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JP2007116003A - Magnetoresistive element, magnetic head, and magnetic recording / reproducing apparatus using the same - Google Patents

Magnetoresistive element, magnetic head, and magnetic recording / reproducing apparatus using the same Download PDF

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JP2007116003A
JP2007116003A JP2005307693A JP2005307693A JP2007116003A JP 2007116003 A JP2007116003 A JP 2007116003A JP 2005307693 A JP2005307693 A JP 2005307693A JP 2005307693 A JP2005307693 A JP 2005307693A JP 2007116003 A JP2007116003 A JP 2007116003A
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JP
Japan
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layer
length
width direction
track width
magnetization
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Pending
Application number
JP2005307693A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoki Funayama
知己 船山
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

【課題】 ジュール熱を低減し高記録密度化を推進しながら単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔR・A及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することにある。
【解決手段】 磁化固着層上にこの磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層、磁化自由層、保護層とを積層し、更に、磁化固着層上に、非磁性中間層を中央にしてこの非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して反強磁性層、絶縁層、硬質磁性層と形成した磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供する。
【選択図】 図3
PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetoresistive effect element, a magnetic head, and a magnetic head capable of obtaining a high output by increasing a magnetoresistance change ΔR · A and a sense current per unit area while reducing Joule heat and promoting a high recording density. Another object of the present invention is to provide a magnetic recording / reproducing apparatus.
A nonmagnetic intermediate layer, a magnetization free layer, and a protective layer formed to have a length smaller than the length of the magnetization pinned layer in the track width direction are laminated on the magnetization pinned layer, and further on the magnetization pinned layer. In addition, an antiferromagnetic layer, an insulating layer, a hard magnetic layer, a magnetoresistive effect element, a magnetic head, and the like are used adjacent to both sides of the nonmagnetic intermediate layer in the track width direction with the nonmagnetic intermediate layer at the center. Provided is a magnetic recording / reproducing apparatus.
[Selection] Figure 3

Description

本発明は、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置の構造に関する。   The present invention relates to a magnetoresistive element, a magnetic head, and a structure of a magnetic recording / reproducing apparatus using the same.

情報記録再生装置のひとつである磁気ディスク装置、所謂ハードディスク装置(以下、HDDと称する)は、主にパーソナルコンピュータに使用されてきたが、最近では、その使用範囲が拡大し、オーディオビジュアル機器(AV機器)やカーナビゲーションなどの車載機器として使用されるようになってきた。HDDの記憶容量は益々増大の要求があり、そのための高記録密度を達成するために垂直記録方式が提案されてきている。   A magnetic disk device, a so-called hard disk device (hereinafter referred to as HDD), which is one of information recording / reproducing devices, has been mainly used in personal computers. However, recently, the range of use has expanded, and audio visual equipment (AV Devices) and in-vehicle devices such as car navigation systems. The storage capacity of HDDs has been increasingly demanded, and a perpendicular recording method has been proposed in order to achieve a high recording density.

HDDの記録密度が高まるにつれ、情報を再生するヘッドに用いられる再生ヘッドには高感度なセンサが要求されている。この要求に応えるものとしてトンネル型磁気抵抗効果素子(以下、TMRと称する)や垂直通電型巨大磁気抵抗効果素子(以下、CPP−GMRと称する)がある。これらは、薄膜積層構造を有するTMRまたはGMR膜に対して、磁界検出のためのセンス電流を膜面に対して略垂直方向に通電するタイプの素子である。   As the recording density of the HDD increases, a highly sensitive sensor is required for the reproducing head used for reproducing information. In response to this requirement, there are a tunnel type magnetoresistive effect element (hereinafter referred to as TMR) and a vertical conduction type giant magnetoresistive effect element (hereinafter referred to as CPP-GMR). These are elements of a type in which a sense current for detecting a magnetic field is supplied in a direction substantially perpendicular to the film surface of a TMR or GMR film having a thin film laminated structure.

TMR素子を用いた磁気ヘッドを開示した先行技術文献としては、例えば、米国特許第5,898,548号公報を挙げることができる。また、CPP−GMR素子を用いた磁気ヘッドを開示した先行技術文献としては、例えば、特開平10−55512号公報や、米国特許第5,668,688号公報を挙げることができる。   As a prior art document disclosing a magnetic head using a TMR element, for example, US Pat. No. 5,898,548 can be cited. Further, as prior art documents disclosing a magnetic head using a CPP-GMR element, for example, JP-A-10-55512 and US Pat. No. 5,668,688 can be cited.

HDDの記録密度向上のためには狭ギャップ・狭トラック化が必要であり、特に前者を達成するために垂直通電型の磁気抵抗効果素子をシールド型の磁気ヘッドに適用する場合、磁気抵抗効果素子にセンス電流を通電するための電極と磁気シールドを共用することが必要である。上記先行技術文献では、いずれも磁気シールドをセンス電流を通電するために用いたことが開示されている。   In order to improve the recording density of HDDs, a narrow gap and a narrow track are necessary. In particular, in order to achieve the former, when applying a vertically energizing magnetoresistive element to a shield type magnetic head, the magnetoresistive element It is necessary to share an electrode and a magnetic shield for passing a sense current. The above prior art documents all disclose that a magnetic shield is used to pass a sense current.

また、ジュール熱を低減しつつ、固定磁性層の磁化を強固に固定して、その出力を高めようとしたCPP型磁気抵抗効果ヘッドも先行技術文献に開示されている。
米国特許第5,898,548号公報 特開平10−55512号公報 米国特許第5,668,688号公報 特開2005−44489号公報
Also, a prior art document discloses a CPP type magnetoresistive head that attempts to increase the output by firmly fixing the magnetization of the pinned magnetic layer while reducing Joule heat.
US Pat. No. 5,898,548 JP-A-10-55512 US Pat. No. 5,668,688 JP-A-2005-44489

しかしながら、上述した先行技術においては、対となる上下磁気シールド間に磁気抵抗効果素子以外の部分は絶縁膜(誘電膜)で構成されることで、この部分がコンデンサを形成することなり、ESD(Electro Static Discharge)現象や外乱ノイズ(例えばクロストークノイズ)などにより、このコンデンサ部分に電荷が誘起されると磁気抵抗効果素子に過剰な電流が流れ、磁気抵抗効果素子を破壊してしまうという問題が発生する恐れがある。   However, in the above-described prior art, a portion other than the magnetoresistive effect element is formed of an insulating film (dielectric film) between the paired upper and lower magnetic shields, and this portion forms a capacitor. When electric charges are induced in this capacitor part due to an Electro Static Discharge phenomenon or disturbance noise (for example, crosstalk noise), an excessive current flows in the magnetoresistive effect element, and the magnetoresistive effect element is destroyed. May occur.

