(57)【要約】磁気抵抗効果膜（４３）は、ヘッドスライダの媒体対向面（２８）から後方に広がる。磁気抵抗効果膜の上側境界面（４３ｂ）には上側電極層（４６）が重ね合わせられる。上側電極層（４６）には、媒体対向面（２８）に露出する前端から上側境界面（４３ｂ）に沿って後方に広がる低抵抗領域（４６ａ）と、低抵抗領域（４６ａ）の後端から上側境界面（４３ｂ）に沿って後方に広がり、低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域（４６ｂ）とが形成される。磁気抵抗効果膜（４３）では高抵抗領域（４６ｂ）の働きでセンス電流の通り道は媒体対向面（２８）側に寄せられる。媒体対向面（２８）に沿って集中的にセンス電流は流通する。媒体対向面（２８）の近傍で磁気抵抗効果膜（４３）内に十分な回転量で磁化の回転が実現されれば、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な抵抗変化量は維持される。十分な感度は確保される。
2003079331.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の境界面に沿って後方に広がる電極層とを備え、電極層には、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から前記境界面に沿って後方に広がる低抵抗領域と、低抵抗領域の後端から前記境界面に沿って後方に広がり、低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項２】
請求の範囲第１項に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、前記高抵抗領域は、前記電極層内に取り込まれる酸素原子に基づき形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項３】
請求の範囲第１項に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、前記高抵抗領域は、前記電極層内に取り込まれるイオン原子に基づき形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項４】
請求の範囲第１項に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、前記低抵抗領域には、前記高抵抗領域の結晶粒に比べて大きな結晶粒が含まれることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項５】
請求の範囲第１項に記載のＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子において、前記電極層には、前記境界面に沿って第１厚みで広がり、前記低抵抗領域を構成する領域と、前記境界面に沿って第１厚みよりも小さい第２厚みで広がり、前記高抵抗領域を構成する領域とが形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項６】
ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の上側境界面に沿って後方に広がる上側電極層と、少なくともヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備え、上側電極層には、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から上側境界面に沿って後方に広がる低抵抗領域と、低抵抗領域の後端から上側境界面に沿って後方に広がり、低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項７】
ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の境界面に接触する電極と、ヘッドスライダの媒体対向面から後退した前端から前記境界面に沿って後方に広がり、電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【請求項８】
ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の上側境界面に接触する上側電極と、ヘッドスライダの媒体対向面から後退した前端から上側境界面に沿って後方に広がり、少なくとも上側電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層と、少なくともヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えばトンネル接合膜やスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜を利用する磁気抵抗効果素子に関し、特に、任意の基準面に積層される磁気抵抗効果膜に、基準面に直交する垂直方向にセンス電流を流通させるＣＰＰ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｐｅｒｐｅｎｄｉｃｕｌａｒ−ｔｏ−ｔｈｅ−Ｐｌａｎｅ）構造磁気抵抗効果素子に関する。
背景技術
任意の基準面に沿って積層形成されるスピンバルブ膜といった磁気抵抗効果膜は広く知られる。ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子の実現にあたって、磁気抵抗効果膜は上側電極および下側電極に挟まれる。上側電極および下側電極の間では、基準面に直交する垂直方向にセンス電流は流通する。
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子は、例えば媒体対向面で磁気記録媒体に向き合わせられるヘッドスライダに搭載される。ヘッドスライダでは、媒体対向面に直交する１仮想平面に沿って磁気抵抗効果膜は広がる。磁気記録媒体から磁気抵抗効果膜に信号磁界が作用すると、磁気抵抗効果膜内の磁化は回転する。
今後、磁気記録媒体で記録密度の向上がさらに推進されると、磁気記録媒体から漏れ出る信号磁界は弱まることが予想される。信号磁界が弱まると、磁気抵抗効果膜では、媒体対向面から遠ざかるに従って磁化の回転量は著しく減少してしまう。こうした磁化の回転量の減少は素子の感度の低下を招く。
発明の開示
本発明は、上記実状に鑑みてなされたもので、磁気記録媒体から漏れ出る信号磁界に対して十分な感度を確保することができるＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、第１発明によれば、ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の境界面に沿って後方に広がる電極層とを備え、電極層には、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から前記境界面に沿って後方に広がる低抵抗領域と、低抵抗領域の後端から前記境界面に沿って後方に広がり、低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子によれば、高抵抗領域の働きで磁気抵抗効果膜内のセンス電流の通り道はヘッドスライダの媒体対向面側に寄せられることができる。したがって、磁気抵抗効果膜では、媒体対向面に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十分な回転量で磁化の回転が実現されれば、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な抵抗変化量は維持されることができる。こうしてＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な感度は確保されることができる。
また、第２発明によれば、ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から磁気抵抗効果膜の上側境界面に沿って後方に広がる上側電極層と、少なくともヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備え、上側電極層には、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端から上側境界面に沿って後方に広がる低抵抗領域と、低抵抗領域の後端から上側境界面に沿って後方に広がり、低抵抗領域よりも高い抵抗率を有する高抵抗領域とが形成されることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では上側電極層の低抵抗領域および下側電極から磁気抵抗効果膜にセンス電流は供給される。このとき、磁気抵抗効果膜では高抵抗領域の働きでセンス電流の通り道はヘッドスライダの媒体対向面側に寄せられることができる。したがって、磁気抵抗効果膜では、媒体対向面に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十分な回転量で磁化の回転が実現されれば、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な抵抗変化量は維持されることができる。こうしてＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な感度は確保されることができる。
