专利名称：薄膜磁头、磁头万向组件及硬盘装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及薄膜磁头、磁头万向组件及硬盘装置背景技术伴随着硬盘等磁记录媒体的高密度化，对薄膜磁头的性能也提出了更高要求。作为薄膜磁头来说，包括具有读取用磁阻效应元件(以下称为MR(Magneto Resistive)元件)的再现磁头。作为再现磁头的特性来说，要求巴克浩森噪音(Barkhausen Noise)小。为了降低这种巴克浩森噪音，以夹持着MR元件的方式配置硬质磁性层，对MR元件施加偏移磁场，使该MR元件中所含的自由层进行单磁区化。
可是，为了与磁记录密度的更高密度化相适应，要求再现磁头更进一步插入间隙化和插入磁道化。然而，由于这种插入间隙化和插入磁道化，对MR元件，很难有效地施加偏移磁场，尤其是会产生磁道宽度越狭窄，越容易发生巴克浩森噪音的问题。为了抑制这种巴克浩森噪音的产生，已知有将向MR元件施加偏移磁场的偏移磁场施加膜作为硬质磁性层(由CoPt合金、CoCrPt合金等的含有Co的硬质磁性材料构成)和高饱和磁化磁性层(由FeCo合金构成)的层压膜、提高偏移磁场施加膜整体的饱和磁化的技术(例如，专利文献1特开平10-312512号日本国公开专利公报；专利文献2特开平10-312514号日本国公开专利公报)。
然而，硬质磁性层和高饱和磁化磁性层的层压膜，矫顽力很低，仍然存在着产生巴克浩森噪音的可能性。
发明内容
本发明就是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种更有效地抑制巴克浩森噪音发生的薄膜磁头、和具有该薄膜磁头的磁头万向组件以及硬盘装置。
本发明的薄膜磁头的特征在于，包括磁阻效应膜、和在磁阻效应膜的磁道宽度方向的两侧相互离开地配置并且用于对该磁阻效应膜施加偏移磁场的一对的磁区控制层，磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和用于使硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上一致的基底层的层构造体。
在本发明的薄膜磁头中，由于磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和基底层的上述层构造体，所以由基底层使硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上形成一致。由此，可提高硬质磁性层的矫顽力，并且更有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
上述所说的平面内方向，是沿着硬质磁性层的平面内的方向(与层构造体的层压方向交叉的方向)。另外，偏移磁场可以是纵向偏移磁场。
在层构造体中，优选在硬质磁性层和基底层之间层压强磁性层。这样构成时，可进一步提高硬质磁性层的矫顽力。
基底层，优选含有具有体心立方构造的材料。这样构成时，在形成硬质磁性层时，可以在使该硬质磁性层的磁化方向成为平面内方向的状态下成长地形成。
基底层，优选含有选自Ti、Cr、Mo、W和它们的合金中的金属。这样构成时，在形成硬质磁性层时，可以在使该硬质磁性层的磁化方向成为平面内方向的状态下成长地形成。
基底层，优选将其最大膜厚度设定在1～3nm的范围。这样构成时，可极为有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
本发明的磁头万向组件的特征在于，包括基台、在基台上形成的薄膜磁头和固定该基台的万向支架，薄膜磁头具有磁阻效应膜、和在磁阻效应膜的磁道宽度方向的两侧相互离开地配置并且用于对该磁阻效应膜施加偏移磁场的一对的磁区控制层，磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和用于使硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上一致的基底层的层构造体。