また、反強磁性膜は積層方向奥側のみに構成され、磁気ディスクからの媒体磁界によって磁化固着層であるピン層磁化が揺動し易いという問題点が生じる。
そこで、本発明の目的は、上記問題を解決するためになされるもので、ジュール熱を低減しつつ、狭再生シールド間隔化による高記録密度化を推進し、さらに単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔR・A及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することにある。
Further, the antiferromagnetic film is formed only on the back side in the stacking direction, and there is a problem that the pinned layer magnetization, which is the magnetization fixed layer, easily fluctuates due to the medium magnetic field from the magnetic disk.
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and while promoting Joule heat and promoting high recording density by narrowing the reproducing shield interval, the amount of change in magnetoresistance per unit area is further promoted. An object of the present invention is to provide a magnetoresistive element, a magnetic head, and a magnetic recording / reproducing apparatus using the magnetoresistive effect element which can obtain high output by increasing ΔR · A and sense current.

上記目的を達成するため、本発明に係る磁気抵抗効果素子は、下地層と、前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有することを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a magnetoresistive effect element according to the present invention includes an underlayer, and a magnetization pinned layer formed on the underlayer with a length substantially equal to the length in the track width direction of the underlayer, On the magnetization pinned layer, a nonmagnetic intermediate layer formed to have a length smaller than the length of the magnetization pinned layer in the track width direction, and on the nonmagnetic intermediate layer, the nonmagnetic intermediate layer in the track width direction. A magnetization free layer having a length substantially equal to the length; a protection layer formed on the magnetization free layer having a length substantially equal to a length in the track width direction of the magnetization free layer; and the magnetization fixed layer. An antiferromagnetic layer formed adjacent to both sides of the nonmagnetic intermediate layer in the track width direction with the nonmagnetic intermediate layer in the center, and the magnetization free layer and the protective layer on the antiferromagnetic layer. An insulating layer formed adjacent to the insulating layer, and the magnetic layer on the insulating layer. The protective layer and free layer in the middle, is characterized in that it has a said magnetization free layer and the hard magnetic layer formed on both sides of the track width direction of the protective layer.

また、本発明に係る磁気ヘッドは、基板と、前記基板上に形成された下部電極兼磁気シールド層と、前記シールド層上に形成された磁気抵抗効果素子であって、前記下部電極兼磁気シールド層上に形成された下地層と、前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、前記磁気抵抗効果素子上に形成された上部電極兼磁気シールド層とを有することを特徴とするものである。   The magnetic head according to the present invention includes a substrate, a lower electrode / magnetic shield layer formed on the substrate, and a magnetoresistive effect element formed on the shield layer, the lower electrode / magnetic shield. An underlayer formed on the layer; a magnetization pinned layer formed on the underlayer with a length substantially equal to a length in the track width direction of the underlayer; and the magnetization pinned layer on the magnetization pinned layer A non-magnetic intermediate layer formed to have a length smaller than the length in the track width direction, and a magnetization formed on the non-magnetic intermediate layer to a length substantially equal to the length in the track width direction of the non-magnetic intermediate layer. A free layer, a protective layer formed on the magnetization free layer, and a protective layer formed to have a length substantially equal to the length of the magnetization free layer in the track width direction; and on the magnetization fixed layer, the nonmagnetic intermediate layer in the center. On both sides of the non-magnetic intermediate layer in the track width direction An antiferromagnetic layer formed in contact therewith, an insulating layer formed adjacent to the magnetization free layer and the protective layer on the antiferromagnetic layer, and the magnetization free layer and the A magnetoresistive effect element having a protective layer in the center and a hard magnetic layer formed on both sides of the protective layer in the track width direction of the protective layer, and an upper electrode and magnetism formed on the magnetoresistive effect element And a shield layer.

更に、本発明に係る磁気記録再生装置は、前記下部磁極兼磁気シールド層と前記上部電極兼磁気シールド層に電流を通電することで前記磁気抵抗効果素子の膜面に対して略垂直な方向に電流を通電する垂直通電型磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体上に磁気的に記録された情報を再生可能とすることを特徴とするものである。   Furthermore, in the magnetic recording / reproducing apparatus according to the present invention, a current is passed through the lower magnetic pole / magnetic shield layer and the upper electrode / magnetic shield layer in a direction substantially perpendicular to the film surface of the magnetoresistive element. The apparatus is characterized in that a perpendicular energization type magnetic head for energizing current is provided, and information magnetically recorded on the magnetic recording medium can be reproduced.

この発明によれば、ジュール熱を低減しつつ、狭再生シールド間隔化による高記録密度化を推進し、さらに単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔR・A及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することが可能となる。   According to the present invention, while reducing Joule heat, a high recording density is promoted by narrowing a reproducing shield interval, and a high output is obtained by increasing the magnetoresistance change ΔR · A and the sense current per unit area. It is possible to provide a magnetoresistive effect element, a magnetic head, and a magnetic recording / reproducing apparatus using the same.

以下、図面を参照しながら、この発明をディスク装置として磁気ディスク装置に適用した実施の形態について詳細に説明する。
図1は、本実施形態にかかる磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図である。すなわち、本実施形態にかかる磁気記録再生装置1は、ロータリーアクチュエータを用いた形式の装置である。同図において、記録用媒体ディスク2は、これを回転させるスピンドル3に装着され、図示しない駆動装置制御部からの制御信号に応答する図示しないモータにより矢印Aの方向に回転する。本実施形態にかかる磁気記録再生装置1は、複数の媒体ディスク2を備えたものとしてもよい。
Hereinafter, embodiments of the present invention applied to a magnetic disk device as a disk device will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a principal perspective view illustrating a schematic configuration of the magnetic recording / reproducing apparatus according to the embodiment. That is, the magnetic recording / reproducing apparatus 1 according to the present embodiment is an apparatus using a rotary actuator. In FIG. 1, a recording medium disk 2 is mounted on a spindle 3 that rotates the recording medium disk 2 and is rotated in the direction of arrow A by a motor (not shown) that responds to a control signal from a drive device control unit (not shown). The magnetic recording / reproducing apparatus 1 according to the present embodiment may include a plurality of medium disks 2.

媒体ディスク2に格納する情報の記録再生を行なうヘッドスライダ4は、薄膜状のサスペンション5の先端に取り付けられている。ここで、ヘッドスライダ4は、後述する複数の実施形態の磁気ヘッドをその先端付近に搭載している。   A head slider 4 for recording and reproducing information stored in the medium disk 2 is attached to the tip of a thin film suspension 5. Here, the head slider 4 mounts magnetic heads of a plurality of embodiments to be described later in the vicinity of the tip thereof.

