JP2000187814A - Composite magnetic head and its production - Google Patents

Composite magnetic head and its production

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JP2000187814A
JP2000187814A JP10362122A JP36212298A JP2000187814A JP 2000187814 A JP2000187814 A JP 2000187814A JP 10362122 A JP10362122 A JP 10362122A JP 36212298 A JP36212298 A JP 36212298A JP 2000187814 A JP2000187814 A JP 2000187814A
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Japan
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layer
magnetic
magnetic field
antiferromagnetic
temperature
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JP10362122A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhiko Deguchi
治彦 出口
Tomohisa Komoda
智久 薦田
Masashi Michijima
正司 道嶋
Hitoshi Isono
仁志 磯野
Keiya Nakabayashi
敬哉 中林
Masanori Kiyouho
昌則 享保
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Original Assignee
Sharp Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a composite magnetic head of a one-gap structure having a magneto-resistance effect film as a reproducing head in which deterioration in the characteristics of the magneto-resistance effect film due to a recording magnetic field can be suppressed, and to provide the producing method of the head. SOLUTION: A magneto-resistance effect film 12 is disposed in the magnetic gap 3, 7 of the recording head 10. Magnetic domain controlling layers 5 are formed on both ends of the magneto-resistance effect film 12. The magnetic domain controlling layer 5 consists of a first antiferromagnetic layer 51 or a laminated structure of a ferromagnetic layer 52 and the first antiferromagnetic layer 51. Controlling of magnetic domains by the magnetic controlling layers 5 in the magneto-resistance effect film 12 can be stabilized by the first antiferromagnetic layer 51.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ディスク装置
等に用いられる、磁気抵抗効果膜を有する再生用磁気ヘ
ッドと、巻線型の記録用磁気ヘッドからなる、複合型磁
気ヘッド、およびその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite magnetic head comprising a reproducing magnetic head having a magnetoresistive effect film and a winding type magnetic head for recording used in a magnetic disk drive and the like, and a method of manufacturing the same. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、磁気ディスク装置等の磁気記録再
生装置において、記録密度の増加に伴い、再生ヘッドに
異方性磁気抵抗効果や巨大磁気抵抗効果を応用した磁気
抵抗効果膜を用い、巻線型の薄膜記録ヘッドと複合した
構造の記録再生ヘッドが開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, in a magnetic recording / reproducing device such as a magnetic disk device, as the recording density increases, a magnetoresistive film using an anisotropic magnetoresistive effect or a giant magnetoresistive effect is applied to a reproducing head. A recording / reproducing head having a structure combined with a linear thin film recording head has been developed.

【0003】この記録再生ヘッドは、磁気抵抗効果膜を
軟磁性体からなるシールド層で挟んだ構造のシールド型
ヘッドと、このシールド層を一方の磁気コアとして用い
る巻線型の薄膜ヘッドが積層された、いわゆる2ギャッ
プ構造が一般的である。
This recording / reproducing head is composed of a shield type head having a structure in which a magnetoresistive film is sandwiched between shield layers made of a soft magnetic material, and a winding type thin film head using this shield layer as one magnetic core. A so-called two-gap structure is generally used.

【0004】ところが、この2ギャップ構造では、記録
用ギャップと、再生用ギャップとが分離しており、記録
ヘッドの記録用ギャップと、再生ヘッドの再生用ギャッ
プとが記録媒体の相対移動方向に沿って、シールド層の
厚さとギャップ長の和の距離(L)だけ少なくとも離間
することになる。
However, in this two-gap structure, the recording gap and the reproducing gap are separated, and the recording gap of the recording head and the reproducing gap of the reproducing head are set along the relative movement direction of the recording medium. Thus, the gap is at least separated by the distance (L) that is the sum of the thickness of the shield layer and the gap length.

【0005】よって、磁気記録再生装置、例えば磁気デ
ィスク装置においては、再生ヘッドと記録ヘッドとの離
間によって、特に高密度記録のようにトラック幅が小さ
い場合に、下記に詳述するように、記録再生に不都合を
生じるという問題を生じている。
Therefore, in a magnetic recording / reproducing apparatus, for example, a magnetic disk apparatus, when the track width is small due to the separation between the reproducing head and the recording head, particularly when the track width is small as in the case of high-density recording, as described in detail below, There is a problem in that reproduction is inconvenient.

【0006】すなわち、記録再生ヘッドは、記録媒体と
しての磁気ディスクの記録面を走査するためのスライダ
ー端面に作製され、記録・再生時、磁気ディスク上を浮
上して移動し、磁気ディスク上の所定の位置において記
録再生を行うものである。この記録再生ヘッドを搭載し
たスライダーは通常ボイスコイルモータによって回転駆
動されるサスペンション上に取り付けらている。よっ
て、スライダー端面の記録再生ヘッドは磁気ディスク上
を磁気ディスクの略半径方向に沿って円弧状に移動す
る。
That is, the recording / reproducing head is formed on a slider end face for scanning the recording surface of a magnetic disk as a recording medium, and floats and moves on the magnetic disk during recording / reproducing, and moves to a predetermined position on the magnetic disk. The recording and reproduction are performed at the position. The slider on which the recording / reproducing head is mounted is usually mounted on a suspension driven to rotate by a voice coil motor. Therefore, the recording / reproducing head on the slider end surface moves on the magnetic disk in an arc shape substantially in the radial direction of the magnetic disk.

【0007】このとき、上記2ギャップ構造の記録再生
ヘッドにおいては、上述したように、記録ヘッドと再生
ヘッドの各ギャップが距離(L)だけ離間しているた
め、スライダーの移動に伴うサスペンションの回転によ
って記録ヘッドと再生ヘッドとが操作する各トラック位
置が概ねD=L・sin θだけ、ずれること(不一致)と
なる(θはサスペンションの回転角)。
At this time, in the recording / reproducing head having the two-gap structure, as described above, since each gap between the recording head and the reproducing head is separated by the distance (L), the rotation of the suspension accompanying the movement of the slider is performed. As a result, each track position operated by the recording head and the reproducing head is shifted (mismatched) by approximately D = L · sin θ (θ is the rotation angle of the suspension).

【0008】通常、再生ヘッドのシールド層としては2
〜5μm体の厚さのNiFe、FeAlSi、CoZrNbなどの軟磁性
膜が用いられるので、少なくともミクロンオーダーのト
ラックの走査ずれが生じる。このようなトラックの走査
ずれは、トラック幅が十分に大きく、数ミクロンのトラ
ックの走査ずれが許容される磁気ディスク装置において
は問題にならない。
Usually, the shield layer of the read head is 2
Since a soft magnetic film made of NiFe, FeAlSi, CoZrNb or the like having a thickness of about 5 μm is used, at least a micron-order track scanning shift occurs. Such a scan deviation of the track does not cause a problem in a magnetic disk drive having a sufficiently large track width and a scan deviation of a track of several microns.

【0009】しかしながら、トラック幅がサブミクロン
オーダーの高密度記録を行う磁気ディスク装置において
は、このトラックの走査ずれは、記録・再生の安定性に
対し大きな問題となる。
However, in a magnetic disk drive that performs high-density recording with a track width on the order of sub-microns, the scanning deviation of the track poses a serious problem for the stability of recording and reproduction.

【0010】さらに、磁気ディスク装置の小型化に伴っ
て記録再生ヘッドからサスペンション回転中心までの距
離が短くなると、磁気ディスクの外周部から内周部まで
記録再生ヘッドを移動させるためにサスペンションの回
転角θを大きく設定する必要があり、さらにトラックの
走査ずれが大きくなる。すなわち、上記2ギャップ構造
の記録再生ヘッドにおいては、磁気記録再生装置の狭ト
ラック化(記録の高密度化)、小型化に対して大きな問
題を有している。
Further, when the distance from the recording / reproducing head to the center of rotation of the suspension is shortened with the downsizing of the magnetic disk drive, the rotation angle of the suspension is required to move the recording / reproducing head from the outer peripheral portion to the inner peripheral portion of the magnetic disk. It is necessary to set θ to be large, and the scanning deviation of the track further increases. That is, the recording / reproducing head having the above-mentioned two-gap structure has a serious problem in narrowing the track (increasing the recording density) and miniaturizing the magnetic recording / reproducing apparatus.

【0011】一方、このような問題を、記録再生ヘッド
の構造から解決するために、記録ヘッドの磁気ギャップ
内に磁気抵抗効果膜を再生ヘッドとして配置し、記録ヘ
ッドの磁気コアが再生ヘッドの磁気シールド層を兼ねる
構造のいわゆる1ギャップ構造の磁気ヘッドが提案され
ている。
On the other hand, in order to solve such a problem from the structure of the recording / reproducing head, a magnetoresistive film is disposed as a reproducing head in a magnetic gap of the recording head, and a magnetic core of the recording head is used as a magnetic core of the reproducing head. A so-called one-gap magnetic head having a structure also serving as a shield layer has been proposed.

【0012】この1ギャップ構造の記録再生ヘッドで
は、記録ヘッドの記録用磁気ギャップの中心位置と再生
ヘッドの再生用磁気ギャップの中心位置とを互いに略同
一の位置に設定できるため、前記のようなトラックの走
査ずれの問題を回避できて、狭トラック化、小型化に適
しており、高密度記録を行う磁気記録再生装置において
有利である。
In the recording / reproducing head having the one-gap structure, the center position of the recording magnetic gap of the recording head and the center position of the reproducing magnetic gap of the reproducing head can be set at substantially the same position. Since the problem of track scanning deviation can be avoided, it is suitable for narrowing tracks and miniaturization, and is advantageous in a magnetic recording / reproducing apparatus that performs high-density recording.

【0013】特開平7−110920号公報には、この
ような1ギャップ構造の記録再生ヘッドが開示されてい
る。上記記録再生ヘッドでは、磁気抵抗効果膜に記録用
磁界が印加されることによって、磁気抵抗効果膜が磁化
され、これによって発生する磁区による問題点を抑制す
るために、磁気抵抗効果膜の奥行き方向の長さを、記録
ヘッドのギャップ深さより、小さく設定することで、磁
気抵抗効果膜における磁区の制御を安定化している。
JP-A-7-110920 discloses such a recording / reproducing head having a one-gap structure. In the recording / reproducing head, when the recording magnetic field is applied to the magnetoresistive film, the magnetoresistive film is magnetized. By setting the length to be smaller than the gap depth of the recording head, the control of the magnetic domain in the magnetoresistive film is stabilized.

【0014】上記公報に記載の従来の1ギャップ構造の
記録再生ヘッドについて、以下に説明する。記録再生
時、上記記録再生ヘッドにおける、記録媒体に対面する
面(以下、ABS面という)に対し垂直な(直交する)
方向の断面を図17に示す。
The conventional one-gap structure recording / reproducing head described in the above publication will be described below. At the time of recording / reproducing, the recording / reproducing head is perpendicular to (perpendicular to) a surface facing the recording medium (hereinafter referred to as an ABS surface).
The cross section in the direction is shown in FIG.

【0015】上記記録再生ヘッドは、図17に示すよう
に、ガラス、Si、あるいはAl23 −TiC焼結体
からなる基板70上に、Al2 3 またはSiO2 など
からなる下部絶縁層71を介して、記録再生ヘッドにお
ける記録ヘッド75の下部磁気コアと、記録再生ヘッド
における再生ヘッド76の下部シールド層を兼ねるNi
Fe、FeAlSi等の軟磁性膜からなる下部磁性層7
2が所定の形状で配置されている。
As shown in FIG. 17, the recording / reproducing head includes a lower insulating layer made of Al 2 O 3 or SiO 2 on a substrate 70 made of glass, Si, or an Al 2 O 3 —TiC sintered body. 71, Ni serving as a lower magnetic core of the recording head 75 of the recording / reproducing head and a lower shield layer of the reproducing head 76 of the recording / reproducing head.
Lower magnetic layer 7 made of a soft magnetic film of Fe, FeAlSi, etc.
2 are arranged in a predetermined shape.

【0016】下部磁性層72上には、Al2 3 または
SiO2 などからなる層間絶縁層74に被覆されたCu
やAlなどの導電性材料からなる導体巻線層80が形成
されている。この層間絶縁層74の一部は、ABS面8
3に露出しており、磁気ギャップ73、77となってい
る。
On the lower magnetic layer 72, a Cu layer covered with an interlayer insulating layer 74 made of Al 2 O 3 or SiO 2 is used.
A conductor winding layer 80 made of a conductive material such as Al or Al is formed. A part of the interlayer insulating layer 74 is
3 to form magnetic gaps 73 and 77.

【0017】この層間絶縁層74上には、記録ヘッド7
5の後端部において、下部磁性層72と磁気的に結合
し、かつ上記導体巻線層80と鎖交するように構成され
た上部磁性層78が形成されている。この上部磁性層7
8は、NiFe、CoZrNbなどの軟磁性材料からな
り、記録ヘッド75の上部磁気コアと再生ヘッド76の
上部シールド層とを兼ねている。
The recording head 7 is provided on the interlayer insulating layer 74.
5, an upper magnetic layer 78 magnetically coupled to the lower magnetic layer 72 and linked to the conductor winding layer 80 is formed. This upper magnetic layer 7
Numeral 8 is made of a soft magnetic material such as NiFe or CoZrNb, and also serves as an upper magnetic core of the recording head 75 and an upper shield layer of the reproducing head 76.

【0018】さらに、上部磁性層78上には、Al2
3 またはSiO2 などの絶縁材料からなる保護層79が
形成されている。一方、磁気ギャップ73、77には、
層間絶縁層74に被覆されて、磁気抵抗効果膜である再
生ヘッド76が配置されている。
Further, on the upper magnetic layer 78, Al 2 O
A protective layer 79 made of an insulating material such as 3 or SiO 2 is formed. On the other hand, in the magnetic gaps 73 and 77,
A reproducing head 76 that is a magnetoresistive film and is covered by the interlayer insulating layer 74 is provided.

【0019】記録媒体に対面するABS面83におい
て、上記再生ヘッド76における、記録媒体の走査方向
に対し垂直な方向の断面を図18に示す。上述したよう
に、再生ヘッド76は、記録ヘッド75の各磁気コアを
兼ねる上部および下部磁性体層78、72間に、各磁気
ギャップ73、77を介して配置されている。
FIG. 18 shows a cross section of the reproducing head 76 in the direction perpendicular to the scanning direction of the recording medium on the ABS 83 facing the recording medium. As described above, the reproducing head 76 is disposed between the upper and lower magnetic layers 78 and 72 also serving as the respective magnetic cores of the recording head 75 via the respective magnetic gaps 73 and 77.

【0020】上記再生ヘッド76は、所定のストライプ
形状に加工された磁気抵抗効果薄膜82と、その磁気抵
抗効果薄膜82の両端部にそれぞれ設けられた磁区制御
層85と、各磁区制御層85上にそれぞれ設けられた電
極層86とを有している。磁区制御層85は、再生ヘッ
ド76の磁区を制御し、バルクハウゼンノイズを抑制す
るためにCoPtやCoCrPt等の硬磁性材料からな
っている。電極層86は、磁気抵抗効果薄膜82の磁気
抵抗効果による抵抗変化を検出するためにCuやAlな
どの導電性材料からなっている。
The reproducing head 76 includes a magnetoresistive thin film 82 processed into a predetermined stripe shape, magnetic domain control layers 85 provided at both ends of the magnetoresistive thin film 82, and a magnetic domain control layer 85 on each magnetic domain control layer 85. And the electrode layers 86 provided respectively. The magnetic domain control layer 85 is made of a hard magnetic material such as CoPt or CoCrPt for controlling the magnetic domains of the reproducing head 76 and suppressing Barkhausen noise. The electrode layer 86 is made of a conductive material such as Cu or Al in order to detect a resistance change due to the magnetoresistance effect of the magnetoresistance effect thin film 82.

【0021】ところで、磁区制御層85の材料に関して
は、前述した公報に記載の、1ギャップ構造の記録再生
ヘッドにおいて特に考慮されていないが、現在、多く製
造されている2ギャップ構造の記録再生ヘッドにおい
て、このような磁区制御層85としては、CoPtやC
oCrPtなどの保磁力(Hc)が大きい硬磁性材料を
用いるのが一般的である。
Although the material of the magnetic domain control layer 85 is not particularly considered in the recording / reproducing head having a one-gap structure described in the above-mentioned publication, the recording / reproducing head having a two-gap structure which is currently manufactured in large numbers is used. In the magnetic domain control layer 85, CoPt or C
Generally, a hard magnetic material having a large coercive force (Hc) such as oCrPt is used.

【0022】ところが、1ギャップ構造の記録再生ヘッ
ドにおいて、図18に示すように、記録を行う際に発生
する記録用磁界81は、図18の破線にて示すようにな
り、上部および下部磁性体層78、72の対向部におい
ては、下部磁性体層72から上部磁性体層78に対し磁
気抵抗効果薄膜82を垂直に横切るように生じる。
However, in a recording / reproducing head having a one-gap structure, as shown in FIG. 18, a recording magnetic field 81 generated when recording is performed as shown by broken lines in FIG. In the opposing portions of the layers 78, 72, the magnetic flux is generated from the lower magnetic layer 72 to the upper magnetic layer 78 so as to vertically cross the magnetoresistive thin film 82.