在本发明的磁头万向组件中，由于薄膜磁头具有上述磁区控制层，所以如上所述，可更进一步有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
本发明的硬盘装置的特征在于，包括基台、在基台上形成的薄膜磁头和与薄膜磁头相对向的记录媒体，薄膜磁头具有磁阻效应膜、和在磁阻效应膜的磁道宽度方向的两侧相互离开地配置并且用于对该磁阻效应膜施加偏移磁场的一对的磁区控制层，磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和用于使硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上一致的基底层的层构造体。
在本发明的硬盘装置中，由于薄膜磁头具有上述磁区控制层，所以如上所述，可更进一步有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
图1是用于说明本实施方式的薄膜磁头的剖面示意图。
图2是将本实施方式的薄膜磁头的MR膜及磁区控制层附近放大了的剖面示意图。
图3是表示磁区控制层所含有的基底层的最大膜厚与巴克浩森噪音的发生率之关系的曲线图。
图4是表示磁区控制层所含有的强磁性层和硬质磁性层的总最大膜厚与剩余磁化和膜厚之积的关系曲线图。
图5是用于说明本实施方式的薄膜磁头所含有的磁检测元件的制造方法的一例的图。
图6是用于说明本实施方式的薄膜磁头所含有的磁检测元件的制造方法的一例的图。
图7是用于说明本实施方式的薄膜磁头所含有的磁检测元件的制造方法的一例的图。
图8是用于说明本实施方式的薄膜磁头所含有的磁检测元件的制造方法的一例的图。
图9是表示磁区控制层所含有的强磁性层的最大膜厚与矫顽力之关系的曲线图。
图10是表示评价例1～4的薄膜磁头所含有的磁区控制层的构成及其特性的图表。
图11是磁头万向组件主要部分的侧面图。
图12是使用了图11所示的磁头万向组件的硬盘装置的平面图。
具体实施例方式
参照附图对本发明优选实施方式的薄膜磁头、磁头万向组件及硬盘装置进行说明。在说明中，对于同一构件或具有同一功能的构件，使用同一符号，重复说明省略。另外，“上”和“下”这样的用语，是按照图1、图2、图5～图8的上下来定义的。
图1是用于说明薄膜磁头MH的剖面示意图。薄膜磁头MH包括作为再现磁头的磁检测元件MD、和作为记录磁头的磁场形成元件RD。磁检测元件MD具有非磁性基板1、基底层2、下部磁屏蔽层3(第一屏蔽层)、下部间隔层5(第一绝缘层)、磁阻效应膜(以下称为MR(Magneto Resistive)膜)7、磁区控制层9、电极层11、上部间隔层17(第二绝缘层)、和上部磁屏蔽层19(第二屏蔽层)等。图1是从空气轴承面(与MR膜7中各层的层压方向平行的面)观察薄膜磁头MH剖面构造的图。
非磁性基板1是以Al2O3-TiC等为材料。基底层2是以Al2O3等为材料，在非磁性基板1上形成的膜。基底层2的厚度设定为3μm左右。下部磁屏蔽层3是以NiFe、铁硅铝磁性合金、FeCo、FeCoNi等软磁性体为材料，在基底层2上形成的膜。下部磁屏蔽层3的厚度为0.5～4μm的范围，例如设定为3μm左右。下部间隔层5是以Al2O3、AlN、SiO2等非磁性绝缘体为材料，在下部磁屏蔽层3上形成的膜。下部间隔层5的厚度设定为5～25nm。
MR膜7是GMR(Giant Magneto Resistive)膜，如图2所示，含有固定层(反强磁性层)21、被固定层(固定磁性层)23、非磁性层25、自由层27。图2是将薄膜磁头MH的MR膜7及磁区控制层9附近放大了的剖面示意图。
MR膜7是利用薄膜依次将基底层(未图示)、固定层21、被固定层23、非磁性层25、自由层27、间隔层(未图示)在下部间隔层5上进行层压成膜并且通过图案化(可利用离子研磨、RIE等方法)来构成。在固定层21和被固定层23的分界处产生交换结合，由此可将被固定层23的磁化方向固定在恒定方向(与磁道宽度方向成正交的方向)上。另一方面，自由层27可根据来自磁记录媒体的泄漏磁场、即外部磁场，改变磁化方向。
