專利名稱：薄膜磁頭、磁頭萬向架組件以及硬盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有用來將磁記錄介質(zhì)等的磁場強度作為信號讀取的磁阻效應(yīng)元件的薄膜磁頭、以及、包括該薄膜磁頭的磁頭萬向架組件以及硬盤裝置。
背景技術(shù)：
近年來，隨著硬盤裝置的面記錄密度的提高，對薄膜磁頭的性能提出了更高的要求。作為薄膜磁頭，廣泛使用的是，在基片上層疊具有讀取專用磁阻效應(yīng)元件(以下，有時簡稱為MR(Magneto-resistive)元件)的再生磁頭、以及、具有寫入專用感應(yīng)型磁轉(zhuǎn)換元件的記錄磁頭而構(gòu)成的復(fù)合型薄膜磁頭。
作為MR元件，可列舉出，利用各向異性磁阻(AnisotropicMagneto-resistive)效應(yīng)的AMR元件、利用巨磁阻(GiantMagneto-resistive)效應(yīng)的GMR元件、利用隧道磁阻(TunnelMagneto-resistive)效應(yīng)的TMR元件等。
作為GMR元件，以自旋閥型GMR元件用得較多。自旋閥型GMR元件具有，非磁性層、形成于該非磁性層的一個面上的軟磁性層、形成于非磁性層的另一個面上的強磁性層、以及、形成于位于非磁性層之相反一側(cè)的強磁性層上的釘扎層(一般是反強磁性層)。軟磁性層，是磁化方向隨著外部信號磁場而改變的層，強磁性層，是靠釘扎層(反強磁性層)的磁場使磁化方向釘扎的層。
作為再生磁頭，要求其具有輸出大、巴克豪森噪聲小的特性。而作為減小巴克豪森噪聲的手段，通常是對MR元件在長度方向上施加偏移磁場(以下稱作縱偏移磁場)。對MR元件施加縱偏移磁場，是例如在MR元件的兩側(cè)設(shè)置永久磁鐵、或由強磁性層和反強磁性層的層疊體構(gòu)成的偏移磁場施加層而實現(xiàn)的。
但是，為了適應(yīng)磁記錄密度的進一步提高，要求MR再生磁頭的磁道寬度更窄、作為設(shè)置在MR元件上下的兩個屏蔽層之間的距離的屏蔽間隔的長度更短。
對于MR再生磁頭，如上所述，是在MR元件的兩側(cè)設(shè)置永久磁鐵等偏移磁場施加層，利用來自偏移磁場施加層的縱向偏移磁場使磁敏層(特別是軟磁性層)的磁疇消失，從而抑制巴克豪森噪聲的。
然而，若使MR再生磁頭的屏蔽間隔更短、磁道更窄，則會產(chǎn)生這樣的問題，即，對磁敏層(特別是軟磁性層)有效施加縱向偏移磁場將變得困難，尤其是，磁道寬度越窄，越容易產(chǎn)生巴克豪森噪聲。
為解決這個問題，特開平10-312512號公報、特開平10-312514號公報提出了，在由Co類硬磁性層構(gòu)成的偏移磁場施加層與MR元件二者的連接處加裝FeCo磁性基底層的方案。通過設(shè)置FeCo磁性基底層，可避免偏移磁場施加層與MR元件之間在磁路上分斷，能夠?qū)Υ琶魧臃€(wěn)定且有效地施加偏移磁場。
但是，本發(fā)明人經(jīng)潛心研究發(fā)現(xiàn)，按照上述方案，也許是由于FeCo基底層上成膜的Co類硬磁性層在c軸面內(nèi)的取向性變壞，存在著由Co類硬磁性層構(gòu)成的偏移磁場施加層在面內(nèi)方向(平行于膜面的方向)上的頑磁力Hc減小的傾向。因此，即便是上述方案，當以間隔更短、磁道寬度更窄為目標時，仍有可能出現(xiàn)無法有效施加偏移磁場的傾向，無法有效抑制巴克豪森噪聲的產(chǎn)生。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是針對上述實際情況提出的，其目的是，提供這樣一種薄膜磁頭，即，可使偏移磁場施加層在面內(nèi)方向上的頑磁力Hc維持高水平，即便是在以間隔更短、磁道寬度更窄為目標的場合，也能夠施加有效的偏移磁場，抑制巴克豪森噪聲的產(chǎn)生；并且，提供一種具有經(jīng)過如上改進的薄膜磁頭的磁頭萬向架組件以及硬盤裝置。
為實現(xiàn)上述任務(wù)，本發(fā)明作為一種以具備具有磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件而成的薄膜磁頭，所說磁阻效應(yīng)膜是，具有非磁性層、形成于非磁性層的一個面上的強磁性層、形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層、為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層的多層膜，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部，中間隔著磁性基底層設(shè)置有用來向軟磁性層提供縱向偏移磁場的一對偏移磁場施加層，所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距在±0.5％的允許范圍內(nèi)而實質(zhì)上相吻合。
此外，本發(fā)明作為一種以具備具有磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件而成的薄膜磁頭，所說磁阻效應(yīng)膜是，具有非磁性層、形成于非磁性層的一個面上的強磁性層、形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層、為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層接觸的面的相反一側(cè)的面)接觸而形成的釘扎層的多層膜，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部，中間隔著磁性基底層設(shè)置有用來向軟磁性層提供縱向偏移磁場的一對偏移磁場施加層，所說磁性基底層，具有六面體立方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其等直徑的晶格常數(shù)用a表示，所說偏移磁場施加層，具有六方柱六方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其六邊形平面內(nèi)的晶格常數(shù)用b表示、且六方柱高度方向上的晶格常數(shù)用c表示，將 的值與 的值之比設(shè)定在0.995～1.005的范圍內(nèi)，以使得所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合。
此外，作為本發(fā)明一最佳實施形式，所說偏移磁場施加層，由以Co為主成分的Co類硬磁性層構(gòu)成，所說磁性基底層，以FeCo為主成分，并相對于該主成分，含有從Mo、W、Ni、Cr、Nb、Ta、V、Pt、Pd、Ir、Rh、Ru、Au組群之中選擇的至少一種以上地構(gòu)成。
此外，作為本發(fā)明一最佳實施形式，所說Co類硬磁性層，由CoPt、CoCrPt、CoCrTa、或者、含有它們的合金構(gòu)成。
此外，作為本發(fā)明一最佳實施形式，所說磁性基底層，由FeCoMo構(gòu)成，Mo的含量為5～15at％。
此外，作為本發(fā)明一最佳實施形式，所說磁性基底層，由FeCoW構(gòu)成，W的含量為3～10at％。
此外，作為本發(fā)明一最佳實施形式，所說磁性基底層的厚度為1.2～5.5nm。
此外，本發(fā)明的磁頭萬向架組件，以具有，包括所說薄膜磁頭的、與記錄介質(zhì)對置地設(shè)置的滑片，以及，對所說滑片以彈性方式進行支持的懸架，而構(gòu)成。
