JP2000195021A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金は比抵抗が小さく、こ
のＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で軟磁性層を形成すると、前記
軟磁性層へのセンス電流の分流比が大きくなり、磁気抵
抗効果層に流れるセンス電流が少なくなり、そのために
再生出力が低くなっていた。 【解決手段】 軟磁性層２３を、組成がＦｅ−Ｏあるい
はＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎのうち少なくとも１
種類以上）で構成される高透磁率フェライトで形成す
る。高透磁率フェライトは比抵抗が１Ω・ｃｍ以上とき
わめて大きく、従って前記高透磁率フェライトで軟磁性
層２３を形成することにより、前記軟磁性層２３の電気
抵抗を大きくできる。このため、前記軟磁性層２３への
センス電流の分流比を抑制でき、よって磁気抵抗効果層
２５へのセンス電流の分流比を大きくでき、再生出力を
向上させることが可能である。
のＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で軟磁性層を形成すると、前記
軟磁性層へのセンス電流の分流比が大きくなり、磁気抵
抗効果層に流れるセンス電流が少なくなり、そのために
再生出力が低くなっていた。 【解決手段】 軟磁性層２３を、組成がＦｅ−Ｏあるい
はＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、
Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎのうち少なくとも１
種類以上）で構成される高透磁率フェライトで形成す
る。高透磁率フェライトは比抵抗が１Ω・ｃｍ以上とき
わめて大きく、従って前記高透磁率フェライトで軟磁性
層２３を形成することにより、前記軟磁性層２３の電気
抵抗を大きくできる。このため、前記軟磁性層２３への
センス電流の分流比を抑制でき、よって磁気抵抗効果層
２５へのセンス電流の分流比を大きくでき、再生出力を
向上させることが可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性層／非磁性
層／磁気抵抗効果層の３層を有する磁気抵抗効果素子
（ＡＭＲ素子）に係り、特に磁気抵抗効果層へのセンス
電流の分流比を大きくして再生出力を向上させることが
可能な磁気抵抗効果素子に関する。
層／磁気抵抗効果層の３層を有する磁気抵抗効果素子
（ＡＭＲ素子）に係り、特に磁気抵抗効果層へのセンス
電流の分流比を大きくして再生出力を向上させることが
可能な磁気抵抗効果素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来における磁気抵抗効果素子
を用いたＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向面から見
た部分断面図である。図２に示すＭＲヘッドは、異方性
磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素
子）１を有し、このＭＲヘッドによって、ハードディス
クなどの記録媒体からの記録磁界が検出される。
を用いたＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向面から見
た部分断面図である。図２に示すＭＲヘッドは、異方性
磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素
子）１を有し、このＭＲヘッドによって、ハードディス
クなどの記録媒体からの記録磁界が検出される。
【０００３】図２に示す最も下側に形成されている層
は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金やＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金など
の磁性材料で形成された下部シールド層２であり、この
下部シールド層２の上に、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの非
磁性材料で形成された下部ギャップ層３が形成されてい
る。そしてこの下部ギャップ層３の上に、積層体４とそ
の両側に形成されたハードバイアス層５及び電極層６と
で構成された磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１が形成
されている。
