JP4282249B2 - 磁気抵抗効果型素子およびそれを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置ならびに磁気ディスク装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果型素子に関し、詳しくは薄膜磁気ヘッドにおける読み取り素子として好適に用いることのできる磁気抵抗効果型素子、及びこれを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体は、この記録媒体中の磁化方向を利用することによって情報を保存している。そして、近年の磁気記録媒体における高密度化の要請に伴い、磁気記録媒体中のトラック幅を狭小化することにより、前記磁気記録媒体における面記録密度を向上させることが試みられている。したがって、このような高密度記録媒体から情報を正確に読み出すべく高感度のセンサの必要性が高まっていた。そして、このようなセンサとしては、近年巨大磁気抵抗効果型素子を有する薄膜磁気ヘッドが利用されるようになってきている。
【０００３】
上記のような磁気抵抗効果型素子としては、従来、この磁気抵抗効果型素子を構成する磁気抵抗効果膜の面内方向に流したセンス電流の変化から、前記磁気記録媒体中に記録された情報を読み取る、面内電流（ＣＩＰ）型のものが用いられていた。
【０００４】
しかしながら、上述したようなトラック密度の狭小化による面内記録密度の向上に伴い、磁気抵抗効果型素子を構成する磁気抵抗効果膜の面に垂直な厚さ方向に流したセンス電流の変化から、前記磁気記録媒体中に記録された情報を読み取る、面垂直電流（ＣＰＰ）型のものが用いられるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
磁気抵抗効果膜に垂直に電流を流す手段としては、例えば、特表平１１−５０９９５６号公報に記載されているように、前記磁気抵抗効果膜を挟むようにしてリード膜を設け、このリード膜を介して前記磁気抵抗効果膜の垂直方向に電流を流すことが記載されている。
【０００６】
しかしながら、この方法においては、前記リード膜の外側にシールド膜を設ける必要性が生じるとともに、前記リード膜と前記シールド膜とを分離する絶縁性の材料からなるギャップ膜も必要となる。この場合、磁気記録媒体に対する読み取り幅は前記シールド膜間の距離に依存し、その結果、読み取り幅が大きくなって、上述したような高密度記録媒体中の情報の正確な再生を十分に行うことができない場合があった。
【０００７】
このような観点から、ＵＳＰ６０８４７５２号公報においては、磁気抵抗効果型素子におけるシールド膜をリード膜として兼用し、このシールド膜を介して磁気抵抗効果膜の垂直方向に電流を流すことが記載されている。
この場合においては、シールド膜とリード膜とを別体で設ける必要がないことから、シールド膜間距離で決定される読み取り幅は低減される。しかしながら、磁気記録媒体からの再生情報に外部ノイズが重畳され、ノイズの大きな磁気抵抗効果型素子、その結果としてノイズの大きな薄膜磁気ヘッドしか得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、外部ノイズを低減し、高Ｓ／Ｎ比の再生情報を得ることのできる、新規なＣＰＰ型の磁気抵抗効果型素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の一方の面に隣接して設けられた第１のシールド膜と、前記磁気抵抗効果膜の他方の面に隣接するように設けられた第２のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜のどちらか一方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に電気的高抵抗材を介して設けられた第３のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜の他方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に、電気的高抵抗材を介して設けられた第４のシールド膜を具え、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の軟磁性材料から構成され、前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向に電流を流す電流供給層として機能し、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の、前記磁気抵抗効果型素子の摺動面に露出した端面と反対側に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種の導電性材料からなる導電膜を接続させ、さらに好ましくは、前記第３のシールド膜の面積は、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の面積よりも大きく、前記第３のシールド膜は、その端部が前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の外周部分より突出し、これらの膜を覆うようにして設けられていることを特徴とする、磁気抵抗効果型素子に関する。
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。そして、ＵＳＰ６０８４７５２号公報に記載の磁気抵抗効果型素子における外部ノイズの原因を探るべく、種々の検討を実施した。
【００１１】
その結果、前記外部ノイズは、リード膜として兼用するシールド膜から再生波形に外部ノイズが乗っていることに起因していることを見出した。すなわち、磁気抵抗効果型素子のシールド膜アンテナになり、リード膜を兼用しているため、外部ノイズが極めて重畳され易い状態になっていることを見出した。
【００１２】
本発明の磁気抵抗効果型素子は、リード膜として機能するシールド膜の外側に電気的高抵抗材を介して追加のシールド膜を有しているので、外部ノイズに対し十分なシールド効果を維持することができる。
【００１３】
すなわち、本発明の磁気抵抗効果型素子によれば、磁気抵抗効果膜と隣接して設けられた、リード膜としても機能する第１のシールド膜及び第２のシールド膜間の距離によって読み取り幅が決定されるため、読み取り幅を狭小化することができる。さらに、追加的に設けられた第３のシールド膜及び第４のシールド膜によって、十分なシールド効果を有することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、後述するように第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の、磁気抵抗効果型素子の摺動面に露出した端面と反対側に導電膜を接続させた構成をもたないこと以外は、本発明の磁気抵抗効果型素子と同様の構成をもつ磁気抵抗効果型素子の態様を示す断面図であり、図２は、図１に示す磁気抵抗効果型素子の正面図である。なお、図１及び２においては、本発明の特徴を明確に説明すべく、主要部分のみを示している。
【００１５】
図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０においては、磁気抵抗効果膜１を挟むようにして、第１のシールド膜である第１の上部シールド膜２及び第２のシールド膜である第１の下部シールド膜３が設けられている。そして、第１の上部シールド膜２の上方においては、電気的高抵抗材であるギャップ膜６を介して第３のシールド膜である第２の上部シールド膜４が設けられており、第１の下部シールド膜３の下方においては、電気的高抵抗材であるギャップ膜７を介して第４のシールド膜である第２の下部シールド膜５が設けられている。
