WO2003079331A1 - Element magnetoresistif de structure cpp - Google Patents

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WO2003079331A1
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head slider
resistance region
film
along
medium facing
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PCT/JP2002/002684
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Hirotaka Oshima
Yutaka Shimizu
Atsushi Tanaka
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Fujitsu Limited
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Definitions

  • the present invention relates to a magneto-resistance effect element using a magneto-resistance effect film such as a tunnel junction film / spin valve film, and more particularly, to a magneto-resistance effect film laminated on an arbitrary reference plane, which is orthogonal to the reference plane.
  • the present invention relates to a magnetic resistance effect device having a structure in which a sense current flows in a vertical direction.
  • a magnetoresistive film such as a spin valve film formed by lamination along an arbitrary reference plane is widely known.
  • the magnetoresistive film is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode.
  • a sense current flows between the upper electrode and the lower electrode in a vertical direction perpendicular to the reference plane.
  • Such a CPP structure magnetoresistive element is mounted on, for example, a head slider facing a magnetic recording medium on the medium facing surface.
  • the magnetoresistive film spreads along one virtual plane orthogonal to the medium facing surface.
  • the signal magnetic field acts on the magnetoresistive film from the magnetic recording medium
  • the magnetic field in the magnetoresistive film rotates.
  • the signal magnetic field leaking from magnetic recording media is expected to weaken.
  • the amount of rotation of the magnetoresistive film decreases significantly as the distance from the medium facing surface decreases. Such a decrease in the amount of rotation of the magnet causes a decrease in the sensitivity of the element. Disclosure of the invention
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a CPP structure magnetoresistive element capable of securing sufficient sensitivity to a signal magnetic field leaking from a magnetic recording medium.
  • a front end is defined along a medium facing surface of a head slider, and a magnetoresistive member extending rearward along a predetermined reference surface intersecting the medium facing surface of a head slider is provided.
  • An effect film, and an electrode layer extending rearward along a boundary surface of the magnetoresistive effect film from a front end facing the medium facing surface of the head slider, wherein the electrode layer has a boundary from the front end facing the medium facing surface of the head slider.
  • a low-resistance region extending rearward along the surface, and a high-resistance region extending rearward along the interface from the rear end of the low-resistance region and having a higher resistivity than the low-resistance region.
  • a CPP structure magnetoresistive element characterized by the following is provided.
  • the path of the sense current in the magnetoresistive film can be directed to the medium facing surface side of the head slider by the action of the high resistance region. Therefore, in the magnetoresistive film, the sense current can intensively flow along the medium facing surface. If the rotation of the magnetization is realized with a sufficient rotation amount in the magnetoresistive film near the medium facing surface, a sufficient resistance change amount can be maintained in the CPP structure magnetoresistive device. Thus, sufficient sensitivity can be ensured in the CPP structure magnetoresistive element.
  • a magnetoresistive film defining a front end along the medium facing surface of the head slider and extending rearward along a predetermined reference surface intersecting the medium facing surface of the head slider;
  • the upper electrode layer extending rearward along the upper boundary surface of the magnetoresistive film from the front end facing the medium facing surface, and contacting the lower boundary surface of the magnetoresistive film at least at the front end facing the medium facing surface of the head slider.
  • a lower resistance region extending rearward from a front end facing the medium facing surface of the head slider along the upper boundary surface, and a lower resistance region extending from a rear end of the low resistance region to the upper boundary surface.
  • a high-resistance region having a higher resistivity than the low-resistance region is formed.
  • a sense current is supplied to the magnetoresistive film from the low resistance region of the upper electrode layer and the lower electrode.
  • the path of the sense current in the magnetoresistive film can be brought to the medium facing surface side of the head slider by the action of the high resistance region. Therefore, in the magnetoresistive film, the sense current can intensively flow along the medium facing surface. Magnetoresistance near the medium facing surface If the rotation of the magnetic layer is realized with a sufficient rotation amount in the effect film, a sufficient resistance change amount can be maintained in the magnetoresistive element having the CPP structure. Thus, sufficient sensitivity can be ensured in the CPP structure magnetoresistive element.
  • the high resistance region may be formed based on oxygen atoms taken into the electrode layer and the upper electrode layer.
  • the thus formed metal oxide region realizes a higher electric resistance value than the low resistance metal region.
  • the electrode layer and the upper electrode layer may be subjected to, for example, introduction of oxygen gas or irradiation of oxygen plasma in the manufacturing process.
  • the high resistance region may be formed based on ion atoms taken into the electrode layer or the upper electrode layer.
  • a higher electric resistance value can be realized as compared with the low-resistance pure metal region based on the local impurity introduction and the defect of the metal crystal realized in this way.
  • Pure metals include, for example, alloys.
  • ion implantation may be performed on the electrode layer and the upper electrode layer during the manufacturing process.
  • a low-resistance region and a high-resistance region may be defined in the electrode layer and the upper electrode layer based on the size of crystal grains.
  • the low resistance region only needs to include crystal grains that are larger than the crystal grains in the high resistance region.
  • the material of the crystal grains may be the same in the low resistance region and the high resistance region. The smaller the grains, the higher the electrical resistance can be. For example, when a crystal grain is irradiated with a laser, the crystal grain can grow into a large grain.
  • a low-resistance region and a high-resistance region may be defined in the electrode layer and the upper electrode layer based on the difference in film thickness.
  • the area that spreads at the first thickness along the boundary surface and the upper boundary surface and forms the low resistance region, and the second thickness smaller than the first thickness along the boundary surface and the upper boundary surface similarly It is sufficient that the region and the region constituting the high resistance region are formed in the electrode layer and the upper electrode layer.
  • a magnetoresistive film defining a front end along the medium facing surface of the head slider and extending rearward along a predetermined reference surface intersecting the medium facing surface of the head slider;
  • An electrode contacting the boundary surface of the magnetoresistive film at the front end facing the medium facing surface of the head slider, and the front end of the head slider receding from the medium facing surface extends rearward along the boundary surface and has a higher resistivity than the electrode.
  • High resistance layer The present invention provides a CPP structure magnetoresistive element characterized in that:
  • the contact of the electrode can be brought closer to the medium facing surface side of the head slider at the boundary surface of the magnetoresistive film by the function of the high resistance layer. Therefore, in the magnetoresistive film, the sense current can intensively flow along the medium facing surface. If the rotation of the magnetization is realized with a sufficient rotation amount in the magnetoresistive film near the medium facing surface, a sufficient resistance change amount can be maintained in the CPP structure magnetoresistive element. Thus, sufficient sensitivity can be ensured in the CPP structure magnetoresistive element.
  • the magnetoresistive film defines a front end along the medium facing surface of the head slider, and extends rearward along a predetermined reference surface intersecting the medium facing surface of the head slider.
