CN1278306C - 磁电阻元件、磁再现头和磁再现装置 - Google Patents

磁电阻元件、磁再现头和磁再现装置 Download PDF

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Abstract

一种磁电阻元件，包括磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜具有磁化方向基本上被钉扎在一个方向的磁化被钉扎层；磁化自由层，所述磁化自由层的磁化方向可以根据外磁场自由改变；以及非磁性中间层，所述非磁性中间层形成在磁化被钉扎层和磁化自由层之间并具有第一非金属中间层/金属中间层/第二非金属中间层的叠置结构。所述磁电阻元件还包括一对电极薄膜，所述电极薄膜设置成允许电流沿基本上垂直于磁电阻薄膜表面的方向流动并电连接到磁电阻薄膜上。

Description

磁电阻元件、 磁再现头和磁再现装置
相关申请的交叉引用
本申请基于并要求2002年12月26日提交、申请号为2002-378648的在先日本专利申请的优先权，其全部内容以引用形式结合在本文中。
技术领域
本发明涉及采用其中感应电流基本沿垂直于膜表面的方向流动的磁电阻薄膜的磁电阻元件、采用该特定磁电阻元件的磁电阻头，以及采用其中安装该磁电阻头的磁记录再现装置。
背景技术
在某种类型的铁磁性材料中，已知电阻随外磁场的强度而改变。这种特别的现象被称作磁电阻效应并可被用于检测外磁场。利用该磁电阻效应的场传感元件被称作磁电阻元件，在下文中的某些情形下被称作“MR元件”。
MR元件被用在磁头中，以读出存储在采用磁记录介质，例如硬盘或磁带的磁记录-再现装置中的记录介质上的信息，这种特别的磁头被称作MR头。
近年来，在采用MR头的磁记录-再现装置中磁记录密度更高，特别是在硬盘装置中，结果是一位的尺寸更小，来自位的漏磁通，即信号磁场更低。在这种情况下，需要即使在较低磁场下也能提供高磁电阻比的高灵敏度、高信噪比的MR元件来读出在磁记录介质上高密度写入的信息。
在这种情况下，今天通常采用允许提供高MR比的巨磁电阻元件(GMR)，即所谓的“自旋阀薄膜”作为在硬盘MR头中所包含的MR元件。
这种自旋阀薄膜具有叠层结构，包括铁磁性层F、非磁性层S、铁磁性层P和反铁磁性层，按所述的顺序叠置。铁磁性层P和铁磁性F处于未磁耦合的状态，非磁性层S夹在其间。铁磁性导层P的磁化由反铁磁性材料的交换偏置来钉扎，而铁磁性层F的磁化可以容易地由外磁场(例如信号磁场)来转动。通过允许铁磁性层F的磁化单独地由外磁场来转动，从而改变两个铁磁性层磁化方向之间的相对角度，可以获得高磁电阻效应。
铁磁性层F可以称作自由层、场感应层或磁化自由层。铁磁性层P可称作被钉扎层或磁化被钉扎层。非磁性层S可以称作间隔层、界面调节中间层或中间层。
在今天广泛使用的GMR头中，通常采用的是这样的系统，其中感应电流在平行于膜表面的方向上流动，以测量平行于膜表面的方向上的电阻。这种系统通常称作面内电流(CIP)系统。在CIP系统的情形下，可能得到大约10-20％的MR比。然而，为了在超过200Gbit/inch2的高记录密度下实现再现，希望得到甚至更高的MR比。另一方面，对于今天可得到的CIP自旋阀薄膜难以获得超过20％的MR比。结果，关于可以提高MR比到何种程度的情况是进一步提高记录密度必须解决的严重问题。
在这种情形下，电流垂直于表面(CPP)的GMR薄膜吸引了注意力，这种GMR薄膜通常被认为表现出高于CIP-GMR薄膜的MR比。在CPP系统中，感应电流沿垂直于膜表面的方向流动。然而，在CPP-GMR薄膜中，要测量对应于GMR薄膜的厚度的部分的电阻，因此单位面积的电阻很低。结果，作为元件电阻的输出很低，从而产生了不能获得高信噪比的问题。
为了克服前述低电阻和低MR比的问题，例如在美国专利6,348,274中提出了提供有具备电流限制效应的电阻调节层的CPP-GMR元件。然而，在该现有技术中，自由层和被钉扎层之间的层间耦合(Hin)很明显，以至于产生降低击穿电压的问题。
发明内容
本发明的目的是提供适应于未来所需高磁记录密度的高灵敏度磁电阻元件，该元件具有低层间耦合场和高击穿电压，同时维持合适的电阻和高MR比，以及采用该特定磁电阻元件的磁头和采用该特定磁头的磁记录-再现装置。
根据本发明的本发明一方面的磁电阻元件包括：磁电阻薄膜，包括磁化方向基本上被钉扎在一个方向上的磁化被钉扎层，磁化方向可根据外磁场自由改变的磁化自由层，和形成在磁化被钉扎层和磁化自由层之间、并具有第一非金属中间层/金属中间层/第二非金属中间层叠层结构的非磁性中间层；以及一对电极薄膜，设置成允许电流沿基本上垂直于磁电阻薄膜表面的方向流动。
根据本发明的磁电阻元件，其中所述金属中间层包含选自Al、Cu、Au、Ag、Pt、Pd、Ir和Os构成的组中的至少一种金属。
根据本发明的本发明另一方面的磁头，包括上述磁电阻元件。
根据本发明的本发明的又另一方面的磁记录-再现装置，包括上述磁头和磁记录介质。
附图说明
图1是根据本发明一种实施方式的磁电阻元件的截面图；
图2是根据本发明另一种实施方式的磁电阻元件的截面图；
图3是根据本发明另一种实施方式的磁电阻元件的截面图；
图4是根据本发明另一种实施方式的磁电阻元件的截面图；
图5是根据本发明另一种实施方式的磁电阻元件的截面图；
图6表示现有技术1a的R-H曲线；
图7表示本发明例1的R-H曲线；
图8表示本发明的例1和现有技术1a的I-V特性；
图9是表示根据本发明的一种实施方式的磁记录-再现装置的结构的透视图；以及
图10是表示根据本发明一种实施方式的磁头组件的结构的透视图。
具体实施方式
现在参照附图来描述本发明的实施方式。
