磁阻效應元件和磁阻效應型磁頭的製作方法
2023-10-10 09:01:34
專利名稱：磁阻效應元件和磁阻效應型磁頭的製作方法
技術領域：
本發明涉及既能防止靈敏度下降又能力圖使輸出穩定的磁阻效應元件和磁阻效應型磁頭。
背景技術：
自旋閥型電阻效應(以下稱SV型GMR)元件或隧道型磁阻效應(以下稱TN型MR)元件的磁檢測器和磁頭在由軟磁性材料構成的自由層的磁化響應外部磁場迴轉時，通過由抗強磁性層等隨著與固定磁化的固定層間的相對角的變化產生的磁場變化檢測外部磁場的變化。
這時為了高效率檢測外部磁場，而利用磁場中成膜或磁場中退火等辦法，使自由層具有在與外部磁場進入的方向正交的方向具有一軸的磁各向異性，因此自由層的磁化具有朝沿著該磁各向異性的兩個方向(沿施加各向異性的磁場的方向或反方向)的傾向，但在無外部磁場時，不能確定向兩方向中的哪個方向。因此不能再現性良好檢測外部磁場的變化。
另外，在自由層與上述的磁各向異性的方向垂直的端部(以下稱下側端部)中，由於磁化隨著反向磁場使各向異性方向變成各種各樣方向而產生磁疇，使應答外部磁場時磁化迴轉變成不連續，形成所謂巴克好森噪聲的原因。
因此，通常對自由層的側端部相對置地施加朝自由層的上述磁各向異性的方向的一個指向施加偏移磁碭，在自由層上不加另外磁場的狀態下，使該磁化方向規定在一定的方向上，力圖使自由層的單磁疇化，可以通過防止在上述的自由層端部的產生磁疇來努力做到防止巴克好森噪聲，實現檢測磁場引起的電阻變化的再現性和穩定性。
雖然該偏移磁場如上所述那樣必需具有使自由層單磁疇化的充分的磁場強度，但一旦其強度過大，則響應外界磁場的自由層的磁化迴轉角就變小，因引起靈敏度下降，而應選定硬性層材料和膜厚，以便能得到適當的靈敏度。
可是如圖12所示那樣，在利用在垂直於磁阻效應元件本體的膜面即垂直自由層膜面的方向通過讀出電流IS的CPP(Current Perpendicular to Planne)構成的情況下，由該讀出電流IS在自由層中產生的電流磁場HI沿著膜面旋轉地產生。
這時，在檢測磁場引入側的自由層的前方端側1F，與其相反的後方端1R的各中心部上，變成為與檢測磁場HB的施加方向平行並互相反向。
因此如上所述那樣，在磁場B施加在磁阻效應元件MR的自由層上時，電流磁場HI在自由層的前端中心和後端中心中的任何一個上使偏移磁場HB加強的方向起作用，而在另一方使偏移磁場HB減弱的方向起作用。
因此，為了使自由層單磁疇化，而必需在向電流磁場HI減少偏移磁場的方向起作用的部分上施加不能抵消偏移磁場程度的偏移磁場。
可是，該偏移磁場在電流磁場增強偏移磁場的方向起作用的部分上變得過剩，引起這部上的靈敏度下降，從而引起輸出下降。
發明內容
本發明提供一種如上所述的既能防止因讀出電流產生的磁場引起的靈敏度下降又能使輸出穩定的磁阻效應元件和把磁阻效應元件作為感磁部的磁阻效應型磁頭。
在本發明中，通過把規定在與施加有偏移磁場的磁阻效應元件的膜面交叉例如垂直方向通上讀出電流方向的指向規定在特定的指向，使被偏移磁場抵消電流磁場的不平衡的部分引起靈敏度下降減少，也就是說構成穩定而高輸出的磁阻效應元件和磁阻效應型的磁頭。
在本發明的磁阻效應元件中，變成在由相對置的軟磁件構成的第一與第二磁屏蔽之間配置磁阻效應的元件本體、和在該本體上施加偏移磁場的硬磁性層的構成。
磁阻效應元件本體至少由層疊響應外部磁場磁化迴轉的自由層、固定層、固定該固定層的磁化的抗強磁性層和介於上述自由層與上述固定層之間的隔離層的磁阻效應元件本體的層疊構造構成。
然後把磁阻效應元件本體變成能在與該層疊膜的膜面交叉的方向通上讀出電流的CPP型的構成，並且能沿著層疊膜的膜方向引入檢測磁場，且使偏移磁場幾乎與上述的檢測磁場的引入方向交叉且沿膜的方向施加。