【0023】しかしながら、上部磁性層78の端部にお
いては、記録用磁界81は、左右(外方)に広がりなが
ら上記磁区制御層85を斜めに横切る。つまり、上記磁
区制御層85には、面内方向の成分を有する磁界が印加
されることになる。記録用磁界81は高い周波数で磁界
の方向が変転するため、上記磁区制御層85に印加され
る記録用磁界81の面内成分もこれに伴って反転を繰り
返すことになる。
However, at the end of the upper magnetic layer 78, the recording magnetic field 81 diagonally crosses the magnetic domain control layer 85 while spreading right and left (outward). That is, a magnetic field having an in-plane component is applied to the magnetic domain control layer 85. Since the direction of the recording magnetic field 81 changes at a high frequency, the in-plane component of the recording magnetic field 81 applied to the magnetic domain control layer 85 repeats inversion accordingly.

【0024】図19は、上記磁区制御層85に用いられ
る硬磁性材料のMH曲線の一例である。上記硬磁性材料
を一旦、正方向に保磁力(Hc)以上の磁界を印加して
着磁すると、磁界を取り除いても残留磁化(Mr)を有
し、反対方向に、−Hcの磁界を印加するまで、正方向
の磁界を発生する。磁区制御層85は、上記残留磁化
(Mr)によって、外部磁界の無印加時に、磁気抵抗効
果薄膜82における磁区発生を抑制する。
FIG. 19 shows an example of an MH curve of a hard magnetic material used for the magnetic domain control layer 85. Once the hard magnetic material is magnetized by applying a magnetic field having a coercive force (Hc) or more in the positive direction, it has residual magnetization (Mr) even when the magnetic field is removed, and a magnetic field of -Hc is applied in the opposite direction. Until a positive magnetic field is generated. The magnetic domain control layer 85 suppresses the generation of magnetic domains in the magnetoresistive thin film 82 when no external magnetic field is applied by the residual magnetization (Mr).

【0025】通常、CoPtやCoCrPtなどの硬磁
性材料は、2000エルステッド(Oe )程度の保磁力
(Hc)を有している。一方、磁気記録再生装置の記録
密度の増大に伴って、記録媒体の保磁力(Hc)も増大
している。このような高保磁力な記録媒体を磁化するた
めに、記録ヘッド75の磁気コアとしての上部および下
部磁性体層78、72には、2T程度の高い飽和磁束密
度(Bs)を有する材料が要求されている。
Usually, a hard magnetic material such as CoPt or CoCrPt has a coercive force (Hc) of about 2000 Oersted (Oe). On the other hand, as the recording density of the magnetic recording / reproducing device increases, the coercive force (Hc) of the recording medium also increases. In order to magnetize such a recording medium having a high coercive force, a material having a high saturation magnetic flux density (Bs) of about 2T is required for the upper and lower magnetic layers 78 and 72 as the magnetic core of the recording head 75. ing.

【0026】[0026]

【発明が解決しようとする課題】このような高飽和磁束
密度の材料を用いて、磁気ギャップ73、77近傍の記
録用磁界81を大きくすると、上述した磁区制御層85
へ印加される磁界の面内成分も増大し、その磁界の絶対
値が磁区制御層85の保磁力(Hc)を超える危険性が
高くなる。
When the recording magnetic field 81 near the magnetic gaps 73 and 77 is increased by using such a material having a high saturation magnetic flux density, the above-described magnetic domain control layer 85
The in-plane component of the magnetic field applied to the magnetic field control layer also increases, and the risk that the absolute value of the magnetic field exceeds the coercive force (Hc) of the magnetic domain control layer 85 increases.

【0027】例えば図19に示したように、絶対値が磁
区制御層85の保磁力(Hc)を超える面内磁界±Hw
が印加された場合、磁区制御層85の磁化状態は「a」
点に移動し、面内磁界を取り除いた時、−Mr' の残留
磁化状態となる。
For example, as shown in FIG. 19, the in-plane magnetic field ± Hw whose absolute value exceeds the coercive force (Hc) of the magnetic domain control layer 85.
Is applied, the magnetization state of the magnetic domain control layer 85 becomes “a”.
When the point moves to the point and the in-plane magnetic field is removed, the state becomes −Mr ′ remanent magnetization.

【0028】すなわち、記録用磁界81によって磁区制
御層85の残留磁化の絶対値が、MrからMr' に減少
する。このとき、図18から判るように、再生ヘッド7
6の各端部の磁区制御層85にはそれぞれ逆方向の面内
磁化が印加されるため、磁区制御層85の残留磁化が逆
方向となる。このことから、磁気抵抗効果薄膜82に対
し、磁区制御層85から印加される磁界が逆方向となる
ので、磁区制御が不可能となり、再生ヘッド76におい
て再生時のノイズが大幅に増加するという問題点を有し
ている。
That is, the absolute value of the residual magnetization of the magnetic domain control layer 85 is reduced from Mr to Mr 'by the recording magnetic field 81. At this time, as can be seen from FIG.
The in-plane magnetization in the opposite direction is applied to the magnetic domain control layer 85 at each end of No. 6, so that the residual magnetization of the magnetic domain control layer 85 is in the opposite direction. Therefore, the magnetic field applied from the magnetic domain control layer 85 to the magnetoresistive thin film 82 is in the opposite direction, so that the magnetic domain control becomes impossible, and the read head 76 greatly increases the noise during reproduction. Have a point.

【0029】さらに、上記1ギャップ構造の記録再生ヘ
ッドでは、上述したように、再生ヘッド76は、記録ヘ
ッド75の磁気ギャップ73、77内に、記録媒体との
対向面であるABS面83に露出して形成されているた
め、磁区制御層85に硬磁性材料を用いた場合、硬磁性
材料からの漏洩磁界によって、記録媒体に記録された磁
化が消磁あるいは減磁され、記録情報が記録媒体から消
失する危険性が高いという問題点も有している。
Further, in the recording / reproducing head having the one-gap structure, as described above, the reproducing head 76 is exposed in the magnetic gaps 73 and 77 of the recording head 75 on the ABS surface 83 facing the recording medium. When a hard magnetic material is used for the magnetic domain control layer 85, the magnetization recorded on the recording medium is demagnetized or demagnetized by a leakage magnetic field from the hard magnetic material, and the recorded information is transferred from the recording medium. There is also a problem that the risk of disappearing is high.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題点を
解決するためになされたものであり、記録ヘッドの磁気
ギャップ内に磁気抵抗効果膜が再生ヘッドとして配置さ
れた複合型磁気ヘッドにおいて、磁気抵抗効果膜の端部
に配置された磁区制御層を反強磁性体層あるいは強磁性
体層と反強磁性体層との積層構造とし、反強磁性体層と
強磁性体層の交換結合磁界を利用して磁気抵抗効果膜の
磁区を制御するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is directed to a composite magnetic head in which a magnetoresistive film is disposed as a reproducing head in a magnetic gap of a recording head. The magnetic domain control layer disposed at the end of the magnetoresistive film has an antiferromagnetic layer or a laminated structure of a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer, and the antiferromagnetic layer and the ferromagnetic layer are exchanged. The magnetic domain of the magnetoresistive film is controlled using the coupling magnetic field.

【0031】また、本発明では、磁気抵抗効果膜に対し
て、スピンバルブ構造のGMR膜(Giant MagnetoResis
tive)素子を用いた場合には、再生感度を高めるため
に、GMR膜の固定磁化層(ピン層)と反強磁性体から
なるピン止め層との交換結合磁界の向きと、上記磁区制
御層の交換結合磁界の向きを互いに略垂直となるように
設定することが、磁気抵抗効果膜における、記録媒体か
らの記録磁界の方向変化に対する抵抗変化率を最も大き
くできるので好ましい。
Also, in the present invention, a GMR film having a spin valve structure (Giant MagnetoResis) is used for the magnetoresistive film.
tive) element, the direction of the exchange coupling magnetic field between the fixed magnetization layer (pinned layer) of the GMR film and the pinning layer made of an antiferromagnetic material, and the magnetic domain control layer It is preferable to set the directions of the exchange coupling magnetic fields so as to be substantially perpendicular to each other because the rate of change in resistance of the magnetoresistive film with respect to a change in the direction of the recording magnetic field from the recording medium can be maximized.

【0032】そこで、本発明の複合型磁気ヘッドの製造
方法では、ピン止め層と磁区制御層に用いる各反強磁性
体層のブロッキング温度を互いに異なるように設定する
ことによって、それぞれの交換結合磁界の方向を簡便な
方法にて互いに略垂直となるように設定している。
Therefore, in the method of manufacturing a composite magnetic head according to the present invention, the blocking temperature of each antiferromagnetic layer used for the pinning layer and the magnetic domain control layer is set to be different from each other, so that the respective exchange coupling magnetic fields are different. Are set so as to be substantially perpendicular to each other by a simple method.

【0033】すなわち、本発明にかかる請求項1に記載
の複合型磁気ヘッドは、前記の課題を解決するために、
記録用磁気ヘッドが設けられ、記録用磁気ヘッドの磁気
ギャップ内に、再生用磁気ヘッドが磁気抵抗効果膜を有
して設けられ、磁気抵抗効果膜の磁区を制御するための
磁区制御層が、第一の反強磁性体層を有して設けられて
いることを特徴としている。
That is, the composite magnetic head according to the first aspect of the present invention has the following features.
A magnetic head for recording is provided, a magnetic head for reproduction is provided with a magnetoresistive film in a magnetic gap of the magnetic head for recording, and a magnetic domain control layer for controlling magnetic domains of the magnetoresistive film, It is characterized by being provided with a first antiferromagnetic layer.

【0034】上記構成によれば、磁区制御層の第一の反
強磁性体層と磁気抵抗効果膜の一部とが交換結合してい
るので、記録するときの記録用磁気ヘッドからの記録用
磁界により、第一の反強磁性体層と交換結合した部分の
磁気抵抗効果膜の磁化状態が変化しても、記録用磁気ヘ
ッドからの記録用磁界の印加が停止すると、上記第一の
反強磁性体層と交換結合した部分の磁気抵抗効果膜の磁
化は、第一の反強磁性体層により元の磁化状態に戻る。
According to the above configuration, since the first antiferromagnetic layer of the magnetic domain control layer and a part of the magnetoresistive film are exchange-coupled, a recording head from the recording magnetic head at the time of recording is used. Even when the magnetic field changes the magnetization state of the magnetoresistive film in the portion exchange-coupled to the first antiferromagnetic layer, the application of the recording magnetic field from the recording magnetic head stops the first antiferromagnetic layer. The magnetization of the magnetoresistive film in a portion exchange-coupled with the ferromagnetic layer is returned to the original magnetization state by the first antiferromagnetic layer.

【0035】このため、上記構成では、上記第一の反強
磁性体層を有する磁区制御層による、磁気抵抗効果膜に
おける磁区の制御(単磁区とする)を安定化できるの
で、再生時における磁区の制御の不安定化によるバルク
ハウゼンノイズの発生を回避できる。
For this reason, in the above configuration, the control of the magnetic domain in the magnetoresistive film (referred to as a single magnetic domain) by the magnetic domain control layer having the first antiferromagnetic layer can be stabilized. Generation of Barkhausen noise due to destabilization of the control can be avoided.

【0036】したがって、上記構成は、上記第一の反強
磁性体層を設けたことによって、外部磁界つまり記録媒
体からの記録磁界の変化に応じた、磁気抵抗効果膜にお
ける磁区の方向の変化を安定化できて、磁気抵抗効果膜
を有する再生用磁気ヘッドによる再生を、より一層安定
化することが可能となるので、良好な再生特性を発揮で
きる。
Therefore, in the above configuration, by providing the first antiferromagnetic layer, the direction of the magnetic domain in the magnetoresistive film according to the change of the external magnetic field, that is, the recording magnetic field from the recording medium can be prevented. Since it is possible to stabilize and further stabilize the reproduction by the reproducing magnetic head having the magnetoresistive effect film, good reproduction characteristics can be exhibited.

【0037】また、上記構成では、磁区制御層に対し、
第一の反強磁性体層を用いたことによって、硬磁性材料
を用いる必要がないので、上記硬磁性材料による、記録
媒体における記録情報への悪影響を回避できる。
In the above configuration, the magnetic domain control layer is
By using the first antiferromagnetic layer, it is not necessary to use a hard magnetic material, so that it is possible to avoid the adverse effect of the hard magnetic material on recorded information on a recording medium.

【0038】上記の構成において、上記磁区制御層は、
さらに、上記第一の反強磁性体層に積層された強磁性体
層を有していることが好ましい。上記構成では、記録す
るときの記録用磁気ヘッドからの記録用磁界により、第
一の反強磁性体層に積層された強磁性体層の磁化状態が
変化しても、記録用磁気ヘッドからの記録用磁界の印加
が停止すると、上記強磁性体層の磁化は、第一の反強磁
性体層との交換結合により元の磁化状態に戻る。このた
め、上記構成では、第一の反強磁性体層と強磁性体層の
交換結合磁界を利用して磁気抵抗効果膜の磁区をより一
層安定に制御することができる。
In the above configuration, the magnetic domain control layer is
Further, it is preferable to have a ferromagnetic layer laminated on the first antiferromagnetic layer. In the above configuration, even if the magnetization state of the ferromagnetic layer stacked on the first antiferromagnetic layer changes due to the recording magnetic field from the recording magnetic head during recording, the recording magnetic head does When the application of the recording magnetic field is stopped, the magnetization of the ferromagnetic layer returns to the original magnetization state by exchange coupling with the first antiferromagnetic layer. Therefore, in the above configuration, the magnetic domains of the magnetoresistive film can be controlled more stably by utilizing the exchange coupling magnetic field of the first antiferromagnetic layer and the ferromagnetic layer.

【0039】また、上記磁気抵抗効果膜は、外部磁界の
磁界方向の変化に対して磁区の方向が変化する第1磁性
層、導電性の非磁性層、外部磁界の磁界方向の変化に対
して磁区の方向が一定となっている第2磁性層、およ
び、第2磁性層の磁区の方向を一定に維持するための第
二の反強磁性体層を有していることが望ましい。
Further, the magnetoresistive film has a first magnetic layer, a conductive non-magnetic layer, in which the direction of a magnetic domain changes in response to a change in the magnetic field direction of an external magnetic field, and a change in the magnetic field direction of an external magnetic field. It is desirable to have a second magnetic layer in which the direction of the magnetic domain is constant, and a second antiferromagnetic layer for maintaining the direction of the magnetic domain in the second magnetic layer constant.

【0040】上記構成では、上記磁気抵抗効果膜は、上
記の第1磁性層、非磁性層、第2磁性層および第二の反
強磁性体層を有することにより、巨大磁気抵抗効果を発
揮できるので、磁界の変化による磁気抵抗の変化をより
大きくなるように設定できる。これにより、上記構成で
は、より高密度に記録された磁気記録情報に対しても、
良好な再生特性を備えることができるので、より高密度
記録に対応できる。
In the above configuration, the magnetoresistance effect film can exhibit a giant magnetoresistance effect by having the first magnetic layer, the nonmagnetic layer, the second magnetic layer, and the second antiferromagnetic layer. Therefore, the change in the magnetic resistance due to the change in the magnetic field can be set to be larger. Thereby, in the above configuration, even for magnetically recorded information recorded at a higher density,
Since good reproduction characteristics can be provided, it is possible to cope with higher density recording.

【0041】さらに、上記第二の反強磁性体層と第一の
反強磁性体層とが、それぞれ、ブロッキング温度が相異
なっていることが好ましい。上記構成よれば、第一およ
び第二の各反強磁性体層のブロッキング温度が互いに異
なるように設定されているので、第2磁性層である固定
磁化層(ピン層)と反強磁性体層からなるピン止め層と
の交換結合磁界の向きと、上記磁区制御層の交換結合磁
界の向きを互いに略垂直となるように設定することがで
きる。これにより、上記構成では、磁気抵抗効果膜にお
ける、再生感度を高めることができて、より一層高密度
記録に対応することが可能となる。
Further, it is preferable that the second antiferromagnetic layer and the first antiferromagnetic layer have different blocking temperatures. According to the above configuration, since the blocking temperatures of the first and second antiferromagnetic layers are set to be different from each other, the fixed magnetic layer (pin layer) and the antiferromagnetic layer, which are the second magnetic layers, are set. The direction of the exchange coupling magnetic field with the pinning layer made of and the direction of the exchange coupling magnetic field of the magnetic domain control layer can be set to be substantially perpendicular to each other. Thus, with the above configuration, the reproduction sensitivity of the magnetoresistive film can be increased, and it is possible to cope with even higher density recording.

【0042】その上、上記第一および第二の各反強磁性
体層の少なくとも一方は、磁界中の熱処理により反強磁
性に転移するものであることが望ましい。上記構成によ
れば、反強磁性に転移する温度である規則化温度は、反
強磁性に転移した反強磁性体層が有するブロッキング温
度より低くなる。これにより、上記構成では、ブロッキ
ング温度より低い規則化温度の熱処理で、より高温のブ
ロッキング温度以上の熱処理と同様の効果が得られるた
め、磁気抵抗効果膜に対する熱処理によるダメージを低
減できる。
In addition, at least one of the first and second antiferromagnetic layers desirably changes to antiferromagnetic by heat treatment in a magnetic field. According to the above configuration, the ordering temperature, which is the temperature at which transition to antiferromagnetism, is lower than the blocking temperature of the antiferromagnetic layer which has transitioned to antiferromagnetism. With this configuration, in the above-described configuration, the same effect as the heat treatment at the higher blocking temperature or higher can be obtained by the heat treatment at the ordering temperature lower than the blocking temperature, and thus the damage to the magnetoresistive effect film due to the heat treatment can be reduced.