  • An upper electrode contacting the upper boundary surface of the magnetoresistive film at the front end facing the medium facing surface of the head slider, and extending rearward along the upper boundary surface from the front end of the head slider receding from the medium facing surface, and
  • a CPP structure comprising: a high-resistance layer having a higher resistivity than an electrode; and a lower electrode that contacts a lower boundary surface of the magnetoresistive film at least at a front end facing a medium facing surface of the head slider.
  • a magnetoresistive element is provided.
  • a sense current is supplied to the magnetoresistive film from the upper and lower electrodes.
  • the contact of the upper electrode can be brought closer to the medium facing surface side of the head slider by the function of the high resistance layer at the boundary surface of the magnetoresistive film. Therefore, in the magnetoresistive film, the sense current can intensively flow along the medium facing surface. If the rotation of the magnetization is realized with a sufficient rotation amount in the magnetoresistive film near the medium facing surface, a sufficient resistance change amount can be maintained in the CPP structure magnetoresistive element. Thus, sufficient sensitivity can be secured in the CPP structure magnetoresistive element.
  • the above-described magnetoresistive film having a CPP structure may be mounted on a head slider incorporated in a magnetic disk drive such as a hard disk drive (HDD), or may be mounted on another magnetic recording medium drive such as a magnetic tape drive. It may be mounted on a built-in head slider.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing the internal structure of a hard disk drive (HDD).
  • HDD hard disk drive
  • FIG. 2 is an enlarged perspective view schematically showing the structure of a flying head slider according to a specific example.
  • FIG. 3 is a front view schematically showing a read / write head observed on the air bearing surface.
  • FIG. 4 is an enlarged front view schematically showing the structure of a magnetic resistance effect (MR) film according to one specific example.
  • MR magnetic resistance effect
  • FIG. 5 is an enlarged partial sectional view taken along line 5-5 in FIG.
  • FIG. 6 is an enlarged partial cross-sectional view taken along line 6-6 in FIG. 3, showing an enlarged plan view of the upper magnetic pole.
  • FIG. 7 is an enlarged plan view of the lower magnetic pole corresponding to FIG.
  • FIG. 8 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of a CPP structure MR read element according to another embodiment.
  • FIG. 9 is a front view corresponding to FIG. 3 and showing a modification of the CPP structure MR reading element.
  • FIG. 10 is an enlarged partial cross-sectional view corresponding to FIG. 5 and showing a part of a CPP structure MR reading element according to still another embodiment.
  • FIG. 1 schematically shows a specific example of a magnetic recording medium drive, that is, an internal structure of a hard disk drive (HDD) 11.
  • the HDD 11 includes, for example, a box-shaped housing main body 12 that partitions an internal space of a flat rectangular parallelepiped.
  • One or more magnetic disks 13 as recording media are accommodated in the accommodation space.
  • the magnetic disk 13 is mounted on a rotating shaft of a spindle motor 14.
  • the spindle motor 14 can rotate the magnetic disk 13 at a high speed such as, for example, 720 rpm or 1000 rpm.
  • the housing body 12 has a lid for sealing the accommodation space between the housing body 12 and the housing body 12. That is, a force par (not shown) is connected.
  • a carriage 16 that swings around a vertically extending support shaft 15 is further housed in the housing space.
  • the carriage 16 includes a rigid swing arm 17 extending horizontally from the support shaft 15, an elastic suspension 18 attached to the tip of the swing arm 17 and extending forward from the swing arm 17.
  • the flying head slider 19 is cantilevered at the tip of the flexible suspension 18 by the action of a so-called gimbal spring (not shown).
  • a pressing force is applied to the flying head slider 19 from the elastic suspension 18 toward the surface of the magnetic disk 13.
  • the buoyancy acts on the flying head slider 19 by the action of the airflow generated on the surface of the magnetic disk 13 based on the rotation of the magnetic disk 13. Due to the balance between the pressing force of the elastic suspension 18 and the buoyancy, the flying head slider 19 can keep flying with relatively high rigidity during the rotation of the magnetic disk 13.
  • the flying head slider 19 can cross the surface of the magnetic disk 13 in the radial direction. Based on such movement, the flying head slider 19 is positioned at a desired recording track on the magnetic disk 13. At this time, the swing of the carriage 16 may be realized through the operation of the actuator 21 such as a voice coil module (VCM).
  • VCM voice coil module
  • FIG. 2 shows a specific example of the flying head slider 19.
  • Ddosuraida 1 9 to this floating is the A 1 2 0 3 one T i C (AlTiC) made of slider body 2 2 in the form of a flat parallelepiped, and is joined to the air outflow end of the slider body 2 2 reads and a a 1 2 ⁇ head device built-in film 2 4 3 (alumina) manufactured to the incorporating the head 2 3 write-out write.
  • a medium facing surface facing the magnetic disk 13, that is, a flying surface 25 is defined.
  • the airflow 26 generated based on the rotation of the magnetic disk 13 is received by the air bearing surface 25.
  • the flying head slider 19 is not limited to such a form.
  • FIG. 3 shows the air bearing surface 25 in detail.
  • the read / write head 23 includes a thin-film magnetic head, that is, an inductive write head element 31, and a CPP structure electromagnetic transducer, that is, a CPP structure magnetoresistive (MR) read element 32.
  • the inductive write head element 31 can write binary information on the magnetic disk 13 using, for example, a magnetic field generated by a conductive coil pattern (not shown).
  • the CPP structure MR reading element 32 can detect the binary information based on a signal that changes according to the magnetic field acting on the magnetic disk 13.
  • the inductive write head element 31 includes an upper magnetic pole layer 35 that exposes a front end with ABS 28 and a lower magnetic pole layer 36 that similarly exposes a front end with ABS 28.
  • the upper and lower magnetic pole layers 35 and 36 may be formed of, for example, FeN or NiFe.
  • the upper and lower pole layers 35, 36 cooperate to form a magnetic core of the inductive write head element 31.
  • a 1 2 0 3 (alumina) manufactured by a non-magnetic gap layer 37 between the upper and lower magnetic pole layers 35, 36 are sandwiched.
  • the magnetic flux passing between the upper magnetic pole layer 35 and the lower magnetic pole layer 36 leaks from the air bearing surface 25 by the action of the nonmagnetic gap layer 37.
  • the leaked magnetic flux forms a recording magnetic field (gap magnetic field).
  • the CPP structure MR read element 32 includes an alumina film 34, that is, a lower electrode 38 extending along the surface of the underlying insulating layer.
  • the lower electrode 38 The layer 38a and the conductive terminal strip 38b rising from the surface of the lead conductive layer 38a are formed.
  • the lower electrode 38 may have not only conductivity but also soft magnetism.
  • the lower electrode 38 is made of a conductive soft magnetic material such as NiFe, for example, the lower electrode 38 simultaneously functions as a lower shield layer of the CPP structure MR read element 32. be able to.
