CN1639771A - 电流垂直于平面结构的磁电阻元件 - Google Patents

电流垂直于平面结构的磁电阻元件 Download PDF

Info

Publication number
CN1639771A
CN1639771A CNA028285921A CN02828592A CN1639771A CN 1639771 A CN1639771 A CN 1639771A CN A028285921 A CNA028285921 A CN A028285921A CN 02828592 A CN02828592 A CN 02828592A CN 1639771 A CN1639771 A CN 1639771A
Authority
CN
China
Prior art keywords
magneto
head
medium opposing
resistor film
slider
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CNA028285921A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1299257C (zh
Inventor
大岛弘敬
清水丰
田中厚志
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Publication of CN1639771A publication Critical patent/CN1639771A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1299257C publication Critical patent/CN1299257C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R33/00—Arrangements or instruments for measuring magnetic variables
    • G01R33/02—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux
    • G01R33/06—Measuring direction or magnitude of magnetic fields or magnetic flux using galvano-magnetic devices
    • G01R33/09—Magnetoresistive devices
    • G01R33/093—Magnetoresistive devices using multilayer structures, e.g. giant magnetoresistance sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
    • G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
    • G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
    • G11B5/31—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive using thin films
    • G11B5/3109—Details
    • G11B5/313—Disposition of layers

Abstract

一种电流垂直于平面结构的磁电阻元件，磁电阻薄膜(43)从一个磁头滑块的介质相对表面(28)向后延伸。一个上电极层(46)叠置在磁电阻薄膜的上边界(43b)上。该上电极层(46)包括一个沿着上边界、从在介质相对表面处露出的顶端向后延伸的低阻区(46a)，以及一个沿着上边界、从低阻区的后端向后延伸的高阻区(46b)。该高阻区的电阻率高于低阻区的电阻率。该高阻区用于限制最靠近介质相对表面的读出电流的通路。允许该读出电流集中在最靠近磁电阻薄膜中的介质相对表面的位置。由于靠近介质相对表面的磁化强度趋于充分转动，该电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件保持电阻的充分变化。在该CPP结构的磁电阻元件中可保持足够的灵敏度。