以上のようなＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では、高抵抗領域は、電極層内や上側電極層内に取り込まれる酸素原子に基づき形成されればよい。こうして形成される酸化金属領域では低抵抗の金属領域に比べて高い電気抵抗値は実現される。酸素原子の取り込みにあたって、電極層や上側電極層には製造過程で例えば酸素ガスの導入や酸素プラズマの照射が実施されればよい。
また、高抵抗領域は、電極層内や上側電極層内に取り込まれるイオン原子に基づき形成されてもよい。こうして実現される局所的な不純物の導入や金属結晶の欠陥などに基づき低抵抗の純粋金属領域に比べて高い電気抵抗値は実現される。純粋金属には例えば合金が含まれる。イオン原子の取り込みにあたって、電極層や上側電極層には製造過程で例えばイオン注入が実施されればよい。
その他、電極層内や上側電極層内には、結晶粒の大きさに基づき低抵抗領域および高抵抗領域が区画されてもよい。この場合には、低抵抗領域には、高抵抗領域の結晶粒に比べて大きな結晶粒が含まれればよい。結晶粒の素材は低抵抗領域および高抵抗領域で同一であればよい。結晶粒が小さければ小さいほど、電気抵抗値は高められることができる。例えば結晶粒にレーザーが照射されると、結晶粒は大粒に成長することができる。
さらにまた、電極層内や上側電極層内には、膜厚の相違に基づき低抵抗領域および高抵抗領域が区画されてもよい。この場合には、境界面や上側境界面に沿って第１厚みで広がり、低抵抗領域を構成する領域と、同様に境界面や上側境界面に沿って第１厚みよりも小さい第２厚みで広がり、高抵抗領域を構成する領域とが電極層内や上側電極層内に形成されればよい。
さらに、第３発明によれば、ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の境界面に接触する電極と、ヘッドスライダの媒体対向面から後退した前端から前記境界面に沿って後方に広がり、電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子によれば、高抵抗層の働きで磁気抵抗効果膜の境界面では電極の接触はヘッドスライダの媒体対向面側に寄せられることができる。したがって、磁気抵抗効果膜では、媒体対向面に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十分な回転量で磁化の回転が実現されれば、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な抵抗変化量は維持されることができる。こうしてＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な感度は確保されることができる。
さらにまた、第４発明によれば、ヘッドスライダの媒体対向面に沿って前端を規定し、ヘッドスライダの媒体対向面に交差する所定の基準面に沿って後方に広がる磁気抵抗効果膜と、ヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の上側境界面に接触する上側電極と、ヘッドスライダの媒体対向面から後退した前端から上側境界面に沿って後方に広がり、少なくとも上側電極よりも高い抵抗率を有する高抵抗層と、少なくともヘッドスライダの媒体対向面に臨む前端で磁気抵抗効果膜の下側境界面に接触する下側電極とを備えることを特徴とするＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子が提供される。
こういったＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では上側および下側電極から磁気抵抗効果膜にセンス電流は供給される。このとき、磁気抵抗効果膜の境界面では高抵抗層の働きで上側電極の接触はヘッドスライダの媒体対向面側に寄せられることができる。したがって、磁気抵抗効果膜では、媒体対向面に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。媒体対向面の近傍で磁気抵抗効果膜内に十分な回転量で磁化の回転が実現されれば、ＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な抵抗変化量は維持されることができる。こうしてＣＰＰ構造磁気抵抗効果素子では十分な感度は確保されることができる。