图1是根据本发明一种实施方式的磁电阻元件(CPP-SV薄膜)的截面图。如图所示，CPP-SV薄膜包括下电极10、底层11、反铁磁性层12、磁化被钉扎层(被钉扎层)13、第二界面金属层14、第二非金属中间层15、金属中间层16、第一非金属中间层17、第一界面金属层18、磁化自由层(自由层)19、保护层20和上电极21，以上多层以所述顺序叠置在衬底(未示出)上。被钉扎层13制作成与反铁磁性层12接触。被钉扎层13的磁化由被钉扎层13和反铁磁性层12之间的交换耦合来钉扎。自由层19的磁化方向由面对其空气支承面的磁记录介质产生的外磁场来自由改变。所述一对电极可以从最上层例如保护层20的上表面和最下层例如底层11的下表面分开，同时在两个电极之间形成其它导电层(或多层)。
图2是根据本发明另一实施方式的CPP-SV薄膜的截面图。如图所示，CPP-SV薄膜包括下电极10、底层11、反铁磁性层12、磁化被钉扎层(被钉轧层)13、第二非金属中间层15、金属中间层16、第一非金属中间层17、磁化自由层(自由层)19、保护层20和上电极21，以上多层以所述顺序叠置在衬底(未示出)。也就是说，图2所示的CPP-SV薄膜是图1所示CPP-SV薄膜省略第二和第一界面金属层14和18的结构。
不一定地，可以增加非金属中间层的数目，以形成非金属中间层/金属中间层/非金属中间层/金属中间层/非金属中间层这样的结构。
在根据本发明的实施方式的磁电阻元件中，如图1和图2所示，形成非金属中间层、金属中间层和非金属中间层的叠层作为自由层和被钉扎层之间的中间层。因为两个非金属中间层被金属中间层彼此隔开，因此由于增加了自由层和被钉扎层之间的中间层的厚度而可以降低作用在自由层和被钉扎层之间的中间层磁耦合。此外，降低了作用在每一个非金属中间层上的电压，从而提高了击穿电压。将描述这些效果。
通常，相对于由磁滞测量得到的CPP-SV薄膜的R-H曲线的中心轴产生对偏置点的偏移Hsh。这里，需要调整薄膜，以实现Hsh＝0。偏移Hsh表示成：
Hsh＝Hin+Hor-Hd，
其中Hin是类似RKKY的界面耦合，Hor是归因于界面粗糙度的界面耦合，Hd是由被钉扎层的漏磁场产生的偏置效应。不一定地，通过修正被钉扎层的结构可以使Hd接近于0，也就是说Hd0。
其中在自由层和被钉扎层之间插入非金属中间层/金属中间层/非金属中间层的叠层作为根据本发明的实施方式的磁电阻元件，与在自由层和被钉扎层之间插入单层的非金属中间层的现有技术相比，可以相当程度地增加自由层和被钉扎层之间的距离。结果，在本发明的实施方式中，可以使类似RKKY的界面耦合(Hin)和由于界面粗糙度引起的界面耦合(Hor)很小，从而减小偏移Hsh。
现在将描述根据本发明实施方式的磁电阻元件的击穿电压。由于本发明的磁电阻元件包含非金属中间层/金属中间层/非金属中间层的叠层，因此降低了作用在单个非金属中间层上的电压。假设在元件上施加工作电压Vt。在这种情形下，作用在单个非金属中间层上的电压大约是Vt/n，其中数量为n的非金属中间层(n＞1)设置在磁电阻元件中，在2个非金属中间层设置在磁电阻元件中的情形下，该电压大约是Vt/2。由此，在如同现有技术在磁电阻元件中设置单个的非金属中间层的情形下，击穿电压是VB，在磁电阻元件中设置数量为n的非金属中间层的情形下，击穿电压大约是nVB，在磁电阻元件中设置两个非金属中间层的情形下，击穿电压大约是2VB。不一定地，为了提高具有单层的非金属中间层的现有技术元件的击穿电压，必须增加非金属中间层的厚度。然而，在这种情形下，单位面积电阻(RA)也增加了，结果该磁电阻元件不能用在磁头中。
将详细描述包含在根据本发明的实施方式的磁电阻元件的每层。
<非金属中间层的形态>
将参照图3和4描述非金属中间层的形态。如图3和4所示，非金属中间层15(17)由包含导电相15a(17a)和绝缘相15b(17b)的两相或更多相组成。导电相以圆柱状结构存在并用作电流路径。绝缘相由氧化物、氮氧化物或氮化物组成。非金属中间层15(17)分成平行于非金属中间层表面的面，用于减小电流路径的截面，从而限制电流。导电相表示表现出欧姆导电特性的部分。因此，导电相可包含少量的氧。非金属中间层15(17)是否表现出欧姆导电可通过测量4.2K到大约300K温度范围内、或至少77K到室温的温度范围内的电阻温度特性来判断。在欧姆导电的情况下，电阻随温度下降而降低。
另一方面，在例如隧道导电的情形下，观察到电阻随温度的降低而增加。同时，在欧姆导电的情形下，观察到电压V不是完全与电流I成正比而是趋于向高压侧稍稍偏移的I-V(感应电流对输出电压)特性。
导电相的尺寸应是10nm或更小。如果导电相的尺寸超过10nm，电流限制效应就很低，从而不能调节单位面积电阻RA。同时，考虑到提高MR比的效果和下文将描述的导电相的分布，更需要导电相的尺寸为5nm或更小。
非金属中间层的薄膜表面中导电相的面积比需要降到1％到20％的范围内。如果面积比小于1％，则元件的电阻过高。如果面积比超过20％，则电流限制效应会减小，从而降低MR比。
非金属中间层的薄膜表面中导电相的数量密度需要为每0.1μm2至少20。如果每0.1μm2导电相的数量小于20，则观察到由浮在盘片上的头表面附近的灵敏度降低以及磁道分布(track profile)的双峰而导致的CPP-GMR头的输出减小。
另一方面，根据平面透射电子显微镜(TEM)图像和纳米尺度能散X射线(纳米EDX)分析的观察，这提供了判定局域成分的直接方法，在导电相中检测到如Cu、Ag、Au、Ru、Ir、Pt和Os的电流路径元素的数量大于形成构成基体相的氧化物(或氮氧化物)的元素。也就是说，在薄膜表面观察到成分的二维起伏。同时，在采用例如导电原子力显微镜(AFM)或隧穿AFM(TUNA)测量局域电流特性时，在薄膜表面内观察到二维电阻分布或二维电流分布，这使得能够分辨导电相和绝缘相。在导电AFM测量的情形下，高导电性(或低电阻)的部分对应于导电相。在恒定电压下进行的TUNA测量的情形下，观察到高电流的部分对应于导电相。
