JP2000149225A - 薄膜磁気ヘッドとその製造方法 - Google Patents
薄膜磁気ヘッドとその製造方法Info
- Publication number
- JP2000149225A JP2000149225A JP10318255A JP31825598A JP2000149225A JP 2000149225 A JP2000149225 A JP 2000149225A JP 10318255 A JP10318255 A JP 10318255A JP 31825598 A JP31825598 A JP 31825598A JP 2000149225 A JP2000149225 A JP 2000149225A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- magnetic
- head
- magnetic head
- magnetoresistive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明は、磁気ディスク装置で用いられる低コ
ストで信頼性の高い薄膜磁気ヘッドの提供を目的とす
る。 【解決手段】本発明の薄膜磁気ヘッドは、媒体磁界に応
答して磁区の方向を変化させる機能を持つ磁気抵抗効果
膜が規定の形状に形成されることで、媒体磁界が存在し
ないときにおけるその磁区の方向が、磁区制御膜を用い
ることなく規定の方向に整列されるように構成される。
このように、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、磁区制御膜
を用いないことから、プロセス工程を簡略化できるよう
になるとともに、磁区制御膜の磁気特性のばらつきや、
磁気抵抗効果膜と磁区制御膜との間の接触部分の磁気的
なばらつきなどによるヘッド特性のばらつきを無くすこ
とができるようになり、更に、磁気抵抗効果膜と磁区制
御膜との間の接触部分からくる腐食によるヘッド特性の
劣化を無くすことができるようになる。
ストで信頼性の高い薄膜磁気ヘッドの提供を目的とす
る。 【解決手段】本発明の薄膜磁気ヘッドは、媒体磁界に応
答して磁区の方向を変化させる機能を持つ磁気抵抗効果
膜が規定の形状に形成されることで、媒体磁界が存在し
ないときにおけるその磁区の方向が、磁区制御膜を用い
ることなく規定の方向に整列されるように構成される。
このように、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、磁区制御膜
を用いないことから、プロセス工程を簡略化できるよう
になるとともに、磁区制御膜の磁気特性のばらつきや、
磁気抵抗効果膜と磁区制御膜との間の接触部分の磁気的
なばらつきなどによるヘッド特性のばらつきを無くすこ
とができるようになり、更に、磁気抵抗効果膜と磁区制
御膜との間の接触部分からくる腐食によるヘッド特性の
劣化を無くすことができるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
で用いられる低コストで信頼性の高い薄膜磁気ヘッド
と、その薄膜磁気ヘッドの製造方法とに関する。
で用いられる低コストで信頼性の高い薄膜磁気ヘッド
と、その薄膜磁気ヘッドの製造方法とに関する。
【０００２】磁気抵抗効果型ヘッド（ＭＲヘッドと称さ
れている）は、磁気抵抗効果膜を再生部に用いたヘッド
で、再生出力が磁気記録媒体とヘッドとの間の相対速度
に依存しないことから、磁気記録媒体の高記録密度化や
小型化に対して有利な再生ヘッドである。
れている）は、磁気抵抗効果膜を再生部に用いたヘッド
で、再生出力が磁気記録媒体とヘッドとの間の相対速度
に依存しないことから、磁気記録媒体の高記録密度化や
小型化に対して有利な再生ヘッドである。
【０００３】このような大きな利点を持つＭＲヘッドの
低コスト化を実現するとともに、その信頼性を向上させ
る技術の構築が叫ばれている。
低コスト化を実現するとともに、その信頼性を向上させ
る技術の構築が叫ばれている。
【０００４】
【従来の技術】磁気抵抗効果膜を用いたＭＲヘッドは、
磁気抵抗効果膜が単磁区とならない場合、バルクハウゼ
ンノイズが発生し、再生出力が大きく変動するという問
題点がある。
磁気抵抗効果膜が単磁区とならない場合、バルクハウゼ
ンノイズが発生し、再生出力が大きく変動するという問
題点がある。
【０００５】このため、従来では、磁気抵抗効果膜の磁
区を制御するために、高保磁力膜や反強磁性膜などで構
成される磁区制御膜を用いて、媒体磁界が存在しないと
きにおける磁気抵抗効果膜の磁区の方向を初期方向に整
列させるという方法を採っていた。
区を制御するために、高保磁力膜や反強磁性膜などで構
成される磁区制御膜を用いて、媒体磁界が存在しないと
きにおける磁気抵抗効果膜の磁区の方向を初期方向に整
列させるという方法を採っていた。
【０００６】次に、この従来技術について具体的に説明
する。
する。
【０００７】ＭＲヘッドとして、媒体磁界に応じて磁区
方向を変化させるフリー層と、固着された磁区方向を持
つピンド層と、ピンド層の磁区方向を固着させるピニン
グ層と、フリー層とピンド層との間を磁気的に絶縁する
中間層という多層構造で構成されるスピンバルブ型ＭＲ
ヘッドがある。
方向を変化させるフリー層と、固着された磁区方向を持
つピンド層と、ピンド層の磁区方向を固着させるピニン
グ層と、フリー層とピンド層との間を磁気的に絶縁する
中間層という多層構造で構成されるスピンバルブ型ＭＲ
ヘッドがある。
【０００８】このスピンバルブ型ＭＲヘッドは、図１２
に示すような姿勢で備えられて、図１３（ａ）に示すよ
うに、フリー層の両端に磁区制御膜を設けることで、媒
体磁界が存在しないときにおけるフリー層の磁化をトラ