【００１６】
第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３は導電性を有し、かつ軟磁性材料からなるシールド層として作用し、かつ本発明にしたがって磁気抵抗効果膜１に対する電流供給層としての機能を有し、リード膜としても作用する。
電流は、例えば図中矢印で示す方向に、磁気抵抗効果膜１をその厚さ方向に流れる。
【００１７】
このように、図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０においては、実際の読み取りギャップ幅は、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３間の間隔Ｗ、すなわちシールド層の内側面の間隔によって決定されるため、読み取りギャップ幅を狭小化することができる。したがって、高密度記録媒体の再生を十分に行うことができる。
また、第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５を設けているので、磁気抵抗効果型素子１０の全体に十分なシールド効果を付与することができる。
【００１８】
図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０は、第１の上部シールド膜２と第２の上部シールド膜４との間、並びに第１の下部シールド膜３と第２の下部シールド膜５との間に、ギャップ層６及び７を有している。これによって、これらシールド膜間の電気的絶縁を極めて良好な状態で取ることができる。
【００１９】
磁気抵抗効果膜１は、例えば、下部強磁性層（フリー層）／トンネルバリア層／上部強磁性層（ピンド層）／反強磁性層なる積層構造を有するＴＭＲ素子、又は下部強磁性層（フリー層）／非磁性金属層／上部強磁性層（ピンド層）／反強磁性層なる積層構造を有するスピンバルブ構造のＧＭＲ素子などから構成することができる。
【００２０】
上記の場合において、フリー層及びピンド層を構成する強磁性材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉなどを用いることができる。トンネルバリア層及び非磁性金属層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＧｄＯ、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＷＯ２などから作製することができる。また、反強磁性層は、ＰｔＭｎ及びＲｕＲｈＭｎなどから作製することができる。
【００２１】
フリー層の厚さは、好ましくは１〜１０ｎｍであり、さらに好ましくは２〜５ｎｍである。この厚さが大きくなりすぎるとヘッド動作時の出力が低下し、バルクハウゼンノイズ等によって出力の不安定性が増大してしまう場合がある。また、フリー層の厚さが小さくなり過ぎると、例えばＴＭＲ効果の劣化に起因する出力低下が生じる場合がある。
【００２２】
ピンド層の厚さは、好ましくは１〜１０ｎｍであり、さらに好ましくは２〜５ｎｍである。この厚さが大きくなりすぎると反強磁性層との交換結合バイアス磁化が弱まり、この厚さが小さくなりすぎると、例えばＴＭＲ変化率が減少する。
また、トンネルバリア層及び非磁性金属層の厚さは、０．５〜２ｎｍ程度であることが好ましい。素子の低抵抗値化の観点からはできるだけ薄いことが望ましいが、薄くなりすぎるとピンホールが生じてリーク電流が流れてしまうため好ましくない。さらに、反強磁性層の厚さは、６〜３０ｎｍ程度である。
【００２３】
ギャップ膜６及び７は、ＴａＯ、ＮｉＯなどの金属酸化物や半導体などの高抵抗材料、又はＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの絶縁材料などから作製する。
【００２４】
また、本発明の磁気抵抗効果型素子では、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の軟磁性材料から作製されている。これらの材料は高い透磁率を有するとともに、電気的な良導体でもあるため、上記シールド膜に対して良好なシールド特性を付与することができるとともに、磁気抵抗効果膜１に対して垂直に流れる電流のロスを低減することができる。したがって、高いＳ／Ｎ比の磁気抵抗効果型素子を得ることができる。
【００２５】
また、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３は、上記のような軟磁性材料からなる軟磁性体層と、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属及びこれらの合金から選ばれる少なくとも一種の導電性材料からなる導電体層とが積層されて構成されていても良い。この場合においては、上記第１の上部シールド膜２や第１の下部シールド膜３などの電気伝導性を向上させることができ、この結果、磁気抵抗効果膜１に対する電流ロスをさらに低減することができる。
この場合においては、電流ロスの低減効果をさらに助長すべく、前記導電体層が磁気抵抗効果膜１と接触するように形成することが好ましい。また、シールド膜の下に形成されると、シールド膜の磁気特性を向上させることもできる。
【００２６】
図３は、本発明の磁気抵抗効果型素子１０の好ましい態様を示す断面図である。なお、図３において、図１及び２に示す構成部分と同様の部分については同じ符号を用いて表している。
図３に示す磁気抵抗効果型素子においては、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の後方、すなわち、これら膜の端面２Ａ及び３Ａの反対側において、これらシールド膜に接続するようにして、上記導電性材料からなる導電膜２Ｂ及び３Ｂを設けている。これによって、磁気抵抗効果膜１に対して垂直に流れる電流のロスを低減することができ、高いＳ／Ｎ比の磁気抵抗効果型素子を得ることができる。
【００２７】
一方、第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の材料であることが好ましい。これによって、素子全体に十分なシールド性を付与することができる。
【００２８】
第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５の厚さは、好ましくは１０００〜３０００ｎｍであり、さらに好ましくは１５００〜２０００ｎｍである。これによって、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の材料、及び層構成などに依存することなく、磁気抵抗効果型素子１０に対して十分なシールド効果を付与することができる。
【００２９】
また、第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５が上述したような厚さを有することによって、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の厚さを５００ｎｍ以下にすることができる。これによって、これらシールド膜に重畳される摺動ノイズを十分に低減することができ、素子全体に重畳されるノイズを全体的に低減することができる。
【００３０】
図４は、図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０の他の変形例を示す正面図である。なお、図４において、図１及び２に示す構成部分と同様の部分については同じ符号を用いて表している。
【００３１】