以上のようなＣＰＰ構造磁気抵抗効果膜は、例えばハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）といった磁気ディスク駆動装置に組み込まれるヘッドスライダに搭載されてもよく、磁気テープ駆動装置といったその他の磁気記録媒体駆動装置に組み込まれるヘッドスライダに搭載されてもよい。
発明を実施するための最良の形態
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施形態を説明する。
図１は磁気記録媒体駆動装置の一具体例すなわちハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）１１の内部構造を概略的に示す。このＨＤＤ１１は、例えば平たい直方体の内部空間を区画する箱形の筐体本体１２を備える。収容空間には、記録媒体としての１枚以上の磁気ディスク１３が収容される。磁気ディスク１３はスピンドルモータ１４の回転軸に装着される。スピンドルモータ１４は、例えば７２００ｒｐｍや１００００ｒｐｍといった高速度で磁気ディスク１３を回転させることができる。筐体本体１２には、筐体本体１２との間で収容空間を密閉する蓋体すなわちカバー（図示されず）が結合される。
収容空間には、垂直方向に延びる支軸１５回りで揺動するキャリッジ１６がさらに収容される。このキャリッジ１６は、支軸１５から水平方向に延びる剛体の揺動アーム１７と、この揺動アーム１７の先端に取り付けられて揺動アーム１７から前方に延びる弾性サスペンション１８とを備える。周知の通り、弾性サスペンション１８の先端では、いわゆるジンバルばね（図示されず）の働きで浮上ヘッドスライダ１９は片持ち支持される。浮上ヘッドスライダ１９には、磁気ディスク１３の表面に向かって弾性サスペンション１８から押し付け力が作用する。磁気ディスク１３の回転に基づき磁気ディスク１３の表面で生成される気流の働きで浮上ヘッドスライダ１９には浮力が作用する。弾性サスペンション１８の押し付け力と浮力とのバランスで磁気ディスク１３の回転中に比較的に高い剛性で浮上ヘッドスライダ１９は浮上し続けることができる。
こうした浮上ヘッドスライダ１９の浮上中に、キャリッジ１６が支軸１５回りで揺動すると、浮上ヘッドスライダ１９は半径方向に磁気ディスク１３の表面を横切ることができる。こうした移動に基づき浮上ヘッドスライダ１９は磁気ディスク１３上の所望の記録トラックに位置決めされる。このとき、キャリッジ１６の揺動は例えばボイスコイルモータ（ＶＣＭ）といったアクチュエータ２１の働きを通じて実現されればよい。周知の通り、複数枚の磁気ディスク１３が筐体本体１２内に組み込まれる場合には、隣接する磁気ディスク１３同士の間で１本の揺動アーム１７に対して２つの弾性サスペンション１８が搭載される。
図２は浮上ヘッドスライダ１９の一具体例を示す。この浮上ヘッドスライダ１９は、平たい直方体に形成されるＡｌ２Ｏ３−ＴｉＣ（アルチック）製のスライダ本体２２と、このスライダ本体２２の空気流出端に接合されて、読み出し書き込みヘッド２３を内蔵するＡｌ２Ｏ３（アルミナ）製のヘッド素子内蔵膜２４とを備える。スライダ本体２２およびヘッド素子内蔵膜２４には、磁気ディスク１３に対向する媒体対向面すなわち浮上面２５が規定される。磁気ディスク１３の回転に基づき生成される気流２６は浮上面２５に受け止められる。
浮上面２５には、空気流入端から空気流出端に向かって延びる２筋のレール２７が形成される。各レール２７の頂上面にはいわゆるＡＢＳ（空気軸受け面）２８が規定される。ＡＢＳ２８では気流２６の働きに応じて前述の浮力が生成される。ヘッド素子内蔵膜２４に埋め込まれた読み出し書き込みヘッド２３は、後述されるように、ＡＢＳ２８で前端を露出させる。ただし、ＡＢＳ２８の表面には、読み出し書き込みヘッド２３の前端に覆い被さるＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）保護膜が形成されてもよい。なお、浮上ヘッドスライダ１９の形態はこういった形態に限られるものではない。
図３は浮上面２５の様子を詳細に示す。読み出し書き込みヘッド２３は、薄膜磁気ヘッドすなわち誘導書き込みヘッド素子３１とＣＰＰ構造電磁変換素子すなわちＣＰＰ構造磁気抵抗効果（ＭＲ）読み取り素子３２とを備える。誘導書き込みヘッド素子３１は、周知の通り、例えば導電コイルパターン（図示されず）で生起される磁界を利用して磁気ディスク１３に２値情報を書き込むことができる。ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界に応じて変化する抵抗に基づき２値情報を検出することができる。誘導書き込みヘッド素子３１およびＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、前述のヘッド素子内蔵膜２４の上側半層すなわちオーバーコート膜を構成するＡｌ２Ｏ３（アルミナ）膜３３と、下側半層すなわちアンダーコート膜を構成するＡｌ２Ｏ３（アルミナ）膜３４との間に挟み込まれる。