媒体ディスク2が回転すると、ヘッドスライダ4の媒体対向面(ABS)は媒体ディスク2の表面から所定の浮上量をもって保持される。あるいはヘッドスライダ4が媒体ディスク2と接触するいわゆる「接触走行型」であってもよい。   When the medium disk 2 rotates, the medium facing surface (ABS) of the head slider 4 is held with a predetermined flying height from the surface of the medium disk 2. Alternatively, a so-called “contact traveling type” in which the head slider 4 is in contact with the medium disk 2 may be used.

サスペンション5は、図示しない駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム6の一端に接続されている。アクチュエータアーム6の他端には、リニアモータの一種であるボイスコイルモータ7が設けられている。ボイスコイルモータ7は、アクチュエータアーム6のボビン部に巻き上げられた図示しない駆動コイルと、このコイルを挟み込むように対向して配置された永久磁石および対向ヨークからなる磁気回路とから構成される。   The suspension 5 is connected to one end of an actuator arm 6 having a bobbin portion for holding a drive coil (not shown). A voice coil motor 7 which is a kind of linear motor is provided at the other end of the actuator arm 6. The voice coil motor 7 is composed of a drive coil (not shown) wound around the bobbin portion of the actuator arm 6 and a magnetic circuit composed of a permanent magnet and a counter yoke arranged so as to sandwich the coil.

アクチュエータアーム6は、スピンドル8の上下2箇所に設けられた図示しないボールベアリングによって保持され、ボイスコイルモータ7により回転摺動が自在にできるようになっている。   The actuator arm 6 is held by ball bearings (not shown) provided at two locations above and below the spindle 8 and can be freely slid and rotated by a voice coil motor 7.

図2は、アクチュエータアーム6から先の磁気ヘッドアセンブリ9を媒体ディスク2側から眺めた拡大斜視図である。すなわち、磁気ヘッドアッセンブリ9は、例えば駆動コイルを保持するボビン部などを有するアクチュエータアーム6を有し、アクチュエータアーム6の一端にはサスペンション5が接続されている。   FIG. 2 is an enlarged perspective view of the magnetic head assembly 9 ahead of the actuator arm 6 as viewed from the medium disk 2 side. That is, the magnetic head assembly 9 has an actuator arm 6 having a bobbin portion for holding a drive coil, for example, and a suspension 5 is connected to one end of the actuator arm 6.

サスペンション5の先端には、後述する実施形態のいずれかの磁気ヘッドを具備するヘッドスライダ4が取り付けられている。サスペンション5は信号の書き込みおよび読み取り用のリード線10を有し、このリード線10とヘッドスライダ4に組み込まれた磁気ヘッドの各電極とが電気的に接続されている。図中11は磁気ヘッドアッセンブリ9の電極パッドである。   A head slider 4 having a magnetic head according to any of the embodiments described later is attached to the tip of the suspension 5. The suspension 5 has a lead wire 10 for writing and reading signals, and the lead wire 10 and each electrode of the magnetic head incorporated in the head slider 4 are electrically connected. In the figure, reference numeral 11 denotes an electrode pad of the magnetic head assembly 9.

次に、図面を参照しながら本実施形態にかかる垂直通電型磁気ヘッドの詳細な構造を説明する。
(第1の実施形態)
まず、図3を用いて本発明の第1の実施形態に係る磁気ヘッドを説明する。
図3は、本発明の第1の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子100を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図である。同図においては、手前側が、記録媒体(図示せず)に対抗する対向面(媒体対抗面)である。
Next, the detailed structure of the perpendicular energization type magnetic head according to the present embodiment will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the magnetic head according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view conceptually showing the main configuration of the magnetic head including the vertical conduction magnetoresistive element 100 according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the front side is a facing surface (medium facing surface) that faces a recording medium (not shown).

図3において、図示しない基板上に下部電極兼磁気シールド層15、磁気抵抗効果膜12、上部電極兼磁気シールド層14が順に形成されている。ここで、磁気抵抗効果素子100は下地(Seed)層12a、磁化固着(Pin)層12b、非磁性中間(Spacer)層12c、磁化自由(Free)層12d、保護(Cap)層12eから形成されている。   In FIG. 3, a lower electrode / magnetic shield layer 15, a magnetoresistive film 12, and an upper electrode / magnetic shield layer 14 are sequentially formed on a substrate (not shown). Here, the magnetoresistive effect element 100 is formed of a ground layer 12a, a pinned magnetization layer 12b, a nonmagnetic intermediate layer 12c, a free magnetization layer 12d, and a protective (Cap) layer 12e. ing.

また、磁気抵抗効果素子12のトラック幅方向に隣り合わせて両隣には、磁気抵抗効果素子12と共用する下地層12aと磁化固着層12b、および反強磁性(AF)層12f,12f2、絶縁層12g1,12g2、硬質磁性層12h1,12h2が形成されている。   In addition, adjacent to each other in the track width direction of the magnetoresistive effect element 12 are an underlayer 12a and a magnetization fixed layer 12b shared with the magnetoresistive effect element 12, antiferromagnetic (AF) layers 12f and 12f2, and an insulating layer 12g1. , 12g2, and hard magnetic layers 12h1, 12h2.

また、硬質磁性層12h1,12h2と磁気抵抗効果膜12の間には絶縁層12g1,12g2が形成されている。
図3において、磁化固着層12b、磁化自由層12dにはNi,Fe,Coを主成分とする磁性体を主に用いることができる。また、非磁性中間層12cには主にCuが、反強磁性層12fには主にIrMnなどを用いることができる。
Insulating layers 12g1 and 12g2 are formed between the hard magnetic layers 12h1 and 12h2 and the magnetoresistive film 12.
In FIG. 3, a magnetic body mainly composed of Ni, Fe, and Co can be mainly used for the magnetization fixed layer 12b and the magnetization free layer 12d. Further, Cu can be mainly used for the nonmagnetic intermediate layer 12c, and IrMn or the like can be mainly used for the antiferromagnetic layer 12f.

下地層12aにはNiFeCrやTa,Ruおよびこれらの積層膜を用いることができる。また、保護層12eにはTa、Ru、Cuなどを用いることができる。更に、硬質磁性層12hにはCoPtやCoPtCrが、絶縁層12gにはAlOxやSiOxなどを用いることができる。   NiFeCr, Ta, Ru, or a laminated film thereof can be used for the underlayer 12a. Further, Ta, Ru, Cu or the like can be used for the protective layer 12e. Further, CoPt or CoPtCr can be used for the hard magnetic layer 12h, and AlOx or SiOx can be used for the insulating layer 12g.