Description

电流垂直于平面结构的磁电阻元件
技术领域
本发明涉及利用诸如隧道结薄膜、自旋阀薄膜之类磁电阻薄膜的磁电阻。特别地，本发明涉及允许读出电流沿垂直于基准面的方向流经位于基准面上的磁电阻薄膜的电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件。
背景技术
例如自旋阀薄膜之类的的磁电阻薄膜是众所周知的。该自旋阀薄膜在一个预定的基准面上层叠。在一个CPP结构的磁电阻元件中，该磁电阻薄膜被插入上下电极之间。允许读出电流沿垂直于该基准面的方向在上下电极之间流动。
CPP结构的磁电阻元件通常被安装在一个磁头滑块上，该磁头滑块包括，例如相对于磁记录介质的一个介质相对表面。该磁电阻薄膜沿着与磁头滑块中的介质相对表面垂直相交的一个虚平面延伸。当磁场从磁记录介质施加到该磁电阻薄膜上时，磁化在磁电阻薄膜中转动。
如果在磁记录介质中记录密度将被进一步增大，则希望减小来自于磁记录介质的磁场。更小强度的磁场减弱磁电阻薄膜中远离介质相对表面的一个位置的磁化的转动。照这样减弱的量的转动致使磁电阻元件灵敏度减弱。
发明内容
因此，本发明的一个目标是提供可以保持对磁记录介质泄漏的磁场的充分灵敏度的电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件。
依照本发明的第一方面，其中提供一种电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件，包括：在磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，该磁电阻薄膜沿着与磁头滑块的介质相对表面相交的预定基准面，从前端向后延伸；以及沿着磁电阻薄膜的边界，从磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸的电极层，其中该电极层包括：沿着边界从磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸的低阻区；和沿着边界从低阻区的后端向后延伸的高阻区，该高阻区的电阻率高于低阻区的电阻率。
该高阻区用于限制最靠近CPP结构的磁电阻元件中磁电阻薄膜的磁头滑块的的介质相对表面的读出电流的通路。从而允许该读出电流集中在最靠近磁电阻薄膜中的介质相对表面的位置处。因为磁化在靠近介质相对表面的磁电阻薄膜中趋于充分转动，这种方式的该CPP结构的磁电阻元件保持电阻充分的变化。在该CPP结构的磁电阻元件中，可以防止灵敏度的降低。
根据本发明的第二方面，提供一种电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件，包括：在一个磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜沿着预定基准面从前端向后延伸，该预定基准面与该磁头滑块的介质相对表面相交；一个上电极层，沿着该磁电阻薄膜的上边界，从在磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸；一个下电极，允许至少一个顶端与磁电阻薄膜的下边界相接触，所述顶端在磁头滑块的介质相对表面处露出，其中所述上电极层包括：沿着上边界、从在磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸的一个低阻区；和沿着上边界、从低阻区的后端向后延伸的高阻区，所述高阻区的电阻率高于低阻区的电阻率。
在CPP结构的磁电阻元件中，读出电流在上电极层的低阻区和下电极之间交换。该高阻区用于限制最靠近CPP结构的磁电阻元件中磁电阻薄膜的磁头滑块的的介质相对表面的读出电流的通路。从而允许该读出电流集中在最靠近磁电阻薄膜中的介质相对表面的位置处。因为磁化在靠近介质相对表面的磁电阻薄膜中趋于充分转动，这种方式的该CPP结构的磁电阻元件保持电阻充分的变化。在该CPP结构的磁电阻元件中，可以防止灵敏度的降低。
