DE19820462C2

DE19820462C2 - Magnetowiderstandseffektkopf

Info

Publication number: DE19820462C2
Application number: DE19820462A
Authority: DE
Inventors: Hideaki Fukuzawa; Yuzo Kamiguchi; Naoyuki Inoue; Hitoshi Iwasaki; Noriyuki Ito; Taro Oike; Hiroaki Kawashima
Original assignee: Toshiba Corp; TDK Corp
Current assignee: Toshiba Corp; TDK Corp
Priority date: 1997-05-07
Filing date: 1998-05-07
Publication date: 2001-05-10
Anticipated expiration: 2018-05-08
Also published as: KR100269820B1; JP3699802B2; SG70635A1; DE19820462A1; JPH10312512A; KR19980086935A; US6146776A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Magnetowiderstandseffektkopf, der einen magnetischen Mehrschichtenfilm verwendet, welcher einen Riesen- Magnetowiderstandseffekt aufweist.

Bei einem magnetischen Aufzeichnungsgerät, beispielsweise einem Festplattenlaufwerk (HDD) nimmt zur Verbesserung der Aufzeichnungsdichte die Neigung zu, die Aufzeichnungsspurbreite eines Mediums zu verringern. Um die Abnahme des Leseausgangssignals zu kompensieren, die mit der Verringerung der Aufzeichnungsspurbreite einhergeht, ist ein äußert empfindlicher Magnetowiderstandseffektkopf (MR-Kopf) erforderlich.

Insbesondere erscheint ein MR-Kopf vielversprechend, der einen Spin-Valve-Film verwendet, der den Riesen- Magnetowiderstandseffekt aufweist. Ein Spin-Valve-Film weist einen magnetischen Mehrschichtfilm auf, der dadurch auf einem Substrat hergestellt wird, dass auf dieses hintereinander folgende Schichten auflaminiert werden: Eine ferromagnetische Schicht, deren Magnetisierung sich entsprechend einem Signalmagnetfeld dreht (nachstehend als freie Schicht bezeichnet), eine unmagnetische Schicht, eine ferromagnetische Schicht, deren Magnetisierung einen Pinningeffekt zeigt (eine koerzitive Blockierung) (nachstehend als magnetische Pinningschicht bezeichnet), und eine anti-ferromagnetische Schicht zur koerzitiven Blockierung der Magnetisierung der magnetischen Pinningschicht.

Bei einem MR-Kopf, der einen Spin-Valve-Film verwendet, bestehen in der Hinsicht Schwierigkeiten, diesen in der Praxis einzusetzen, dass Barkhausenrauschen auftritt, welches infolge diskontinuierlicher Bewegungen der Blochwände der freien Schicht auftritt, sowie Leseungenauigkeiten in der Nähe beider Randabschnitte in Richtung der Breite einer Lesespur. Zur Lösung derartiger Probleme wird beispielsweise, wie in Fig. 22 gezeigt, ein MR-Kopf mit einem Aufbau mit anstoßendem Übergang vorgeschlagen, bei welchem die Außenseiten der beiden Randabschnitte, die von der Aufzeichnungsspurbreite W_t eines Spin-Valve-Films 1 abweichen, weggeätzt sind, und darauf harte magnetische Schichten 2 jeweils als harte magnetische Vormagnetisierungsfilme angeordnet sind.

Bei dem in Fig. 22 gezeigten Spin-Valve-MR-Kopf weist ein Spin-Valve-Film 1 eine freie Schicht 3, eine unmagnetische Schicht 4, eine Pinningschicht 5 und eine anti ferromagnetische Schicht 6 auf. Auf der härten magnetischen Schicht 2 sind jeweils Elektroden 7 vorgesehen, um über diese einen Meßstrom dem Spin-Valve-Film 1 zuzuführen. Obwohl dies in der Figur nicht dargestellt ist, ist der Spin-Valve-Film 1 zwischen einer oberen und einer unteren magnetischen Abschirmschicht angeordnet, wobei dazwischen jeweils ein Magnetspalt vorgesehen ist.

Bei einem MR-Kopf mit einem Aufbau mit anstoßendem Übergang, wie er in Fig. 22 gezeigt ist, wird durch Verschwinden der magnetischen Domänen der freien Schicht 3 durch das Vormagnetisierungs-Magnetfeld von der harten magnetischen Schicht 2 Barkhausenrauschen unterdrückt. Während der Spin- Valve-Film entsprechend der Lesespurbreite W_t übrigbleibt, werden die Abschnitte außerhalb der Randabschnitte durch die harten magnetischen Schichten 2 ersetzt. Daher kann Aufzeichnungsinformation nur aus einer Aufzeichnungsspur ausgelesen werden, wodurch Lesefehler gering werden.

Um der Anforderung nach einer noch höheren magnetischen Aufzeichnungsdichte zu begegnen, selbst bei einem Spin-Valve- MR-Kopf, besteht der Wunsch, den Spalt noch weiter zu verringern (Verkleinerung des Filmspalts). Wenn der Aufbau mit anstoßendem Übergang bei einem MR-Kopf eingesetzt wird, der einen engeren Spalt aufweist, so ist es schwierig, eine wirksame Vormagnetisierungskraft zu erzielen, selbst wenn man versucht, die Vormagnetisierungskraft zu erhöhen, beispielsweise durch Erhöhung der Dicke der harten magnetischen Schicht 2, die als harter magnetischer Vormagnetisierungsfilm dient, da das Vormagnetisierungs- Magnetfeld zur magnetischen Abschirmschicht hin austritt.

Wie voranstehend geschildert ist es bei dem Spin-Valve-MR- Kopf schwierig, obwohl der Aufbau mit anstoßendem Übergang grundsätzlich wirksam ist, Barkhausenrauschen infolge der Blochwände der freien Schicht zu unterdrücken, infolge der Spaltverengung und der Spurverengung des MR-Kopfes, wirksam das Vormagnetisierungs-Magnetfeld der freien Schicht zuzuführen. Insbesondere, wenn eine Spur eng ausgebildet wird, obwohl das Vormagnetisierungs-Magnetfeld wirksam zugeführt werden sollte, ist es deutlich geworden, daß mit Verengung der Spurbreite das Auftreten von Barkhausenrauschen wahrscheinlich wird. Diese Tatsachen wurden erstmalig aufgrund der Ergebnisse deutlich, welche die vorliegenden Erfinder erzielten.

Aus JP 07-210834 A ist ein MR-Magnetkopf bekannt, bei dem zwischen der Vormagnetisierungsschicht und dem Randabschnitt des MR-Elements eine weichmagnetische Unterschicht vorgesehen ist. Konkrete Dimensionierungsregeln für die magnetischen Eigenschaften der Vormagnetisierungs- und der Unterschicht lassen sich aus diesem Dokument allerdings nicht entnehmen.

Aus den voranstehenden Ausführungen wird deutlich, dass es bei einem Spin-Valve-MR-Kopf mit einem Aufbau mit anstoßendem Übergang erforderlich ist, die Ursachen für das Barkhausenrauschen festzustellen, wenn die Spurbreite verengt wird, und Gegenmaßnahmen zu entwickeln.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, bei einem Spin-Valve-MR-Kopf mit einem Aufbau mit anstoßendem Übergang einen Magnetowiderstandseffektkopf zur Verfügung zu stellen, der eine wirksame Unterdrückung des Auftretens von Barkhausenrauschen beispielsweise infolge einer Verengung der Spurbreite ermöglicht.

Um das voranstehende Ziel zu erreichen haben die vorliegenden Erfinder systematisch die Beziehung zwischen der Spurbreite und dem Auftreten von Barkhausenrauschen bei Magnetowiderstandeffektelementen untersucht, die sich bezüglich der Sättigungsmagnetisierung M_s der freien Schicht unterschieden. Ein Beispiel für die Ergebnisse der Erfinder ist in Fig. 1 dargestellt. Hierbei ist ein Längsrichtungs- Vormagnetisierungsfilm in Fig. 1 ein laminierter Film aus TiW(10 nm)/CoPt(40 nm). Aus Fig. 1 wird deutlich, dass bei einer Verengung der Spurbreite Barkhausenrauschen aufzutreten beginnt, und dass dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung M_s einer freien Schicht eines Magnetowiderstandseffektelements groß wird, eine deutliche Tendenz auftritt, und Barkhausenrauschen auftritt.

Die voranstehend geschilderte Tendenz steht im Gegensatz zu der Vorstellung, dass dann, wenn ein Vormagnetisierungs- Magnetfeld von einer harten magnetischen Schicht zugeführt wird, wenn die Spurbreite enger wird, ein statisches magnetisches Feld wirksamer dem Magnetowiderstandseffektfilm zugeführt werden sollte. Jedoch lässt sich erklären, dass dann, wenn die Spurbreite gering ist, das Entmagnetisierungsfeld am Randabschnitt zunimmt, an welchem der Magnetowiderstandseffektfilm an den harten magnetischen Film anschließt, und einen starken Einfluss auf das Flussdichtewölbungsphänomen hat. Darüber hinaus kann der Unterschied beim Auftreten des Barkhausenrauschens nicht einfach durch (Mr × t der Vormagnetisierungsfilme)/(Ms × t der freien Schichten) zwischen dem harten magnetischen Film und der freien Schicht erklärt werden, sondern nur dann, wenn die Erhöhung des Entmagnetisierungsfeldes infolge der Erhöhung der Sättigungsmagnetisierung Ms der freien Schicht berücksichtigt wird.