ックに直交する方向に向かせるとともに、図１３（ｂ）
に示すように、ピンド層の磁化を媒体表面に垂直となる
方向に向かせて、図１３（ｃ）に示すように、媒体磁界
によりフリー層の磁化方向を変化させる構成を採ってい
る。そして、図１４に示すように、フリー層に電流を流
すことで、フリー層の磁化方向の変化により生ずる抵抗
変化を検出することで、媒体磁界を検出する構成を採っ
ている。
に示すような姿勢で備えられて、図１３（ａ）に示すよ
うに、フリー層の両端に磁区制御膜を設けることで、媒
体磁界が存在しないときにおけるフリー層の磁化をトラ
ックに直交する方向に向かせるとともに、図１３（ｂ）
に示すように、ピンド層の磁化を媒体表面に垂直となる
方向に向かせて、図１３（ｃ）に示すように、媒体磁界
によりフリー層の磁化方向を変化させる構成を採ってい
る。そして、図１４に示すように、フリー層に電流を流
すことで、フリー層の磁化方向の変化により生ずる抵抗
変化を検出することで、媒体磁界を検出する構成を採っ
ている。
【０００９】一方、単層の磁気抵抗効果膜（異方性磁気
抵抗効果膜）で構成されるＭＲヘッドは、公知のシャン
トバイアス法やＳＡＬバイアス法などを用いるときに、
そのバイアス法で必要とされる垂直バイアスを媒体表面
に垂直となる方向にかけるとともに、図１５（ａ）に示
すように、磁気抵抗効果膜の両端に水平バイアス用の磁
区制御膜を設けることで、図１５（ａ）に示すように、
媒体磁界が存在しないときにおける磁気抵抗効果膜の磁
化をトラック方向から約４５°の方向に向かせて、図１
５（ｂ）に示すように、媒体磁界によりこの磁化方向を
変化させる構成を採っている。そして、図１６に示すよ
うに、磁気抵抗効果膜に電流を流すことで、磁気抵抗効
果膜の磁化方向の変化により生ずる抵抗変化を検出する
ことで、媒体磁界を検出する構成を採っている。なお、
図１５では省略したが、水平バイアス用の磁区制御膜と
は別に垂直バイアス用の磁区制御膜が設けられている。
抵抗効果膜）で構成されるＭＲヘッドは、公知のシャン
トバイアス法やＳＡＬバイアス法などを用いるときに、
そのバイアス法で必要とされる垂直バイアスを媒体表面
に垂直となる方向にかけるとともに、図１５（ａ）に示
すように、磁気抵抗効果膜の両端に水平バイアス用の磁
区制御膜を設けることで、図１５（ａ）に示すように、
媒体磁界が存在しないときにおける磁気抵抗効果膜の磁
化をトラック方向から約４５°の方向に向かせて、図１
５（ｂ）に示すように、媒体磁界によりこの磁化方向を
変化させる構成を採っている。そして、図１６に示すよ
うに、磁気抵抗効果膜に電流を流すことで、磁気抵抗効
果膜の磁化方向の変化により生ずる抵抗変化を検出する
ことで、媒体磁界を検出する構成を採っている。なお、
図１５では省略したが、水平バイアス用の磁区制御膜と
は別に垂直バイアス用の磁区制御膜が設けられている。
【００１０】このように、従来のＭＲヘッドでは、磁区
制御膜を設けることで、媒体磁界に応答して磁区の方向
を変化させる機能を持つ磁気抵抗効果膜の磁区方向を初
期方向に向かせるという方法を採っていた。
制御膜を設けることで、媒体磁界に応答して磁区の方向
を変化させる機能を持つ磁気抵抗効果膜の磁区方向を初
期方向に向かせるという方法を採っていた。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ＭＲヘッドのように、磁区制御膜を設ける構成を採って
いると、プロセス工程が増加しコストアップを招くとい
う問題点がある。
ＭＲヘッドのように、磁区制御膜を設ける構成を採って
いると、プロセス工程が増加しコストアップを招くとい
う問題点がある。
【００１２】更に、高保磁力膜や反強磁性膜などで構成
される磁区制御膜と磁気抵抗効果膜との間の接触部分の
ばらつきにより、ヘッド間の再生出力にばらつきが生
じ、信頼性の低下を招くという問題点がある。
される磁区制御膜と磁気抵抗効果膜との間の接触部分の
ばらつきにより、ヘッド間の再生出力にばらつきが生
じ、信頼性の低下を招くという問題点がある。
【００１３】本発明はかかる事情に鑑みてなされたもの
であって、低コストで信頼性の高い新たな薄膜磁気ヘッ
ドの提供と、その薄膜磁気ヘッドを製造する新たな薄膜
磁気ヘッドの製造方法の提供を目的とする。
であって、低コストで信頼性の高い新たな薄膜磁気ヘッ
ドの提供と、その薄膜磁気ヘッドを製造する新たな薄膜
磁気ヘッドの製造方法の提供を目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明では、単層あるいは積層の形態で備えられる
磁気抵抗効果膜を使って磁気記録媒体に記録されるデー
タを再生する機能を持つ薄膜磁気ヘッドを製造するとき
に、媒体磁界に応答して磁区の方向を変化させる機能を
持つ磁気抵抗効果膜に用いられる磁区制御膜の成膜を省
略しつつ、その磁気抵抗効果膜を規定の形状に成膜する
ことで、薄膜磁気ヘッドを製造する。
に、本発明では、単層あるいは積層の形態で備えられる
磁気抵抗効果膜を使って磁気記録媒体に記録されるデー
タを再生する機能を持つ薄膜磁気ヘッドを製造するとき
に、媒体磁界に応答して磁区の方向を変化させる機能を
持つ磁気抵抗効果膜に用いられる磁区制御膜の成膜を省
略しつつ、その磁気抵抗効果膜を規定の形状に成膜する
ことで、薄膜磁気ヘッドを製造する。
【００１５】このとき、好ましくは、トラックに直交す
る方向の長さをｘとし、媒体表面に垂直となる方向の長
さをｙとするならば、その２つの長さの比“ｙ／ｘ”が
０．２６未満で、かつ、ｙが１μｍ未満となるように
と、磁気抵抗効果膜の形状を形成する。
る方向の長さをｘとし、媒体表面に垂直となる方向の長
さをｙとするならば、その２つの長さの比“ｙ／ｘ”が
０．２６未満で、かつ、ｙが１μｍ未満となるように
と、磁気抵抗効果膜の形状を形成する。