在本發明中，在該構成中，特別是在其自由層中，在檢測磁場不施加的狀態下，設定在該檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上實際施加的磁場，具體地說主要由上述的讀出電流產生的感應磁場(以下稱電流磁場HI)和偏移磁場HB確定的磁場，使它們變成相同的方向。
另外，本發明的磁阻效應型磁頭是其感應部由上述本發明磁阻效應元件構成的磁頭。
如上所述，在本發明中，作為在第一和第二磁屏蔽之間配置有磁阻效應元件的磁屏蔽型構成，並作為CPP型構成，在該構成上不施加檢測磁場的狀態下，在自由層的前方端與後方端上，實際上在這所述的前方端與後方端的中心部上施加在該自由層上的磁場的指向HF和HR由於變成同一指向而可以在自由層的側端部的幾乎全區域防止產生磁疇，因此可以構成有效地抑制巴克好森噪聲、穩定的，再現性好的磁阻效應元件和磁對置效應型磁頭。
於是，在該構成中，通過基本上使|HF|＞|HR|，即使與檢測磁場正交的方向的磁場在檢測磁通量大的前方變大的構成是實現穩化的構成，並且與此相反，在|HF|＜|HR|時可以提高靈敏度。
因此，例如如後面所描述那樣，通過變成設置磁通引入的構造等在選定HF與HR在同一指向的狀態下，可以任意的選定該磁場HF和HR與靈敏度和穩定性的關係設定。
圖1是本發明的磁阻效應元件和磁頭的一例的概略立體圖。
圖2是本發明的磁阻效應元件和磁頭的另一例的概略立體圖。
圖3是本發明的磁阻效應元件本體一例的概略剖面圖。
圖4是本發明的磁阻效應元件本體另一例的概略剖面圖。
圖5是本發明的磁阻效應元件和磁頭的一例的概略立體圖。
是本發明的磁阻效應元件和磁頭又一例的概略剖面圖。
是表示用於說明本發明的構成的自由層的讀出電流引起的感應電流的圖。
圖8是表示用於說明本發明的座標系的圖。
圖9A、9B和9C是表示磁阻效應元件的自由層的深度方向的磁場分布曲線圖和規格化的磁通分布曲線的圖。
圖10是表示磁阻抗效應元件的深度方向的磁場分布的圖。
圖11是利用本發明的磁頭的記錄再生磁頭的一例的概略立體12是表示讀出電流和電流磁場的圖。
具體實施例方式
下面說明本發明的磁阻效應(MR)元件和用該磁阻元件的MR型磁頭。
圖1和圖2分別表示本發明的MR元件10和用該MR元件的MR型磁頭100的概略立體圖。
MR元件10是在相對置的第一和第二磁屏蔽例如具有兼電極的導電性的軟磁性的第一和第二兼電極的磁屏蔽21和22之間配置MR元件本體11和把偏移磁場加在其上面的硬磁性層12。
在圖1所示的例子中，在該MR元件本體11面臨檢測磁場引入面即前方表面13配置時，圖2作為下述的構成MR元件本體11配置在從其前方表面13向深度方向後退的位置上，從前方表面13引入的磁場，即磁頭上來自磁記錄媒體(未示出)的記錄部的信號磁場，通過磁通引入層14引入到MR元件本體上。
該磁通引入層14可以作為自由層兼磁通引入層，也可以通過接合在自由層上形成。
另外在圖1和2中，最好製成在各MR元件本體11的後方也配置磁通引入層14或延長設置的構成。
另外，在第一與第二電極兼磁屏蔽21與22之間埋入例如由Al2O3形成的非磁性絕緣層15。
(第一實施方式)在本實施方式中，在由單SV型GMR構成的情況下，這時該MR元件本體11如在圖中的概略剖面圖所示那樣，至少層疊有響應檢測磁場磁化迴轉的自由層1、固定層2、固定該固定層2的磁化的抗強磁性層3、和介於自由層1與固定層之間的隔離層4。在圖4的例中，在抗強磁性層3的下面上形成底層5，在自由層1上形成磁通引入層14、磁頂層6、和頂層7的構成。
該MR元件11如圖1或圖2所示那樣，配置在兼第一與第二電極兼磁屏蔽21與22之間，使MR元件本體10的各層的面方向與屏蔽21和22平行。
