[发明专利]薄膜磁头

说明书

本发明涉及一种磁阻效应型薄膜磁头(MR磁头)，该磁头适用于通过磁阻效应来探测重放信号的硬盘装置。

在磁记录装置中，如硬盘装置中，为了增加存储容量需要更高的记录密度。最近，为了克服高密度磁记录的困难，广泛使用一种磁阻效应型薄膜磁头(MR磁头)，该磁头是一种适于较窄磁轨宽度的磁头。

MR磁头基本上包括两个安装到一层磁阻效应膜101两端的电极102，该磁阻效应膜的电阻率随磁场强度而变化，如在图1中所示。为了探测由来自磁记录媒体的信号磁场所导致的磁阻效应膜101的电阻变化，以便根据这些电阻变化产生重放输出，从两个电极102把检测电流供给磁阻效应膜101。这种MR磁头具有一种特征性：其重放输出不取决于记录媒体的速度，并且即使记录媒体的速度很低，也能产生高的重放输出。

同时，磁阻效应膜的磁性通常是不稳定的，以致于外部磁场使磁阻效应膜中的磁屏障(magnetic wall)运动。因此，MR磁头具有一个缺点：由于磁阻效应膜磁屏障的运动，会产生巴克豪森(Barkhausen)噪声。这样，对于MR磁头来说，实现磁阻效应膜的磁稳定性以降低巴克豪森噪声是极其重要的。

为了实现磁阻效应膜的磁稳定性，已经开发了一种所谓的双层MR磁头，该磁头采用了一种双层结构的磁阻效应膜。在这种双层型MR磁头中，磁阻效应膜具有一种双层结构，在一层第一磁阻效应膜103与一层第二磁阻效应膜105之间，在供给第一磁阻效应膜103和第二磁阻效应膜105的检测电流的自偏置作用下，产生静磁耦合。结果是第一磁阻效应膜103和第二磁阻效应膜105成为磁性稳定的，因而降低了巴克豪森噪声。

然而，如果磁阻效应膜具有双层结构，则在带有电极的磁阻效应膜部分中，即在其磁敏感部分之外的磁阻效应膜部分中，自偏置效应不能工作。即，对于在用来把检测电流供给磁阻效应膜的电极下面的磁阻效应膜部分，不能产生自偏置效应，以致于在这部分中易于产生磁屏障。因而，即使使用双层型磁阻效应膜，也可能从带有电极不能产生自偏置效应的磁阻效应膜部分产生巴克豪森噪声。因此，就MR磁头而论，为了降低巴克豪森噪声，关键是阻止在包括其带有电极的部分在内的磁阻效应膜中产生磁屏障。

并且要求MR磁头增大重放输出。如果供给磁阻效应膜的检测电流是Is、由来自记录媒体的磁强度引起的磁阻效应膜的电阻率变化是Δρ、磁阻效应膜磁性敏感部分的长度是L、及磁阻效应膜磁性敏感部分的横截面积是S，则MR磁头的重放输出用IsΔρL/S表示。因而，为了提高MR磁头的重放输出，只要减小磁阻效应膜的膜厚度，以便减小磁阻效应膜磁性敏感部分的横截面积S而增大供给磁阻效应膜的检测电流的电流密度，就足够了。

然而，如果过分地减小磁阻效应膜的膜厚度，则其电阻率就会显著增加。电阻率的这种增加意味着增加了磁阻效应膜的阻抗，导致MR磁头的特性下降。在磁阻效应膜具有不大于约20nm(毫微米)的区域中，其电阻率的这种增加特别明显。如果过分地减小磁阻效应膜的厚度，磁阻效应膜往往会在磁特性方面变得不稳定。因而，用于MR磁头的磁阻效应膜的膜厚度最好不小于20nm左右。

然而，就常规的双层型MR磁头而论，该磁头带有两层磁阻效应膜，对重放输出产生影响的磁阻效应膜的总厚度大约是仅带有一层磁阻效应膜的MR磁头的两倍。因此，用常规的双层MR磁头难以产生高的重放输出。

就是说，如果在常规的双层MR磁头中，每层磁阻效应膜的膜厚度是20nm，则磁阻效应膜的总膜厚度就是40nm，因而增大了磁性敏感部分的横截面积。结果是检测电流的电流密度较低，且重放输出较低。如果为了减小磁性敏感部分的横截面积S把每层磁阻效应膜的膜厚度设定为10nm，则磁阻效应膜的总膜厚度变成等于20nm，因而减小了磁性敏感部分的横截面积S。然而，增大了磁阻效应膜的阻抗，而磁阻效应膜的磁特性变得不稳定。

因此，本发明的目的在于提供一种采用一层磁阻效应膜的薄膜磁头，在该磁头中，在磁稳定性方面改善了磁阻效应膜，以便进一步稳定和提高重放输出。

在一个方面，本发明提供了一种薄膜磁头。该磁头包括：一个磁阻效应元件，其带有层叠在一起的一个包括一个硬磁层在内的磁阻效应稳定层，一个无磁性绝缘层和一个包括一层磁阻效应膜在内的磁阻效应层；一个布置在该磁阻效应元件的一个横向表面上的无磁绝缘层；及一对在该磁阻效应元件上部表面两端连接到该磁阻效应层上的电极。利用该磁阻效应层的磁阻效应探测重放信号。