Aus den voranstehend geschilderten Ergebnissen ergibt sich, dass dann, wenn bei einem Magnetowiderstandseffektelement die Spurbreite enger gewählt wird, als Maßnahme zur Erzielung einer höheren Aufzeichnungsdichte, ein für eine enge Spuranordnung charakteristisches Problem auftritt, nämlich dass die Unterdrückung der Ausbildung magnetischer Domänen am Randabschnitt der freien Schicht wesentlich ist. Weiterhin stellt sich heraus, dass zur Unterdrückung der Ausbildung magnetischer Domänen am Randabschnitt der freien Schicht die Erhöhung der Sättigungsmagnetisierung des harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms insgesamt wirksam ist, dass eine Erhöhung dadurch erzielt wird, dass ein Laminatfilm verwendet wird, der zwischen einer magnetischen Unterschicht und einer harten magnetischen Schicht als der harte magnetische Vormagnetisierungsfilm vorgesehen ist, und durch Verwendung eines magnetischen Materials mit hoher Sättigungsmagnetisierung für die magnetische Unterschicht.

Die vorliegende Erfindung wurde auf der Grundlage dieser Erkenntnisse entwickelt.

Ein erster Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Magnetowiderstandseffektfilm auf, der eine freie Schicht aufweist, deren Magnetisierungsrichtung sich entsprechend einem externen magnetischen Feld ändert, eine unmagnetische Schicht, die stapelförmig auf der freien Schicht angeordnet ist, und eine Pinningschicht, die stapelförmig auf der unmagnetischen Schicht angeordnet ist, einen harten magnetischen Vormagnetisierungsfilm, der eine magnetische Unterschicht aufweist, und eine harte magnetische Schicht, die stapelförmig auf der magnetischen Unterschicht angeordnet ist, wobei die harte magnetische Schicht an den Randabschnitt des Magnetowiderstandseffektfilms durch die magnetische Unterschicht anschließt, und eine Elektrode vorgesehen ist, welche einen Messstrom dem Magnetowiderstandseffektfilm zuführt, wobei dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Unterschicht durch Ms^under bezeichnet wird, und die Sättigungsmagnetisierung der freien Schicht durch Ms^free, die magnetische Unterschicht folgende Beziehung erfüllt: Ms^under ≧ Ms^free.

Ein zweiter Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung weist einen Magnetowiderstandseffektfilm auf, der eine freie Schicht aufweist, deren Magnetisierungsrichtung sich entsprechend einem externen Magnetfeld ändert, eine stapelförmig auf der freien Schicht angeordnete unmagnetische Schicht, und eine Pinningschicht, die stapelförmig auf der unmagnetischen Schicht angeordnet ist, einen harten magnetischen Vormagnetisierungsfilm, der eine magnetische Unterschicht aufweist sowie eine harte magnetische Schicht, die stapelförmig auf der magnetischen Unterschicht angeordnet ist, wobei die harte magnetische Schicht an den Randabschnitt des Magnetowiderstandseffektfilms über die magnetische Unterschicht anschließt, und eine Elektrode vorgesehen ist, die dem Magnetowiderstandseffektfilm einen Meßstrom zuführt, wobei dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Unterschicht durch Ms^under bezeichnet wird, und die Sättigungsmagnetisierung der harten magnetischen Schicht durch Ms^hard, die magnetische Unterschicht folgende Beziehung erfüllt: Ms^under ≧ Ms^hard.

Bei dem ersten Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung wird als Unterschicht der harten magnetischen Schicht für die Vormagnetisierung in Längsrichtung bei dem Magnetowiderstandseffektfilm eine magnetische Unterschicht verwendet, deren Sättigungsmagnetisierung (Ms^under) nicht kleiner ist als die Sättigungsmagnetisierung Ms^free der freien Schicht. Durch Verwendung einer magnetischen Unterschicht, die eine hohe Sättigungsmagnetisierung aufweist, bei einem harten magnetischen Vormagnetisierungsfilm mit einem Aufbau mit anstoßendem Übergang kann daher die Schwankung der Magnetisierungsrichtung des harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms unterdrückt werden, die bei der Magnetisierungsdrehung der freien Schicht auftritt. Daher kann das Vormagnetisierungs-Magnetfeld stabil und wirksam in die freie Schicht eingegeben werden, wodurch das Auftreten von Barkhausenrauschen unterdrückt werden kann, welches die Schwankung der Magnetisierung des harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms begleitet.

Darüber hinaus ist es normalerweise schwierig, die Sättigungsmagnetisierung eines harten magnetischen Materials zu vergrößern. Daher wird bei dem zweiten Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung als Unterschicht der harten magnetischen Schicht, die ein Vormagnetisierungs-Magnetfeld eingibt, eine magnetische Unterschicht mit einer Sättigungsmagnetisierung (Ms^under) verwendet, die nicht kleiner ist als die Sättigungsmagnetisierung Ms^hard der harten magnetischen Schicht. Bei einem Laminatfilm mit einer derartigen magnetischen Unterschicht kann die Sättigungsmagnetisierung des harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms insgesamt höher ausgebildet werden. Daher wird das Vormagnetisierungs- Magnetfeld der freien Schicht stabil und wirksam zugeführt, wodurch das Auftreten von Barkhausenrauschen wirksam unterdrückt werden kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Beispiel für die Beziehung zwischen Spurbreiten und dem Auftreten von Barkhausenrauschen bei Magnetowiderstandseffektelementen, die sich bezüglich der Sättigungsmagnetisierung der freien Schicht unterscheiden;

Fig. 2 eine Schnittansicht, gesehen von einer Luftlageroberfläche aus, des Aufbaus eines wesentlichen Abschnitts einer Ausführungsform der Erfindung, bei welcher ein Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Magnetkopf mit getrenntem Aufzeichnen/Lesen eingesetzt wird;

Fig. 3 eine Schnittansicht in vergrößertem Maßstab eines wesentlichen Abschnitts des Magnetkopfes mit getrenntem Aufzeichnen/Lesen von Fig. 2;

Fig. 4A, 4B und 4C schematische Darstellungen von Magnetisierungszuständen, die bei der Magnetisierungsdrehung freier Schichten auftreten, wenn sowohl eine magnetische Unterschicht als auch eine harte magnetische Schicht eine hohe Sättigungsmagnetisierung aufweisen; .

Fig. 5A, 5B und 5C schematische Darstellungen von Magnetisierungszuständen, die bei der Magnetisierungsdrehung freier Schichten auftreten, wenn sowohl eine magnetische Unterschicht als auch eine harte magnetische Schicht eine niedrige Sättigungsmagnetisierung aufweisen;

Fig. 6 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Sättigungsmagnetisierung Ms^free einer freien Schicht und dem Auftreten von Barkhausenrauschen;

Fig. 7 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Spurbreite und dem Auftreten von Barkhausenrauschen;

Fig. 8 eine Darstellung der Beziehung zwischen einem Verhältnis (Ms^hard × t^hard)/(Ms^under × t^under) und dem Auftreten von Barkhausenrauschen;

Fig. 9 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Dicke t^under einer magnetischen Unterschicht und dem Auftreten von Barkhausenrauschen;

Fig. 10 eine Darstellung der Abhängigkeit der remanenten Magnetisierung Mr^total als Laminatfilm eines harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms von der Dicke einer magnetischen Unterschicht;

Fig. 11 eine Darstellung der Abhängigkeit der Koerzitivkraft Hc^total eines Laminatfilms eines harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms von der Dicke einer magnetischen Unterschicht;

Fig. 12 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Sättigungsmagnetisierung Ms^under einer magnetischen Unterschicht und dem Auftreten von Barkhausenrauschen;

Fig. 13 eine Darstellung der Beziehung zwischen der remanenten Magnetisierung Mr^total eines Laminatfilms einer Vormagnetisierungs-Magnetfeldeingabeschicht und des Auftretens von Barkhausenrauschen;

Fig. 14A und 14B Diagramme zur Erläuterung magnetischer Dispersionszustände harter magnetischer Schichten;

Fig. 15 eine Darstellung der Kobaltkonzentrationsabhängigkeit vom Quadratverhältnis S;

Fig. 16 eine Darstellung der Beziehung zwischen der Filmdicke von FeCo-Legierungsfilmen und Quadratverhältnissen S, wenn die Co-Konzentration geändert wird;

Fig. 17 eine Darstellung der Beziehung zwischen Filmdicken von CoPt-Legierungsfilmen und Koerzitivkräften Hc^total harter magnetischer Vormagnetisierungsfilme als Laminatfilm;

Fig. 18 eine Darstellung der Beziehung zwischen Filmdicken von CoPt-Legierungsfilmen und der remanenten Magnetisierung Mr^total harter magnetischer Vormagnetisierungsfilme als Laminatfilm;

Fig. 19 eine Darstellung der Beziehung zwischen Filmdicken von CoPt-Legierungsfilmen und Quadratverhältnissen S^total harter magnetischer Vormagnetisierungsfilme als Laminatfilm;

Fig. 20 eine Darstellung der Beziehung zwischen Filmdicken von CoPt-Legierungsfilmen und dem Wert Mr × t^(total) harter magnetischer Vormagnetisierungsfilme;

Fig. 21 eine Schnittansicht des Aufbaus eines wesentlichen Abschnitts eines abgeänderten Beispiels für den in Fig. 2 gezeigten Magnetowiderstandseffektkopf; und

Fig. 22 eine Schnittansicht des Aufbaus eines wesentlichen Abschnitts eines Baubeispiels für einen Magnetowiderstandseffektkopf mit einem herkömmlichen Aufbau mit anstoßendem Übergang.