图3和4表示非金属中间层的两种类型的结构。图3涉及其中非金属中间层15、17的导电相设置成沿垂直于薄膜表面的方向未对齐的情形。图4涉及其中非金属中间层15、17的导电相设置成沿垂直于薄膜表面的方向对齐的情形。这些结构中的每一个都产生将元件的电阻增加至优化范围内的效果。
<非金属中间层的材料>
非金属中间层由导电相和绝缘相构成。非金属中间层的导电相包含选自Cu、Au、Ag、Pt、Pd、Ir和Os构成的组中的至少一种元素。其中包含大量导电元素的部分形成进行欧姆导电的导电相。在这种情形下，需要导电元素的数量为基于整个非金属中间层的至少1原子％并小于50原子％。在这种特定条件下，可能形成上述导电特性的二维分布。
非金属中间层的绝缘相由以下至少一种元素的氧化物、氮氧化物或氮化物形成，该元素选自硼(B)、硅(Si)、锗(Ge)、钽(Ta)、钨(W)、铌(Nb)、铝(Al)、钼(Mo)、磷(P)、钒(V)、砷(As)、锑(Sb)、锆(Zr)、钛(Ti)、锌(Zn)、铅(Pb)、钍(Th)、铍(Be)、镉(Cd)、钪(Sc)、镧(La)、钇(Y)、镨(Pr)、铬(Cr)、锡(Sn)、镓(Ga)、铟(In)、铑(Rh)、钯(Pd)、镁(Mg)、锂(Li)、钡(Ba)、钙(Ca)、锶(Sr)、锰(Mn)、铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铷(Rb)和稀土金属构成的组。
特别地，上述元素中B、Si、Ge、W、Nb、Mo、P、V、Sb、Zr、Ti、Zn、Pb、Cr、Sn、Ga、Fe、Co和稀土金属倾向于形成晶态氧化物。另一方面，Al和Ta倾向于形成非晶态氧化物。与非晶态氧化物的情形相比，晶态氧化物中缺陷以及硫和氧原子倾向于影响导电特性。因此，晶态氧化物的优点在于导电特性的二维调制可以容易地在非金属中间层的薄膜表面中形成，并且成分调制可以容易地在采用上述的Cu、Ag、Au、Ru、Ir、Pt和Os作为导电相元素的合金相的产生中形成。
在形成非金属中间层时，通过采用上面提及的元素的合金，在多种情形下进行氧化、氮氧化或氮化。用于进行氧化、氮氧化或氮化的方法包括，例如其中简单地在沉积室中引入氧气的自然氧化、其中在沉积室中引入氧气并采用Ar或N2的离子辐照所沉积薄膜的离子辅助氧化(或氮氧化)、和其中采用氧(或氮)离子辐照所沉积薄膜的离子束氧化(或氮化)。
不一定地，两个非金属中间层可以在厚度和成分上彼此不同。
<金属中间层>
金属中间层由例如Al、Cu、Ag、Au、Ru、Ir、Pt或Os的金属薄膜形成。从提高MR比的角度考虑，最希望采用Cu薄膜。从氧化电阻的角度考虑，也希望采用Au、Pt、或Ru的薄膜。用于形成金属中间层的元素需要与非金属中间层含的元素相同。图3和图4涉及其中金属中间层16和非金属中间层15、17的导电相15a、17a由同一材料形成的情形。同时，金属中间层16和非金属中间层15、17的导电相15a、17a也可由不同材料形成，如图5所示。在这种情形下，部分金属中间层可以进入非金属中间层15、17的导电相15a、17a中，如图5所示。
金属中间层可由单层或多层形成。例如，可以设想采用Cu/Al/Cu或Au/Al/Au的叠层结构，其中Al有低电子散射性质并产生大的自旋扩散长度。在这种情形下，需要采用不可能氧化的金属例如Au、Ru或Pt来形成接触非金属中间层的金属中间层的部分。
金属中间层的厚度需要为0.5nm或更大。如果金属中间层的厚度小于0.5nm，则由沉积工序中引入的颗粒的能量导致其与上面或下面的非金属中间层相混合。结果，中间金属层处于被包括在非金属中间层中的状态。从而，金属中间层不能分开两个非金属中间层，导致不能产生在减小Hin和提高击穿电压方面的效果。金属中间层的厚度需要为20nm或更小。如果金属中间层的厚度超过20nm，则在两个非金属层之间进行弹道导电(ballistic conduction)的电子数量倾向于减少。也就是说，自旋信息的保持由于自旋扩散而降低，从而显著地减小MR比。在金属中间层的厚度不大于20nm的情形下，MR的减小适中。
不一定地，在非金属中间层/金属中间层的叠层的纳米尺度区域中通过采用截面TEM观察的EDX进行成分分析的情形下，观察到氧分布上的渐变。也就是说，非金属中间层与金属中间层之间清楚分辨不是严格必要的。类似地，金属中间层和非金属中间层之间也可能观察到氧之外的其它元素的分布上的渐变(成分调制)。
<第一界面金属层的效果>
在图1所示的磁电阻薄膜中，第一界面金属层18形成在自由层19和第一非金属中间层17之间。第一界面金属层18对自由层19的磁性变软作出贡献。更具体地，由于自由层19的(111)取向和晶体性质因为第一界面金属层18从而释放由点阵错配引起的薄膜应力而改善，自由层19的矫顽力Hc降低。另一方面，如果自由层19直接与由氧化物、氮氧化物或氮化物形成的非金属中间层17接触，则自由层19倾向于受氧或氮的影响，从而其矫顽力增加。在这种情形下，需要在自由层19和第一非金属中间层17之间形成第一界面金属层18。
<第二界面金属层的效果>
在图1所示的磁电阻薄膜中，第二界面金属层14形成在被钉扎层13和第二非金属中间层15之间。第二界面金属层14产生防止在氧化处理以形成第二非金属中间层15期间被钉扎层13氧化的效应。同时，在形成第二界面金属层14的情形下，可以防止被钉扎层13在退火处理中被从第二非金属层15扩散的氧所氧化。因此，可以抑制被钉扎层13交换耦合场的退化。
同时，在界面金属层/非金属中间层/金属中间层/非金属中间层/界面金属层的叠层的截面上沿垂直于薄膜表面的方向，可观察到成分的渐变(成分调制)。更具体地，在采用截面TEM观察的纳米尺度成分分析中观察到成分的清楚分开不总是必要的。特别是，在采用同一材料形成界面金属层、非金属中间层的导电相和金属中间层的情形下，由截面TEM观察到的相邻层之间的界面可能是不清楚的。