這時，在例如由厚度100μm構成的碳化鋁鈦(AlTiC)基片16上通過例如電鍍由NiFe形成厚度為2μm的第一電極兼磁屏蔽21，在該磁屏蔽21上濺射圖3所示的底層5，接著順次濺射形成構成MR元件10的MR元件本體11的抗強磁性層3、固定層2、隔離層4、自由層1，形成所述的抗強磁性層3、固定層2、隔離層4、自由層的層疊膜後，通過把該層疊膜製成沿著例如磁軌方向延伸的條狀圖形而形成第一條狀部。
為了埋入該第一條狀部而形成例如SiO2或Al2O3的絕緣層15，形成面對第一自由層1的平坦化表面，在該表面上形成例如構成磁通引入層14的例如NiFe層，包含該層和下層的上述的條狀部在厚度方向通過進行製成為沿著與上述條狀方向正交的方向延長的條狀圖形而形成第二條狀部。
這樣，只在第一和第二條部的交叉部上殘留上述的層疊膜，並構成由例如邊長100nm的正方形的上述抗強磁性層3、固定層2、隔離層4、自由層1的層疊構造部形成的MR元件本體11。
然後，形成條狀的磁通引入層14，為了使而構成有上述的層疊構造部的MR元件本體11的第二條狀部埋入在該引入層14之下，首先為了被覆在例如該第二條部的兩側面上，而層疊例如由SiO2或Al2O3形成的絕緣層15、磁性層12和同樣的絕緣層15，通過例如蝕刻法選擇地除去第二條部上的絕緣層15和硬磁性層12進行表面平坦化，另外，在其上面形成例如由厚度2μm的NiFe鍍層的電極兼磁屏蔽22。
這樣，例如選擇圖3所示的頂層7的厚度，使形成在第一與第二電極兼磁屏蔽21與22間的MR元件本體11的自由層和磁通引入層14大致位於第一與第二電極兼磁屏蔽2l與22間的中央位上。
然後在與該自由層1的兩端部對置的位置上相對置地配置硬磁性層12。
自由層1和固定層2可以分別由例如厚度5nm的CoFe構成。
在自由層1上，在用例如500[Oe]的磁場的磁場中進行成膜和200℃、1000[Oe]，1小時的真空中退火，使自由層1在例如由圖1中箭頭a所示的膜面方向各向異性磁場5[Oe]左右的單軸各向異性。
介於自由層1和固定層2間的隔離層4由可以由導電層例如具有厚度3nm的例如Cu構成。
另外，抗強磁性層3可以由例如具有厚度34.5nm的例如PtMn構成。
硬磁性層12如圖1和圖2所示那樣，在與自由層的各向異性磁場同方向的一個指向進行以箭頭B表示的磁化。
該硬磁性層12被絕緣層15埋入與MR元件本體11電氣分離時，可由具有導電性的例如具有厚度40nm的CoCrPt構成。由該CoCrPt形成的硬磁性層12的殘留磁化為670[emu/cm3]。並且該硬磁性層12在與MR元件本體11電氣分離的情況下，可以由高阻的Co-Fe2O3構成。
底層5和頂層7可分別由例如厚度3nm的Ta構成。
磁頂層6可由厚度34.5nm的非磁性的例如Cu構成。
在該構成中，可以製成利用磁通引入層14兼自由層1的構造。
然後進行形成該構成的前方表面13的研磨，如圖1所示那樣，使MR元件本體11直接面臨研磨麵，變成使磁通引入層14向元件本體11後方延伸的構成，或者如圖2所示那樣，使磁通引入層14的前方端面臨該前方表面13，變成使MR元件本體11配置在向該前方表面的深度方向後退過的位置上的構成。
在用該MR元件10的磁頭100中，該前方表面13構成與磁記錄媒體對接或對置面。
例如在浮上型磁頭中，該前方表面通過與磁記錄媒體例如磁碟的磁頭的相對轉移引起的空氣流構成從記錄媒體面以隔開規定的間隔浮上的所謂ABS面(Air Bearing Surface)。
於是，在本發明中，在該構成中，在第一與第二電極兼磁屏蔽21與22之間，即在MR元件本體11上變成向與該層疊層的膜面交叉的方向通上讀出電流的CPP型構成。
另外，沿著層疊膜的膜面方向引入檢測磁場，且與硬磁性層12有關的偏移磁場HB如圖1和圖2所示，與上述的檢測磁場的引入方向幾乎交叉，並且沿膜面沿用自由層的箭頭a所示的各向異性磁場方向例如用箭頭b所示的方向施加。