该高阻区的形成可能基于在CPP结构的磁电阻元件中的电极层或上电极层内加入的氧原子。氧原子可以形成电阻率高于金属的氧化物。在形成电极层或上电极层的处理中，导入氧气、辐射氧等离子体等可能被利用于将氧原子加入电极层或上电极层。
可选地，该高阻区的形成可能基于在CPP结构的磁电阻元件中的电极层或上电极层内掺入离子。杂质的局部导入、金属晶体中的缺陷等用于实现大于纯金属的电阻率。这种情况下，纯金属可能包括例如合金在形成电极层或上电极层的处理中，离子注入等被用于将离子掺入电极层或上电极层。
否则，低阻区和高阻区可能基于晶粒的尺寸被限定在该电极层或上电极层中。在这个情形中，低阻区可包括晶粒尺寸大于高阻区的晶粒尺寸的晶粒。高阻区的材料可与低阻区的材料相同。晶粒的尺寸越小，则电阻越高。例如，对晶粒照射在激光束帮助晶粒的尺寸成长得更大。
另外，低阻区和高阻区可能基于电极层或上电极层的厚度，被限定在电极层或上电极层中。在这个情形中，电极层或上电极层可包括：第一区，沿着边界延伸以形成低阻区，第一区具有第一厚度；以及第二区，沿着边界延伸以形成高阻区，第二区具有小于第一厚度的第二厚度。
依照本发明的第三方面，提供一种电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件，包括：在磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，该磁电阻薄膜沿着与磁头滑块的介质相对表面相交的预定基准面从前端向后延伸；一个电极，让顶端与磁电阻薄膜的边界接触，该顶端暴露于介质相对表面；以及高阻层，沿着边界、从自介质相对表面后退的顶端向后延伸，该高阻层的电阻率高于电极的电阻率。
CPP结构的磁电阻元件中该高阻层起到改变磁电阻薄膜的边界上的电极对磁头滑块的介质相对表面的接触的作用。从而使读出电流集中在最靠近磁电阻薄膜中介质相对表面的位置处。因为磁化在靠近介质相对表面的磁电阻薄膜中趋于充分转动，这种方式的该CPP结构的磁电阻元件保持电阻充分的变化。在该CPP结构的磁电阻元件中，可以防止灵敏度的降低。
依照本发明的第四方面，提供一种电流垂直于平面(CPP)结构的磁电阻元件，包括：在磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，该磁电阻薄膜沿着与磁头滑块的介质相对表面相交的预定基准面从前端向后延伸；一个上电极，让顶端和磁电阻元件的上边界接触，该顶端在磁头滑块的介质相对表面处露出；高阻层，沿着上边界、从自介质相对表面后退的顶端向后延伸，该高阻层的电阻率至少高于上电极的电阻率；以及一个下电极，至少让该顶端与磁电阻薄膜的下边界接触，该顶端在磁头滑块的介质相对表面处露出。
CPP结构的磁电阻元件中读出电流通过磁电阻薄膜在上下电极之间交换。CPP结构的磁电阻元件中该高阻层起到改变磁电阻薄膜的边界上的上电极对磁头滑块的介质相对表面的接触的作用。从而允许读出电流集中的在最靠近磁电阻薄膜中介质相对表面的位置处。因为磁化在靠近介质相对表面的磁电阻薄膜中趋于充分转动，这种方式的该CPP结构的磁电阻元件保持电阻充分的变化。在该CPP结构的磁电阻元件中，可以防止灵敏度的降低。
该CPP结构的磁电阻元件可被安装在一个磁头滑块上，该磁头滑块通常被并入一个磁盘驱动器，例如硬盘驱动器(HDD)。可选地，该CPP结构的磁电阻元件可被安装在一个磁头滑块上，该磁头滑块被并入一个磁介质驱动器，例如磁带驱动器，等等。
附图说明
图1是图解说明一个硬盘驱动器(HDD)内部结构的一个平面图。
图2是图解说明依照一个特例的一个浮动磁头滑块的扩大透视图。
图3是图解说明在该浮动磁头滑块的气浮表面观察到的一个读/写电磁换能器的正视图。
图4是图解说明依照一个特例的一个磁电阻(MR)薄膜的结构的扩大正视图。
图5是沿着图3中的线5-5取得的扩大局部截面图。
图6是沿着图3中的线6-6取得的扩大局部截面图，对应于上电极层的一个扩大平面图。
图7对应于图6，是下电极的扩大平面图。
图8对应于图5，是图解说明依照另一个实施例的一个CPP结构MR读取元件的一部分的扩大局部截面，。
图9对应于图3，是图解说明依照改型的一个CPP结构MR读取元件的一部分的正视图。