以上の構成の磁気抵抗効果素子100に対し、下部電極兼磁気シールド層15と上部電極兼磁気シールド層14間に電流を通電することで、磁気抵抗効果素子の膜面垂直方向に電流が流れ、垂直通電型の磁気抵抗効果素子となる。   By applying a current between the lower electrode / magnetic shield layer 15 and the upper electrode / magnetic shield layer 14 to the magnetoresistive effect element 100 having the above configuration, a current flows in a direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive effect element, A vertically energized magnetoresistive element is obtained.

その際、反強磁性層12fには電流が流れないことから、反強磁性層12fが積層されている従来の磁気抵抗効果素子に比べて抵抗が下がり、さらに磁界により抵抗変化を示す部分は磁化固着層12b/非磁性中間層12c/磁化自由層12dの部分であり、付加抵抗部分である反強磁性層12fの抵抗成分がないことから、MR比:dR/Rが向上する。   At that time, since no current flows through the antiferromagnetic layer 12f, the resistance is lower than that of the conventional magnetoresistive effect element in which the antiferromagnetic layer 12f is laminated, and the portion showing the resistance change by the magnetic field is magnetized. The MR ratio: dR / R is improved because there is no resistance component of the antiferromagnetic layer 12f which is the portion of the pinned layer 12b / nonmagnetic intermediate layer 12c / magnetization free layer 12d and is the additional resistance portion.

したがって熱雑音が低下し、加えて再生出力も向上することからS/N比が向上する。
さらに、反強磁性層12fの厚さは5〜20nm程度であることから、50nm以下となってきている上下シールド14、15間距離であるリードギャップ長を反強磁性層厚さ分小さくすることができ、狭ギャップ長の磁気ヘッドの形成が可能となる。
Accordingly, thermal noise is reduced, and in addition, the reproduction output is improved, so that the S / N ratio is improved.
Furthermore, since the thickness of the antiferromagnetic layer 12f is about 5 to 20 nm, the lead gap length, which is the distance between the upper and lower shields 14 and 15, which is 50 nm or less, is reduced by the thickness of the antiferromagnetic layer. Therefore, it is possible to form a magnetic head having a narrow gap length.

実際、下地層12a:7nm、反強磁性層12f:15nm、磁化固着層12b:5nm、非磁性中間層12c:5nm、磁化自由層12d:5nm、保護層12e:7nmとすると、従来の磁気抵抗効果素子は44nm、本発明の磁気抵抗効果素子は29nmであり、30%以上膜厚を低減できることから、リードギャップ長も30%以上低減でき、30nm以下のリードギャップ長も可能となる。   Actually, when the underlayer 12a is 7 nm, the antiferromagnetic layer 12f is 15 nm, the magnetization pinned layer 12b is 5 nm, the nonmagnetic intermediate layer 12c is 5 nm, the magnetization free layer 12d is 5 nm, and the protective layer 12e is 7 nm, the conventional magnetoresistance The effect element is 44 nm, and the magnetoresistive effect element of the present invention is 29 nm. Since the film thickness can be reduced by 30% or more, the read gap length can be reduced by 30% or more, and a read gap length of 30 nm or less is also possible.

また、本実施形態の素子を実際に70×70nmの素子サイズで作成し、同じ膜材料を用いた本発明の磁気抵抗効果素子と従来の磁気抵抗効果素子の膜厚、抵抗、MR比は表1のとおりであった。   In addition, the film thickness, resistance, and MR ratio of the magnetoresistive effect element of the present invention and the conventional magnetoresistive effect element using the same film material were actually created with the element size of 70 × 70 nm. It was as 1.

Figure 2007116003
Figure 2007116003

(第2の実施形態)
次に、図4乃至図6を用いて本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッドを説明する。
図4は、本発明の第2の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子200を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図である。同図においては、手前側が、記録媒体(図示せず)に対抗する対向面(媒体対抗面)である。
(Second Embodiment)
Next, a magnetic head according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 4 is a cross-sectional view conceptually showing the main configuration of a magnetic head provided with a vertical energization magnetoresistive element 200 according to the second embodiment of the present invention. In this figure, the front side is a facing surface (medium facing surface) that faces a recording medium (not shown).

図4において、図示しない基板上に下部電極兼磁気シールド層25、磁気抵抗効果膜22、上部電極兼磁気シールド層24が順に形成されている。ここで、磁気抵抗効果素子は下地(Seed)層22a、第1の磁化固着(Pin1)層22b、非磁性金属(NM)層22i、第2の磁化固着(Pin2)層22j、非磁性中間(Spacer)層22c、磁化自由(Free)層22d、保護(Cap)層22eから形成されている。   In FIG. 4, a lower electrode / magnetic shield layer 25, a magnetoresistive film 22, and an upper electrode / magnetic shield layer 24 are sequentially formed on a substrate (not shown). Here, the magnetoresistive effect element includes an underlayer (Seed) layer 22a, a first magnetization pinned (Pin1) layer 22b, a nonmagnetic metal (NM) layer 22i, a second magnetization pinned (Pin2) layer 22j, a nonmagnetic intermediate ( A spacer layer 22c, a magnetization free (Free) layer 22d, and a protective (Cap) layer 22e are formed.

また、磁気抵抗効果素子200のトラック幅方向に隣り合わせて両隣には、磁気抵抗効果素子200と共用する下地層22aと第1の磁化固着層22b、および反強磁性(AF)層22f1,22f2、絶縁層22g1,22g2、硬質磁性層22h1,22h2が形成されている。   Further, adjacent to each other in the track width direction of the magnetoresistive effect element 200, an underlayer 22a and a first magnetization pinned layer 22b shared with the magnetoresistive effect element 200, and antiferromagnetic (AF) layers 22f1, 22f2, Insulating layers 22g1 and 22g2 and hard magnetic layers 22h1 and 22h2 are formed.

また、硬質磁性層22h1,22h2と磁気抵抗効果膜22の間には絶縁層22g1,22g2が形成されている。
図5は本実施形態における磁気抵抗効果素子200を基板上面より俯瞰した平面図である。ここで下部電極兼磁気シールド層25と上部電極兼磁気シールド層24は省略して図示してあり、図面下側が媒体対抗面である。
Insulating layers 22g1 and 22g2 are formed between the hard magnetic layers 22h1 and 22h2 and the magnetoresistive film 22.
FIG. 5 is a plan view of the magnetoresistive effect element 200 according to this embodiment as seen from the top surface of the substrate. Here, the lower electrode / magnetic shield layer 25 and the upper electrode / magnetic shield layer 24 are not shown, and the lower side of the drawing is the medium facing surface.