<对自由层的解释>
可以采用Co、Fe、Ni或含这些元素的合金作为构成自由层的铁磁性材料。典型地，对于自由层采用Co90Fe10合金、CoFeNi合金或Ni80Fe20合金(坡莫合金)。
自由层优选具有面心立方(fcc)结构并取向为(111)面平行于薄膜表面，以表现出理想的软磁性。不一定地，自由层的取向可以部分包括hcp(0001)取向或bcc(110)取向。
需要通过由硬磁性薄膜(硬偏置薄膜)或反铁磁性薄膜(图案化(patterned)的偏置薄膜)对自由层施加磁偏置(偏置控制)，控制自由层的各向异性和畴结构。
<对被钉扎层的解释>
可以采用例如Co90Fe10、Fe50Co50/Cu叠层薄膜或Ni80Fe20作为构成被钉扎层的铁磁性材料，类似于构成自由层的材料。
对于被钉扎层可以具有所谓的“合成结构”。合成被钉扎层的基本结构是铁磁性层/非磁性层/铁磁性层的叠置结构。在这种结构中，两个铁磁性层通过插在二者之间的非磁性层彼此反铁磁耦合。典型地，采用铷(Ru)作为非磁性层的材料。
通过上述的反铁磁性层，被钉扎层的磁化被钉扎在一个方向。反铁磁性层的材料包括含Pt、Ir、Rh、Ru或Pd的Mn基合金。典型的反铁磁性材料包括PtMn合金、PtPdMn合金和IrMn合金。
实例
现在将描述本发明的实例。
例1：
下电极薄膜10形成在Si(100)衬底上厚度约100nm，接着对下电极薄膜10采用光刻和干刻制作图案。然后，在下电极10上沉积图1所示结构的CPP-SV薄膜，包括下文给出的层11至20(例1)。采用DC磁控溅射装置沉积各层。
底层11：Ta/Ru；
反铁磁性层12：PtMn；
被钉扎层13：CoFe/Ru/CoFe；
第二界面金属层14：Cu；
第二非金属中间层15：AlCu的氧化产物(厚度：0.7nm)；
金属中间层16：Cu(2nm)；
第一非金属中间层17：AlCu的氧化产物(厚度：0.7nm)；
第一界面金属层18：Cu；
自由层19：CoFe；
保护层20：Cu/Ta。
应注意的是，在例1中，被钉扎层和自由层之间的中间层由第二界面金属层(Cu)、第二非金属中间层(氧化的AlCu)、金属中间层(Cu)、第一非金属中间层(氧化的AlCu)和第一界面金属层(Cu)的叠层制成。
作为比较形成类似于例1的CPP-SV薄膜作为现有技术1a和现有技术1b，除了被钉扎层和自由层之间的中间层由第二界面金属层(Cu)、非金属中间层(氧化的AlCu层)和第一界面金属层(Cu)制成。不一定地，现有技术1a的非金属中间层通过氧化厚度0.7nm的AlCu薄膜来制备，现有技术1b的非金属中间层通过氧化厚度1.0nm的AlCu薄膜来制备。
通过离子辅助氧化(IAO)进行形成非金属中间层的氧化，其中在室中引入氧气，并用Ar离子辐照所沉积的薄膜。引入室中的氧的量控制在1kL至20kL的范围内。对这样形成的CPP-SV薄膜采用光刻和离子研磨(ion milling)来制作图案。CPP-SV薄膜的尺寸在0.2μm至5.0μm的范围内，并且制作图案后的CPP-SV是正方形。然后形成上电极21。
对于例1、现有技术1a和现有技术1b中的每一个测量CPP-SV薄膜的磁特性、MR比和I-V特性。MR比由dR-R图得到。更具体地，当R绘制在X轴上dR绘制在Y轴上时，MR比定义成dR-R直线倾度乘以100。单位面积电阻RA由R-1/A图计算出(其中A表示元件面积)。在这种情形下，当在X轴绘制1/A而在Y轴绘制R时，单位面积电阻RA定义成R-1/A直线的倾度。
对于例1，发现MR比为2.7％，对于现有技术1a为2.5％。这样，发现在MR比值上例1和现有技术1a基本上彼此相等。
对于例1，发现单位面积电阻RA为350mΩμm2，对于现有技术1a为300mΩμm2。在例1中已经发现单位面积电阻RA的增加可以在一定程度上受到抑制，从而在磁电阻元件可以在100Gbpsi或更高的超高记录密度下用于磁头的范围(例如500mΩμm2或更小)内。
图6表示现有技术1a的R-H曲线，图7表示例1的R-H曲线。从这些图中可见，现有技术1a的偏移Hsh大约是30Oe。另一方面，例1的偏移Hsh降低至大约5Oe，证明本发明的磁电阻元件表现出很优秀的特性。发现例1表现出基本上恰当的偏置点。
图8表示现有技术1a和例1的I-V特性。在现有技术1a中，发现击穿电压VB大约是350mV。另一方面，例1的击穿电压VB改善至大约750mV。
在现有技术1b中，单位面积电阻RA高达例如约2.0Ωcm2。此外，MR比降低至1.5％。同时，在现有技术1b中，击穿电压VB是400mV，因此没有观察到明显的改善。
例2至4和现有技术2至4：
采用AlCu合金的氧化物之外的其它材料用于形成非金属中间层，通过形成类似于例1或现有技术1a的结构的CPP-SV薄膜来进行实验。
更具体地，在例2至4中，被钉扎层和自由层之间的中间层由第二界面金属层、第二非金属中间层、金属中间层、第一非金属中间层和第一界面金属层的叠层制成(对于非金属中间层称作双层)。
另一方面，在现有技术2至4中，被钉扎层和自由层之间的中间层是第二界面金属层、非金属中间层和第一界面金属层的叠层(对于非金属中间层称作单层)。
非金属中间层的材料如下：
例2，现有技术2：Cr90Cu10的氧化产物(厚度0.65nm)；
例3，现有技术3：(Cr0.9Cu0.1)97B3的氧化产物(厚度0.9nm)；
例4，现有技术4：(Cr0.9Cu0.1)95Hf3B2的氧化产物(厚度0.9nm)。
CPP-SV薄膜其它层的材料与例1相同。
表1示出了每一个CPP-SV薄膜的单位面积电阻RA、MR比和击穿电压(VB)。如表1所示，例2至4中的每一个可以提供500mV或更高的击穿电压(VB)。
