一种引起检测电流垂直于多个导电层堆叠面流动的ＣＰＰ（电流垂直于平面的）磁电阻效应元件，该ＣＰＰ磁电阻效应元件的特征在于包含复合层（８），其中多个彼此不同的区域以混合方式形成在公共层中，并且该复合层包括比复合层堆叠面积更窄且控制检测电流流速的电流控制区（８ａ），以及切断检测电流流动的绝缘材料区（８ｂ）。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及引起检测电流垂直于多个导电层堆叠的方向流动的CPP(电流垂直于平面的)磁电阻效应元件、CPP磁电阻效应元件制造方法、具有磁电阻效应元件的磁头、磁头悬挂组件、磁再现设备和磁电阻效应元件的制造设备。
技术介绍
最近几年，磁记录设备，包括硬盘单元的尺寸已经快速变小，因此记录密度已经显著变高。预期这种趋势在未来会变得更强。随着记录密度变高，需要高度敏感的检测器。为了满足所述需求，已经开发了电流垂直于平面的巨磁电阻(CPP-GMR)元件。在这种元件中，不同于检测电流在膜表面内流动的现存CIP(电流在平面内的)-GMR元件，检测电流在垂直于多个介电薄膜堆叠方向的方向上流动(例如参阅日本专利申请KOKAI 10-55512(参考文献1)和美国专利No.5,668,688(参考文献2))。为了提高记录密度，需要窄化磁隙和磁道。为了通过将CPP-GMR应用于屏蔽磁头而使磁隙变窄，不得不共享载流电极和磁屏蔽。参考文献1和参考文献2已经表示了使用磁屏蔽来使检测电流流动的实例。即便记录比特的大小变得更小，使用这种磁头也能够再现记录信号。但是，已知CPP-GMR元件膜厚两侧的较低电阻使电阻变化的绝对值变小，因此很难获得高的输出。为了克服所述问题，已经使用限流效应专利技术了具有适当电阻值和高电阻变化率的CPP-GMR元件(例如参阅日本专利申请KOKAI9-172212(参考文献3)和美国专利No.6,560,077(参考文献4))。限流效应是以被限制的方式使电流流过分布在主要由绝缘材料组成的层中的导电部分，从而增加电阻变化率的效应。下文中，产生限流效应的层被称作电流控制层。在磁头中，处理由磁畴效应引起的巴克豪森(Barkhausen)噪声是重要的。在现存的技术中，所述噪声通过外部施用偏置磁场来消除。但是，当磁道宽度变窄来增加记录密度时，对外加磁场(即由记录介质产生的磁场)敏感区域受偏置磁场的影响，这会导致降低再现灵敏度的缺点。另外，在现存的磁电阻效应元件中，其物理宽度直接反映在道宽上。主要因为光刻技术的极限，很难使磁电阻效应元件更窄。道宽的降低正在接近极限。如上所述，在更窄的道宽和更高的再现灵敏度之间存在着一种折衷。伴随着光刻技术的极限，通过现存技术更难使磁头的道宽变窄。
技术实现思路
因此，本专利技术的一个目标是提供能够使道宽更窄而不牺牲灵敏度，并且使高输出与记录密度的增加兼容的磁电阻效应元件、制造所述磁电阻效应元件的方法、包括所述磁电阻效应元件的磁头、磁头悬挂组件、磁再现设备，以及所述磁电阻效应元件的制造设备。根据本专利技术的一个方面，提供了一种引起检测电流垂直于多个导电层堆叠面流动的CPP(电流垂直于平面的)磁电阻效应元件，CPP磁电阻效应元件的特征在于包含复合层，其中多个彼此不同的区域以混合方式形成在公共层中，并且该层包括比复合层堆叠面积更窄且控制检测电流流速的电流控制区，以及切断检测电流流动的绝缘材料区。在这种结构下，通过电流控制区中的限流效应产生高的电阻变化率，从而产生高水平的再现输出。电流控制区的面积形成得比堆叠层的复合层堆叠面积更小。也就是说，电流控制区的宽度做得比磁电阻效应元件的宽度更小。结果，道宽有效地小于磁电阻效应元件的物理宽度，从而刺激使记录密度变高而不会使偏置磁场降低灵敏度。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种制造引起检测电流垂直于多个导电层堆叠面流动的CPP(电流垂直于平面的)磁电阻效应元件的方法，该方法包含形成金属薄膜的成膜步骤；以及使金属层变性成复合层，其中在复合层中，切断检测电流流动的绝缘材料区和限制检测电流流速的电流控制区混合成公共层，向金属薄膜局部供应能量和在能量供应步骤完成后氧化金属薄膜的变性步骤。在这种结构下，由离子束(或者电子束)辐射的金属薄膜的一部分通过氧化形成电流控制区。剩余部分被氧化，从而形成绝缘材料。这就容易使电流控制区的宽度变窄，而不用取决于例如光刻的途径。在本专利技术中，可以提供一种能够使道宽更窄而不牺牲灵敏度，从而使高输出与记录密度的增加兼容的磁电阻效应元件、制造所述磁电阻效应元件的方法、包括所述磁电阻效应元件的磁头、磁头悬挂组件、磁再现设备，以及所述磁电阻效应元件的制造设备。本专利技术的其它优点将在下面的说明书中提出，并且部分地从本说明书中变得明显，或者可以从本专利技术的实践得知。通过下文具体指出的手段和组合可以实现并获得本专利技术的优点。附图说明结合并构成本专利技术一部分的附图阐述了本专利技术的实施例，并且与上面给出的一般性说明和下面给出的实施方案的详细说明一起用来解释本专利技术的原理。