另外，在本發明中，例如是在這樣的構成中，特別是在自由層中，將進行後面的詳細描述，在檢測磁場不施加的狀態下，設定在該檢測磁場的導入側的前方端和其後方端上實際施加的磁場，具體的說主要是由上述的讀出電流的感應的磁場即由電流磁場HI和上述的偏移磁場HB確定的磁場，使所述前方端和後方端上磁場方向相同。
(第二實施方式)
在該第一實施方式中，在圖5和圖6中，如所示出的圖1和圖2的概略縱剖面圖那樣，是作為由隔著公共的磁通引入層或兼自由層的磁通引入層14構成對稱的SV型GMR構成的MR元件本體11A和11B層疊的構成的所謂對偶型SV型GMR元件10構成的情況。
也就是說，在這種情況下，如在圖4所示出的該MR元件本體11的概略剖面圖所示那樣，作為隔著兼自由層1A和自由層1B的磁通引入層14在其兩面上配置構成各元件本體11A和11B的隔離層4A和4B、固定層2A和2B、抗強磁性層3A和3B的構成。
在圖4中在與圖3的對應部分附予同一符號並省略重複的說明。
自由層兼磁通引入層14、隔離層4A和4B、固定層2A和2B、抗強磁性層3A和3B可以製成與上述的第一實施方式中的各自由層1或磁通引入層14、隔離層4、固定層2、抗強磁性層3相同的構成。
另外，在該實施方式中，在利用該MR元件10的磁頭100上其前方表面13也構成與磁記錄媒體的對接的或對置的面。在例如浮上型的磁頭上，其前方表面通過與磁記錄媒體例如與磁碟的磁頭的相對轉移引起的空氣流從記錄媒體表面以隔開規定的間隔構成所謂ABS面(Air Bearing Surface)。
另外，在該情況下，作為在兼第一和第二電極的磁屏蔽21和22之間即在MR元件本體11上使讀出電流在與該層疊的膜面交叉的方向通過的CPP型構成。
另外，沿著層疊膜的膜面方向進行引入檢測磁場，並且使由硬磁性層12引起的偏移磁場HB與上述檢測磁場的引入方向幾乎交叉，並且沿著膜面即沿著用自由層的箭頭示出的各向異性磁場方向例如用箭頭b所示的一個指向施加。
在本發明中，例如是這樣構成的，特別對其自由層將在後面詳細描述，在檢測磁場不施加的狀態，設定在該檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上實際施加的磁場，具體地說主要由上述讀出電流引起的感應磁場即電流磁場HI和上述的偏移磁場HB確定的磁場，使該磁場在所述的前後端上的方向相同。
(第三實施方式)在本實施方式中，在製成為TN型MR構成的情況下，在本實施方式中，除了使上述第一實施方式中的隔離層4通過利用陽極氧化厚度0.6的Al形成的Al2O3構成所謂的隧道勢壘層這一點之外，與第一實施方式的構成相同。
(第四實施方式)在本實施方式中，是作為TN型MR構成的情況，在本實施方式中，除了使上述第二實施方式中的隔離層4通過利用陽極氧化厚度0.6的Al形成的Al2O3構成所謂隧道勢壘層形成之外，與第二實施方式的構成相同。
如上所述，本發明的MR元件10或磁頭100將在後面就自由層詳細描述，在不施加檢測磁場的狀態下，設定實際施加在該檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上的磁場，具體地說主要由上述的讀出電流引起的感應磁場即由電流磁場HI和上述的偏移磁場確定的磁場，使該磁場在所述的前、後兩端上的方向相同。下面對此進行說明。
圖7表示施加在自由層1上的偏移磁場的方向HB和利用根據有限元素法的數值求出的膜面內的電流磁場(箭頭C)。在圖7中示出了與紙面垂直的上方通入讀出電流Is的狀態。
在本發明中，施加給該自由層1的在該自由層1的前方端1F和後方端1R的各中央部上磁場方向沿自由層1的各向異性磁場並在同一指向。