固定层21是以PtMn、NiO等反强磁性体作为材料、在下部间隔层5上成膜的基底层(例如，以Ta、Ni、Fe、Cr等为主材料形成的膜)上形成的膜。被固定层23是以Fe、Co、Ni、NiFe、CoFe、CoZrNb、FeCoNi等强磁性体为材料、在固定层21形成的膜。非磁性层25是以Cu、Ru、Rh、Ir、Au、Ag等非磁性体作为材料、在被固定层23上形成的膜，自由层27是以Fe、Co、Ni、NiFe、CoFe、CoZrNb、FeCoNi等强磁性体作为材料、在非磁性层25上形成的膜。在MR膜7上形成保护层(未图示)，该保护层是由Ta、Al2O3等构成。MR膜7的厚度设定为15～45nm。
在该MR膜7的磁道宽度方向的两侧，相互间隔地配置一对磁区控制层9，使其夹持着MR膜7，向MR膜7(自由层27)施加纵向偏移磁场。自由层27的磁化方向，由于来自磁区控制层9的纵向偏移磁场，成为与磁道宽度方向平行的方向，是与被固定层23的磁化方向成正交的方向。
如图2所示，该磁区控制层9包括基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35的层构造体，设置在MR膜7的两肋处。也可以以保护层为媒介设置磁区控制层9。磁区控制层9的间隔，在最狭窄位置，设定为50～200nm。
基底层31是为使硬质磁性层35的磁化方向在平面内方向上一致、用于提高硬质磁性层35的矫顽力而设置的层。该平面内方向是指沿着该硬质磁性层35的平面内的方向(与层压方向交叉的方向)。在本实施方式中，在基底层31中使用具有体心立方(BCCbody centered cubic)构造的材料。作为基底层31中所使用的具有体心立方构造的材料来说，有选自Ti、Cr、Mo、W、及它们的合金中的金属，在本实施方式中，例如，利用CrTi15(Cr 85at％、Ti 15at％的组成)形成基底层31。
强磁性层33是提高整个磁区控制层9的饱和磁化的层，在本实施方式中，使用具有体心立方构造的强磁性材料。作为强磁性层33中所使用的具有体心立方构造的材料来说，有含有Fe或Co的至少一种的金属，在本实施方式中，例如，利用FeCo10(Fe 90at％、Co 10at％的组成)形成强磁性层33。该强磁性层33是在基底层31上形成的膜。强磁性层33的厚度设定为1～10nm。
硬质磁性层35由含有Co的硬质磁性材料、例如CoCrPt、CoPt、CoTa等形成。在本实施方式中，利用CoCr5Pt15(Co 80at％、Cr 5at％、Pt 15at％的组成)形成硬质磁性层35。该硬质磁性层35是在强磁性层33上形成的膜，在硬质磁性层35上形成保护层(未图示)，该保护层由Ta等形成。硬质磁性层35的厚度设定为10～50nm。
在MR膜7的磁道宽度方向两侧，相互间隔地配置一对电极层11，向MR膜7(自由层27)供给电流(读出电流)。电极层11由含有Au、Ag、Ru、Rh、Cu、Cr、Mo等低电阻的导电性材料所形成，是在磁区控制层9上形成的保护层上形成的膜。电极层11的厚度设定为20～150nm。在电极层11上形成保护层(未图示)，该保护层由Ta、Al2O3等构成。从其中一个电极层11供给的电子，通过MR膜7的自由层27，传递到另一个电极层11。电流沿着与电子相反的方向流动。一对电极层11的间距，在最窄位置处，设定为20～500nm。设定电极层11的电阻低于磁区控制层9的电阻。
上部间隔层17是由Al2O3、AlN、SiO2等非磁性绝缘材料形成。该上部间隔层17是在MR膜7、电极层11上形成的保护层上形成的膜、上部间隔层17的厚度设定为5～25nm。
上述磁屏蔽层19是以NiFe、铁硅铝磁性合金、FeCo、FeCoNi等软磁性体作为材料、在上部间隔层17上形成的膜。上部磁屏蔽层19的厚度设定为0.5～4μm，例如为2μm左右。各屏蔽层3、19由于由软磁性体材料形成，所以可抑制除了来自检测对象的磁化迁移区域的泄漏磁场以外的泄漏磁场向MR膜7内部的导入。
