磁头与磁盘设备制造技术

本发明专利技术涉及磁头与磁盘设备。磁头包含：磁阻元件，其具有在轨道方向上循序布置的第一自旋阀层（３１）、偏置层（３３）、第二自旋阀层（３２），第一自旋阀层（３１）具有包含铁磁性膜的第一磁化自由层（１４）、包含具有固定磁化方向的铁磁性膜的第一磁化固定层（１２）以及布置在第一磁化自由层（１４）与第一磁化固定层（１２）之间的第一非磁性中间层（１３），偏置层（３３）具有在与轨道方向正交的轨道宽度方向上向第一磁化自由层（１４）以及第二磁化自由层（１８）施加偏置磁场的磁性层（１６），第二自旋阀层（３２）具有包含铁磁性膜的第二磁化自由层（１８）、包含具有固定磁化方向的铁磁性膜的第二磁化固定层（２０）以及布置在第二磁化自由层（１８）与第二磁化固定层（２０）之间的第二非磁性中间层（１９）；一对电极，其使具有几乎平行于轨道方向的电流流入磁阻元件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁头和磁盘设备，该磁头在检测(sensing)状态下使得检 测电流垂直地从一对电极流到自旋阀膜表面。
技术介绍
近些年来，HDD (硬盘驱动器)等磁记录/再现设备的密度增长急速前 进。因此，需要有效处理高记录密度的磁头。目前，使用产生磁阻的自旋阀型磁阻元件的磁头是主流。自旋阀型磁 阻膜具有由磁化固定层(固定层(pin layer) ) /中间层(间隔层)/磁化自 由层(自由层)构成的层叠结构。作为磁阻膜，所谓CPP(电流垂直于平面)型的构造是已知的(USP No. 6,643,103 (图7))，其中，在检测状态下，使得检测电流从一对电极垂 直流到自旋阀膜表面。在上述文档所介绍的磁头中，偏置磁场在轨道宽度的方向上由独立于 磁阻元件布置的一对永磁体施加到磁化自由层。然而，这种结构对窄轨道 来说是不利的，且难以提高介质的记录密度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种磁头和磁盘设备，其具有这样的磁阻元件 该元件能够提高介质(信息被磁记录于其上)的记录密度，并在检测状态 下使电流垂直地从一对电极流到自旋阀膜表面。根据本专利技术的一个实施形态，提供了一种磁头，其包含磁阻元件， 其具有与介质(信息在轨道方向上被磁记录于其上)相对的气垫表面，并具有在轨道方向上循序布置的笫一自旋阀层、偏置层、第二自旋阀层，第一自旋阀层具有包含铁磁性膜的第一磁化自由层、包含有着固定磁化方向 的铁磁性膜的第一磁化固定层包含以及布置在第一磁化自由层与第一磁化 固定层之间的第 一非磁性中间层，第二自旋阀层具有包^磁性膜的第二 磁化自由层、包含有着固定磁化方向的铁磁性膜的第二磁化固定层以及布 置在第二磁化自由层与第二磁化固定层之间的第二非磁性中间层，偏置层 具有磁性层以便在与轨道方向正交的轨道宽度方向上向第一磁化自由层以及第二磁化自由层施加偏置磁场； 一对电极，其用于4吏具有几乎与轨道方向平行的方向的电流流入磁阻元件。信息在其上被磁记录的介质的记录密度能够得到增大。本专利技术的其他目的和优点将在后面的说明书中陈述，并部分地从说明书中明了，或者，可从对本专利技术的实践习得。本专利技术的目的和优点可借助下面特别指出的手段和组合实现和获得。附图说明图l为一截面图，其示出了根据本专利技术一实施例的包含记录头与再现 头的磁头的构造；图2为一截面图，其示出了在图1所示的磁头中沿着线I-I切割的部 分的构造；图3为一透视图，其示出了图1所示的再现头的磁阻元件部分的构造; 图4为一透4见图，其用于阐释再现头的磁偏置； 图5A、 5B、 5C、 5D、 5E用于阐释再现头的运行； 图6A、 6B示出了偏置膜宽度(W)与施加到磁化自由层的磁场大小 之间的关系；图7为根据本专利技术一实施例的磁记录/再现设备的透视图；以及 图8为根据本专利技术一实施例的磁头組件的透视图。