  • the lower electrode 38 is embedded in the insulating layer 41 spreading on the surface of the alumina film 34.
  • the insulating layer 41 extends along the surface of the lead conductive layer 38a while being in contact with the wall surface of the conductive terminal piece 38b.
  • the conductive terminal strip 38b and the insulating layer 41 constitute a predetermined basic layer.
  • the top surface of the conductive terminal piece 38 b and the surface of the insulating layer 41 define a flattened surface 4 2 that is continuous on the base layer, that is, a reference surface.
  • An electromagnetic conversion film that is, a magnetoresistive (MR) film 43 is laminated on the flattened surface 42.
  • the MR film 43 extends rearward along the flat surface 42 from the front end exposed at the ABS 28.
  • This MR film 43 lies at least on the top surface of the conductive terminal piece 38b.
  • the conductive terminal strip 38 b contacts the lower boundary surface 43 a of the MR film 43 at least at the front end exposed at the ABS 28. In this way, an electrical connection is established between the MR film 43 and the lower electrode 38. Details of the structure of the MR film 43 will be described later.
  • a pair of magnetic domain control hard films 44 extending along the ABS 28 are formed on the flattened surface 42.
  • the magnetic domain control hard film 44 sandwiches the MR film 43 along the ABS 28 on the flattened surface 42.
  • the magnetic domain control hard film 44 may be formed of a metal material such as CoPt or C0CrPt.
  • the magnetic domain control hard film 44 can establish a magnetic field along one direction across the MR film 43.
  • a bias magnetic field is formed based on the magnetization of the magnetic domain control hard film 44, for example, a single magnetic domain of the free side ferromagnetic layer (fr elayay er) can be realized in the MR film 43.
  • the flattening surface 42 is further covered with a coating insulating film 45.
  • the magnetic insulating film 41 is sandwiched between the magnetic domain control hard film 44 and the insulating layer 41.
  • the top surface of the MR film 43 that is, the upper boundary surface 43b is exposed adjacent to the ABS28.
  • the upper electrode layer 46 spreads on the surface of the coating insulating layer 45.
  • the upper electrode layer 46 contacts the upper boundary surface 43 b of the MR film 43 at least at the front end exposed at the ABS 28. Thus, an electrical connection is established between the MR film 43 and the upper electrode layer 46.
  • the details of the upper electrode layer 46 will be described later.
  • FIG. 4 shows a specific example of the MR film 43.
  • This MR film 43 is composed of a so-called spin valve film. That is, in the MR film 43, the Ta underlayer 51, the free-side ferromagnetic layer 52, the intermediate conductive layer 53, the fixed-side ferromagnetic layer (pinne dl aye r) 54, and the magnetization direction constraining layer (pin nnng aye) r) That is, the antiferromagnetic layer 55 and the conductive protection layer 56 are sequentially stacked.
  • the magnetization of the fixed-side ferromagnetic layer 54 is fixed in one direction according to the function of the antiferromagnetic layer 55.
  • the free ferromagnetic layer 52 is composed of, for example, a Ni Fe layer 52 a laminated on the surface of the Ta underlayer 51 and a Co Fe layer 52 b laminated on the surface of the Ni Fe layer 52 a. What is necessary is just to comprise.
  • the intermediate conductive layer 53 may be composed of, for example, a Cu layer.
  • the fixed ferromagnetic layer 54 may be formed of a ferromagnetic material such as C 0 Fe, for example.
  • the antiferromagnetic layer 55 may be made of an antiferromagnetic alloy material such as IrMn or PdPtMn.
  • the conductive protection layer 56 may be composed of, for example, an Au layer or a Pt layer.
  • a so-called tunnel junction film may be used for the MR film 43.
  • an intermediate insulating layer may be interposed between the free ferromagnetic layer 52 and the fixed ferromagnetic layer 54 instead of the intermediate conductive layer 53 described above.
  • These intermediate insulating layer may be made of a A 1 2 0 3 layer.
  • the CPP structure When reading the magnetic information, the CPP structure
  • the MR film 43 When reading the magnetic information, the CPP structure
  • the MR film 43 has the free side ferromagnetic depending on the direction of the magnetic field acting from the magnetic disk 13.
  • the magnetization direction of layer 52 rotates.
  • the electric resistance of the MR film 43 changes greatly. Therefore, when a sense current is supplied from the upper electrode layer 46 and the lower electrode 38 to the MR film 43, the level of the electric signal extracted from the upper electrode layer 46 and the lower electrode 38 changes according to the change in the electric resistance. Change. Binary information can be read in response to this level change.
  • a low-resistance region 46a extending rearward from the front end exposed to the ABS 28 along the upper boundary surface 43b of the MR film 43 is defined.
  • the high resistance region 46b extends rearward from the rear end of 46a.
  • the high resistance region 46b has a higher resistivity than the low resistance region 46a.
  • the low-resistance region 46 a may extend rearward along the surface of the high-resistance region 46 b, and as is apparent from FIG. 6, the high-resistance region 46 b extends along the surface of the coating insulating film 45. It may be spread backward while bypassing.
  • the upper electrode layer 46 may be made of a conductive soft magnetic material such as NiFe. If not only conductivity but also soft magnetism is established at the same time in the upper electrode layer 46, the upper electrode layer 46 can simultaneously function as the upper shield layer of the CPP structure MR read element 32. The distance between the lower shield layer, that is, the lower electrode 38 and the upper electrode layer 46 determines the resolution of magnetic recording on the recording disk 13 in the line direction of the recording track.
  • the high resistance region 46 b may be formed based on oxygen atoms taken into the upper electrode layer 46.
  • the upper electrode layer 46 may be subjected to, for example, introduction of oxygen gas or irradiation of oxygen plasma in the manufacturing process.
  • the high resistance region 46 b may be formed based on ion atoms taken into the upper electrode layer 46.
  • ion implantation may be performed on the upper electrode layer 46 during the manufacturing process.
  • a low-resistance region 46a and a high-resistance region 46b may be defined based on the size of crystal grains.
  • the low-resistance region 46a includes crystal grains that are larger than the crystal grains of the high-resistance region 46b.
  • the sense current is supplied to the MR film 43 from the low resistance area 46 a of the upper electrode layer 46 and the lower electrode 38.
  • the sense current path can be brought to the ABS 28 side by the action of the high resistance region 46b. Therefore, in the MR film 43, the sense current can intensively flow along the ABS 28.
  • the magnetic disk The signal magnetic field leaking from step 13 is expected to weaken.
  • the signal magnetic field weakens, in the MR film 43, a sufficient amount of magnetization rotation is secured in the vicinity of the ABS 28, but the amount of magnetization rotation decreases significantly as the distance from the ABS 28 increases.