【0043】上記第一および第二の各反強磁性体層は、
MnとPtとを主成分とする合金あるいはMnとRuと
を主成分とする合金であることが好ましく、上記Mnと
Ptとを主成分とする合金中のPt組成比は、4〜19
at%あるいは32〜50at%であることが望まし
い。上記MnとRuとを主成分とする合金中のRu組成
比は、4〜36at%であることが好ましい。
Each of the first and second antiferromagnetic layers is
An alloy containing Mn and Pt as main components or an alloy containing Mn and Ru as main components is preferable. The Pt composition ratio in the alloy containing Mn and Pt as main components is 4 to 19%.
At% or 32 to 50 at% is desirable. The Ru composition ratio in the alloy containing Mn and Ru as main components is preferably from 4 to 36 at%.

【0044】上記の構成によれば、第一および第二の各
反強磁性体層に用いた、MnPt合金およびMnRu合
金は、高い交換結合磁界を発生することが可能であり、
さらに、これらの合金は、FeMn合金等に比して耐食
性が優れているので、交換結合膜の信頼性を高くするこ
とが可能となる。
According to the above configuration, the MnPt alloy and the MnRu alloy used for the first and second antiferromagnetic layers can generate a high exchange coupling magnetic field.
Further, since these alloys have better corrosion resistance than FeMn alloys and the like, it is possible to increase the reliability of the exchange coupling film.

【0045】また、上記構成では、MnPt合金中のP
t組成比を、4〜19at%あるいは32〜50at
%、同様に、MnRu合金中のRu組成比を、4〜36
at%とすることにより、高い交換結合磁界を得ること
が可能となり、磁気抵抗効果膜の再生動作を安定化でき
る。なお、このat%とは、原子%のことである。
Further, in the above configuration, P in the MnPt alloy
t composition ratio is 4 to 19 at% or 32 to 50 at
%, Similarly, the Ru composition ratio in the MnRu alloy is 4 to 36%.
By setting at%, a high exchange coupling magnetic field can be obtained, and the reproducing operation of the magnetoresistive film can be stabilized. Note that this at% is atomic%.

【0046】本発明の複合型磁気ヘッドの製造方法は、
前述の課題を解決するために、上記に記載の複合型磁気
ヘッドの製造方法であって、反強磁性体層に対し、印加
磁界の方向を変化させながら、反強磁性体層のブロッキ
ング温度に基づいた熱処理を行う工程を含むことを特徴
としている。
The method of manufacturing a composite magnetic head according to the present invention comprises:
In order to solve the above-mentioned problems, a method for manufacturing a composite magnetic head according to the above, which comprises changing the direction of an applied magnetic field with respect to the antiferromagnetic layer while controlling the blocking temperature of the antiferromagnetic layer. And a step of performing a heat treatment based on the heat treatment.

【0047】上記製造方法では、Tb1 >Tb2 なる関
係の各ブロッキング温度Tb1 、Tb2 をそれぞれ備え
る第一および第二の各反強磁性体層に対し、第1の方向
に磁界を印加しながらTb1 以上の温度で所定時間保持
する工程と、上記磁界を印加しながらTb1 未満、かつ
Tb2 以上の温度まで冷却する工程と、Tb1 未満、か
つTb2 以上の温度で磁界の方向を上記第1の磁界の方
向に対して略垂直な第2の方向に変化させ所定時間保持
する工程と、この第2の方向の磁界を印加しながらTb
2 未満の温度まで冷却する工程を含んでいてもよい。
In the above manufacturing method, a magnetic field is applied in the first direction to each of the first and second antiferromagnetic layers having the respective blocking temperatures Tb 1 and Tb 2 satisfying the relationship of Tb 1 > Tb 2. a step of holding a predetermined time Tb 1 or more temperature with less than Tb 1 while applying the magnetic field, and a step of cooling to Tb 2 or more temperatures less than Tb 1, and the magnetic field in Tb 2 or more temperature Changing the direction to a second direction substantially perpendicular to the direction of the first magnetic field and holding the same for a predetermined time; and applying Tb while applying a magnetic field in the second direction.
A step of cooling to a temperature of less than 2 may be included.

【0048】さらに、上記製造方法では、Td>Tb2
なる関係の、磁界中での熱処理によって反強磁性に転移
する一方の反強磁性体層を反強磁性に転移させる温度
(規則化温度:Td)と、他方の反強磁性体層のブロッ
キング温度Tb2 とを備える第一および第二の各反強磁
性体層に対して、第1の方向に磁界を印加しながらTd
の温度以上で所定時間保持する工程と、Tb2 以上の温
度で磁界の方向を上記第1の磁界の方向を上記第1の磁
界の方向に対して略垂直な第2の方向に変化させ所定時
間保持する工程と、この第2の方向の磁界を印加しなが
ら、Tb2 未満の温度まで冷却する工程を含んでいても
よい。
Further, in the above manufacturing method, Td> Tb 2
The relationship (ordering temperature: Td) at which one of the antiferromagnetic layers that changes to antiferromagnetic by heat treatment in a magnetic field changes to antiferromagnetic, and the blocking temperature of the other antiferromagnetic layer, Tb 2 while applying a magnetic field in the first direction to each of the first and second antiferromagnetic layers including Tb 2.
Holding at a temperature equal to or higher than a predetermined time, and changing the direction of the magnetic field at a temperature equal to or higher than Tb 2 to a second direction substantially perpendicular to the direction of the first magnetic field. The method may include a step of holding for a time and a step of cooling to a temperature lower than Tb 2 while applying the magnetic field in the second direction.

【0049】その上、上記製造方法では、Tb4 >Tb
2 >Tdなる関係の、磁界中での熱処理によって反強磁
性に転移する一方の反強磁性体層を反強磁性に転移させ
る温度(規則化温度:Td)と、反強磁性に転移した上
記反強磁性体層のブロッキング温度Tb4 と、他方の反
強磁性体層のブロッキング温度Tb2 とを備える第一お
よび第二の各反強磁性体層に対して、第1の方向に磁界
を印加しながらTdの温度以上で所定時間保持する工程
と、Tb4 未満、かつTb2 以上の温度に設定する工程
と、Tb4 未満、かつTb2 以上の温度で磁界の方向を
上記第1の磁界の方向に対して略垂直な第2の方向に変
化させ所定時間保持する工程と、この第2の方向の磁界
を印加しながらTb2 未満の温度まで冷却する工程を含
んでいてもよい。
In addition, in the above manufacturing method, Tb 4 > Tb
2 > Td, the temperature at which one of the antiferromagnetic material layers that changes to antiferromagnetic by heat treatment in a magnetic field changes to antiferromagnetic (ordering temperature: Td), a blocking temperature Tb 4 antiferromagnetic layer, relative to the first and second of each antiferromagnetic layer and a blocking temperature Tb 2 of the other antiferromagnetic layer, a magnetic field in a first direction a step of holding the applied predetermined time Td of temperature or higher while, Tb less than 4, and a step of setting the Tb 2 or more temperatures, Tb less than 4, and the direction of the magnetic field at Tb 2 or more temperatures above first The method may include a step of changing the temperature in a second direction substantially perpendicular to the direction of the magnetic field and holding the same for a predetermined time, and a step of cooling to a temperature lower than Tb 2 while applying the magnetic field in the second direction.

【0050】上記方法によれば、第2磁性層である固定
磁化層(ピン層)と第二の反強磁性体層であるピン止め
層との交換結合磁界の向きと、上記磁区制御層の交換結
合磁界の向きとを互いに略垂直なように設定すること
を、第一および第二の各反強磁性体層の各ブロッキング
温度を考慮した上記熱処理によって簡便にできる。
According to the above method, the direction of the exchange coupling magnetic field between the fixed magnetic layer (pinned layer) as the second magnetic layer and the pinned layer as the second antiferromagnetic layer, and the direction of the magnetic domain control layer. Setting the direction of the exchange coupling magnetic field so as to be substantially perpendicular to each other can be simplified by the above-described heat treatment in consideration of the respective blocking temperatures of the first and second antiferromagnetic layers.

【0051】これにより、上記方法では、上記の設定に
よって再生感度を高めることができるので、より一層高
密度記録に対応でき、かつ、良好な再生特性を備える磁
気抵抗効果膜を有する複合型磁気ヘッドを安定に、かつ
簡便に製造できる。
Thus, in the above method, the reproduction sensitivity can be enhanced by the above setting, so that the composite magnetic head having a magnetoresistive film capable of coping with higher density recording and having good reproduction characteristics can be realized. Can be manufactured stably and simply.

【0052】[0052]

【発明の実施の形態】〔第一の実施の形態〕本発明の第
一の実施形態について以下に説明する。まず、図1は、
本実施の形態にかかる複合型磁気ヘッドを示す構造図
(概略構成図)である。複合型磁気ヘッドでは、ヘッド
用基板として、表面にAl2 3 が形成されたAl2
3 −TiC焼結体からなる基板1上に、例えば3μmの
膜厚のFeAlSiからなる下部磁性層2が、記録ヘッ
ド10の一方の磁気コアおよび再生ヘッドの一方のシー
ルド層として形成されている。下部磁性層2上には、膜
厚1000ÅのAl2 3 からなる下部ギャップ層3が
形成されている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] A first embodiment of the present invention will be described below. First, FIG.
FIG. 1 is a structural diagram (schematic configuration diagram) showing a composite magnetic head according to the present embodiment. The composite magnetic head, as the head substrate, Al 2 to Al 2 O 3 is formed on the surface O
On a substrate 1 made of a 3- TiC sintered body, a lower magnetic layer 2 made of, for example, FeAlSi having a thickness of 3 μm is formed as one magnetic core of a recording head 10 and one shield layer of a reproducing head. On the lower magnetic layer 2, a lower gap layer 3 of Al 2 O 3 having a thickness of 1000 ° is formed.

【0053】さらに、下部ギャップ層3上に、再生ヘッ
ド14としての、磁気異方性(AMR:Anistropic Mag
netResistive)を有する磁気抵抗効果膜12が、膜厚3
00ÅのNiFeからなる層を有してストライプ状(帯
状)設けられている。磁気抵抗効果膜12は、その長手
方向が記録媒体の走査方向に対し略垂直な方向つまりト
ラック幅方向に、磁気抵抗効果膜12の厚さ方向が、上
記走査方向に対し略平行に、かつ、磁気抵抗効果膜12
の短手方向が、複合型磁気ヘッドの走査面であるABS
面13に対し略垂直な方向となるように設定されてい
る。
Further, on the lower gap layer 3, a magnetic anisotropy (AMR: Anistropic Mag
The magnetoresistive film 12 having netResistive has a thickness of 3
It is provided in a stripe shape (band shape) with a layer made of NiFe of 00 °. The magnetoresistive film 12 has a longitudinal direction substantially perpendicular to the scanning direction of the recording medium, that is, a track width direction, a thickness direction of the magnetoresistive film 12 substantially parallel to the scanning direction, and Magnetoresistance effect film 12
Is the scanning surface of the composite magnetic head
The direction is set to be substantially perpendicular to the surface 13.

【0054】また、磁気抵抗効果膜12の長手方向両端
部には、それぞれ、一対の磁区制御層5が磁気抵抗効果
膜12に接して形成されている。磁区制御層5は、磁気
抵抗効果膜12における磁区の生成を制御(つまり単磁
区に制御)するためのものであり、膜厚200ÅのMn
PtあるいはMnRuからなる第一の反強磁性体層5
1、または上記第一の反強磁性体層51と膜厚70Åの
NiFe等の強磁性体層52との積層構造を有してい
る。
A pair of magnetic domain control layers 5 are formed on both ends of the magnetoresistive film 12 in the longitudinal direction in contact with the magnetoresistive film 12, respectively. The magnetic domain control layer 5 controls the generation of magnetic domains in the magnetoresistive effect film 12 (that is, controls the magnetic domain into a single magnetic domain).
First antiferromagnetic layer 5 made of Pt or MnRu
1 or a laminated structure of the first antiferromagnetic layer 51 and a ferromagnetic layer 52 of NiFe or the like having a thickness of 70 °.

【0055】これら各磁区制御層5上に、膜厚500Å
のCuからなる一対の電極層6がそれぞれ形成されてい
る。複合型磁気ヘッドの再生ヘッド14(再生用磁気ヘ
ッド)は、磁気抵抗効果膜12、各磁区制御層5および
各電極層6を有するものである。
On each of these magnetic domain control layers 5, a film thickness of 500
Are formed, respectively. The reproducing head 14 (reproducing magnetic head) of the composite magnetic head has the magnetoresistive film 12, each magnetic domain control layer 5, and each electrode layer 6.

【0056】さらに、磁気抵抗効果膜12、磁区制御層
5および電極層6を覆うように、膜厚1000ÅのAl
2 3 からなる上部ギャップ層7が形成されている。本
発明の複合型磁気ヘッドでは、後述する上部磁性層8が
形成される前に、磁区制御層5に対し、トラック幅方向
(記録媒体の走査方向に対し略垂直な、かつ、記録媒体
の記録面の走査面であるABS面13と略平行な方向)
に磁界を印加し、200℃以上で、所定時間、熱処理を
行うことが好ましい。
Further, an Al film having a thickness of 1000 Å is formed so as to cover the magnetoresistive effect film 12, the magnetic domain control layer 5 and the electrode layer 6.
An upper gap layer 7 made of 2 O 3 is formed. In the composite type magnetic head of the present invention, before the later-described upper magnetic layer 8 is formed, the magnetic domain control layer 5 is moved in the track width direction (substantially perpendicular to the scanning direction of the recording medium and recorded on the recording medium). (A direction substantially parallel to the ABS 13 which is the scanning surface of the surface)
Preferably, a magnetic field is applied to the substrate and heat treatment is performed at 200 ° C. or higher for a predetermined time.

【0057】さらに、上部ギャップ層7上に、例えば膜
厚3μmのNiFe層からなる上部磁性層8が形成され
ている。この上部磁性層8は、複合型磁気ヘッドの後端
部(ABS面13に対し対向する反対側)において、下
部磁性層2と接触して、磁気的に結合している。
Further, on the upper gap layer 7, an upper magnetic layer 8 made of, for example, a 3 μm-thick NiFe layer is formed. The upper magnetic layer 8 is in contact with and magnetically coupled to the lower magnetic layer 2 at the rear end (the side opposite to the ABS 13) of the composite magnetic head.

【0058】また、図示しないが、下部磁性層2と上部
磁性層8の間には、下部ギャップ層3および上部ギャッ
プ層7からなる絶縁層により被覆された導体巻線層(図
示せず)が下部磁性層2と上部磁性層8とに対しそれぞ
れ鎖交するように形成されている。前記下部磁性層2、
下部ギャップ層3、上部ギャップ層7、上部磁性層8お
よび導体巻線層により、複合型磁気ヘッドの記録ヘッド
10が記録用磁気ヘッドとして形成されている。さら
に、上部磁性層8上に、膜厚30μmのAl2 3 から
なる保護層(図示せず)が形成されている。
Although not shown, between the lower magnetic layer 2 and the upper magnetic layer 8, a conductor winding layer (not shown) covered with an insulating layer composed of the lower gap layer 3 and the upper gap layer 7 is provided. The lower magnetic layer 2 and the upper magnetic layer 8 are formed so as to cross each other. The lower magnetic layer 2,
The lower gap layer 3, the upper gap layer 7, the upper magnetic layer 8, and the conductor winding layer form a recording head 10 of a composite magnetic head as a recording magnetic head. Further, a protective layer (not shown) made of Al 2 O 3 having a thickness of 30 μm is formed on the upper magnetic layer 8.

【0059】前述した、磁区制御層5に対する熱処理
は、磁区制御層5に用いた反磁性体の交換結合磁界の方
向を、ABS面13に対し略平行で、かつ、例えばトラ
ック幅方向に設定するためのもので、後述するように、
Mn−32at%〜50at%Ptでは、例えば250
℃で4時間から8時間、Mn−4at%〜19at%P
t、あるいはMn−4at%〜36at%Ruであれ
ば、それぞれのブロッキング温度に応じた温度で30分
間から1時間の熱処理が望ましい。
In the above-described heat treatment for the magnetic domain control layer 5, the direction of the exchange coupling magnetic field of the diamagnetic material used for the magnetic domain control layer 5 is set substantially parallel to the ABS 13 and, for example, in the track width direction. As described below,
In the case of Mn-32 at% to 50 at% Pt, for example, 250
4 to 8 hours at 4 ° C., Mn-4 at% to 19 at% P
If t or Mn-4 at% to 36 at% Ru, a heat treatment at a temperature corresponding to each blocking temperature for 30 minutes to 1 hour is desirable.

【0060】この熱処理は、Mn−32at%〜50a
t%Ptでは、交換結合の発現に必要なもので、Mn−
4at%〜19at%Pt、および、Mn−4at%〜
36at%Ruでは、磁区制御層5を形成した後の工程
において、複合型磁気ヘッドの温度が上昇することによ
り分散する交換結合磁界の方向を一方向にそろえる効果
を有するものである。言い換えると、上記の各合金は、
磁界の印加した状態で、加熱することにより交換結合磁
界の方向を制御できるものである。
This heat treatment is carried out at Mn-32 at% to 50 a.
In t% Pt, which is necessary for the expression of exchange coupling, Mn-
4 at% to 19 at% Pt and Mn-4 at%
36 at% Ru has an effect of aligning the direction of the exchange coupling magnetic field dispersed in one step after the temperature of the composite magnetic head increases in the step after the formation of the magnetic domain control layer 5. In other words, each of the above alloys
The direction of the exchange coupling magnetic field can be controlled by heating in a state where the magnetic field is applied.