图10对应于图5，是图解说明依照一个进一步的实施例的CPP结构MR读取元件的一部分的扩大局部截面图。
具体实施方式
图1将一个硬盘驱动器(HDD)11的内部结构作为一个磁记录介质驱动器或一个存储装置图解说明。该HDD11包括一个盒状主外壳12，定义例如扁平六面体的一个内部空间。至少一个磁记录盘13被装入主外壳12中的内部空间。该磁记录盘13被安装在主轴电机14的驱动轴上。允许该主轴电机14驱动磁记录盘13以一个高转速转动，例如7,200rpm、10,000rpm等。一个未示出的盖子与主外壳12耦合，以在主外壳12和盖子之间定义一个密闭的内部空间。
一个托架16也被装入主外壳12的内部空间，用于围绕垂直支撑轴15的摆动。托架16包括从垂直支撑轴15开始在垂直的方向上延伸的刚性摆动臂17和从固定在摆动臂17的顶端上以从摆动臂17向前延伸的一个弹性磁头悬架18。按照惯例，一个浮动磁头滑块19通过未示出的一个万向簧片悬挂在磁头悬架18的顶端。该磁头悬架18将浮动磁头滑块19向磁记录盘13的表面推动。当磁记录盘13转动时，允许浮动磁头滑块19接收沿着转动的磁记录盘13产生的气流。该气流在浮动磁头滑块19上产生一个升力。因而在磁记录盘13的转动中，允许浮动磁头滑块19在磁记录盘13的表面上，以由该升力和磁头悬架18的推动力之间的平衡所确保的较高的稳定性保持浮动。
当在浮动磁头滑块19的飞行中，托架16被驱动来围绕支撑轴15摆动时，允许浮动磁头滑块19在磁记录盘13的径方向上横过定义在磁记录盘13上的记录磁道。这一径向运动将浮动磁头滑块19正确地置于磁记录盘13上的目标记录磁道上。这样，可以使用例如音圈电机(VCM)的一个致动器21以实现托架16的摆动。按照惯例，在两个或更多磁记录盘13被并入主外壳12的内部空间的情形中，一对弹性磁头悬架18被安置在相邻的磁记录盘13之间。
图2图解浮动磁头滑块19的一个特例。这类的浮动磁头滑块19包括以扁平六面体的形式，由Al2O3-TiC制成的一个滑块体22，和形成来延伸过滑块体22的拖尾和流出端上的磁头保护层24。该磁头保护层24可由Al2O3(氧化铝)制成。一个读/写电磁换能器23被嵌入该磁头保护层24。一个介质相对表面或底表面25被连续定义在滑块体22和磁头保护层24上，以便以一定的距离面对磁记录盘13的表面。底表面25被用于接收沿着转动的磁记录盘13表面所产生的气流26
在底表面25上形成从引导或流入端向拖尾或流出端延伸的一对轨道27。单个的轨道27被设计成在其顶表面定义一个气浮表面(ABS)28。该气流26在各个气浮表面28上产生上述升力。被嵌入磁头保护层24的读/写电磁换能器23如同下文中描述地那样暴露于气浮表面28处。这样，一个类金刚石碳(DLC)保护层可被形成于气浮表面28上，以遮住读/写电磁换能器23的暴露端。该浮动磁头滑块19可能采用不同于上述的任何形状或形式。
图3说明暴露于气浮表面28处的读/写电磁换能器23的扩大详图。该读/写电磁换能器23包括一个感应写入元件或一个薄膜磁头31和电流垂直于平面(CPP)结构的电磁换能元件或CPP结构的磁电阻(MR)读取元件32。该薄膜磁头31被设计成通过利用例如，未示出的导电涡形线圈图形中感应的磁场，在磁记录盘13上写入磁位数据。该CPP结构MR读取元件32被设计成通过利用电阻变化识别磁位数据，该电阻的变化响应于从磁记录盘13作用的磁场中的磁极倒置。薄膜磁头31和CPP结构MR读取元件32被安置在作为上半层或外层薄膜的Al2O3(氧化铝)层33和作为下半层或内层薄膜的Al2O3(氧化铝)层34之间。该外层和内层薄膜结合建立上述磁头保护层24。
该薄膜磁头31包括一个上磁极层35，其在气浮表面28处暴露出前端；以及一个下磁极层36，同样地在气浮表面28处暴露出前端。该上下磁极层35、36可由例如FeN、NiFe等材料制成。上下磁极层35、36的结合建立了该薄膜磁头31的磁芯。
一个非磁性间隙层37被插入上下磁极层35、36之间。该非磁性间隙层37可由Al2O3(氧化铝)制成。当在导电涡形线圈图形处感应磁场时，在上下磁极层35、36之间变换磁通。该非磁性间隙层37允许所交换的磁通泄漏出气浮表面28。从而所泄漏的磁通形成用于记录的磁场，一个写间隙磁场。
