[發(fā)明專利]具有GMR－篩網(wǎng)層的CPP－GMR磁頭

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200610132031.8
• 申請(qǐng)日: 2006-10-19
• 公開（公告）號(hào): CN101071574A
• 公開（公告）日: 2007-11-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 星屋裕之;星野勝美;目黑賢一;佐藤陽;片田裕之
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 日立環(huán)球儲(chǔ)存科技荷蘭有限公司
• 主分類號(hào): G11B5/39
• 分類號(hào): G11B5/39;H01F10/08;H01F10/26
• 代理公司: 中原信達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 李濤;鐘強(qiáng)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種磁記錄/再現(xiàn)設(shè)備和在其中裝備的磁頭，具體地，涉及一種用于高密度磁記錄/再現(xiàn)設(shè)備的磁頭及其制造方法。

背景技術(shù)

在主要由硬盤構(gòu)成的高密度磁記錄技術(shù)中，磁阻磁頭用于讀傳感器，并且是對(duì)磁記錄技術(shù)的性能施加強(qiáng)烈影響的部件。在使磁記錄設(shè)備的記錄密度快速地增高的構(gòu)架內(nèi)，現(xiàn)有技術(shù)不能實(shí)現(xiàn)具有足夠高的記錄密度的磁記錄設(shè)備；具體地，不能獲得用作讀元件的具有足夠的輸出和相對(duì)于外部磁場(chǎng)的靈敏度以及具有足夠穩(wěn)定性的優(yōu)異性能磁阻磁頭，，以致實(shí)現(xiàn)記錄設(shè)備的功能是困難的。

最近，眾所周知其中通過非磁性金屬層即所謂的巨磁阻層疊鐵磁性金屬層的多層膜的磁阻較大。過去，當(dāng)該磁阻用于磁頭時(shí)，電流在層狀薄膜的平面中流動(dòng)，使用所謂的CIP-GMR。而且，最近對(duì)垂直于該平面電流巨磁阻進(jìn)行研究，即所謂的CPP-GMR，其中電流在層狀薄膜的薄膜厚度方向上流動(dòng)。本發(fā)明涉及一種磁阻自旋-閥門傳感器和使用CPP-GMR的磁頭。

[專利文獻(xiàn)1]JP-A?No.204094/2003

[專利文獻(xiàn)2]JP-A?No.208744/2002

[專利文獻(xiàn)3]JP-A?No.355682/2004

發(fā)明內(nèi)容

[發(fā)明解決的問題]

使用常規(guī)磁阻磁傳感器的磁頭的缺點(diǎn)是，它不能得到高輸出。具體地，所謂的限制-電流-路徑型CPP-GMR的技術(shù)中的問題是，它不能控制精細(xì)針孔結(jié)構(gòu)的制造，該精細(xì)針孔結(jié)構(gòu)用于使電流部分地在薄膜厚度方向上流動(dòng)。這里用于在薄膜厚度方向上部分地流動(dòng)電流的結(jié)構(gòu)被稱作篩網(wǎng)層。專利文獻(xiàn)1和2具體地描述了其中引入篩網(wǎng)層用于部分CPP-GMR層狀薄膜的結(jié)構(gòu)。由于篩網(wǎng)層是其中通過限制電流在薄膜厚度方向上流動(dòng)部分地增加電阻值并獲得大輸出的技術(shù)，電流流動(dòng)的篩網(wǎng)層的區(qū)域的形狀和尺寸以及篩網(wǎng)層的位置，大大地影響限制-電流-路徑型CPP-GMR層狀膜的輸出。另一方面，該薄膜層是非常薄的，該薄膜層是CPP-GMR層狀膜的結(jié)構(gòu)部件并包括篩網(wǎng)層。GMR效果是電子的自旋-相關(guān)散射效果，該電子在具有約幾納米厚度的區(qū)域中產(chǎn)生。篩網(wǎng)層不簡(jiǎn)單地限制電流，而是還在不干擾電子的自旋-相關(guān)散射效果的條件下必須影響電阻，其中通過限制電流到產(chǎn)生GMR的區(qū)域以增加磁阻，電子的自旋-相關(guān)散射效果是GMR的原理。因此，具有精細(xì)孔的結(jié)構(gòu)必須被很好的控制，以及不損壞GMR的基礎(chǔ)部分地靠近該基礎(chǔ)部分。因此，在常規(guī)技術(shù)中，不可能提高限制-電流-路徑型CPP-GMR的輸出。

本發(fā)明的目的是提供一種可以穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)高磁阻和高輸出的限制-電流-路徑型CPP-GMR。

[解決問題的方法]

在本發(fā)明中，作為解決上述問題的方法，使用一種磁阻層狀薄膜，其具有GMR-篩網(wǎng)層，該GMR-篩網(wǎng)層具有電流-路徑-限制效果和GMR效果。通過在一個(gè)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)上述兩個(gè)效果，可以有效地產(chǎn)生電流-路徑-限制效果，而不損壞GMR效果，該上述的兩個(gè)效果通常是獨(dú)立的。

為了使上述的兩個(gè)效果結(jié)合在一起，用由鐵磁性金屬層和氧化層的復(fù)合體構(gòu)成的結(jié)構(gòu)構(gòu)成GMR-篩網(wǎng)層，其中氧化層具有覆蓋鐵磁性金屬層的下層的孔，以及通過上部氧化層的孔部分露出鐵磁性金屬層的下層的部分。

根據(jù)其中相鄰地依次層疊軟磁性自由層、非磁性中間層以及GMR-篩網(wǎng)層的結(jié)構(gòu)，通過氧化層的孔部分，在非磁性中間層的界面處露出或突出GMR-篩網(wǎng)層的部分鐵磁性金屬層，導(dǎo)致在軟磁性自由層/非磁性中間層/鐵磁性金屬層的突出部分處實(shí)現(xiàn)GMR效果。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，GMR-篩網(wǎng)層實(shí)現(xiàn)電流-路徑限制結(jié)構(gòu)，其中在薄膜厚度方向上流動(dòng)的電流路徑可以被適當(dāng)?shù)叵拗疲约巴瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)GMR效果，其中通過氧化層中的孔露出的鐵磁性金屬層和軟磁性自由層互相作用。在下面，鐵磁性金屬層的上述露出或突出部分可以被稱作突出狀鐵磁性金屬。

通過分離-耦合層，用鐵磁性固定層層疊GMR篩網(wǎng)層。該分離-耦合層執(zhí)行使精細(xì)孔被較好控制的功能，其通過將GMR-篩網(wǎng)層與鐵磁性固定層物理地分開，決定具有GMR-篩網(wǎng)層的孔部分的氧化層的電流-路徑-限制效果。而且，此時(shí)，分離-耦合層使鐵磁性耦合力在GMR-篩網(wǎng)層和鐵磁性固定層之間起作用，以及它顯示出讓GMR-篩網(wǎng)層的磁化方向被布置在一個(gè)方向上的效果。