rear direction than the front end.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35)에서는, 예컨대 도 10에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막(45)은, 평탄화면(43)에 평행하게 넓어지는 1 평면(61)에 대하여 면대칭으로 형성되어도 좋다. 이와 같은 자구 제어 하드막(45)은, 평탄화면(43) 상으로 넓어지는 비자성층(62)에 수용되더라도 좋다. 비자성층(62)의 표면에는, ABS(29)에서 멀어짐에 따라서 서서히 평탄화면(43)에 근접하는 경사면이 형성되면 좋다. In the CPP structure MR reading element 35 as described above, for example, as shown in FIG. 10, the magnetic domain control hard film 45 is plane-symmetric with respect to one plane 61 widening in parallel with the flat screen 43. It may be formed. Such a magnetic domain control hard film 45 may be accommodated in the nonmagnetic layer 62 widening on the flat screen 43. The surface of the nonmagnetic layer 62 may be formed with an inclined surface gradually approaching the flat screen 43 as it moves away from the ABS 29.

자구 제어 하드막(45)으로 형성되는 바이어스 자계에서는 ABS(29)에 평행한 평면을 따라서 자계 강도의 분포가 형성된다. 이 분포의 중심 위치에서 바이어스 자계는 최대 강도를 보인다. 자구 제어 하드막(45)이 평면(61)에 대하여 면대칭으로 형성되면, 분포의 중심 위치는 대칭면 즉 평면(61) 상에 배치될 수 있다. 바이 어스 자계는 평면(61) 상에서 최대 강도를 발휘할 수 있다. 따라서, MR막(44) 내의 자유측 자성층(55)이 평면(61) 상에 배치되면, 자유측 자성층(55)에는 최대한의 강도로 바이어스 자계는 작용할 수 있다. In the bias magnetic field formed of the magnetic domain control hard film 45, the distribution of the magnetic field strength is formed along a plane parallel to the ABS 29. At the center of this distribution, the bias magnetic field shows maximum intensity. If the magnetic domain control hard film 45 is formed symmetrically with respect to the plane 61, the center position of the distribution can be disposed on the plane of symmetry, that is, the plane 61. The bias magnetic field can exert maximum strength on the plane 61. Therefore, when the free magnetic layer 55 in the MR film 44 is disposed on the plane 61, the bias magnetic field can act on the free magnetic layer 55 to the maximum strength.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35)의 제조에 있어서, 예컨대 하측 전극(42) 즉 평탄화면(43) 상에 균일한 막 두께로 비자성막이 형성된다. 비자성막의 표면에는 전술한 수속 이온빔에 기초하여 밀링이 실시되면 좋다. 이렇게 해서 비자성층(62)의 표면에 경사면은 형성된다. 그 후, 비자성층(62) 상에 균일한 막 두께로 자성막이 형성된다. 전술한 것과 마찬가지로, 수속 이온빔의 주사에 기초하여 자성막의 표면은 경사면으로 깎아 내어진다. 이렇게 해서 하측 전극(42) 상에는 자구 제어 하드막(45)이 형성된다. In the manufacture of the CPP structure MR reading element 35 as described above, for example, a nonmagnetic film is formed on the lower electrode 42, that is, the flat screen 43, with a uniform film thickness. The surface of the nonmagnetic film may be milled based on the converging ion beam described above. In this way, the inclined surface is formed on the surface of the nonmagnetic layer 62. Thereafter, a magnetic film is formed on the nonmagnetic layer 62 with a uniform film thickness. As described above, the surface of the magnetic film is scraped off to the inclined surface based on the scanning of the convergent ion beam. In this way, the magnetic domain control hard film 45 is formed on the lower electrode 42.