在此，对于基底层31的厚度进行考查。磁区控制层9(基底层31、强磁性层33、硬质磁性层35)受保护层影子的影响，MR膜7附近的位置的成膜速率与离开MR膜7的位置的成膜速率不同。因此，基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35的厚度，在不受保护层影子的影响的离开MR膜7的位置，从空气轴承面一侧来看，以最大的值(最大膜厚)进行规定。
在硬质磁性层35中使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15在基底层31中使用CrTi15的构成中的巴克浩森噪音(BHN)的发生率特性示于图3中。图3是表示基底层31的最大膜厚度与巴克浩森噪音的发生率之关系的曲线图。特性A是在强磁性层33中使用厚度(最大厚膜)为3nm的FeCo10的构成(将磁区控制层9以基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35的层构造体构成)中、将基底层31的厚度(最大膜厚)作为参量(x)进行变化时的巴克浩森噪音的发生率的特性。特性B是在不具有强磁性层33的构成(将磁区控制层9以基底层31和硬质磁性层35的层构造体构成)中、将基底层31的厚度(最大膜厚)作为参量(x)进行变化时的巴克浩森噪音的发生率的特性。所谓巴克浩森噪音的发生率是指，测定某个数的同一参量的微细元件，此时测定巴克浩森噪音产生的个数，用测得的个数去除，再乘以100的值。
MR膜7等的基本构成，设为NiCr5/PtMn15/CoFe1.5/Ru0.8/CoFe2/Cu2/CoFe1/NiFe3/Ta2(数值的单位为nm)。电极层11的构成，设为Ta5/Au50/Ta10(数值的单位为nm)。光学磁道宽度平均为0.12μm。
如图3可知，使磁区控制层9的结构为基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35的层构造体时的巴克浩森噪音发生率低于使磁区控制层9的结构为基底层31和硬质磁性层35的层构造体。
如图3可知，在使磁区控制层9为基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35的层构造体的构成中，基底层31的厚度(最大膜厚)为1～3nm范围时，巴克浩森噪音的发生率很低。这是因为当基底层31的厚度小于1nm时，基底层31自身没有充分地结晶化，不能发挥基底层功能的缘故。另外还因为，当基底层31的厚度大于3nm时，由于基底层31存在于MR膜7和硬质磁性层35之间，所以MR膜7与硬质磁性层35的间隔扩大，不能适当地施加纵向偏移磁场的缘故。
根据以上情况，基底层31的厚度(最大膜厚)优选设定为1～3nm的范围。
接着，参照图4，对强磁性层33和硬质磁性层35的材料进行考察。
图4是表示强磁性层33和硬脂磁性层35的总最大膜厚与剩余磁化和膜厚之积(tBr)之关系的曲线图。特性C是，在硬质磁性层35使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15、强磁性层33使用FeCo10、基底层31使用厚度(最大膜厚)为3nm的CrTi15的构成中，将强磁性层33的厚度(最大膜厚)作为参量(x)进行变化时的剩余磁化与膜厚之积的特性。特性D是，在硬质磁性层35使用CoCr5Pt15、基底层31使用厚度(最大膜厚)为3nm的CrTi15的构成(不含强磁性层33的构成)中，将硬质磁性层35的厚度(最大膜厚)作为参量(x)进行变化时剩余磁化与膜厚之积的特性。
如图4所示，在用除去了基底层31的总最大膜厚进行比较时，为了获得比硬质磁性层35单层中的剩余磁化与膜厚之积大的剩余磁化与膜厚之积，作为强磁性层33所使用的材料，需要选择该强磁性层33中的剩余磁化与膜厚之积达到硬质磁性层35中的剩余磁化与膜厚之积以上的材料。通常，由于认为磁区控制层9的矩形比(剩余磁通密度/饱和磁通密度)近似为1，所以即使与饱和磁化Ms有关，作为强磁性层33所使用的材料，需要选择该强磁性层33的饱和磁化达到硬质磁性层35的饱和磁化以上的材料。
