电流垂直于膜面结构的磁阻元件制造技术

一种电流垂直于膜面结构的磁阻元件，包括：　　　　自由磁性层；　　　　被钉扎磁性层；以及　　　　介于自由和被钉扎磁性层之间的导电非磁性中间层，其中　　　　自由和被钉扎磁性层中的至少一个由包括导电磁性材料和介电材料的颗粒膜制成。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及利用磁阻(MR)膜比如所谓的自旋阀(spinvalve)膜的磁阻(MR)元件。具体地，本专利技术涉及电流垂直于膜面(CPP)结构的MR元件，允许检测电流具有垂直于接纳MR膜的基底表面的分量。
技术介绍
常规的CPP结构的MR元件经常包括所谓的自旋阀膜。自旋阀膜包括自由(free)磁性层和被固定(钉扎，pinned)磁性层。非磁性中间层介于自由和被固定(钉扎)磁性层之间。非磁性中间层用于将自由磁性层的磁化与被钉扎磁性层隔开。响应于作用在自由磁化层上的磁场的极性的变化，自由磁性层中的磁化强度可以旋转。磁化强度的旋转使自旋阀膜的电阻改变。这种变化被引入到流过自旋阀膜的检测电流的电压中。一般来说，自旋阀膜由导电材料制成。检测电流可以在自旋阀膜的整个剖面上流动。除非自旋阀膜进一步变小，否则不可能减小用于检测电流的路径剖面。如果用于检测电流的路径变薄，那么可以在检测电流中检测出较大的电压变化。从而可以增强CPP结构的MR元件的输出。
技术实现思路
因此本专利技术的一个目的是提供一种CPP结构的MR元件，能够增强输出而不过度减小。根据本专利技术，提供一种电流垂直于膜面(CPP)结构的磁阻(MR)元件，包括自由磁性层；被钉扎磁性层；以及介于自由和被钉扎磁性层之间的导电非磁性中间层，其中自由和被钉扎磁性层中的至少一个由包括导电磁性材料和介电材料的颗粒结构膜(granularfilm)制成。当CPP结构的MR元件接收来自外部的磁场时，响应于磁极性的反转，自由磁性层的磁化可以旋转。自由磁性层中磁化的旋转引起自由和被钉扎磁性层中以及非磁性中间层中电阻的较大变化。当电流在所谓的垂直方向流过自由和被钉扎磁性层以及非磁性中间层时，响应于磁阻变化，在电流中出现如电压等任何参数值的变化。特别地，介电材料用于使被钉扎磁性层中的电流路径变薄。此外，电流的流动集中在导电磁性材料。在检测电流的电压中可以得到较大的变化。由此可以增强CPP结构的MR元件的输出。这里，导电磁性材料优选含有由上界面或接合面渗透穿过颗粒膜到达下界面或接合面的晶粒。颗粒膜能够使导电磁性材料可靠地接触与上接合面和下接合面接触的导电材料层。由此导电磁性材料可以可靠地流动电流。CPP结构的MR元件的输出可以可靠地增强。晶粒应该包括钴和铁原子中的至少一种。晶粒可以具有硬磁性或软磁性。介电材料可以包括氧化物、氟化物、碳化物以及氮化物中的至少一种。附图说明从下面结合附图对优选实施例的说明中，本专利技术的以上和其它目的、特点和优点将变得显而易见，其中图1的俯视图示意性地示出了硬盘驱动器(HDD)的结构；图2示意性地示出了根据一个具体实施例的浮动磁头浮动块结构的放大立体示意图；图3的正视图示意性地示出了在浮动磁头浮动块的空气支承面观察到的读出/写入电磁换能器；图4示意性地示出了根据本专利技术的第一实施例电流垂直于膜面(CPP)结构的磁阻(MR)元件的结构的放大前视图； 图5示出了颗粒膜结构的自旋阀膜的部分放大剖面图；以及图6示意性地示出了根据本专利技术的第二实施例CPP结构的MR元件的结构的放大前视图。具体实施例方式图1示意性地示出了作为磁记录装置或存储器系统的一个例子的硬盘驱动器(HDD)11的内部结构。HDD 11包括限定了例如扁平平行六面体的内部空间的盒形主外壳12。至少一个磁记录盘13装在主外壳12的内部空间内。磁记录盘13安装在主轴电动机14的驱动轴上。主轴电动机14能驱动磁记录盘13以例如7,200rpm或10,000rpm的较高旋转速度旋转。未示出的盖连接到主外壳12以限定出主外壳12和它自身之间的封闭内部空间。磁头致动器(head actuator)15也装到主外壳12的内部空间中。