该CPP结构MR读取元件32包括一个下电极38，散布在作为基础绝缘层的氧化铝层34的上表面。该下电极38被设计成包括一个导电引线层38a和位于引线层38a的上表面的导电终端件38b。该下电极38可不但有导电性，而且还有软磁性。如果该下电极38由软磁导电体制成，例如NiFe，则也允许下电极38作为用于CPP结构MR读取元件32的下屏蔽层。
该下电极38被嵌入散布在氧化铝层34的表面的绝缘层41中。该绝缘层41被设计成在引线层38a的表面上延伸，以与终端件38b的侧表面接触。在此，终端件38b和绝缘层41的结合，代表一个预定子结构层。一个平表面42或基准面可以被连续定义在终端件38b的顶表面和绝缘层41的上表面上的子结构层上。
一个电磁换能器薄膜或磁电阻(MR)薄膜43位于平表面42上，以便沿着气浮表面28延伸。该磁电阻薄膜43在平表面42上，从暴露于气浮表面28的前端向后延伸。该磁电阻薄膜43被设计成至少延伸跨越终端件38b的顶表面。允许终端件38b至少在暴露于气浮表面28的前端与磁电阻薄膜43的底或下边界43a接触。照这样，可以在磁电阻薄膜43和下电极38之间建立电连接。磁电阻薄膜43的结构将在下文具体描述。
一对磁畴控制层44也位于平表面42上，以沿着气浮表面28延伸。磁电阻薄膜43沿着气浮表面28被插入平表面42上的磁畴控制层44之间。例如CoPt、CoCrPt等的金属材料可被用于形成磁畴控制层44。以一种传统方式在一个跨越磁电阻薄膜43的方向上，在磁畴控制层44中建立磁化。该磁畴控制层44的磁化强度被用于形成一个偏置磁化场。该偏置磁化场在磁电阻薄膜43中的自由磁层实现单畴性。
该平表面42被覆盖叠置的绝缘层45。磁畴控制层44被插入叠置绝缘层45和绝缘层41之间。磁电阻薄膜43的顶表面或上边界被暴露于接近气浮表面28的叠置绝缘层45中。
一个上电极层46在叠置绝缘层45上延伸。该上电极层46被设计成允许至少一个顶端接触磁电阻薄膜43的上边界43b。上电极层46的顶端暴露于气浮表面28。照这样，可以在磁电阻薄膜43和上电极层46之间建立电连接。该上电极层46将在下文中具体描述。
图4说明磁电阻薄膜43的一个特例。该磁电阻薄膜43是一个所谓的自旋阀薄膜。特别地，磁电阻薄膜43包括一个由Ta制成的基层51、自由铁磁层52、一个中间传导层53、一个被钉扎的铁磁层54、一个钉轧层或反铁磁层55和一个传导保护层56，按顺序被敷设在平表面42上。该被钉扎铁磁层54的磁化强度受反铁磁层55的影响，被固定在特定的横方向上。在此，自由铁磁层52可有一个分层结构，例如包括叠置在基层51上的镍铁层52a和叠置在镍铁层52a上的钴铁层52b。该中间传导层53可由例如Cu制成。该被钉扎铁磁层54可由铁磁材料，例如CoFe制成。该反铁磁层55可由反铁磁合金材料制成，例如IrMn、PdPtMn等等。该传导保护层56可由Au、Pt等制成。
可选地，一种所谓的隧道结薄膜可被利用于磁电阻薄膜43中。该隧道结薄膜包括在自由和被钉轧铁磁层52、54之间，代替上述中间传导层53的中间绝缘层。该中间绝缘层可由例如Al2O3制成。
当CPP结构MR读取元件32为了读出一个磁信息数据而对着磁记录盘13的表面时，允许自由铁磁层52的磁化响应于由磁记录盘13施加的磁极性的倒置在磁电阻薄膜43中转动。在自由铁磁层52中的磁化强度的转动感应出磁电阻薄膜43的电阻的变化。当一个读出电流通过上电极层46和下电极38被提供给磁电阻薄膜43时，响应于磁电阻的改变，在从上电极层46和下电极38输出的读出电流中出现任何参数水平的改变，如果在该水平的改变可以被利用于检测记录在磁记录盘13上的一个磁位数据。
在此，参考图5，上电极层46将被详细描述。该上电极层46包括一个低阻区46a，沿着磁电阻薄膜43的上边界43b，从暴露于气浮表面28的前端向后延伸。一个高阻区46b从上边界43b上的低阻区46a的后端向后延伸。该高阻区46b的电阻率高于低阻区46a的电阻率。如图5所示，该低阻区46a可在高阻区46b上面向后延伸。此外，如图6所示，该低阻区46a可沿着叠置的绝缘层45的表面，在高阻区46b的周围向后延伸。该低阻区46a的后端与一个焊盘连接，未示出。