Nachstehend werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Zeichnungen beschrieben.

Fig. 2 ist eine Schnittansicht, welche den Aufbau eines wesentlichen Abschnitts einer Ausführungsform zeigt, bei welcher ein Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Magnetkopf mit getrennter Aufzeichnung und getrenntem Lesen eingesetzt wird. Fig. 2 ist eine Schnittansicht eines Magnetkopfs mit getrenntem Aufzeichnen/Lesen, gesehen von einer Luftlageroberfläche aus, wobei die x-Richtung die Richtung der Aufzeichnungsspurbreite ist, und die y-Richtung die Aufzeichnungsspurverlaufsrichtung und ebenso die Richtung der Filmdicke ist. Fig. 3 ist eine Schnittansicht, die in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt zeigt, der in Fig. 2 von einer gepunkteten Linie umgeben ist.

In diesen Figuren ist mit dem Bezugszeichen 11 ein Substrat bezeichnet, und als Substrat 11 kann ein Substrat aus Al₂O₃ × TiC verwendet werden, welches eine Al₂O₃-Schicht aufweist. Auf einer Hauptoberfläche eines derartigen Substrats 11 ist eine magnetische Abschirmschicht 12 an der Unterseite vorgesehen, die aus einem weichmagnetischen Material besteht, beispielsweise einer amorphen CoZrNb- Legierung, einer NiFe-Legierung, einer FeSiAl-Legierung und dergleichen. Auf der magnetischen Abschirmschicht 12 an der Unterseite ist ein Magnetowiderstandseffektfilm (MR-Film) 14 über einen Lesemagnetspalt 13 an der Unterseite vorgesehen, der aus einem unmagnetischen Isoliermaterial wie beispielsweise AlO_x besteht.

Ein MR-Film 14 gemäß der vorliegenden Erfindung weist, wie beispielsweise in Fig. 3 gezeigt, einen magnetischen Mehrschichtfilm auf, der durch aufeinanderfolgendes Laminieren folgender Schichten hergestellt wird: einer freien Schicht 15, deren Magnetisierungsrichtung sich entsprechend zumindest einem externen Magnetfeld ändert, einer unmagnetischen Schicht 16, einer Pinningschicht 17, und einer anti-ferromagnetischen Schicht 18, und stellt einen sogenannten Spin-Valve-Film (Spin-Valve-GMR-Film) dar, der den Riesen-Magnetowiderstandseffekt zeigt. Eine freie Schicht 15 weist beispielsweise eine ferromagnetische Schicht 151 auf, die Co enthält, beispielsweise eine CoFe- Legierungsschicht. Diese kobalthaltige ferromagnetische Schicht 151 ist neben einer unmagnetischen Schicht 16 angeordnet.

Die kobalthaltige ferromagnetische Schicht 151 ist, um die weichmagnetischen Eigenschaften als freie Schicht 15 zu erhöhen, beispielsweise auf einer weichmagnetischen Unterstützungsschicht ausgebildet. Vorzugsweise werden für die weichmagnetische Unterstützungsschicht ein amorphes, weichmagnetisches Material und ein weichmagnetisches Material mit einem kubisch-flächenzentrierten Gitter verwendet, beispielsweise NiFe-Legierung, eine NiFeCo-Legierung, sowie eine magnetische Legierung, die dadurch erhalten wird, dass den voranstehend genannten Legierungen verschiedene zusätzliche Elemente hinzugefügt werden. Bei der vorliegenden Ausführungsform sind hintereinander unterhalb der kobalthaltigen ferromagnetischen Schicht 151 als weichmagnetische Unterstützungsschicht eine NiFe- Legierungsschicht 152 und eine amorphe CoZrNb- Legierungsschicht 153 angeordnet.

Weiterhin wird für die freie Schicht 15 eine NiFe-Legierung, beispielsweise Ni₈₀Fe₂₀ (at%) eingesetzt.

Eine Pinningschicht 17 (Schicht mit Pinningeffekt, also mit koerzitiver Blockierung) ist auf der freien Schicht 15 über eine unmagnetische Schicht 16 vorgesehen, die aus Cu, Au, Ag und Legierungen zwischen diesen Stoffen besteht. Die Pinningschicht 17 weist das kobalthaltige ferromagnetische Material auf, beispielsweise eine CoFe-Legierung wie bei der freien Schicht 15. Die Pinningschicht 17 erfährt eine koerzitive Blockierung über eine Austauschkopplung mit einer anti-ferromagnetischen Schicht 18, die etwa aus einer IrMn- Legierung, einer FeMn-Legierung, einer NiMn-Legierung, einer PtMn-Legierung, einer PtRhMn-Legierung und NiO besteht. Weiterhin ist in der Figur mit dem Bezugszeichen 19 eine unmagnetische Unterschicht bezeichnet, die aus einem Material wie Ta oder Ti besteht, und mit dem Bezugszeichen 20 ein Schutzfilm, der aus dem selben Material besteht. Diese Schichten werden je nach Erfordernis vorgesehen.

Als konkreter Aufbau eines Spin-Valve-GMR-Films 14 lässt sich ein Aufbau angeben, der dadurch entsteht, dass nacheinander von der Substratseite aus folgende Schichten auflaminiert werden: Ta(5 nm) 19/amorphes CoZrNb(5 nm) 153/NiFe(2 nm) 152/CoFe(3 nm) 151/Cu(3 nm) 16/CoFe(2 nm) 17/IrMn(5.5 nm) 18/Ta(5 nm) 20. Als konkretes Beispiel für den Aufbau eines Spin-Valve-GMR-Films, bei welchem eine NiFe-Legierung als freie Schicht eingesetzt wird, lässt sich ein Aufbau angeben, bei welchem nacheinander von der Substratseite aus folgende Substanzen auflaminiert werden:

Ta(5 nm)/NiFe(6 nm)/Co(1 nm)/Cu(3 nm)/Co(1 nm)/NiFe(2 nm)IrMn(5.5 nm )/Ta(5 nm);

Ta(5 nm)/NiFe(6 nm)/CoFe(1 nm)Cu(3 nm)/CoFe(2 nm)/IrMn(7 nm)/Ta(5 nm );

Ta(5 nm)/NiFe(6 nm)/CoFe(1 nm)Cu(3 nm)/CoFe(3 nm)/Ru(0.8 nm)/CoFe(3 nm)/IrMn(7 nm)/Ta(5 nm).

Ein Spin-Valve-GMR-Film 14, bei welchem ein kobalthaltiges ferromagnetisches Material, beispielsweise eine CoFe- Legierung, als Teil (151) der freien Schicht 15 verwendet wird, und bei der Pinningschicht 17, zeigt eine große Änderungsrate von MR, und ebenso Wärmebeständigkeit während des Kopfherstellungsvorgangs, sowie Langzeitstabilität. Als das kobalthaltige ferromagnetische Material wird vorzugsweise Co oder eine Co-Legierung (eine magnetische Legierung auf Co- Basis) verwendet, die dadurch erhalten wird, dass Fe, Ni, oder ein anderes Element dem Co zugefügt wird, besonders bevorzugt wird die Co-Legierung verwendet.

Als zusätzliche Elemente bei der Co-Legierung, abgesehen von Fe und Ni, die voranstehend bereits erwähnt wurden, kann ein Element oder können nicht weniger als zwei Elemente verwendet werden, die nachstehend aufgeführt sind: Pd, Au, Ag, Cu, Pt, Ir, Rh, Ru, Os, Hf. Die zusätzliche Menge dieser Elemente wird vorzugsweise so gewählt, dass sie im Bereich von 5 bis 50 at% liegt. Weiterhin ist es wünschenswert, eine CoFe- Legierung zu verwenden, die Fe im Bereich von 5 bis 40 at% enthält, angesichts der Änderungsrate von MR und der Austauschkopplungskraft mit einer anti-ferromagnetischen Schicht 18.

Ein Spin-Valve-GMR-Film 14, der aus dem voranstehend geschilderten magnetischen Mehrschichtfilm besteht, weist eine Form auf, die der Form eines Magnetfelderfassungsabschnitts oder Magnetfeldmeßabschnitts entspricht, der ein externes Magnetfeld erfasst, beispielsweise ein Signalmagnet. Anders ausgedrückt wird, damit die Länge in der x-Richtung des Spin-Valve-GMR-Films 14 die gewünschte Spurbreite annimmt, ein Außenabschnitt weggeätzt, der von der Aufzeichnungsspurbreite ausgeht.

Außerhalb beider Randabschnitte eines derartigen Spin-Valve- GMR-Films 14 sind zwei harte magnetische Vormagnetisierungsfilme 21 vorgesehen, welche das Vormagnetisierungs-Magnetfeld dem Spin-Valve-GMR-Film 14 zuführen. Der hartmagnetische Vormagnetisierungsfilm 21 bildet daher einen anstoßenden Übergang zu dem Spin-Valve- GMR-Film 14, so dass eine Anordnung mit anstoßendem Übergang ausgebildet wird.