磁头致动器15包括支撑在用于旋转的垂直支撑轴16的致动器模块17。刚性的致动器臂限定在致动器模块17中。致动器臂18设计为从垂直支撑轴16在水平方向上延伸。致动器臂18分别与一个或多个磁记录盘的正面和背面相关联。致动器模块17可由铝制成。可以使用模塑工艺形成致动器模块17。弹性磁头悬臂19固定到致动器臂18的顶端。各磁头悬臂19设计为从致动器臂18的对应顶端朝前延伸。现已公知，浮动磁头浮动块21支撑在各磁头悬臂19的前端。浮动磁头浮动块21与一个或多个磁记录盘13的表面相对。磁头悬臂19用于将浮动磁头浮动块21压向磁记录盘13的表面。当磁记录盘13旋转时，浮动磁头浮动块21能接收沿旋转的磁记录盘13产生的空气流。空气流用于在浮动磁头浮动块21上产生浮力。由此，在磁记录盘13的旋转期间，通过浮力和磁头悬臂19偏压力之间的平衡，浮动磁头浮动块21能高稳定性地保持在磁记录盘13的表面上方浮动。动力源22如音圈电机(VCM)连接到致动器模块17的尾部。动力源22驱动致动器模块17绕支撑轴16旋转。致动器模块17的旋转引起致动器臂18和磁头悬臂19的摆动。当浮动磁头浮动块21浮动期间驱动致动器臂18绕支撑轴16摆动时，浮动磁头浮动块21能在磁记录盘13的径向中跨越限定在磁记录盘13上的记录道。这种径向运动用于将浮动磁头浮动块21定位在磁记录盘13的目标记录磁道的正上方。现已公知，当两个或多个磁记录盘13装在主外壳12的内部空间时，一对弹性磁头悬臂19和致动器臂18设置在相邻的磁记录盘13之间。图2示出了浮动磁头浮动块21的具体例子。浮动磁头浮动块21包括扁平平行六面体形的由Al2O3-TiC制成的浮动块本体23。由Al2O3(氧化铝)制成的磁头保护层24耦连到浮动块本体23的尾流端或尾端。读取/写入电磁换能器25含在磁头保护层24内。与介质相对的表面或底面26限定在浮动块本体23和磁头保护层24上，以一定的距离面对磁记录盘13。前导轨(front rail)28和后导轨(rear rail)29形成在底面26上。前导轨28设计得沿浮动块本体23的迎流端或前端延伸。后导轨29位于浮动块本体23的尾流端或尾端附近。空气支承面(ABS)31，32分别限定在前和后导轨28，29的顶面上。空气支承面31，32的迎流端分别通过台阶(step)33，34连接到前和后导轨28，29的顶面。读取/写入电磁换能器25在空气支承面32露出顶端或前端。应该注意读取/写入电磁换能器25的前端可以用在空气支承面32上延伸的由类金刚石碳(DLC，diamond-like-carbon)制成的保护层覆盖。浮动磁头浮动块21的底面26设计为接收沿旋转的磁记录盘13产生的气流35。台阶33，34用于在空气支承面31，32产生较大的正气压或升力。此外，在前导轨28的后面产生较大的负气压。负压用升力平衡，以稳定地建立浮动磁头浮动块21的浮动姿态。浮动磁头浮动块21可以采用除以上提到之外的任何形状或形式。图3示出了在空气支承面32露出的读出/写入电磁换能器25的局部放大图。读出/写入电磁换能器25包括感应写元件或薄膜磁头36和电流垂直于膜面(CPP)结构的电磁换能器元件或CPP结构磁阻(MR)读取元件37。薄膜磁头36设计为利用例如在未示出的导电涡旋线圈图形中产生的磁场将磁位数据写入到磁记录盘13上。CPP结构MR读取元件37设计为利用响应于磁记录盘13作用的磁场中磁极性的反转的电阻变化检测磁位数据。薄膜磁头36和CPP结构MR读取元件37本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电流垂直于膜面结构的磁阻元件，包括自由磁性层；被钉扎磁性层；以及介于自由和被钉扎磁性层之间的导电非磁性中间层，其中自由和被钉扎磁性层中的至少一个由包括导电磁性材料和介电材料的颗粒膜制成。2.根据权利要求1的电流垂直于膜面结构的磁阻元件，其中所述导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅原貴彥，
申请(专利权)人：富士通株式会社，
类型：发明
国别省市：