【００１６】すなわち、本発明の薄膜磁気ヘッドでは、
媒体磁界に応答して磁区の方向を変化させる機能を持つ
磁気抵抗効果膜が規定の形状に形成されることで、媒体
磁界が存在しないときにおけるその磁区の方向が、磁区
制御膜を用いることなく規定の初期方向に整列されるよ
うに構成される。
媒体磁界に応答して磁区の方向を変化させる機能を持つ
磁気抵抗効果膜が規定の形状に形成されることで、媒体
磁界が存在しないときにおけるその磁区の方向が、磁区
制御膜を用いることなく規定の初期方向に整列されるよ
うに構成される。
【００１７】このように、本発明の薄膜磁気ヘッドは、
磁区制御膜を用いずに、磁気抵抗効果膜の形状異方性を
用いることで、媒体磁界に応答して磁区の方向を変化さ
せる磁気抵抗効果膜の磁区方向を初期方向に制御すると
いう構成を採ることから、プロセス工程を簡略化できる
ようになるとともに、磁区制御膜の磁気特性のばらつき
や、磁気抵抗効果膜と磁区制御膜との間の接触部分の磁
気的なばらつきなどによるヘッド特性のばらつきを無く
すことができるようになり、更に、磁気抵抗効果膜と磁
区制御膜との間の接触部分からくる腐食によるヘッド特
性の劣化を無くすことができるようになる。
磁区制御膜を用いずに、磁気抵抗効果膜の形状異方性を
用いることで、媒体磁界に応答して磁区の方向を変化さ
せる磁気抵抗効果膜の磁区方向を初期方向に制御すると
いう構成を採ることから、プロセス工程を簡略化できる
ようになるとともに、磁区制御膜の磁気特性のばらつき
や、磁気抵抗効果膜と磁区制御膜との間の接触部分の磁
気的なばらつきなどによるヘッド特性のばらつきを無く
すことができるようになり、更に、磁気抵抗効果膜と磁
区制御膜との間の接触部分からくる腐食によるヘッド特
性の劣化を無くすことができるようになる。
【００１８】このようにして、本発明によれば、低コス
トで信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを提供できるようにな
る。
トで信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを提供できるようにな
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に従って本発明
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
【００２０】図１に、本発明のＭＲヘッドの製造方法の
処理手順を図示する。ここで、この処理手順では、単層
の磁気抵抗効果膜で構成される本発明のＭＲヘッドを製
造することを想定している。
処理手順を図示する。ここで、この処理手順では、単層
の磁気抵抗効果膜で構成される本発明のＭＲヘッドを製
造することを想定している。
【００２１】次に、この処理手順に従って、本発明のＭ
Ｒヘッドの製造方法について説明する。
Ｒヘッドの製造方法について説明する。
【００２２】本発明のＭＲヘッドを製造する場合、図１
の処理手順に示すように、先ず最初に、ステップ１で、
基板に強磁性膜をスパッタリング法やメッキ法で１〜３
μｍ程度成膜する。すなわち、図２（ａ）に示すよう
に、基板１に強磁性膜２を成膜するのである。
の処理手順に示すように、先ず最初に、ステップ１で、
基板に強磁性膜をスパッタリング法やメッキ法で１〜３
μｍ程度成膜する。すなわち、図２（ａ）に示すよう
に、基板１に強磁性膜２を成膜するのである。
【００２３】強磁性膜としては、例えば、CoFeNiS など
のCoFe系や、NiFeなどの保持力の小さな軟磁性膜を用い
る。成膜後、イオンミリングなどにより所定の形状にパ
ターンニングを行う。あるいは、レジストでフレームを
形成後、選択メッキを行うことで所定形状の強磁性膜を
得てもよい。
のCoFe系や、NiFeなどの保持力の小さな軟磁性膜を用い
る。成膜後、イオンミリングなどにより所定の形状にパ
ターンニングを行う。あるいは、レジストでフレームを
形成後、選択メッキを行うことで所定形状の強磁性膜を
得てもよい。
【００２４】続いて、ステップ２で、ステップ１で形成
した強磁性膜の上に非磁性絶縁膜を形成する。すなわ
ち、図２（ｂ）に示すように、強磁性膜２の上に非磁性
絶縁膜３を形成するのである。
した強磁性膜の上に非磁性絶縁膜を形成する。すなわ
ち、図２（ｂ）に示すように、強磁性膜２の上に非磁性
絶縁膜３を形成するのである。
【００２５】非磁性絶縁膜としては、例えば、Al2O3 な
どを用いる。成膜後、イオンミリングなどにより所定の
形状にパターンニングを行う。
どを用いる。成膜後、イオンミリングなどにより所定の
形状にパターンニングを行う。
【００２６】続いて、ステップ３で、ステップ２で形成
した非磁性絶縁膜の上に規定形状を有するＭＲ膜を０.0
０１μｍ〜１μｍ程度成膜する。すなわち、磁気抵抗効
果膜は、細長い形状に形成されると、その長手方向に磁
区が配列するという性質を有し、本発明では、この性質
を利用して、図２（ｃ）に示すように、非磁性絶縁膜３
の上に規定形状を有するＭＲ膜４を形成することで、従
来技術で必要とされていた磁区制御膜を省略する構成を
採るのである。ここで、図中に示すＸは、後述するトラ
ックに直交する方向の長さ、Ｙは媒体表面に垂直となる
方向の長さである。
した非磁性絶縁膜の上に規定形状を有するＭＲ膜を０.0
０１μｍ〜１μｍ程度成膜する。すなわち、磁気抵抗効
果膜は、細長い形状に形成されると、その長手方向に磁
区が配列するという性質を有し、本発明では、この性質
を利用して、図２（ｃ）に示すように、非磁性絶縁膜３
の上に規定形状を有するＭＲ膜４を形成することで、従
来技術で必要とされていた磁区制御膜を省略する構成を
採るのである。ここで、図中に示すＸは、後述するトラ