此外，本發(fā)明的硬盤裝置，以具有，包括所說薄膜磁頭的、與受到驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的圓盤狀的記錄介質(zhì)對置地設(shè)置的滑片，以及，對所說滑片進行支持并使之相對于所說記錄介質(zhì)定位的定位裝置，而構(gòu)成。
本發(fā)明中，在磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部，配置有通過磁性基底層而用來向軟磁性層提供縱向偏移磁場的一對偏移磁場施加層，所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合，因此，可使偏移磁場施加層的面內(nèi)方向(平行于膜面的方向)的頑磁力Hc維持高水平，即便是在以間隔更短、磁道更窄為目標的場合，也能夠發(fā)揮施加有效偏移磁場的作用。即，發(fā)揮抑制巴克豪森噪聲的產(chǎn)生的作用。


圖1是對本發(fā)明實施形式的再生磁頭的主要部分進行展示的俯視圖。
圖2是圖1的A-A向剖視圖。
圖3是圖1的B-B線剖視圖。
圖4是對六面體立方晶系的晶體結(jié)構(gòu)進行展示的示意立體圖。
圖5是用來對橫跨4個晶格的、一個邊的長度為 的正方形的面S1(用斜面表示)進行說明的立體圖。
圖6是對六方柱六方晶系晶體結(jié)構(gòu)進行展示的示意立體圖。
圖7是用來對六方柱六方晶系的用斜線表示的約為正方形的面S2(用斜面表示)進行說明的立體圖。
圖8是用來對釘扎層設(shè)置在頂部的、所謂釘扎層頂置型自旋閥膜的構(gòu)成進行說明的剖視圖。
圖9是用來對本發(fā)明一最佳實施形式所涉及的薄膜磁頭的構(gòu)成進行說明的附圖，示出垂直于薄膜磁頭的空氣軸承面和基片的剖面。
圖10是用來對本發(fā)明一最佳實施形式所涉及的薄膜磁頭的構(gòu)成進行說明的附圖，示出平行于薄膜磁頭磁極部分的空氣軸承面的剖面。
圖11是表示本發(fā)明一最佳實施形式中的磁頭萬向架組件中所包括的滑片的立體圖。
圖12是表示本發(fā)明一最佳實施形式中的包括磁頭萬向架組件的磁頭單臂組件的立體圖。
圖13是對本發(fā)明一最佳實施形式中的硬盤裝置的主要部分進行展示的說明圖。
圖14是本發(fā)明一最佳實施形式中的硬盤裝置的俯視圖。
圖15是反映磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ、與、巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間的關(guān)系的曲線。
圖16是反映磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ、與、巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間的關(guān)系的曲線。
圖17是反映磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ、與、巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間的關(guān)系的曲線。
圖18是反映磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ、與、巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間的關(guān)系的曲線。
圖19是反映磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ、與、巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間的關(guān)系的曲線。
圖20是反映磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ、與、巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間的關(guān)系的曲線。
圖21是示出FeCoMo3元組分圖中的既定組分、與、采用該組分時的巴克豪森噪聲發(fā)生率的附圖。
圖22是示出FeCoW3元組分圖中的既定組分、與、采用該組分時的巴克豪森噪聲發(fā)生率的附圖。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的具體的實施形式進行詳細說明。
本發(fā)明的關(guān)鍵部分在于，組裝在再生磁頭中的具有磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件的構(gòu)造。
圖1是對本發(fā)明實施形式中的再生磁頭的主要部分進行展示的俯視圖，圖2是圖1的A-A向剖視圖，圖3是圖1的B-B線剖視圖。
如圖2所示，構(gòu)成磁阻效應(yīng)元件(MR元件)5的磁阻效應(yīng)膜具有多層膜結(jié)構(gòu)，該多層膜結(jié)構(gòu)具有非磁性層53；形成于該非磁性層53的一個面(該實施例是在圖的下方一側(cè))上的強磁性層52；形成于非磁性層的另一個面(該實施例是在圖的上方一側(cè))上的、能夠起到響應(yīng)作為磁信息的外部磁場而自由改變磁化朝向的作用的軟磁性層54；為了釘扎所說強磁性層52的磁化朝向而與強磁性層52的單面(與非磁性層53相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層51。
附圖所示最佳實施例，是釘扎層51位于底部的、所謂釘扎層托底型自旋閥膜結(jié)構(gòu)。
更具體地說，是在基底層25上依次層疊釘扎層51、強磁性層52、非磁性層53、軟磁性層54、以及保護層55而成的結(jié)構(gòu)。強磁性層52是其磁化方向被釘扎的層，通常由強磁性膜構(gòu)成。強磁性層52并不限定于單層結(jié)構(gòu)，也可以做成可起到強磁性膜的作用的多層結(jié)構(gòu)。例如，可列舉出CoFe/Ru/CoFe的層疊體這一最佳實施例。
釘扎層51，是為了使強磁性層52上的磁化方向釘扎的層，通常由PtMn等反強磁性膜構(gòu)成。非磁性層53例如由Cu膜等構(gòu)成。軟磁性層54，是磁化方向隨著記錄介質(zhì)的信號磁場而改變的層，通常由軟磁性膜構(gòu)成。軟磁性層54并不限定于單層結(jié)構(gòu)，也可以做成可起到軟磁性膜的作用的多層結(jié)構(gòu)。例如，可列舉出CoFe/NiFe的層疊體這一最佳作為保護層55的材料，例如可以使用Ta。
此外，如圖2所示，在構(gòu)成本發(fā)明中的磁阻效應(yīng)元件(MR元件)5的磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層54的兩個端部5e、5f，中間隔著磁性基底層27分別設(shè)置有為了向軟磁性層54提供縱向偏移磁場的一對偏移磁場施加層21、21。即，在磁阻效應(yīng)元件5與偏移磁場施加層21二者的連接處設(shè)有磁性基底層27。并且，在其上形成有為了使作為磁信號檢測用電流的讀出電流流入MR元件5的兩個電極層6、6。電極層6例如由Au等導(dǎo)電性材料形成。