도 11은 본 발명의 제2 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자(35a)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 CPP 구조 MR 판독 소자(35a)에서는, 자구 제어 하드막(45)에는, 제1 막 두께의 제1 영역(45a)과, 제1 막 두께보다 큰 제2 막 두께를 갖는 제2 영역(45b)이 형성된다. 제1 영역(45a)의 표면 및 제2 영역(45b)의 표면은 단차로 서로 접속된다. 이와 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35a)에서는, 전술한 것과 같이, MR막(44)의 전단을 따라서 제1 자계 강도를 갖는 제1 바이어스 자계(58)가 형성된다. MR막(44)의 후단에서는 제1 자계 강도보다도 큰 제2 자계 강도를 갖는 제2 바이어스 자계(59)가 형성된다. Fig. 11 schematically shows the structure of the CPP structure MR reading element 35a according to the second embodiment of the present invention. In the CPP structure MR reading element 35a, the magnetic domain control hard film 45 includes a first region 45a having a first film thickness and a second region 45b having a second film thickness larger than the first film thickness. ) Is formed. The surface of the first region 45a and the surface of the second region 45b are connected to each other in steps. In the CPP structure MR reading element 35a as described above, the first bias magnetic field 58 having the first magnetic field strength is formed along the front end of the MR film 44 as described above. At the rear end of the MR film 44, a second bias magnetic field 59 having a second magnetic field strength larger than the first magnetic field strength is formed.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35a)의 제조에 있어서, 우선, 하측 전극(42) 즉 평탄화면(43) 상에 균일한 막 두께로 자성막은 형성된다. 자성막 상에는 레지스트막(resist film)이 형성된다. 레지스트막에는 제1 영역(45a)의 형상을 본뜬 공극(空隙)이 형성된다. 에칭 처리가 실시되면, 공극 내에서 자성막은 제거된다. 이렇게 해서 제1 영역(45a)이 형성된다. 그 후, 레지스트막은 제거된다. 다만, 제1 영역(45a)의 형성에 있어서 전술한 수속 이온빔에 기초한 밀링이 실시되더라도 좋다. In manufacturing the CPP structure MR reading element 35a as described above, first, a magnetic film is formed on the lower electrode 42, that is, the flat screen 43, with a uniform film thickness. A resist film is formed on the magnetic film. In the resist film, voids are formed in the shape of the first region 45a. When the etching process is performed, the magnetic film is removed in the voids. In this way, the first region 45a is formed. Thereafter, the resist film is removed. However, in the formation of the first region 45a, milling based on the converging ion beam described above may be performed.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35a)에서는, 예컨대 도 12에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43)에 평행하게 넓어지는 1 평면(63)에 대하여 면대칭으로 형성되더라도 좋다. 여기서는, 제1 영역(45a)은 평탄화면(43) 상으로 넓어지는 비자성층(64)에 수용되더라도 좋다. 한편, 제2 영역(45b)은 평탄화면(43) 상에 직접 수용되더라도 좋다. MR막(44) 내의 자유측 자성층(55)이 평면(63) 상에 배치되면, 자유측 자성층(55)에는 최대한의 강도로 바이어스 자계는 작용할 수 있다. In the CPP structure MR reading element 35a as described above, for example, as shown in FIG. 12, the magnetic domain control hard film 45 is formed in surface symmetry with respect to one plane 63 widening in parallel to the flat screen 43. It may be good. Here, the first region 45a may be accommodated in the nonmagnetic layer 64 extending on the flat screen 43. On the other hand, the second area 45b may be accommodated directly on the flat screen 43. When the free magnetic layer 55 in the MR film 44 is disposed on the plane 63, the bias magnetic field can act on the free magnetic layer 55 to the maximum strength.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35a)의 제조에 있어서, 레지스트막에 기초하여 스퍼터링법(sputtering)이 실시되면 좋다. 우선, 하측 전극(42) 상에 레지스트막이 형성된다. 레지스트막에는 비자성층(64)을 본뜬 공극이 형성된다. 이 공극에 비자성층(64)이 형성된다. 그 후, 레지스트막은 걷어 치워진다. 계속해서, 하측 전극(42) 및 비자성층(63) 상에 균일한 막 두께로 자성막은 형성된다. 그 후, 전술한 것과 같이, 자성막의 표면에서는 레지스트막에 기초하여 에칭 처리가 실시되면 된다. In the manufacture of the CPP structure MR reading element 35a as described above, sputtering may be performed based on the resist film. First, a resist film is formed on the lower electrode 42. In the resist film, voids are formed in which the nonmagnetic layer 64 is formed. The nonmagnetic layer 64 is formed in this space. Thereafter, the resist film is rolled off. Subsequently, a magnetic film is formed on the lower electrode 42 and the nonmagnetic layer 63 with a uniform film thickness. Thereafter, as described above, the surface of the magnetic film may be subjected to an etching process based on the resist film.