図４に示す磁気抵抗効果型素子１０において、第２の上部シールド膜４は、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３よりも大きな面積を有している。そして、その端部４Ｂが、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の外周部分よりも突出し、これらのシールド膜を覆うようにして形成されている。これによって、磁気抵抗効果型素子２０のシールド効果をさらに高めることができ、外部ノイズの重畳をさらに効果的に抑制することができる。具体的には、突出量ｄが５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３２】
なお、第２の上部シールド膜４についても、上述したようなＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、及びＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性などの材料から、上述した１０００〜３０００ｎｍの厚さに形成することが好ましい。
【００３３】
また、磁気抵抗効果膜１は、例えばＮｉＦｅ等からなる異方性磁気抵抗効果膜を含む、巨大磁気抵抗効果型のスピンバルブ構造、強磁性トンネル接合効果型の多層構造として構成することができる。
【００３４】
本発明の磁気抵抗効果型素子は、単独の読み取り素子として構成することもできるが、誘導型の書き込み素子と組み合わせて複合型の薄膜磁気ヘッドとして構成することもできる。
【００３５】
図５は、上述した磁気抵抗効果型素子１０を読み出し素子として用い、誘導型磁気抵抗型素子を書き込み素子として用いた面内記録用薄膜磁気ヘッドの斜視図である。図６は、図５に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図を示している。図示の薄膜磁気ヘッド３０は、スライダ３１上に読み出し素子としての磁気抵抗効果型素子１０、及び書き込み素子としての誘導型磁気変換素子２０を有する。矢印Ａ１は媒体走行方向を示す。図において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。
【００３６】
スライダ３１は、媒体対向面側にレール３２、３３を有し、レールの表面がＡＢＳ３４、３５として利用される。レール３２、３３は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。
【００３７】
また、スライダ３１は、レールの表面に、例えば８〜１０ｎｍ程度の膜厚を有するＤＬＣ等の保護膜を備えることもあり、このような場合は保護膜の表面がＡＢＳ３４、３５となる。スライダ３１はＡ１２０３−ＴｉＣ等でなる基体の表面にＡ１２０３、ＳｉＯ２等の無機絶縁膜を設けたセラミツク構造体である。
【００３８】
磁気抵抗効果型素子１０及び誘導型磁気変換素子２０は、レール３２、３３の一方または両者のトレーリング．エッジＴＲの側に備えられる。そして、トレーリング．エッジＴＲの側にあるスライダ側面には、誘導型磁気変換素子２０に接続された取り出し電極３６、３７、及び磁気抵抗効果型素子１０に接続された取り出し電極３８、３９がそれぞれ設けられている。
【００３９】
書き込み素子を構成する誘導型磁気変換素子２０は、読み取り素子を構成する磁気抵抗効果型素子１０に対する第２のシールド膜を兼ねている第１の磁性膜４１、第２の磁性膜４２、コイル膜４３、アルミナ等でなるギャップ膜４４、絶縁膜４５及び保護膜４６などを有している。第２のシールド膜は、第１の磁性膜４１から独立して備えられていてもよい。
【００４０】
第１の磁性膜４１及び第２の磁性膜４２の一端部（先端部）４１０、４２０は微少厚みのギャップ膜４４を隔てて対向するポール部となっており、ポール部において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性膜４１、４２は、単層であってもよいし、複層膜構造であってもよい。第１及び第２の磁性膜４１、４２の複層膜化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール部の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ膜４４は非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。
【００４１】
第2の磁性膜４２は、ポール部の側において、ギャップ膜４４の面と平行な面に対して、ある角度で傾斜して立ち上がる。第２の磁性膜４２は、更に、第１の磁性膜４１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ３４及び３５の後方に延び、後方において第１の磁性膜４１に結合されている。これにより、第１の磁性膜４１、第２の磁性膜４２及びギャップ膜４４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００４２】
コイル膜４３は、第１及び第２の磁性膜４１、４２の間に挟まれ、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。コイル膜４３の両端は、取り出し電極３６、３７に導通されている（図５参照）。コイル膜４３の巻数および層数は任意である。コイル膜４３は絶縁膜４５の内部に埋設されている。
【００４３】
絶縁膜４５は第１及び第２の磁性膜４１、４２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁膜４５の表面には第２の磁性膜４２が設けられている。絶縁膜４５は、有機絶縁樹脂膜または無機絶縁膜で構成する。無機絶縁膜の代表例は、Ａｌ２Ｏ３膜またはＳｉＯ２膜である。絶縁膜４５を無機絶縁膜によって構成すると、有機絶縁膜を用いた場合に比較して、絶縁膜４５の熱膨張が小さくなるので、最大突出量を低減するのによい結果が得られる。
【００４４】
保護膜４６は、保護膜４６は書き込み素子２０の全体を覆っている。これにより、書き込み素子２０の全体が、保護膜４６によって保護されることになる。保護膜４６はＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２等の無機絶縁材料で構成されている。
【００４５】
読み取り素子を構成する磁気抵抗効果型素子１０は、本発明に係るＴＭＲ素子で構成されている。磁気抵抗効果型素子１０は、第１のシールド膜５１と、第２のシールド膜５２との間において、絶縁膜５３の内部に配置されている。絶縁膜５３はアルミナ等によって構成されている。磁気抵抗効果型素子１０は第１のシールド膜５１及び第２のシールド膜５２に導通する取り出し電極３８、３９に接続されている（図５参照）。
【００４６】
図７は垂直記録用薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図示された垂直記録用薄膜磁気ヘッドにおいて、第２の磁性膜４２は、主磁極４２５と、補助磁極４２６とを含んでいる。主磁極４２５は垂直書き込みポール部を構成し、補助磁極４２６は主磁極４２５及び第１の磁性膜４１を磁気的に結合する。第１の磁性膜４１は主磁極４２５から生じた磁束の戻り磁路を構成する。コイル膜４３は主磁極４２５及び補助磁極４２６の周りに巻かれている。
【００４７】
他の構造は、図６に示した面内記録用薄膜磁気ヘッドと実質的に同じであるので、説明は省略する。垂直記録用薄膜磁気ヘッドを用いた磁気記録の特徴は、磁気ディスクの磁気記録膜を、膜面と垂直となる方向に磁化して磁気記録を行うので、極めて高い記録密度を実現できることである。なお、参照数字３１０はスライダを構成する基体を表し、参照数字３２０は基体の表面に設けられた無機絶縁膜を表す。
【００４８】