下地層22aと第1の磁化固着層22b、および反強磁性層22f、(絶縁層22g)の積層部分はハイト方向奥に長く形成されている。これはハイト方向形成時のイオンミリング工程でミリングレート差を利用して下地層22a/第1の磁化固着層22b/反強磁性層22f/(絶縁層22g)の絶縁層部分でミリングを終了させて形成している。   The layered portion of the underlayer 22a, the first magnetization pinned layer 22b, and the antiferromagnetic layer 22f (insulating layer 22g) is formed long in the height direction. This is because the milling rate difference is used in the ion milling process when forming in the height direction, and milling is terminated at the insulating layer portion of the base layer 22a / first magnetization pinned layer 22b / antiferromagnetic layer 22f / (insulating layer 22g). Formed.

図6は本実施形態の変形例の磁気抵抗効果素子200を基板上面より俯瞰した平面図である。ここで下部電極兼磁気シールド層25と上部電極兼磁気シールド層24は省略して図示してあり、図面下側が媒体対抗面である。   FIG. 6 is a plan view of a magnetoresistive effect element 200 according to a modification of the present embodiment as seen from the top surface of the substrate. Here, the lower electrode / magnetic shield layer 25 and the upper electrode / magnetic shield layer 24 are not shown, and the lower side of the drawing is the medium facing surface.

下地層22aと第1の磁化固着層22b、および反強磁性層22f、(絶縁層22g)の積層部分はハイト方向奥に長く形成されている。これはハイト方向形成時、イオンミリングで非磁性金属層22iまでエッチングした後、再度露出している第1の磁化固着層22b上に反強磁性層22fを成膜して形成している。   The layered portion of the underlayer 22a, the first magnetization pinned layer 22b, and the antiferromagnetic layer 22f (insulating layer 22g) is formed long in the height direction. This is formed by forming an antiferromagnetic layer 22f on the first magnetization pinned layer 22b exposed again after etching to the nonmagnetic metal layer 22i by ion milling when forming in the height direction.

図4において、第1の磁化固着層22bおよび第2の磁化固着層22j、磁化自由層22dにはNi,Fe,Coを主成分とする磁性体を主に用いることができる。
非磁性金属層22iにはRuが、非磁性中間層22cには、例えばCu/Al/Cu積層膜を酸化処理した膜を用いることができる。
反強磁性層22fには、主にIrMnなどを用いることができる。
下地層22aには、NiFeCrやTa,Ruおよびこれらの積層膜を用いることができる。
保護層22eには、Ta、Ru、Cuなどを用いることができる。
硬質磁性層22hには、CoPtやCoPtCrが、絶縁層22gには、AlOxやSiOxなどを用いることができる。
以上の構成の磁気抵抗効果素子200に対し、下部電極兼磁気シールド層25と上部電極兼磁気シールド層24の間に電流を通電することで、磁気抵抗効果素子200の膜面垂直方向に電流が流れ、垂直通電型の磁気抵抗効果素子となる。
In FIG. 4, the first magnetization pinned layer 22b, the second magnetization pinned layer 22j, and the magnetization free layer 22d can be mainly made of a magnetic material mainly composed of Ni, Fe, and Co.
For the nonmagnetic metal layer 22i, Ru can be used, and for the nonmagnetic intermediate layer 22c, for example, a film obtained by oxidizing a Cu / Al / Cu laminated film can be used.
IrMn or the like can be mainly used for the antiferromagnetic layer 22f.
NiFeCr, Ta, Ru, or a laminated film thereof can be used for the underlayer 22a.
Ta, Ru, Cu, or the like can be used for the protective layer 22e.
CoPt or CoPtCr can be used for the hard magnetic layer 22h, and AlOx or SiOx can be used for the insulating layer 22g.
By applying a current between the lower electrode / magnetic shield layer 25 and the upper electrode / magnetic shield layer 24 to the magnetoresistive effect element 200 having the above configuration, a current is generated in the direction perpendicular to the film surface of the magnetoresistive effect element 200. It becomes a flow, vertical conduction type magnetoresistive effect element.

その際、反強磁性層22fには電流が流れないことから、反強磁性層22fが積層されている従来の磁気抵抗効果素子に比べて抵抗が下がり、さらに磁界により抵抗変化を示す部分は磁化固着層22b/非磁性金属層22i/非磁性中間層22c/磁化自由層22dの部分であり、付加抵抗部分である反強磁性層22fの抵抗成分がないことから、MR比:dR/Rが向上する。   At that time, since no current flows through the antiferromagnetic layer 22f, the resistance is lower than that of the conventional magnetoresistive effect element in which the antiferromagnetic layer 22f is laminated, and the portion showing the resistance change by the magnetic field is magnetized. Since there is no resistance component of the antiferromagnetic layer 22f, which is the portion of the pinned layer 22b / nonmagnetic metal layer 22i / nonmagnetic intermediate layer 22c / magnetization free layer 22d, and the additional resistance portion, the MR ratio: dR / R is improves.

したがって熱雑音が低下し、加えて再生出力も向上することからS/N比が向上する。
さらに、反強磁性層22fの厚さは5〜20nm程度であることから、50nm以下となってきている上下シールド24,25間の距離であるリードギャップ長を反強磁性層22f厚さ分小さくすることができ、狭ギャップ長の磁気ヘッドの形成が可能となる。
Accordingly, thermal noise is reduced, and in addition, the reproduction output is improved, so that the S / N ratio is improved.
Furthermore, since the thickness of the antiferromagnetic layer 22f is about 5 to 20 nm, the lead gap length, which is the distance between the upper and lower shields 24 and 25, which is 50 nm or less, is reduced by the thickness of the antiferromagnetic layer 22f. Thus, a magnetic head with a narrow gap length can be formed.