도 13은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자(35b)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 CPP 구조 MR 판독 소자(35b)는 ABS(29)에서 후방으로 넓어지는 전측막(前側膜)(65)과, 전측막(65)의 후단에서 후방으로 넓어지는 후측막(後側膜;66)을 구비한다. 전측막(65)은 제1 잔류 자속 밀도를 갖는 제1 조성 재료로 구성된다. 전측막(65)은 제1 영역(45a)에 상당(相當)한다. 한편, 후측막(66)은 제1 잔류 자속 밀도보다도 큰 제2 잔류 자속 밀도를 갖는 제2 조성 재료로 구성된다. 후측막(66)은 제2 영역(45b)에 상당한다. 제1 및 제2 조성 재료는 Fe, Ni 및 Co 중 적어도 어느 하나를 포함하는 자성 재료로 구성되면 된다. 여기서는, 자구 제어 하드막(45)은 균일한 막 두께를 갖는다. 제1 영역(45a)은 제1 조성 재료로 구성되므로, 전술한 것과 같이, MR막(44)의 전단을 따라서 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계(58)가 확립된다. 제2 영역(45b)은 제2 조성 재료로 구성되므로, MR막(44)의 후단에서는 제1 자계 강도보다도 큰 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계(59)가 확립된다. Fig. 13 schematically shows the structure of the CPP structure MR reading element 35b according to the third embodiment of the present invention. The CPP structure MR readout element 35b has a front membrane 65 that extends rearward from the ABS 29 and a rear membrane that widens backward from the rear end of the front membrane 65. ). The front film 65 is composed of a first composition material having a first residual magnetic flux density. The front film 65 corresponds to the first region 45a. On the other hand, the back side film 66 is comprised from the 2nd composition material which has a 2nd residual magnetic flux density larger than a 1st residual magnetic flux density. The backside membrane 66 corresponds to the second region 45b. The first and second composition materials may be made of a magnetic material containing at least one of Fe, Ni, and Co. Here, the magnetic domain control hard film 45 has a uniform film thickness. Since the first region 45a is made of the first composition material, as described above, the first bias magnetic field 58 having the first magnetic field strength is established along the front end of the MR film 44. Since the second region 45b is made of the second composition material, the second bias magnetic field 59 having the second magnetic field strength larger than the first magnetic field strength is established at the rear end of the MR film 44.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35b)의 제조에 있어서, 레지스트막에 기초하여 스퍼터링법이 실시되면 좋다. 우선, 하측 전극(42) 상에 레지스트막이 형성된다. 레지스트막에는 전측막(65)의 형상을 본뜬 공극이 형성된다. 이 공극에 제1 잔류 자속 밀도를 갖는 전측막(65)이 형성된다. 그 후, 레지스트막은 걷어 치워진다. 계속해서, 전측막(65) 상에 레지스트막이 형성된다. 레지스트막에는 후측막(66)의 형상을 본뜬 공극이 형성된다. 제2 잔류 자속 밀도를 갖는 후측막(66)이 형성된다. 그 후, 레지스트막은 걷어 치워진다. 이렇게 해서, 자구 제어 하드막(45)에서는, 균일한 막 두께를 갖는 제1 및 제2 영역(45a, 45b)이 형성된다. In the manufacture of the CPP structure MR reading element 35b as described above, a sputtering method may be performed based on the resist film. First, a resist film is formed on the lower electrode 42. In the resist film, voids are formed in the shape of the front film 65. In this gap, the front film 65 having a first residual magnetic flux density is formed. Thereafter, the resist film is rolled off. Subsequently, a resist film is formed on the front film 65. In the resist film, voids are formed in the shape of the rear film 66. A rear side film 66 having a second residual magnetic flux density is formed. Thereafter, the resist film is rolled off. In this way, in the magnetic domain control hard film 45, the first and second regions 45a and 45b having a uniform film thickness are formed.