は、例えばＮｉ−Ｆｅ合金やＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金など
の磁性材料で形成された下部シールド層２であり、この
下部シールド層２の上に、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの非
磁性材料で形成された下部ギャップ層３が形成されてい
る。そしてこの下部ギャップ層３の上に、積層体４とそ
の両側に形成されたハードバイアス層５及び電極層６と
で構成された磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）１が形成
されている。
【０００４】図２に示すように、下部ギャップ層３の上
には、軟磁性層（ＳＡＬ層）７、非磁性層（ＳＨＵＮＴ
層）８、及び磁気抵抗効果層（ＭＲ層）９が積層されて
構成された積層体４が形成されている。一般的に、軟磁
性層７は、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ（ニッケル−鉄−ニオブ）
合金、非磁性層８はＴａ（タンタル）などの非磁性材
料、また磁気抵抗効果層９は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッケル−
鉄）合金で形成される。なお前記積層体４上面の幅寸法
にてトラック幅Ｔｗが決定される。
には、軟磁性層（ＳＡＬ層）７、非磁性層（ＳＨＵＮＴ
層）８、及び磁気抵抗効果層（ＭＲ層）９が積層されて
構成された積層体４が形成されている。一般的に、軟磁
性層７は、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ（ニッケル−鉄−ニオブ）
合金、非磁性層８はＴａ（タンタル）などの非磁性材
料、また磁気抵抗効果層９は、Ｎｉ−Ｆｅ（ニッケル−
鉄）合金で形成される。なお前記積層体４上面の幅寸法
にてトラック幅Ｔｗが決定される。
【０００５】図２に示すように、前記積層体４の両側に
は、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−
Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成された
一対のハードバイアス層５，５が形成されている。前記
ハードバイアス層５，５は、図示Ｘ方向（トラック幅方
向）に磁化されており、前記ハードバイアス層５から磁
気抵抗効果層９にＸ方向のバイアス磁界が与えられる。
さらに前記ハードバイアス層５，５の上にはＣｕ、Ａｕ
あるいはＴａなどの非磁性導電材料で形成された電極層
６，６が形成されている。
は、Ｃｏ−Ｐｔ（コバルト−白金）合金やＣｏ−Ｃｒ−
Ｐｔ（コバルト−クロム−白金）合金などで形成された
一対のハードバイアス層５，５が形成されている。前記
ハードバイアス層５，５は、図示Ｘ方向（トラック幅方
向）に磁化されており、前記ハードバイアス層５から磁
気抵抗効果層９にＸ方向のバイアス磁界が与えられる。
さらに前記ハードバイアス層５，５の上にはＣｕ、Ａｕ
あるいはＴａなどの非磁性導電材料で形成された電極層
６，６が形成されている。
【０００６】前述のように、磁気抵抗効果層９には、ハ
ードバイアス層５からの縦バイアス磁界が与えられてお
り、これにより、前記磁気抵抗効果層９の磁化は図示Ｘ
方向に揃えられる。前記電極層６からのセンス電流は、
主に磁気抵抗効果層９に図示Ｘ方向で流れる。
ードバイアス層５からの縦バイアス磁界が与えられてお
り、これにより、前記磁気抵抗効果層９の磁化は図示Ｘ
方向に揃えられる。前記電極層６からのセンス電流は、
主に磁気抵抗効果層９に図示Ｘ方向で流れる。
【０００７】前記センス電流が磁気抵抗効果層９に流れ
ることにより、前記磁気抵抗効果層９からＸ軸回りの自
発磁化が発生し、この自発磁化の影響を受けて軟磁性層
７は図示Ｚ方向（ハイト方向）に磁化される。
ることにより、前記磁気抵抗効果層９からＸ軸回りの自
発磁化が発生し、この自発磁化の影響を受けて軟磁性層
７は図示Ｚ方向（ハイト方向）に磁化される。
【０００８】そして、ハードバイアス層５，５からの縦
バイアス磁界によって図示Ｘ方向に揃えられた磁気抵抗
効果層９の磁化は、図示Ｚ方向に磁化された軟磁性層７
からの静磁結合エネルギーによる横バイアス磁界によっ
て図示Ｘ方向から図示Ｚ方向へ４５度の角度で傾けられ
る。
バイアス磁界によって図示Ｘ方向に揃えられた磁気抵抗
効果層９の磁化は、図示Ｚ方向に磁化された軟磁性層７
からの静磁結合エネルギーによる横バイアス磁界によっ
て図示Ｘ方向から図示Ｚ方向へ４５度の角度で傾けられ
る。
【０００９】記録媒体からの洩れ磁界が図示Ｚ方向に侵
入してくると、前記磁気抵抗効果層９の磁化は変動し、
この磁化の変動による電気抵抗の変化により記録媒体か