下面對此進行說明。
當根據畢奧·沙發定律和從圖8所示那樣的座標系導出的下述的數1計算出與平行於自由層的外部磁場(檢測磁場)Hsig的中心線A上的電流磁場HI的外部磁場Hsig垂直的方向X的分量Hx時，則在圖9A中象虛線算出那樣。這時，在分量Hx中，設與偏移磁場HB同方向的極性為正。
這時，在前端即前方端1F上的電流磁場分量Hx是-120[Oe]，因為比磁各向異性磁場大，所以顯然在自由層1的單磁疇化中偏移磁場HB的施加是不可缺少的。而且，在這時，在磁場分量Hx達到最大的中心線A上使電流磁場分量Hx與偏移磁場HB的合成磁場的方向變成一個方向那樣的偏移磁場強度是最低限度的需要。
在此，通過調整硬性層12的材料特性和膜厚，以使施加在中心線A上的偏移磁場超過120[Oe]的例如130[Oe]。結果在中心線A上的合成磁場在圖9A中變形成實線曲線。
通過這樣的設計，使電流磁場HI和偏移磁場HB的合成磁場不僅在中心線A上，而且在自由層1的全區域上都變成與外部磁場(檢測磁場)Hsig的方向交叉例如正交的方向相同的方向，使自由層1可以在其整個區域中單磁疇化。
因此，這時在自由層的後端1R上，據認為由於施加有270[Oe]這樣大的合成磁場，而在自由層1的後端上會發生靈敏度下降。
可是在上述的本發明構成中，通過形成為通過第一和第二磁屏蔽21和22夾著MR元件10的構成，即所謂的屏蔽型構成，限制檢測磁場的引入區域即檢測空間，使其分辯率提高。在形成為該屏蔽型構成的情況下，在檢測磁場的磁通從自由層的前方端(前端)向後方端傳送時，通常因磁通向鄰接的屏蔽21和22的漏洩而使磁通發生衰減。
該磁場衰減的合適度可以從使用被下述的數2定義的磁通進入特性長度λ用數3表示得知。
[數3]在上述本發明的構成中，象圖9C中那樣地計算，從圖9C中可以看出，磁通在自由層1的後方端部上已完全衰減掉。也就是說，可以看出，在自由層1中與其前方端1F相比，對後方端1R中的磁阻變化的貢獻是很少的。因此，如上述那樣，在自由層1的後端部上即使X方向成分的磁場顯著變大，也能迴避由此產生的不合適之處。
另外，作為在與圖7所示的讀出電流Is的通電方向逆向的通電方向的情況下，當計算出與相同的中心線A上的外部磁場Hsig垂直的方向X的分量Hx時，在圖9B中如虛線那樣計算出。而當為使自由層1單磁疇化而施加必要的偏移磁場時，變成圖9B中的實線那樣。
在這時，雖然靈敏度在自由層1的後端部1R附近變高，但由於上述的磁通的衰減的效果，幾乎不能享受其利益。
也就是說，在本發明中，通過先定偏移磁場HB的方向和強度與讀出電流的通電方向和通電電流的流大小即電流磁場HI的方向和強度的相對關係，可以效率更高地檢測出檢測磁場Hsig的變化，即能實現高的再生輸出。
另外，在參照圖10說明時，在該圖中，表示對MR元件本體11A和11B夾著自由層1兼磁通引入層14配置的雙重型MR元件中的磁場分布。在圖10中，曲線31表示在只由讀出電流的通電產生的即不施加偏移磁場的狀態的電流磁場HI的磁場分布，曲線32是在相對該電流磁場HI施加在與自由層1的前方端1F中的磁場HI同向的偏移磁場HB的情況下，雖然分別是在前方端側和後方端側的電流磁場HI和偏移磁場HB的各自的總和(以下稱為總磁場)的磁場HF和HR變成同一方向，但是設這兩個電流磁場的大小為|HF|＞|HR|的情況下。
另外，雖然曲線33是施加與曲線32的情況相反的偏移磁場HB，同樣使後方端側的磁場HR與前方端側HF為同一方向，但是設電流磁場的大小為|HF|＜|HR|的情況下。