ックに直交する方向の長さ、Ｙは媒体表面に垂直となる
方向の長さである。
【００２７】ＭＲ膜としては、例えば、スピンバルブ膜
などの巨大磁気抵抗効果膜などを用いる。成膜後、イオ
ンミリングなどにより規定の形状にパターンニングを行
う。この形状を規定するＸ及びＹの値については、後述
する。
などの巨大磁気抵抗効果膜などを用いる。成膜後、イオ
ンミリングなどにより規定の形状にパターンニングを行
う。この形状を規定するＸ及びＹの値については、後述
する。
【００２８】なお、ＭＲ膜として、スピンバルブ膜など
の巨大磁気抵抗効果膜に代えて、単層の磁気抵抗効果膜
（異方性磁気抵抗効果膜）を用いることも可能である。
この場合には、本発明により省略可能となる磁区制御膜
は、上述した水平バイアス用の磁区制御膜となる。
の巨大磁気抵抗効果膜に代えて、単層の磁気抵抗効果膜
（異方性磁気抵抗効果膜）を用いることも可能である。
この場合には、本発明により省略可能となる磁区制御膜
は、上述した水平バイアス用の磁区制御膜となる。
【００２９】続いて、ステップ４で、ステップ３で形成
したＭＲ膜の上に電極端子を成膜し、パターンニングす
る。すなわち、図３（ａ）に示すように、ＭＲ膜４の上
に電極端子５を形成するのである。
したＭＲ膜の上に電極端子を成膜し、パターンニングす
る。すなわち、図３（ａ）に示すように、ＭＲ膜４の上
に電極端子５を形成するのである。
【００３０】続いて、ステップ５で、ステップ４で形成
した電極端子の上に非磁性絶縁膜を成膜し、パターンニ
ングする。すなわち、図３（ｂ）に示すように、電極端
子５の形成されたＭＲ膜４の上に非磁性絶縁膜６を形成
するのである。
した電極端子の上に非磁性絶縁膜を成膜し、パターンニ
ングする。すなわち、図３（ｂ）に示すように、電極端
子５の形成されたＭＲ膜４の上に非磁性絶縁膜６を形成
するのである。
【００３１】続いて、ステップ６で、ステップ５で形成
した非磁性絶縁膜の上に磁気シールド用の強磁性膜をス
パッタリング法やメッキ法で１〜３μｍ程度成膜する。
すなわち、図３（ｃ）に示すように、非磁性絶縁膜６の
上に磁気シールド用の強磁性膜７を形成するのである。
した非磁性絶縁膜の上に磁気シールド用の強磁性膜をス
パッタリング法やメッキ法で１〜３μｍ程度成膜する。
すなわち、図３（ｃ）に示すように、非磁性絶縁膜６の
上に磁気シールド用の強磁性膜７を形成するのである。
【００３２】強磁性膜としては、例えば、CoFeNiS など
のCoFe系や、NiFeなどの保持力の小さな軟磁性膜を用い
る。成膜後、イオンミリングなどにより所定の形状にパ
ターンニングを行う。あるいは、レジストでフレームを
形成後、選択メッキを行うことで所定形状の強磁性膜を
得てもよい。
のCoFe系や、NiFeなどの保持力の小さな軟磁性膜を用い
る。成膜後、イオンミリングなどにより所定の形状にパ
ターンニングを行う。あるいは、レジストでフレームを
形成後、選択メッキを行うことで所定形状の強磁性膜を
得てもよい。
【００３３】このようにして、本発明では、磁区制御膜
を形成することなくＭＲヘッドを製造することになる。
そして、磁区制御膜を形成しない代わりに、磁気抵抗効
果膜の形状を規定のものに形成することで、媒体磁界が
存在しないときにおける磁気抵抗効果膜の磁区の方向が
規定のものになることを実現する。
を形成することなくＭＲヘッドを製造することになる。
そして、磁区制御膜を形成しない代わりに、磁気抵抗効
果膜の形状を規定のものに形成することで、媒体磁界が
存在しないときにおける磁気抵抗効果膜の磁区の方向が
規定のものになることを実現する。
【００３４】この磁気抵抗効果膜の形状は、具体的に
は、図４（ａ）に示すように、トラックに直交する方向
の長さをＸとし、媒体表面に垂直となる方向の長さをＹ
とするならば、その２つの長さの比“Ｙ／Ｘ”が０．２
６未満で、Ｙが１μｍ未満となるものであって、この形
状を有することで、図４（ａ）に示すように、磁区制御
膜を用いなくとも、磁化の初期方向をトラックに直交す
る方向に向かせることができるとともに、図４（ｂ）に
示すように、媒体磁界によりこの磁化方向を変化させる
ことができるようになる。
は、図４（ａ）に示すように、トラックに直交する方向
の長さをＸとし、媒体表面に垂直となる方向の長さをＹ
とするならば、その２つの長さの比“Ｙ／Ｘ”が０．２
６未満で、Ｙが１μｍ未満となるものであって、この形
状を有することで、図４（ａ）に示すように、磁区制御
膜を用いなくとも、磁化の初期方向をトラックに直交す
る方向に向かせることができるとともに、図４（ｂ）に
示すように、媒体磁界によりこの磁化方向を変化させる
ことができるようになる。
【００３５】これらの数値は、シミュレーションにより
求めたものである。次に、この磁気抵抗効果膜の形状を
求めるために行ったシミュレーションに従って、本発明
を実現する磁気抵抗効果膜の形状について詳細に説明す
る。
求めたものである。次に、この磁気抵抗効果膜の形状を
求めるために行ったシミュレーションに従って、本発明
を実現する磁気抵抗効果膜の形状について詳細に説明す
る。
【００３６】このシミュレーションは、スピンバルブ型
ＭＲヘッドを解析対象として、マイクロマグネティック
ス法による３次元プログラムを用いて行った。想定した
スピンバルブ型ＭＲヘッドの膜構成は、Ta(5)/PdPtMn(2
5)/CoFe(2.5)/Cu(3)/NiFe(4.5)/Ta(5)である。ここで、
括弧内の数値は膜厚[nm]を表している。
ＭＲヘッドを解析対象として、マイクロマグネティック
ス法による３次元プログラムを用いて行った。想定した
スピンバルブ型ＭＲヘッドの膜構成は、Ta(5)/PdPtMn(2
5)/CoFe(2.5)/Cu(3)/NiFe(4.5)/Ta(5)である。ここで、
括弧内の数値は膜厚[nm]を表している。