上述的“软磁性”和“硬磁性”这样的用语是表示保持力大小的一种的规定，作为整体，只要是能发挥“软磁性”和“硬磁性”功能，就可以，例如，在微观的或特定区域中也可以具有规定之外的材料或构造。例如，即使是将不同磁特性材料进行磁交换结合的材料或部分含有非磁性体的材料，作为整体，只要是能发挥软磁性及硬磁性的功能的材料即可。
接着对薄膜磁头MH的功能进行说明，MR膜7的自由层27，利用磁区控制层9，在磁道宽度方向上进行单磁区化。利用来自磁化迁移区域的泄漏磁场、即利用磁化迁移区域是N极还是S极，来改变自由层27的磁化方向。由于被固定层23的磁化方向，由固定层21固定，所以利用与自由层27和被固定层23的磁化方向间的余弦相对应的电阻变化来改变一对电极层11间的电子传达率(电流)。通过检测该电流的变化，可检测出来自磁记录媒体的检测对象的磁化迁移区域的泄漏磁场。将供给电流(读出电流)设为恒定，而检测电压，也可进行磁场检测，一般都采用这种形式的检测。
对于数据的磁记录也作一些说明，在薄膜磁头MH的磁检测元件MD上机械式地结合用于写入磁数据的磁场形成元件RD。利用来自磁场形成元件RD的泄漏磁场，向磁记录媒体的磁化迁移区域进行书写。
以下，参照图5～图8说明本实施方式的薄膜磁头MH、尤其是磁检测元件MD的制造方法的一个实例。图5～图8是用于说明本实施方式的薄膜磁头中所含有的磁检测元件的制造方法的一个实例的图。
首先，如图5所示，在非磁性基板(未图示)上，依次形成下部磁屏蔽层3、下部间隔层5和MR膜7，使所形成的膜达到规定的厚度。作为下部磁屏蔽层3的形成方法来说，可使用湿式镀法，作为下部间隔层5和MR膜7的形成方法来说，可使用溅射法。在湿式镀法中，除了使用含有构成原材料的金属的溶液的无电场镀法外，也可采用电镀法。
接着，如图6所示，在利用上述工序形成的MR膜7上形成所期望图案的保护层R，将该保护层R作为掩模，沿着从表面侧到下部间隔层5表面的深度方向，除去MR膜7中的露出区域，残留下由保护层R掩蔽部分的MR膜7。此时，也可以除去下部间隔层5的表面侧部分。残留部分的间隔成为光学磁道宽度。在上述去除中，也可使用离子研磨等腐蚀方法。
就保护层R来说，使下部Rb的宽度(磁道宽度方向上的宽度)比上部Ra的宽度(磁道宽度方向上的宽度)狭窄，形成根切(undercut)。保护层R的形成可以采用光刻蚀法。在本实施方式中，保护层R的下部Rb的宽度设定为50nm左右，其上部Ra的宽度设定为130nm左右。保护层R也可采用搭桥构造，这种情况下，下部Rb的宽度为0nm。
然后，如图7所示，在由上述工序残留的MR膜7的两侧，将保护层R作为掩模，在下部间隔层5上依次形成基底层31，使所形成的膜达到规定的厚度。作为基底层31的形成方法来说，可使用溅射法或离子束淀积法等PVD法。
接着，如图7所示，在由上述工序形成的基底层31上，将保护层R作为掩模，依次形成强磁性层33，使所形成的膜达到规定的厚度。作为强磁性层33的形成方法来说，可使用溅射法或离子束淀积法等PVD法。
接着，如图7所示，在由上述工序形成的强磁性层33上，将保护层R作为掩模，依次形成硬质磁性层35，使所形成的膜达到规定的厚度。由此，在MR膜7的两侧形成磁区控制层9。作为硬质磁性层35的形成方法来说，可使用溅射法或离子束淀积法等的PVD法。
接着，如图7所示，在由上述工序形成的硬质磁性层35上，将保护层R作为掩模，依次形成电极层11，使所形成的膜达到规定的厚度。作为电极层11的形成方法来说，可使用溅射法或离子束电极法等的PVD法。
接着，除去保护层R(提升法)，由此，露出MR膜7。
然后，如图8所示，在MR膜7、电极层11上，依次形成上部间隔层17和上部磁屏蔽层19，使所形成的膜达到规定的厚度。由此，完成图1和图2所示构成的磁检测元件MD。作为上部间隔层17的形成方法来说，可使用溅射法，作为上述磁屏蔽层19的形成方法来说，可使用镀法。
在此，确认了磁区控制层9的矫顽力的特性。