如上所述，從力圖提高元件的靈敏度方面看，最好在變成|HF|＜|HR|的曲線33的狀態下，並且在具有如圖10所示那樣的磁通引入層14的磁阻效應元件的情況下，施加在磁通引入層14上的電流磁場HI和偏移磁場HB對元件的再生力有影響。也就是說，在曲線33的狀態下，雖然因為|HF|小，所以可以使在磁通效率高的前方端上靈敏度提高，但因為|HR|大，而使磁通引入層14的外在元件本體11A和11B的後方端的部分上的磁通引出效果變小，使從元件本體11A和11B中向磁屏蔽直接漏洩的磁通增加。
另外，在曲線32的狀態下，雖然因為|HF|大，所以在磁通效率高的前方端上靈敏度變低，但因為|HR|小，所以使磁通引出效果變大，可以減少從元件本體11A和11B向磁屏蔽直接漏洩的磁通減少。
也就是說，就元件靈敏度雖大但磁通漏洩多的曲線33的狀態和元件靈敏度雖小，但磁通漏洩小的曲線32的狀態，不能一概而論其中哪個再生輸出高，是隨著元件的構造而變化的。因此應根據元件的構造、尺寸決定選擇哪個構成。
另外，在曲線32的狀態與曲線33的狀態中的再生輸出的差不太大的情況下，最好選擇在對再生輸出高的貢獻高的前方端上電流磁場HI與偏移磁場HB的和大，並且變成穩定性優良的曲線22狀態的構成。
也就是說，按照本發明構成，因為使總磁場在自由層1的前方和後方的全區域變成同一方向，使單磁疇化在整個區域中實現，所以可以有效地防止貝克好森噪聲。並且通過使該總的磁場的大小在前方端大，或者在後方端變大，可以使靈敏度更加提高，或產生提高穩定性的效果。
另外，本發明的磁頭100可以作為來自磁記錄媒體的信號檢出即再生磁頭使用，但在構成記錄再生磁頭的情況下，通過在例如在圖1或圖2中的例如第二磁屏蔽兼電極22上配置感應型薄膜記錄頭可以變成一體化的構成。
圖11是表示本發明磁頭一例的立體圖，在該例中，可以通過在把本發明的MR元件作為感磁部的本發明的磁頭100上層疊例如電磁感應型的薄膜磁記錄頭130作為磁記錄再生頭構成。
另外，在面鄰前方表面13的部分上形成由構成記錄磁頭130的磁間隙的例如SiO2等形成的非磁性層131。
另外在後方表面上形成通對導電層製成圖形而形成線圈132，在該線圈132的中心部上在絕緣層和非磁性層131中穿設通孔133，使第二屏蔽兼電極2露出。
另外，在非磁性層131上形成面臨前方表面3的前方端並與在橫切線圈132的形成部上、通過通孔133露出的第二屏蔽兼電極層接觸的磁芯層134。
這樣構成形成有被磁芯層134的前方端與第二屏蔽兼電極層2之間的非磁性層131的厚度限定的磁隙g的電磁感應型的薄膜記錄磁頭130。
在該磁頭130上如點劃線所示那樣，形成作為絕緣層的保護層135。
這樣可以構成通過層疊本發明的磁阻效應型的再生磁頭100和薄膜形的記錄頭130一體化形成的記錄再生磁頭。
另外，本發明不受上述實施例的限定，例如製成作為所謂把固定層作為層疊鐵磁構成的合成型、單或雙重型構成等，並且各種構成材料、厚度也可以不受上述的例子限定地在各種構成上進行變更。
如上所述，按照本發明製成在第一和第二磁屏蔽之間配置磁阻效應元件的磁屏蔽型構成，並且製成CPP型構成，在上面不加檢測磁場的狀態下，在自由層的前方端和後方端上實際上在整個的前方端和後方端上通過使加在該自由層上的磁場的方向即總磁場變成同一方向，可以在自由層的側端部的全區域上變成單磁疇區構成，從而能有效地防止巴克好森噪聲。
另外，通過使在自由層的前方端和後方端上的各個總磁場|HF|和|HR|變為|HF|＜|HR|或|HF|＞|HR|可以實現更穩定化和靈敏度提高，並且可以構成把該磁阻效應元件作為感磁部磁頭。
權利要求
1.一種磁阻效應元件，其特徵在於在由對置的軟磁性構件構成的第一和第二磁屏蔽之間，配置層疊響應外部磁場磁化迴轉的自由層、固定層、固定該固定層的磁化的抗強磁性層和介於上述自由層與上述固定層之間的隔離層的磁阻效應元件本體，和在該磁阻效應元件上施加偏移磁場的硬磁層；在上述磁阻效應元件本體中，在與該層疊膜的膜面交叉的方向通上讀出電流，以便沿上述層疊膜的膜面方向導入檢測磁場；使上述偏移磁場幾乎與上述檢測磁場的引入方向交叉並沿上述膜的方向施加；在上述自由層中，在不施加上述檢測磁場的狀態下，設定實際加入的磁場，以使在上述檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上的磁場方向相同。