本發(fā)明的關(guān)鍵部分在于，組裝在再生磁頭中的具有磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)，特別是，設(shè)置在磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部的磁性基底層以及偏移磁場施加層的構(gòu)成。
即，在本發(fā)明中，所說磁性基底層27與所說偏移磁場施加層21構(gòu)成為二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距在±0.5％的允許范圍內(nèi)、最好是在±0.3％的允許范圍內(nèi)而實質(zhì)上相吻合。通過這樣設(shè)定彼此的晶格結(jié)點間距，可使偏移磁場施加層的面內(nèi)方向的頑磁力Hc維持高水平，即便是在以再生磁頭的間隔更短和磁道寬度更窄為目標的場合，也能夠施加有效的偏移磁場，抑制巴克豪森噪聲的產(chǎn)生。
關(guān)于磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的設(shè)定，在下面進行詳細說明。
關(guān)于磁性基底層27的構(gòu)成磁性基底層27，由具有如圖4所示的六面體立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的磁性材料構(gòu)成。并且，圖4所示的晶體結(jié)構(gòu)，具有等直徑的晶格常數(shù)a。作為構(gòu)成本發(fā)明中可使用的磁性基底層27的具體的磁性材料，可列舉出如下最佳實施例，即，以FeCo為主成分，相對于該主成分，含有從Mo、W、Ni、Cr、Nb、Ta、V、Pt、Pd、Ir、Rh、Ru、Au之組群中選擇的至少一種以上的元素。它們之中，尤以采用FeCoMo或FeCoW為佳。
這種磁性基底層27的厚度，以在1.2～5.5nm的范圍內(nèi)為宜、尤以1.5～5.0的范圍內(nèi)為佳。若該值小于1.2nm，則會發(fā)生矩形比減小、容易受到外部磁場的影響、巴克豪森噪聲的發(fā)生率趨于增加等問題。而若該值大于5.5nm，則會發(fā)生頑磁力降低、巴克豪森噪聲發(fā)生率趨于提高等問題。
關(guān)于偏移磁場施加層21的構(gòu)成偏移磁場施加層21，具有如圖6所示的六方柱六方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其六邊形平面內(nèi)的晶格常數(shù)用b表示，并且六方柱高度方向上的晶格常數(shù)用c表示。c軸方向相當于磁化方向。作為構(gòu)成偏移磁場施加層21的具體的磁性材料，可列舉出以Co為主成分的Co類硬磁性層這一最佳實施例。而以采用CoPt、CoCrPt、CoCrTa、或者以它們?yōu)橹鞒煞值暮辖馂榧?。這種偏移磁場施加層21的厚度，為10～100nm左右。若該厚度過薄，則頑磁力減小，而若該厚度過厚，則自由層的靈敏度降低可導(dǎo)致無輸出。
關(guān)于磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的設(shè)定如前所述，磁性基底層27是由具有如圖4所示的六面體立方晶系晶體結(jié)構(gòu)的磁性材料構(gòu)成，具有等直徑的晶格常數(shù)a。而本發(fā)明人對磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者的、特別是界面上的接合狀況以及隨之發(fā)生的物理現(xiàn)象進行潛心研究后發(fā)現(xiàn)成膜時使得，圖5中畫斜線的平面、即橫跨構(gòu)成磁性基底層27的4個晶格的、邊長為 的正方形的面S1、與、圖7中畫斜線的平面、即構(gòu)成偏移磁場施加層21的c軸方向的用斜線表示的約為正方形的面S2二者，相重合，并且，使磁性基底層27的面S1與偏移磁場施加層21的面S2的大小吻合、即、使各正方形的邊長實質(zhì)上一致(使所說磁性基底層27與所說偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距一致)，是使巴克豪森噪聲減小的重要因素。
磁性基底層27的正方形的面S1的邊長為 而對于偏移磁場施加層21的面S2來說，雖然不是完全的正方形，但若對兩種邊的長度 和c取算術(shù)平均值，則平均邊長將近似于 此外，需要將上述邊長 的值與 這一長度的值二者之比，設(shè)定在0.995～1.005的范圍內(nèi)，尤其是設(shè)定在0.997～1.003的范圍內(nèi)為佳。
即，設(shè)定成磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合。若該值小于0.995，則會發(fā)生頑磁力減小等不良現(xiàn)象，而若該值大于1.005，則會發(fā)生矩形比減小等不良現(xiàn)象。
附帶說明，上述專利文獻1(特開平10-312512號公報)和專利文獻2(特開平10-312514號公報)所公開的、Fe85Co15磁性基底層與Co80Pt20偏移磁場施加層的 的值與 這一長度的值二者之比為0.990，超出了本發(fā)明的范圍。
對于使本發(fā)明中磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合的方法，并無特別限定，而使構(gòu)成磁性基底層27的主成分含有既定的元素，通過調(diào)整該含量來調(diào)整晶格結(jié)點間距，即屬于一種最佳方案。
例如，在偏移磁場施加層21為CoCrPt(78/9/13用at％表示)、磁性基底層27為FeCoMo的場合，作為能夠做到在上述允許范圍內(nèi)使彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合、使巴克豪森噪聲降低的磁性基底層27中Mo的最佳含有率(at％)，為5～15at％，尤以7～13at％為佳。該狀態(tài)示于圖21的3元組分圖中。3元組分圖中的數(shù)值表示巴克豪森噪聲發(fā)生率。由圖可知，通過使Mo的含有率為5～15at％，可將巴克豪森噪聲發(fā)生率控制在10％以內(nèi)。在這種場合，再生磁道的寬度大小設(shè)定為120nm。
而在偏移磁場施加層21為CoCrPt(78/9/13用at％表示)、磁性基底層27為FeCoW的場合，作為能夠做到在上述允許范圍內(nèi)使彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合、使巴克豪森噪聲降低的W的含有率(at％)為3～10at％，尤以4.5～8.5at％為佳。該狀態(tài)示于圖22的3元組分圖中。3元組分圖中的數(shù)值表示巴克豪森噪聲發(fā)生率。由圖可知，通過使W的含有率為3～10at％，可將巴克豪森噪聲發(fā)生率控制在10％以內(nèi)。在這種場合，再生磁道的寬度大小設(shè)定為120nm。
(關(guān)于再生磁頭的其它構(gòu)成部分的說明)對于圖1～圖3所示的再生磁頭的構(gòu)成，進行簡單的補充說明。
在圖1～圖3所示的本實施形式中，在MR元件的與空氣軸承面20相反的一側(cè)，設(shè)置有氧化鋁(Al2O3)層23。
此外，MR元件5具有彼此的朝向相反的兩個面5a、5b、設(shè)置在空氣軸承面20上的端部5c、與端部5c相反一側(cè)的端部5d、以及、兩個側(cè)部5e、5f。