该上电极层46可由一种导电软磁材料制成，例如NiFe。如果上电极层46不仅有导电性还有软磁性，则也允许上电极层46作为CPP结构MR读取元件32的一个上屏蔽层。在下屏蔽层或电极38和上电极层46之间的间隙或距离决定磁记录盘13的磁道方向上的磁记录分辨率。
该高阻区46b的形成可基于在上电极层46中加入氧原子。导入氧气、辐射氧等离子体等可被用于将氧原子加入上电极层46。可选地，高阻区46b的形成可基于加入上电极层46的离子。离子注入等方法可能被用于将离子加入上电极层46。另外，低阻区46a和高阻区46b的建立可基于包括在上电极层46中的晶粒的尺寸。这样，低阻区46a可包括晶粒尺寸大于高阻区46b的晶粒尺寸的晶粒。晶粒的尺寸越小，则电阻越高。在晶粒上照射激光束有助于晶粒成长到更大的尺寸。
上电极层46的低阻区46a和下电极38之间通过CPP结构MR读取元件32中的磁电阻薄膜43。如图5和6所示，该高阻区46b限制最靠近气浮表面28的读出电流的通路。允许该读出电流集中在磁电阻薄膜43中最靠近气浮表面28的位置处。
如果磁记录盘13中的记录密度将被进一步改良，则希望从磁记录盘13泄漏的磁场被减少。尽管低强度的磁场能保持靠近气浮表面28的磁电阻薄膜43中磁化充分转动，但是低强度的磁场在远离气浮表面28的位置显著地减少磁电阻薄膜43中的磁化的转动。该CPP结构MR读取元件32允许该读出电流集中在最靠近气浮表面28的位置处。从而允许读出电流通过磁化强度充分转动的部分。照这样，该CPP结构MR读取元件32保持电阻的充分变化。在CPP结构MR读取元件32中，可以防止敏感度的降低。
此外，如图7所示，下电极38的终端件将读出电流集中在一个记录磁道的中心线。允许该读出电流沿着一个记录磁道的中心线通过磁电阻薄膜43。该读出电流的通路的面积可以被减小。希望敏感度得到进一步改良。如果该下电极38与磁电阻薄膜43的整个下边界43a接触，则希望读出电流集中在磁电阻薄膜43和磁畴控制层44之间的边界处。
如图8所示，上述上电极层46可由上电极51和替换高阻层52，该上电极51允许前端与磁电阻薄膜43的上边界43b相接触，并且沿着磁电阻薄膜43的上边界43b从自气浮表面28后退的前端向后延伸。该上电极51的前端被暴露于气浮表面28。高阻层52的电阻率至少高于上电极51的电阻率。在此，该高阻层52被插入上电极51和磁电阻薄膜43之间，以及上电极51和叠置的绝缘层45之间。
该上电极51可跟上述的上电极层46一样，由一种软磁导电体制成，例如NiFe。该高阻层52可由一种绝缘材料制成，例如Al2O3。特别地，该高阻层52优选地由一种软磁绝缘层制成，例如一种软铁氧体、一种非晶磁性材料，等等。如果该高阻层52不但有电绝缘性，还有软磁性，则也允许该高阻层52和上电极51一起作为CPP结构MR读取元件32的上屏蔽层。
跟上述方式一样，该高阻层52限制上电极51中最靠近气浮表面28的读出电流的通路。允许读出电流集中在磁电阻薄膜43中最靠近气浮表面28的位置处。照这样，该CPP结构MR读取元件32保持了电阻充分的变化。在CPP结构MR读取元件32中可防止灵敏度的降低。
如图9所示，例如一个突起53可被形成于上电极51上，以在上电极51的前端，从上电极51的下表面突出。该突起53在记录磁道的横方向上减小上电极51和磁电阻薄膜43的上边界43b之间的接触区域。该突起53协同终端件38b，减小沿着记录磁道的中心线的读出电流的通路。可期望灵敏度的进一步改良。
如图10所示，该上电极层46可由一个上电极层56替换，该上电极层56包括一个沿着磁电阻薄膜43的上边界43b延伸的低阻区54和同样沿着磁电阻薄膜43的上边界43b延伸的高阻区。这种情况下，该低阻区54具有第一厚度Tc而高阻区55具有小于第一厚度Tc的第二厚度Tn。电阻取决于上电极层56的厚度。跟上述方式一样，该高阻区55限制上电极层56中最靠近气浮表面28的读出电流的通路。允许该读出电流集中在磁电阻薄膜43中，最靠近气浮表面28的位置处。照这样，该CPP结构MR读取元件32保持了电阻充分的变化。在CPP结构MR读取元件32中可防止灵敏度的降低。