  • the sense current can be concentrated near the ABS 28 in the above-described MR read element 32 with the CPP structure. Therefore, the sense current can be sufficiently exposed to the magnetic field rotating by a large amount of rotation.
  • the CPP structure MR read element 32 can maintain a sufficient resistance change amount. A decrease in sensitivity is avoided.
  • the lower electrode 38 can concentrate the sense current toward the center line of the recording track by the function of the conductive terminal strip 38b. In the MR film 43, the sense current flows along the center line of the recording track. The path of the sense current can be narrowed. An improvement in sensitivity is expected. On the other hand, when the lower electrode 38 contacts the entire lower boundary surface 43a of the MR film 43, the sense current may concentrate near the boundary between the MR film 43 and the magnetic domain control film 44. is expected. As shown in FIG.
  • the upper electrode 51 contacting the upper boundary surface 4 3b of the MR film 43 at the front end exposed by the ABS 28, and the ABS 2
  • a high resistance layer 52 extending rearward along the upper boundary surface 43b from the front end that has receded may be used.
  • the high resistance layer 52 has a higher resistivity than at least the upper electrode 51.
  • the high-resistance layer 52 is sandwiched between the upper electrode 51 and the MR film 43 or the covering insulating film 45.
  • the upper electrode 51 may be made of a conductive soft magnetic material such as NiFe, for example, similarly to the upper electrode layer 46 described above.
  • the high-resistance layer 5 2 may be made of any insulating material such as A l 2 ⁇ 3 In example embodiment.
  • the high resistance layer 52 be formed of an insulating soft magnetic material such as a so-called soft ferrite / amorphous magnetic material. According to such an insulating soft magnetic material, the high resistance layer 52 together with the upper electrode 51 can function as an upper shield layer of the CPP structure MR read element 32.
  • the path of the sense current can be brought to the ABS 28 side in the MR film 43 by the action of the high resistance layer 52 as described above. Therefore, in the MR film 43, the sense current flows intensively along the ABS 28. Can be. In this way, the CPP structure MR read element 32 can maintain a sufficient resistance change amount. A decrease in sensitivity is avoided.
  • a terminal bump 53 protruding from the surface of the upper electrode 51 may be formed at the front end exposed to the ABS 28, as shown in FIG. 9, for example.
  • the contact between the upper electrode 51 and the upper boundary surface 43b of the MR film 43 can be narrowed in the track width direction. Therefore, the path of the sense current can be more reliably narrowed along the center line of the recording track in combination with the function of the conductive terminal piece 38b described above. Further improvement in sensitivity is expected.
  • a low-resistance region 54 extending at a first thickness Tc along the upper boundary surface 43b of the MR film 43 is formed.
  • an upper electrode layer 56 including a high-resistance region 55 extending along the upper boundary surface 43 b with a second thickness Tn smaller than the first thickness T may be used.
  • the level of the resistance value is established based on the change in the film thickness of the upper electrode layer 56.
  • the path of the sense current in the MR film 43 can be brought to the ABS 28 side by the action of the high resistance region 55. Therefore, in the MR film 43, the sense current can intensively flow along the ABS 28.
  • a sufficient resistance change amount can be maintained. A decrease in sensitivity is avoided.

Description

C P P構造磁気抵抗効果素子 技術分野