将硬质磁性层35使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15、强磁性层33使用FeCo10、基底层31使用厚度(最大膜厚)为2nm的CrTi15这种构成的矫顽力(HC)的特性示于图9。图9是表示强磁性层33的最大膜厚度与矫顽力之关系的曲线图。特性E是依次将基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35层压而构成的层构造体中的矫顽力的特性。特性F是依次将基底层31、硬质磁性层35和强磁性参33层压而构成的层构造体中的矫顽力的特性。特性G是依次将磁性层33和硬质磁性层35层压(基底层31的膜厚为零)而构成的层构造体中的矫顽力的特性。
如图9所示，采用含有基底层31的层构造体，可达到很高的矫顽力。
另外，依次将基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35层压而构成的层构造体的矫顽力高于依次将基底层31、硬质磁性层35和强磁性层33层压而构成的层构造体。认为这是因为强磁性层33具有与基底层31同样的功能。因此，强磁性层33也和基底层31相同，优选使用具有体心立方构造的强磁性材料。
接着，制作含有本实施方式这样的磁区控制层的薄膜磁头(磁检测元件)，评价巴克浩森噪音(BHN)的发生比率等性能。此处所说的巴克浩森噪音的发生比率，是用磁区控制层无基底层的结构的薄膜磁头中的巴克浩森噪音发生率除磁区控制层具有基底层的结构的薄膜磁头中的巴克浩森噪音发生率所得到的值。
MR膜等的基本构成是NiCr5/PtMn15/CoFe1.5/Ru0.8/CoFe2/Cu2/CoFe1/NiFe3/Ta2(数值的单位为nm)。另外，电极层的构成是Ta5/Au50/Ta10(数值的单位为nm)。光学磁道宽度平均为0.12μm。
评价例1如图10所示，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为2nm的CrTi15的基底层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率。而且，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率，得到了巴克浩森噪音的发生比率。
如图10所示，巴克浩森噪音的发生比率为0.13，可以确认，通过将磁区控制层设为硬质磁性层、强磁性层和基底层的层构造体，可降低巴克浩森噪音的发生率。
评价例2如图10所示，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为2nm的TiW75(Ti 25at％、W75at％的组成)的基底层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率。而且，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率，得到了巴克浩森噪音的发生比率。
如图10所示，巴克浩森噪音的发生比率为0.23，可以确认，通过将磁区控制层设为硬质磁性层、强磁性层和基底层的层构造体，可降低巴克浩森噪音的发生率。
评价例3如图10所示，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为2nm的CrMo20(Cr 80at％、Mo 20at％的组成)的基底层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率。而且，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率，得到了巴克浩森噪音的发生比率。
如图10所示，巴克浩森噪音的发生率为0.55，可以确认，通过将磁区控制层设为硬质磁性层、强磁性层和基底层的层构造体，可降低巴克浩森噪音的发生率。
评价例4如图10所示，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为2nm的CrW20(Cr 80at％、W 20at％的组成)的基底层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率。而且，将磁区控制层设为使用厚度(最大膜厚)为25nm的CoCr5Pt15的硬质磁性层、和使用厚度(最大膜厚)为3nm的FeCo10的强磁性层的层构造体，求出巴克浩森噪音的发生率，得到了巴克浩森噪音的发生比率。