图1是示意性表示根据本专利技术的磁电阻效应元件第一实施方案的剖视图。图2是概念性表示包括图1磁电阻效应元件的磁头主要部分结构的剖视图。图3是表示图2的磁头有效道宽测量结果的曲线。图4是表示在改变X时，使用图2磁头从磁盘介质再现输出测量结果的曲线。图5是示意性表示根据本专利技术的磁电阻效应元件第二实施方案的剖视图。图6是概念性表示包括图5磁电阻效应元件的磁头主要部分结构的剖视图。图7是表示图6的磁头有效道宽测量结果的曲线。图8是表示在改变X时，使用图6磁头从磁盘介质再现输出测量结果的曲线。图9是帮助解释图5磁电阻效应元件制造方法中第一步骤的剖视图。图10是帮助解释图5磁电阻效应元件制造方法中第二步骤的剖视图。图11是帮助解释图5磁电阻效应元件制造方法中第三步骤的剖视图。图12是表示在图10步骤中离子束辐射时间和变性区6a面积电阻之间关系检测结果的曲线。图13是帮助解释图5磁电阻效应元件制造方法中第四步骤的剖视图。图14是帮助解释图5磁电阻效应元件制造方法中第五步骤的剖视图。图15是帮助解释包括图5磁电阻效应元件的磁头制造方法中第一步骤的剖视图。图16是帮助解释包括图5磁电阻效应元件的磁头制造方法中第二步骤的剖视图。图17是帮助解释包括图5磁电阻效应元件的磁头制造方法中第三步骤的剖视图。图18是帮助解释包括图5磁电阻效应元件的磁头制造方法中第四步骤的剖视图。图19是安装了根据本专利技术的磁电阻效应元件的硬盘单元透视图。图20是从介质面观看，从图19硬盘单元中磁头组件160的致动臂155延伸的尖端部分的放大透视图。具体实施例方式图1是示意性表示根据本专利技术的磁电阻效应元件第一实施方案的剖视图。在图1中，表示了面向磁盘介质(未显示)的空气支承层表面(ABS)。图1中，在衬底上(未显示)，籽层2、反铁磁性层12、钉扎层3、中间层6、自由层5、复合层8和帽层(cap layer)10被依次堆叠在另一个上面。籽层2和帽层10主要由导电薄膜，例如Ta组成。反铁磁性层12主要由主要是PtMn的金属磁性材料组成。钉扎层3主要由堆叠的磁性膜，例如CoFe/Ru/CoFe组成。中间层6主要由导电薄膜，例如Cu、Au、Ag、Pt、Pd、Ir或Os组成。自由层5主要由主要为CoFe/NiFe的金属磁性材料组成。复合层8包括电导率不同的电流控制区8a和绝缘材料区8b。电流控制区8a在主要由绝缘材料区8b组成的薄膜中局部形成。优选地，电流控制区8a在绝缘材料区8b的中央部分形成。也就是说，电流控制区8a和绝缘材料区8b以混合模式形成在共用的复合层8中。形成电流控制区8a，使其具有小于复合层8堆叠面积的面积。举例来说，主要由氧化铝和Cu组成的电流控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种引起检测电流垂直于多个导电层堆叠面流动的电流垂直于平面的磁电阻效应元件，该电流垂直于平面的磁电阻效应元件的特征在于包括：复合层（８），其中多个彼此不同的区域以混合方式形成在公共层中，并且该复合层包括：比复合层堆叠面积更窄 且控制检测电流流速的电流控制区（８ａ），以及切断检测电流流动的绝缘材料区（８ｂ）。
【技术特征摘要】
JP 2003-10-31 2003-3724511.一种引起检测电流垂直于多个导电层堆叠面流动的电流垂直于平面的磁电阻效应元件，该电流垂直于平面的磁电阻效应元件的特征在于包括复合层(8)，其中多个彼此不同的区域以混合方式形成在公共层中，并且该复合层包括比复合层堆叠面积更窄且控制检测电流流速的电流控制区(8a)，以及切断检测电流流动的绝缘材料区(8b)。2.如权利要求1的电流垂直于平面的磁电阻效应元件，其特征在于按如下方式使用所述磁电阻效应元件放置该磁电阻效应元件使之面向磁记录介质记录侧，以及形成电流控制区(8a)，使得在面向磁记录介质的侧面具有对应磁记录介质道宽的宽度。3.如权利要求1的电流垂直于平面的磁电阻效应元件，其特征在于所述电流控制区(8a)包括使邻近复合层(8)的各层彼此电绝缘的绝缘材料，以及以分布方式在绝缘材料中形成、并且使所述邻近层彼此电连接从而引起检测电流以限制方式流动的导电材料。4.如权利要求1的电流垂直于平面的磁电阻效应元件，其特征在于所述磁电阻效应元件是包括磁化自由层(5)和磁化固定层(3)的自旋阀磁电阻效应元件，并且作为磁化自由层(5)和磁化固定层(3)之间的中间层(6)而形成复合层。5.如权利要求4的电流垂直于平面的磁电阻效应元件，其特征在于进一步包括固定磁化固定层磁化方向的反铁磁性层(12)。6.一种磁头，其特征在于包括根据权利要求1至5任何一项的磁电阻效应元件；向磁电阻效应元件供应检测电流的电极部分(1，11)，及向磁电阻效应元件施加偏置磁场的偏置磁场施加部分(35)。7.一种磁头悬...
【专利技术属性】
技术研发人员：船山知己，
申请(专利权)人：株式会社东芝，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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