偏移磁場施加層21，是如上所述中間隔著磁性基底層27而分別與MR元件的側(cè)部5e、5f鄰接地設(shè)置的。磁性基底層27，也可以如圖2所示，以一直延伸至包括MR元件的側(cè)部5e、5f在內(nèi)，將基底層25覆蓋的狀態(tài)形成，以具有被偏移磁場施加層21和基底層25夾持的部分而形成。
電極層6雖然是設(shè)置在偏移磁場施加層21上的，但在不存在偏移磁場施加層21的區(qū)域中，電極層6是設(shè)置在后述的下屏蔽間隔膜上的。
如圖2和圖3所示，MR元件5或偏移磁場施加層21，是直接或間接地設(shè)置在基底層25上的。而基底層25設(shè)置在后述的下屏蔽間隔膜上。作為基底層25的材料，例如可使用Ta或NiCr。也可以不設(shè)置基底層25，而將MR元件5、偏移磁場施加層21設(shè)置在下屏蔽間隔膜上。
(磁阻效應(yīng)元件之構(gòu)成的變型例)本發(fā)明中的磁阻效應(yīng)元件的多層膜結(jié)構(gòu)，并不限定于前述圖2所示的釘扎層51設(shè)置在底部的、所謂釘扎層托底型自旋閥膜結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)計成各種不同的變型方案。
例如，也可以是，如圖8所示釘扎層51設(shè)置在頂部的、所謂釘扎層頂置型自旋閥膜結(jié)構(gòu)。即，如圖8所示，可以設(shè)計成在基底層25上依次層疊軟磁性層54、非磁性層53、強磁性層52、釘扎層51、以及保護層55的結(jié)構(gòu)。此外，雖未圖示，也可以設(shè)計成具有兩個磁敏部分的所謂雙層疊膜結(jié)構(gòu)。
作為本發(fā)明中所說的磁阻效應(yīng)元件，并不限定于上述自旋閥膜結(jié)構(gòu)的元件，而應(yīng)理解為包括，諸如利用隧道磁阻(Tunnel Magneto-resistive)效應(yīng)的TMR元件和CPP(垂直平面電流模式)-GMR元件那樣廣泛顯示磁阻效應(yīng)的元件。
(薄膜磁頭總體構(gòu)成的說明)下面，對以具有上述磁阻效應(yīng)元件而成的薄膜磁頭的總體構(gòu)成進行說明。圖9和圖10是用來對本發(fā)明一最佳實施形式所涉及的薄膜磁頭的構(gòu)成進行說明的附圖，圖9示出垂直于薄膜磁頭的空氣軸承面和基片的斷面，圖10示出平行于薄膜磁頭磁極部分的空氣軸承面的剖面。這里所說的空氣軸承面，是指與磁記錄介質(zhì)對置的薄膜磁頭的對置面。
關(guān)于薄膜磁頭的總體結(jié)構(gòu)，通過按照其制造工序進行的說明，很容易了解其結(jié)構(gòu)。為此，下面將按照制造工序?qū)Ρ∧ご蓬^的總體結(jié)構(gòu)進行說明。
首先，在由ALTIC(Al2O3·TiC)等陶瓷材料構(gòu)成的基片1上，通過濺射等方法形成由氧化鋁(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)等絕緣材料構(gòu)成的絕緣層2。厚度例如為0.5～20μm左右。
其次，在該絕緣層2上，形成由磁性材料構(gòu)成的再生磁頭用下屏蔽層3。厚度例如為0.1～5μm左右。作為可用于這種下屏蔽層3的磁性材料，例如可列舉出FeAlSi、NiFe、CoFe、CoFeNi、FeN、FeZrN、FeTaN、CoZrNb、CoZrTa等。下屏蔽層3可采用濺射或電鍍等方法形成。
其次，采用濺射等方法在下屏蔽層3上形成由Al2O3、SiO2等絕緣材料構(gòu)成的下屏蔽間隔膜4。厚度例如為10～200nm左右。
其次，為了形成磁阻效應(yīng)元件(MR元件)5，在下屏蔽間隔膜4上分別形成再生用的磁阻效應(yīng)膜、未圖示的磁性基底層27、偏移磁場施加層21、以及電極層6。
其次，在MR元件5以及下屏蔽間隔膜4上，采用濺射等方法，以例如10～200nm的厚度，形成由氧化鋁等絕緣材料構(gòu)成的上屏蔽間隔膜7。
其次，在上屏蔽間隔膜7上，以例如3～4μm左右的厚度，形成由磁性材料構(gòu)成的、兼作記錄磁頭的下磁極層的再生磁頭的上屏蔽層8。用于上屏蔽層8的磁性材料，只要使用與上述下屏蔽層3相同的材料即可。上屏蔽層8可通過濺射法或電鍍法等方法形成。
另外，也可以替代上屏蔽層8，而設(shè)置由上屏蔽層、在該上屏蔽層上采用濺射等方法形成的氧化鋁等非磁性材料構(gòu)成的分離層、以及、形成于該分離層上的下磁性層。這是一種不使之兼起磁極和屏蔽功能而分開構(gòu)成的例子。
其次，在上屏蔽層8上，采用濺射等方法，以例如50～300nm的厚度形成由氧化鋁等絕緣材料構(gòu)成的記錄間隙層9。
其次，為形成磁路，在后述的薄膜線圈的中心部位，對記錄間隙層9進行局部腐蝕而形成連接孔9a。
其次，在記錄間隙層9上，以例如2～3μm的厚度形成例如由銅(Cu)構(gòu)成的薄膜線圈的第1層部分10。在圖9中，標記10a代表第1層部分10之中的、連接到后述的薄膜線圈的第2層部分15上的連接部。第1層部分10，卷繞在連接孔9a的周圍。
其次，以將薄膜線圈的第1層部分10及其周邊的記錄間隙層9覆蓋的狀態(tài)，按照既定圖案形成光敏蝕刻劑等由加熱時具有流動性的有機材料構(gòu)成的絕緣層11。
其次，為了使絕緣層11的表面變得平整，以既定的溫度進行熱處理。通過該熱處理，絕緣層11的外周和內(nèi)周的各個端緣部分成為帶有圓度的斜面形狀。
其次，在從絕緣層11的后述空氣軸承面20一側(cè)的斜面部分至空氣軸承面20之間的區(qū)域，在記錄間隙層9以及絕緣層11上，用記錄磁頭用的磁性材料形成上磁極層12的磁道寬度限定層12a。上磁極層12，由該磁道寬度限定層12a、后述的連接部分層12b、以及磁軛部分層12c構(gòu)成。
磁道寬度限定層12a具有形成于記錄間隙層9上而成為上磁極層12的磁極部分的前端部；以及，形成于絕緣層11的空氣軸承面20一側(cè)的斜面部分上的、連接至磁軛部分層12c的連接部。前端部的寬度與記錄磁道寬度相等。連接部的寬度大于前端部的寬度。
在形成磁道寬度限定層12a時，同時在連接孔9a上形成由磁性材料構(gòu)成的連接部分層12b，并且在連接部10a上形成由磁性材料構(gòu)成的連接層13。連接部分層12b構(gòu)成上磁極層12之中的、從磁學(xué)角度來說與上屏蔽層8相連的部分。
其次，進行磁極修整。即，在磁道寬度限定層12a的周邊區(qū)域，以磁道寬度限定層12a為掩膜，對記錄間隙層9以及上屏蔽層8的磁極部分的記錄間隙層9一側(cè)的至少一部分進行腐蝕。由此，將如圖10所示，形成上磁極層12的磁極部分、記錄間隙層9以及上屏蔽層8的磁極部分的至少一部分等的各個寬度對齊的齊整(Trim)結(jié)構(gòu)。根據(jù)該齊整結(jié)構(gòu)，能夠防止因記錄間隙層9附近磁通擴散而引起有效磁道寬度的增大。
其次，在整體上，以例如3～4μm的厚度形成由氧化鋁等元機絕緣材料構(gòu)成的絕緣層14。
其次，采用例如化學(xué)機械研磨法，將該絕緣層14研磨到磁道寬度限定層12a、連接部分層12b、連接層13的表面為止使之變得平整。
其次，在平整的絕緣層14上，以例如2～3μm的厚度形成由例如銅(Cu)構(gòu)成的薄膜線圈的第2層部分15。在圖9中，編號15a表示第2層部分15之中的、經(jīng)連接層13連接至薄膜線圈第1層部分10的連接部10a的連接部。第2層部分15卷繞在連接部分層12b的周圍。