【００３７】このマイクロマグネティックス法によるシ
ミュレーションは、解析対象となるスピンバルブ型ＭＲ
ヘッドと、そのスピンバルブ型ＭＲヘッドを挟み込む形
で設けられる磁気シールドとをメッシュに分割して、そ
れぞれのメッシュにかかる磁界を計算し、ＬＬＧ方程式
により磁化角度の緩和を行い、フリー層とピンド層との
磁化角度を各メッシュ毎に出力し抵抗値を算出すること
で行った。
ミュレーションは、解析対象となるスピンバルブ型ＭＲ
ヘッドと、そのスピンバルブ型ＭＲヘッドを挟み込む形
で設けられる磁気シールドとをメッシュに分割して、そ
れぞれのメッシュにかかる磁界を計算し、ＬＬＧ方程式
により磁化角度の緩和を行い、フリー層とピンド層との
磁化角度を各メッシュ毎に出力し抵抗値を算出すること
で行った。
【００３８】ここで、各メッシュにかかる磁界（Ｈ）と
して、下記に示す磁界の和を計算した。
して、下記に示す磁界の和を計算した。
【００３９】 Ｈ＝Ｈext ＋Ｈa ＋Ｈd ＋Ｈc ＋Ｈex＋Ｈint Ｈext ：媒体磁界 Ｈa ：異方性磁界 Ｈd ：反磁界 Ｈc ：電流磁界 Ｈex ：膜内交換相互作用 Ｈint ：層間交換相互作
用 また、ＬＬＧ方程式として、下記の式を用いて磁化角度
の緩和を行った。
用 また、ＬＬＧ方程式として、下記の式を用いて磁化角度
の緩和を行った。
【００４０】∂Ｍ／∂ｔ＝−γ〔Ｍ×Ｈ〕−（αγ／
Ｍ）〔Ｍ×〔Ｍ×Ｈ〕〕 また、抵抗値は、下記の式を用いて計算した。
Ｍ）〔Ｍ×〔Ｍ×Ｈ〕〕 また、抵抗値は、下記の式を用いて計算した。
【００４１】Ｒ＝Ｒ0 −（ΔＲ ＧＭＲ／２）・cos(θ
p −θf )＋（ΔＲ ＡＭＲ／２）・（cos θf )2 θp ：ピンド層の磁化の角度 θf ：フリー層の磁化の角度 ΔＲ ＧＭＲ ：スピンバルブに関する抵抗変化 ΔＲ ＡＭＲ ：フリー層に関する抵抗変化 図５ないし図１１にシミュレーション結果を図示する。
p −θf )＋（ΔＲ ＡＭＲ／２）・（cos θf )2 θp ：ピンド層の磁化の角度 θf ：フリー層の磁化の角度 ΔＲ ＧＭＲ ：スピンバルブに関する抵抗変化 ΔＲ ＡＭＲ ：フリー層に関する抵抗変化 図５ないし図１１にシミュレーション結果を図示する。
【００４２】図５（ａ）のシミュレーション結果は、
「Ｘ＝０.5μｍ，Ｙ＝0.26μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.52」のとき
のＲーＨカーブ（抵抗の媒体磁界依存性を示すカーブ）
を示し、図５（ｂ）のシミュレーション結果は、「Ｘ＝
１.0μｍ，Ｙ＝0.26μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.26」のときのＲー
Ｈカーブを示し、図６（ａ）のシミュレーション結果
は、「Ｘ＝１.5μｍ，Ｙ＝0.26μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.17」の
ときのＲーＨカーブを示し、図６（ｂ）のシミュレーシ
ョン結果は、図６（ａ）のシミュレーション結果の一部
拡大図を示している。
「Ｘ＝０.5μｍ，Ｙ＝0.26μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.52」のとき
のＲーＨカーブ（抵抗の媒体磁界依存性を示すカーブ）
を示し、図５（ｂ）のシミュレーション結果は、「Ｘ＝
１.0μｍ，Ｙ＝0.26μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.26」のときのＲー
Ｈカーブを示し、図６（ａ）のシミュレーション結果
は、「Ｘ＝１.5μｍ，Ｙ＝0.26μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.17」の
ときのＲーＨカーブを示し、図６（ｂ）のシミュレーシ
ョン結果は、図６（ａ）のシミュレーション結果の一部
拡大図を示している。
【００４３】これらのシミュレーション結果から、「Ｙ
／Ｘ＝0.52」のときのＲーＨカーブや、「Ｙ／Ｘ＝0.2
6」のときのＲーＨカーブはヒステリシスを持ち、「Ｙ
／Ｘ＝0.17」のときのＲーＨカーブはヒステリシスを持
たないことが分かる。
／Ｘ＝0.52」のときのＲーＨカーブや、「Ｙ／Ｘ＝0.2
6」のときのＲーＨカーブはヒステリシスを持ち、「Ｙ
／Ｘ＝0.17」のときのＲーＨカーブはヒステリシスを持
たないことが分かる。
【００４４】従って、図５及び図６のシミュレーション
結果から、“Ｙ／Ｘ”の値は０．２６未満である必要が
ある。
結果から、“Ｙ／Ｘ”の値は０．２６未満である必要が
ある。
【００４５】一方、図７（ａ）のシミュレーション結果
は、「Ｘ＝４.0μｍ，Ｙ＝１.0μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.25」の
ときのＲーＨカーブを示し、図７（ｂ）のシミュレーシ
ョン結果は、「Ｘ＝10.0μｍ，Ｙ＝１.0μｍ，Ｙ／Ｘ＝
0.10」のときのＲーＨカーブを示し、図８のシミュレー
ション結果は、「Ｘ＝20.0μｍ，Ｙ＝１.0μｍ，Ｙ／Ｘ
＝0.05」のときのＲーＨカーブを示している。
は、「Ｘ＝４.0μｍ，Ｙ＝１.0μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.25」の
ときのＲーＨカーブを示し、図７（ｂ）のシミュレーシ
ョン結果は、「Ｘ＝10.0μｍ，Ｙ＝１.0μｍ，Ｙ／Ｘ＝
0.10」のときのＲーＨカーブを示し、図８のシミュレー
ション結果は、「Ｘ＝20.0μｍ，Ｙ＝１.0μｍ，Ｙ／Ｘ
＝0.05」のときのＲーＨカーブを示している。
【００４６】この図７及び図８のシミュレーション結果
から、“Ｙ／Ｘ”の値が０．２６未満であっても、Ｙの