実際、下地層22a:7nm、反強磁性層22f:7nm、第1の磁化固着層22b:3nm、非磁性金属層22i:1nm、第2の磁化固着層22j:3nm、非磁性中間層22c:2nm、磁化自由層22d:4nm、保護層22e:7nmとすると、従来の磁気抵抗効果素子は34nm、本実施形態の磁気抵抗効果素子200は27nmであり、20%以上膜厚を低減できることから、リードギャップ長も20%以上低減でき、30nm以下のリードギャップ長も可能となる。   Actually, the underlying layer 22a: 7 nm, the antiferromagnetic layer 22f: 7 nm, the first magnetization pinned layer 22b: 3 nm, the nonmagnetic metal layer 22i: 1 nm, the second magnetization pinned layer 22j: 3 nm, and the nonmagnetic intermediate layer 22c: When 2 nm, the magnetization free layer 22d: 4 nm, and the protective layer 22e: 7 nm, the conventional magnetoresistive element is 34 nm, and the magnetoresistive element 200 of the present embodiment is 27 nm, and the film thickness can be reduced by 20% or more. The lead gap length can also be reduced by 20% or more, and a lead gap length of 30 nm or less is also possible.

また、本実施形態の素子を実際に70×70nmの素子サイズで作成し、同じ膜材料を用いた本発明の磁気抵抗効果素子と従来の磁気抵抗効果素子の膜厚、抵抗、MR比は表2のとおりであった。   In addition, the film thickness, resistance, and MR ratio of the magnetoresistive effect element of the present invention and the conventional magnetoresistive effect element using the same film material were actually created with the element size of 70 × 70 nm. It was as 2.

Figure 2007116003
Figure 2007116003

また、図5あるいは図6に示すように、第1の磁化固着層22bと反強磁性層22fの積層部分の面積が大きいため、良好な磁化固着が行なえる。また、第1の磁化固着層22bと反強磁性層22fの積層部分が媒体対抗面側まで広い面積で形成されているので、媒体磁界による磁化固着層22bの磁化の揺らぎが起こりにくく、磁化固着が安定する。   Further, as shown in FIG. 5 or FIG. 6, since the area of the laminated portion of the first magnetization pinned layer 22b and the antiferromagnetic layer 22f is large, good magnetization pinning can be performed. In addition, since the laminated portion of the first magnetization pinned layer 22b and the antiferromagnetic layer 22f is formed in a wide area up to the medium facing surface side, the magnetization of the magnetization pinned layer 22b hardly occurs due to the medium magnetic field, and the magnetization pinned Is stable.

次に、図7、図8を用いて、本実施形態における磁気抵抗効果素子200の作成方法を説明する。
図7(A)に示すように、図示しない基板上に下部電極兼磁気シールド層25を形成した後、磁気抵抗効果素子22となる下地層22a、第1の磁化固着層22b、非磁性金属層22i、第2の磁化固着層22j、非磁性中間層22c、磁化自由層22d、保護層22eを成膜する。
Next, a method for creating the magnetoresistive effect element 200 in the present embodiment will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 7A, after a lower electrode / magnetic shield layer 25 is formed on a substrate (not shown), a base layer 22a to be a magnetoresistive element 22, a first magnetization pinned layer 22b, a nonmagnetic metal layer 22i, a second magnetization pinned layer 22j, a nonmagnetic intermediate layer 22c, a magnetization free layer 22d, and a protective layer 22e are formed.

この磁気抵抗効果膜22上にリソグラフィ工程によりレジスト23を形成し、イオンミリングにより磁気抵抗効果膜22をエッチングする。その際、非磁性金属層22iまでをエッチングし、下地層22aと第1の磁化固着層22bが残るようにする(図7(B)参照)。   A resist 23 is formed on the magnetoresistive effect film 22 by a lithography process, and the magnetoresistive effect film 22 is etched by ion milling. At that time, the layers up to the nonmagnetic metal layer 22i are etched so that the base layer 22a and the first magnetization pinned layer 22b remain (see FIG. 7B).

次にレジスト23を残したまま、反強磁性層22f、絶縁層22g、硬質磁性層22hを成膜する。その際、反強磁性層22fは、回り込みの少ない成膜方法で成膜し、絶縁層22gは、比較的回り込みの大きな条件で成膜する。そうすることで、図8(A)に示すような形、すなわち、絶縁層22gが、硬質磁性層22hと磁化自由層22d、保護層22eの隙間に入り込むような形にこれらの膜を形成する。   Next, with the resist 23 left, an antiferromagnetic layer 22f, an insulating layer 22g, and a hard magnetic layer 22h are formed. At that time, the antiferromagnetic layer 22f is formed by a film formation method with less wraparound, and the insulating layer 22g is formed under a condition with relatively large wraparound. By doing so, these films are formed in a shape as shown in FIG. 8A, that is, the insulating layer 22g enters the gap between the hard magnetic layer 22h, the magnetization free layer 22d, and the protective layer 22e. .

そしてリフトオフにより、レジスト23ごとレジスト23上の反強磁性層22f3、絶縁層22g3、硬質磁性層22h3を除去する。
その後、ハイト方向のパターニングを上述の第2の実施形態で説明したいずれかの方法で行い、上部電極兼磁気シールド層24を形成して(図8(B)参照)、本実施形態の磁気抵抗効果素子200を作成する。
Then, the antiferromagnetic layer 22f3, the insulating layer 22g3, and the hard magnetic layer 22h3 on the resist 23 are removed together with the resist 23 by lift-off.
Thereafter, patterning in the height direction is performed by any of the methods described in the second embodiment, and the upper electrode / magnetic shield layer 24 is formed (see FIG. 8B). The effect element 200 is created.

なお、上記した作成方法は、従来の磁気抵抗効果素子の縦バイアス層(硬質磁性層)の形成方法と工程自体は同じであり、成膜/リフトオフする膜が異なるのみである。したがって本発明の磁気抵抗効果素子は、特殊な形成方法は必要なく、従来の磁気抵抗効果素子の形成方法をそのまま用いることができるため、簡易に作成できる。   The above-described production method is the same as the conventional method for forming the longitudinal bias layer (hard magnetic layer) of the magnetoresistive effect element, and the film to be formed / lifted off is different. Therefore, the magnetoresistive effect element of the present invention does not require a special forming method and can be easily produced because the conventional forming method of the magnetoresistive effect element can be used as it is.

以上詳述したように本発明によれば、反強磁性層が膜厚方向にないため、磁気抵抗効果膜を薄くでき狭ギャップ化に対応することが可能となる。特に、CPPタイプの磁気ヘッドの場合、同じギャップ長なら磁性層膜厚を厚くできMR比を向上させることが可能となる。   As described above in detail, according to the present invention, since there is no antiferromagnetic layer in the film thickness direction, it is possible to make the magnetoresistive film thin and to cope with a narrow gap. In particular, in the case of a CPP type magnetic head, if the gap length is the same, the magnetic layer thickness can be increased and the MR ratio can be improved.