Claims (8)

1.一种电流垂直于平面结构的磁电阻元件，包括：
在一个磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜沿着预定基准面从前端向后延伸，该预定基准面与该磁头滑块的介质相对表面相交；以及
沿着磁电阻薄膜的一个边界、从在磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸的一个电极层，其中所述电极层包括：
沿着边界、从在磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸的一个低阻区；和
沿着边界、从低阻区的后端向后延伸的高阻区，所述高阻区的电阻率高于低阻区的电阻率。
2.根据权利要求1的电流垂直于平面结构的磁电阻元件，其中所述高阻区基于在电极层中加入的氧原子而形成。
3.根据权利要求1的电流垂直于平面结构的磁电阻元件，其中所述高阻区基于在电极层中加入的离子而形成。
4.根据权利要求1的电流垂直于平面结构的磁电阻元件，其中所述低阻区包括晶粒尺寸大于高阻区晶粒的晶粒尺寸的晶粒。
5.根据权利要求1的电流垂直于平面结构的磁电阻元件，其中所述电极层包括：
沿着边界延伸以形成低阻区的第一区，所述第一区具有第一厚度；和
沿着边界延伸以形成高阻区的第二区，所述第二区具有小于第一厚度的第二厚度。
6.一种电流垂直于平面结构的磁电阻元件，包括：
在一个磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜沿着预定基准面从前端向后延伸，该预定基准面与该磁头滑块的介质相对表面相交；
一个上电极层，沿着该磁电阻薄膜的上边界、从在磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸；
一个下电极，允许至少一个顶端与磁电阻薄膜的下边界相接触，所述顶端在磁头滑块的介质相对表面处露出，其中所述上电极层包括：
沿着上边界、从在磁头滑块的介质相对表面处露出的前端向后延伸的一个低阻区；和
沿着上边界、从低阻区的后端向后延伸的高阻区，所述高阻区的电阻率高于低阻区的电阻率。
7.一种电流垂直于平面结构的磁电阻元件，包括：
在一个磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜沿着预定基准面从前端向后延伸，该预定基准面与该磁头滑块的介质相对表面相交；
一个电极，允许一个顶端与磁电阻薄膜的边界相接触，所述顶端在介质相对表面处露出；以及
一个高阻层，沿着边界从自介质相对表面后退的一个顶端向后延伸，所述高阻层的电阻率高于电极的电阻率。
8.一种电流垂直于平面结构的磁电阻元件，包括：
在一个磁头滑块的介质相对表面处限定前端的一个磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜沿着预定基准面从前端向后延伸，该预定基准面与该磁头滑块的介质相对表面相交；
一个上电极，允许一个顶端与磁电阻元件的上边界相接触，所述顶端在磁头滑块的介质相对表面处露出；
一个高阻层，沿着上边界、从自介质相对表面后退的顶端向后延伸，所述高阻层的电阻率至少高于上电极的电阻率；以及
一个下电极，允许至少一个顶端与磁电阻薄膜的下边界相接触，所述顶端在磁头滑块的介质相对表面处露出。
CNB028285921A 2002-03-20 2002-03-20 电流垂直于平面结构的磁电阻元件 Expired - Fee Related CN1299257C (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2002/002684 WO2003079331A1 (fr) 2002-03-20 2002-03-20 Element magnetoresistif de structure cpp