値が１．０μｍにあるときには、ＲーＨカーブがヒステ
リシスを持つことが分かる。
から、“Ｙ／Ｘ”の値が０．２６未満であっても、Ｙの
値が１．０μｍにあるときには、ＲーＨカーブがヒステ
リシスを持つことが分かる。
【００４７】一方、図９（ａ）のシミュレーション結果
は、「Ｘ＝６.0μｍ，Ｙ＝１.5μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.25」の
ときのＲーＨカーブを示し、図９（ｂ）のシミュレーシ
ョン結果は、そのシミュレーション結果の一部拡大図を
示し、図１０（ａ）のシミュレーション結果は、「Ｘ＝
15.0μｍ，Ｙ＝１.5μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.10」のときのＲー
Ｈカーブを示し、図１０（ｂ）のシミュレーション結果
は、そのシミュレーション結果の一部拡大図を示し、図
１１（ａ）のシミュレーション結果は、「Ｘ＝30.0μ
ｍ，Ｙ＝１.5μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.05」のときのＲーＨカー
ブを示し、図１１（ｂ）のシミュレーション結果は、そ
のシミュレーション結果の一部拡大図を示している。
は、「Ｘ＝６.0μｍ，Ｙ＝１.5μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.25」の
ときのＲーＨカーブを示し、図９（ｂ）のシミュレーシ
ョン結果は、そのシミュレーション結果の一部拡大図を
示し、図１０（ａ）のシミュレーション結果は、「Ｘ＝
15.0μｍ，Ｙ＝１.5μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.10」のときのＲー
Ｈカーブを示し、図１０（ｂ）のシミュレーション結果
は、そのシミュレーション結果の一部拡大図を示し、図
１１（ａ）のシミュレーション結果は、「Ｘ＝30.0μ
ｍ，Ｙ＝１.5μｍ，Ｙ／Ｘ＝0.05」のときのＲーＨカー
ブを示し、図１１（ｂ）のシミュレーション結果は、そ
のシミュレーション結果の一部拡大図を示している。
【００４８】この図９〜図１１のシミュレーション結果
から、“Ｙ／Ｘ”の値が０．２６未満であっても、Ｙの
値が１．５μｍにあるときには、ＲーＨカーブがヒステ
リシスを持つことが分かる。
から、“Ｙ／Ｘ”の値が０．２６未満であっても、Ｙの
値が１．５μｍにあるときには、ＲーＨカーブがヒステ
リシスを持つことが分かる。
【００４９】従って、図７〜図１１のシミュレーション
結果から、Ｙの値は１．０μｍ未満である必要がある。
結果から、Ｙの値は１．０μｍ未満である必要がある。
【００５０】このように、マイクロマグネティックス法
を用いたシミュレーション結果から、“Ｙ／Ｘ”が０．
２６未満で、Ｙが１μｍ未満となるようにと磁気抵抗効
果膜の形状を形成すれば、磁区制御膜を用いなくとも、
磁気抵抗効果膜の磁化の初期方向をトラックに直交する
方向に向かせることができることになって、ヒステリシ
スの無い磁化応答が得られることが分かる。
を用いたシミュレーション結果から、“Ｙ／Ｘ”が０．
２６未満で、Ｙが１μｍ未満となるようにと磁気抵抗効
果膜の形状を形成すれば、磁区制御膜を用いなくとも、
磁気抵抗効果膜の磁化の初期方向をトラックに直交する
方向に向かせることができることになって、ヒステリシ
スの無い磁化応答が得られることが分かる。
【００５１】このシミュレーションでは、スピンバルブ
型ＭＲヘッドのｘ方向（図４のｘ方向）に電流を流すこ
とを想定したが、膜面の垂直方向（図４のｚ方向）に電
流を流す場合にも、フリー層の抵抗値変化を検出するこ
とが可能であるので、電流の向きはｘ方向に限られるも
のではない。
型ＭＲヘッドのｘ方向（図４のｘ方向）に電流を流すこ
とを想定したが、膜面の垂直方向（図４のｚ方向）に電
流を流す場合にも、フリー層の抵抗値変化を検出するこ
とが可能であるので、電流の向きはｘ方向に限られるも
のではない。
【００５２】また、このシミュレーションでは、スピン
バルブ型ＭＲヘッドを想定したが、単層の磁気抵抗効果
膜で構成されるＭＲヘッドについても同様のシミュレー
ション結果が得られ、この場合にも、“Ｙ／Ｘ”が０．
２６未満で、Ｙが１μｍ未満となるようにと磁気抵抗効
果膜の形状を形成すれば、磁区制御膜を用いなくとも、
磁気抵抗効果膜の磁化の初期方向をトラックに直交する
方向に向かせることができることになる。
バルブ型ＭＲヘッドを想定したが、単層の磁気抵抗効果
膜で構成されるＭＲヘッドについても同様のシミュレー
ション結果が得られ、この場合にも、“Ｙ／Ｘ”が０．
２６未満で、Ｙが１μｍ未満となるようにと磁気抵抗効
果膜の形状を形成すれば、磁区制御膜を用いなくとも、
磁気抵抗効果膜の磁化の初期方向をトラックに直交する
方向に向かせることができることになる。
【００５３】図示実施例に従って本発明を詳細に説明し
たが、本発明はこれに限定されるものではない。例え
ば、実施例では再生用のＭＲヘッドへの適用例に従って
本発明を説明したが、記録ヘッドとの一体構造で構成さ
れる複合型ヘッドの持つＭＲヘッドについても、本発明
はそのまま適用できることは言うまでもない。
たが、本発明はこれに限定されるものではない。例え
ば、実施例では再生用のＭＲヘッドへの適用例に従って
本発明を説明したが、記録ヘッドとの一体構造で構成さ
れる複合型ヘッドの持つＭＲヘッドについても、本発明
はそのまま適用できることは言うまでもない。
【００５４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の薄膜磁気
ヘッドは、磁区制御膜を用いずに、磁気抵抗効果膜の形
状異方性を用いることで、媒体磁界に応答して磁区の方
