[发明专利]磁阻装置及/或多磁阻装置

说明书

发明领域

本发明涉及一种广泛用于例如再现例如磁盘、光磁盘、磁带等类似物的磁介质上记录的信息的磁头、用于在汽车等类似设备上使用的磁传感器、和磁随机存取存储器(MRAM)的磁阻元件。

发明背景

伴随近年来磁记录密度的提高，转阀(spin valve)型GMR(巨型磁阻)被投入实用。转阀型GMR被描述为在这样一基本原理上工作：电子沿平行于一层表面的方向在一层中流动的平均自由行程根据一自由层和一固定层之间的相对磁化角而改变。转阀型GMR提供约10％的MR比(磁阻比)，比常规的各向异性MR元件高几十倍。

作为提供比转阀型GMR的MR比还要高的MR比的元件，使用TMR(隧穿磁阻)效应的TMR元件和使用磁金属/转移金属仿真点阵(artificial lattice)的CPP(电流垂直于平面)GMR元件现在正被研究。

CPP GMR元件工作原理与上述的转阀型GMR元件的工作原理基本相同。然而，在CPP GMR元件中，电流沿垂直于层表面的方向流动。TMR元件是使用电子的一隧穿(tunneling)概率的新的磁阻元件，该隧穿概率根据插入一隧穿绝缘层中的两铁磁层之间的相对磁化角而改变。在TMR元件中，电流沿垂直于层表面的方向流动。象上述的CPP GMR元件。在本说明书中，其中电流沿垂直于层表面的方向流动的TMR元件和CPP GMR元件将被集中地称之为“垂直电流型磁阻元件”。

已建议有用于磁头的垂直型磁阻元件的各种结构。公开号为11-213349的日本专利申请建议一种屏蔽型磁头，其包括有替代转阀型GMR元件的TMR元件，并包括有一磁导。公开号为11-25425的日本专利申请建议一种磁头，其包括在垂直于一磁记录介质的表面的方向上形成的一轭内的一TMR元件。

当TMR元件被用于磁头时，存在几个问题，由于TMR元件的实质上较高的结阻抗，生成有热噪声且TMR元件与用于驱动TMR元件的电路不匹配。

为了减少结阻抗而增大TMR元件的面积造成另一问题：难以减小磁头的尺寸。TMR元件的面积的增大还造成另一问题：难以提高磁头的灵敏度，因为当记录密度被提高时，从磁记录介质的表面泄漏的磁通量增大。

为了减小结阻抗而减小TMR元件的隧穿绝缘层的厚度还造成以下问题。这样的减小加强了插在隧穿绝缘层中的铁磁层之间的磁结合。因此，难以实现理想的相对磁化角，使得难以提供高MR比。

为了改善磁头的灵敏度而减小TMR元件和磁记录介质之间的距离造成一问题：TMR元件与磁记录介质的接触产生温度峰值。

使用垂直电流型磁阻元件的上述常规结构具有脉冲幅度不对称的问题且可能不期望地出现侧读取。

尺寸的正被减小的磁头和MRAM中的一个共同问题是当在TMR元件中流动的电流量增加时，根据电流生成的磁场致使对自由层(或磁场传感部分)的磁化方向产生不良好的影响。

TMR元件具有一固有的偏置电压依赖性的问题使得当施加在TMR元件上的偏置电压增大时，MR比被减小。

为了在一垂直电流型磁阻元件上施加一偏磁场，需要提供一个用于生成一偏磁场的反铁磁部件或需要提供一磁体，通过在一磁场中加热处理该磁体来提供一个形成带有各向异性的垂直电流型磁阻元件。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种磁阻元件，包括一垂直电流型磁阻元件；用于使一电流流入该垂直电流型磁阻元件的第一导体；和用于使该电流流出该垂直电流型磁阻元件的第二导体。该第一导体根据该电流生成第一磁场。该第二导体根据该电流生成第二磁场。该第一导体和第二导体被定位以使第一磁场和第二磁场起到施加在该垂直电流型磁阻元件上的一偏磁场的作用。

在本发明的一实施例中，该第一导体和第二导体被相互平行地定位。

在本发明的一实施例中，该磁阻元件基本上是U形。

在本发明的一实施例中，该第一导体和第二导体被相互扭绞地定位。

根据本发明的另一方面，一种磁阻元件，包括一垂直电流型磁阻元件；用于使一电流流入该垂直电流型磁阻元件的第一导体；和用于使该电流流出该垂直电流型磁阻元件的第二导体。该第一导体根据该电流生成第一磁场。

该第二导体根据该电流生成第二磁场。该第一导体和第二导体被定位以使第二磁场抵消第一磁场的至少一部分。

在本发明的一实施例中，该第一导体和第二导体被相互平行地定位。