  非金属中间层的结构   非金属中间层的材料   RA(mΩμm2)   MR比(％)   VB(mV)
  现有技术2   单层   Cr90Cu10-O[0.65nm]   300   5.1   280
例2 双层 550 3.0 520
  现有技术3   单层   (Cr0.9Cu0.1)97B3-O[0.9nm]   250   4.9   320
例3 双层 490 2.8 630
  现有技术4   单层   (Cr0.9Cu0.1)95Hf3B2-O[0.7nm]   320   5.5   300
例4 双层 600 3.3 590
现在将描述具有根据本发明的实施方式的磁电阻元件的磁头和具有其中安装该特定磁头的磁记录-再现装置。根据本发明的实施方式的磁电阻元件可以通过将磁电阻元件结合在例如读-写集成型磁头组件中安装在磁记录-再现装置中。
图9是示意性表示磁记录-再现装置150的结构的透视图。磁记录-再现装置150是采用旋转致动器的那种类型的装置。如图所示，垂直磁记录盘片151安装在轴152上，并根据由驱动控制器(未示出)提供的控制信号由电动机(未示出)沿箭头A表示的方向旋转。磁记录-再现装置150可以提供有多个盘片151。
在悬架154的顶端安装用于在盘片151上写入数据或从盘片151上读出数据的头滑块153。在头滑块153的顶端上形成包括根据本发明的实施方式的磁电阻元件的磁头。当盘片151旋转时，头滑块153的空气支承面(ABS)在离盘片151的表面预定飞行高度上保持浮置。不一定地，磁记录-再现装置可以是接触类型的，头滑块153与盘片151接触。
悬架154连接到致动器臂155的一端，在另一端上包括用于固定驱动线圈(未示出)的线轴部分。音圈电机156设置在致动器臂155的另一端上，该音圈电机是一种线性电机。音圈电机156包括绕在致动器臂155线轴部分上的驱动线圈(未示出)和永磁体和彼此相对设置的对置磁轭(counter yoke)，驱动线圈夹在对置磁轭之间，其中这些部件构成磁路。致动器臂155由设置在枢轴157上部和下部的球轴承(未示出)固定，并可以由音圈电机156转动。
图10是以放大方式表示磁头组件160的透视图，从盘片侧观看。更具体地，磁头组件160包括含有用于固定驱动线圈的线轴部分的致动器臂155，并且悬架154连接到致动器臂155的一端上。具有包含根据本发明的实施方式的磁电阻元件的磁头的头滑块153安装在悬架154的顶端。悬架154包含用于写入和读出信号的引线164。引线164电连接到在头滑块153上形成的磁头的每一个电极上。图中所示的参考数字165表示磁头组件的电极焊盘。根据本发明，采用包含上述磁电阻元件的磁头，即使在显著高于现有技术中的磁记录密度下，也可以准确读出记录在磁记录盘片151上的数据。
对于本领域的技术人员容易发现附加的优点和修改。因此，本发明在其较宽方面不限于本文中所示和所描述的具体细节和代表性的实施方式。因此，可以进行各种修改，而不背离如权利要求书及其等价物所限定的一般发明概念的精神或范围。

Claims (18)

1.一种磁电阻元件，包括：
磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜包括磁化被钉扎层、磁化自由层和非磁性中间层，磁化被钉扎层的磁化方向在外磁场中基本上固定，磁化自由层的磁化方向设置成在外磁场中改变，非磁性中间层形成在磁化被钉扎层和磁化自由层之间并具有第一非金属中间层/金属中间层/第二非金属中间层的叠置结构；以及
一对电极，所述电极连接到磁电阻薄膜上，并设置成沿基本上垂直于磁电阻薄膜表面的方向提供电流。
2.根据权利要求1的磁电阻元件，其中所述金属中间层的厚度在0.5nm至20nm的范围内。
3.根据权利要求1的磁电阻元件，其中所述第一非金属中间层邻近磁化自由层形成，并且，所述磁电阻元件还包括形成在磁化自由层和第一非金属中间层之间的第一界面金属层。
4.根据权利要求1的磁电阻元件，其中所述第二非金属中间层邻近磁化被钉扎层形成，并且，所述磁电阻元件还包括形成在磁化被钉扎层和第二非金属中间层之间的第二界面金属层。
5.根据权利要求1的磁电阻元件，其中所述金属中间层包含选自Al、Cu、Au、Ag、Pt、Pd、Ir和Os构成的组中的至少一种金属。
6.根据权利要求1的磁电阻元件，其中第一和第二非金属中间层中的每一个具有其中在氧化物、氮氧化物或氮化物形成的绝缘相中形成柱状导电相的结构。
7.根据权利要求6的磁电阻元件，其中所述绝缘相包含选自B、Si、Ge、Ta、W、Nb、Al、Mo、P、V、As、Sb、Zr、Ti、Zn、Pb、Th、Be、Cd、Sc、La、Y、Pr、Cr、Sn、Ga、In、Rh、Pd、Mg、Li、Ba、Ca、Sr、Mn、Fe、Co、Ni、Rb和稀土金属构成的组中的至少一种元素的氧化物、氮氧化物或氮化物，并且，导电相包含选自Cu、Au、Ag、Pt、Pd、Ir和Os构成的组中的一种元素。
8.根据权利要求6的磁电阻元件，其中所述柱状导电相的尺寸是10nm或更小。
9.根据权利要求6的磁电阻元件，其中在第一和第二非金属中间层的每一个表面中所述导电相的面积比在1％至20％的范围内。
10.根据权利要求6的磁电阻元件，其中第一和第二非金属中间层中的所述导电相和金属中间层由相同的材料形成。
11.根据权利要求6的磁电阻元件，其中第一和第二非金属中间层中的导电相和金属中间层由不同材料形成。
12.根据权利要求1的磁电阻元件，还包括与磁化被钉扎层接触形成的反铁磁性层。
13.一种磁再现头，包括，
磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜包括：