도 14는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자(35c)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 CPP 구조 MR 판독 소자(35c)는 제1 영역(45a)을 수용하는 제1 기초층(67)과, 제2 영역(45b)을 수용하는 제2 기초층(68)을 구비한다. 이러한 제1 및 제2 기초층(67, 68)에는 Cr막이나 TaCr막이 이용되면 좋다. 제1 기초층(67)은 제1 영역(45a)의 결정립의 입자 지름이나 결정 배향을 제어한다. 이러한 제어에 기초하여 제1 영역(45a)에서 잔류 자속 밀도는 제어될 수 있다. 마찬가지로, 제2 기초층(68)은 제2 영역(45b)의 결정립의 입자 지름이나 결정 배향을 제어한다. 이러한 제어에 기초하여 제2 영역(45b)에서 잔류 자속 밀도는 제어될 수 있다. 다만, 제2 영역(45b)에서는 제1 영역(45a)보다도 작은 입자 지름이 확립된다. 이렇게 해서 MR막(44)의 전단을 따라서 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계(58)가 확립된다. MR막(44)의 후단에서는 제1 자계 강도보다도 큰 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계(59)가 확립된다. Fig. 14 schematically shows the structure of the CPP structure MR reading element 35c according to the fourth embodiment of the present invention. This CPP structure MR reading element 35c includes a first base layer 67 accommodating the first region 45a and a second base layer 68 accommodating the second region 45b. A Cr film or a TaCr film may be used for the first and second base layers 67 and 68. The first base layer 67 controls the particle diameter and crystal orientation of the crystal grains of the first region 45a. Based on this control, the residual magnetic flux density in the first region 45a can be controlled. Similarly, the second base layer 68 controls the particle diameter and crystal orientation of the crystal grains of the second region 45b. Based on this control, the residual magnetic flux density in the second region 45b can be controlled. However, in the second region 45b, the particle diameter smaller than that of the first region 45a is established. In this way, the first bias magnetic field 58 having the first magnetic field strength is established along the front end of the MR film 44. At the rear end of the MR film 44, a second bias magnetic field 59 having a second magnetic field strength larger than the first magnetic field strength is established.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35c)의 제조에 있어서, 예컨대 레지스트막에 기초하여 제1 및 제2 기초층(67, 68)이 형성되면 좋다. 계속해서, 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 표면에 자성막이 형성된다. 막을 형성함에 있어서 예컨대 주지의 스퍼터링법이 실시되면 된다. 자성막 내에서 결정립은 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 결정립에 기초하여 성장한다. 자성막의 잔류 자속 밀도는 결정립의 입자 지름에 기초해 변화된다. 제1 및 제2 영역(45a, 45b)에서 다른 잔류 자속 밀도가 확립된다. 이렇게 해서 자구 제어 하드막(45)이 형성된다. In the manufacture of the CPP structure MR reading element 35c as described above, the first and second base layers 67 and 68 may be formed, for example, based on the resist film. Subsequently, a magnetic film is formed on the surfaces of the first and second base layers 67 and 68. In forming a film, for example, a known sputtering method may be performed. Crystal grains grow in the magnetic film based on the crystal grains of the first and second base layers 67 and 68. The residual magnetic flux density of the magnetic film is changed based on the particle diameter of the grains. Different residual magnetic flux densities are established in the first and second regions 45a, 45b. In this way, the magnetic domain control hard film 45 is formed.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35c)에서, 예컨대 도 15에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43)에 평행하게 넓어지는 1 평면(69)에 대하여 면대칭으로 형성되더라도 좋다. 이와 같은 자구 제어 하드막(45)은, 전술한 것과 마찬가지로, 제1 및 제2 기초층(67, 68)에 수용되더라도 좋다. 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 표면에는, ABS(29)로부터 멀어짐에 따라서 서서히 평탄화면(43)에 근접하는 경사면이 형성되면 좋다. 이와 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35c)에서는, 전술한 것과 같이, MR막(44) 내의 자유측 자성층(55)이 평면(69) 상에 배치되면, 자유측 자성층(55)에는 최대한의 강도로 바이어스 자계는 작용할 수 있다. In the CPP structure MR reading element 35c as described above, for example, as shown in FIG. 15, the magnetic domain control hard film 45 is formed in surface symmetry with respect to one plane 69 widening in parallel with the flat screen 43. It may be good. Such magnetic domain control hard film 45 may be accommodated in the first and second base layers 67 and 68, as described above. An inclined surface that gradually approaches the flat screen 43 may be formed on the surfaces of the first and second base layers 67 and 68 as it moves away from the ABS 29. In the CPP structure MR reading element 35c as described above, when the free side magnetic layer 55 in the MR film 44 is disposed on the plane 69, the free side magnetic layer 55 has the maximum strength. The bias magnetic field can act.

이와 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35c)의 제조에 있어서, 전술한 것과 같이, 레지스트막에 기초하여 제1 및 제2 기초층(67, 68)이 형성된다. 그 후, 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 표면에서는 수속 이온빔에 기초한 밀링이 실시된다. 이렇게 해서 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 표면에는 평탄화면(43)에 대하여 경사지는 경사면이 형성된다. 그 후, 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 표면에 자성막이 형성된다. 막을 형성함에 있어서 주지의 스퍼터링법이 실시되면 된다. 자성막 내에서는 결정립은 제1 및 제2 기초층(67, 68)의 결정립에 기초하여 성장한다. 그 후, 자성막의 표면에서는 전술한 것과 마찬가지로 수속 이온빔에 기초한 밀링이 실시된다. 이렇게 해서 자구 제어 하드막(45)이 형성된다. In the manufacture of such a CPP structure MR reading element 35c, as described above, the first and second base layers 67 and 68 are formed based on the resist film. Thereafter, milling based on the converging ion beam is performed on the surfaces of the first and second foundation layers 67 and 68. Thus, the inclined surfaces inclined with respect to the flat screen 43 are formed on the surfaces of the first and second base layers 67 and 68. Thereafter, magnetic films are formed on the surfaces of the first and second base layers 67 and 68. In forming a film, a well-known sputtering method may be performed. In the magnetic film, crystal grains grow based on the crystal grains of the first and second base layers 67 and 68. Thereafter, the surface of the magnetic film is subjected to milling based on a converging ion beam as described above. In this way, the magnetic domain control hard film 45 is formed.