誘導書き込みヘッド素子３１は、ＡＢＳ２８で前端を露出させる上部磁極層３５と、同様にＡＢＳ２８で前端を露出させる下部磁極層３６とを備える。上部および下部磁極層３５、３６は例えばＦｅＮやＮｉＦｅから形成されればよい。上部および下部磁極層３５、３６は協働して誘導書き込みヘッド素子３１の磁性コアを構成する。
上部および下部磁極層３５、３６の間には例えばＡｌ２Ｏ３（アルミナ）製の非磁性ギャップ層３７が挟み込まれる。周知の通り、導電コイルパターンで磁界が生起されると、非磁性ギャップ層３７の働きで、上部磁極層３５と下部磁極層３６とを行き交う磁束は浮上面２５から漏れ出る。こうして漏れ出る磁束が記録磁界（ギャップ磁界）を形成する。
ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２は、アルミナ膜３４すなわち下地絶縁層の表面に沿って広がる下側電極３８を備える。この下側電極３８には、引き出し導電層３８ａと、引き出し導電層３８ａの表面から立ち上がる導電端子片３８ｂとが形成される。下側電極３８は導電性を備えるだけでなく同時に軟磁性を備えてもよい。下側電極３８が例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されると、この下側電極３８は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の下部シールド層として機能することができる。
下側電極３８は、アルミナ膜３４の表面で広がる絶縁層４１に埋め込まれる。この絶縁層４１は、導電端子片３８ｂの壁面に接しつつ引き出し導電層３８ａの表面に沿って広がる。ここで、導電端子片３８ｂおよび絶縁層４１は所定の基礎層を構成する。導電端子片３８ｂの頂上面および絶縁層４１の表面は、基礎層上で切れ目なく連続する１平坦化面４２すなわち基準面を規定する。
平坦化面４２上には電磁変換膜すなわち磁気抵抗効果（ＭＲ）膜４３が積層される。このＭＲ膜４３は、ＡＢＳ２８で露出する前端から平坦化面４２に沿って後方に広がる。このＭＲ膜４３は少なくとも導電端子片３８ｂの頂上面に横たわる。導電端子片３８ｂは、少なくともＡＢＳ２８で露出する前端でＭＲ膜４３の下側境界面４３ａに接触する。こうしてＭＲ膜４３と下側電極３８との間には電気的接続が確立される。ＭＲ膜４３の構造の詳細は後述される。
同様に、平坦化面４２上では、ＡＢＳ２８に沿って延びる１対の磁区制御ハード膜４４が形成される。磁区制御ハード膜４４は平坦化面４２上でＡＢＳ２８に沿ってＭＲ膜４３を挟み込む。磁区制御ハード膜４４は例えばＣｏＰｔやＣｏＣｒＰｔといった金属材料から形成されればよい。これらの磁区制御ハード膜４４では、周知の通り、ＭＲ膜４３を横切る１方向に沿って磁化は確立されることができる。こうした磁区制御ハード膜４４の磁化に基づきバイアス磁界が形成されると、ＭＲ膜４３内で例えば自由側強磁性層（ｆｒｅｅ  ｌａｙｅｒ）の単磁区化は実現されることができる。
平坦化面４２上にはさらに被覆絶縁膜４５が覆い被さる。この被覆絶縁膜４５は絶縁層４１との間に磁区制御ハード膜４４を挟み込む。被覆絶縁膜４５中でＭＲ膜４３の頂上面すなわち上側境界面４３ｂはＡＢＳ２８に隣接して露出する。
被覆絶縁層４５の表面には上側電極層４６が広がる。上側電極層４６は、少なくともＡＢＳ２８で露出する前端でＭＲ膜４３の上側境界面４３ｂに接触する。こうしてＭＲ膜４３と上側電極層４６との間には電気的接続が確立される。上側電極層４６の詳細は後述される。
図４はＭＲ膜４３の一具体例を示す。このＭＲ膜４３はいわゆるスピンバルブ膜で構成される。すなわち、ＭＲ膜４３では、Ｔａ下地層５１、自由側強磁性層５２、中間導電層５３、固定側強磁性層（ｐｉｎｎｅｄ  ｌａｙｅｒ）５４、磁化方向拘束層（ｐｉｎｎｉｎｇ  ｌａｙｅｒ）すなわち反強磁性層５５および導電保護層５６が順番に重ね合わせられる。反強磁性層５５の働きに応じて固定側強磁性層５４の磁化は１方向に固定される。ここで、自由側強磁性層５２は、例えばＴａ下地層５１の表面に積層されるＮｉＦｅ層５２ａと、ＮｉＦｅ層５２ａの表面に積層されるＣｏＦｅ層５２ｂとで構成されればよい。中間導電層５３は例えばＣｕ層から構成されればよい。固定側強磁性層５４は例えばＣｏＦｅといった強磁性材料から形成されればよい。反強磁性層５５は例えばＩｒＭｎやＰｄＰｔＭｎといった反強磁性合金材料から形成されればよい。導電保護層５６は例えばＡｕ層やＰｔ層から構成されればよい。