磁化被钉扎层、磁化自由层和非磁性中间层，磁化被钉扎层的磁化方向在外磁场中基本上固定，磁化自由层的磁化方向设置成在外磁场中改变，非磁性中间层形成在磁化被钉扎层和磁化自由层之间并具有第一非金属中间层/金属中间层/第二非金属中间层的叠置结构；以及
一对电极，所述电极连接到磁电阻薄膜上，并设置成沿基本上垂直于磁电阻薄膜表面的方向提供电流。
14.根据权利要求13的磁再现头，还包括形成在磁化自由层和第一非金属中间层之间的第一界面金属层。
15.根据权利要求13的磁再现头，还包括形成在磁化被钉扎层和第二非金属中间层之间的第二界面金属层。
16.一种磁再现装置，包括磁再现头，
所述磁再现头包括：
磁电阻薄膜，所述磁电阻薄膜包括磁化被钉扎层、磁化自由层和非磁性中间层，磁化被钉扎层的磁化方向在外磁场中基本上固定，磁化自由层的磁化方向设置成在外磁场中改变，非磁性中间层形成在磁化被钉扎层和磁化自由层之间并具有第一非金属中间层/金属中间层/第二非金属中间层的叠置结构；以及
一对电极，所述电极连接到磁电阻薄膜上，并设置成沿基本上垂直于磁电阻薄膜表面的方向提供电流。
17.根据权利要求16的磁再现装置，还包括形成在磁化自由层和第一非金属中间层之间的第一界面金属层。
18.根据权利要求16的磁再现装置，还包括形成在磁化被钉扎层和第二非金属中间层之间的第二界面金属层。
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Families Citing this family (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3749873B2 (ja) * 2002-03-28 2006-03-01 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド及び磁気再生装置
JP3836788B2 (ja) 2002-12-26 2006-10-25 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置
US7227728B2 (en) * 2003-08-29 2007-06-05 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. Method and apparatus for a current-perpendicular-to-plane Giant Magneto-Resistance sensor with embedded composite film
JP2005259976A (ja) * 2004-03-11 2005-09-22 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置
US7248447B2 (en) * 2004-05-05 2007-07-24 Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. High Hc pinned self-pinned sensor
JP4822680B2 (ja) * 2004-08-10 2011-11-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP5095076B2 (ja) * 2004-11-09 2012-12-12 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
CN1297953C (zh) * 2004-12-28 2007-01-31 北京科技大学 一种双垂直自旋阀
JP4521316B2 (ja) * 2005-05-26 2010-08-11 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
KR20060131071A (ko) * 2005-06-15 2006-12-20 삼성전자주식회사 표시 장치용 배선, 이를 포함하는 박막 트랜지스터 표시판및 그 제조 방법
CN100452471C (zh) * 2005-09-27 2009-01-14 中国科学院物理研究所 一种基于硬磁材料的自旋阀磁电阻器件及其制备方法
US20070096229A1 (en) * 2005-10-28 2007-05-03 Masatoshi Yoshikawa Magnetoresistive element and magnetic memory device
JP4786331B2 (ja) 2005-12-21 2011-10-05 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4514721B2 (ja) 2006-02-09 2010-07-28 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気記憶装置
US7610674B2 (en) * 2006-02-13 2009-11-03 Headway Technologies, Inc. Method to form a current confining path of a CPP GMR device
JP2007299880A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子，および磁気抵抗効果素子の製造方法
US20080016653A1 (en) 2006-07-19 2008-01-24 Amelia Baradzi Ergonomic handle for push tools