도 16은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자(35d)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 CPP 구조 MR 판독 소자(35d)에서는, 자구 제어 하드막(45)의 후단은 MR막(44)의 후단보다도 후방에 배치된다. 여기서는, ABS(29)에서부터 MR막(44)의 후단까지의 거리는 ABS(29)에서부터 자구 제어 하드막(45)의 후단까 지의 거리의 반 정도로 설정된다. 따라서, 제2 영역(45b)은 자구 제어 하드막(45)의 전후 방향 중앙에 형성된다. 다만, 자구 제어 하드막(45)에서는 균일한 막 두께가 설정된다. 전술한 본 발명자의 검증에서 나타나는 바와 같이, MR막(44)에서는 ABS(29)에 면하는 전단보다도 전후 방향 중간점에서 큰 바이어스 자계가 형성되는 것이 확인되었다. 따라서, 도 17에 도시된 바와 같이, MR막(44)의 후단에서는, 제1 영역(45a)의 제1 자계 강도보다도 큰 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계가 확립될 수 있다. Fig. 16 schematically shows the structure of the CPP structure MR read element 35d according to the fifth embodiment of the present invention. In this CPP structure MR reading element 35d, the rear end of the magnetic domain control hard film 45 is disposed behind the rear end of the MR film 44. As shown in FIG. Here, the distance from the ABS 29 to the rear end of the MR film 44 is set to about half of the distance from the ABS 29 to the rear end of the magnetic domain control hard film 45. Therefore, the second region 45b is formed at the center of the front-rear direction of the magnetic domain control hard film 45. In the magnetic domain control hard film 45, however, a uniform film thickness is set. As shown in the above verification of the present inventors, it was confirmed in the MR film 44 that a larger bias magnetic field was formed at the midpoint in the front-back direction than the front end facing the ABS 29. Therefore, as shown in FIG. 17, at the rear end of the MR film 44, a second bias magnetic field having a second magnetic field strength larger than the first magnetic field strength of the first region 45a can be established.

도 18은 본 발명의 제6 실시형태에 따른 CPP 구조 MR 판독 소자(35e)의 구조를 개략적으로 도시한다. 이 CPP 구조 MR 판독 소자(35e)에서, 자구 제어 하드막(45)에는 제1 영역(45c)과 제2 영역(45d)이 형성된다. 제2 영역(45d)은 제1 영역(45c)보다도 작은 막 두께로 설정된다. 여기서는, 자구 제어 하드막(45)의 막 두께는 예컨대 전단에서부터 후단에 걸쳐 서서히 감소하면 좋다. 즉, 자구 제어 하드막(45)의 표면에는 평탄화면(43)에 대하여 경사지는 경사면이 형성되면 좋다. 18 schematically shows the structure of a CPP structure MR read element 35e according to the sixth embodiment of the present invention. In this CPP structure MR reading element 35e, a first region 45c and a second region 45d are formed in the magnetic domain control hard film 45. The second region 45d is set to a film thickness smaller than that of the first region 45c. Here, the film thickness of the magnetic domain control hard film 45 may be gradually decreased from the front end to the rear end, for example. That is, an inclined surface inclined with respect to the flat screen 43 may be formed on the surface of the magnetic domain control hard film 45.

제1 영역(45c)에서는, 도 19에 도시된 바와 같이, MR막(44)의 전단을 따라서 MR막(44)을 가로지르는 제1 자계 강도의 제1 바이어스 자계(71)가 형성된다. 제2 영역(45d)에서는 MR막(44)의 후단을 따라서 MR막(44)을 가로지르는 제2 자계 강도의 제2 바이어스 자계(72)가 형성된다. 여기서는, 제2 자계 강도는 제1 자계 강도보다도 작게 설정된다. 다만, 제1 및 제2 영역(45c, 45d) 사이에서 확립되는 바이어스 자계의 자계 강도는 제1 및 제2 자계 강도 사이의 범위에서 설정되면 된다.In the first region 45c, as shown in FIG. 19, a first bias magnetic field 71 having a first magnetic field intensity across the MR film 44 is formed along the front end of the MR film 44. In the second region 45d, a second bias magnetic field 72 having a second magnetic field intensity across the MR film 44 is formed along the rear end of the MR film 44. Here, the second magnetic field strength is set smaller than the first magnetic field strength. However, the magnetic field strength of the bias magnetic field established between the first and second regions 45c and 45d may be set within a range between the first and second magnetic field strengths.