本発明は、 例えばトンネル接合膜ゃスピンバルブ膜といつた磁気抵抗効果膜を 利用する磁気抵抗効果素子に関し、 特に、 任意の基準面に積層される磁気抵抗効 果膜に、 基準面に直交する垂直方向にセンス電流を流通させる CP P (Cu r r e n t Pe r p end i c u l a r— t o— t he— P l ane 構造磁気抵 抗効果素子に関する。 背景技術
任意の基準面に沿って積層形成されるスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜 は広く知られる。 CPP構造磁気抵抗効果素子の実現にあたって、 磁気抵抗効果 膜は上側電極および下側電極に挟まれる。 上側電極および下側電極の間では、 基 準面に直交する垂直方向にセンス電流は流通する。
こういった C P P構造磁気抵抗効果素子は、 例えば媒体対向面で磁気記録媒体 に向き合わせられるヘッドスライダに搭載される。 ヘッドスライダでは、 媒体対 向面に直交する 1仮想平面に沿って磁気抵抗効果膜は広がる。 磁気記録媒体から 磁気抵抗効果膜に信号磁界が作用すると、 磁気抵抗効果膜内の磁ィ匕は回転する。 今後、 磁気記録媒体で記録密度の向上がさらに推進されると、 磁気記録媒体か ら漏れ出る信号磁界は弱まることが予想される。 信号磁界が弱まると、 磁気抵抗 効果膜では、 媒体対向面から遠ざかるに従って磁ィ匕の回転量は著しく減少してし まう。 こうした磁ィ匕の回転量の減少は素子の感度の低下を招く。 発明の開示
本発明は、 上記実状に鑑みてなされたもので、 磁気記録媒体から漏れ出る信号 磁界に対して十分な感度を確保することができる C P P構造磁気抵抗効果素子を 提供することを目的とする。 上記目的を達成するために、 第 1発明によれば、 ヘッドスライダの媒体対向面 に沿って前端を規定し、 へッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に 沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、 へッドスライダの媒体対向面に臨む前端 から磁気抵抗効果膜の境界面に沿って後方に広がる電極層とを備え、 電極層には、 ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から前記境界面に沿つて後方に広がる低 抵抗領域と、 低抵抗領域の後端から前記境界面に沿って後方に広がり、 低抵抗領 域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを特徴とする C P P 構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういった C P P構造磁気抵抗効果素子によれば、 高抵抗領域の働きで磁気抵 抗効果膜内のセンス電流の通り道はへッドスライダの媒体対向面側に寄せられる ことができる。 したがって、 磁気抵抗効果膜では、 媒体対向面に沿って集中的に センス電流は流通することができる。 媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十 分な回転量で磁化の回転が実現されれば、 C P P構造磁気抵抗効果素子では十分 な抵抗変化量は維持されることができる。 こうして C P P構造磁気抵抗効果素子 では十分な感度は確保されることができる。
また、 第 2発明によれば、 ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、 ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿つて後方に広がる磁気 抵抗効果膜と、 へッドスライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の上 側境界面に沿って後方に広がる上側電極層と、 少なくともヘッドスライダの媒体 対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備え、 上側電極層には、 へッドスライダの媒体対向面に臨む前端から上側境界面に沿つ て後方に広がる低抵抗領域と、 低抵抗領域の後端から上側境界面に沿って後方に 広がり、 低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを 特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういった C P P構造磁気抵抗効果素子では上側電極層の低抵抗領域および下 側電極から磁気抵抗効果膜にセンス電流は供給される。 このとき、 磁気抵抗効果 膜では高抵抗領域の働きでセンス電流の通り道はへッドスライダの媒体対向面側 に寄せられることができる。 したがって、 磁気抵抗効果膜では、 媒体対向面に沿 つて集中的にセンス電流は流通することができる。 媒体対向面の近傍で磁気抵抗 効果膜内に十分な回転量で磁ィ匕の回転が実現されれば、 C P P構造磁気抵抗効果 素子では十分な抵抗変化量は維持されることができる。 こうして C P P構造磁気 抵抗効果素子では十分な感度は確保されることができる。
以上のような C P P構造磁気抵抗効果素子では、 高抵抗領域は、 電極層内や上 側電極層内に取り込まれる酸素原子に基づき形成されればよい。 こうして形成さ れる酸化金属領域では低抵抗の金属領域に比べて高い電気抵抗値は実現される。 酸素原子の取り込みにあたって、 電極層や上側電極層には製造過程で例えば酸素 ガスの導入や酸素プラズマの照射が実施されればよい。
また、 高抵抗領域は、 電極層内や上側電極層内に取り込まれるイオン原子に基 づき形成されてもよい。 こうして実現される局所的な不純物の導入や金属結晶の 欠陥などに基づき低抵抗の純粋金属領域に比べて高い電気抵抗値は実現される。 純粋金属には例えば合金が含まれる。 イオン原子の取り込みにあたって、 電極層 や上側電極層には製造過程で例えばィォン注入が実施されればよい。
その他、 電極層内や上側電極層内には、 結晶粒の大きさに基づき低抵抗領域お よび高抵抗領域が区画されてもよい。 この場合には、 低抵抗領域には、 高抵抗領 域の結晶粒に比べて大きな結晶粒が含まれればよい。 結晶粒の素材は低抵抗領域 および高抵抗領域で同一であればよい。 結晶粒が小さければ小さいほど、 電気抵 抗値は高められることができる。 例えば結晶粒にレーザーが照射されると、 結晶 粒は大粒に成長することができる。
さらにまた、 電極層内や上側電極層内には、 膜厚の相違に基づき低抵抗領域お よび高抵抗領域が区画されてもよい。 この場合には、 境界面や上側境界面に沿つ て第 1厚みで広がり、 低抵抗領域を構成する領域と、 同様に境界面や上側境界面 に沿つて第 1厚みよりも小さい第 2厚みで広がり、 高抵抗領域を構成する領域と が電極層内や上側電極層内に形成されればよい。
さらに、 第 3発明によれば、 ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定 し、 へッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる 磁気抵抗効果膜と、 へッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の 境界面に接触する電極と、 へッドスライダの媒体対向面から後退した前端から前 記境界面に沿って後方に広がり、 電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層とを備 えることを特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういった C P P構造磁気抵抗効果素子によれば、 高抵抗層の働きで磁気抵抗 効果膜の境界面では電極の接触はへッドスライダの媒体対向面側に寄せられるこ とができる。 したがって、 磁気抵抗効果膜では、 媒体対向面に沿って集中的にセ ンス電流は流通することができる。 媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十分 な回転量で磁化の回転が実現されれば、 C P P構造磁気抵抗効果素子では十分な 抵抗変化量は維持されることができる。 こうして C P P構造磁気抵抗効果素子で は十分な感度は確保されることができる。