如图10所示，巴克浩森噪音的发生比率为0.24，可以确认，通过将磁区控制层设为硬质磁性层、强磁性层和基底层的层构造体，可降低巴克浩森噪音的发生率。
如上所述，根据本实施方式，由于磁区控制层9包括硬质磁性层35、强磁性层33和基底层31的层构造体，所以利用基底层31，可使硬质磁性层35的磁化方向在平面内方向上形成一致。由此，可提高硬质磁性层35的矫顽力，并能更有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
另外，在本实施方式中，依次形成基底层31、强磁性层33、硬质磁性层35的膜，在硬质磁性层35和基底层31之间形成强磁性层33的层压。由此，可以更进一步提高硬质磁性层35的矫顽力。
另外，在本实施方式中，基底层31含有具有体心立方构造的材料。由此，在形成硬质磁性层35时，可在使该硬质磁性层35的磁化方向成为平面内方向的状态下进行成长地形成。关于这点，进行详细说明。CoCrPt、CoPt、CoTa等的Co合金，具有六方最密(HCPhexagonalclose-packed)构造。具有六方最密构造的物质，通常使c轴与表面垂直(与沿着该材料层的面交叉的方向)、或形成无定向，可使能量更稳定。然而，就六方最密构造的磁性材料来说，为了使该磁性材料在平面内具有很高的矫顽力，所以需要成为(110)(100)(101)等的取向。采取体心立方构造的物质，若晶格长度一致，可进行(100)取向，也可进行(110)取向，六方最密构造的磁性材料在该物质上异质外延地成长，该磁性材料成长为在平面内具有很高的矫顽力。
另外，在本实施方式中，基底层31是由选自Ti、Cr、Mo、W、及它们的合金中的金属形成。由此，在形成硬质磁性层35时，可在使该硬质磁性层35的磁化方向成为平面内方向的状态下进行成长地形成。选自Ti、Cr、Mo、W、及它们的合金中的金属，具有体心立方构造。
另外，在本实施方式中，就基底层31来说，其最大膜厚设定为1～3nm的范围。由此，可极为有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
接着，对使用上述薄膜磁头MH的磁头万向组件HGA进行说明。
图11是磁头万向组件HGA的主要部分的侧面图。磁头万向组件HGA，具备上述实施方式的薄膜磁头MH来作为薄膜磁头。
该磁头万向组件HGA，除了具有薄膜磁头MH以外，还具有可挠性部件51(万向支架)。可挠性部件51在包括其长度方向和厚度方向的平面内，可以挠曲。薄膜磁头MH安装在可挠性部件51上，使得上述长度方向与MR膜7中的各层的层压方向近乎一致。薄膜磁头MH是将非磁性基板1作为滑块的功能元件，滑块1(基台)具有沿着MR膜7中的各层的层压方向延伸的凹沟53。该凹沟53确定了薄膜磁头MH上浮时的空力特性。
安装了薄膜磁头MH的可挠性部件51，由于受到薄膜磁头MH的力而向厚度方向挠曲。MR膜7中的各层的层压方向(可挠性部件51的长度方向)与记录媒体的磁化迁移区域连接而成的磁道圆周方向近乎一致。
接着，对使用了上述薄膜磁头MH(磁头万向组件HGA)的硬盘装置HD进行说明。
图12是硬盘装置HD的平面图。该硬盘装置HD具有框体61。在框体61内部，除了配置具有薄膜磁头MH的磁头万向组件HGA之外，还配置了磁记录媒体RM。磁头万向组件HGA是具有将可挠性部件51的长度方向的一端部固定的臂63的磁头-万向-组件。当臂63以设置在中央附近的旋转轴65为中心进行旋转时，薄膜磁头MH沿着磁记录媒体RM的径向方向运动。另外，磁记录媒体RM为圆盘状，沿着其圆周方向，具有磁化迁移区域连接而成的磁道，当以设置在圆盘中心的旋转轴67作为中心旋转时，磁化迁移区域相对于薄膜磁头MH作相对移动。
配置薄膜磁头MH(MR膜7)，使得与MR膜7中的各层的层压方向平行的面，与磁记录媒体RM相对向，可以检测来自磁记录媒体RM的磁化迁移区域的泄漏磁场。与该MR膜7中的各层的层压方向平行的面成为空气轴承面ABS。作为向磁记录媒体RM记录的记录方式来说，可采用长向磁记录方式和垂直磁记录方式等。