【0061】また、上記熱処理は、磁区制御層5の形成
工程より後の工程であれば、何れの段階で行われてもよ
いが、望ましくは上部ギャップ層7の形成から上部磁性
層8を形成するまでの工程において行われるのが適当で
ある。
The heat treatment may be performed at any stage as long as it is a step subsequent to the step of forming the magnetic domain control layer 5, but preferably, the upper magnetic layer 8 is formed after the formation of the upper gap layer 7. It is appropriate to carry out the process up to the end of the process.

【0062】図2において反強磁性体と強磁性体とを積
層したときの強磁性体のMH曲線の一例を示す。図から
判るように、強磁性体と反強磁性体との界面において、
それぞれの磁気モーメントが交換結合することによっ
て、強磁性体のMH曲線が一方向に大きくバイアスさ
れ、外部磁界を除去した状態では曲線の「a」にて示す
位置にあり、Meの大きさの磁化を有している。このと
きのバイアス量Hexを交換結合磁界とよび、反強磁性
体を磁区制御層5に用いる場合、交換結合磁界の方向は
トラック幅方向に設定されている。
FIG. 2 shows an example of an MH curve of a ferromagnetic material when an antiferromagnetic material and a ferromagnetic material are stacked. As can be seen from the figure, at the interface between the ferromagnetic material and the antiferromagnetic material,
Due to the exchange coupling of the respective magnetic moments, the MH curve of the ferromagnetic material is largely biased in one direction. When the external magnetic field is removed, the MH curve is located at the position indicated by “a” in the curve. have. The bias amount Hex at this time is called an exchange coupling magnetic field, and when an antiferromagnetic material is used for the magnetic domain control layer 5, the direction of the exchange coupling magnetic field is set in the track width direction.

【0063】ここで上述したように記録時には磁区制御
層5を記録用磁界が斜めに横切り、記録用磁界の面内成
分は図2において±Hwが印加されるが、このような交
換結合によってシフトしたMH曲線では、記録用磁界に
よってMH曲線のいずれかの位置に変化した磁化状態で
あっても、記録用磁界を除いたときには必ず「a」の位
置に戻り、Meの磁化を有する。
As described above, during recording, the recording magnetic field obliquely crosses the magnetic domain control layer 5, and ± Hw is applied to the in-plane component of the recording magnetic field in FIG. In the MH curve described above, even if the magnetization state has changed to any position on the MH curve due to the recording magnetic field, it always returns to the position “a” when the recording magnetic field is removed, and has the magnetization of Me.

【0064】このため、硬磁性体を用いたときの従来の
ように、磁区制御層における磁界の大きさが、記録用磁
界によって減少することが回避され、磁気抵抗効果膜1
2の両端部の各磁区制御層5の残留磁化の方向が逆方向
となることも防止される。これによって、本実施例にか
かる磁区制御層5は、記録用磁界が印加されていても安
定して磁気抵抗効果膜12における磁区の制御ができる
ものとなっている。
Therefore, unlike the conventional case using a hard magnetic material, the magnitude of the magnetic field in the magnetic domain control layer is prevented from being reduced by the recording magnetic field.
The direction of the remanent magnetization of each of the magnetic domain control layers 5 at both ends of the 2 is also prevented from being reversed. Thus, the magnetic domain control layer 5 according to the present embodiment can stably control the magnetic domains in the magnetoresistive film 12 even when the recording magnetic field is applied.

【0065】図3に、磁区制御層5に対し、MnPt/
NiFe積層膜を用いて作製した本発明にかかる複合型
磁気ヘッド(a)と、硬磁性材料であるCoPtを用い
た比較例の複合型磁気ヘッド(b)との、記録動作後の
再生ヘッドの磁界に対する抵抗変化特性を示す。同図
で、横軸は再生ヘッドのABS面から奥行き方向に印加
される磁界(H)、縦軸は再生ヘッドの抵抗値(R)で
ある。
FIG. 3 shows that the MnPt / MnPt /
The reproducing head after the recording operation of the composite magnetic head (a) according to the present invention manufactured using the NiFe laminated film and the composite magnetic head (b) of the comparative example using CoPt which is a hard magnetic material. 4 shows resistance change characteristics with respect to a magnetic field. In the figure, the horizontal axis represents the magnetic field (H) applied in the depth direction from the ABS of the read head, and the vertical axis represents the resistance (R) of the read head.

【0066】図3(b)から判るように、CoPtを用
いた複合型薄膜磁気ヘッド(b)では磁気抵抗効果素子
内の磁区の移動に伴うバルクハウゼンジャンプ84が発
生し抵抗変化特性が不連続になっている。このような特
性の複合型薄膜磁気ヘッド(b)を用いて再生動作を行
った時、バルクハウゼンジャンプ84による抵抗変化特
性の不連続性によって再生出力にバルクハウゼンノイズ
が発生し、S/N比が大幅に劣化する。
As can be seen from FIG. 3B, in the composite type thin film magnetic head (b) using CoPt, the Barkhausen jump 84 occurs due to the movement of the magnetic domain in the magnetoresistive element, and the resistance change characteristic is discontinuous. It has become. When a reproducing operation is performed using the composite type thin film magnetic head (b) having such characteristics, Barkhausen noise is generated in the reproduced output due to discontinuity of the resistance change characteristic due to the Barkhausen jump 84, and the S / N ratio is increased. Greatly deteriorates.

【0067】比較例に対し、図3(a)に示すように、
MnPt/NiFe積層膜を用いた複合型磁気ヘッド
(a)では、磁界に対する抵抗変化特性が連続的でバル
クハウゼンジャンプがなく、磁気抵抗効果素子において
磁区の発生が抑制されていることが判る。
In comparison with the comparative example, as shown in FIG.
In the composite magnetic head (a) using the MnPt / NiFe laminated film, the resistance change characteristics with respect to the magnetic field are continuous, there is no Barkhausen jump, and it is understood that the generation of magnetic domains is suppressed in the magnetoresistive element.

【0068】〔第二の実施の形態〕図4は、本発明の第
二の実施の形態にかかる複合型磁気ヘッドにおける一例
の説明図である。この複合型磁気ヘッドでは、上記第一
の実施の形態における磁気抵抗効果膜12に代えて、図
4に示すように、巨大磁気抵抗効果を有するスピンバル
ブ膜4が設けられている。
[Second Embodiment] FIG. 4 is an explanatory diagram of an example of a composite magnetic head according to a second embodiment of the present invention. In this composite magnetic head, as shown in FIG. 4, a spin valve film 4 having a giant magnetoresistance effect is provided instead of the magnetoresistance effect film 12 in the first embodiment.

【0069】この複合型磁気ヘッドでは、磁区制御層5
は、スピンバルブ膜4の両端部において、スピンバルブ
膜4の少なくともフリー層42(図5ないし図8参照)
に対し接して形成されている。また、各電極層6間の間
隙部は、各磁区制御層5間の間隙部と同一位置に対応す
る位置、あるいは磁区制御層5の間隙部の内側となるよ
うに配置されることが望ましい。上記の同一位置とは、
トラック走査方向に平行移動した位置である。
In this composite magnetic head, the magnetic domain control layer 5
At least at the free layer 42 of the spin valve film 4 at both ends of the spin valve film 4 (see FIGS. 5 to 8)
Is formed in contact with. Further, it is desirable that the gap between the respective electrode layers 6 is disposed at a position corresponding to the same position as the gap between the respective magnetic domain control layers 5 or inside the gap between the magnetic domain control layers 5. The same position as above
This is the position translated in the track scanning direction.

【0070】上記スピンバルブ膜4、磁区制御層5およ
び電極層6の構成は、図5ないし図8にそれぞれ示すよ
うな構造を有することができる。すなわち、まず図5に
参照して、スピンバルブ膜4は、前述の下部ギャップ層
3上に、下地層41、自由磁化層(フリー層)42、非
磁性導電体層43、固定磁化層(ピン層)44、第二の
反強磁性体層(ピン止め層)45、キャップ層46を、
順次、成膜してなっている。
The structures of the spin valve film 4, the magnetic domain control layer 5, and the electrode layer 6 can have the structures shown in FIGS. 5 to 8, respectively. That is, referring to FIG. 5, first, the spin valve film 4 is provided on the lower gap layer 3 with the underlayer 41, the free magnetic layer (free layer) 42, the nonmagnetic conductor layer 43, and the fixed magnetic layer (pin). Layer 44, a second antiferromagnetic layer (pinning layer) 45, and a cap layer 46,
Films are sequentially formed.

【0071】下地層41は、50Åの膜厚のTaであ
る。自由磁化層42は、70Åの膜厚のNiFeと、7
Åの膜厚のCoとの積層膜からなる磁性膜である。非磁
性導電体層43は、32Åの膜厚のCuの単層膜であ
る。固定磁化層44は、10Åの膜厚のCoと、30Å
の膜厚のNiFeとの積層膜からなる磁性膜である。第
二の反強磁性体層45は、200Åの膜厚のMn−10
at%Ptからなる単層膜である。キャップ層46は、
100Åの膜厚のTaからなる単層膜である。
The underlayer 41 is made of Ta having a thickness of 50 °. The free magnetic layer 42 is made of a 70 ° -thick NiFe
It is a magnetic film made of a laminated film with Co having a thickness of Å. The nonmagnetic conductor layer 43 is a single-layer film of Cu having a thickness of 32 °. The fixed magnetization layer 44 includes Co having a thickness of 10 ° and 30 °.
This is a magnetic film made of a laminated film with NiFe having a thickness of. The second antiferromagnetic layer 45 is made of Mn-10 having a thickness of 200 °.
It is a single-layer film made of at% Pt. The cap layer 46
It is a single-layer film made of Ta having a thickness of 100 °.

【0072】このようなスピンバルブ膜4では、イオン
ミリング法を用い、イオンの入射角を制御して、スピン
バルブ膜4の両端部(トラック幅方向に平行な断面部
分)において、少なくとも自由磁化層42が露出する領
域がテーパー部(下地層41からキャップ層46に向か
って、順次、トラック走査方向に沿った長さが小さくな
る)を有する略台形形状となるように加工されている。
トラック走査方向とは、ABS面13に対し平行、かつ
トラック幅方向に対し垂直な方向である。
In such a spin valve film 4, the ion incidence angle is controlled by using the ion milling method, and at least the free magnetic layer is formed at both ends (cross section parallel to the track width direction) of the spin valve film 4. The region where the 42 is exposed is processed so as to have a substantially trapezoidal shape having a tapered portion (the length along the track scanning direction decreases sequentially from the base layer 41 to the cap layer 46).
The track scanning direction is a direction parallel to the ABS 13 and perpendicular to the track width direction.

【0073】このように加工されたスピンバルブ膜4の
両端部に、それぞれ磁区制御層5が形成されている。磁
区制御層5は、70Åの膜厚のNiFeからなる強磁性
体層52と、200Åの膜厚のMn−47at%Ptか
らなる第一の反強磁性体層51とを積層してなるもので
ある。上記磁区制御層5では、自由磁化層42が露出し
たテーパー断面に対して、第一の反強磁性体層51が接
するように設定されている。
Magnetic domain control layers 5 are formed at both ends of the spin valve film 4 thus processed. The magnetic domain control layer 5 is formed by laminating a ferromagnetic layer 52 of NiFe with a thickness of 70 ° and a first antiferromagnetic layer 51 of Mn-47 at% Pt with a thickness of 200 °. is there. The magnetic domain control layer 5 is set so that the first antiferromagnetic layer 51 is in contact with the tapered cross section where the free magnetic layer 42 is exposed.

【0074】電極層6は、各磁区制御層5上にそれぞれ
形成されている。また、各電極層6の表面は、キャップ
層46の表面と面一となるように、各磁区制御層5およ
び各電極層6が形成されている。これにより、各磁区制
御層5および各電極層6は、磁区制御層5のテーパー面
(磁区制御層5のトラック幅方向の両端面)上におい
て、スピンバルブ膜4の中央に向かって順次膜厚が小さ
くなるテーパー形状を備えている。スピンバルブ膜4の
中央とは、スピンバルブ膜4における、前述のトラック
幅方向の中心位置を示す。
The electrode layers 6 are formed on the respective magnetic domain control layers 5. The magnetic domain control layers 5 and the electrode layers 6 are formed such that the surface of each electrode layer 6 is flush with the surface of the cap layer 46. As a result, the thickness of each magnetic domain control layer 5 and each electrode layer 6 are sequentially increased toward the center of the spin valve film 4 on the tapered surface of the magnetic domain control layer 5 (both ends in the track width direction of the magnetic domain control layer 5). Has a tapered shape that reduces The center of the spin valve film 4 indicates the center position in the track width direction in the spin valve film 4.

【0075】次に、図6に示す、スピンバルブ膜4、磁
区制御層5および電極層6における他の構成について説
明する。この構成では、下部ギャップ層3上には、ま
ず、各磁区制御層5が、それぞれ形成されている。磁区
制御層5は、膜厚50ÅのTaからなる下地層50、2
00Åの膜厚のMn−47at%Ptからなる第一の反
強磁性体層51と、100Åの膜厚のNiFeからなる
強磁性体層52とを積層してなるものである。
Next, another configuration of the spin valve film 4, the magnetic domain control layer 5, and the electrode layer 6 shown in FIG. 6 will be described. In this configuration, first, each magnetic domain control layer 5 is formed on the lower gap layer 3. The magnetic domain control layer 5 includes a base layer 50, 2 made of Ta having a thickness of 50 °.
It is formed by laminating a first antiferromagnetic layer 51 of Mn-47 at% Pt with a thickness of 00 ° and a ferromagnetic layer 52 of NiFe with a thickness of 100 °.

【0076】各磁区制御層5では、それらの対向面が、
下部ギャップ層3側から各磁区制御層5の表面側に向か
って、順次、間隔が大きくなるテーパー形状を有してい
る。このようなテーパー形状は、アンダーカットを有す
る多層構造のレジストを用いたリフトオフ法あるいはイ
オンミリング法によって、下部ギャップ層3側の間隙部
Wdを有して形成されている。
In each of the magnetic domain control layers 5, their facing surfaces are:
It has a tapered shape in which the distance increases gradually from the lower gap layer 3 side to the surface side of each magnetic domain control layer 5. Such a tapered shape is formed with a gap portion Wd on the lower gap layer 3 side by a lift-off method or an ion milling method using a multilayer resist having an undercut.

【0077】このような各磁区制御層5および下部ギャ
ップ層3上に、スピンバルブ膜4が形成されている。上
記スピンバルブ膜4は、前述と同様に、自由磁化層4
2、非磁性導電体層43、固定磁化層44、第二の反強
磁性体層45、キャップ層46が形成されている。この
ようなスピンバルブ膜4は、イオンミリング法により、
各磁区制御層5の間隙部Wdを跨ぎ、スピンバルブ膜4
の両端部でそれぞれ磁区制御層5にオーバーラップする
ように加工されている。
A spin valve film 4 is formed on each of the magnetic domain control layers 5 and the lower gap layer 3 as described above. As described above, the spin valve film 4 includes the free magnetic layer 4
2, a nonmagnetic conductor layer 43, a fixed magnetization layer 44, a second antiferromagnetic layer 45, and a cap layer 46 are formed. Such a spin valve film 4 is formed by an ion milling method.
The spin valve film 4 spans the gap Wd of each magnetic domain control layer 5.
Are processed so as to overlap the magnetic domain control layer 5 at both ends.

【0078】各電極層6は、各磁区制御層5にそれぞれ
対応するスピンバルブ膜4上に前述と同様な組成および
膜厚にて設けられており、イオンミリング法によって、
W1(W1≦Wd)、なる間隙部が磁区制御層5の間隙
部の間に配置されるように加工されている。
Each electrode layer 6 is provided on the spin valve film 4 corresponding to each magnetic domain control layer 5 with the same composition and film thickness as described above.
The gap W1 (W1 ≦ Wd) is processed so as to be arranged between the gaps of the magnetic domain control layer 5.

【0079】次に、図7に示す、スピンバルブ膜4、磁
区制御層5および電極層6におけるさらに他の構成につ
いて説明する。この構成では、スピンバルブ膜4は、下
部ギャップ層3上に、前述と同様の組成および膜厚を有
する、下地層41、第二の反強磁性体層45、固定磁化
層44、非磁性導電体層43、および自由磁化層42
が、この順にて積層されている。また、スピンバルブ膜
4は、イオンミリング等のエッチングによって所定のス
トライプ形状に加工されている。
Next, still another configuration of the spin valve film 4, the magnetic domain control layer 5, and the electrode layer 6 shown in FIG. 7 will be described. In this configuration, the spin valve film 4 is formed on the lower gap layer 3 with the same composition and film thickness as those described above, the underlayer 41, the second antiferromagnetic layer 45, the fixed magnetization layer 44, and the nonmagnetic conductive layer. Body layer 43 and free magnetic layer 42
Are stacked in this order. The spin valve film 4 is processed into a predetermined stripe shape by etching such as ion milling.