Bei dem hartmagnetischen Vormagnetisierungsfilm 21 ist ein Laminatfilm vorgesehen, der zwischen einer magnetischen Unterschicht 22 und einer hartmagnetischen Schicht 23 auf Co- Basis ausgebildet ist, die aus einem hartmagnetischen Material besteht, welches Co enthält, beispielsweise eine CoPt-Legierung, und eine CoCrPt-Legierung, in Stapelanordnung auf der magnetischen Unterschicht 22. Bei dem hartmagnetischen Vormagnetisierungsfilm 21, der aus einem derartigen Laminatfilm besteht, ist die hartmagnetische Schicht 23 auf Kobaltbasis neben dem Randabschnitt des Spin- Valve-GMR-Films 14 über eine magnetische Unterschicht 22 angeordnet.

Wenn die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Unterschicht 22 durch Ms^under bezeichnet wird, die Sättigungsmagnetisierung einer freien Schicht 15 durch Ms^free, und die Sättigungsmagnetisierung einer hartmagnetischen Schicht 23 auf Kobaltbasis durch Ms^hard, so erfüllt die magnetische Unterschicht 22 zumindest eine der folgenden Beziehungen: Ms^under ≧ Ms^free und Ms^under ≧ Ms^hard _. Vorzugsweise werden beide dieser Bedingungen erfüllt. Für die magnetische Unterschicht 22 wird, wie nachstehend noch genauer erläutert wird, vorzugsweise eine FeCo-Legierung verwendet. Weiterhin ist die Sättigungsmagnetisierung Ms^free der freien Schicht 15 ein Mittelwert, wenn die freie Schicht 15 als Laminatanordnung ausgebildet ist.

Auf zwei Vormagnetisierungs-Magnetfeldzuführungsschichten 21 sind zwei Elektroden 24 vorgesehen, die aus Cu, Au, Zr, Ta und dergleichen bestehen. Dem Spin-Valve-GMR-Film 14 wird ein Messstrom über das Paar der Elektroden 24 zugeführt. Ein GMR- Leseelementabschnitt 25 besteht aus einem Spin-Valve-GMR-Film 14, einem Paar hartmagnetischer Vormagnetisierungsfilme 21, und einem Paar von Elektroden 24.

Auf einem GMR-Leseabschnitt 25 ist eine magnetische Abschirmschicht 27 an der Oberseite über einen Lesemagnetspalt 26 an der Oberseite vorgesehen, der aus einem unmagnetischen Isoliermaterial besteht, welches dem Material des Lesemagnetspalts 13 an der Unterseite entspricht. Die magnetische Abschirmschicht 27 an der Oberseite besteht aus dem gleichen weichmagnetischen Material wie die magnetische Abschirmschicht 12 an der Unterseite. Durch diese Bauteile wird ein abgeschirmter GMR-Kopf 28 als Lesekopf ausgebildet.

Weiterhin ist auf einem abgeschirmten GMR-Kopf 28 ein Dünnfilmmagnetkopf 29 als Aufzeichnungskopf vorgesehen. Ein Aufzeichnungsmagnetpol an der Unterseite des Dünnfilmmagnetkopfes 29 wird durch die selbe Magnetschicht wie die magnetische Abschirmschicht 27 an der Oberseite gebildet. Eine magnetische Abschirmschicht 27 an der Oberseite eines abgeschirmten MR-Kopfes 28 dient daher gleichzeitig als Aufzeichnungsmagnetpol an der Unterseite des Dünnfilmmagnetkopfes 29.

Auf diesem Aufzeichnungsmagnetpol 27 an der Unterseite, der gleichzeitig als obere magnetische Abschirmschicht dient, werden ein Aufzeichnungsmagnetspalt 30, der aus einem unmagnetischen Isoliermaterial wie beispielsweise AlO_x besteht, und ein Aufzeichnungsmagnetpol 31 an der Unterseite hintereinander hergestellt. Weiterhin ist eine Aufzeichnungsspule (nicht gezeigt), die ein Aufzeichnungsmagnetfeld für den Aufzeichnungsmagnetpol 27 an der Unterseite und den Aufzeichnungsmagnetpol 31 an der Oberseite zur Verfügung stellt, hinter einer Luftlageroberfläche vorgesehen. Diese Teile bilden einen Dünnfilmmagnetkopf 29, der als Aufzeichnungskopf dient.

Nachstehend werden die Auswirkungen und Effekte erläutert, die auftreten, wenn ein hartmagnetischer Vormagnetisierungsfilm 21, der aus einem Laminatfilm besteht, der zwischen der voranstehend geschilderten magnetischen Unterschicht 22 und einer hartmagnetischen Schicht 23 auf Kobaltbasis vorgesehen ist, auf einen Spin-Valve-GMR-Film 14 einwirkt.

Zuerst wird ein Fall untersucht, in welchem eine unmagnetische Unterschicht als Unterschicht einer harten magnetischen Schicht 23 verwendet wird. Eine unmagnetische Unterschicht ist dazu wirksam, die magnetischen Eigenschaften einer hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis zu verbessern, die als Film darauf vorgesehen ist. Da die c-Achse der hartmagnetischen Legierung auf Kobaltbasis zur Filmebene ausgerichtet ist, wird die Koerzitivkraft Hc in Richtung der Ebene groß, und wird das Quadratverhältnis S(= Mr/Ms) der remanenten Magnetisierung Mr verbessert. Mikroskopisch gesehen wird infolge der Einwirkung der Unterschicht ein anisotropes Magnetfeld Hk^grain eines Kristallkorns der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis groß, und trägt zur Verbesserung der harten magnetischen Eigenschaften bei.

Wenn jedoch eine unmagnetische Unterschicht bei einem GMR- Kopf mit anstoßendem Übergang verwendet wird, tritt infolge der Tatsache, dass eine hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis und eine freie Schicht magnetisch diskontinuierlich angeordnet sind, am Randabschnitt der freien Schicht, ein wesentlicher Einfluss des voranstehend erwähnten Entmagnetisierungsfeldes auf. Das Entmagnetisierungsfeld nimmt daher am Randabschnitt der freien Schicht zu, und weist einen starken Einfluss auf den Flussdichtewölbungseffekt auf. Darüber hinaus wird ein Vormagnetisierungs-Magnetfeld von einer harten magnetischen Schicht auf Kobaltbasis nicht wirksam der freien Schicht zugeführt, und entweicht der Magnetfluss zur Richtung eines oberen Schichtabschnitts, der magnetisch verbunden ist. Dies führt dazu, dass ein Vormagnetisierungs-Magnetfeld zur Vermeidung der Ausbildung magnetischer Domänen am Randabschnitt der freien Schicht nicht zugeführt werden kann, und hierdurch das Barkhausenrauschen zunimmt.

Selbst wenn in diesem Fall (Mr × t der Vormagnetisierungsfilme)/(Ms × t der freien Schichten) mit der freien Schicht dadurch groß ausgebildet wird, dass die Filmdicke der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis erhöht wird, kann das voranstehend geschilderte Problem nicht vermieden werden. Da bei diesem Problem die Unterdrückung nur am Randabschnitt der freien Schicht wesentlich ist, kann die bloße Erhöhung der Filmdicke keine Verbesserung der Vormagnetisierungskraft am Randabschnitt über eine gewisse Grenze hinaus zur Verfügung stellen. Insbesondere wenn der Spalt eng ausgebildet wird, tritt ein Kriechmagnetfluss zur magnetischen Abschirmschicht auf.

Wenn die Spurbreite eng gewählt wird, so führt, da die Vormagnetisierung im zentralen Abschnitt der freien Schicht ursprünglich ausreichend ist, die Erhöhung der Filmdicke der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis nur zur Beeinträchtigung der Empfindlichkeit der MR-Films. Dieses Problem wird noch gravierender, wenn die Spurbreite noch enger wird, Ms der freien Schicht größer wird, und Ms der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis kleiner wird.

Als eine Vorgehensweise zum magnetischen Verbinden der freien Schicht und der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis gibt es das Verfahren, bei welchem, ohne eine Unterschicht zu Hilfe zu nehmen, die hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis direkt als Film ausgebildet wird. Allerdings führt dieses Verfahren zu einer weiteren Schwierigkeit. Zunächst einmal, da keine Unterschicht vorhanden ist, verschlechtern sich die magnetischen Eigenschaften der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis. Konkret verschlechtert sich die Orientierung in der Ebene der c-Achsen-Ebene der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis, verschlechtert sich die Koerzitivkraft Hc innerhalb der Ebene, und verschlechtert sich auch das Quadratverhältnis S. Mikroskopisch gesehen wird das anisotrope Magnetfeld Hk^grain des Kristallkorns der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis klein, und wird die potentielle Eignung als hartmagnetische Schicht gering.