如以上所述，在上述的磁头万向组件HGA和硬盘装置HD中，由于采用上述实施方式的薄膜磁头MH作为薄膜磁头，所以可以更进一步有效地抑制巴克浩森噪音的发生。
本发明并不仅仅限定于上述实施方式，例如，各层的构造并不是必须由单一的材料形成，作为整体，只要是能起到规定功能的材料，由多种材料形成也可以，例如，以合金的方式，混合存在或层构造的组合也可以。另外，也可以在它们的层间插入其它的层。
另外，在本实施方式中，薄膜磁头MH具有作为再现磁头的磁检测元件MD和作为记录磁头的磁场形成元件RD，但也可以仅具有磁检测元件MD。
另外，在本实施方式中，虽然以沿着MR膜7的侧面伸展的方式形成基底层31，但未必一定以沿着MR膜7的侧面伸展的方式形成基底层31，只在下部间隔层5上形成基底层31的结构也可以。
以上说明了优选的实施方式，根据根据本发明，可提供一种能更进一步有效地抑制巴克浩森噪音发生的薄膜磁头、和具有该薄膜磁头的磁头万向组件及硬盘装置。
权利要求
1.一种薄膜磁头，其特征在于包括磁阻效应膜；和在所述磁阻效应膜的磁道宽度方向的两侧相互离开地配置、并且用于对该磁阻效应膜施加偏移磁场的一对的磁区控制层；所述磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和用于使所述硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上一致的基底层的层构造体。
2.根据权利要求1所述的薄膜磁头，其特征在于在所述层构造体中，在所述硬质磁性层和所述基底层之间层压有所述强磁性层。
3.根据权利要求1所述的薄膜磁头，其特征在于所述基底层含有具有体心立方构造的材料。
4.根据权利要求1所述的薄膜磁头，其特征在于所述基底层含有选自Ti、Cr、Mo、W和它们的合金中的金属。
5.根据权利要求1所述的薄膜磁头，其特征在于所述基底层的厚度设定为1～3nm范围。
6.根据权利要1所述的薄膜磁头，其特征在于所述硬质磁性层由含有Co的硬质磁性材料形成。
7.根据权利要求1所述的薄膜磁头，其特征在于所述强磁性层含有具有体心立方构造的材料。
8.根据权利要求7所述的薄膜磁头，其特征在于所述强磁性层由含有Fe或Co中的至少一种的金属形成。
9.一种磁头万向组件，其特征在于包括基台、在所述基台上形成的薄膜磁头和固定所述基台的万向支架，所述薄膜磁头，包括磁阻效应膜；和在所述磁阻效应膜的磁道宽度方向的两侧相互离开地配置、并且用于对该磁阻效应膜施加偏移磁场的一对的磁区控制层；所述磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和用于使所述硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上一致的基底层的层构造体。
10.一种硬盘装置，其特征在于包括基台、在所述基台上形成的薄膜磁头和与所述薄膜磁头相对向的记录媒体，所述薄膜磁头，包括磁阻效应膜；和在所述磁阻效应膜的磁道宽度方向的两侧相互离开地配置、并且用于对该磁阻效应膜施加偏移磁场的一对的磁区控制层；所述磁区控制层包括硬质磁性层、强磁性层和用于使所述硬质磁性层的磁化方向在平面内方向上一致的基底层的层构造体。
全文摘要
以夹持MR膜7的方式在该MR膜7的磁道宽度方向的两侧，相互离开地配置一对磁区控制层9，对MR膜7(自由层27)施加纵向偏移磁场。该磁区控制层9包括基底层31、强磁性层33和硬质磁性层35的层构造体，通过保护层为媒介设置在MR膜7的两肋。基底层31是使硬质磁性层35的磁化方向在平面内方向上一致、用于提高硬质磁性层35矫顽力的层，使用具有体心立方构造的材料。是提高作为整个磁区控制层9的饱和磁化的层，使用具有体心立方构造的强磁性材料，硬质磁性层35是由含Co的硬质磁性材料形成。
文档编号H01L43/08GK1577498SQ20041006975
公开日2005年2月9日 申请日期2004年7月14日 优先权日2003年7月14日
发明者田中浩介, 岛泽幸司, 照沼幸一, 清水友晶 申请人:Tdk株式会社