図８は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図９は図８に示した磁気ヘッド装置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド６０と、ヘッド支持装置７０とを含んでいる。薄膜磁気ヘッド６０は図５〜図７を参照して説明した本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００４９】
ヘッド支持装置７０は、金属薄板でなる支持体７３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体７１を取付け、この可撓体７１の下面に薄膜磁気ヘッド６０を取付けた構造となっている。
【００５０】
可撓体７１は、支持体７３の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部７５、７６と、支持体７３から離れた端において外側枠部７５、７６を連結する横枠７４と、横枠７４の略中央部から外側枠部７５、７６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片７２とを有する。
【００５１】
舌状片７２のほぼ中央部には、支持体７３から***した、例えば半球状の荷重用突起７７が設けられている。この荷重用突起７７により、支持体７３の自由端から舌状片７２へ荷重力が伝えられる。
【００５２】
舌状片７２の下面に薄膜磁気ヘッド６０を接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド６０は、空気流出側端側が横枠７４の方向になるように、舌状片７２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置７０は、上記実施例に限らない。
【００５３】
図１０は本発明にかかる磁気ディスク装置の構成を模式的に示す図である。図示された磁気ディスク装置は、磁気ヘッド装置８０と、磁気ディスク９０とを含む。磁気ヘッド装置８０は図８、９に図示したものである。磁気ヘッド装置８０は、ヘッド支持装置７０の一端が位置決め装置８１によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド６０は、ヘッド支持装置７０によって支持され、磁気ディスク９０の磁気記録面と対向するように配置される。
【００５４】
磁気ディスク９０が、図示しない駆動装置により、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド６０が、微小浮上量で、磁気ディスク９０の面から浮上する。図１０に図示された磁気ディスク装置はロータリー．アクチュエータ方式と称される駆動方式であり、ヘッド支持装置７０の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド６０は、ヘッド支持装置７０を回転駆動する位置決め装置８１によって、磁気ディスク９０の径方向ｂ１またはｂ２に駆動され、磁気ディスク９０上の所定のトラック位置に位置決めされる。そして、所定のトラック上で、書き込み素子２０による磁気記録、及び、ＴＭＲ素子を有する読み取り素子１０による読み取り動作が行われる。
【００５５】
以上、本発明を具体例を挙げながら発明の実施の形態に即して説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、あらゆる変形や変更が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気抵抗効果型素子によれば、リード膜としての機能を有する第１の上部シールド膜及び第１の下部シールド膜の外側に、第２の上部シールド膜及び第２の下部シールド膜を設けているので、素子全体のノイズを低減すると同時に、読み取り幅を狭小化することができる。したがって、媒体中に高密度に記録された情報を高いＳ／Ｎ比で読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 磁気抵抗効果型素子の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】 図１に示す磁気抵抗効果型素子の正面図である。
【図３】 本発明の磁気抵抗効果型素子の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】 本発明の磁気抵抗効果型素子の他の変形例である。
【図５】 本発明の磁気抵抗効果型素子を用いた面内記録用薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図６】 図５に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図７】 本発明の磁気抵抗効果型素子を用いた垂直記録用薄膜磁気ヘッドを示す拡大断面図である。
【図８】 本発明に係わる磁気ヘッド装置の一部を示す正面図である。
【図９】 本発明に係わる磁気ヘッド装置の一部を示す底面図である。
【図１０】 本発明に係わる磁気ディスク装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 磁気抵抗効果膜
２ 第１のシールド膜（又は第１の上部シールド膜）
３ 第２のシールド膜（又は第１の下部シールド膜）
４、１４ 第３のシールド膜（又は第２の上部シールド膜）
５ 第４のシールド膜（又は第２の下部シールド膜）
６、７ 電気的高抵抗材（又はギャップ膜）
１０、２０ 磁気抵抗効果型素子
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁気抵抗効果型素子に関し、詳しくは薄膜磁気ヘッドにおける読み取り素子として好適に用いることのできる磁気抵抗効果型素子、及びこれを用いた薄膜磁気ヘッド、磁気ヘッド装置、磁気ディスク装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気記録媒体は、この記録媒体中の磁化方向を利用することによって情報を保存している。そして、近年の磁気記録媒体における高密度化の要請に伴い、磁気記録媒体中のトラック幅を狭小化することにより、前記磁気記録媒体における面記録密度を向上させることが試みられている。したがって、このような高密度記録媒体から情報を正確に読み出すべく高感度のセンサの必要性が高まっていた。そして、このようなセンサとしては、近年巨大磁気抵抗効果型素子を有する薄膜磁気ヘッドが利用されるようになってきている。
【０００３】
上記のような磁気抵抗効果型素子としては、従来、この磁気抵抗効果型素子を構成する磁気抵抗効果膜の面内方向に流したセンス電流の変化から、前記磁気記録媒体中に記録された情報を読み取る、面内電流（ＣＩＰ）型のものが用いられていた。
【０００４】
しかしながら、上述したようなトラック密度の狭小化による面内記録密度の向上に伴い、磁気抵抗効果型素子を構成する磁気抵抗効果膜の面に垂直な厚さ方向に流したセンス電流の変化から、前記磁気記録媒体中に記録された情報を読み取る、面垂直電流（ＣＰＰ）型のものが用いられるようになってきている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
磁気抵抗効果膜に垂直に電流を流す手段としては、例えば、特表平１１−５０９９５６号公報に記載されているように、前記磁気抵抗効果膜を挟むようにしてリード膜を設け、このリード膜を介して前記磁気抵抗効果膜の垂直方向に電流を流すことが記載されている。
【０００６】
しかしながら、この方法においては、前記リード膜の外側にシールド膜を設ける必要性が生じるとともに、前記リード膜と前記シールド膜とを分離する絶縁性の材料からなるギャップ膜も必要となる。この場合、磁気記録媒体に対する読み取り幅は前記シールド膜間の距離に依存し、その結果、読み取り幅が大きくなって、上述したような高密度記録媒体中の情報の正確な再生を十分に行うことができない場合があった。