また、比較的大きな抵抗を有する反強磁性層には通電されないため、直列抵抗成分が減り(分母のRが小さくなるため)実質的なMR変化率:dR/Rが増大し、素子抵抗も下がるため熱雑音が低下してS/N比を向上させることが可能となる。   In addition, since the antiferromagnetic layer having a relatively large resistance is not energized, the series resistance component is reduced (because R of the denominator is reduced), the substantial MR change rate: dR / R is increased, and the element resistance is also reduced. Therefore, thermal noise is reduced and the S / N ratio can be improved.

更に、磁化固着層と反強磁性層の積層部分の面積を媒体対抗面側まで広く取ることができ、磁化固着が安定するうえ、通常のバイアス膜と同様のアバッテド構造であるためその形成方法が同じであることから作成が容易である。   Furthermore, the area of the laminated portion of the magnetization pinned layer and the antiferromagnetic layer can be widened to the medium facing surface side, the magnetization pinning is stabilized, and the formation method is the same as the abutted structure similar to a normal bias film. It is easy to create because it is the same.

即ち、この発明によれば、ジュール熱を低減しつつ、狭再生シールド間隔化による高記録密度化を推進し、さらに単位面積当たりの磁気抵抗変化量ΔR・A及びセンス電流を増大させて高出力が得られる磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記録再生装置を提供することが可能となる。   That is, according to the present invention, while reducing Joule heat, a high recording density is promoted by narrowing the reproducing shield interval, and the magnetoresistive change ΔR · A per unit area and the sense current are increased to achieve a high output. It is possible to provide a magnetoresistive effect element, a magnetic head, and a magnetic recording / reproducing apparatus using the same.

本実施形態に係る磁気記録再生装置の概略構成を例示する要部斜視図。1 is a perspective view of a main part illustrating a schematic configuration of a magnetic recording / reproducing apparatus according to an embodiment. 本実施形態に係る磁気ヘッドアセンブリを媒体ディスク側から見た拡大斜視図。FIG. 3 is an enlarged perspective view of the magnetic head assembly according to the present embodiment as viewed from the medium disk side. 本発明の第1の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図。1 is a cross-sectional view conceptually showing a main part configuration of a magnetic head including a vertical conduction type magnetoresistive element according to a first embodiment of the invention. 本発明の第2の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子を備えた磁気ヘッドの要部構成を概念的に表す断面図。Sectional drawing which represents notionally the principal part structure of the magnetic head provided with the perpendicular conduction type magnetoresistive effect element based on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッドの平面図。The top view of the magnetic head which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る磁気ヘッドの平面図(反強磁性層部まで)。The top view (to an antiferromagnetic layer part) of the magnetic head which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子の製造方法を説明する断面図(前半工程)。Sectional drawing explaining the manufacturing method of the perpendicular conduction type magnetoresistive effect element which concerns on the 2nd Embodiment of this invention (first half process). 本発明の第2の実施形態に係る垂直通電型磁気抵抗効果素子の製造方法を説明する断面図(後半工程)。Sectional drawing explaining the manufacturing method of the perpendicular conduction type magnetoresistive effect element concerning the 2nd Embodiment of this invention (latter half process).

符号の説明Explanation of symbols

1…磁気記録再生装置
2…媒体ディスク
3…スピンドル
4…ヘッドスライダ
5…サスペンション
6…アクチュエータアーム
7…ボイスコイルモータ
8…スピンドル
9…磁気ヘッドアッセンブリ
10…リード線
11…電極パッド
12、22…磁気抵抗効果膜
12a、22a…下地層
12b、22b…磁化固着層(第1の磁化固着層)
12c、22c…非磁性中間層
12d、11d…磁化自由層(フリー層)
12e、22e…保護層
12f、22f…反強磁性層
12g、22g…絶縁層
12h、22h…硬質磁性層
22i…非磁性金属層
22j…第2の磁化固着層
23…レジスト
14、24…上部電極兼磁気シールド層
15、25…下部電極兼磁気シールド層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Magnetic recording / reproducing apparatus 2 ... Media disk 3 ... Spindle 4 ... Head slider 5 ... Suspension 6 ... Actuator arm 7 ... Voice coil motor 8 ... Spindle 9 ... Magnetic head assembly 10 ... Lead wire 11 ... Electrode pad 12, 22 ... Magnetic Resistance effect film 12a, 22a ... Underlayer 12b, 22b ... Magnetization pinned layer (first pinned layer)
12c, 22c: nonmagnetic intermediate layer 12d, 11d: magnetization free layer (free layer)
12e, 22e ... protective layer 12f, 22f ... antiferromagnetic layer 12g, 22g ... insulating layer 12h, 22h ... hard magnetic layer 22i ... nonmagnetic metal layer 22j ... second magnetization pinned layer 23 ... resist 14, 24 ... upper electrode Magnetic shield layer 15, 25 ... Lower electrode and magnetic shield layer

Claims (5)

