[发明专利]磁致电阻效应元件、磁致电阻效应型磁头及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及进行外部磁场检测的磁致电阻效应元件(MR元件)，尤其是由自旋阀型磁致电阻效应元件(SVMR)结构构成的GMR(巨磁致电阻)元件、或由具有隧道阻挡膜的隧道型MR(TMR)结构构成的MR元件、在其磁检测部分中具有这些MR元件的磁致电阻效应型磁头、以及它们的制造方法。

背景技术

由自旋阀型磁致电阻效应元件或具有隧道阻挡膜的隧道型MR(TMR)结构构成的MR元件具有，由根据外部磁场磁化旋转的由软磁性材料构成的自由层、由强磁性材料构成的钉扎层、钉扎该钉扎层的磁化的反强磁性层、夹在自由层和钉扎层之间的非磁性导电层或隧道阻挡层层叠而成的叠层结构部。

在该结构中，检测电流即进行电阻变化的检测的检测电流在叠层结构部的平面方向上通电的所谓CIP(电流在面内)型结构，为了在膜厚方向的断面上得到所要的通电断面积，必须有比较大的宽度即大面积。

在由CIP结构构成时，由于是其上下被绝缘体夹着的结构，放热性不好，长时间的连续使用时会产生构成膜熔化等的可靠性的问题。

与此不同，在与上述叠层结构部的层叠方向即层叠膜垂直的方向上通检测电流的所谓CPP(电流与面垂直)型结构中，由于可以小面积化，例如在磁头中可以使其磁检测部分小型化，可以实观整体的小型化，由此从实现高记录密度上看是有利的。

另外，由于夹着叠层结构部在其两面上配置其通电电极，放热效果好，可稳定地动作，可靠性好。

在由SVMR结构构成的GMR元件或由TMR结构构成的MR元件中，为了确保其自由层的磁稳定性，配置在想要的方向上磁化的硬磁性层。该硬磁性层消除在自由层的端部产生的磁区，向该自由层导入外部磁场，即来自磁记录媒体的信号磁场时，抑制在自由层的端部存在的磁区产生的磁化旋转不连续性和巴克好森噪声。

由于该硬磁性层通常采用具有高导电性的材料，一般地，在CPP型的磁头中，以只与自由层对置的方式配置硬磁性层。该自由层从构成叠层结构部的其它具有导电性的层叠膜向侧方突出。在该突出部中，是与硬磁性层对接的结构，为了避免通过该硬磁性层横切自由层直接流过其它导电性层叠膜的检测电流的泄露的发生，采用避免该泄露电流导致的磁致电阻转换效率的降低的结构。

但是，如上所述，在自由层的宽度大的结构时，由于自由层的宽度大，不能充分减小磁致电阻效应元件的宽度，生成由于外部磁场不能充分提高导致的磁致电阻效应不能充分提高的问题。

本发明的目的在于提供虽然基本上是由SVMR结构或TMR结构构成的，但消除了上述的问题的磁致电阻效应元件、磁致电阻效应型磁头和它们的制造方法。

发明内容

根据本发明的磁致电阻效应元件构成为具有叠层结构部，该叠层结构部至少由根据外部磁场磁化旋转的由软磁性材料构成的自由层、由强磁性材料构成的钉扎层、钉扎该钉扎层的磁化的反强磁性层、夹在上述自由层和上述钉扎层之间的间隔层层叠而成；尤其在上述叠层结构部中，至少在其层叠方向上形成由分别对着上述自由层、上述间隔层和上述钉扎层的一平面或连续的一曲面构成的相对置的侧面。

与该相对置的侧面直接相接地、或夹着绝缘层，配置用来确保上述自由层的磁气稳定性的高电阻或低电阻的硬磁性层，即，用来向自由层施加偏置磁场的加磁的硬磁性层。

以上述构成SVMR或TMR的叠层结构部的层叠方向作为对该叠层结构部的检测电流的通电方向；以沿该叠层结构部的面的方向且大致沿上述相对置的侧面的方向作为外部磁场的施加方向。

另外，根据本发明的磁致电阻效应元件也可以是，具有把自由层磁性材料共用夹着它在其两面上分别构成SVMR或TMR的双型叠层结构部的结构。

即，此时具有叠层结构部，该叠层结构部是至少由夹着根据外部磁场磁化旋转的由软磁软材构成的自由层，在其两面上分别层叠由强磁性材料构成的第一和第二钉扎层、钉扎该钉扎层的磁化的第一和第二反强磁性层、分别夹在上述自由层和上述第一和第二钉扎层之间的第一和第二间隔层而构成的。

在该叠层结构部中，至少在其层叠方向上形成由分别对着上述自由层、夹着该自由层配置的上述第一和第二间隔层、和上述第一和第二钉扎层的一平面或连续的一曲面构成的相对置的侧面。

与该相对置的侧面直接相接地或夹着绝缘层，配置用来确保上述自由层的磁气稳定性的高电阻或低电阻的硬磁性层。