さらにまた、 第 4発明によれば、 ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を 規定し、 へッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広 がる磁気抵抗効果膜と、 へッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果 膜の上側境界面に接触する上側電極と、 へッドスライダの媒体対向面から後退し た前端から上側境界面に沿って後方に広がり、 少なくとも上側電極よりも高い抵 抗率を有する高抵抗層と、 少なくともへッドスライダの媒体対向面に臨む前端で 磁気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備えることを特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういった C P P構造磁気抵抗効果素子では上側および下側電極から磁気抵抗 効果膜にセンス電流は供給される。 このとき、 磁気抵抗効果膜の境界面では高抵 抗層の働きで上側電極の接触はへッドスライダの媒体対向面側に寄せられること ができる。 したがって、 磁気抵抗効果膜では、 媒体対向面に沿って集中的にセン ス電流は流通することができる。 媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十分な 回転量で磁化の回転が実現されれば、 C P P構造磁気抵抗効果素子では十分な抵 抗変化量は維持されることができる。 こうして C P P構造磁気抵抗効果素子では 十分な感度は確保されることができる。
以上のような C P P構造磁気抵抗効果膜は、 例えばハードディスク駆動装置 (HD D) といった磁気ディスク駆動装置に組み込まれるへッドスライダに搭載 されてもよく、 磁気テープ駆動装置といったその他の磁気記録媒体駆動装置に組 み込まれるへッドスライダに搭載されてもよい。 図面の簡単な説明
図 1は、 ハードディスク駆動装置 （HD D) の内部構造を概略的に示す平面図 である。
図 2は、 一具体例に係る浮上へッドスライダの構造を概略的に示す拡大斜視図 である。
図 3は、 浮上面で観察される読み出し書き込みへッドの様子を概略的に示す正 面図である。
図 4は、 一具体例に係る磁気抵钪効果 （MR) 膜の構造を概略的に示す拡大正 面図である。
図 5は、 図 3の 5— 5線に沿った拡大部分断面図である。
図 6は、 図 3の 6— 6線に沿った拡大部分断面図であって、 上部磁極の拡大平 面図を示す。
図 7は、 図 6に対応する下部磁極の拡大平面図である。
図 8は、 図 5に対応し、 他の実施形態に係る C P P構造 MR読み取り素子の一 部を示す拡大部分断面図である。
図 9は、 図 3に対応し、 C P P構造 MR読み取り素子の一変形例を示す正面図 である。
図 1 0は、 図 5に対応し、 さらに他の実施形態に係る C P P構造 MR読み取り 素子の一部を示す拡大部分断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図 1は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置 （H D D) 1 1の内部構造を概略的に示す。 この HD D 1 1は、 例えば平たい直方体 の内部空間を区画する箱形の筐体本体 1 2を備える。 収容空間には、 記録媒体と しての 1枚以上の磁気ディスク 1 3が収容される。 磁気ディスク 1 3はスピンド ルモータ 1 4の回転軸に装着される。 スピンドルモータ 1 4は、 例えば 7 2 0 0 r p mや 1 0 0 0 0 r p mといった高速度で磁気ディスク 1 3を回転させること ができる。 筐体本体 1 2には、 筐体本体 1 2との間で収容空間を密閉する蓋体す なわち力パー （図示されず） が結合される。
' 収容空間には、 垂直方向に延びる支軸 1 5回りで揺動するキャリッジ 1 6がさ らに収容される。 このキャリッジ 1 6は、 支軸 1 5から水平方向に延びる剛体の 揺動アーム 1 7と、 この揺動アーム 1 7の先端に取り付けられて揺動アーム 1 7 から前方に延びる弾性サスペンション 1 8とを備える。 周知の通り、 弹性サスぺ ンシヨン 1 8の先端では、 いわゆるジンバルばね （図示されず） の働きで浮上へ ッドスライダ 1 9は片持ち支持される。 浮上ヘッドスライダ 1 9には、 磁気ディ スク 1 3の表面に向かって弾性サスペンション 1 8から押し付け力が作用する。 磁気ディスク 1 3の回転に基づき磁気ディスク 1 3の表面で生成される気流の働 きで浮上へッドスライダ 1 9には浮力が作用する。 弾性サスペンション 1 8の押 し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク 1 3の回転中に比較的に高い剛性で 浮上へッドスライダ 1 9は浮上し続けることができる。
こうした浮上へッドスライダ 1 9の浮上中に、 キヤリッジ 1 6が支軸 1 5回り で揺動すると、 浮上へッドスライダ 1 9は半径方向に磁気ディスク 1 3の表面を 横切ることができる。 こうした移動に基づき浮上へッドスライダ 1 9は磁気ディ スク 1 3上の所望の記録トラックに位置決めされる。 このとき、 キャリッジ 1 6 の揺動は例えばボイスコイルモ一夕 （V C M) といったァクチユエ一夕 2 1の働 きを通じて実現されればよい。 周知の通り、 複数枚の磁気ディスク 1 3が筐体本 体 1 2内に組み込まれる場合には、 隣接する磁気ディスク 1 3同士の間で 1本の 揺動ァ一ム 1 7に対して 2つの弾性サスペンション 1 8が搭載される。
図 2は浮上へッドスライダ 1 9の一具体例を示す。 この浮上へッドスライダ 1 9は、 平たい直方体に形成される A 1 2 0 3 一 T i C (アルチック） 製のスラ イダ本体 2 2と、 このスライダ本体 2 2の空気流出端に接合されて、 読み出し書 き込みへッド 2 3を内蔵する A 1 2 〇3 (アルミナ） 製のへッド素子内蔵膜 2 4とを備える。 スライダ本体 2 2およびヘッド素子内蔵膜 2 4には、 磁気ディス ク 1 3に対向する媒体対向面すなわち浮上面 2 5が規定される。 磁気ディスク 1 3の回転に基づき生成される気流 2 6は浮上面 2 5に受け止められる。
浮上面 2 5には、 空気流入端から空気流出端に向かって延びる 2筋のレール 2 7が形成される。 各レ一ル 2 7の頂上面にはいわゆる A B S (空気軸受け面） 2 8が規定される。 ABS 28では気流 26の働きに応じて前述の浮力が生成され る。 ヘッド素子内蔵膜 24に埋め込まれた読み出し書き込みヘッド 23は、 後述 されるように、 ABS 28で前端を露出させる。 ただし、 ABS 28の表面には、 読み出し書き込みヘッド 23の前端に覆い被さる DLC (ダイヤモンドライク力 一ボン） 保護膜が形成されてもよい。 なお、 浮上ヘッドスライダ 19の形態はこ ういった形態に限られるものではない。
図 3は浮上面 25の様子を詳細に示す。 読み出し書き込みへッド 23は、 薄膜 磁気へッドすなわち誘導書き込みへッド素子 31と CP P構造電磁変換素子すな わち CPP構造磁気抵抗効果 （MR) 読み取り素子 32とを備える。 誘導書き込 みヘッド素子 31は、 周知の通り、 例えば導電コイルパターン （図示されず） で 生起される磁界を利用して磁気ディスク 13に 2値情報を書き込むことができる。 CPP構造 MR読み取り素子 32は、 周知の通り、 磁気ディスク 13から作用す る磁界に応じて変化する抵坊に基づき 2値情報を検出することができる。 誘導書 き込みへッド素子 31および CP P構造 MR読み取り素子 32は、 前述のへッド 素子内蔵膜 24の上側半層すなわちオーバ一コート膜を構成する A 12 03 (アルミナ） 膜 33と、 下側半層すなわちアンダーコート膜を構成する A 12 03 (アルミナ） 膜 34との間に挟み込まれる。
誘導書き込みへッド素子 31は、 ABS 28で前端を露出させる上部磁極層 3 5と、 同様に ABS 28で前端を露出させる下部磁極層 36とを備える。 上部お よび下部磁極層 35、 36は例えば F e Nや N i F eから形成されればよい。 上 部および下部磁極層 35、 36は協働して誘導書き込みへッド素子 31の磁性コ ァを構成する。
上部および下部磁極層 35、 36の間には例えば A 12 03 (アルミナ） 製 の非磁性ギャップ層 37が挟み込まれる。 周知の通り、 導電コイルパターンで磁 界が生起されると、 非磁性ギヤップ層 37の働きで、 上部磁極層 35と下部磁極 層 36とを行き交う磁束は浮上面 25から漏れ出る。 こうして漏れ出る磁束が記 録磁界 （ギャップ磁界） を形成する。