【０００７】
このような観点から、ＵＳＰ６０８４７５２号公報においては、磁気抵抗効果型素子におけるシールド膜をリード膜として兼用し、このシールド膜を介して磁気抵抗効果膜の垂直方向に電流を流すことが記載されている。
この場合においては、シールド膜とリード膜とを別体で設ける必要がないことから、シールド膜間距離で決定される読み取り幅は低減される。しかしながら、磁気記録媒体からの再生情報に外部ノイズが重畳され、ノイズの大きな磁気抵抗効果型素子、その結果としてノイズの大きな薄膜磁気ヘッドしか得ることができなかった。
【０００８】
本発明は、外部ノイズを低減し、高Ｓ／Ｎ比の再生情報を得ることのできる、新規なＣＰＰ型の磁気抵抗効果型素子を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成すべく、本発明は、磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の一方の面に隣接して設けられた第１のシールド膜と、前記磁気抵抗効果膜の他方の面に隣接するように設けられた第２のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜のどちらか一方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に電気的高抵抗材を介して設けられた第３のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜の他方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に、電気的高抵抗材を介して設けられた第４のシールド膜を具え、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の軟磁性材料から構成され、前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向に電流を流す電流供給層として機能し、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の、前記磁気抵抗効果型素子の摺動面に露出した端面と反対側に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種の導電性材料からなる導電膜を接続させ、さらに好ましくは、前記第３のシールド膜の面積は、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の面積よりも大きく、前記第３のシールド膜は、その端部が前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の外周部分より突出し、これらの膜を覆うようにして設けられていることを特徴とする、磁気抵抗効果型素子に関する。
【００１０】
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を実施した。そして、ＵＳＰ６０８４７５２号公報に記載の磁気抵抗効果型素子における外部ノイズの原因を探るべく、種々の検討を実施した。
【００１１】
その結果、前記外部ノイズは、リード膜として兼用するシールド膜から再生波形に外部ノイズが乗っていることに起因していることを見出した。すなわち、磁気抵抗効果型素子のシールド膜アンテナになり、リード膜を兼用しているため、外部ノイズが極めて重畳され易い状態になっていることを見出した。
【００１２】
本発明の磁気抵抗効果型素子は、リード膜として機能するシールド膜の外側に電気的高抵抗材を介して追加のシールド膜を有しているので、外部ノイズに対し十分なシールド効果を維持することができる。
【００１３】
すなわち、本発明の磁気抵抗効果型素子によれば、磁気抵抗効果膜と隣接して設けられた、リード膜としても機能する第１のシールド膜及び第２のシールド膜間の距離によって読み取り幅が決定されるため、読み取り幅を狭小化することができる。さらに、追加的に設けられた第３のシールド膜及び第４のシールド膜によって、十分なシールド効果を有することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を発明の実施の形態に基づいて詳細に説明する。
図１は、後述するように第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の、磁気抵抗効果型素子の摺動面に露出した端面と反対側に導電膜を接続させた構成をもたないこと以外は、本発明の磁気抵抗効果型素子と同様の構成をもつ磁気抵抗効果型素子の態様を示す断面図であり、図２は、図１に示す磁気抵抗効果型素子の正面図である。なお、図１及び２においては、本発明の特徴を明確に説明すべく、主要部分のみを示している。
【００１５】
図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０においては、磁気抵抗効果膜１を挟むようにして、第１のシールド膜である第１の上部シールド膜２及び第２のシールド膜である第１の下部シールド膜３が設けられている。そして、第１の上部シールド膜２の上方においては、電気的高抵抗材であるギャップ膜６を介して第３のシールド膜である第２の上部シールド膜４が設けられており、第１の下部シールド膜３の下方においては、電気的高抵抗材であるギャップ膜７を介して第４のシールド膜である第２の下部シールド膜５が設けられている。
【００１６】
第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３は導電性を有し、かつ軟磁性材料からなるシールド層として作用し、かつ本発明にしたがって磁気抵抗効果膜１に対する電流供給層としての機能を有し、リード膜としても作用する。
電流は、例えば図中矢印で示す方向に、磁気抵抗効果膜１をその厚さ方向に流れる。
【００１７】
このように、図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０においては、実際の読み取りギャップ幅は、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３間の間隔Ｗ、すなわちシールド層の内側面の間隔によって決定されるため、読み取りギャップ幅を狭小化することができる。したがって、高密度記録媒体の再生を十分に行うことができる。
また、第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５を設けているので、磁気抵抗効果型素子１０の全体に十分なシールド効果を付与することができる。
【００１８】
図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０は、第１の上部シールド膜２と第２の上部シールド膜４との間、並びに第１の下部シールド膜３と第２の下部シールド膜５との間に、ギャップ層６及び７を有している。これによって、これらシールド膜間の電気的絶縁を極めて良好な状態で取ることができる。
【００１９】
磁気抵抗効果膜１は、例えば、下部強磁性層（フリー層）／トンネルバリア層／上部強磁性層（ピンド層）／反強磁性層なる積層構造を有するＴＭＲ素子、又は下部強磁性層（フリー層）／非磁性金属層／上部強磁性層（ピンド層）／反強磁性層なる積層構造を有するスピンバルブ構造のＧＭＲ素子などから構成することができる。
【００２０】