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1639771A true CN1639771A (zh) 2005-07-13
CN1299257C CN1299257C (zh) 2007-02-07

Family

ID=27854643

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNB028285921A Expired - Fee Related CN1299257C (zh) 2002-03-20 2002-03-20 电流垂直于平面结构的磁电阻元件

Country Status (6)

Country Link
US (1) US7312957B2 (zh)
EP (1) EP1486951A4 (zh)
JP (1) JP4000114B2 (zh)
KR (1) KR100617282B1 (zh)
CN (1) CN1299257C (zh)
WO (1) WO2003079331A1 (zh)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7961437B2 (en) * 2007-09-27 2011-06-14 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands, B.V. Magnetic recording head having an extended stripe height and a shortened shield height
US8659855B2 (en) * 2010-03-19 2014-02-25 Seagate Technology Llc Trilayer reader with current constraint at the ABS
US8390963B2 (en) * 2011-04-25 2013-03-05 Seagate Technology Llc Trilayer reader with current constraint at the ABS
US8749924B2 (en) * 2011-09-13 2014-06-10 Seagate Technology Llc Tuned shunt ratio for magnetic sensors
US8824107B2 (en) * 2012-10-31 2014-09-02 Seagate Technology Llc Magnetic element with current constriction feature

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5390061A (en) 1990-06-08 1995-02-14 Hitachi, Ltd. Multilayer magnetoresistance effect-type magnetic head
JPH07296340A (ja) 1994-04-26 1995-11-10 Sumitomo Metal Ind Ltd 磁気抵抗効果素子およびその素子を使用した薄膜磁気ヘッド
JP3635504B2 (ja) * 1995-08-31 2005-04-06 富士通株式会社 磁気抵抗効果ヘッドとその製造方法及び磁気記録装置
EP0801380A3 (en) * 1996-04-10 1998-03-04 Read-Rite Corporation Giant magnetoresistive transducer with increased output signal
JPH1196515A (ja) * 1997-09-18 1999-04-09 Fujitsu Ltd Ｇｍｒ磁気センサ、その製造方法、および磁気ヘッド
JPH11175920A (ja) * 1997-12-05 1999-07-02 Nec Corp 磁気抵抗効果型複合ヘッドおよびその製造方法
JPH11316919A (ja) 1998-04-30 1999-11-16 Hitachi Ltd スピントンネル磁気抵抗効果型磁気ヘッド
US6198609B1 (en) * 1998-11-09 2001-03-06 Read-Rite Corporation CPP Magnetoresistive device with reduced edge effect and method for making same
JP2001237469A (ja) 2000-02-22 2001-08-31 Fujitsu Ltd 磁気センサ及びその製造方法
US6738234B1 (en) * 2000-03-15 2004-05-18 Tdk Corporation Thin film magnetic head and magnetic transducer
JP2002025018A (ja) * 2000-07-10 2002-01-25 Tdk Corp 磁気抵抗効果型薄膜磁気ヘッド及びその製造方法
US6654209B2 (en) * 2001-01-10 2003-11-25 Seagate Technology Llc Low resistance lead structure for a low resistance magnetic read head
JP3583079B2 (ja) * 2001-03-26 2004-10-27 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気再生装置及び磁気記憶装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20040105212A (ko) 2004-12-14
EP1486951A4 (en) 2007-05-09
JP4000114B2 (ja) 2007-10-31
CN1299257C (zh) 2007-02-07
EP1486951A1 (en) 2004-12-15
JPWO2003079331A1 (ja) 2005-07-21
WO2003079331A1 (fr) 2003-09-25
KR100617282B1 (ko) 2006-08-30
US7312957B2 (en) 2007-12-25
US20050030673A1 (en) 2005-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1228764C (zh) 电流垂直于膜面结构的磁阻元件
CN1208757C (zh) 电流垂直于平面结构的磁阻磁头
CN1113334C (zh) 有纵向和横向偏压的磁隧道结磁阻读出磁头
US11615809B2 (en) SOT differential reader and method of making same
US9019664B2 (en) Magnetoresistive sensor with variable shield permeability
US8559123B2 (en) Magnetic recording device, magnetic recording method and magnetic recording medium for shingle write scheme
CN101567191B (zh) 垂直磁写头
US7355825B2 (en) Current-perpendicular-to-the-plane structure magnetoresistive element and head slider
US8289660B2 (en) Auxiliary magnetoresistive shield
JP2004510326A (ja) 自己無撞着減磁場を有する巨大磁気抵抗センサ
JP2008192284A (ja) 複数の材料を使用したヘリカルコイル構造を備えた磁気書込みヘッド
JP2006127740A (ja) 垂直記録のための傾斜した翼部を有する段付シールドおよび磁極構造
JP2007265599A (ja) 磁気記録ヘッドに用いられる磁気構造、磁気シールド及び磁極
US9830935B1 (en) Read sensor capable of providing multiple effective read widths
CN105609119A (zh) 具有自旋转矩振荡器(sto)和sto腐蚀监控器的滑块
US7408749B2 (en) CPP GMR/TMR structure providing higher dR
CN1479387A (zh) 具有“电流垂直于平面”结构的磁阻元件
US7649711B2 (en) Double notched shield and pole structure for stray field reduction in a magnetic head
CN1299257C (zh) 电流垂直于平面结构的磁电阻元件
EP1215738A2 (en) Magnetoresistive transducer
US6614620B2 (en) Thin film magnetic head
US8701274B2 (en) Method for manufacturing a magnetic head
CN1324560C (zh) 垂直平面电流结构的磁阻元件和磁头滑块
US20050099737A1 (en) Current-perpendicular-to-the-plane structure magnetoresistive element and head slider including the same

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20070207

Termination date: 20100320