여기서, MR막(44)에 센스 전류가 유통되는 장면을 상정(想定)한다. 예컨대 상측 전극(48)에서 MR막(44)으로 센스 전류가 공급되면, 예컨대 도 20에 도시된 바와 같이, 자유측 자성층(55) 내에서는 전술한 것과 반대로, 센스 전류의 유통에 직교하는 1 수평 단면으로 그 중심 주위에서 1 방향으로 회전하는 환상 자계 즉 전류 자계가 형성된다. 이 1 수평 단면에서는 중심에서부터의 거리에 따라서 전류 자계의 강도는 증대된다. 더구나, 큰 센스 전류치로 센스 전류가 유통되면, 전류 자계의 강도는 증대된다. Here, a scene in which the sense current flows through the MR film 44 is assumed. For example, when the sense current is supplied from the upper electrode 48 to the MR film 44, for example, as shown in FIG. 20, in the free side magnetic layer 55, one horizontal is orthogonal to the flow of the sense current as opposed to the above. In cross section, an annular magnetic field, that is, a current magnetic field, is formed which rotates in one direction around its center. In this one horizontal cross section, the strength of the current magnetic field increases with distance from the center. Moreover, when the sense current flows through a large sense current value, the strength of the current magnetic field is increased.

이 때, 자유측 자성층(55)의 전단측에서는, 전류 자계는 제1 바이어스 자계(71)와 반대 방향으로 중합된다. 제1 바이어스 자계(71)는 전류 자계를 상쇄한다. 그 결과, 자유측 자성층(55) 내에서는 ABS(29)를 따라서 1 방향으로 단자구화가 실현될 수 있다. 한편, 자유측 자성층(55)의 후단측에서는, 전류 자계는 제2 바이어스 자계(72)와 동일한 방향으로 중합되므로, 자기 디스크(13)에서 MR막(44)으로 작용하는 신호 자계의 방향에 따라서 자유측 자성층(55) 내에서는 자화는 충분히 회전할 수 있다. 이와 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35e)에 따르면, MR막(44)에는 큰 전류치로 센스 전류가 유통될 수 있다. 더구나, MR막(44)에서는 충분한 감도가 확보될 수 있다. At this time, at the front end side of the free side magnetic layer 55, the current magnetic field is polymerized in the opposite direction to the first bias magnetic field 71. The first bias magnetic field 71 cancels the current magnetic field. As a result, in the free side magnetic layer 55, terminalization can be realized in one direction along the ABS 29. As shown in FIG. On the other hand, on the rear end side of the free magnetic layer 55, the current magnetic field is polymerized in the same direction as the second bias magnetic field 72, so that it is free in accordance with the direction of the signal magnetic field acting as the MR film 44 in the magnetic disk 13. The magnetization can rotate sufficiently in the side magnetic layer 55. According to such a CPP structure MR reading element 35e, the sense current can be distributed to the MR film 44 at a large current value. Moreover, sufficient sensitivity can be ensured in the MR film 44.

CPP 구조 MR 판독 소자(35e)에서, 예컨대 도 21에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43)에 평행하게 넓어지는 1 평면(61)에 대하여 면대칭으로 형성되더라도 좋다. 이와 같은 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43) 상으로 넓어지는 비자성층(62)에 수용되더라도 좋다.In the CPP structure MR reading element 35e, for example, as shown in FIG. 21, the magnetic domain control hard film 45 may be formed in plane symmetry with respect to one plane 61 that extends parallel to the flat screen 43. As shown in FIG. The magnetic domain control hard film 45 may be accommodated in the nonmagnetic layer 62 widening on the flat screen 43.

예컨대 도 22에 도시된 바와 같이, CPP 구조 MR 판독 소자(35f)에서, 자구 제어 하드막(45)에는 제1 막 두께의 제1 영역(45c)과, 제1 막 두께보다 작은 제2 막 두께를 갖는 제2 영역(45d)이 형성되더라도 좋다. 제1 및 제2 영역(45c, 45d)은 평탄화면(43)에 평행한 표면을 갖는다. 제1 영역(45c)의 표면 및 제2 영역(45d)의 표면은 단차로 서로 접속된다. For example, as shown in FIG. 22, in the CPP structure MR reading element 35f, the magnetic domain control hard film 45 includes a first region 45c of a first film thickness and a second film thickness smaller than the first film thickness. A second region 45d having a may be formed. The first and second regions 45c and 45d have a surface parallel to the flat screen 43. The surface of the first region 45c and the surface of the second region 45d are connected to each other in steps.