其次，以將薄膜線圈的第2層部分15及其周邊的絕緣層14覆蓋的狀態(tài)，按照既定圖案形成光敏蝕刻劑等由加熱時具有流動性的有機材料構(gòu)成的絕緣層16。
其次，為了使絕緣層16的表面變得平整，以既定的溫度進行熱處理。通過該熱處理，絕緣層16的外周和內(nèi)周的各個端緣部分成為帶有圓度的斜面形狀。
其次，在磁道寬度限定層12a、絕緣層14、16以及連接部分層12b上，用坡莫合金等記錄磁頭用磁性材料，形成構(gòu)成上磁極層12的磁軛部分的磁軛部分層12c。磁軛部分層12c的空氣軸承面20一側(cè)的端部，位于遠離空氣軸承面20的位置上。此外，磁軛部分層12c，經(jīng)連接部分層12b連接至上屏蔽層8。
其次，以將整體覆蓋的狀態(tài)，形成例如由氧化鋁構(gòu)成的包覆層17。最后，對具有上述各層的滑片進行機械加工，形成包括記錄磁頭以及再生磁頭的薄膜磁頭的空氣軸承面20，從而完成薄膜磁頭的制造。
這樣制造出來的薄膜磁頭，具有與記錄介質(zhì)對置的對置面(空氣軸承面20)、再生磁頭、記錄磁頭(感應(yīng)型磁轉(zhuǎn)換元件)。再生磁頭具有MR元件5，以及，以其空氣軸承面20一側(cè)的一部分中間隔著MR元件5對置的狀態(tài)設(shè)置的、旨在將MR元件屏蔽起來的下屏蔽層3和上屏蔽層8。
記錄磁頭具有具有在空氣軸承面20一側(cè)彼此對置的磁極部分并且從磁學(xué)角度來說彼此相連接的下磁極層(上屏蔽層8)和上磁極層12；設(shè)在該下磁極層的磁極部分與上磁極層12的磁極部分之間的記錄間隙層9；以及，至少其一部分在下磁極層和上磁極層12之間，以與它們相絕緣的狀態(tài)設(shè)置的薄膜線圈10、15。如圖9所示，在該薄膜磁頭中，從空氣軸承面20至絕緣層11的空氣軸承面一側(cè)的端部為止的長度，為孔頸高度(圖中用標記TH表示)。所謂孔頸高度，是指從空氣軸承面20至兩個磁極層開始分開處為止的長度(高度)。
(對薄膜磁頭的作用的說明)下面，對本實施形式所涉及的薄膜磁頭的作用進行說明。薄膜磁頭，是靠記錄磁頭將信息記錄在記錄介質(zhì)上、靠再生磁頭使記錄在記錄介質(zhì)上的信息再生的。
在再生磁頭中，偏移磁場施加層21所產(chǎn)生的縱向偏移磁場的方向與磁道寬度方向相同。在MR元件5中，當處于無信號磁場的狀態(tài)時，軟磁性層54的方向與偏移磁場的方向一致。另一方面，強磁性層52的方向被釘扎在與空氣軸承面20相垂直的方向上。
作為MR元件5，軟磁性層54的磁化方向隨著記錄介質(zhì)的信號磁場而變化，隨之，軟磁性層54的磁化方向與強磁性層52的磁化方向之間的相對角度變化，其結(jié)果，MR元件5的阻值發(fā)生變化。MR元件5的阻值，可從經(jīng)兩個電極層6使讀出電流流入MR元件5時兩個電極層6之間的電位差求得。由此，便能夠靠再生磁頭對記錄在記錄介質(zhì)上的信息進行再生。
如圖2所示，在本發(fā)明中的磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層54的兩個端部上，中間隔著磁性基底層27設(shè)置有用來向軟磁性層54提供縱向偏移磁場的一對偏移磁場施加層21。并且，是以磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合地構(gòu)成的，因此，可使偏移磁場施加層的面內(nèi)方向(平行于膜面的方向)的頑磁力Hc維持高水平，即便是在以間隔更短、磁道更窄為目標的場合，也能夠發(fā)揮施加有效偏移磁場的作用。即，發(fā)揮抑制巴克豪森噪聲的產(chǎn)生的作用。
(關(guān)于磁頭萬向架組件以及硬盤裝置的說明)下面，對本實施形式所涉及的磁頭萬向架組件以及硬盤裝置進行說明。
首先，結(jié)合圖11對磁頭萬向架組件中所包括的滑片210進行說明。在硬盤裝置中，滑片210是與作為受驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的圓盤狀記錄介質(zhì)的硬盤對置地設(shè)置的。該滑片210，主要具有由圖9的基片1和包覆層17構(gòu)成的主體211。
主體211約呈六面體形狀。主體211的6個面中的一個面與硬盤對置。在這一個面上，形成有空氣軸承20。
當硬盤向圖11中的z方向旋轉(zhuǎn)時，靠從硬盤與滑片210之間通過的氣流，在滑片210上產(chǎn)生朝向圖11中y方向的下方的懸浮力?；?10在該懸浮力的作用下從硬盤的表面浮起。圖11中的x方向，是硬盤磁道橫切方向。
在滑片210的空氣流出一側(cè)的端部(圖11中的左下端部)的附近，形成有本實施形式所涉及的薄膜磁頭100。
下面，結(jié)合圖12，對本實施形式所涉及的磁頭萬向架組件220進行說明。磁頭萬向架組件220，具有滑片210、以及、對該滑片210以彈性方式進行支持的懸架221。懸架221具有由例如不銹鋼形成的簧片狀支撐臂222；設(shè)于該支撐臂222的一端并與滑片210相接合的、使滑片210獲得適度的自由度的撓性構(gòu)件223；以及，設(shè)在支撐臂222的另一端上的根端板224。
根端板224，可安裝在用來使滑片210沿硬盤262的磁道橫切方向x移動的促動器的臂230上。促動器具有臂230、以及、對該臂230進行驅(qū)動的音圈馬達。在撓性構(gòu)件223上，在安裝滑片210的部位，設(shè)有為了使滑片210的姿勢保持一定的萬向架部。
磁頭萬向架組件220，安裝在促動器的臂230上。將在一個臂230上安裝磁頭萬向架組件220而成的組件稱作磁頭單臂組件。而將在具有多個臂的支架的各臂上安裝磁頭萬向架組件220而成的組件，稱作磁頭組套組件。
圖12示出磁頭單臂組件的一個例子。在該磁頭單臂組件中，在臂230的一端部安裝有磁頭萬向架組件220。在臂230的另一端部，安裝有成為音圈馬達的一部分的線圈231。在臂230的中間部位，設(shè)有安裝在用來對臂230進行支持而使之可自由旋轉(zhuǎn)的軸234上的軸承部233。
下面，結(jié)合圖13和圖14，對磁頭組套組件的一個例子和本實施形式所涉及的硬盤裝置進行說明。
圖13是對硬盤裝置的主要部分進行展示的說明圖，圖14是硬盤裝置的俯視圖。
磁頭組套組件250具有，具有多個臂252的支架251。在多個臂252上，安裝有彼此隔開間隔在垂直方向上排列的多個磁頭萬向架組件220。在支架251上，在臂252的相反一側(cè)，安裝有成為音圈馬達的一部分的線圈253。磁頭組套組件250被組裝在硬盤裝置中。
硬盤裝置具有安裝在主軸馬達261上的多片硬盤262。相對于每片硬盤262，以將硬盤262夾在中間而對置的狀態(tài)設(shè)置有兩個滑片210。此外，音圈馬達具有，設(shè)置在將磁頭組套組件250的線圈253夾在中間而對置的位置上的永久磁鐵263。
不包括滑片210的磁頭組套組件250以及促動器，與本發(fā)明中的定位裝置相對應(yīng)地對滑片219進行支持的同時使之相對于硬盤262定位。
本實施形式所涉及的硬盤裝置，是靠促動器，使滑片210在硬盤262的磁道橫切方向上移動，使滑片210相對于硬盤262定位的?；?10中所包括的薄膜磁頭，靠記錄磁頭在硬盤262上記錄信息、靠再生磁頭使記錄在硬盤262上的信息再生。
本實施形式所涉及的磁頭萬向架組件以及硬盤裝置，具有與前述本實施形式所涉及的薄膜磁頭同樣的效果。