具体实施例方式下面将参照附图介绍根据本专利技术的不同实施例。图l为一截面图，其示出了根据本专利技术一实施例包舍i己录头与再现头 的磁头的构造。在图1中，纸的前侧的部分为气垫表面(ABS)。图2为 一截面图，其示出了在图1所示的磁头中沿着线I-I切割的部分的构造。如图1和2所示，磁头具有记录头l、再现头2等等。在从ABS表面 看的记录头l的截面上，露出了主磁极61和返回轭62。在从ABS表面看 的再现头2的截面上，露出了上电极52、下电极53、磁阻元件51以及侧 屏蔽54。磁阻元件51和侧屏蔽54被夹在上电极52与下电极53之间。在检测状态中，通过上电极52和下电极53，电流在轨道方向上在磁 阻元件51中流动。如图2中的截面图所示，记录头1由包含磁性材料的主磁极61、包含 例如Cu的导电材料的励磁用线圏63、通过辅助磁极64被连接到主磁极 61且包^^磁性材料的返回轭62构成。下面介绍再现头2的磁阻元件51。图3为根据本专利技术一实施例的再现 头2的磁阻元件51部分的透视图。磁阻元件51具有第一自旋阀31、第二 自旋阀32、夹在两个自旋阀之间的偏置层33。第一自旋阀31、偏置层33、 第二自旋阀32沿着轨道方向循序布置。第一自旋阀31由笫一反铁磁性层11、第一磁化固定层12、第一非磁 性中间层、第一磁化自由层14构成。第二自旋阀32由第二磁化自由层18、 第二非磁性中间层19、第二磁化固定层20、第二反铁磁性层21构成。偏 置层33由第一非磁性层15、第二非磁性层17、夹在第一非磁性层15与第 二非磁性层17之间的磁性层16构成。第一磁化自由层14和第二磁化自由 层18相对布置，以便将第一非磁性层15、磁性层16、第二非磁性层17 夹在中间。作为第一反铁磁性层11和第二反铁磁性层21的构成材料，可使用 IrMn、 PtMn、 NiMn、 RhMn、镍氧化物、钴氧化物、铁氧化物及类似物。 可通过对于笫一反铁磁性层11和第二反铁磁性层21使用不同材料、改变 层的组成或改变层的膜厚度来改变阻塞温度(blocking temperature)。第一磁化自由层14和第二磁化自由层18可由一个层或多个层(它们包含含有Fe、 Co、 Ni中的任意一种的膜)构成。例如，可使用CoFe、 NiFe、 CoFeB、 CoFe/NiFe、 CoFe/CoFeB/NiFe或类4以物。第一磁化固定层12和第二磁化固定层20可由一个层或多个层(它们 包含含有Fe、 Co、 Ni中的任意一种的膜)构成。第一磁化固定层12和第 二磁化固定层20还可由筒单的固定层或通过将Ru、 Rh、 Cr或类似物夹 在包含Fe、 Co、 Ni中的任意一种的膜之间获得的结构——即所谓的合成 固定层(例如CoFe/Ru/CoFe或类似物)——构成。特别地，当第一磁化 固定层12和第二磁化固定层20中的一个由简单的固定层构成而另一个由 合成固定层构成时，第一自旋岡31和第二自旋阀32的磁化固定层的方向 可为彼此反平行。作为第一非磁性中间层13和第二非磁性中间层19,可使用非磁性金 属，例如Cu、 Ag、 Au或类似物，或包含AlOx、 TiOx、 MgOx或类似物的 随道(tunnel)膜。作为磁性层16，可使用包含CoPt、 CoCrPt或类似物的硬磁性膜或包 含IrMn、 PtMn、 NiMn、 RhMn、镍氧化物、钴氧化物、铁氧化物或类似 物的反铁磁性膜。