【0080】このようなスピンバルブ膜4の両端部上
に、それぞれ磁区制御層5が形成されている。この磁区
制御層5では、70Åの膜厚のNiFeからなる強磁性
体層52と、膜厚200ÅのMn−47at%Ptから
なる第一の反強磁性体層51とを積層してなるものであ
る。各磁区制御層5は、スピンバルブ膜4の両端部つま
り自由磁化層42の両端部上に、オーバーラップし、か
つ、Wdの間隙を有する形状にエッチングあるいはリフ
トオフによって形成されている。
On both ends of such a spin valve film 4, magnetic domain control layers 5 are respectively formed. The magnetic domain control layer 5 is formed by laminating a ferromagnetic layer 52 of NiFe with a thickness of 70 ° and a first antiferromagnetic layer 51 of Mn-47 at% Pt with a thickness of 200 °. is there. Each magnetic domain control layer 5 is formed by etching or lift-off on both ends of the spin valve film 4, that is, on both ends of the free magnetic layer 42 so as to overlap and have a gap of Wd.

【0081】このような各磁区制御層5においては、強
磁性体層52を成膜する直前に、同一真空中において磁
区制御層5の形成部位をArのプラズマによって短時間
エッチングすることが望ましい。
In each of the magnetic domain control layers 5 as described above, it is desirable that the formation site of the magnetic domain control layer 5 be etched for a short time with Ar plasma in the same vacuum immediately before the ferromagnetic layer 52 is formed.

【0082】各電極層6は、前述の組成および膜厚に
て、自由磁化層42および各磁区制御層5上に、イオン
ミリング法によって、それらの間の間隙部W1(W1≦
Wd)を備えて形成されている。
Each electrode layer 6 is formed on the free magnetic layer 42 and each magnetic domain control layer 5 with the above-described composition and film thickness by an ion milling method by a gap W1 (W1 ≦ W1).
Wd).

【0083】次に、図8に示す、スピンバルブ膜4、磁
区制御層5および電極層6におけるさらに他の構成につ
いて説明する。この構成では、下部ギャップ層3上に、
磁区制御層5が形成されている。この磁区制御層5は、
膜厚50ÅのTaからなる下地層41、膜厚200Åの
Mn−16at%Ptからなる第一の反強磁性体層5
1、および膜厚20ÅのNiFeからなる強磁性体層5
2をこの順にて積層されたものである。
Next, still another configuration of the spin valve film 4, the magnetic domain control layer 5, and the electrode layer 6 shown in FIG. 8 will be described. In this configuration, on the lower gap layer 3,
A magnetic domain control layer 5 is formed. This magnetic domain control layer 5
Underlayer 41 made of Ta with a thickness of 50 °, first antiferromagnetic layer 5 made of Mn-16 at% Pt with a thickness of 200 °
1, and a ferromagnetic layer 5 made of NiFe having a thickness of 20 °
2 are laminated in this order.

【0084】この強磁性体層52上に、前述と同様な組
成および膜厚にて、自由磁化層42、非磁性導電体層4
3、固定磁化層44、第二の反強磁性体層45およびキ
ャップ層46をこの順にて成膜してスピンバルブ膜4が
形成されている。上記スピンバルブ膜4では、第二の反
強磁性体層45が、膜厚200ÅのMn−47at%P
tからなるが、それ以外の各層は前述と同様の組成およ
び膜厚に設定されている。
On the ferromagnetic layer 52, the free magnetic layer 42 and the nonmagnetic conductive layer 4 are formed with the same composition and thickness as described above.
3. The pinned magnetic layer 44, the second antiferromagnetic layer 45, and the cap layer 46 are formed in this order to form the spin valve film 4. In the spin valve film 4, the second antiferromagnetic layer 45 is made of a 200-nm thick Mn-47 at% P
The other layers have the same composition and film thickness as those described above.

【0085】このような磁区制御層5およびスピンバル
ブ膜4は、イオンミリング法にて所定のストライプ形状
に加工されている。このようなスピンバルブ膜4におけ
る、トラック幅方向の両端部に、それぞれ、前述と同様
な電極層6が、それらの間の間隙W1の間隙部を有して
形成されている。このような各電極層6の加工方法とし
ては、イオンミリング法あるいはリフトオフ法が好まし
く用いられる。
The magnetic domain control layer 5 and the spin valve film 4 are processed into a predetermined stripe shape by an ion milling method. At both ends of the spin valve film 4 in the track width direction, the same electrode layers 6 as described above are formed with a gap portion W1 between them. As a method for processing each of the electrode layers 6, an ion milling method or a lift-off method is preferably used.

【0086】上記の各スピンバルブ膜4では、単に作製
つまり成膜しただけでは、第二の反強磁性体層45およ
び第一の反強磁性体層51の対応する各強磁性体層への
各交換結合の方向は、互いに略垂直な方向にはならな
い。複合型磁気ヘッドの製造工程中の温度上昇によって
交換結合磁界の方向が分散したり、それぞれの交換結合
磁界が同一方向にそろうといった不都合を生じる場合が
ある。さらに、成膜後の熱処理によって反強磁性に転移
する反強磁性材料を用いた場合、熱処理なしでは交換結
合磁界が発生しない。
In each of the spin valve films 4 described above, simply forming or forming the spin valve film 4 causes the second antiferromagnetic layer 45 and the first antiferromagnetic layer 51 to correspond to the corresponding ferromagnetic layers. The directions of the exchange couplings are not substantially perpendicular to each other. The temperature rise during the manufacturing process of the composite magnetic head may cause inconveniences such as the directions of the exchange coupling magnetic fields being dispersed and the respective exchange coupling magnetic fields being aligned in the same direction. Furthermore, when an antiferromagnetic material that changes to antiferromagnetic by heat treatment after film formation is used, no exchange coupling magnetic field is generated without heat treatment.

【0087】そこで、以下に、熱処理によって上記2つ
の、第二の反強磁性体層45と第二の反強磁性体層45
との間、および第一の反強磁性体層51と強磁性体層5
2との間の各交換結合磁界の方向を、それらの面内方向
を維持しながら、互いに略垂直となるように設定する方
法について述べる。
Then, the above-mentioned two second antiferromagnetic layers 45 and the second antiferromagnetic layer 45 are heat-treated.
And the first antiferromagnetic layer 51 and the ferromagnetic layer 5
A method of setting the directions of the exchange coupling magnetic fields between the two in such a manner as to be substantially perpendicular to each other while maintaining their in-plane directions will be described.

【0088】図9ないし図12は、本実施の形態にかか
る強磁性体層と反強磁性体層との交換結合の磁界印加中
における熱処理に対する挙動の原理をそれぞれ説明する
概略説明図である。
FIGS. 9 to 12 are schematic explanatory diagrams for explaining the principle of the behavior of the exchange coupling between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer according to the present embodiment with respect to the heat treatment during application of the magnetic field.

【0089】まず、図9を参照して、、はそれぞれ
強磁性体層121、強磁性体層131に、反強磁性体層
122、反強磁性体層132が積層された、いわゆる交
換結合膜であるが、反強磁性体層122および反強磁性
体層132のブロッキング温度をそれぞれTb1 、Tb
2 とすると、反強磁性体層122のブロッキング温度の
方が高く設定されている(Tb1 >Tb2 の関係があ
る)。
First, referring to FIG. 9, a so-called exchange coupling film in which an antiferromagnetic layer 122 and an antiferromagnetic layer 132 are laminated on a ferromagnetic layer 121 and a ferromagnetic layer 131, respectively. However, the blocking temperatures of the antiferromagnetic layer 122 and the antiferromagnetic layer 132 are set to Tb 1 and Tb 1 , respectively.
Assuming that 2 , the blocking temperature of the antiferromagnetic layer 122 is set higher (the relationship of Tb 1 > Tb 2 is established).

【0090】ここで、ブロッキング温度とは、強磁性体
層と反強磁性体層とからなる交換結合膜における交換結
合磁界が消失する温度である。また、ブロッキング温度
の高低は、反強磁性体層におけるネール温度の高低に対
応している。以下に、上記2つの交換結合膜(、)
を同時に熱処理し、この熱処理中に、印加している磁界
の方向を変化させたときの交換結合の挙動を説明する。
Here, the blocking temperature is a temperature at which the exchange coupling magnetic field in the exchange coupling film composed of the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer disappears. The level of the blocking temperature corresponds to the level of the Neel temperature in the antiferromagnetic layer. Hereinafter, the above two exchange coupling membranes (,)
Are simultaneously heat-treated, and the behavior of exchange coupling when the direction of the applied magnetic field is changed during this heat treatment will be described.

【0091】1) 磁界を印加しながら各交換結合膜、
を加熱し、各交換結合膜、の温度Tを上昇させ、
温度TがTb1 以上の温度に達すると、各反強磁性体層
122、132の双方の内部のスピンに揺らぎが生じ、
スピンは乱雑な方向(ランダムな方向)を向くことにな
る。
1) While applying a magnetic field, each exchange coupling film
To increase the temperature T of each exchange-coupled membrane,
When the temperature T reaches Tb 1 or more temperature fluctuation generated inside the spin of both the antiferromagnetic layers 122, 132,
The spin will be in a random direction.

【0092】このとき、紙面上における右から左の方向
(トラック幅方向にそった方向)に一様な磁界が印加さ
れているため、各強磁性体層121、131内のスピン
には熱による揺らぎが生じない〔図9(a)参照〕。
At this time, since a uniform magnetic field is applied in the right-to-left direction (the direction along the track width direction) on the paper, the spin in each of the ferromagnetic layers 121 and 131 is heated by heat. No fluctuation occurs (see FIG. 9A).

【0093】2) この後、各交換結合膜、に対し、
冷却を行い、温度TがTb1 未満、かつ、Tb2 以上の
温度まで低下したとき、反強磁性体層122のスピンが
強磁性体層121との界面で強磁性的に結合し、強磁性
体層121と同じ方向にそろう。反強磁性体層122内
部のスピンは、界面のスピンから相互に反転する方向に
整列する。一方、反強磁性体層132のスピンは、乱雑
な方向に向いている〔図9(b)参照〕。
2) Thereafter, for each exchange coupling membrane,
When the cooling is performed and the temperature T decreases to a temperature lower than Tb 1 and higher than Tb 2 , the spin of the antiferromagnetic layer 122 is ferromagnetically coupled at the interface with the ferromagnetic layer 121, and Align in the same direction as the body layer 121. The spins in the antiferromagnetic layer 122 are aligned in a direction in which the spins at the interface are mutually inverted. On the other hand, the spin of the antiferromagnetic layer 132 is in a random direction (see FIG. 9B).

【0094】3) このとき、温度TがTb1 未満、Tb
2 以上の間の温度で印加している磁界の向きを90°回
転させると(紙面と垂直な方向、つまりトラック垂直方
向)、反強磁性体層122のスピンは、2)において整列
した方向に固定された状態を維持すると共に、強磁性体
層121のスピンのみが磁界の向きの変化に対応して回
転する。
[0094] 3) At this time, the temperature T is less than Tb 1, Tb
When the direction of the applied magnetic field is rotated by 90 ° at a temperature of 2 or more (in a direction perpendicular to the paper surface, that is, in a direction perpendicular to the track), the spin of the antiferromagnetic layer 122 is shifted in the direction aligned in 2). While maintaining the fixed state, only the spin of the ferromagnetic layer 121 rotates according to the change in the direction of the magnetic field.

【0095】一方、反強磁性体層132のスピンは熱に
よって乱雑な方向に向いており、それに対応する強磁性
体層131のスピンのみが印加磁界の変化に対応して回
転する〔図9(c)参照〕。
On the other hand, the spin of the antiferromagnetic layer 132 is oriented in a random direction by heat, and only the corresponding spin of the ferromagnetic layer 131 rotates in response to a change in the applied magnetic field [FIG. c)).

【0096】上記トラック垂直方向とは、磁気抵抗効果
膜12の膜面に平行で、かつトラック幅方向に対し垂直
な方向、言い換えると、複合型磁気ヘッドにおける記録
媒体の走査方向およびトラック幅方向のそれぞれに対し
垂直な方向である。
The above-mentioned track perpendicular direction is a direction parallel to the film surface of the magnetoresistive film 12 and perpendicular to the track width direction, in other words, in the scanning direction of the recording medium and the track width direction in the composite magnetic head. The direction is perpendicular to each.

【0097】4) この状態で、さらに冷却を行い、温度
TがTb2 未満の温度となると、2)のと同様に反強磁
性体層132のスピンが強磁性体層131のスピンの方
向に対応して整列する〔図9(d)参照〕。
4) In this state, further cooling is performed, and when the temperature T becomes lower than Tb 2 , the spin of the antiferromagnetic layer 132 is shifted in the direction of the spin of the ferromagnetic layer 131 as in 2). They are aligned correspondingly (see FIG. 9D).

【0098】5) この後、温度Tを室温まで冷却し、印
加磁界の印加を停止すると、それぞれの強磁性体層12
1、強磁性体層131は積層された反強磁性体層12
2、反強磁性体層132と交換結合し、それぞれ互いに
垂直な向きの各交換結合磁界を生じることになる〔図9
(e)参照〕。
5) Thereafter, the temperature T is cooled to room temperature, and the application of the applied magnetic field is stopped.
1. The ferromagnetic layer 131 is a laminated antiferromagnetic layer 12
2. Exchange coupling with the antiferromagnetic layer 132 to generate each exchange coupling magnetic field in a direction perpendicular to each other [FIG.
(E)).

【0099】このようにして、ブロッキング温度が相異
なる各交換結合膜、を用い、熱処理中の冷却時に各
ブロッキング温度の中間温度にて印加磁界の向きを変化
させることによって、所望の方向に交換結合磁界の角度
を有する複数の交換結合膜をそれぞれ得ることができ
る。
As described above, the exchange coupling films having different blocking temperatures are used, and the direction of the applied magnetic field is changed at an intermediate temperature between the respective blocking temperatures during cooling during the heat treatment, whereby the exchange coupling is performed in a desired direction. A plurality of exchange coupling films having a magnetic field angle can be obtained.

【0100】次に、図10を参照して、各交換結合膜
(、)の一方である交換結合膜に、成膜後の磁界
中での熱処理によって反強磁性に転移する反強磁性体層
142を用い、熱処理中に磁界の方向を変化させたとき
の各交換結合膜(、)における交換結合の挙動を説
明する。
Next, referring to FIG. 10, an anti-ferromagnetic material layer which changes to anti-ferromagnetic by heat treatment in a magnetic field after film formation is formed on one of the exchange coupling films (,). 142, the behavior of exchange coupling in each exchange coupling film (,) when the direction of the magnetic field is changed during the heat treatment will be described.

【0101】ここで、反強磁性体層142が反強磁性に
転移する温度をTd(規則化温度)、規則化後のブロッ
キング温度をTb3 、他方である交換結合膜の反強磁
性体層132のブロッキング温度Tb2 とすると、Tb
3 >Td≧Tb2 となるように各反強磁性体層132、
142は設定されている。
Here, the temperature at which the antiferromagnetic layer 142 transitions to antiferromagnetism is Td (ordering temperature), the blocking temperature after ordering is Tb 3 , and the other antiferromagnetic layer of the exchange coupling film. Assuming a blocking temperature Tb 2 of 132, Tb
3 > Td ≧ Tb 2 so that each antiferromagnetic layer 132
142 is set.

【0102】1) 成膜後、室温においては、交換結合膜
の反強磁性体層132は隣接する強磁性体層131と
交換結合し、反強磁性体層132の内部ではスピンの方
向はそれぞれが反平行に配列している。一方、反強磁性
体層142では、反強磁性に転移していないため、反強
磁性体層142のスピンは、無秩序な(ランダムな)方
向に向いている〔図10(a)参照〕。
1) After film formation, at room temperature, the antiferromagnetic layer 132 of the exchange-coupling film is exchange-coupled with the adjacent ferromagnetic layer 131, and the spin directions inside the antiferromagnetic layer 132 are respectively Are arranged antiparallel. On the other hand, in the antiferromagnetic layer 142, the spin of the antiferromagnetic layer 142 is oriented in a random (random) direction because it has not transitioned to antiferromagnetism (see FIG. 10A).

【0103】2) これら各交換結合膜、に対し、温
度TをTb3 >T≧Tdとなるように昇温し、前述と同
様な一様磁界(紙面上での左右方向、つまりトラック幅
方向)中にて一定時間保持すれば、反強磁性体層142
が反磁性に転移し、隣接する強磁性体層141の磁化方
向に対応してスピン同志がそれぞれ反平行に配列するよ
うになる。一方、反強磁性体層132では、温度TがT
≧Tb2 となっているので、スピンの方向は無秩序にな
っている〔図10(b)参照〕。
2) With respect to each of the exchange coupling films, the temperature T is increased so that Tb 3 > T ≧ Td, and the same uniform magnetic field (in the horizontal direction on the paper plane, ie, in the track width direction) as described above. ), The antiferromagnetic layer 142
Are transferred to diamagnetism, and the spins are aligned antiparallel with each other in accordance with the magnetization direction of the adjacent ferromagnetic layer 141. On the other hand, in the antiferromagnetic layer 132, the temperature T is T
Since ≧ Tb 2 , the spin direction is disordered (see FIG. 10B).