此外，在實施形式中，對于在基底上形成再生磁頭、在其上層疊記錄磁頭這樣一種結(jié)構(gòu)的薄膜磁頭進行了說明，但該層疊順序可以顛倒。此外，在作為讀取專用磁頭使用的場合，也可以將薄膜磁頭設(shè)計成僅具有再生磁頭的結(jié)構(gòu)。
下面，列舉具體的實驗例，對本發(fā)明薄膜磁頭的構(gòu)成進行更詳細的說明。
在下述[實驗例1]～[實驗例6]中，進行了對于磁道寬度設(shè)定得極窄的情況下，磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度即吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>與、巴克豪森噪聲發(fā)生率(％)之間的關(guān)系進行研究的實驗。
下面進行詳細敘述。
制造出具有圖2所示釘扎層51位于底部的釘扎層托底型自旋閥磁阻效應(yīng)元件的再生磁頭。下面僅對實施要點進行說明。
如圖9所示，以NiFe形成下屏蔽層3，在其上以Al2O3形成下屏蔽間隔層4，再在其上形成構(gòu)成磁阻效應(yīng)元件的層疊膜。即，在由Al2O3構(gòu)成的下屏蔽間隔層4上，形成由基底層25(NiCr，厚度5nm)、釘扎層51(PtMn反強磁性層，厚度20nm)、強磁性層52(由CoFe(厚度1.5nm)/Ru(厚度0.8nm)/CoFe(厚度2nm)的3層層疊體構(gòu)成的強磁性層)、非磁性層53(Cu，厚度2nm)、軟磁性層54(由CoFe(厚度1nm)/NiFe(厚度3nm)的兩層層疊體構(gòu)成的軟磁性層)、保護層55(Ta，厚度2)構(gòu)成的層疊膜。
通過釘扎層51釘扎強磁性層52的磁化方向，是在真空中進行溫度為300℃、施加磁場為10kOe、處理時間為5小時的磁場中熱處理而實現(xiàn)的。
其次，在磁阻效應(yīng)膜上，通過腐蝕形成用來決定MR元件的形狀的掩膜。該掩膜是對由兩層有機膜構(gòu)成的抗蝕劑層進行圖案成形而呈底面小于上面的、下部被去除的形狀的。
利用該掩膜以離子蝕刻等干式腐蝕法對磁阻效應(yīng)膜有選擇地進行腐蝕而得到呈某種圖案的磁阻效應(yīng)元件。其次，在對磁阻效應(yīng)元件中的、應(yīng)設(shè)置偏移磁場施加層21的部分有選擇地進行腐蝕之后，在基底層25上形成磁性基底層27(材質(zhì)為FeCoMo，厚度2.0nm)以及偏移磁場施加層21(材質(zhì)為CoPt(80∶20(at％))，厚度30nm)。其次，在偏移磁場施加層21上形成電極層6(材質(zhì)為Au，厚度40nm)。
將再生磁道寬度RTW(圖2中示出)的大小設(shè)定為120nm。
對于上述偏移磁場施加層21，以在室溫下在2kOe的磁場中進行60秒磁化為條件進行磁化，以便對軟磁性層54提供縱向偏移磁場。
在這種MR元件上，形成由Al2O3構(gòu)成的上屏蔽間隔層、以及、由NiFe構(gòu)成的上屏蔽層，從而制作出進行實驗所需要的一種再生磁頭樣品。
其次，以與此同樣的要領(lǐng)，制作出磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度、即吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2)]]>不同的各種再生磁頭樣品。
即，在實驗例1中，為了改變磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度、即吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>在0～21at％的范圍內(nèi)改變由FeCoMo構(gòu)成的磁性基底層27的Mo的含量以改變 的值，從而制作出吻合度γ不同的各種樣品。
對于上述各種樣品，分別以下述要領(lǐng)測定其巴克豪森噪聲發(fā)生率(％)，得到了圖15所示的、反映磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ與巴克豪森噪聲發(fā)生率(％)之間關(guān)系的曲線。
巴克豪森噪聲發(fā)生率(％)將重復(fù)進行1000次再生時檢測出噪音的次數(shù)所占的比例作為巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)。
由圖15的曲線可以確認，盡管將再生磁道寬度RTW的大小設(shè)定為120nm這一適應(yīng)高記錄密度的極窄的程度，但仍可得到晶格結(jié)點間距的吻合度γ在0.995～1.005范圍內(nèi)、巴克豪森噪聲發(fā)生率在10％以下的高性能的再生磁頭。
與實驗例1相比，將偏移磁場施加層21的材質(zhì)從CoPt(80∶20(at％))改為CoCrPt(78∶9∶13(at％))。除此之外，按照上述實驗例1的方法，為了改變上述吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>在0～21at％的范圍內(nèi)改變由FeCoMo構(gòu)成的磁性基底層27的Mo的含量以改變 的值，從而制作出吻合度γ不同的各種樣品。
對于上述各種樣品，分別測定其巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)，得到了圖16所示的、反映磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ與巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間關(guān)系的曲線。
由圖16的曲線可以確認，盡管將再生磁道寬度RTW的大小設(shè)定為120nm這一適應(yīng)高記錄密度的極窄的程度，但仍可得到晶格結(jié)點間距的吻合度γ在0.995～1.005范圍內(nèi)、巴克豪森噪聲發(fā)生率在10％以下的高性能的再生磁頭。
與實驗例1相比，將偏移磁場施加層21的材質(zhì)從CoPt(80∶20(at％))改為CoCrPt(75∶15∶10(at％))。除此之外，按照上述實驗例1的方法，為了改變上述吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>在0～21at％的范圍內(nèi)改變由FeCoMo構(gòu)成的磁性基底層27的Mo的含量以改變 的值，從而制作出吻合度γ不同的各種樣品。
對于上述各種樣品，分別測定其巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)，得到了圖17所示的、反映磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ與巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間關(guān)系的曲線。
由圖17的曲線可以確認，盡管將再生磁道寬度RTW的大小設(shè)定為120nm這一適應(yīng)高記錄密度的極窄的程度，但仍可得到晶格結(jié)點間距的吻合度γ在0.995～1.005范圍內(nèi)、巴克豪森噪聲發(fā)生率在10％以下的高性能的再生磁頭。