Die Austauschkopplung zwischen den voranstehend geschilderten Vormagnetisierungsfilm und der freien Schicht führt nicht notwendigerweise zu einer ordnungsgemäßen Vormagnetisierung. Wenn nämlich eine Austauschkopplung einer freien Schicht und einer hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis auftritt, die ein kleines anisotropes Magnetfeld Hk^grain aufweist, wobei die Austauschkopplung bei der Magnetisierungsdrehung der freien Schicht auftritt, wird die Richtung der Magnetisierung der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis zum Teil instabil. Dies führt zum Auftreten von Barkhausenrauschen (Jiang-Gang Zhu and Daniel J. O'Connor, IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS. VOL. 32 No. 1, 54 (1996)). Diese Tendenz wird noch größer, wenn Ms der freien Schicht groß wird, das anisotrope Magnetfeld Hk^grain der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis klein wird, und Ms der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis klein wird.

Als eine Vorgehensweise zur Überwindung eines Teils der voranstehenden Schwierigkeiten gibt es einen Vorschlag einer hartmagnetischen Vormagnetisierungsanordnung, bei welcher eine magnetische Unterschicht, die aus einer FeCr-Legierung besteht, als Unterschicht einer hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis verwendet wird, und darauf ein CoCrPt- Legierungsfilm als Film vorgesehen ist (S. Tadokoro, K. Sato, T. Imagawa, K. Mitsuoka, S. Narishige: Magnetic Properties of FeCR/CoCrPt hard magnetic films: Proceedings of the 20th Japanese Applied Magetism Society 23pA-2, 1996).

Wenn eine hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis zur Filmebene ausgerichtet ist, wird infolge der Tatsache, dass allgemein bekannt ist, das eine bcc-Legierung wirksam ist, als Film, der einen bcc-Aufbau aufweist und magnetisch ist, eine FeCr-Legierung verwendet. Wenn eine magnetische Unterschicht verwendet wird, die aus einer FeCr-Legierung besteht, tritt eine Verbesserung gegenüber zwei herkömmlichen Beispielen in den folgenden Punkten auf, nämlich dass die freie Schicht und die hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis nicht magnetisch diskontinuierlich ausgebildet sind, und dass die magnetischen Eigenschaften der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis nicht beeinträchtig werden.

Die magnetische Unterschicht, die aus einer FeCr-Legierung besteht, kann jedoch nicht sämtliche voranstehend geschilderten Probleme lösen. Dies liegt daran, daß die Sättigungsmagnetisierung Ms^under der magnetischen Unterschicht nicht berücksichtigt wird. Wie voranstehend geschildert ist es, wenn die freie Schicht und die hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis einer Austauschkopplung unterliegen, erforderlich, der Sättigungsmagnetisierung Ms^under der magnetischen Unterschicht zusammen mit dem anisotropen Magnetfeld Hk^grain der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis ausreichend Beachtung zuzuwenden. Nachstehend wird im einzelnen die Bedeutung der Sättigungsmagnetisierung Ms^under einer magnetischen Unterschicht als Unterschicht unter einer hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis erläutert.

Wenn eine magnetische Unterschicht verwendet wird, tritt eine Austauschkopplung einer freien Schicht und einer magnetischen Unterschicht bzw. einer magnetischen Unterschicht und einer hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis auf. Dies bedeutet, daß dann, wenn durch die Austauschkopplung eine freie Schicht eine magnetische Drehung durch das Magnetfeld eines Mediums erfährt, die Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Schicht auf Kobaltbasis ebenfalls stark beeinflusst wird. Nunmehr erfolgt eine Diskussion eines Falls, in welchem sowohl die magnetische Unterschicht als auch die hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis eine niedrige Sättigungsmagnetisierung (niedriges Ms) aufweisen, sowie eines anderen Falles, in welchem sowohl die magnetische Unterschicht als auch die hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis eine hohe Sättigungsmagnetisierung (hohes Ms) aufweisen.

Die Fig. 4A, 4B und 4C zeigen schematisch Magnetisierungszustände, bei welchen sowohl eine magnetische Unterschicht als auch eine hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis ein hohes Ms aufweisen. Die Fig. 5A, 5B und 5C zeigen schematisch Magnetisierungszustände, bei welchen sowohl eine magnetische Unterschicht als auch eine hartmagnetische Schicht auf Kobaltbasis einen niedrigen Wert von Ms aufweisen. In beiden Fällen sind Zustände in Richtung der Filmebene dargestellt (in Richtung der Spurbreite (x)).

Wie aus den Fig. 5A, 5B und 5C hervorgeht, wird bei einer magnetischen Unterschicht 22' mit niedrigem Ms, wenn eine freie Schicht 15 eine magnetische Drehung (Fig. 5B) über Austauschkopplung erfährt, die magnetische Unterschicht 22' in einen Zustand versetzt, in welchem die Magnetisierung einfach gedreht werden kann, wodurch ein Hysterese hervorgerufen wird (der in Fig. 5C gezeigte Zustand), so dass das Auftreten von Rauschen hervorgerufen wird. Dieser Zustand wird noch deutlicher, wenn Ms der harten magnetischen Schicht 23' klein ist. Dies ist eine Vormagnetisierunganordnung, bei welcher eine herkömmliche magnetische Unterschicht verwendet wird. Beispielsweise nimmt bei einer FeCr-Legierung, wenn die Cr-Konzentration zunimmt, der Wert von Ms ab, und beträgt beispielsweise bei einer Cr- Konzentration von 25 at% der Wert von Ms etwa 920 × 10^-2 T/m. Dieser Wert ist bemerkenswert gering, verglichen mit dem Ms- Wert eines kobalthaltigen ferromagnetischen Materials (beispielsweise beträgt der Ms-Wert einer CoFe-Legierung etwa 1500 × 10^-2 T/m), und ist dazu fähig, das Auftreten von Rauschen hervorzurufen.

Da eine magnetische Unterschicht 22 gemäß der vorliegenden Erfindung einen hohen Wert von Ms aufweist, im Gegensatz zur voranstehend geschilderten herkömmlichen magnetischen Unterschicht 22', kann das Auftreten von Rauschen infolge einer Drehung der Magnetisierung der magnetischen Unterschicht unterdrückt werden.

Wie in Fig. 4A, 4B und 4C gezeigt, ist dann, wenn eine magnetische Unterschicht 22 mit hohem Ms verwendet wird, und sich die freie Schicht 15 magnetisch dreht (der in Fig. 4B gezeigte Zustand), die Magnetisierungsrichtung der magnetischen Unterschicht 22 stabil, wie in Fig. 4C dargestellt ist. Daher kann eine Instabilität der Magnetisierungsrichtung der magnetischen Unterschicht 22 infolge der Austauschkopplung zwischen der magnetischen Unterschicht 22 und der freien Schicht 15 ausgeschaltet werden.

Um einen derartigen Zustand zu erzielen wird gemäß der vorliegenden Erfindung als magnetische Unterschicht 22 eine Schicht aus Magnetmaterial verwendet, die eine Sättigungsmagnetisierung Ms^under aufweist, deren Wert nicht kleiner als die Sättigungsmagnetisierung Ms^free der freien Schicht 15 ist, also die Bedingung Ms^under ≧ Ms^free erfüllt. Anders ausgedrückt kann durch Verwendung einer magnetischen Unterschicht 22, welche die Bedingung Ms^under ≧ Ms^free erfüllt, das Auftreten von Rauschen infolge der Instabilität der Magnetisierung der magnetischen Unterschicht 22 unterdrückt werden.

Wenn in diesem Fall beispielsweise eine NiFe-Legierung als freie Schicht verwendet wird, wird infolge der Tatsache, dass deren Sättigungsmagnetisierung so gering ist, dass sie nicht den Wert von etwa 1,00 T überschreitet, die Instabilität der Magnetisierung der magnetischen Unterschicht 22 nicht zu einem erheblichen Problem, insbesondere dann, wenn die Spurbreite nicht zu gering ist. Wenn im Gegensatz ein kobalthaltiges ferromagnetisches Material mit einem hohen Wert von Ms für die freie Schicht 15 verwendet wird, beispielsweise mit einem Wert von nicht weniger als 1,00 T (beispielsweise für eine CoFe-Legierung ein Wert von Ms von etwa 1500 × 10^-2 T/m), so kann das Auftreten von Rauschen infolge der Instabilität der Magnetisierung der magnetischen Unterschicht 22 geschehen.

Die vorliegende Erfindung löst das Problem, welches auftritt, wenn eine freie Schicht 15 mit einem derartig hohen Wert von Ms verwendet wird. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auch dann wirksam, wenn eine NiFe-Legierungsschicht als freie Schicht verwendet wird. Auch bei einer freien Schicht, die aus einer NiFe-Legierung besteht, kann durch Verwendung einer magnetischen Unterschicht 22 mit hohem Ms das Vormagnetisierungs-Magnetfeld wirksam zugeführt werden. Daher kann das Auftreten von Rauschen noch wirksamer unterdrückt werden.

In Fig. 6 ist die Beziehung zwischen Ms einer freien Schicht 15 und dem Auftreten von Barkhausenrauschen gezeigt. Das Auftreten von Barkhausenrauschen erhält man dadurch, dass man nur ein einseitig abgeschirmtes kleines Element (ohne obere magnetische Abschirmung) verwendet (die selben Abmessungen wie ein echter Kopf, wobei die Abmessungen in Richtung der Höhe durch Musterbildung mit einem PEP-Verfahren statt durch Polieren festgelegt werden), statt einen echten Kopf zu verwenden.