【0104】3) この後、温度TがTb3 とTb2 との
中間の温度で印加している磁界の向きを90°(紙面と
垂直な方向、つまりトラック垂直方向に)回転させる
と、反強磁性体層142のスピンは、2)において整列し
た方向に固定された状態を維持すると共に、強磁性体層
141のスピンのみが磁界の向きの変化に対応して回転
する。一方、反強磁性体層132のスピンは熱によって
乱雑な方向に向いており、それに対応する強磁性体層1
31のスピンのみが印加磁界の変化に対応して回転する
〔図10(c)参照〕。
3) Thereafter, when the direction of the magnetic field applied at a temperature T between Tb 3 and Tb 2 is rotated by 90 ° (in the direction perpendicular to the paper surface, that is, in the direction perpendicular to the track), The spins of the ferromagnetic layer 142 remain fixed in the aligned direction in 2), and only the spins of the ferromagnetic layer 141 rotate according to the change in the direction of the magnetic field. On the other hand, the spin of the antiferromagnetic layer 132 is in a random direction due to heat, and
Only 31 spins rotate in response to the change in the applied magnetic field (see FIG. 10C).

【0105】4) 次に、この方向に磁界を印加した状態
で、温度TがTb2 未満の温度となるまで冷却すると、
反強磁性体層132のスピンが強磁性体層131のスピ
ンの方向に対応して反平行に配列する(紙面と垂直な方
向)。この後、磁界の印加を停止すると、各強磁性体層
131、141のスピンは、それぞれ、各反強磁性体層
132、142と交換結合し、各強磁性体層131、1
41の磁化の向きが互いに垂直な方向となるように固定
される〔図10(d)参照〕。
4) Next, in a state where a magnetic field is applied in this direction, cooling is performed until the temperature T becomes lower than Tb 2 .
The spins of the antiferromagnetic layer 132 are arranged antiparallel to the directions of the spins of the ferromagnetic layer 131 (perpendicular to the paper). Thereafter, when the application of the magnetic field is stopped, the spins of the ferromagnetic layers 131 and 141 are exchange-coupled with the antiferromagnetic layers 132 and 142, respectively, and the ferromagnetic layers 131 and 141 are respectively connected.
41 are fixed so that the magnetization directions are perpendicular to each other (see FIG. 10D).

【0106】このようにして、成膜後の磁界中での熱処
理によって反強磁性に転移する反強磁性体層142を用
いることによって、反強磁性体層142のブロッキング
温度よりも低い規則化温度の熱処理にて、より高温とな
る上記ブロッキング温度以上の熱処理と同様の効果が得
られるため、熱処理による磁気抵抗効果膜であるスピン
バルブ膜4に対するダメージを低減することができる。
As described above, by using the antiferromagnetic layer 142 which changes to antiferromagnetic by heat treatment in a magnetic field after film formation, the ordering temperature lower than the blocking temperature of the antiferromagnetic layer 142 is obtained. In the heat treatment, the same effect as that of the heat treatment at or above the above-mentioned blocking temperature, which is higher, can be obtained, so that damage to the spin valve film 4 as the magnetoresistive film by the heat treatment can be reduced.

【0107】次に、図11を参照して、各交換結合膜
(、)の一方である交換結合膜に、成膜後の磁界
中での熱処理によって反強磁性に転移する反強磁性体層
152を用い、熱処理中に磁界の方向を変化させたとき
の各交換結合膜(、)における交換結合の挙動を説
明する。
Next, referring to FIG. 11, an anti-ferromagnetic material layer which changes to anti-ferromagnetic by heat treatment in a magnetic field after film formation is formed on one of the exchange coupling films (,). 152, the behavior of exchange coupling in each exchange coupling film (,) when the direction of the magnetic field is changed during the heat treatment will be described.

【0108】ここで、反強磁性体層152が反強磁性に
転移する温度をTd(規則化温度)、規則化後のブロッ
キング温度をTb4 、他方である交換結合膜の反強磁
性体層132のブロッキング温度Tb2 とすると、Tb
4 >Tb2 >Tdとなるように各反強磁性体層132、
152は設定されている。
Here, the temperature at which the antiferromagnetic layer 152 transitions to antiferromagnetism is Td (ordering temperature), the blocking temperature after ordering is Tb 4 , and the other antiferromagnetic layer of the exchange coupling film. Assuming a blocking temperature Tb 2 of 132, Tb
4 > Tb 2 > Td, each antiferromagnetic layer 132,
152 is set.

【0109】1) 成膜後、室温においては、交換結合膜
の反強磁性体層132は隣接する強磁性体層131と
交換結合し、反強磁性体層132の内部ではスピンの方
向はそれぞれが反平行に配列している。一方、反強磁性
体層152では、反強磁性に転移していないため、反強
磁性体層152のスピンは、無秩序な(ランダムな)方
向に向いている〔図11(a)参照〕。
1) After film formation, at room temperature, the antiferromagnetic layer 132 of the exchange-coupling film is exchange-coupled with the adjacent ferromagnetic layer 131, and the spin directions inside the antiferromagnetic layer 132 are respectively Are arranged antiparallel. On the other hand, in the antiferromagnetic layer 152, the spin of the antiferromagnetic layer 152 is oriented in a random (random) direction because it has not transitioned to antiferromagnetism (see FIG. 11A).

【0110】2) これら各交換結合膜、に対し、温
度Tを、反強磁性体層152の規則化温度Td以上、か
つTb2 未満までの温度まで加熱し、前述と同様に、一
様な磁界中で所定時間保持すれば、反強磁性体層152
が反強磁性に転移し、隣接する強磁性体層151の磁化
方向に対応して、スピン方向がそれぞれ反平行に配列す
る。一方、反強磁性体層132では、Tb2 >T≧Td
であるのでスピンの方向はそれぞれが反平行にそろって
いる〔図11(b)参照〕。
2) For each of the exchange-coupling films, the temperature T is increased to a temperature equal to or higher than the ordering temperature Td of the antiferromagnetic layer 152 and lower than Tb 2 , and a uniform temperature is obtained in the same manner as described above. If it is held for a predetermined time in a magnetic field, the antiferromagnetic layer 152
Are transferred to antiferromagnetism, and the spin directions are arranged antiparallel in accordance with the magnetization directions of the adjacent ferromagnetic layers 151. On the other hand, in the antiferromagnetic layer 132, Tb 2 > T ≧ Td
Therefore, the spin directions are aligned antiparallel to each other (see FIG. 11B).

【0111】3) 次に、温度TをTb4 >T≧Tb2
設定すると、反強磁性体層132のスピンは熱によって
無秩序となる。このとき、磁界の方向を90°回転させ
ると(紙面と垂直な方向、つまりトラック垂直方向
に)、反強磁性体層152のスピンは、2)において整列
した方向に固定された状態を維持すると共に、強磁性体
層151のスピンのみが磁界の向きの変化に対応して回
転する。一方、反強磁性体層132のスピンは熱によっ
て乱雑な方向に向いており、それに対応する強磁性体層
131のスピンのみが印加磁界の変化に対応して回転す
る〔図11(c)参照〕。
3) Next, when the temperature T is set to Tb 4 > T ≧ Tb 2 , the spin of the antiferromagnetic layer 132 becomes disordered by heat. At this time, when the direction of the magnetic field is rotated by 90 ° (in the direction perpendicular to the paper surface, that is, in the direction perpendicular to the track), the spins of the antiferromagnetic layer 152 remain fixed in the aligned direction in 2). At the same time, only the spin of the ferromagnetic layer 151 rotates according to the change in the direction of the magnetic field. On the other hand, the spin of the antiferromagnetic layer 132 is in a random direction due to heat, and only the corresponding spin of the ferromagnetic layer 131 rotates in response to the change in the applied magnetic field [see FIG. ].

【0112】4) 次に、この方向に磁界を印加した状態
で、温度TがTb2 未満の温度となるまで冷却すると、
反強磁性体層132のスピンが強磁性体層131のスピ
ンの方向に対応して反平行に配列する(紙面と垂直な方
向)。この後、各交換結合膜、に対する磁界の印加
を停止すると、各強磁性体層131、151のスピン
は、それぞれ、各反強磁性体層132、152と交換結
合し、各強磁性体層131、151の磁化の向きが互い
に垂直な方向となるように固定される〔図11(d)参
照〕。なお、上記2)の温度と3)の温度は、Tb4 >T≧
Tb2 の範囲であれば、同一に設定してもよい。
4) Next, in a state where a magnetic field is applied in this direction, cooling is performed until the temperature T becomes lower than Tb 2 .
The spins of the antiferromagnetic layer 132 are arranged antiparallel to the directions of the spins of the ferromagnetic layer 131 (perpendicular to the paper). Thereafter, when the application of the magnetic field to the exchange coupling films is stopped, the spins of the ferromagnetic layers 131 and 151 are exchange-coupled to the antiferromagnetic layers 132 and 152, respectively, and , 151 are fixed so that the magnetization directions are perpendicular to each other (see FIG. 11D). The temperature of 2) and the temperature of 3) are Tb 4 > T ≧
It is in the range of Tb 2, may be set to the same.

【0113】このようにして、成膜後の磁界中での熱処
理によって反強磁性に転移する反強磁性体層152を用
いることによって、反強磁性体層152のブロッキング
温度よりも低い規則化温度の熱処理にて、より高温とな
る上記ブロッキング温度以上の熱処理と同様の効果が得
られるため、熱処理による磁気抵抗効果膜であるスピン
バルブ膜4に対するダメージを低減することができる。
As described above, by using the antiferromagnetic layer 152 which changes to antiferromagnetic by heat treatment in a magnetic field after film formation, the ordering temperature lower than the blocking temperature of the antiferromagnetic layer 152 is obtained. In the heat treatment, the same effect as that of the heat treatment at or above the above-mentioned blocking temperature, which is higher, can be obtained, so that damage to the spin valve film 4 as the magnetoresistive film by the heat treatment can be reduced.

【0114】次に、図12を参照して、上記各交換結合
膜(、)における、他の熱処理による交換結合の挙
動を説明する。1) 成膜後、室温においては、紙面上で
の左右方向(トラック幅方向)の印加磁界によって、交
換結合膜の反強磁性体層132は隣接する強磁性体層
131と交換結合し、反強磁性体層132の内部ではス
ピンの方向はそれぞれが反平行に上記左右方向に沿って
配列している。一方、反強磁性体層152では、反強磁
性に転移していないため、反強磁性体層152のスピン
は、無秩序な方向に向いている〔図12(a)参照〕。
Next, with reference to FIG. 12, the behavior of exchange coupling by other heat treatment in each of the above exchange coupling films (,) will be described. 1) After film formation, at room temperature, the antiferromagnetic layer 132 of the exchange-coupling film is exchange-coupled with the adjacent ferromagnetic layer 131 by an applied magnetic field in the horizontal direction (track width direction) on the paper surface. In the ferromagnetic layer 132, the spin directions are arranged in the anti-parallel direction along the left-right direction. On the other hand, since the antiferromagnetic layer 152 has not transitioned to antiferromagnetism, the spin of the antiferromagnetic layer 152 is oriented in a disordered direction (see FIG. 12A).

【0115】2) これら各交換結合膜、に対し、反
強磁性体層152の規則化温度Td以上で、かつ反強磁
性体層132のブロッキング温度Tb2 未満の温度Tま
で加熱し紙面と垂直な方向(トラック垂直方向)に一様
磁界を印加し、所定時間保持すれば、反強磁性体層15
2が反強磁性に転移し、隣接する強磁性体層151の磁
化方向に対応してスピン同志がそれぞれ反平行に配列す
る。このとき、磁界が紙面と垂直な方向に印加されてい
るため、スピンは紙面と垂直な方向に配列される。
2) Each of the exchange-coupling films is heated to a temperature T which is equal to or higher than the regularization temperature Td of the antiferromagnetic layer 152 and lower than the blocking temperature Tb 2 of the antiferromagnetic layer 132, and is perpendicular to the paper. When a uniform magnetic field is applied in a desired direction (vertical direction of the track) and is maintained for a predetermined time, the antiferromagnetic layer 15
2 are changed to antiferromagnetic, and the spins are arranged in antiparallel with each other in accordance with the magnetization direction of the adjacent ferromagnetic layer 151. At this time, since the magnetic field is applied in a direction perpendicular to the paper, the spins are arranged in a direction perpendicular to the paper.

【0116】一方、強磁性体層131の磁界は、印加磁
界の方向に沿うように変化するが、反強磁性体層132
では、温度TがTb2 >Tであるので、反強磁性体層1
32の各スピンの方向は、それぞれが反平行にトラック
幅方向に沿うようにそろっている〔図12(b)参
照〕。
On the other hand, the magnetic field of the ferromagnetic layer 131 changes along the direction of the applied magnetic field.
Since the temperature T satisfies Tb 2 > T, the antiferromagnetic layer 1
The directions of the spins 32 are aligned antiparallel along the track width direction (see FIG. 12B).

【0117】3) この後、温度Tを室温まで冷却し、磁
界の印加を停止すると、反強磁性体層132のスピンの
方向は、紙面上にて左右方向(トラック幅方向)に配列
しており、強磁性体層131では反強磁性体層132と
の交換結合によって磁化が左向き(トラック幅方向)に
配列している。
3) Thereafter, when the temperature T is cooled to room temperature and the application of the magnetic field is stopped, the spin directions of the antiferromagnetic layer 132 are arranged in the horizontal direction (track width direction) on the paper. In the ferromagnetic layer 131, the magnetization is arranged leftward (in the track width direction) by exchange coupling with the antiferromagnetic layer 132.

【0118】一方、反強磁性体層152では、熱処理に
よって紙面と垂直な方向(トラック垂直方向)にスピン
が配列しており、強磁性体層151のスピン方向は反強
磁性体層152との交換結合によって紙面と垂直な方向
(トラック垂直方向)に配列する〔図12(c)参
照〕。
On the other hand, in the antiferromagnetic layer 152, the spins are arranged in the direction perpendicular to the paper (the track perpendicular direction) by the heat treatment, and the spin direction of the ferromagnetic layer 151 is different from that of the antiferromagnetic layer 152. They are arranged in a direction perpendicular to the paper surface (track vertical direction) by exchange coupling (see FIG. 12C).

【0119】このような熱処理によっても、上記各交換
結合膜(、)において、反強磁性体層132と反強
磁性体層152との交換結合の向きを互いに略垂直なよ
うに設定することができる。
Even in such a heat treatment, the exchange coupling directions of the antiferromagnetic layer 132 and the antiferromagnetic layer 152 in each of the exchange coupling films (,) can be set to be substantially perpendicular to each other. it can.

【0120】以上のように、ブロッキング温度が相異な
る各反強磁性体層122、132、142、152を用
い、熱処理中に印加磁界の向きを変化させることによっ
て、所望の方向に交換結合磁界の角度を有する複数の交
換結合膜を作製することが可能となる。
As described above, by using the antiferromagnetic layers 122, 132, 142, and 152 having different blocking temperatures, the direction of the applied magnetic field is changed in a desired direction by changing the direction of the applied magnetic field during the heat treatment. It becomes possible to produce a plurality of exchange coupling films having angles.

【0121】次に、各反強磁性体層122…のブロッキ
ング温度の制御方法について説明する。まず、図13
は、NiFe膜からなる強磁性体層とMnPt膜からな
る反強磁性体層とを備えた積層膜である交換結合膜にお
いて、MnPt膜からなる反強磁性体層中のPt組成の
変化に対する、ブロッキング温度の変化を示すグラフで
ある。ここで、ブロッキング温度とは強磁性体層と反強
磁性体層との交換結合磁界が消失する温度である。
Next, a method of controlling the blocking temperature of each of the antiferromagnetic layers 122 will be described. First, FIG.
In an exchange-coupling film that is a laminated film including a ferromagnetic layer made of a NiFe film and an antiferromagnetic material layer made of a MnPt film, a change in Pt composition in the antiferromagnetic material layer made of a MnPt film It is a graph which shows the change of blocking temperature. Here, the blocking temperature is a temperature at which the exchange coupling magnetic field between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer disappears.

【0122】図13において、Pt組成比が約20at
%以下のMnPt膜を用いた交換結合膜には、熱処理を
施さない一方、Pt組成比が約30at%〜約50at
%のMnPt膜を用いた交換結合膜には、240℃、6
時間の磁界中での熱処理を施している。
In FIG. 13, the Pt composition ratio is about 20 at.
% Of the exchange-coupling film using the MnPt film having a Pt composition ratio of about 30 at% to about 50 at%.
% Of MnPt film at 240 ° C.
Heat treatment is performed in a magnetic field for a long time.

【0123】このグラフより、上記交換結合膜のブロッ
キング温度は、Pt組成に依存しており、Pt組成比が
約20at%以下のMnPt膜を用いた交換結合膜で
は、ブロッキング温度は、Pt組成比が増加するに従っ
て低くなることが判る。一方、Pt組成比が約30%を
超えるMnPt膜を用いた交換結合膜では、ブロッキン
グ温度は不連続に増大し、Pt組成比によらず約350
℃で安定していることが判る。
From this graph, it can be seen that the blocking temperature of the exchange-coupling film depends on the Pt composition. It can be seen that the value decreases as the value increases. On the other hand, in an exchange-coupling film using a MnPt film having a Pt composition ratio of more than about 30%, the blocking temperature increases discontinuously, and the blocking temperature increases by about 350 regardless of the Pt composition ratio.
It turns out that it is stable at ° C.