與實驗例1相比，偏移磁場施加層21的材質(zhì)仍然為CoPt(80∶20(at％))，而將磁性基底層27從FeCoMo改為FeCoW。除此之外，按照上述實驗例1的方法，為了改變上述吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>在0～16at％的范圍內(nèi)改變由FeCoW構(gòu)成的磁性基底層27的W的含量以改變 的值，從而制作出吻合度γ不同的各種樣品。
對于上述各種樣品，分別測定其巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)，得到了圖18所示的、反映磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ與巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間關(guān)系的曲線。
由圖18的曲線可以確認，盡管將再生磁道寬度RTW的大小設(shè)定為120nm這一適應(yīng)高記錄密度的極窄的程度，但仍可得到晶格結(jié)點間距的吻合度γ在0.995～1.005范圍內(nèi)、巴克豪森噪聲發(fā)生率在10％以下的高性能的再生磁頭。
與實驗例2相比，偏移磁場施加層21的材質(zhì)仍然為CoCrPt(78∶9∶13(at％))，而將磁性基底層27從FeCoMo改為FeCoW。除此之外，按照上述實驗例2的方法，為了改變上述吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>在0～16at％的范圍內(nèi)改變由FeCoW構(gòu)成的磁性基底層27的W的含量以改變 的值，從而制作出吻合度γ不同的各種樣品。
對于上述各種樣品，分別測定其巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)，得到了圖19所示的、反映磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ與巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間關(guān)系的曲線。
由圖19的曲線可以確認，盡管將再生磁道寬度RTW的大小設(shè)定為120nm這一適應(yīng)高記錄密度的極窄的程度，但仍可得到晶格結(jié)點間距的吻合度γ在0.995～1.005范圍內(nèi)、巴克豪森噪聲發(fā)生率在10％以下的高性能的再生磁頭。
與實驗例3相比，偏移磁場施加層21的材質(zhì)仍然為CoCrPt(75∶15∶10(at％))，而將磁性基底層27從FeCoMo改為FeCoW。除此之外，按照上述實驗例3的方法，為了改變上述吻合度γ=(2a)/((3b+c)/2),]]>在0～16at％的范圍內(nèi)改變由FeCoW構(gòu)成的磁性基底層27的W的含量以改變 的值，從而制作出吻合度γ不同的各種樣品。
對于上述各種樣品，分別測定其巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)，得到了圖20所示的、反映磁性基底層27與偏移磁場施加層21二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距的吻合度γ與巴克豪森噪聲(BHN)的發(fā)生率(％)之間關(guān)系的曲線。
由圖20的曲線可以確認，盡管將再生磁道寬度RTW的大小設(shè)定為120nm這一適應(yīng)高記錄密度的極窄的程度，但仍可得到晶格結(jié)點間距的吻合度γ在0.995～1.005范圍內(nèi)、巴克豪森噪聲發(fā)生率在10％以下的高性能的再生磁頭。
附帶說明，作為現(xiàn)有技術(shù)的專利文獻1(特開平10-312512號公報)的段落 、或?qū)＠墨I2(特開平10-312514號公報)的段落 所公開的FeCo(85∶15)磁性基底層與CoPt(80∶20)的偏移磁場施加層二者組合時的晶格結(jié)點間距的吻合度γ為0.990，再生磁道寬度設(shè)定為120nm時的巴克豪森噪聲發(fā)生率為16.6％。
從上述結(jié)果可知本發(fā)明所具有的效果。即，本發(fā)明的薄膜磁頭具備具有磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件，所說磁阻效應(yīng)膜，是具有非磁性層、形成于非磁性層的一個面上的強磁性層、形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層、為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面的相反一側(cè)的面)相接觸而形成的釘扎層的多層膜，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部，中間隔著磁性基底層設(shè)置有為了向軟磁性層提供縱向偏移磁場的一對偏移磁場施加層，所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距在±0.5％的允許范圍內(nèi)而實質(zhì)上相吻合，因此，可使偏移磁場施加層在面內(nèi)方向上的頑磁力Hc維持高水平，即便是在以間隔更短、磁道寬度更窄為目標時，也能夠施加有效的偏移磁場，抑制巴克豪森噪聲的發(fā)生。也就是說，與記錄的高密度化相對應(yīng)，再生磁道寬度越小，越能夠顯著地顯現(xiàn)出來本發(fā)明的效果。
權(quán)利要求
1.一種薄膜磁頭，具備包括磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件而成，其特征是，所說磁阻效應(yīng)膜是包含下述層的多層膜非磁性層，形成于非磁性層的一個面上的強磁性層，形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層，為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距在±0.5％的允許范圍內(nèi)而實質(zhì)上相吻合。
2.一種薄膜磁頭，具備包括磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件而成，其特征是，所說磁阻效應(yīng)膜是包含下述層的多層膜非磁性層，形成于非磁性層的一個面上的強磁性層，形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層，為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層接觸的面的相反一側(cè)的面)接觸而形成的釘扎層，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，所說磁性基底層，具有六面體立方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其等直徑的晶格常數(shù)用a表示，所說偏移磁場施加層，具有六方柱六方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其六邊形平面內(nèi)的晶格常數(shù)用b表示、且六方柱高度方向上的晶格常數(shù)用c表示，將 的值與 的值之比設(shè)定在0.995～1.005的范圍內(nèi)，以使得所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合。