その他、ＭＲ膜４３にはいわゆるトンネル接合膜が用いられてもよい。トンネル接合膜では、前述の中間導電層５３に代えて、自由側強磁性層５２と固定側強磁性層５４との間に中間絶縁層が挟み込まれればよい。こういった中間絶縁層は例えばＡｌ２Ｏ３層から構成されればよい。
磁気情報の読み出しにあたってＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２が磁気ディスク１３の表面に向き合わせられると、ＭＲ膜４３では、周知の通り、磁気ディスク１３から作用する磁界の向きに応じて自由側強磁性層５２の磁化方向は回転する。こうして自由側強磁性層５２の磁化方向が回転すると、ＭＲ膜４３の電気抵抗は大きく変化する。したがって、上側電極層４６および下側電極３８からＭＲ膜４３にセンス電流が供給されると、上側電極層４６および下側電極３８から取り出される電気信号のレベルは電気抵抗の変化に応じて変化する。このレベルの変化に応じて２値情報は読み取られることができる。
ここで、図５を参照しつつ上側電極層４６の構造を詳述する。上側電極層４６には、ＡＢＳ２８に露出する前端からＭＲ膜４３の上側境界面４３ｂに沿って後方に広がる低抵抗領域４６ａが区画される。上側境界面４３ｂでは、低抵抗領域４６ａの後端から高抵抗領域４６ｂが後方に広がる。この高抵抗領域４６ｂは低抵抗領域４６ａよりも高い抵抗率を有する。低抵抗領域４６ａは、高抵抗領域４６ｂの表面に沿って後方に広がってもよく、図６から明らかなように、被覆絶縁膜４５の表面に沿って高抵抗領域４６ｂを迂回しつつ後方に広がってもよい。こうして低抵抗領域４６ａの後端は接続用導電パッド（図示されず）に接続される。
こういった上側電極層４６は例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されればよい。上側電極層４６で導電性だけでなく同時に軟磁性が確立されれば、上側電極層４６は同時にＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の上部シールド層として機能することができる。前述の下部シールド層すなわち下側電極３８と上側電極層４６との間隔は記録ディスク１３上で記録トラックの線方向に磁気記録の分解能を決定する。
このとき、高抵抗領域４６ｂは、上側電極層４６内に取り込まれる酸素原子に基づき形成されればよい。酸素原子の取り込みにあたって、上側電極層４６には製造過程で例えば酸素ガスの導入や酸素プラズマの照射が実施されればよい。また、高抵抗領域４６ｂは、上側電極層４６内に取り込まれるイオン原子に基づき形成されてもよい。イオン原子の取り込みにあたって、上側電極層４６には製造過程で例えばイオン注入が実施されればよい。その他、上側電極層４６内には、結晶粒の大きさに基づき低抵抗領域４６ａおよび高抵抗領域４６ｂが区画されてもよい。この場合には、低抵抗領域４６ａには、高抵抗領域４６ｂの結晶粒に比べて大きな結晶粒が含まれればよい。結晶粒が小さければ小さいほど、電気抵抗値は高められることができる。例えば結晶粒にレーザーが照射されると、結晶粒は大粒に成長することができる。
以上のようなＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では上側電極層４６の低抵抗領域４６ａおよび下側電極３８からＭＲ膜４３にセンス電流は供給される。このとき、図５および図６から明らかなように、ＭＲ膜４３では高抵抗領域４６ｂの働きでセンス電流の通り道はＡＢＳ２８側に寄せられることができる。したがって、ＭＲ膜４３では、ＡＢＳ２８に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。
今後、磁気ディスク１３で記録密度の向上がさらに推進されると、磁気ディスク１３から漏れ出る信号磁界は弱まることが予想される。信号磁界が弱まると、ＭＲ膜４３では、ＡＢＳ２８の近傍で十分な磁化の回転量は確保されるものの、ＡＢＳ２８から遠ざかるに従って磁化の回転量は著しく減少する。このとき、前述のＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では、ＡＢＳ２８の近傍にセンス電流は集中することができる。したがって、センス電流は、大きな回転量で回転する磁化に十分に曝されることができる。こうしてＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では十分な抵抗変化量は維持されることができる。感度の低下は回避される。