【0124】また、図14は、NiFe膜からなる強磁
性体層とMnRu膜からなる反強磁性体層とを備えた交
換結合膜において、MnRu膜のRu組成比に対するブ
ロッキング温度の変化を示すグラフである。上記交換結
合膜は、熱処理を省いても交換結合磁界を発生するもの
である。
FIG. 14 is a graph showing the change in the blocking temperature with respect to the Ru composition ratio of the MnRu film in the exchange-coupling film including the ferromagnetic layer made of the NiFe film and the antiferromagnetic layer made of the MnRu film. It is. The exchange coupling film generates an exchange coupling magnetic field even if heat treatment is omitted.

【0125】このグラフに示すように、この交換結合膜
のブロッキング温度は、MnRu膜のRu組成比が増加
するに従って増加し、約17at%で極大値となる。そ
して、Ru組成比を17at%を超える場合には、Ru
組成比の増加に従って単調に減少する。
As shown in this graph, the blocking temperature of the exchange-coupling film increases as the Ru composition ratio of the MnRu film increases, and reaches a maximum value at about 17 at%. If the Ru composition ratio exceeds 17 at%, Ru
It decreases monotonically as the composition ratio increases.

【0126】これら図13および図14から判るよう
に、交換結合膜のブロッキング温度は、反強磁性体層の
材料・組成によって大きく変化するため、前記第二の反
強磁性体層45、および第一の反強磁性体層51の材料
・組成を制御することによって、ブロッキング温度が互
いに異なる、ピン止め層としての、第二の反強磁性体層
45、および磁区制御層5を構成する第一の反強磁性体
層51とを作製することができる。
As can be seen from FIGS. 13 and 14, the blocking temperature of the exchange-coupling film varies greatly depending on the material and composition of the antiferromagnetic layer. By controlling the material and composition of the one antiferromagnetic layer 51, the first antiferromagnetic layer 45 and the first antiferromagnetic layer 45 constituting the magnetic domain control layer 5 having different blocking temperatures from each other as a pinning layer. And the antiferromagnetic layer 51 can be manufactured.

【0127】図15は、強磁性体層にNiFe膜を、反
強磁性体層にMnPt膜をそれぞれ用いた交換結合膜に
おける、交換結合磁界(Hex)のPt組成比依存性の測
定結果を示すグラフである。
FIG. 15 shows the measurement results of the Pt composition ratio dependence of the exchange coupling magnetic field (Hex) in an exchange coupling film using a NiFe film for the ferromagnetic layer and a MnPt film for the antiferromagnetic layer. It is a graph.

【0128】なお、この測定に用いた交換結合膜は、前
述したように、Pt組成比が約30at%より小さいM
nPt膜を反強磁性体層に用いたものには熱処理を施さ
ない一方、Pt組成比が約30%〜約50%のMnPt
膜を用いたものには、240℃,6時間の、磁界中での
熱処理を施したものとなっている。
As described above, the exchange coupling film used in this measurement has a Pt composition ratio of less than about 30 at%
No heat treatment is applied to the film using the nPt film for the antiferromagnetic material layer, while MnPt having a Pt composition ratio of about 30% to about 50%.
Those using the film were subjected to a heat treatment in a magnetic field at 240 ° C. for 6 hours.

【0129】このグラフに示すように、反強磁性体層に
MnPt膜を用いた交換結合膜では、交換結合磁界(H
ex)はPt組成比の増加とともに増加し、約8at%で
極大値をとった後、単調に減少し、約20at%で消失
する。
As shown in this graph, in the exchange coupling film using the MnPt film for the antiferromagnetic layer, the exchange coupling magnetic field (H
ex) increases with an increase in the Pt composition ratio, reaches a maximum value at about 8 at%, monotonously decreases, and disappears at about 20 at%.

【0130】そして、Pt組成比をさらに増加させて約
32at%とすると、熱処理によって交換結合磁界が再
び発生し、約45at%で極大値(最大値)をとるまで
増加する。そして、さらにPt組成比を増加させてゆく
と、交換結合磁界は減少し、約52at%で再び消失す
る。
When the Pt composition ratio is further increased to about 32 at%, the heat treatment causes the exchange coupling magnetic field to be generated again, and to increase to a maximum value (maximum value) at about 45 at%. When the Pt composition ratio is further increased, the exchange coupling magnetic field decreases and disappears again at about 52 at%.

【0131】以上より、MnPt膜を用いて磁気抵抗効
果膜を作成する際、良好な交換結合磁界を得るために
は、MnPt膜中のPt組成比は、4at%から19a
t%、あるいは、32at%から50at%が適切であ
ることがわかる。
As described above, when forming a magnetoresistive film using a MnPt film, the Pt composition ratio in the MnPt film should be 4 at% to 19 a in order to obtain a good exchange coupling magnetic field.
It can be seen that t% or from 32 at% to 50 at% is appropriate.

【0132】また、図16は、強磁性体層にNiFe膜
を、反強磁性体層にMnRu膜をそれぞれ用いた交換結
合膜における、交換結合磁界のRu組成比依存性の測定
結果を示すグラフである。このグラフに示すように、こ
の交換結合膜では、交換結合磁界はRu組成の増加とと
もに増大し、約20at%で極大値となる。さらに、上
記交換結合膜では、Ru組成比を増加させてゆくと、交
換結合磁界は減少し約40at%で消失する。
FIG. 16 is a graph showing the measurement results of the dependency of the exchange coupling magnetic field on the Ru composition ratio in an exchange coupling film using a NiFe film as the ferromagnetic layer and a MnRu film as the antiferromagnetic layer. It is. As shown in this graph, in this exchange-coupling film, the exchange-coupling magnetic field increases with an increase in the Ru composition, and reaches a maximum value at about 20 at%. Further, in the exchange coupling film, as the Ru composition ratio increases, the exchange coupling magnetic field decreases and disappears at about 40 at%.

【0133】この測定より、MnRu膜を反強磁性体層
に用いて磁気抵抗効果膜を作成する場合、良好な交換結
合磁界を得るためのMnRu膜中におけるRu組成比の
好ましい範囲は、4at%から36at%であることが
わかる。
From this measurement, when a magnetoresistive film is formed by using an MnRu film as an antiferromagnetic layer, the preferable range of the Ru composition ratio in the MnRu film for obtaining a good exchange coupling magnetic field is 4 at%. It can be understood that the content is 36 at%.

【0134】以上のように、良好な交換結合磁界を維持
した状態で、ブロッキング温度が互いに異なる第二の反
強磁性体層45および固定磁化層44、並びに磁区制御
層5を作製するためには、Ptの組成比が4at%から
19at%、あるいは、32at%から50at%の範
囲のMnPt膜、あるいは、Ruの組成比が4at%か
ら36at%の範囲で各組成を制御することが望まし
い。
As described above, in order to fabricate the second antiferromagnetic layer 45, the fixed magnetization layer 44, and the magnetic domain control layer 5 having different blocking temperatures from each other while maintaining a good exchange coupling magnetic field. , Pt is desirably controlled in the range of 4 at% to 19 at%, or 32 at% to 50 at%, or the composition of Ru is controlled in the range of 4 at% to 36 at%.

【0135】以上に示したように、熱処理の方法と反強
磁性体の材料および組成とを適切に設定することによっ
て、第二の反強磁性体層45と第一の反強磁性体層51
とによる交換結合磁界のなす角度を、互いに略垂直つま
り略90°に設定することができる。
As described above, by appropriately setting the heat treatment method and the material and composition of the antiferromagnetic material, the second antiferromagnetic material layer 45 and the first antiferromagnetic material layer 51 can be formed.
Can be set substantially perpendicular to each other, that is, about 90 °.

【0136】すなわち、上記複合型磁気ヘッドの成膜工
程後の中間体に対し、トラック幅方向に300エルステ
ッドの磁界を印加しながら、250℃で6時間、第1の
熱処理を行った後、220℃まで冷却し、220℃にお
いて印加する磁界の方向をトラック幅方向に対し、略垂
直なトラック垂直方向(紙面と垂直な方向)に変更し、
30分間保持する第2の熱処理を行い、この方向に磁界
を印加しながら室温まで冷却することによって、抵抗変
化率が高く、バルクハウゼンノイズが抑制された、良好
な再生特性を有する1ギャップ型の複合型磁気ヘッドを
安定に製造することができる。
That is, the first heat treatment was performed at 250 ° C. for 6 hours while applying a magnetic field of 300 Oe in the track width direction to the intermediate after the film forming step of the composite magnetic head, and then the C., and the direction of the magnetic field applied at 220 ° C. is changed to a track perpendicular direction (perpendicular to the paper) substantially perpendicular to the track width direction,
By performing a second heat treatment for 30 minutes and cooling to room temperature while applying a magnetic field in this direction, a 1-gap type having a high resistance change rate, a suppressed Barkhausen noise, and excellent reproduction characteristics is provided. A composite magnetic head can be manufactured stably.

【0137】〔第三の実施の形態〕本実施の形態では第
二の実施の形態に示した構造の複合型磁気ヘッドにおい
て、第二の反強磁性体層45に対し、膜厚200ÅのM
n−10at%Pt膜、第一の反強磁性体層51に対
し、膜厚200ÅのMn−18at%Ru膜を用いた構
造の磁気抵抗効果膜を用いて複合型磁気ヘッドを作製し
ている。
[Third Embodiment] In the present embodiment, in the composite magnetic head having the structure shown in the second embodiment, the thickness of the second antiferromagnetic material layer 45 is reduced by 200.degree.
A composite magnetic head is manufactured using a magnetoresistance effect film having a structure using a 200-nm-thick Mn-18 at% Ru film with respect to the n-10 at% Pt film and the first antiferromagnetic layer 51. .

【0138】上記磁気抵抗効果膜を成膜後、トラック幅
方向に300エルステッドの磁界を印加しながら、25
0℃で6時間、第1の熱処理を行った後、220℃まで
冷却し、220℃において印加する磁界の方向をトラッ
ク幅方向に対し、略垂直なトラック垂直方向(紙面と垂
直な方向)に変更し、30分間保持する第2の熱処理を
行い、この方向に磁界を印加しながら室温まで冷却する
ことによって、第二の実施の形態と同様の効果を有する
複合型磁気ヘッドを安定に製造することができる。
After forming the above-mentioned magnetoresistive effect film, while applying a magnetic field of 300 Oe in the track width direction,
After performing the first heat treatment at 0 ° C. for 6 hours, it is cooled to 220 ° C., and the direction of the magnetic field applied at 220 ° C. is set in the track vertical direction substantially perpendicular to the track width direction (direction perpendicular to the paper surface). Then, a second heat treatment for 30 minutes is performed, and the combined magnetic head having the same effect as that of the second embodiment is stably manufactured by cooling to room temperature while applying a magnetic field in this direction. be able to.

【0139】以上の第二および第三の実施の形態におい
て示したように、交換結合磁界の発現に成膜後の熱処理
が必要な反強磁性体層を用いた場合でも、熱処理が不必
要な反強磁性体層を用いた場合でも、同様に特性の良好
な複合型磁気ヘッドを製造することができる。
As described in the second and third embodiments, even when an antiferromagnetic layer requiring heat treatment after film formation is used to generate an exchange coupling magnetic field, heat treatment is unnecessary. Even when an antiferromagnetic layer is used, a composite magnetic head having similarly good characteristics can be manufactured.

【0140】また、上記の各実施の形態では、第二の反
強磁性体層45に対し、第一の反強磁性体層51に比べ
て、ブロッキング温度が高い材料を用いたが、逆に第一
の反強磁性体層51の方がブロッキング温度が高い構造
の複合型磁気ヘッドであっても、前述の交換結合磁界の
方向制御の機構に基づき、熱処理を行うことで、本発明
の目的に沿った複合型磁気ヘッドを製造することができ
る。
In each of the above embodiments, a material having a higher blocking temperature is used for the second antiferromagnetic layer 45 than for the first antiferromagnetic layer 51. Even if the first antiferromagnetic layer 51 is a composite magnetic head having a structure in which the blocking temperature is higher, the object of the present invention is to perform a heat treatment based on the above-described mechanism for controlling the direction of the exchange coupling magnetic field. Can be manufactured.

【0141】さらに、第一ないし第三の実施の形態で
は、磁区制御層5として、強磁性体層52と第一の反強
磁性体層51との積層構造のものを用いたが、第一の反
強磁性体層51のみを磁区制御層5として用いた場合で
も同様の効果が得られる。
In the first to third embodiments, the magnetic domain control layer 5 has a laminated structure of the ferromagnetic layer 52 and the first antiferromagnetic layer 51. The same effect can be obtained when only the antiferromagnetic layer 51 is used as the magnetic domain control layer 5.

【0142】その上、第一ないし第三の実施の形態に記
載したスピンバルブ膜4や磁気抵抗効果膜12の構造
は、上記記載に限定されるものではなく、磁区制御層5
と第二の反強磁性体層45の各交換結合磁界の方向を互
いに垂直なように設定できる構造であれば、本発明にか
かる複合型磁気ヘッドに適用することができる。
In addition, the structures of the spin valve film 4 and the magnetoresistive film 12 described in the first to third embodiments are not limited to the above description.
Any structure can be applied to the composite type magnetic head according to the present invention as long as the directions of the exchange coupling magnetic fields of the first and second antiferromagnetic layers 45 can be set to be perpendicular to each other.

【0143】また、第一ないし第三の実施の形態に記載
した各材料は、これらに限定されるものではなく、同様
の効果や機能を有する材料であれば本発明に用いること
ができる。
The materials described in the first to third embodiments are not limited to these, and any material having the same effect or function can be used in the present invention.

【0144】すなわち、基板1としては、Al2 3
TiC焼結体の他に、さらに、ガラス、Siを用いるこ
とができる。下地層41、50、並びにキャップ層46
には、Taの他に、さらにTi,W(タングステン)な
どの高融点材料、および、これらを含む合金を用いるこ
とができる。自由磁化層42、固定磁化層44、および
強磁性体層52には、NiFe,CoFe,Co等ある
いはこれらの合金および交換結合膜を用いることができ
る。
That is, as the substrate 1, Al 2 O 3
In addition to the TiC sintered body, glass and Si can be further used. Underlayers 41 and 50, and cap layer 46
In addition to Ta, high melting point materials such as Ti and W (tungsten) and alloys containing these can be used. For the free magnetic layer 42, the fixed magnetic layer 44, and the ferromagnetic layer 52, NiFe, CoFe, Co, or the like, or an alloy or exchange coupling film thereof can be used.

【0145】[0145]

【発明の効果】本発明の複合型磁気ヘッドは、以上のよ
うに、記録用磁気ヘッドの磁気ギャップ内に、再生用磁
気ヘッドが磁気抵抗効果膜を有して設けられ、磁気抵抗
効果膜の磁区を制御するための磁区制御層が、第一の反
強磁性体層を有して設けられている構成である。
As described above, in the composite magnetic head of the present invention, the reproducing magnetic head is provided with the magnetoresistive film in the magnetic gap of the recording magnetic head. This is a configuration in which a magnetic domain control layer for controlling magnetic domains is provided with a first antiferromagnetic layer.

【0146】それゆえ、上記構成では、記録用磁気ヘッ
ドからの記録用磁界の印加が停止されると、第一の反強
磁性体層により磁気制御層が元の磁化状態に戻るため、
上記第一の反強磁性体層を有する磁区制御層による、磁
気抵抗効果膜に対する、磁区の制御を安定化できる。
Therefore, in the above configuration, when the application of the recording magnetic field from the recording magnetic head is stopped, the magnetic control layer returns to the original magnetization state by the first antiferromagnetic layer.
The control of the magnetic domain with respect to the magnetoresistive effect film by the magnetic domain control layer having the first antiferromagnetic layer can be stabilized.

【0147】また、上記構成では、磁区制御層に対し、
第一の反強磁性体層を用いたことによって、硬磁性材料
を用いる必要がないので、上記硬磁性材料による、記録
媒体における記録情報への悪影響を回避できる。
In the above configuration, the magnetic domain control layer is
By using the first antiferromagnetic layer, it is not necessary to use a hard magnetic material, so that it is possible to avoid the adverse effect of the hard magnetic material on recorded information on a recording medium.

【0148】この結果、上記構成では、磁区制御層に対
し、第一の反強磁性体層を用いたことによって、再生用
磁気ヘッドによる再生を、より一層、安定化することが
可能となるという効果を奏する。
As a result, in the above configuration, by using the first antiferromagnetic layer for the magnetic domain control layer, it is possible to further stabilize the reproduction by the reproducing magnetic head. It works.

【0149】本発明の複合型磁気ヘッドの製造方法は、
以上のように、第一の反強磁性体層を有する磁区制御層
を備えた複合型磁気ヘッドの製造方法であって、反強磁
性体層に対し、印加磁界の方向を変化させながら、反強
磁性体層のブロッキング温度に基づいた熱処理を行う工
程を含む方法である。
The method of manufacturing a composite magnetic head according to the present invention comprises:
As described above, in the method for manufacturing a composite magnetic head including the magnetic domain control layer having the first antiferromagnetic material layer, the method for changing the direction of the applied magnetic field with respect to the antiferromagnetic material layer is performed. This is a method including a step of performing a heat treatment based on the blocking temperature of the ferromagnetic layer.