Ob Barkhausenrauschen auftritt oder nicht wird folgendermaßen festgestellt. Wenn die Eigenschaften bezüglich der statischen Magnetisierung (ρ-H-Kurve) eines kleinen Elements gemessen werden, und kein Sprung in der ρ-H-Kurve auftritt, so wird entschieden, dass kein Barkhausenrauschen auftritt. Wird irgendein Sprung in der ρ-H-Kurve festgestellt, so wird dies als Auftreten von Barkhausenrauschen gewertet. Das Auftreten von Barkhausenrauschen wird nach Messung einer bestimmten Anzahl kleiner Elemente mit dem selben Parameter bestimmt, durch Teilung der Anzahl kleiner Elemente, bei denen Barkhausenrauschen auftrat, durch die Anzahl gemessener kleiner Elemente, und nachfolgendes Multiplizieren des Resultats mit 100. Das Auftreten von Barkhausenrauschen, das nachstehend angegeben ist, wird auf die gleiche Weise wie voranstehend geschildert festgestellt.

In Fig. 6 sind Ausführungsformen, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt sind, Beispiele, bei welchen ein Laminatfilm aus FeCo(5 nm)/CoPt(25 nm) als hartmagnetischer Vormagnetisierungsfilm 21 verwendet wird. Bei den Vergleichsbeispielen wird ein Laminatfilm aus TiW(10 nm)/CoPt(40 nm) als harter magnetischer Vormagnetisierungsfilm verwendet. Aus den Ergebnissen der Vergleichsbeispiele ergibt sich, dass dann, wenn Ms der freien Schicht 15 1,00 T oder mehr beträgt, Barkhausenrauschen in hohem Ausmaß auftritt. Im Gegensatz hierzu kann das Auftreten von Barkhausenrauschen wirksam unterdrückt werden, wenn eine magnetische Unterschicht 22 mit hohem Ms verwendet wird, selbst wenn der Wert von Ms der freien Schicht 15 1,00 T oder mehr beträgt.

Darüber hinaus wird, wenn wie voranstehend geschildert die Spaltbreite geringer wird, der Einfluss des Entmagnetisierungsfeldes am Randabschnitt der freien Schicht groß, was das Auftreten von Barkhausenrauschen erleichtert. Die vorliegende Erfindung dient dazu, den Anstieg von Barkhausenrauschen infolge einer Verengung der Spurbreite zu unterdrücken. Die vorliegende Erfindung ist besonders wirksam dann, wenn die Länge in Richtung der Spurbreite (x) eines Spin-Valve-GMR-Films 14 3 µm oder weniger beträgt.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen der Spurbreite und dem Auftreten von Barkhausenrauschen. Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform wird ein Laminatfilm aus FeCo(5 nm)/CoPt(25 nm) für die Vormagnetisierungs- Magnetfeldzuführungsschicht 21 verwendet. Ein Laminatfilm aus TiW(10 nm)/CoPt(40 nm) sowie ein Film aus CoPt(40 nm) werden bei den hartmagnetischen Vormagnetisierungsfilmen beim Vergleichsbeispiel 1 bzw. 2 verwendet.

In Fig. 7 stellt sich bei dem Vergleichsbeispiel 1 heraus, wenn eine unmagnetische Unterschicht verwendet wird, das Rauschen im Flussdichtewölbungsbetrieb auftritt, und zunimmt, wenn die Spurbreite geringer wird. Weiterhin ergibt sich beim Vergleichsbeispiel 2, bei welchem keine Unterschicht verwendet wird, dass Rauschen auftritt, aufgrund der Instabilität der harten magnetischen Schicht infolge der Austauschkopplung mit der freien Schicht. In beiden dieser Fälle wird, wenn die Länge in Richtung der Spurbreite (x) eines Spin-Valve-GMR-Films 14 3 µm oder weniger beträgt, das Auftreten von Barkhausenrauschen bemerkenswert hoch.

Im Gegensatz zu diesen Vergleichsbeispielen 1 und 2 kann das Auftreten von Barkhausenrauschen wesentlich unterdrückt werden, wenn eine Ausführungsform eingesetzt wird, bei welchem die magnetische Unterschicht 22 mit hohem Ms verwendet wird, selbst wenn die Länge in Richtung der Spurbreite (x) des Spin-Valve-GMR-Films 14 im Bereich von 3 µm oder weniger liegt.

Da die magnetische Unterschicht 22 selbst keine hartmagnetischen Eigenschaften aufweist, ist eine ausreichende Unterdrückung infolge der Austauschkopplung mit der hartmagnetischen Schicht 23 erforderlich. Um die magnetische Unterschicht 22 mit hohem Ms zu unterdrücken ist ein bestimmtes Ausmaß von (Mr × t der Vormagnetisierungsfilme)/(Ms × t der freien Schichten) zwischen einer magnetischen Unterschicht 22 und einer hartmagnetischen Schicht 23 erforderlich. Daher ist es wünschenswert, dass die hartmagnetische Schicht 23 selbst ebenfalls einen hohen Wert von Ms aufweist.

Da sich das magnetische Volumen entsprechend der Schichtdicke ändert, besteht vorzugsweise die Beziehung, wenn die Dicke der magnetischen Unterschicht 22 durch t^seed bezeichnet wird, die Dicke der harten magnetischen Schicht 23 durch t^hard, wonach die magnetische Unterschicht 22 und die hartmagnetische Schicht 23 in folgender Beziehung stehen: MS^under × t^under ≦ Ms^hard × t^hard. Wenn die Dicke der magnetischen Unterschicht 22 zu groß ist, so wird vorzugsweise, da die Möglichkeit der unzureichenden Unterdrückung durch die hartmagnetische Schicht 23 besteht, die Dicke t^under der magnetischen Unterschicht 22 auf 20 nm oder weniger eingestellt.

In Fig. 8, in welcher eine FeCo-Legierung bei einer magnetischen Unterschicht 22 verwendet wird, und eine CoPt- Legierung bei einer hartmagnetischen Schicht 23 eingesetzt wird, ist die Beziehung zwischen dem Verhältnis von (Ms^under × t^under) und (Ms^hard × t^hard) sowie ((Ms^hard × t^hard)/(Ms^under × t^under)) und dem Auftreten von Barkhausenrauschen dargestellt. Wenn die magnetische Unterschicht 22 und die hartmagnetische Schicht 23 die Beziehung Ms^under × t^under ≦ Ms^hard × t^hard erfüllen, wird das Auftreten von Barkhausenrauschen gering.

In Fig. 9, bei welche eine FeCo-Legierung als magnetische Unterschicht 22 eingesetzt wird, ist die Beziehung zwischen deren Dicke t^under und dem Auftreten von Barkhausenrauschen gezeigt. Hierbei ist ein fester Wert von 2 für (Ms^hard × t^hard)/ (Ms^under × t^under) gewählt. Wenn t^under kleiner gleich 20 nm ist, wird das Auftreten von Barkhausenrauschen besonders gering.

Weiterhin ist in Fig. 10 die Abhängigkeit der remanenten Magnetisierung Mr^total eines Laminatfilms, der zwischen der magnetischen Unterschicht 22 und der hartmagnetischen Schicht 23 ausgebildet ist, von der Dicke der magnetischen Unterschicht 22 dargestellt, und ist in Fig. 11 die Abhängigkeit der Koerzitivkraft Hc^total des Laminatfilms von der Dicke der magnetischen Unterschicht 22 gezeigt. Diese Figuren zeigen die Ergebnisse, die bei einer FeCo-Legierung (Fe₈₅Co₁₅) als magnetische Unterschicht 22 erhalten wurden. Obwohl es wünschenswert ist, dass Mr zunimmt, infolge der Zunahme der Dicke der magnetischen Unterschicht 22, nimmt im Gegensatz die Koerzitivkraft ab. Wenn daher das voranstehend geschilderte Auftreten von Barkhausenrauschen berücksichtigt wird, wird vorzugsweise die Filmdicke der magnetischen Unterschicht 22 entsprechend der erforderlichen Koerzitivkraft festgelegt.

Wie voranstehend geschildert ist der Wert von Ms normalerweise nicht sehr hoch, obwohl es wesentlich ist, eine hartmagnetische Schicht 23 mit hohem Ms als hartes magnetisches Material zu verwenden. Im Gegensatz hierzu kann durch Ausbildung einer hartmagnetischen Schicht 23 auf einer magnetischen Unterschicht 22 mit hohem Ms ein Wert von Ms^total eines hartmagnetischen Vormagnetisierungsfilms 21 insgesamt vergrößert werden. Durch Erhöhung von Ms^total des hartmagnetischen Vormagnetisierungsfilms insgesamt mit einer magnetischen Unterschicht mit hohem Ms kann daher die Magnetisierungsinstabilität des hartmagnetischen Vormagnetisierungsfilms 21, welche die Magnetisierungsdrehung der freien Schicht 15 begleitet, ausgeglichen werden. Hierdurch kann das Auftreten von Rauschen unterdrückt werden.

Zur Verwirklichung eines derartigen Zustands wird bei der vorliegenden Erfindung für eine magnetische Unterschicht 22 eine Magnetmaterialschicht verwendet, die eine Sättigungsmagnetisierung Ms^under aufweist, deren Wert nicht kleiner als eine Sättigungsmagnetisierung Ms^hard der hartmagnetischen Schicht 23 ist, so dass die Beziehung Ms^under ≧ Ms^hard erfüllt ist. Anders ausgedrückt kann durch Verwendung einer magnetischen Unterschicht 22, welche die Bedingung Ms^under ≧ Ms^hard erfüllt, das Auftreten von Rauschen infolge der Instabilität der Magnetisierung der magnetischen Unterschicht 22 unterdrückt werden.