JP4550777B2 (ja) 2006-07-07 2010-09-22 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置及び磁気メモリ
JP4550778B2 (ja) 2006-07-07 2010-09-22 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP4490950B2 (ja) 2006-07-07 2010-06-30 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、及び磁気抵抗効果素子
JP5044157B2 (ja) * 2006-07-11 2012-10-10 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子，磁気ヘッド，および磁気再生装置
JP4764294B2 (ja) 2006-09-08 2011-08-31 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、及び磁気ヘッド
JP2008085202A (ja) 2006-09-28 2008-04-10 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子、磁気メモリ、磁気ヘッド、および磁気記録再生装置
JP4496189B2 (ja) 2006-09-28 2010-07-07 株式会社東芝 磁気抵抗効果型素子および磁気抵抗効果型ランダムアクセスメモリ
JP2008124288A (ja) * 2006-11-14 2008-05-29 Tdk Corp 磁気抵抗効果素子およびその製造方法、ならびに薄膜磁気ヘッド、ヘッドジンバルアセンブリ、ヘッドアームアセンブリおよび磁気ディスク装置
JP4962010B2 (ja) * 2007-01-11 2012-06-27 Ｔｄｋ株式会社 磁気抵抗効果素子の形成方法
US7872838B2 (en) * 2007-02-09 2011-01-18 Headway Technologies, Inc. Uniformity in CCP magnetic read head devices
JP4388093B2 (ja) 2007-03-27 2009-12-24 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置
US7957108B2 (en) * 2007-08-08 2011-06-07 Tdk Corporation Magnetoresistive element having spacer layer that includes two layered regions composed of oxide semiconductor and nonmagnetic conductor phase sandwiched therebetween
US8325449B2 (en) * 2007-08-27 2012-12-04 Headway Technologies, Inc. CPP device with improved current confining structure and process
JP5150284B2 (ja) 2008-01-30 2013-02-20 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子およびその製造方法
JP5361201B2 (ja) * 2008-01-30 2013-12-04 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP2009239122A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子及びスピンｍｏｓ電界効果トランジスタ
JP2009239121A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子及び磁気ランダムアクセスメモリ
JP5039007B2 (ja) * 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5039006B2 (ja) 2008-09-26 2012-10-03 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5032429B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP5032430B2 (ja) * 2008-09-26 2012-09-26 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリ及び磁気記録再生装置
JP2010080839A (ja) 2008-09-29 2010-04-08 Toshiba Corp 磁気抵抗効果素子の製造方法、磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドアセンブリおよび磁気記録再生装置
US8551626B2 (en) * 2009-06-25 2013-10-08 Seagate Technology Llc CCP-CPP magnetoresistive reader with high GMR value
JP5095765B2 (ja) * 2010-02-08 2012-12-12 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子の製造方法