2.如權利要求1所述的磁阻效應元件，其特徵在於設定在上述自由層中的上述檢測磁場不加入的狀態下的上述檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上實際加入的磁場，使該磁場在上述後方側變大。
3.如權利要求1所述的磁阻效應元件，其特徵在於設定在上述自由層中的上述檢測磁場不加入的狀態下的上述檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上實際供給的磁場，使該磁場在上述前方側變大。
4.如權利要求1、2或3所述的磁阻效應元件，其特徵在於上述磁阻效應元件本體作為上述隔離層由非磁性導電層形成的自旋閥型結構。
5.如權利要求1、2或3所述的磁阻效應元件，其特徵在於上述磁阻效應元件本體作為其隔離層由隧道勢壘層構成的隧道型結構。
6.一種磁效應型的磁頭，其特徵在於磁效應型磁頭的感磁部由磁阻效應元件構成；該磁阻效應元件在由對置的軟磁性構件構成的第一與第二磁屏蔽之間配置至少層疊有固定層、固定該固定層的磁化的抗強磁性層、和介於上述自由層與上述固定層之間的隔離層的磁阻效應本體和在該磁阻效應本體上施加偏移磁場的硬磁性層；在上述磁阻效應元件本體中，在沿著與該層疊的膜面交叉的方向通上電流，以便沿上述層疊膜的膜面方向引入檢測磁場；使上述偏移磁場幾乎與上述檢測磁場的引入方向交叉並沿上述膜面方向施加；在上述自由層中，在上述檢測磁場不施加的狀態下，設定實際加入的磁場，使在上述檢測磁場的引入側的前方端和在其後方端上所施加的磁場的方向相同。
7.如權利要求6所述的磁阻效應型磁頭，其特徵在於設定在上述自由層中的在上述檢測磁場不施加的狀態下的在上述磁場的引入側的前方端和其後方端上所施加的磁場，使該磁場在上述後方端側變大。
8.如權利要求6所述的磁阻效應型磁頭，其特徵在於設定在上述自由層中的在上述檢測磁場不施加的狀態下的在上述磁場的引入側的前方端和其後方端上所施加的磁場，使該磁場在上述前方端側變大。
9.如權利要求6、7或8所述的磁阻效應型磁頭，其特徵在於上述磁阻效應元件本體作為其隔離層由非磁性導電層形成的自旋閥型結構。
10.如權利要求6、7或8所述的磁阻效應元件，其特徵在於上述磁阻效應元件本體作為其隔離層由隧道層形成的隧道勢壘層型結構。
全文摘要
在由對置的軟磁性構件構成的第一和第二磁屏蔽(21)和(22)之間配置磁阻效應元件本體(11)、在本體(11)上配置形成施加偏移磁場的硬磁性層(12)。該磁阻效應元件本體(11)至少由響應外部磁場磁化迴轉的自由層、固定層、固定該固定層的磁化和抗強磁性層和介於自由層與固定層之間的隔離層層疊的層疊構造部構成。在磁阻效應的元件本體上製成使讀出電流在與該層疊膜的膜面交叉的方向通電的CPP型構成，並且沿著層疊膜的膜方向引入檢測磁場，使該偏移磁場幾乎與上述的檢測磁場引入方向交叉並沿膜面的方向施加。在這樣的構成中，特別在其自由層中，在檢測磁場不施加的狀態下，通過設定在該檢測磁場的引入側的前方端和其後方端上實際加入的磁場，具體地說由要由上述的讀出電流感應的磁場(HI)和偏移磁場(HB)確定的磁場，變為相同方向來進行在自由層中的穩定的單磁疇化。
文檔編號H01F10/32GK1418381SQ01806611
公開日2003年5月14日 申請日期2001年12月4日 優先權日2000年12月4日
發明者古川昭夫, 石井聰 申請人:索尼公司