3.如權(quán)利要求1所說的薄膜磁頭，其特征是，所說偏移磁場施加層，由以Co為主成分的Co類硬磁性層構(gòu)成，所說磁性基底層，以FeCo為主成分，并相對于該主成分，含有從Mo、W、Ni、Cr、Nb、Ta、V、Pt、Pd、Ir、Rh、Ru、Au組群之中選擇的至少一種以上地構(gòu)成。
4.如權(quán)利要求2所說的薄膜磁頭，其特征是，所說偏移磁場施加層，由以Co為主成分的Co類硬磁性層構(gòu)成，所說磁性基底層，以FeCo為主成分，并相對于該主成分，含有從Mo、W、Ni、Cr、Nb、Ta、V、Pt、Pd、Ir、Rh、Ru、Au組群之中選擇的至少一種以上地構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求3所說的薄膜磁頭，其特征是，所說Co類硬磁性層是CoPt、CoCrPt、CoCrTa、或者、含有它們的合金。
6.如權(quán)利要求4所說的薄膜磁頭，其特征是，所說Co類硬磁性層是CoPt、CoCrPt、CoCrTa、或者、含有它們的合金。
7.如權(quán)利要求5所說的薄膜磁頭，其特征是，所說磁性基底層由FeCoMo構(gòu)成，Mo的含量為5～15at％。
8.如權(quán)利要求6所說的薄膜磁頭，其特征是，所說磁性基底層由FeCoMo構(gòu)成，Mo的含量為5～15at％。
9.如權(quán)利要求5所說的薄膜磁頭，其特征是，所說磁性基底層由FeCoW構(gòu)成，W的含量為3～10at％。
10.如權(quán)利要求6所說的薄膜磁頭，其特征是，所說磁性基底層由FeCoW構(gòu)成，W的含量為3～10at％。
11.如權(quán)利要求1所說的薄膜磁頭，其特征是，所說磁性基底層的厚度為1.2～5.5nm。
12.一種磁頭萬向架組件，以具有，包括所說薄膜磁頭的、與記錄介質(zhì)對置地配置的滑片，以及，對所說滑片以彈性方式進行支持的懸架，而構(gòu)成，其特征是，所說薄膜磁頭具備包括磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件，所說磁阻效應(yīng)膜是包括下述層的多層膜非磁性層，形成于非磁性層的一個面上的強磁性層，形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層，為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距在±0.5％的允許范圍內(nèi)而實質(zhì)上相吻合。
13.一種磁頭萬向架組件，以具有，包括所說薄膜磁頭并與記錄介質(zhì)對置地配置的滑片，以及，對所說滑片以彈性方式進行支持的懸架，而構(gòu)成，其特征是，所說薄膜磁頭具備包括磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件，所說磁阻效應(yīng)膜是包括下述層的多層膜非磁性層，形成于非磁性層的一個面上的強磁性層，形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層，為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層而配置有用來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，所說磁性基底層，具有六面體立方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其等直徑的晶格常數(shù)用a表示，所說偏移磁場施加層，具有六方柱六方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其六邊形平面內(nèi)的晶格常數(shù)用b表示、且六方柱高度方向上的晶格常數(shù)用c表示，將 的值與 的值之比設(shè)定在0.995～1.005的范圍內(nèi)，以使得所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合。
14.一種硬盤裝置，以具有，包括所說薄膜磁頭并與受到驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的圓盤狀的記錄介質(zhì)對置地配置的滑片，以及，對所說滑片進行支持并使之相對于所說記錄介質(zhì)定位的定位裝置，而構(gòu)成，其特征是，所說薄膜磁頭具備包括磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件，所說磁阻效應(yīng)膜是具有下述層的多層膜非磁性層，形成于非磁性層的一個面上的強磁性層，形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層，為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距在±0.5％的允許范圍內(nèi)而實質(zhì)上相吻合。
15.一種硬盤裝置，以具有，包括所說薄膜磁頭并與受到驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)的圓盤狀的記錄介質(zhì)對置地配置的滑片，以及，對所說滑片進行支持并使之相對于所說記錄介質(zhì)定位的定位裝置，而構(gòu)成，其特征是，所說薄膜磁頭具備包括磁阻效應(yīng)膜的磁阻效應(yīng)元件，所說磁阻效應(yīng)膜是具有下述層的多層膜非磁性層，形成于非磁性層的一個面上的強磁性層，形成于非磁性層的另一個面上的軟磁性層，為了釘扎所說強磁性層的磁化朝向而與強磁性層的單面(與非磁性層相接觸的面之相反一側(cè)的面)相接觸地形成的釘扎層，在所說磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，所說磁性基底層，具有六面體立方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其等直徑的晶格常數(shù)用a表示，所說偏移磁場施加層，具有六方柱六方晶系晶體結(jié)構(gòu)，其六邊形平面內(nèi)的晶格常數(shù)用b表示、且六方柱高度方向上的晶格常數(shù)用c表示，將 的值與 的值之比設(shè)定在0.995～1.005的范圍內(nèi)，以使得所說磁性基底層與所說偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合。
全文摘要
作為本發(fā)明，在本發(fā)明中的磁阻效應(yīng)膜的至少軟磁性層的兩個端部配置有一對偏移磁場施加層，該偏移磁場施加層用于通過磁性基底層來向軟磁性層提供縱向偏移磁場，磁性基底層與偏移磁場施加層二者相重合的面上的彼此的晶格結(jié)點間距實質(zhì)上相吻合，因此，可使偏移磁場施加層的面內(nèi)方向(平行于膜面的方向)的頑磁力Hc維持高水平，即便是在以間隔更短、磁道更窄為目標的場合，也能夠發(fā)揮施加有效偏移磁場的作用。即，發(fā)揮抑制巴克豪森噪聲的產(chǎn)生的作用。
文檔編號C22C19/07GK1577496SQ20041006175
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者清水友晶, 島澤幸司, 田中浩介, 照沼幸一 申請人:Tdk株式會社