Die spezifische Sättigungsmagnetisierung Ms^under der magnetischen Unterschicht 22 beträgt vorzugsweise 1,25 T oder mehr, um die Magnetisierungsrichtung zu stabilisieren, und den Wert von Ms des harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms 21 insgesamt zu erhöhen. In Fig. 12 ist die Beziehung zwischen der Sättigungsmagnetisierung Ms^under der magnetischen Unterschicht 22 und dem Auftreten von Barkhausenrauschen gezeigt. Wenn Ms^under 1,25 T oder mehr beträgt, wird das Auftreten von Barkhausenrauschen besonders gering.

Zusätzlich beträgt aus identischen Gründen die gesamte remanente Magnetisierung Mr^total eines Laminatfilms, der aus der magnetischen Unterschicht 22 und der hartmagnetischen Schicht 23 besteht, vorzugsweise 0,75 T oder mehr. In Fig. 13 ist die Beziehung zwischen der remanenten Magnetisierung Mr^total des harten magnetischen Vormagnetisierungsfilms als Laminatfilm und dem Auftreten von Barkhausenrauschen gezeigt. Wenn Mr^total einen Wert von 0,75 T oder mehr aufweist, ist das Auftreten von Barkhausenrauschen besonders gering.

Obwohl die magnetische Unterschicht 22 einen Wert von Ms^under aufweisen kann, der zumindest eine der Bedingungen Ms^under ≧ Ms^free und Ms^under ≧ Ms^hard erfüllt, ist es vorzuziehen, um den Unterdrückungseffekt in bezug auf Barkhausenrauschen noch weiter zu stabilisieren, dass Ms^under beide Bedingungen erfüllt, nämlich Ms^under ≧ Ms^free sowie Ms^under ≧ Ms^hard.

Wie voranstehend geschildert ist es gleichzeitig mit der Erhöhung des Wertes von Ms der magnetischen Unterschicht 22 ebenfalls wichtig, den Wert von Hk^grain der harten magnetischen Schicht 23 zu erhöhen. Da die magnetische Unterschicht 22 gleichzeitig als Kristallausbildungsfilm der harten magnetischen Schicht 23 dient, kann durch geeignete Materialauswahl der Wert für Hk^grain der harten magnetischen Schicht 23 wesentlich erhöht werden.

Darüber hinaus wird, wenn infolge einer hohen Verdichtung die Tiefe gering wird, die Magnetisierungsdispersion der hartmagnetischen Schicht 23 problematisch. Diese Situationen sind in Fig. 14A und Fig. 14B dargestellt. Wie aus Fig. 14A hervorgeht wird, wenn eine blochwandähnliche Größe in der freien Schicht 15 infolge der Magnetisierungsdispersion der harten magnetischen Schicht 23' ausgebildet wird, dies so angesehen, dass diese Größe eine Ursache für das Auftreten von Rauschen sein kann. Hierbei ist in Fig. 14A und Fig. 14B mit D das Ausmaß der Tiefe bezeichnet, und wenn dies 1 µm oder weniger beträgt, wird das Rauschen beträchtlich.

Aus diesen Gründen wird die Unterdrückung der Dispersion der Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Schicht 23, nämlich die Erhöhung des Quadratverhältnisses S(= Mr/Ms) der hartmagnetischen Schicht 23, wesentlich. Auch dieses Problem kann dadurch gelöst werden, dass die Vorteile der magnetischen Unterschicht 22 genutzt werden. Obwohl die Koerzitivkraft Hc der hartmagnetischen Schicht 23 infolge der Stapelanordnung aus der magnetischen Unterschicht 22 und der hartmagnetischen Schicht 23 zunimmt, nimmt das Quadratverhältnis oder Rechteckverhältnis S zu. Da die Schwankung der Richtung der Magnetisierung innerhalb einer Ebene unterdrückt werden kann, wie in Fig. 14B gezeigt, kann ein Zustand erreicht werden, in welchem die Magnetisierungsrichtung der hartmagnetischen Schicht 23 gleichförmig ist.

In bezug auf die Verringerung der Koerzitivkraft der hartmagnetischen Schicht 23 kann durch die Auswirkung der magnetischen Unterschicht 22 ein Wert von etwa 1000 Oe erzielt werden, der nicht besonders problematisch ist. Dies liegt daran, dass ein Wert von 1000 Oe ausreichend ist, eine stabile Längsvormagnetisierung aufrechtzuerhalten.

Um die voranstehend geschilderten Bedingungen zu erfüllen wird vorzugsweise eine FeCo-Legierung, die eine hohe Sättigungsmagnetisierung aufweist, als magnetische Unterschicht 22 verwendet. In Tabelle 1 sind die magnetischen Eigenschaften (Koerzitivkraft Hc und Sättigungsmagnetisierung Ms, wenn die Filmdicke einer FeCo-Legierung 5 nm beträgt) von FeCo-Legierungen mit verschiedenen Zusammensetzungen gezeigt. Zusätzlich ist in Fig. 15 und in Fig. 16 die Co- Konzentrationsabhängigkeit des Quadrat- oder Rechteckverhältnisses S der FeCo-Legierung dargestellt. In Fig. 15 ist das Quadratverhältnis S^total gezeigt, wenn ein CoPt-Film mit einer Dicke von 22 nm auf einem FeCo- Legierungsfilm mit einer Dicke von 5 nm ausgebildet wird. In Fig. 16 ist die Beziehung zwischen der Filmdicke des FeCo- Legierungsfilms und dem Quadratverhältnis S für verschiedene Co-Konzentrationen dargestellt.

Tabelle 1

Aus Tabelle 1 und den Fig. 15 und 16 wird deutlich, dass die Co-Konzentration in der FeCo-Legierung vorzugsweise 40 at% oder weniger beträgt, wenn ein hoher Wert von Ms und ein hohes Quadratverhältnis S erhalten werden solle. Da die Korrosionsbeständigkeit abnimmt, wenn die Co-Konzentration zu niedrig ist, ist ein Wert von 5 at% oder mehr der Co- Konzentration vorzuziehen. Daher ist eine FeCo-Legierung, bei welcher Co im Bereich von 5 bis 40 at% vorhanden ist, für die magnetische Unterschicht 22 besonders bevorzugt.

Als hartmagnetische Schicht 23 können verschiedene Arten hartmagnetischer Legierungen auf Kobaltbasis verwendet werden, beispielsweise eine CoPt-Legierung und eine CoCrPt- Legierung. Obwohl diese hartmagnetischen Legierungen auf Kobaltbasis eine hervorragende harte Magnetisierung und Korrosionsfestigkeit aufweisen, wird vorzugsweise ein hartes magnetisches Material mit hohem Ms verwendet, um einen hohen Wert von Hc und Mr über Austauschkopplung mit der magnetischen Unterschicht 22 mit hohem Ms wie voranstehend geschildert zu erzielen. Aus diesen Gründen ist eine CoPt- Legierung einer CoCrPt für die harte magnetische Schicht 23 vorzuziehen.

Als spezifischer Aufbau für einen harten magnetischen Vormagnetisierungsfilm 21, der bei der vorliegenden Erfindung bevorzugt wird, lässt sich ein Laminatfilm angeben, der aus einer magnetischen Unterschicht 22 aus Fe₈₅Co₁₅ und einer harten magnetischen Schicht 23 aus Co₈₀Pt₂₀ besteht. Beispielsweise zeigt ein Laminatfilm aus Fe₈₅Co₁₅(5 nm)/Co₈₀Pt₂₀(40 nm), der als Film auf einem Spalt ausgebildet ist, der aus AlO_x besteht, durch ein Magnetron- Sputterverfahren in der selben Vakuumatmosphäre, eine M-H- Kurve, die durch Austauschkopplung von zwei Schichten vereinigt ist. Die Koerzitivkraft innerhalb der Ebene Hc^total dieses Laminatfilms aus zwei Schichten betrug 1050 Oe, die remanente Magnetisierung Mr^total 980 × 10^-2 T/m, und das Quadrat- oder Rechteckverhältnis S betrug 0,94.

Durch Kombination einer magnetischen Unterschicht aus FeCo mit hohem Ms und einer hartmagnetischen Schicht mit hohem Ms aus CoPt, können die Anforderungen an die Koerzitivkraft erfüllt werden, die in der Praxis unproblematisch sind, selbst wenn eine hartmagnetische Schicht CoPt auf einer magnetischen Unterschicht hergestellt wird, können ein hoher Wert von Ms und eine niedrige Dispersion (hoher Wert von S) erzielt werden, was man nicht mit einer einzigen hartmagnetischen Schicht aus CoPt allein erreichen kann. Die magnetischen Eigenschaften sind in den Fig. 17 bis 20 dargestellt, wobei die Filmdicke des FeCo-Legierungsfilms auf 5 nm festgesetzt ist, und sich die Filmdicke des CoPt- Legierungsfilm ändert.