CPP構造 MR読み取り素子 32は、 アルミナ膜 34すなわち下地絶縁層の表 面に沿って広がる下側電極 38を備える。 この下側電極 38には、 引き出し導電 層 3 8 aと、 引き出し導電層 3 8 aの表面から立ち上がる導電端子片 3 8 bとが 形成される。 下側電極 3 8は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えても よい。 下側電極 3 8が例えば N i F eといった導電性の軟磁性体で構成されると、 この下側電極 3 8は同時に C P P構造 M R読み取り素子 3 2の下部シ一ルド層と して機能することができる。
下側電極 3 8は、 アルミナ膜 3 4の表面で広がる絶縁層 4 1に埋め込まれる。 この絶縁層 4 1は、 導電端子片 3 8 bの壁面に接しつつ引き出し導電層 3 8 aの 表面に沿って広がる。 ここで、 導電端子片 3 8 bおよび絶縁層 4 1は所定の基礎 層を構成する。 導電端子片 3 8 bの頂上面および絶縁層 4 1の表面は、 基礎層上 で切れ目なく連続する 1平坦化面 4 2すなわち基準面を規定する。
平坦化面 4 2上には電磁変換膜すなわち磁気抵抗効果 （MR) 膜 4 3が積層さ れる。 この MR膜 4 3は、 A B S 2 8で露出する前端から平坦ィ匕面 4 2に沿って 後方に広がる。 この MR膜 4 3は少なくとも導電端子片 3 8 bの頂上面に横たわ る。 導電端子片 3 8 bは、 少なくとも A B S 2 8で露出する前端で MR膜 4 3の 下側境界面 4 3 aに接触する。 こうして MR膜 4 3と下側電極 3 8との間には電 気的接続が確立される。 MR膜 4 3の構造の詳細は後述される。
同様に、 平坦化面 4 2上では、 A B S 2 8に沿って延びる 1対の磁区制御ハー ド膜 4 4が形成される。 磁区制御ハード膜 4 4は平坦化面 4 2上で A B S 2 8に 沿って MR膜 4 3を挟み込む。 磁区制御ハ一ド膜 4 4は例えば C o P tや C 0 C r P tといった金属材料から形成されればよい。 これらの磁区制御ハード膜 4 4 では、 周知の通り、 MR膜 4 3を横切る 1方向に沿って磁ィ匕は確立されることが できる。 こうした磁区制御ハ一ド膜 4 4の磁化に基づきバイァス磁界が形成され ると、 MR膜 4 3内で例えば自由側強磁性層 （f r e e l a y e r ) の単磁区 化は実現されることができる。
平坦化面 4 2上にはさらに被覆絶縁膜 4 5が覆い被さる。 この被覆絶縁膜 4 5 は絶縁層 4 1との間に磁区制御ハード膜 4 4を挟み込む。 被覆絶縁膜 4 5中で M R膜 4 3の頂上面すなわち上側境界面 4 3 bは AB S 2 8に隣接して露出する。 被覆絶縁層 4 5の表面には上側電極層 4 6が広がる。 上側電極層 4 6は、 少な くとも AB S 2 8で露出する前端で MR膜 4 3の上側境界面 4 3 bに接触する。 こうして MR膜 43と上側電極層 46との間には電気的接続が確立される。 上側 電極層 46の詳細は後述される。
図 4は MR膜 43の一具体例を示す。 この MR膜 43はいわゆるスピンバルブ 膜で構成される。 すなわち、 MR膜 43では、 Ta下地層 51、 自由側強磁性層 52、 中間導電層 53、 固定側強磁性層 （p i nne d l aye r) 54、 磁 化方向拘束層 （p i nn i ng l aye r) すなわち反強磁性層 55および導 電保護層 56が順番に重ね合わせられる。 反強磁性層 55の働きに応じて固定側 強磁性層 54の磁化は 1方向に固定される。 ここで、 自由側強磁性層 52は、 例 えば T a下地層 51の表面に積層される N i Fe層 52 aと、 N i Fe層 52 a の表面に積層される Co F e層 52 bとで構成されればよい。 中間導電層 53は 例えば C u層から構成されればよい。 固定側強磁性層 54は例えば C 0 F eとい つた強磁性材料から形成されればよい。 反強磁性層 55は例えば I rMnや Pd P tMnといった反強磁性合金材料から形成されればよい。 導電保護層 56は例 えば Au層や P t層から構成されればよい。
その他、 MR膜 43にはいわゆるトンネル接合膜が用いられてもよい。 トンネ ル接合膜では、 前述の中間導電層 53に代えて、 自由側強磁性層 52と固定側強 磁性層 54との間に中間絶縁層が挟み込まれればよい。 こういった中間絶縁層は 例えば A 12 03 層から構成されればよい。
磁気情報の読み出しにあたって CPP構造 M R読み取り素子 32が磁気ディス ク 13の表面に向き合わせられると、 MR膜 43では、 周知の通り、 磁気ディス ク 13から作用する磁界の向きに応じて自由側強磁性層 52の磁化方向は回転す る。 こうして自由側強磁性層 52の磁化方向が回転すると、 MR膜 43の電気抵 抗は大きく変化する。 したがって、 上側電極層 46および下側電極 38から MR 膜 43にセンス電流が供給されると、 上側電極層 46および下側電極 38から取 り出される電気信号のレベルは電気抵抗の変化に応じて変化する。 このレベルの 変化に応じて 2値情報は読み取られることができる。
ここで、 図 5を参照しつつ上側電極層 46の構造を詳述する。 上側電極層 46 には、 AB S 28に露出する前端から MR膜 43の上側境界面 43 bに沿って後 方に広がる低抵抗領域 46 aが区画される。 上側境界面 43 bでは、 低抵抗領域 4 6 aの後端から高抵抗領域 4 6 bが後方に広がる。 この高抵抗領域 4 6 bは低 抵抗領域 4 6 aよりも高い抵抗率を有する。 低抵抗領域 4 6 aは、 高抵抗領域 4 6 bの表面に沿って後方に広がってもよく、 図 6から明らかなように、 被覆絶縁 膜 4 5の表面に沿って高抵抗領域 4 6 bを迂回しつつ後方に広がってもよい。 こ うして低抵抗領域 4 6 aの後端は接続用導電パッド （図示されず） に接続される。 こういった上側電極層 4 6は例えば N i F eといった導電性の軟磁性体で構成 されればよい。 上側電極層 4 6で導電性だけでなく同時に軟磁性が確立されれば、 上側電極層 4 6は同時に C P P構造 MR読み取り素子 3 2の上部シールド層とし て機能することができる。 前述の下部シールド層すなわち下側電極 3 8と上側電 極層 4 6との間隔は記録ディスク 1 3上で記録トラックの線方向に磁気記録の分 解能を決定する。
このとき、 高抵抗領域 4 6 bは、 上側電極層 4 6内に取り込まれる酸素原子に 基づき形成されればよい。 酸素原子の取り込みにあたって、 上側電極層 4 6には 製造過程で例えば酸素ガスの導入や酸素プラズマの照射が実施されればよい。 ま た、 高抵抗領域 4 6 bは、 上側電極層 4 6内に取り込まれるイオン原子に基づき 形成されてもよい。 イオン原子の取り込みにあたって、 上側電極層 4 6には製造 過程で例えばイオン注入が実施されればよい。 その他、 上側電極層 4 6内には、 結晶粒の大きさに基づき低抵抗領域 4 6 aおよび高抵抗領域 4 6 bが区画されて もよい。 この場合には、 低抵抗領域 4 6 aには、 高抵抗領域 4 6 bの結晶粒に比 ベて大きな結晶粒が含まれればよい。 結晶粒が小さければ小さいほど、 電気抵抗 値は高められることができる。 例えば結晶粒にレーザ一が照射されると、 結晶粒 は大粒に成長することができる。
以上のような C P P構造 MR読み取り素子 3 2では上側電極層 4 6の低抵抗領 域 4 6 aおよび下側電極 3 8から MR膜 4 3にセンス電流は供給される。 このと き、 図 5および図 6から明らかなように、 MR膜 4 3では高抵抗領域 4 6 bの働 きでセンス電流の通り道は A B S 2 8側に寄せられることができる。 したがって、 MR膜 4 3では、 A B S 2 8に沿って集中的にセンス電流は流通することができ る。
今後、 磁気ディスク 1 3で記録密度の向上がさらに推進されると、 磁気ディス ク 1 3から漏れ出る信号磁界は弱まることが予想される。 信号磁界が弱まると、 MR膜 4 3では、 A B S 2 8の近傍で十分な磁化の回転量は確保されるものの、 A B S 2 8から遠ざかるに従って磁化の回転量は著しく減少する。 このとき、 前 述の C P P構造 MR読み取り素子 3 2では、 A B S 2 8の近傍にセンス電流は集 中することができる。 したがって、 センス電流は、 大きな回転量で回転する磁ィ匕 に十分に曝されることができる。 こうして C P P構造 MR読み取り素子 3 2では 十分な抵抗変化量は維持されることができる。 感度の低下は回避される。