下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、
前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層と
を有する磁気抵抗効果素子。
An underlayer,
A magnetization pinned layer formed on the underlayer with a length substantially equal to the length of the underlayer in the track width direction,
On the magnetization pinned layer, a nonmagnetic intermediate layer formed to have a length smaller than the length of the magnetization pinned layer in the track width direction;
On the nonmagnetic intermediate layer, a magnetization free layer formed to have a length substantially equal to the length in the track width direction of the nonmagnetic intermediate layer,
A protective layer formed on the magnetization free layer with a length substantially equal to the length of the magnetization free layer in the track width direction;
On the magnetization pinned layer, an antiferromagnetic layer formed adjacent to both sides in the track width direction of the nonmagnetic intermediate layer with the nonmagnetic intermediate layer in the center;
An insulating layer formed on the antiferromagnetic layer and adjacent to the magnetization free layer and the protective layer;
A magnetoresistive effect element comprising: a hard magnetic layer formed on both sides of the magnetization free layer and the protective layer in a track width direction with the magnetization free layer and the protective layer at the center on the insulating layer.
下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第1の磁化固着層と、
前記第1の磁化固着層上で、前記第1の磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性金属層と、
前記非磁性金属層上で、前記非磁性金属層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第2の磁化固着層と、
前記第2の磁化固着層上で、前記第2磁化固着層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記第1の磁化固着層上で、前記非磁性金属層と前記第2の磁化固着層を中央に前記非磁性金属層と前記第2の磁化固着層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層と
を有する磁気抵抗効果素子。
An underlayer,
A first magnetization pinned layer formed on the underlayer with a length substantially equal to the length of the underlayer in the track width direction;
A nonmagnetic metal layer formed on the first magnetization pinned layer to have a length smaller than the length of the first magnetization pinned layer in the track width direction;
A second magnetization pinned layer formed on the nonmagnetic metal layer and having a length substantially equal to the length of the nonmagnetic metal layer in the track width direction;
A nonmagnetic intermediate layer formed on the second magnetization pinned layer to have a length substantially equal to the length of the second magnetization pinned layer in the track width direction;
On the nonmagnetic intermediate layer, a magnetization free layer formed to have a length substantially equal to the length in the track width direction of the nonmagnetic intermediate layer,
A protective layer formed on the magnetization free layer with a length substantially equal to the length of the magnetization free layer in the track width direction;
On the first pinned magnetic layer, the nonmagnetic metal layer and the second pinned magnetic layer are formed adjacent to both sides of the nonmagnetic metal layer and the second pinned magnetic layer in the track width direction. An antiferromagnetic layer formed,
An insulating layer formed on the antiferromagnetic layer and adjacent to the magnetization free layer and the protective layer;
A magnetoresistive effect element comprising: a hard magnetic layer formed on both sides of the magnetization free layer and the protective layer in a track width direction with the magnetization free layer and the protective layer at the center on the insulating layer.
基板と、
前記基板上に形成された下部電極兼磁気シールド層と、
前記シールド層上に形成された磁気抵抗効果素子であって、
前記下部電極兼磁気シールド層上に形成された下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化固着層と、
前記磁化固着層上で、前記磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記磁化固着層上で、前記非磁性中間層を中央に前記非磁性中間層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子上に形成された上部電極兼磁気シールド層と
を有する磁気ヘッド。
A substrate,
A lower electrode and magnetic shield layer formed on the substrate;
A magnetoresistive effect element formed on the shield layer,
An underlayer formed on the lower electrode and magnetic shield layer;
A magnetization pinned layer formed on the underlayer with a length substantially equal to the length of the underlayer in the track width direction,
On the magnetization pinned layer, a nonmagnetic intermediate layer formed to have a length smaller than the length of the magnetization pinned layer in the track width direction;
On the nonmagnetic intermediate layer, a magnetization free layer formed to have a length substantially equal to the length in the track width direction of the nonmagnetic intermediate layer,
A protective layer formed on the magnetization free layer with a length substantially equal to the length of the magnetization free layer in the track width direction;
On the magnetization pinned layer, an antiferromagnetic layer formed adjacent to both sides in the track width direction of the nonmagnetic intermediate layer with the nonmagnetic intermediate layer in the center;
An insulating layer formed on the antiferromagnetic layer and adjacent to the magnetization free layer and the protective layer;
On the insulating layer, the magnetoresistive element having a hard magnetic layer formed on both sides of the magnetization free layer and the protective layer in the track width direction with the magnetization free layer and the protective layer in the center;
A magnetic head having an upper electrode / magnetic shield layer formed on the magnetoresistive element.
基板と、
前記基板上に形成された下部電極兼磁気シールド層と、
前記シールド層上に形成された磁気抵抗効果素子であって、
前記下部電極兼磁気シールド層上に形成された下地層と、
前記下地層上で、前記下地層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第1の磁化固着層と、
前記第1の磁化固着層上で、前記第1の磁化固着層のトラック幅方向の長さよりも小さな長さに形成された非磁性金属層と、
前記非磁性金属層上で、前記非磁性金属層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された第2の磁化固着層と、
前記第2の磁化固着層上で、前記第2磁化固着層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された非磁性中間層と、
前記非磁性中間層上で、前記非磁性中間層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された磁化自由層と、
前記磁化自由層上で、前記磁化自由層のトラック幅方向の長さとほぼ等しい長さに形成された保護層と、
前記第1の磁化固着層上で、前記非磁性金属層と前記第2の磁化固着層を中央に前記非磁性金属層と前記第2の磁化固着層のトラック幅方向の両側に隣接して形成された反強磁性層と、
前記反強磁性層上で、前記磁化自由層と前記保護層に隣接して形成された絶縁層と、
前記絶縁層上で、前記磁化自由層と前記保護層を中央に、前記磁化自由層と前記保護層のトラック幅方向の両側に形成された硬質磁性層とを有する磁気抵抗効果素子と、
前記磁気抵抗効果素子上に形成された上部電極兼磁気シールド層と
を有する磁気ヘッド。
A substrate,
A lower electrode and magnetic shield layer formed on the substrate;
A magnetoresistive effect element formed on the shield layer,
An underlayer formed on the lower electrode and magnetic shield layer;
A first magnetization pinned layer formed on the underlayer with a length substantially equal to the length of the underlayer in the track width direction;
A nonmagnetic metal layer formed on the first magnetization pinned layer to have a length smaller than the length of the first magnetization pinned layer in the track width direction;
A second magnetization pinned layer formed on the nonmagnetic metal layer and having a length substantially equal to the length of the nonmagnetic metal layer in the track width direction;
A nonmagnetic intermediate layer formed on the second magnetization pinned layer to have a length substantially equal to the length of the second magnetization pinned layer in the track width direction;
On the nonmagnetic intermediate layer, a magnetization free layer formed to have a length substantially equal to the length in the track width direction of the nonmagnetic intermediate layer,
A protective layer formed on the magnetization free layer with a length substantially equal to the length of the magnetization free layer in the track width direction;
On the first pinned magnetic layer, the nonmagnetic metal layer and the second pinned magnetic layer are formed adjacent to both sides of the nonmagnetic metal layer and the second pinned magnetic layer in the track width direction. An antiferromagnetic layer formed,
An insulating layer formed on the antiferromagnetic layer and adjacent to the magnetization free layer and the protective layer;
On the insulating layer, the magnetoresistive element having a hard magnetic layer formed on both sides of the magnetization free layer and the protective layer in the track width direction with the magnetization free layer and the protective layer in the center;
A magnetic head having an upper electrode / magnetic shield layer formed on the magnetoresistive element.
請求項3乃至4のいずれか1つの請求項に係る磁気ヘッドで、 前記下部磁極兼磁気シールド層と前記上部電極兼磁気シールド層に電流を通電することで前記磁気抵抗効果素子の膜面に対して略垂直な方向に電流を通電する垂直通電型磁気ヘッドを備え、磁気記録媒体上に磁気的に記録された情報を再生可能とする
ことを特徴とする磁気記録再生装置。
5. The magnetic head according to claim 3, wherein a current is passed through the lower magnetic pole / magnetic shield layer and the upper electrode / magnetic shield layer to the film surface of the magnetoresistive element. A magnetic recording / reproducing apparatus comprising: a perpendicular energization type magnetic head that energizes current in a substantially vertical direction, and is capable of reproducing information magnetically recorded on the magnetic recording medium.
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