Aus Fig. 17 geht hervor, dass zwar Hc geringfügig abnimmt, wenn die Filmdicke der CoPt-Legierung groß wird (40 nm oder mehr), jedoch die Abnahme von Hc auf den Bereich unterdrückt ist, der in der Praxis unproblematisch ist, infolge der Auswirkung des FeCo-Legierungsfilms als Unterschicht. Wenn die Filmdicke des CoPt-Legierungsfilms gering wird, nimmt zwar die Koerzitivkraft ab, die entsprechend (Ms × t der magnetisch harten Schicht)/(Ms × t der hartmagnetischen Schicht) zunimmt, wenn eine Austauschkopplung mit dem FeCo- Legierungsfilm auftritt, jedoch gibt es in der Praxis keine Probleme, wenn die Koerzitivkraft in dem in Fig. 17 gezeigten Bereich liegt.

Aus Fig. 18 wird deutlich, dass infolge der Auswirkung des FeCo-Legierungsfilms (der Unterschicht) mit hohem Ms der Gesamtwert Mr^total des aus zwei Schichten zusammenlaminierten Films zu einem Wert von Mr führt, der bei jeder Filmdicke so hoch ist wie 1,00 T oder mehr. Eine Vormagnetisierungs- Magnetfeldeingabeschicht mit einem derartig hohem Wert von Mr, den man bei jedem hartmagnetischen Einzelfilm nicht erzielen kann, wird dadurch erhalten, dass ein Laminataufbau mit einem FeCo-Film mit hohem Ms erfolgt.

Aus Fig. 19 wird deutlich, dass das Quadrat- oder Rechteckverhältnis S^total auch in dem Bereich sehr hoch sein kann, in welchem die Filmdicke eines CoPt-Legierungsfilms sehr gering ist, da nämlich ein Film erhalten werden kann, der eine kleine Dispersion aufweist. Selbst wenn die Filmdicke des CoPt-Films auf 80 nm erhöht wird, bleibt der Wert auf einem hohem Wert von 0,9 oder mehr, und es wird deutlich, dass infolge der Auswirkung des FeCo-Films die Erzeugung einer senkrechten Orientierung der c-Achse einer hartmagnetischen Legierung auf Co-Basis in einem Fall unterdrückt werden kann, in welchem die Filmdicke erhöht wird. Dies wird auch aus Fig. 20 deutlich. Es besteht eine sehr gute Linearität zwischen der Filmdicke des CoPt- Legierungsfilms und dem Wert von Mr × t^(total), und es gibt keine Abweichung von der Linearität von Mr × t^(total) infolge einer Erhöhung der Filmdicke des CoPt-Legierungsfilms.

Der abgeschirmte GMR-Kopf 28 gemäß den voranstehend geschilderten Ausführungsformen wird dadurch erhalten, dass ein hartmagnetischer Vormagnetisierungsfilm 21 und die Elektrode 24 einstückig zu einem Film ausgebildet werden, durch Musterbildung in einem einzigen PEP-Schritt. Selbst wenn der hartmagnetische Vormagnetisierungsfilm 21 und die Elektrode bei einer hohen Dichte in zwei PEP-Schritten mit einem Muster versehen werden, lässt sich die vorliegende Erfindung auf die selbe Art und Weise einsetzen. Der Aufbau in einem derartigen Fall ist in Fig. 21 dargestellt.

Der abgeschirmte GMR-Kopf 32, von dessen Aufbau der wesentliche Abschnitt in Fig. 21 dargestellt ist, ist so aufgebaut, dass sich die Elektrode 24 teilweise mit einem Spin-Valve-GMR-Film 14 überlappt. In diesem Fall wird die Spurbreite durch zwei Elektroden 24 begrenzt. Bei einem abgeschirmten GMR-Kopf 32 mit einem derartigen Aufbau kann eine Vormagnetisierung durch ein zu starkes statisches Magnetfeld in dem zentralen Abschnitt der freien Schicht 15 infolge der Verengung der Spurbreite verhindert werden. Darüber hinaus kann der Kontaktwiderstand zwischen der Elektrode 24 und dem Spin-Valve-GMR-Film 14 verringert werden. Im übrigen ist der spezifische Aufbau und sind die demzufolge erzielbaren Auswirkungen ebenso wie bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen.

Wie aus den voranstehend beschriebenen Ausführungsformen deutlich wird, kann bei dem Magnetowiderstandseffektkopf gemäß der vorliegenden Erfindung Barkhausenrauschen im wesentlichen ausgeschaltet werden, da eine magnetische Schicht mit hoher Sättigungsmagnetisierung als Unterschicht beispielsweise der hartmagnetischen Schicht verwendet wird, selbst wenn eine freie Schicht mit hoher Sättigungsmagnetisierung verwendet wird. Insbesondere kann das Auftreten von Barkhausenrauschen infolge einer Verengung der Spurbreite wirksam unterdrückt werden.

Claims

1. Magnetowiderstandseffektkopf, welcher aufweist:
einen Magnetowiderstandseffektfilm, der eine freie Schicht aufweist, deren Magnetisierungsrichtung sich entsprechend einem externen Magnetfeld ändert, eine unmagnetische Schicht, die stapelförmig oben auf der freien Schicht angeordnet ist, und eine Pinningschicht, die stapelförmig oben auf der unmagnetischen Schicht angeordnet ist;
einen magnetischen Vormagnetisierungsfilm, der eine magnetische Unterschicht und eine hartmagnetische Schicht auf der magnetischen Unterschicht in Stapelanordnung aufweist, wobei die hartmagnetische Schicht an den Randabschnitt des Magnetowiderstandseffektfilms über die magnetische Unterschicht anschließt;
eine Elektrode, welche einen Messstrom dem Magnetowiderstandseffektfilm zuführt,
wobei dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Unterschicht gleich Ms^under ist, und die Sättigungsmagnetisierung der freien Schicht gleich Ms^free, die magnetische Unterschicht folgende Beziehung erfüllt: Ms^under ≧ Ms^free.

2. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung der hartmagnetischen Schicht gleich Ms^hard, die magnetische Unterschicht folgende Bedingung erfüllt: Ms^under ≧ Ms^hard.

3. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Vormagnetisierungsfilm eine remanente Magnetisierung Mr^total von 0,75 T oder mehr aufweist.

4. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsmagnetisierung Ms^under der magnetischen Unterschicht 1,25 T oder mehr beträgt.

5. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsmagnetisierung Ms^free der freien Schicht 1,00 T oder mehr beträgt.

6. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Magnetowiderstandseffektfilms entlang der Richtung der Spurbreite 3 µm oder weniger beträgt.

7. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung bzw. die Dicke der magnetischen Unterschicht gleich Ms^under bzw. t^under beträgt, und die Sättigungsmagnetisierung bzw. die Dicke der hartmagnetischen Schicht Ms^hard bzw. t^hard beträgt, die magnetische Unterschicht und die hartmagnetische Schicht folgende Beziehung erfüllen: Ms^under × t^under ≦ Ms^under × t^hard.

8. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Schicht eine magnetische Schicht aufweist, die zumindest Co enthält.

9. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Schicht zumindest eine CoFe-Legierungsschicht aufweist.

10. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Unterschicht eine FeCo-Legierung aufweist.

11. Magnetowiderstandseffektkopf, welcher aufweist:
einen Magnetowiderstandseffektfilm, der eine freie Schicht aufweist, deren Magnetisierungsrichtung sich entsprechend einem externen Magnetfeld ändert, eine unmagnetische Schicht, die auf die freie Schicht von oben auflaminiert ist, und eine Pinningschicht, die auf die unmagnetische Schicht von oben auflaminiert ist;
einen magnetischen Vormagnetisierungsfilm, der eine magnetische Unterschicht und eine hartmagnetische Schicht aufweist, die durch Laminieren auf die magnetische Unterschicht aufgebracht ist, wobei die hartmagnetische Schicht an einen Randabschnitt des Magnetowiderstandseffektfilms über die magnetische Unterschicht anschließt;
eine Elektrode, welche einen Meßstrom dem Magnetowiderstandseffektfilm zuführt,
wobei dann, wenn die Sättigungsmagnetisierung der magnetischen Unterschicht gleich Ms^under ist, und die Sättigungsmagnetisierung der hartmagnetischen Schicht gleich Ms^hard, die magnetische Unterschicht folgende Beziehung erfüllt: Ms^under ≧ Ms^hard.

12. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der magnetische Vormagnetisierungsfilm eine remanente Magnetisierung Ms^total von 0,75 T oder mehr aufweist.

13. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsmagnetisierung Ms^under der magnetischen Unterschicht 1,25 T oder mehr beträgt.

14. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sättigungsmagnetisierung Ms^free der freien Schicht 1,00 T oder mehr beträgt.

15. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge des Magnetowiderstandseffektfilms entlang der Richtung der Spurbreite 3 µm oder weniger beträgt.

16. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Dicke der magnetischen Unterschicht gleich t^under und die Dicke der harten magnetischen Schicht gleich t^hard ist, die magnetische Unterschicht und die hartmagnetische Schicht folgende Beziehung erfüllen: Ms^under × t^under ≦ Ms^hard × t^hard.

17. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Schicht eine magnetische Schicht aufweist, die zumindest Co enthält.

18. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die freie Schicht zumindest eine CoFe-Legierungsschicht aufweist.

19. Magnetowiderstandseffektkopf nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Unterschicht eine FeCo-Legierung aufweist.