上記の場合において、フリー層及びピンド層を構成する強磁性材料としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＦｅＣｏ、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＮｂ、ＦｅＣｏＮｉなどを用いることができる。トンネルバリア層及び非磁性金属層は、例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＮｉＯ、ＧｄＯ、ＭｇＯ、Ｔａ２Ｏ５、ＭｏＯ２、ＴｉＯ２、ＷＯ２などから作製することができる。また、反強磁性層は、ＰｔＭｎ及びＲｕＲｈＭｎなどから作製することができる。
【００２１】
フリー層の厚さは、好ましくは１〜１０ｎｍであり、さらに好ましくは２〜５ｎｍである。この厚さが大きくなりすぎるとヘッド動作時の出力が低下し、バルクハウゼンノイズ等によって出力の不安定性が増大してしまう場合がある。また、フリー層の厚さが小さくなり過ぎると、例えばＴＭＲ効果の劣化に起因する出力低下が生じる場合がある。
【００２２】
ピンド層の厚さは、好ましくは１〜１０ｎｍであり、さらに好ましくは２〜５ｎｍである。この厚さが大きくなりすぎると反強磁性層との交換結合バイアス磁化が弱まり、この厚さが小さくなりすぎると、例えばＴＭＲ変化率が減少する。
また、トンネルバリア層及び非磁性金属層の厚さは、０．５〜２ｎｍ程度であることが好ましい。素子の低抵抗値化の観点からはできるだけ薄いことが望ましいが、薄くなりすぎるとピンホールが生じてリーク電流が流れてしまうため好ましくない。さらに、反強磁性層の厚さは、６〜３０ｎｍ程度である。
【００２３】
ギャップ膜６及び７は、ＴａＯ、ＮｉＯなどの金属酸化物や半導体などの高抵抗材料、又はＡｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２などの絶縁材料などから作製する。
【００２４】
また、本発明の磁気抵抗効果型素子では、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の軟磁性材料から作製されている。これらの材料は高い透磁率を有するとともに、電気的な良導体でもあるため、上記シールド膜に対して良好なシールド特性を付与することができるとともに、磁気抵抗効果膜１に対して垂直に流れる電流のロスを低減することができる。したがって、高いＳ／Ｎ比の磁気抵抗効果型素子を得ることができる。
【００２５】
また、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３は、上記のような軟磁性材料からなる軟磁性体層と、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属及びこれらの合金から選ばれる少なくとも一種の導電性材料からなる導電体層とが積層されて構成されていても良い。この場合においては、上記第１の上部シールド膜２や第１の下部シールド膜３などの電気伝導性を向上させることができ、この結果、磁気抵抗効果膜１に対する電流ロスをさらに低減することができる。
この場合においては、電流ロスの低減効果をさらに助長すべく、前記導電体層が磁気抵抗効果膜１と接触するように形成することが好ましい。また、シールド膜の下に形成されると、シールド膜の磁気特性を向上させることもできる。
【００２６】
図３は、本発明の磁気抵抗効果型素子１０の好ましい態様を示す断面図である。なお、図３において、図１及び２に示す構成部分と同様の部分については同じ符号を用いて表している。
図３に示す磁気抵抗効果型素子においては、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の後方、すなわち、これら膜の端面２Ａ及び３Ａの反対側において、これらシールド膜に接続するようにして、上記導電性材料からなる導電膜２Ｂ及び３Ｂを設けている。これによって、磁気抵抗効果膜１に対して垂直に流れる電流のロスを低減することができ、高いＳ／Ｎ比の磁気抵抗効果型素子を得ることができる。
【００２７】
一方、第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の材料であることが好ましい。これによって、素子全体に十分なシールド性を付与することができる。
【００２８】
第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５の厚さは、好ましくは１０００〜３０００ｎｍであり、さらに好ましくは１５００〜２０００ｎｍである。これによって、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の材料、及び層構成などに依存することなく、磁気抵抗効果型素子１０に対して十分なシールド効果を付与することができる。
【００２９】
また、第２の上部シールド膜４及び第２の下部シールド膜５が上述したような厚さを有することによって、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の厚さを５００ｎｍ以下にすることができる。これによって、これらシールド膜に重畳される摺動ノイズを十分に低減することができ、素子全体に重畳されるノイズを全体的に低減することができる。
【００３０】
図４は、図１及び２に示す磁気抵抗効果型素子１０の他の変形例を示す正面図である。なお、図４において、図１及び２に示す構成部分と同様の部分については同じ符号を用いて表している。
【００３１】
図４に示す磁気抵抗効果型素子１０において、第２の上部シールド膜４は、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３よりも大きな面積を有している。そして、その端部４Ｂが、第１の上部シールド膜２及び第１の下部シールド膜３の外周部分よりも突出し、これらのシールド膜を覆うようにして形成されている。これによって、磁気抵抗効果型素子２０のシールド効果をさらに高めることができ、外部ノイズの重畳をさらに効果的に抑制することができる。具体的には、突出量ｄが５ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３２】
なお、第２の上部シールド膜４についても、上述したようなＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、及びＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性などの材料から、上述した１０００〜３０００ｎｍの厚さに形成することが好ましい。
【００３３】
また、磁気抵抗効果膜１は、例えばＮｉＦｅ等からなる異方性磁気抵抗効果膜を含む、巨大磁気抵抗効果型のスピンバルブ構造、強磁性トンネル接合効果型の多層構造として構成することができる。
【００３４】
本発明の磁気抵抗効果型素子は、単独の読み取り素子として構成することもできるが、誘導型の書き込み素子と組み合わせて複合型の薄膜磁気ヘッドとして構成することもできる。
【００３５】
図５は、上述した磁気抵抗効果型素子１０を読み出し素子として用い、誘導型磁気抵抗型素子を書き込み素子として用いた面内記録用薄膜磁気ヘッドの斜視図である。図６は、図５に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図を示している。図示の薄膜磁気ヘッド３０は、スライダ３１上に読み出し素子としての磁気抵抗効果型素子１０、及び書き込み素子としての誘導型磁気変換素子２０を有する。矢印Ａ１は媒体走行方向を示す。図において、寸法は部分的に誇張されており、実際の寸法とは異なる。
【００３６】
スライダ３１は、媒体対向面側にレール３２、３３を有し、レールの表面がＡＢＳ３４、３５として利用される。レール３２、３３は２本に限らない。１〜３本のレールを有することがあり、レールを持たない平面となることもある。また、浮上特性改善等のために、媒体対向面に種々の幾何学的形状が付されることもある。
【００３７】