らの漏れ磁界が検出される。
入してくると、前記磁気抵抗効果層９の磁化は変動し、
この磁化の変動による電気抵抗の変化により記録媒体か
らの漏れ磁界が検出される。
【００１０】図２に示すように、前記積層体４及び電極
層６の上には、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの非磁性材料で
形成された上部ギャップ層１０が形成され、さらに前記
上部ギャップ層１０の上には、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの磁
性材料で形成された上部シールド層１１が形成される。
なお図２に示すように、下部ギャップ層３から上部ギャ
ップ層１０までの総合膜膜厚で、磁気ギャップ長Ｇｌ１
が決定される。
層６の上には、Ａｌ2Ｏ3やＳｉＯ2などの非磁性材料で
形成された上部ギャップ層１０が形成され、さらに前記
上部ギャップ層１０の上には、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの磁
性材料で形成された上部シールド層１１が形成される。
なお図２に示すように、下部ギャップ層３から上部ギャ
ップ層１０までの総合膜膜厚で、磁気ギャップ長Ｇｌ１
が決定される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】上記ＭＲヘッドは、磁
気抵抗効果層９の電気抵抗の変化を検知し、これにより
記録媒体からの洩れ磁界を検出するものとなっている。
そして磁気抵抗効果層９の電気抵抗は、磁気抵抗効果層
９を含む電気回路にセンス電流を与えたときの電圧変化
から検出される。従って、磁気抵抗効果層９へのセンス
電流の分流比が大きいほど、ＭＲヘッドの検出出力は高
くなる。
気抵抗効果層９の電気抵抗の変化を検知し、これにより
記録媒体からの洩れ磁界を検出するものとなっている。
そして磁気抵抗効果層９の電気抵抗は、磁気抵抗効果層
９を含む電気回路にセンス電流を与えたときの電圧変化
から検出される。従って、磁気抵抗効果層９へのセンス
電流の分流比が大きいほど、ＭＲヘッドの検出出力は高
くなる。
【００１２】磁気抵抗効果層９へのセンス電流の分流比
を大きくするには、磁気抵抗効果層９の電気抵抗を低下
させればよいが、磁気抵抗効果層９の材質は、磁気抵抗
効果を発揮できるＮｉ−Ｆｅ合金などに限定され、また
磁気抵抗効果層９の膜厚ｔ３は、ＭＲヘッドとして要求
されるギャップ長Ｇｌ１などにより決定される。すなわ
ち、磁気抵抗効果層９の比抵抗ρはその材質により決め
られ、また膜厚ｔ３も決定されているので磁気抵抗効果
層９の電気抵抗を下げることには限界がある。一方、磁
気抵抗効果素子１における積層体４のうち、中間層とな
る非磁性層８は、他の２層に比べて膜厚ｔ２が小さく、
その値は６０オングストローム程度である。電気抵抗は
膜厚に反比例するため、非磁性層８の電気抵抗が大き
く、非磁性層８へのセンス電流の分流比は約３％程度で
ある。
を大きくするには、磁気抵抗効果層９の電気抵抗を低下
させればよいが、磁気抵抗効果層９の材質は、磁気抵抗
効果を発揮できるＮｉ−Ｆｅ合金などに限定され、また
磁気抵抗効果層９の膜厚ｔ３は、ＭＲヘッドとして要求
されるギャップ長Ｇｌ１などにより決定される。すなわ
ち、磁気抵抗効果層９の比抵抗ρはその材質により決め
られ、また膜厚ｔ３も決定されているので磁気抵抗効果
層９の電気抵抗を下げることには限界がある。一方、磁
気抵抗効果素子１における積層体４のうち、中間層とな
る非磁性層８は、他の２層に比べて膜厚ｔ２が小さく、
その値は６０オングストローム程度である。電気抵抗は
膜厚に反比例するため、非磁性層８の電気抵抗が大き
く、非磁性層８へのセンス電流の分流比は約３％程度で
ある。
【００１３】以上から、磁気抵抗効果層９へのセンス電
流の分流比を大きくするためには、軟磁性層７の電気抵
抗を大きくする必要がある。しかしながら、前記軟磁性
層７は、比抵抗ρの小さいＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ（ニッケル
−鉄−ニオブ）合金で形成されているので、前記軟磁性
層７の電気抵抗を大きくするには、前記軟磁性層７の膜
厚ｔ１を小さくする必要性があるが、磁気抵抗効果層９
の磁化を、図示Ｘ方向から図示Ｙ方向へ４５度に傾ける
ためには、磁気抵抗効果層９に、静磁結合エネルギーに
よる横バイアス磁界を与える軟磁性層７の飽和磁束密度
Ｍｓ×膜厚ｔ１を、磁気抵抗効果層９の飽和磁束密度Ｍ
ｓ×膜厚ｔ３の約０．６倍程度にしなければならないこ
とが知られている。
流の分流比を大きくするためには、軟磁性層７の電気抵
抗を大きくする必要がある。しかしながら、前記軟磁性