向を変化させる磁気抵抗効果膜の磁区方向を初期方向に
制御するという構成を採ることから、プロセス工程を簡
略化できるようになるとともに、磁区制御膜の磁気特性
のばらつきや、磁気抵抗効果膜と磁区制御膜との間の接
触部分の磁気的なばらつきなどによるヘッド特性のばら
つきを無くすことができるようになり、更に、磁気抵抗
効果膜と磁区制御膜との間の接触部分からくる腐食によ
るヘッド特性の劣化を無くすことができるようになる。
ヘッドは、磁区制御膜を用いずに、磁気抵抗効果膜の形
状異方性を用いることで、媒体磁界に応答して磁区の方
向を変化させる磁気抵抗効果膜の磁区方向を初期方向に
制御するという構成を採ることから、プロセス工程を簡
略化できるようになるとともに、磁区制御膜の磁気特性
のばらつきや、磁気抵抗効果膜と磁区制御膜との間の接
触部分の磁気的なばらつきなどによるヘッド特性のばら
つきを無くすことができるようになり、更に、磁気抵抗
効果膜と磁区制御膜との間の接触部分からくる腐食によ
るヘッド特性の劣化を無くすことができるようになる。
【００５５】このようにして、本発明によれば、低コス
トで信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを提供できるようにな
る。
トで信頼性の高い薄膜磁気ヘッドを提供できるようにな
る。
【図１】本発明のＭＲヘッドの製造方法の処理手順であ
る。
る。
【図２】本発明のＭＲヘッドの製造方法の説明図であ
る。
る。
【図３】本発明のＭＲヘッドの製造方法の説明図であ
る。
る。
【図４】本発明のＭＲヘッドの説明図である。
【図５】シミュレーション結果の説明図である。
【図６】シミュレーション結果の説明図である。
【図７】シミュレーション結果の説明図である。
【図８】シミュレーション結果の説明図である。
【図９】シミュレーション結果の説明図である。
【図１０】シミュレーション結果の説明図である。
【図１１】シミュレーション結果の説明図である。
【図１２】ＭＲヘッドの説明図である。
【図１３】ＭＲヘッドの説明図である。
【図１４】ＭＲヘッドの説明図である。
【図１５】ＭＲヘッドの説明図である。
【図１６】ＭＲヘッドの説明図である。
１ 基板 ２ 強磁性膜 ３ 非磁性絶縁膜 ４ ＭＲ膜 ５ 電極端子 ６ 非磁性絶縁膜 ７ 強磁性膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長坂 恵一 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5D034 AA03 BA03 CA04 DA07
Claims (5)
- 【請求項１】 単層あるいは積層の形態で備えられる磁
気抵抗効果膜を使って、磁気記録媒体に記録されるデー
タを再生する薄膜磁気ヘッドにおいて、 媒体磁界に応答して磁区の方向を変化させる機能を持つ
磁気抵抗効果膜が規定の形状に形成されることで、媒体
磁界が存在しないときにおける該磁区の方向が、磁区制
御膜を用いることなく規定の方向に整列されるように構
成されることを、 特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 請求項１記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、 媒体表面に垂直となる方向の長さが１μｍ未満となるよ
うにと、磁気抵抗効果膜の形状が形成されることを、 特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】 請求項１記載の薄膜磁気ヘッドにおい
て、 トラックに直交する方向の長さをｘとし、媒体表面に垂
直となる方向の長さをｙとするならば、その２つの長さ
の比“ｙ／ｘ”が０．２６未満となるようにと、磁気抵
抗効果膜の形状が形成されることを、 特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項４】 請求項１〜３に記載されるいずれかの薄
膜磁気ヘッドにおいて、 積層の形態で備えられる磁気抵抗効果膜を使う構成を採
るときにあって、膜面垂直方向に電流を流すように構成
されることを、 特徴とする薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項５】 単層あるいは積層の形態で備えられる磁
気抵抗効果膜を使って、磁気記録媒体に記録されるデー
タを再生する薄膜磁気ヘッドの製造方法において、 媒体磁界に応答して磁区の方向を変化させる機能を持つ
磁気抵抗効果膜に用いられる磁区制御膜の成膜を省略し
つつ、該磁気抵抗効果膜を規定の形状に成膜すること
で、薄膜磁気ヘッドを製造することを、 特徴とする薄膜磁気ヘッドの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318255A JP2000149225A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 薄膜磁気ヘッドとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10318255A JP2000149225A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 薄膜磁気ヘッドとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000149225A true JP2000149225A (ja) | 2000-05-30 |
Family