また、スライダ３１は、レールの表面に、例えば８〜１０ｎｍ程度の膜厚を有するＤＬＣ等の保護膜を備えることもあり、このような場合は保護膜の表面がＡＢＳ３４、３５となる。スライダ３１はＡ１２０３−ＴｉＣ等でなる基体の表面にＡ１２０３、ＳｉＯ２等の無機絶縁膜を設けたセラミツク構造体である。
【００３８】
磁気抵抗効果型素子１０及び誘導型磁気変換素子２０は、レール３２、３３の一方または両者のトレーリング．エッジＴＲの側に備えられる。そして、トレーリング．エッジＴＲの側にあるスライダ側面には、誘導型磁気変換素子２０に接続された取り出し電極３６、３７、及び磁気抵抗効果型素子１０に接続された取り出し電極３８、３９がそれぞれ設けられている。
【００３９】
書き込み素子を構成する誘導型磁気変換素子２０は、読み取り素子を構成する磁気抵抗効果型素子１０に対する第２のシールド膜を兼ねている第１の磁性膜４１、第２の磁性膜４２、コイル膜４３、アルミナ等でなるギャップ膜４４、絶縁膜４５及び保護膜４６などを有している。第２のシールド膜は、第１の磁性膜４１から独立して備えられていてもよい。
【００４０】
第１の磁性膜４１及び第２の磁性膜４２の一端部（先端部）４１０、４２０は微少厚みのギャップ膜４４を隔てて対向するポール部となっており、ポール部において書き込みを行なう。第１及び第２の磁性膜４１、４２は、単層であってもよいし、複層膜構造であってもよい。第１及び第２の磁性膜４１、４２の複層膜化は、例えば、特性改善を目的として行われることがある。ポール部の構造に関しても、トラック幅の狭小化、記録能力の向上等の観点から、種々の改良、及び、提案がなされている。本発明においては、これまで提案された何れのポール構造も採用できる。ギャップ膜４４は非磁性金属膜またはアルミナ等の無機絶縁膜によって構成される。
【００４１】
第2の磁性膜４２は、ポール部の側において、ギャップ膜４４の面と平行な面に対して、ある角度で傾斜して立ち上がる。第２の磁性膜４２は、更に、第１の磁性膜４１との間にインナーギャップを保って、ＡＢＳ３４及び３５の後方に延び、後方において第１の磁性膜４１に結合されている。これにより、第１の磁性膜４１、第２の磁性膜４２及びギャップ膜４４を巡る薄膜磁気回路が完結する。
【００４２】
コイル膜４３は、第１及び第２の磁性膜４１、４２の間に挟まれ、後方結合部の周りを渦巻き状に回る。コイル膜４３の両端は、取り出し電極３６、３７に導通されている（図５参照）。コイル膜４３の巻数および層数は任意である。コイル膜４３は絶縁膜４５の内部に埋設されている。
【００４３】
絶縁膜４５は第１及び第２の磁性膜４１、４２の間のインナーギャップの内部に充填されている。絶縁膜４５の表面には第２の磁性膜４２が設けられている。絶縁膜４５は、有機絶縁樹脂膜または無機絶縁膜で構成する。無機絶縁膜の代表例は、Ａｌ２Ｏ３膜またはＳｉＯ２膜である。絶縁膜４５を無機絶縁膜によって構成すると、有機絶縁膜を用いた場合に比較して、絶縁膜４５の熱膨張が小さくなるので、最大突出量を低減するのによい結果が得られる。
【００４４】
保護膜４６は、保護膜４６は書き込み素子２０の全体を覆っている。これにより、書き込み素子２０の全体が、保護膜４６によって保護されることになる。保護膜４６はＡｌ２Ｏ３またはＳｉＯ２等の無機絶縁材料で構成されている。
【００４５】
読み取り素子を構成する磁気抵抗効果型素子１０は、本発明に係るＴＭＲ素子で構成されている。磁気抵抗効果型素子１０は、第１のシールド膜５１と、第２のシールド膜５２との間において、絶縁膜５３の内部に配置されている。絶縁膜５３はアルミナ等によって構成されている。磁気抵抗効果型素子１０は第１のシールド膜５１及び第２のシールド膜５２に導通する取り出し電極３８、３９に接続されている（図５参照）。
【００４６】
図７は垂直記録用薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。図示された垂直記録用薄膜磁気ヘッドにおいて、第２の磁性膜４２は、主磁極４２５と、補助磁極４２６とを含んでいる。主磁極４２５は垂直書き込みポール部を構成し、補助磁極４２６は主磁極４２５及び第１の磁性膜４１を磁気的に結合する。第１の磁性膜４１は主磁極４２５から生じた磁束の戻り磁路を構成する。コイル膜４３は主磁極４２５及び補助磁極４２６の周りに巻かれている。
【００４７】
他の構造は、図６に示した面内記録用薄膜磁気ヘッドと実質的に同じであるので、説明は省略する。垂直記録用薄膜磁気ヘッドを用いた磁気記録の特徴は、磁気ディスクの磁気記録膜を、膜面と垂直となる方向に磁化して磁気記録を行うので、極めて高い記録密度を実現できることである。なお、参照数字３１０はスライダを構成する基体を表し、参照数字３２０は基体の表面に設けられた無機絶縁膜を表す。
【００４８】
図８は本発明に係る磁気ヘッド装置の一部を示す正面図、図９は図８に示した磁気ヘッド装置の底面図である。磁気ヘッド装置は、薄膜磁気ヘッド６０と、ヘッド支持装置７０とを含んでいる。薄膜磁気ヘッド６０は図５〜図７を参照して説明した本発明に係る薄膜磁気ヘッドである。
【００４９】
ヘッド支持装置７０は、金属薄板でなる支持体７３の長手方向の一端にある自由端に、同じく金属薄板でなる可撓体７１を取付け、この可撓体７１の下面に薄膜磁気ヘッド６０を取付けた構造となっている。
【００５０】
可撓体７１は、支持体７３の長手方向軸線と略平行して伸びる２つの外側枠部７５、７６と、支持体７３から離れた端において外側枠部７５、７６を連結する横枠７４と、横枠７４の略中央部から外側枠部７５、７６に略平行するように延びていて先端を自由端とした舌状片７２とを有する。
【００５１】
舌状片７２のほぼ中央部には、支持体７３から***した、例えば半球状の荷重用突起７７が設けられている。この荷重用突起７７により、支持体７３の自由端から舌状片７２へ荷重力が伝えられる。
【００５２】
舌状片７２の下面に薄膜磁気ヘッド６０を接着等の手段によって取付けてある。薄膜磁気ヘッド６０は、空気流出側端側が横枠７４の方向になるように、舌状片７２に取付けられている。本発明に適用可能なヘッド支持装置７０は、上記実施例に限らない。
【００５３】
図１０は本発明にかかる磁気ディスク装置の構成を模式的に示す図である。図示された磁気ディスク装置は、磁気ヘッド装置８０と、磁気ディスク９０とを含む。磁気ヘッド装置８０は図８、９に図示したものである。磁気ヘッド装置８０は、ヘッド支持装置７０の一端が位置決め装置８１によって支持され、かつ、駆動される。磁気ヘッド装置の薄膜磁気ヘッド６０は、ヘッド支持装置７０によって支持され、磁気ディスク９０の磁気記録面と対向するように配置される。
【００５４】
磁気ディスク９０が、図示しない駆動装置により、矢印Ａ１の方向に回転駆動されると、薄膜磁気ヘッド６０が、微小浮上量で、磁気ディスク９０の面から浮上する。図１０に図示された磁気ディスク装置はロータリー．アクチュエータ方式と称される駆動方式であり、ヘッド支持装置７０の先端部に取り付けられた薄膜磁気ヘッド６０は、ヘッド支持装置７０を回転駆動する位置決め装置８１によって、磁気ディスク９０の径方向ｂ１またはｂ２に駆動され、磁気ディスク９０上の所定のトラック位置に位置決めされる。そして、所定のトラック上で、書き込み素子２０による磁気記録、及び、ＴＭＲ素子を有する読み取り素子１０による読み取り動作が行われる。
【００５５】
以上、本発明を具体例を挙げながら発明の実施の形態に即して説明してきたが、本発明は上記内容に限定されるものではなく、あらゆる変形や変更が可能である。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の磁気抵抗効果型素子によれば、リード膜としての機能を有する第１の上部シールド膜及び第１の下部シールド膜の外側に、第２の上部シールド膜及び第２の下部シールド膜を設けているので、素子全体のノイズを低減すると同時に、読み取り幅を狭小化することができる。したがって、媒体中に高密度に記録された情報を高いＳ／Ｎ比で読み取ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 磁気抵抗効果型素子の一例を概略的に示す断面図である。