しかも、 図 7に示されるように、 下側電極 3 8は、 導電端子片 3 8 bの働きで 記録トラックの中心線に向かってセンス電流を集中させることができる。 MR膜 4 3では、 記録トラックの中心線に沿ってセンス電流は流通する。 センス電流の 通り道は狭められることができる。 感度の向上は期待される。 その一方で、 下側 電極 3 8が MR膜 4 3の下側境界面 4 3 a全体に接触すると、 MR膜 4 3と磁区 制御ハード膜 4 4との境界付近にセンス電流が集中することが予想される。 図 8に示されるように、 前述の上側電極層 4 6に代えて、 A B S 2 8で露出す る前端で M R膜 4 3の上側境界面 4 3 bに接触する上側電極 5 1と、 A B S 2 8 力 後退した前端から上側境界面 4 3 bに沿って後方に広がる高抵抗層 5 2とが 用いられてもよい。 高抵抗層 5 2は少なくとも上側電極 5 1よりも高い抵抗率を 有する。 ここでは、 上側電極 5 1は MR膜 4 3や被覆絶縁膜 4 5との間に高抵抗 層 5 2を挟み込む。
このとき、 上側電極 5 1は、 前述の上側電極層 4 6と同様に、 例えば N i F e といった導電性の軟磁性体で構成されればよい。 その一方で、 高抵抗層 5 2は例 えば A l 2 〇3 といった任意の絶縁材料から構成されればよい。 特に、 高抵抗 層 5 2は、 いわゆるソフトフェライトゃアモルファス磁性材料といった絶縁性の 軟磁性材から構成されることが望まれる。 こういった絶縁性の軟磁性材料によれ ば、 上側電極 5 1ともども高抵抗層 5 2は C P P構造 MR読み取り素子 3 2の上 部シールド層として機能することができる。
こういった上側電極 5 1によれば、 前述と同様に、 MR膜 4 3では高抵抗層 5 2の働きでセンス電流の通り道は A B S 2 8側に寄せられることができる。 した がって、 MR膜 4 3では、 A B S 2 8に沿って集中的にセンス電流は流通するこ とができる。 こうして C P P構造 MR読み取り素子 3 2では十分な抵抗変化量は 維持されることができる。 感度の低下は回避される。
その他、 こういった上側電極 5 1では、 例えば図 9に示されるように、 AB S 2 8に露出する前端で上側電極 5 1の表面から隆起する端子瘤 5 3が形成されて もよい。 こういった端子瘤 5 3によれば、 上側電極 5 1と MR膜 4 3の上側境界 面 4 3 bとの接触はトラック幅方向に狭められることができる。 したがって、 前 述の導電端子片 3 8 bの働きと相俟って、 一層確実に記録トラックの中心線に沿 つてセンス電流の通り道は狭められることができる。 一層の感度の向上は期待さ れる。
その他、 前述の上側電極層 4 6に代えて、 例えば図 1 0に示されるように、 M R膜 4 3の上側境界面 4 3 bに沿って第 1厚み T cで広がる低抵抗領域 5 4と、 同様に上側境界面 4 3 bに沿って第 1厚み Tじよりも小さい第 2厚み T nで広が る高抵抗領域 5 5とを備える上側電極層 5 6が用いられてもよい。 ここでは、 上 側電極層 5 6の膜厚の変化に基づき抵抗値の高低は確立される。 こういった上側 電極層 5 6によれば、 前述と同様に、 MR膜 4 3では高抵抗領域 5 5の働きでセ ンス電流の通り道は AB S 2 8側に寄せられることができる。 したがって、 MR 膜 4 3では、 A B S 2 8に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。 こうして C P P構造 M R読み取り素子 3 2では十分な抵抗変ィヒ量は維持されるこ とができる。 感度の低下は回避される。

Claims

請求の範囲
1 . ヘッドスライダの媒体対向面に沿つて前端を規定し、 ヘッドスライダの媒体 対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、 へッド スライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の境界面に沿って後方に広 がる電極層とを備え、 電極層には、 ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から 前記境界面に沿つて後方に広がる低抵抗領域と、 低抵抗領域の後端から前記境界 面に沿って後方に広がり、 低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが 形成されることを特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
2 . 請求の範囲第 1項に記載の C P P構造磁気抵抗効果素子において、 前記高抵 抗領域は、 前記電極層内に取り込まれる酸素原子に基づき形成されることを特徴 とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
3 . 請求の範囲第 1項に記載の C P P構造磁気抵抗効果素子において、 前記高抵 抗領域は、 前記電極層内に取り込まれるイオン原子に基づき形成されることを特 徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
4. 請求の範囲第 1項に記載の C P P構造磁気抵抗効果素子において、 前記低抵 抗領域には、 前記高抵抗領域の結晶粒に比べて大きな結晶粒が含まれることを特 徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
5 . 請求の範囲第 1項に記載の C P P構造磁気抵抗効果素子において、 前記電極 層には、 前記境界面に沿って第 1厚みで広がり、 前記低抵抗領域を構成する領域 と、 前記境界面に沿って第 1厚みよりも小さい第 2厚みで広がり、 前記高抵抗領 域を構成する領域とが形成されることを特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
6 . ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、 ヘッドスライダの媒体 対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、 へッド スライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の上側境界面に沿つて後方 に広がる上側電極層と、 少なくともへッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁 気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備え、 上側電極層には、 へッ ドスライダの媒体対向面に臨む前端から上側境界面に沿って後方に広がる低抵抗 領域と、 低抵抗領域の後端から上側境界面に沿って後方に広がり、 低抵抗領域よ りも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを特徴とする C P P構造 磁気抵抗効果素子。
7 . ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、 ヘッドスライダの媒体 対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、 へッド スライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の境界面に接触する電極と、 へッドスライダの媒体対向面から後退した前端から前記境界面に沿って後方に広 がり、 電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層とを備えることを特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
8 . ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、 ヘッドスライダの媒体 対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、 へッド スライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の上側境界面に接触する上側 電極と、 へッドスライダの媒体対向面から後退した前端から上側境界面に沿って 後方に広がり、 少なくとも上側電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層と、 少な くともへッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の下側境界面に 接触する下側電極とを備えることを特徴とする C P P構造磁気抵抗効果素子。
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