第一非磁性层15和第二非磁性层17不是必需的部件。在本实施例中， 假设磁性层16使用硬磁性膜的CoPt，在非磁性层15、 17中使用Ta。可 代替Ta使用Ru、 Cu、 W、 Mo、 Zr或类似物。当反铁磁性层被用作磁性 层16时，不需要使用非磁性层15、 17，或者，可代替非磁性层15、 17地 使用包含NiFe或类似物的磁性层或由非磁性/磁性层构成的层叠膜。图4为一透视图，其用于阐释根据该实施例的磁阻再现头的磁偏置。 图4中的膜成分与图3中的相同。在图4中，ABS在下侧上。第一自旋阀 31的第一磁化固定层12的磁化方向被固定为从底向顶垂直于ABS。第二 自旋阀32的第二固定磁化层20的磁化方向被固定为从顶到底垂直于ABS 。 具体而言，第一磁化固定层12的磁化方向和第二磁化固定层20的磁化方 向彼此反平行。为了实现这种磁化方位，使得第一 自旋阀31的第一反铁磁 性层11与第二自旋阀32的第二反铁磁性层21的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁头，其特征在于包含：磁阻元件，其具有与信息在轨道方向上被磁记录于其上的介质相对的气垫表面，且其具有在所述轨道方向上循序布置的第一自旋阀层、偏置层、第二自旋阀层，第一自旋阀层具有包含铁磁性膜的第一磁化自由层、包含具有固定磁化方向的铁磁性膜的第一磁化固定层以及布置在第一磁化自由层与第一磁化固定层之间的第一非磁性中间层，第二自旋阀层具有包含铁磁性膜的第二磁化自由层、包含具有固定磁化方向的铁磁性膜的第二磁化固定层以及布置在第二磁化自由层与第二磁化固定层之间的第二非磁性中间层，偏置层具有在与所述轨道方向正交的轨道宽度方向上向所述第一磁化自由层以及所述第二磁化自由层施加偏置磁场的磁性层；以及一对电极，其使具有几乎平行于所述轨道方向的方向的电流流入所述磁阻元件。

【技术特征摘要】
JP 2006-12-14 337097/20061.一种磁头，其特征在于包含磁阻元件，其具有与信息在轨道方向上被磁记录于其上的介质相对的气垫表面，且其具有在所述轨道方向上循序布置的第一自旋阀层、偏置层、第二自旋阀层，第一自旋阀层具有包含铁磁性膜的第一磁化自由层、包含具有固定磁化方向的铁磁性膜的第一磁化固定层以及布置在第一磁化自由层与第一磁化固定层之间的第一非磁性中间层，第二自旋阀层具有包含铁磁性膜的第二磁化自由层、包含具有固定磁化方向的铁磁性膜的第二磁化固定层以及布置在第二磁化自由层与第二磁化固定层之间的第二非磁性中间层，偏置层具有在与所述轨道方向正交的轨道宽度方向上向所述第一磁化自由层以及所述第二磁化自由层施加偏置磁场的磁性层；以及一对电极，其使具有几乎平行于所述轨道方向的方向的电流流入所述磁阻元件。2. 根据权利要求l的磁头，其特征在于所i^磁性层为硬磁性膜。3. 根据权利要求2的磁头，其特征在于还包含布置在所述第一次磁化 自由层与所述第二磁化自由层之间的笫一非磁性层与第二非磁性层，其中，所i^磁性层被布置在所述第一非磁性层与所述第二非磁性层之间。4. 根据权利要求l的磁头，其特征在于所述磁性层为反铁磁性膜。5. 根据权利要求l的磁头，其特征在于在几乎平行于所述轨道宽度方 向的侧面上与所逸磁阻元件邻近地布置侧屏蔽。6. 根据权利要求l的磁头，其特征在于在所述轨道宽度方向上所述偏 置层的宽度为5...

【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]