【図２】 図１に示す磁気抵抗効果型素子の正面図である。
【図３】 本発明の磁気抵抗効果型素子の一例を概略的に示す断面図である。
【図４】 本発明の磁気抵抗効果型素子の他の変形例である。
【図５】 本発明の磁気抵抗効果型素子を用いた面内記録用薄膜磁気ヘッドを示す斜視図である。
【図６】 図５に示した薄膜磁気ヘッドの拡大断面図である。
【図７】 本発明の磁気抵抗効果型素子を用いた垂直記録用薄膜磁気ヘッドを示す拡大断面図である。
【図８】 本発明に係わる磁気ヘッド装置の一部を示す正面図である。
【図９】 本発明に係わる磁気ヘッド装置の一部を示す底面図である。
【図１０】 本発明に係わる磁気ディスク装置の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 磁気抵抗効果膜
２ 第１のシールド膜（又は第１の上部シールド膜）
３ 第２のシールド膜（又は第１の下部シールド膜）
４、１４ 第３のシールド膜（又は第２の上部シールド膜）
５ 第４のシールド膜（又は第２の下部シールド膜）
６、７ 電気的高抵抗材（又はギャップ膜）
１０、２０ 磁気抵抗効果型素子
Claims (13)
- 磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の一方の面に隣接して設けられた第１のシールド膜と、前記磁気抵抗効果膜の他方の面に隣接するように設けられた第２のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜のどちらか一方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に電気的高抵抗材を介して設けられた第３のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜の他方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に、電気的高抵抗材を介して設けられた第４のシールド膜を具え、
前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の軟磁性材料から構成され、前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向に電流を流す電流供給層として機能し、
前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の、前記磁気抵抗効果型素子の摺動面に露出した端面と反対側に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種の導電性材料からなる導電膜を接続させたことを特徴とする、磁気抵抗効果型素子。 - 磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果膜の一方の面に隣接して設けられた第１のシールド膜と、前記磁気抵抗効果膜の他方の面に隣接するように設けられた第２のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜のどちらか一方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に電気的高抵抗材を介して設けられた第３のシールド膜と、前記第１のシールド膜又は前記第２のシールド膜の他方において、前記磁気抵抗効果膜と隣接する面とは反対側の面に、電気的高抵抗材を介して設けられた第４のシールド膜を具え、
前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の軟磁性材料から構成され、前記磁気抵抗効果膜の厚さ方向に電流を流す電流供給層として機能し、
前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の、前記磁気抵抗効果型素子の摺動面に露出した端面と反対側に、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｒｈ、Ａｌ、Ｔａ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕの金属、又はこれらの合金から選ばれる少なくとも一種の導電性材料からなる導電膜を接続させ、
前記第３のシールド膜の面積は、前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の面積よりも大きく、前記第３のシールド膜は、その端部が前記第１のシールド膜及び前記第２のシールド膜の外周部分より突出し、これらの膜を覆うようにして設けられていることを特徴とする、磁気抵抗効果型素子。 - 前記第３のシールド膜及び前記第４のシールド膜は、ＮｉＦｅ、ＣｏＺｒＴａ、ＦｅＮ、ＦｅＡｌＳｉ、又はＮｉＦｅ系合金、Ｃｏ系アモルファス、Ｆｅ系軟磁性膜から選ばれる少なくとも一種の材料から構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の磁気抵抗効果型素子。
- 前記第３のシールド膜の厚さが１０００〜３０００ｎｍであり、前記第４のシールド膜の厚さが１０００〜３０００ｎｍであることを特徴とする、請求項１、２または３に記載の磁気抵抗効果型素子。
- 前記第１のシールド膜の厚さが５００ｎｍ以下であり、前記第２のシールド膜の厚さが５００ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項４に記載の磁気抵抗効果型素子。
- 前記磁気抵抗効果膜は、強磁性トンネル効果膜構造を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の磁気抵抗効果型素子。
- 前記磁気抵抗効果膜は、スピンバルブ膜構造を有することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一に記載の磁気抵抗効果型素子。
- 請求項１〜７のいずれか一に記載の磁気抵抗効果型素子からなる、少なくとも１つの読み取り素子を具えることを特徴とする、薄膜磁気ヘッド。
- 少なくとも１つの書き込み素子を具えることを特徴とする、請求項８に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記書き込み素子は誘導型電磁変換素子であり、前記誘導型電磁変換素子は、第１の磁性膜、第２の磁性膜、及びギャップ膜を含んでおり、前記第１の磁性膜及び前記第２の磁性膜は、それぞれの一端が前記ギャップ膜によって隔てられて書き込みポール部を構成していることを特徴とする、請求項９に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 前記書き込み素子は誘導型電磁変換素子であり、前記誘導型電磁変換素子は、第１の磁性膜及び第２の磁性膜を含み、前記第２の磁性膜は、垂直書き込みポール部を構成する主磁極、及び前記主磁極と前記第１の磁性膜を磁気的に結合する補助磁極を含むことを特徴とする、請求項９に記載の薄膜磁気ヘッド。
- 請求項８〜１１のいずれか一に記載の薄膜磁気ヘッドと、この薄膜磁気ヘッドを支持するためのヘッド支持装置とを具えることを特徴とする、磁気ヘッド装置。
- 請求項１２に記載の磁気ヘッド装置と、この磁気ヘッド装置との間で、磁気記録及び再生を行う磁気ディスクとを具えることを特徴とする、磁気ディスク装置。
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