しかも、図７に示されるように、下側電極３８は、導電端子片３８ｂの働きで記録トラックの中心線に向かってセンス電流を集中させることができる。ＭＲ膜４３では、記録トラックの中心線に沿ってセンス電流は流通する。センス電流の通り道は狭められることができる。感度の向上は期待される。その一方で、下側電極３８がＭＲ膜４３の下側境界面４３ａ全体に接触すると、ＭＲ膜４３と磁区制御ハード膜４４との境界付近にセンス電流が集中することが予想される。
図８に示されるように、前述の上側電極層４６に代えて、ＡＢＳ２８で露出する前端でＭＲ膜４３の上側境界面４３ｂに接触する上側電極５１と、ＡＢＳ２８から後退した前端から上側境界面４３ｂに沿って後方に広がる高抵抗層５２とが用いられてもよい。高抵抗層５２は少なくとも上側電極５１よりも高い抵抗率を有する。ここでは、上側電極５１はＭＲ膜４３や被覆絶縁膜４５との間に高抵抗層５２を挟み込む。
このとき、上側電極５１は、前述の上側電極層４６と同様に、例えばＮｉＦｅといった導電性の軟磁性体で構成されればよい。その一方で、高抵抗層５２は例えばＡｌ２Ｏ３といった任意の絶縁材料から構成されればよい。特に、高抵抗層５２は、いわゆるソフトフェライトやアモルファス磁性材料といった絶縁性の軟磁性材から構成されることが望まれる。こういった絶縁性の軟磁性材料によれば、上側電極５１ともども高抵抗層５２はＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２の上部シールド層として機能することができる。
こういった上側電極５１によれば、前述と同様に、ＭＲ膜４３では高抵抗層５２の働きでセンス電流の通り道はＡＢＳ２８側に寄せられることができる。したがって、ＭＲ膜４３では、ＡＢＳ２８に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。こうしてＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では十分な抵抗変化量は維持されることができる。感度の低下は回避される。
その他、こういった上側電極５１では、例えば図９に示されるように、ＡＢＳ２８に露出する前端で上側電極５１の表面から隆起する端子瘤５３が形成されてもよい。こういった端子瘤５３によれば、上側電極５１とＭＲ膜４３の上側境界面４３ｂとの接触はトラック幅方向に狭められることができる。したがって、前述の導電端子片３８ｂの働きと相俟って、一層確実に記録トラックの中心線に沿ってセンス電流の通り道は狭められることができる。一層の感度の向上は期待される。
その他、前述の上側電極層４６に代えて、例えば図１０に示されるように、ＭＲ膜４３の上側境界面４３ｂに沿って第１厚みＴｃで広がる低抵抗領域５４と、同様に上側境界面４３ｂに沿って第１厚みＴｃよりも小さい第２厚みＴｎで広がる高抵抗領域５５とを備える上側電極層５６が用いられてもよい。ここでは、上側電極層５６の膜厚の変化に基づき抵抗値の高低は確立される。こういった上側電極層５６によれば、前述と同様に、ＭＲ膜４３では高抵抗領域５５の働きでセンス電流の通り道はＡＢＳ２８側に寄せられることができる。したがって、ＭＲ膜４３では、ＡＢＳ２８に沿って集中的にセンス電流は流通することができる。こうしてＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子３２では十分な抵抗変化量は維持されることができる。感度の低下は回避される。
【図面の簡単な説明】
図１は、ハードディスク駆動装置（ＨＤＤ）の内部構造を概略的に示す平面図である。
図２は、一具体例に係る浮上ヘッドスライダの構造を概略的に示す拡大斜視図である。
図３は、浮上面で観察される読み出し書き込みヘッドの様子を概略的に示す正面図である。
図４は、一具体例に係る磁気抵抗効果（ＭＲ）膜の構造を概略的に示す拡大正面図である。
図５は、図３の５−５線に沿った拡大部分断面図である。
図６は、図３の６−６線に沿った拡大部分断面図であって、上部磁極の拡大平面図を示す。
図７は、図６に対応する下部磁極の拡大平面図である。
図８は、図５に対応し、他の実施形態に係るＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子の一部を示す拡大部分断面図である。
図９は、図３に対応し、ＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子の一変形例を示す正面図である。
図１０は、図５に対応し、さらに他の実施形態に係るＣＰＰ構造ＭＲ読み取り素子の一部を示す拡大部分断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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