예컨대 도 23에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43)에 평행하게 넓어지는 1 평면(63)에 대하여 면대칭으로 형성되더라도 좋다. 이와 같은 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43) 상으로 넓어지는 비자성층(64)에 수용되더라도 좋다. 제1 영역(45c)의 표면 및 제2 영역(45d)의 표면은 단차로 서로 접속된다. For example, as shown in FIG. 23, the magnetic domain control hard film 45 may be formed in surface symmetry with respect to one plane 63 that extends in parallel to the flat screen 43. The magnetic domain control hard film 45 may be accommodated in the nonmagnetic layer 64 widening on the flat screen 43. The surface of the first region 45c and the surface of the second region 45d are connected to each other in steps.

예컨대 도 24에 도시된 바와 같이, CPP 구조 MR 판독 소자(35g)는 ABS(29)로부터 후방으로 넓어지는 전측막(73)과, 전측막(73)의 후단으로부터 후방으로 넓어지는 후측막(74)을 구비한다. 전측막(73)은 제1 잔류 자속 밀도를 갖는 제1 조성 재료로 구성된다. 전측막(73)은 제1 영역(45c)에 상당한다. 한편, 후측막(74)은 제1 잔류 자속 밀도보다도 작은 제2 잔류 자속 밀도를 갖는 제2 조성 재료로 구성된다. 후측막(74)은 제2 영역(45d)에 상당한다. For example, as shown in FIG. 24, the CPP structure MR reading element 35g includes a front side film 73 that extends backward from the ABS 29 and a rear side film 74 that extends backward from the rear end of the front side film 73. ). The front film 73 is composed of a first composition material having a first residual magnetic flux density. The front membrane 73 corresponds to the first region 45c. On the other hand, the back side film 74 is comprised from the 2nd composition material which has a 2nd residual magnetic flux density smaller than a 1st residual magnetic flux density. The rear film 74 corresponds to the second region 45d.

예컨대 도 25에 도시된 바와 같이, CPP 구조 MR 판독 소자(35h)는 제1 영역(45c)을 수용하는 제1 기초층(75)과, 제2 영역(45d)을 수용하는 제2 기초층(76)을 구비한다. 제1 기초층(75)은 제1 영역(45c)의 결정립의 입자 지름이나 결정 배향을 제어한다. 이러한 제어에 기초하여 제1 영역(45c)에서 잔류 자속 밀도는 제어될 수 있다. 마찬가지로, 제2 기초층(76)은 제2 영역(45d)의 결정립의 입자 지름이나 결정 배향을 제어한다. 이러한 제어에 기초하여 제2 영역(45d)에서 잔류 자속 밀도는 제어될 수 있다. 다만, 제2 영역(45d)에서는 제1 영역(45c)보다도 큰 입자 지름이 확립된다. For example, as shown in FIG. 25, the CPP structure MR reading element 35h includes a first base layer 75 accommodating the first region 45c and a second base layer accommodating the second region 45d ( 76). The first base layer 75 controls the particle diameter and crystal orientation of the crystal grains of the first region 45c. Based on this control, the residual magnetic flux density in the first region 45c can be controlled. Similarly, the second base layer 76 controls the particle diameter and crystal orientation of the crystal grains in the second region 45d. Based on this control, the residual magnetic flux density in the second region 45d can be controlled. In the second region 45d, however, a larger particle diameter than the first region 45c is established.

이상과 같은 CPP 구조 MR 판독 소자(35h)에서는, 예컨대 도 26에 도시된 바와 같이, 자구 제어 하드막(45)은 평탄화면(43)에 평행하게 넓어지는 1 평면(69)에 대하여 면대칭으로 형성되더라도 좋다. 이와 같은 자구 제어 하드막(45)은 전술한 것과 같이, 제1 및 제2 기초층(75, 76)에 수용되더라도 좋다. 제1 및 제2 기초층(75, 76)의 표면에는 ABS(29)로부터 떨어짐에 따라서 서서히 평탄화면(43)으로부터 멀어지는 경사면이 형성되면 좋다.In the CPP structure MR reading element 35h as described above, for example, as shown in FIG. 26, the magnetic domain control hard film 45 is formed in surface symmetry with respect to one plane 69 widening in parallel with the flat screen 43. It may be good. The magnetic domain control hard film 45 may be accommodated in the first and second base layers 75 and 76 as described above. An inclined surface that is gradually away from the flat screen 43 may be formed on the surfaces of the first and second base layers 75 and 76 as they are separated from the ABS 29.

