[发明专利]自旋阀磁阻效应磁头和使用该磁头的复合磁头及磁记录介质驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种自旋阀磁阻型磁头，更准确地说，涉及使用硬铁磁层固定被钉扎的磁层的磁方向的自旋阀磁阻磁头，并涉及一种磁记录介质驱动装置，其具有安装在其上的这种自旋阀磁阻磁头。

背景技术

当前，各向异性的磁阻(AMR)元件最经常地安装在磁记录介质驱动装置上，例如硬盘驱动器(HDD)。不过，随着记录密度的增加，使得使用更灵敏的自旋阀磁阻(SVMR)元件的自旋阀磁阻型的磁头(随后称之为SVMR磁头)付诸使用的运动已经全面展开，并且SVMR磁头已经开始作为产品制造。

按照一般的分类，常规具有两种SVMR磁头，即，一种是使用反铁磁层，从而提供被通常广泛使用的被钉扎磁层的单向非均质性的磁头；另一种使用硬铁磁层代替反铁磁层。

首先，使用反铁磁层的SVMR磁头100被构成，如图1所示。在图1中，反铁磁层102，被钉扎磁层103，非磁层104，以及自由磁层105被按照所述顺序层叠到衬底101上，使得形成SVMR元件部分。SVMR元件部分被这样形成，使得检测来自磁记录介质例如硬盘的信号磁场Hsing的检测区域S相应于磁记录介质的一个轨迹的宽度。在这些轨迹宽度方向，在SVMR元件部分的两端提供端接部分。所述端接部分例如通过分别在硬铁磁层107A，107B的上侧之上层叠导电的电极端子106A，106B形成。

在上述SVMR磁头100的操作期间，在两个电极端子106A，106B之间的检测区域S中提供检测电流I_S。在这种状态下，当SVMR磁头100沿着作为磁记录介质的硬盘(图中未示出)附近运动时，自由磁层105的磁方向相应于来自硬盘的信号磁场Hsing转动，使得SVMR磁头100的电阻相继地改变。因而，在硬盘上记录的磁数据，可以作为电极端子106A，106B之间的电压改变被检测。

图2表示使用硬铁磁层的另一种SVMR磁头200。这种SVMR磁头200借助于使底层202，硬铁磁层203，被钉扎磁层204，非磁层205，和自由磁层206按照所述顺序层叠在衬底201上，从而形成SVMR元件部分被构成。在其两侧的端接部分，分别在硬铁磁层208A，208B的上侧上，形成电极端子207A，207B，如同在图1所示的SVMR磁头100那样。所述SVMR磁头200也被这样构成，使得检测来自磁记录介质例如硬盘的信号磁场Hsig的检测区域S相应于磁记录介质的轨迹的宽度。

顺便说明，在上述的SVMR磁头100和200中，最好是使SVMR元件的电阻相对于来自磁记录介质的信号磁场Hsig的变化是线性的。因此，在图1和图2中，被钉扎磁层103和204的磁方向被固定于朝向前方X的方向(垂直于图面的方向)，如箭头符号所示。此外，当来自磁记录介质的信号磁场Hsig是0时，设置自由磁层105和206导电磁方向沿Y方向(和图面平行的方向)。这是因为，最佳的状态是被钉扎磁层103和204的磁方向和自由磁层105，206的磁方向基本上相互垂直。如果可以在被钉扎磁层和自由磁层之间维持这种关系，自由磁层的磁方向相对于来自外部磁记录介质的信号磁场Hsig旋转，从而线性地改变SVMR元件的电阻。注意，Y方向是自由磁层105和206容易磁化的轴线的方向。

其中，上述两类磁头SVMR100和200之间的基本区别在于，其一是通过在SVMR元件中使用反铁磁层的交换组合磁场固定被钉扎磁层的磁方向，而另一个是通过在SVMR元件中使用硬铁磁层的交换磁场固定被钉扎磁层的磁方向。

注意，在本说明书中，术语“所示方向”或“所示几个方向”在某个方向由箭头等指示时使用，而词“方向”或“几个方向”在所述的方向不是前后方向时使用。

附带说明，关于上述的反铁磁层型的SVMR磁头100有两种情况，一种是具有高的尼耳温度的规整(regular)锰(Mn)合金用作元件部分的反铁磁层材料，另一种是具有低的尼耳温度的非规整锰合金或氧化物例如氧化镍(NiO)用作元件部分的反铁磁层材料。在这一点上，具有的优点是，使用规整锰合金的SVMR磁头具有几百奥斯特(Oe)的高的交换组合磁场和高的热阻率。不过，需要层厚等于或大于200_，以便可靠地固定被钉扎磁层的磁方向。然而，为了增加记录密度，必须把SVMR元件制成薄膜的形式，因而，具有不能满足呈较厚的膜的形式这个要求的缺点。

此外，使用非规整锰合金或氧化物的SVMR磁头，即使在元件部分的反铁磁层大约是50_的薄层时，也可以获得所需的反铁磁性，不过，这种SVMR磁头具有热阻率低和具有小的组合磁场的缺点。