ID=18097175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10318255A Withdrawn JP2000149225A (ja) | 1998-11-10 | 1998-11-10 | 薄膜磁気ヘッドとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000149225A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005534199A (ja) * | 2002-07-26 | 2005-11-10 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Ｇｍｒセンサエレメントおよびｇｍｒセンサエレメントの使用 |
-
1998
- 1998-11-10 JP JP10318255A patent/JP2000149225A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005534199A (ja) * | 2002-07-26 | 2005-11-10 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Ｇｍｒセンサエレメントおよびｇｍｒセンサエレメントの使用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3235572B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子，磁気抵抗効果センサ及びそれらを利用したシステム | |
| JP3291208B2 (ja) | 磁気抵抗効果型センサおよびその製造方法とそのセンサを備えた磁気ヘッド | |
| US6657823B2 (en) | Differential detection read sensor, thin film head for perpendicular magnetic recording and perpendicular magnetic recording apparatus | |
| JP2002050011A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、磁気抵抗変換システム及び磁気記録システム | |
| JP3269999B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッドの製造方法 | |
| JP2001325704A (ja) | 磁気抵抗効果センサ、磁気抵抗効果センサの製造方法、磁気抵抗検出システム、および磁気記憶システム | |
| US20090080125A1 (en) | Magnetic head | |
| JP2000228004A (ja) | 磁気抵抗効果素子、再生ヘッド、および記録再生システム | |
| US6483674B1 (en) | Spin valve head, production process thereof and magnetic disk device | |
| JPH11161921A (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法 | |
| JP2008153295A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドおよび磁気記憶装置 | |
| JPH1196519A (ja) | スピンバルブ型薄膜素子およびその製造方法 | |
| JP2000315305A (ja) | 磁気再生ヘッド、磁気ヘッド組立体および磁気ディスク駆動装置並びに磁気ヘッド組立体の製造方法 | |
| US6552882B1 (en) | Information reproduction head apparatus and information recording/reproduction system | |
| JP2001043512A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド及び磁気抵抗検出システム並びに磁気記憶システム | |
| JP2002141583A (ja) | 磁気抵抗効果素子、再生ヘッド、および記録再生システム | |
| JP2001056908A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド及び磁気抵抗検出システム並びに磁気記憶システム | |
| JP2001229515A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びこれを用いた磁気再生装置 | |
| JPH1125431A (ja) | 磁気抵抗効果型再生ヘッドならびに磁気記録再生装置 | |
| JP2000276714A (ja) | 電流で磁化を固定するスピンバルブセンサー | |
| JP2000149225A (ja) | 薄膜磁気ヘッドとその製造方法 | |
| JPH10269532A (ja) | スピンバルブ型磁気抵抗効果ヘッド | |
| JP3243092B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JPH06325329A (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| JP2006261259A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果素子の製造方法及び磁気ヘッド、磁気情報再生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060110 |