【0150】それゆえ、上記方法では、磁気抵抗効果膜
における、例えば第2磁性層である固定磁化層(ピン
層)と反強磁性体層からなるピン止め層との交換結合磁
界の向きと、上記磁区制御層の交換結合磁界の向きとを
互いに略垂直となるように設定することを、印加磁界の
方向を変化させ、かつ、各反強磁性体層の各ブロッキン
グ温度を考慮した上記熱処理によって簡便にできる。
Therefore, in the above method, the direction of the exchange coupling magnetic field between the fixed magnetic layer (pinned layer) as the second magnetic layer and the pinned layer made of the antiferromagnetic material layer in the magnetoresistive film, By setting the direction of the exchange coupling magnetic field of the magnetic domain control layer to be substantially perpendicular to each other, by changing the direction of the applied magnetic field, and by performing the heat treatment in consideration of each blocking temperature of each antiferromagnetic layer. It can be simple.

【0151】これにより、上記方法では、上記の設定に
よって再生感度を高めることができるので、より一層高
密度記録に対応できる磁気抵抗効果膜を有する複合型磁
気ヘッドを安定に、かつ簡便に製造できるという効果を
奏する。
Thus, according to the above method, the reproduction sensitivity can be increased by the above setting, so that a composite magnetic head having a magnetoresistive film capable of coping with higher density recording can be stably and simply manufactured. This has the effect.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる第一の実施の形態における複合
型磁気ヘッド要部説明図であり、(a)は上記複合型磁
気ヘッドにおける磁気抵抗効果膜を示す要部拡大正面図
であり、(b)は上記複合型磁気ヘッドの要部正面図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory view of a main part of a composite magnetic head according to a first embodiment of the present invention; FIG. 1 (a) is an enlarged front view of a main part showing a magnetoresistive film in the composite magnetic head; FIG. 2B is a front view of a main part of the composite magnetic head.

【図2】上記磁気抵抗効果膜における磁区制御層に対す
る、記録ヘッドからの記録用磁界の印加時と無印加時と
の磁化の状態を示すMH曲線をグラフである。
FIG. 2 is a graph showing MH curves showing states of magnetization when a recording magnetic field is applied from a recording head to a magnetic domain control layer in the magnetoresistive effect film and when no recording magnetic field is applied.

【図3】本発明の複合型磁気ヘッドにおける、従来に対
する比較結果としての効果を示すグラフであって、
(a)は、第一の実施の形態にかかる複合型磁気ヘッド
(a)の再生出力を示し、(b)は、比較例としての複
合型磁気ヘッド(b)の再生出力を示す。
FIG. 3 is a graph showing an effect of a composite magnetic head of the present invention as a result of comparison with a conventional magnetic head;
(A) shows the reproduction output of the composite magnetic head (a) according to the first embodiment, and (b) shows the reproduction output of the composite magnetic head (b) as a comparative example.

【図4】本発明にかかる第二の実施の形態における複合
型磁気ヘッドの要部説明図である。
FIG. 4 is an explanatory view of a main part of a composite magnetic head according to a second embodiment of the invention.

【図5】上記複合型磁気ヘッドにおける、磁気抵抗効果
膜としてのスピンバルブ膜の構成を示す説明図である。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a configuration of a spin valve film as a magnetoresistive effect film in the composite magnetic head.

【図6】上記スピンバルブ膜の他の構成を示す説明図で
ある。
FIG. 6 is an explanatory view showing another configuration of the spin valve film.

【図7】上記スピンバルブ膜のさらに他の構成を示す説
明図である。
FIG. 7 is an explanatory view showing still another configuration of the spin valve film.

【図8】上記スピンバルブ膜のさらに他の構成を示す説
明図である。
FIG. 8 is an explanatory view showing still another configuration of the spin valve film.

【図9】上記磁気抵抗効果膜における、強磁性体層と反
強磁性体層との交換結合における、磁界中での熱処理に
対する挙動の原理を説明する概略説明図である。
FIG. 9 is a schematic explanatory view illustrating the principle of the behavior of the exchange coupling between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer in the magnetoresistive film with respect to the heat treatment in a magnetic field.

【図10】上記磁気抵抗効果膜における、強磁性体層と
反強磁性体層との交換結合における、磁界中での熱処理
に対する他の挙動の原理を説明する概略説明図である。
FIG. 10 is a schematic explanatory view illustrating another principle of the behavior of the exchange coupling between the ferromagnetic layer and the antiferromagnetic layer in the magnetoresistive film with respect to the heat treatment in a magnetic field.

【図11】上記磁気抵抗効果膜における、強磁性体層と
反強磁性体層との交換結合における、磁界中での熱処理
に対するさらに他の挙動の原理を説明する概略説明図で
ある。
FIG. 11 is a schematic explanatory view illustrating the principle of still another behavior with respect to heat treatment in a magnetic field in exchange coupling between a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer in the magnetoresistive film.

【図12】上記磁気抵抗効果膜における、強磁性体層と
反強磁性体層との交換結合における、磁界中での熱処理
に対するさらに他の挙動の原理を説明する概略説明図で
ある。
FIG. 12 is a schematic explanatory view illustrating the principle of still another behavior with respect to heat treatment in a magnetic field in exchange coupling between a ferromagnetic layer and an antiferromagnetic layer in the magnetoresistance effect film.

【図13】NiFe膜とMnPt膜とからなる交換結合
膜におけるブロッキング温度のPt組成比依存性を示す
グラフである。
FIG. 13 is a graph showing the dependency of the blocking temperature on the Pt composition ratio in an exchange coupling film composed of a NiFe film and a MnPt film.

【図14】NiFe膜とMnRu膜とからなる交換結合
膜におけるブロッキング温度のRu組成比依存性を示す
グラフである。
FIG. 14 is a graph showing the dependency of the blocking temperature on the Ru composition ratio in an exchange coupling film composed of a NiFe film and a MnRu film.

【図15】NiFe膜とMnPt膜とからなる交換結合
膜における交換結合磁界(Hex)のPt組成比依存性を
示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing a Pt composition ratio dependency of an exchange coupling magnetic field (Hex) in an exchange coupling film including a NiFe film and a MnPt film.

【図16】NiFe膜とMnRu膜とからなる交換結合
膜における交換結合磁界(Hex)のRu組成比依存性を
示すグラフである。
FIG. 16 is a graph showing a Ru composition ratio dependency of an exchange coupling magnetic field (Hex) in an exchange coupling film including a NiFe film and a MnRu film.

【図17】従来の1ギャップ型の複合型磁気ヘッドの構
成を示す概略断面図である。
FIG. 17 is a schematic sectional view showing a configuration of a conventional one-gap type composite magnetic head.

【図18】上記複合型磁気ヘッドの構成をABS面から
示す説明図である。
FIG. 18 is an explanatory diagram showing the configuration of the composite magnetic head from the ABS side.

【図19】上記複合型磁気ヘッドにおける、磁区制御層
に用いる硬磁性材料膜のMH曲線を示すグラフである。
FIG. 19 is a graph showing an MH curve of a hard magnetic material film used for a magnetic domain control layer in the composite magnetic head.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基板 2 下部磁性層 3 下部ギャップ層 4 スピンバルブ膜 5 磁区制御層 6 電極層 7 上部ギャップ層 8 上部磁性層 10 記録ヘッド 12 磁気抵抗効果膜 13 ABS面 45 第二の反強磁性体層 51 第一の反強磁性体層 52 強磁性体層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Lower magnetic layer 3 Lower gap layer 4 Spin valve film 5 Magnetic domain control layer 6 Electrode layer 7 Upper gap layer 8 Upper magnetic layer 10 Recording head 12 Magnetoresistive film 13 ABS surface 45 Second antiferromagnetic layer 51 First antiferromagnetic layer 52 Ferromagnetic layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 道嶋 正司 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 磯野 仁志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 中林 敬哉 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 享保 昌則 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Fターム(参考) 5D034 BA05 BA15 BB01 BB09 DA07 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Shoji Michishima 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Hitoshi Isono 22-22, Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka-shi, Osaka Inside Sharp Corporation (72) Inventor Takaya Nakabayashi 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Prefecture Inside Sharp Corporation (72) Masanori Kyoho 22-22 Nagaikecho, Abeno-ku, Osaka City, Osaka Co., Ltd. F-term (reference) 5D034 BA05 BA15 BB01 BB09 DA07

Claims (12)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】記録用磁気ヘッドが設けられ、 記録用磁気ヘッドの磁気ギャップ内に、再生用磁気ヘッ
ドが磁気抵抗効果膜を有して設けられ、 磁気抵抗効果膜の磁区を制御するための磁区制御層が、
第一の反強磁性体層を有して設けられていることを特徴
とする複合型磁気ヘッド。
A magnetic head for recording is provided, and a magnetic head for reproduction is provided in a magnetic gap of the magnetic head for recording with a magnetoresistive film, for controlling a magnetic domain of the magnetoresistive film. The magnetic domain control layer
A composite magnetic head provided with a first antiferromagnetic layer.
【請求項2】磁区制御層は、さらに、第一の反強磁性体
層に積層された強磁性体層を有していることを特徴とす
る請求項1記載の複合型磁気ヘッド。
2. The composite magnetic head according to claim 1, wherein the magnetic domain control layer further has a ferromagnetic layer laminated on the first antiferromagnetic layer.
【請求項3】磁気抵抗効果膜は、外部磁界の磁界方向の
変化に対して磁区の方向が変化する第1磁性層、導電性
の非磁性層、外部磁界の磁界方向の変化に対して磁区の
方向が一定となっている第2磁性層、および、第2磁性
層の磁区の方向を一定に維持するための第二の反強磁性
体層を有していることを特徴とする請求項1または2に
記載の複合型磁気ヘッド。
3. A magnetoresistive film, comprising: a first magnetic layer in which the direction of a magnetic domain changes in response to a change in the magnetic field direction of an external magnetic field; a conductive non-magnetic layer; A second magnetic layer having a fixed direction, and a second antiferromagnetic layer for maintaining the direction of the magnetic domain of the second magnetic layer constant. 3. The composite magnetic head according to 1 or 2.
【請求項4】上記第一および第二の反強磁性体層は、そ
れらのブロッキング温度が互いに異なっていることを特
徴とする請求項3記載の複合型磁気ヘッド。
4. The composite magnetic head according to claim 3, wherein said first and second antiferromagnetic layers have different blocking temperatures.
【請求項5】上記第一および第二の各反強磁性体層の少
なくとも一方は、磁界印加中での熱処理により反強磁性
に転移するものであることを特徴とする請求項3または
4に記載の複合型磁気ヘッド。
5. The method according to claim 3, wherein at least one of the first and second antiferromagnetic layers changes to an antiferromagnetic state by a heat treatment while applying a magnetic field. The composite magnetic head as described in the above.
【請求項6】上記第一および第二の各反強磁性体層は、
MnとPtとを主成分とする合金あるいはMnとRuと
を主成分とする合金であることを特徴とする請求項1な
いし5の何れか一つに記載の複合型磁気ヘッド。
6. The first and second antiferromagnetic layers include:
6. The composite magnetic head according to claim 1, wherein the composite magnetic head is an alloy mainly containing Mn and Pt or an alloy mainly containing Mn and Ru.
【請求項7】上記MnとPtとを主成分とする合金中の
Pt組成比は、4〜19at%あるいは32〜50at
%であることを特徴とする請求項6に記載の複合型磁気
ヘッド。
7. The Pt composition ratio in the alloy containing Mn and Pt as main components is 4 to 19 at% or 32 to 50 at%.
%. The composite magnetic head according to claim 6, wherein
【請求項8】上記MnとRuとを主成分とする合金中の
Ru組成比は、4〜36at%であることを特徴とする
請求項6に記載の複合型磁気ヘッド。
8. The composite magnetic head according to claim 6, wherein the Ru composition ratio in the alloy containing Mn and Ru as main components is 4 to 36 at%.
【請求項9】請求項1ないし8の何れか一つに記載の複
合型磁気ヘッドの製造方法であって、 反強磁性体層に対し、印加磁界の方向を変化させなが
ら、反強磁性体層のブロッキング温度に基づいた熱処理
を行う工程を含むことを特徴とする複合型磁気ヘッドの
製造方法。
9. The method of manufacturing a composite magnetic head according to claim 1, wherein the direction of the applied magnetic field is changed with respect to the antiferromagnetic layer. A method for manufacturing a composite magnetic head, comprising a step of performing a heat treatment based on a blocking temperature of a layer.
【請求項10】請求項4または5に記載の複合型磁気ヘ
ッドの製造方法であって、 Tb1 >Tb2 なる関係の各ブロッキング温度Tb1
Tb2 をそれぞれ備える第一および第二の各反強磁性体
層に対し、 第1の方向に磁界を印加しながらTb1 以上の温度で所
定時間保持する工程と、 上記磁界を印加しながらTb1 未満、かつTb2 以上の
温度まで冷却する工程と、 Tb1 未満、かつTb2 以上の温度で磁界の方向を上記
第1の磁界の方向に対して略垂直な第2の方向に変化さ
せ所定時間保持する工程と、 この第2の方向の磁界を印加しながらTb2 未満の温度
まで冷却する工程を含むことを特徴とする複合型磁気ヘ
ッドの製造方法。
10. The method of manufacturing a composite magnetic head according to claim 4, wherein each of the blocking temperatures Tb 1 in a relationship of Tb 1 > Tb 2 ,
To first and second respective antiferromagnetic layer comprises Tb 2, respectively, and a step of holding a predetermined time Tb 1 or more temperature while applying a magnetic field in a first direction, while applying the magnetic field Tb less than 1, and a step of cooling to Tb 2 or more temperatures less than Tb 1, and is changed to a substantially perpendicular second direction the direction of the magnetic field to the direction of said first magnetic field in Tb 2 or more temperature A method for manufacturing a composite magnetic head, comprising: a step of holding for a predetermined time; and a step of cooling to a temperature lower than Tb 2 while applying a magnetic field in the second direction.
【請求項11】請求項5に記載の複合型磁気ヘッドの製
造方法であって、 Td>Tb2 なる関係の、磁界中での熱処理によって反
強磁性に転移する一方の反強磁性体層を反強磁性に転移
させる温度(規則化温度:Td)と、他方の反強磁性体
層のブロッキング温度Tb2 とを備える第一および第二
の各反強磁性体層に対して、 第1の方向に磁界を印加しながらTdの温度以上で所定
時間保持する工程と、 Tb2 以上の温度で磁界の方向を上記第1の磁界の方向
を上記第1の磁界の方向に対して略垂直な第2の方向に
変化させ所定時間保持する工程と、 この第2の方向の磁界を印加しながら、Tb2 未満の温
度まで冷却する工程を含むことを特徴とする複合型磁気
ヘッドの製造方法。
11. A method of manufacturing a composite magnetic head according to claim 5, Td of> Tb 2 the relationship, one of the antiferromagnetic layer to metastasize to antiferromagnetic by heat treatment in the magnetic field temperature of transferring the antiferromagnetic (ordering temperature: Td) and, with respect to the first and second of each antiferromagnetic layer and a blocking temperature Tb 2 of the other antiferromagnetic layer, a first Holding the magnetic field in the direction at a temperature of Td or more for a predetermined time while applying a magnetic field in the direction; and making the direction of the magnetic field substantially perpendicular to the direction of the first magnetic field at a temperature of Tb 2 or more. A method for manufacturing a composite magnetic head, comprising: a step of changing to a second direction and holding for a predetermined time; and a step of cooling to a temperature lower than Tb 2 while applying a magnetic field in the second direction.
【請求項12】請求項5に記載の複合型磁気ヘッドの製
造方法であって、 Tb4 >Tb2 >Tdなる関係の、磁界中での熱処理に
よって反強磁性に転移する一方の反強磁性体層を反強磁
性に転移させる温度(規則化温度:Td)と、反強磁性
に転移した上記反強磁性体層のブロッキング温度Tb4
と、他方の反強磁性体層のブロッキング温度Tb2 とを
備える第一および第二の各反強磁性体層に対して、 第1の方向に磁界を印加しながらTdの温度以上で所定
時間保持する工程と、 Tb4 未満、かつTb2 以上の温度に設定する工程と、 Tb4 未満、かつTb2 以上の温度で磁界の方向を上記
第1の磁界の方向に対して略垂直な第2の方向に変化さ
せ所定時間保持する工程と、 この第2の方向の磁界を印加しながらTb2 未満の温度
まで冷却する工程を含むことを特徴とする複合型磁気ヘ
ッドの製造方法。
12. The method of manufacturing a composite magnetic head according to claim 5, wherein one of the antiferromagnetic materials that changes to antiferromagnetic by a heat treatment in a magnetic field has a relationship of Tb 4 > Tb 2 > Td. The temperature at which the body layer transitions to antiferromagnetic (ordering temperature: Td); and the blocking temperature Tb 4 of the antiferromagnetic layer which has transitioned to antiferromagnetic.
And a blocking temperature Tb 2 of the other antiferromagnetic layer, and applying a magnetic field in the first direction to the first and second antiferromagnetic layers at a temperature equal to or higher than the temperature of Td for a predetermined time. a step of holding, Tb less than 4, and a step of setting the Tb 2 or more temperatures, Tb less than 4, and a substantially vertical direction of the magnetic field to the direction of the first magnetic field at Tb 2 or more temperature 2. A method for manufacturing a composite magnetic head, comprising: a step of changing the direction to the second direction and holding the same for a predetermined time; and a step of cooling to a temperature lower than Tb 2 while applying the magnetic field in the second direction.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5360774B2 (en) * 2008-05-02 2013-12-04 国立大学法人大阪大学 Magnetization control method, information storage method, information storage element, and magnetic functional element
JP2017146311A (en) * 2017-05-22 2017-08-24 Tdk株式会社 Magnetic field generator and magnetic sensor

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