JP5377531B2 (ja) * 2011-01-24 2013-12-25 株式会社東芝 スピンｍｏｓ電界効果トランジスタ
JP2013115400A (ja) * 2011-12-01 2013-06-10 Sony Corp 記憶素子、記憶装置
AU2018256436A1 (en) 2017-04-19 2019-11-07 Board Of Regents, The University Of Texas System Immune cells expressing engineered antigen receptors
CN110190182B (zh) * 2019-05-28 2023-07-25 衢州学院 一种超薄自旋阀器件的设计方法
CN112305468B (zh) * 2019-07-29 2023-09-26 甘肃省科学院传感技术研究所 一种可用于巨磁阻传感器退火的方法与结构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0731969B1 (en) * 1994-10-05 1999-12-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Magnetic multilayer device including a resonant-tunneling double-barrier structure
JP3293437B2 (ja) * 1995-12-19 2002-06-17 松下電器産業株式会社 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッド及びメモリー素子
FR2774774B1 (fr) * 1998-02-11 2000-03-03 Commissariat Energie Atomique Magnetoresistance a effet tunnel et capteur magnetique utilisant une telle magnetoresistance
JPH11354859A (ja) * 1998-06-05 1999-12-24 Read Rite Smi Kk 磁気抵抗素子と磁気ヘッド
US6178074B1 (en) * 1998-11-19 2001-01-23 International Business Machines Corporation Double tunnel junction with magnetoresistance enhancement layer
US6452204B1 (en) * 1998-12-08 2002-09-17 Nec Corporation Tunneling magnetoresistance transducer and method for manufacturing the same
US6348274B1 (en) * 1998-12-28 2002-02-19 Kabushiki Kaisha Toshiba Magnetoresistive element and magnetic recording apparatus
JP3833512B2 (ja) 2000-10-20 2006-10-11 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
JP3657916B2 (ja) 2001-02-01 2005-06-08 株式会社東芝 磁気抵抗効果ヘッドおよび垂直磁気記録再生装置
JP3576111B2 (ja) * 2001-03-12 2004-10-13 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子
US6347049B1 (en) * 2001-07-25 2002-02-12 International Business Machines Corporation Low resistance magnetic tunnel junction device with bilayer or multilayer tunnel barrier
US6636389B2 (en) * 2001-08-03 2003-10-21 International Business Machines Corporation GMR magnetic transducer with nano-oxide exchange coupled free layers
JP2003218425A (ja) * 2002-01-18 2003-07-31 Hitachi Ltd 有限電圧下で高磁気抵抗率を示す強磁性トンネル接合素子、および、それを用いた強磁気抵抗効果型ヘッド、磁気ヘッドスライダ、ならびに磁気ディスク装置
JP3836788B2 (ja) 2002-12-26 2006-10-25 株式会社東芝 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型ヘッドおよび磁気記録再生装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3836788B2 (ja) 2006-10-25
CN1534605A (zh) 2004-10-06
JP2004214234A (ja) 2004-07-29
US20040190204A1 (en) 2004-09-30
US7196877B2 (en) 2007-03-27

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