Claims

A magnetoresistive film extending from the front end facing the medium facing surface to the rear, and a magnetoresistive film being inserted along the medium facing surface to insert the magnetoresistive film. And a magnetic domain control film interposed between the upper and lower electrodes for distributing current in the direction perpendicular to the upper and lower electrodes and extending from the front end facing the medium opposing surface to the rear to sandwich the magnetoresistive effect film. Equipped,

The magneto-resistive film includes a first region for establishing a first bias magnetic field of a first magnetic field strength across the magnetoresistive film along the front end of the magnetoresistive film, and the magnetoresistive film along the rear end of the magnetoresistive film. A CPP structure magnetoresistive element, wherein a second region for establishing a second bias magnetic field having a second magnetic field strength greater than the first magnetic field strength is formed.

The CPP structure magnetoresistive element according to claim 1, wherein the second region of the magnetic domain control film is set to a larger film thickness than the first region of the magnetic domain control film.

2. The second composition material according to claim 1, wherein the magnetic domain control film has the first region composed of a first composition material having a first residual magnetic flux density and a second residual magnetic flux density greater than the first residual magnetic flux density. The CPP structure magnetoresistive element, wherein the second region is formed.

The first base layer according to claim 1, further comprising: a first base layer for accommodating a first region of said magnetic domain control film on the surface thereof and for controlling the particle diameter of crystal grains in said first region;

And a second base layer for receiving a second region of the magnetic domain control film on the surface and for controlling the particle diameter of the crystal grains in the second region.

The CPP structure magnetoresistive element according to claim 1, wherein a rear end of the magnetic domain control film is disposed behind a rear end of the magnetoresistive effect film.

A magneto-resistive effect film that extends rearward from the front end facing the medium facing surface, and a magnetic domain control film that sandwiches the magnetoresistive effect film widened from the front end facing the medium facing surface to the rear,

The magnetic domain control film has a first region for establishing a first bias magnetic field of a first magnetic field strength across the magnetoresistive film along the front end of the magnetoresistive film, and the magnetoresistive effect along a rear end of the magnetoresistive film. A CPP structure magnetoresistive element, wherein a second region is formed across the film to establish a second bias magnetic field of a second magnetic field strength smaller than the first magnetic field strength.

7. The CPP structure magnetoresistive element according to claim 6, wherein the second region of the magnetic domain control film is set to a film thickness smaller than the first region of the magnetic domain control film.

7. The magnetic flux control film according to claim 6, wherein the magnetic domain control film has a first composition composed of a first composition material having a first residual magnetic flux density, and a second composition material having a second residual magnetic flux density smaller than the first residual magnetic flux density. The CPP structure magnetoresistive element, wherein the second region is formed.

The first base layer according to claim 6, further comprising: a first base layer for receiving a first region of the magnetic domain control film on the surface and controlling the particle diameter of the crystal grains in the first region;

A slider body facing the recording medium from the medium facing surface, a magnetoresistive film extending from the front end facing the medium facing surface to the rear, and a magnetoresistive film along the medium facing surface are inserted into the magnetoresistive film. And a magnetic domain control film interposed between the upper and lower electrodes for distributing current in the vertical direction, the magnetoresistive film interposed therebetween from the front end facing the medium facing surface to the rear, and sandwiching the magnetoresistive effect film.

The magnetic domain control film has a first region for establishing a first bias magnetic field of a first magnetic field strength across the magnetoresistive film along the front end of the magnetoresistive film, and the magnetoresistive effect along a rear end of the magnetoresistive film. And a second region across the film for establishing a second bias magnetic field of a second magnetic field strength greater than the first magnetic field strength.

A slider body facing the recording medium on the medium facing surface, a magnetoresistive film extending rearward from the front face facing the medium facing surface, and the magnetoresistive effect widening backward from the front face facing the medium facing surface; Equipped with a magnetic domain control membrane for covering the membrane,

The magnetic domain control film has a first region for establishing a first bias magnetic field of a first magnetic field strength across the magnetoresistive film along the front end of the magnetoresistive film, and the magnetoresistive effect along a rear end of the magnetoresistive film. And a second region across the film for establishing a second bias magnetic field of a second magnetic field strength smaller than the first magnetic field strength.