層７は、比抵抗ρの小さいＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ（ニッケル
−鉄−ニオブ）合金で形成されているので、前記軟磁性
層７の電気抵抗を大きくするには、前記軟磁性層７の膜
厚ｔ１を小さくする必要性があるが、磁気抵抗効果層９
の磁化を、図示Ｘ方向から図示Ｙ方向へ４５度に傾ける
ためには、磁気抵抗効果層９に、静磁結合エネルギーに
よる横バイアス磁界を与える軟磁性層７の飽和磁束密度
Ｍｓ×膜厚ｔ１を、磁気抵抗効果層９の飽和磁束密度Ｍ
ｓ×膜厚ｔ３の約０．６倍程度にしなければならないこ
とが知られている。
【００１４】ここで、飽和磁束密度Ｍｓは、材質そのも
ので決定され、磁気抵抗効果層９がＮｉ−Ｆｅ合金、軟
磁性層７がＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成されている場
合、軟磁性層７のＭｓ×ｔ１を、磁気抵抗効果層９のＭ
ｓ×ｔ３の約０．６倍程度にするには、軟磁性層７の膜
厚ｔ１を、前記磁気抵抗効果層９の膜厚ｔ３とほぼ同程
度で形成しなければならず、前記軟磁性層７の膜厚ｔ１
を、非磁性層８の膜厚ｔ２のように薄く形成することは
できない。
ので決定され、磁気抵抗効果層９がＮｉ−Ｆｅ合金、軟
磁性層７がＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成されている場
合、軟磁性層７のＭｓ×ｔ１を、磁気抵抗効果層９のＭ
ｓ×ｔ３の約０．６倍程度にするには、軟磁性層７の膜
厚ｔ１を、前記磁気抵抗効果層９の膜厚ｔ３とほぼ同程
度で形成しなければならず、前記軟磁性層７の膜厚ｔ１
を、非磁性層８の膜厚ｔ２のように薄く形成することは
できない。
【００１５】従って従来では、電極層６からのセンス電
流は、比抵抗ρの小さい軟磁性層７にも分流しやすく、
磁気抵抗効果層９へのセンス電流の分流比は小さくな
り、再生出力が低下するといった問題があった。
流は、比抵抗ρの小さい軟磁性層７にも分流しやすく、
磁気抵抗効果層９へのセンス電流の分流比は小さくな
り、再生出力が低下するといった問題があった。
【００１６】本発明は、上記従来の課題を解決するため
のものであり、軟磁性層の比抵抗ρを大きくすることに
より、磁気抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大きく
し、再生出力を上げることが可能な磁気抵抗効果素子を
提供することを目的としている。
のものであり、軟磁性層の比抵抗ρを大きくすることに
より、磁気抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大きく
し、再生出力を上げることが可能な磁気抵抗効果素子を
提供することを目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】本発明は、非磁性層を介
して重ねられた磁気抵抗効果層と軟磁性層とを有し、前
記磁気抵抗効果層の磁化の変動によって、記録媒体から
の洩れ磁界が検出される磁気抵抗効果素子において、前
記軟磁性層は、フェライトで形成されていることを特徴
とするものである。
して重ねられた磁気抵抗効果層と軟磁性層とを有し、前
記磁気抵抗効果層の磁化の変動によって、記録媒体から
の洩れ磁界が検出される磁気抵抗効果素子において、前
記軟磁性層は、フェライトで形成されていることを特徴
とするものである。
【００１８】本発明では、前記フェライトの組成は、Ｆ
ｅ−Ｏで構成され、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素
Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃ
ｕ、Ｚｎのうち少なくとも１種類以上）で構成されるこ
とが好ましい。なお、前記元素Ｍには、ＭｎとＺｎ、あ
るいはＮｉとＺｎが選択されることがより好ましい。
ｅ−Ｏで構成され、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素
Ｍは、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃ
ｕ、Ｚｎのうち少なくとも１種類以上）で構成されるこ
とが好ましい。なお、前記元素Ｍには、ＭｎとＺｎ、あ
るいはＮｉとＺｎが選択されることがより好ましい。
【００１９】本発明では、前記フェライトの比抵抗ρ
は、１Ω・ｃｍ以上であり、しかも飽和磁束密度Ｍｓは
０．２Ｔ以上であることが好ましい。
は、１Ω・ｃｍ以上であり、しかも飽和磁束密度Ｍｓは
０．２Ｔ以上であることが好ましい。
【００２０】ところで、ＡＭＲ素子の積層体は、軟磁性
層、非磁性層、及び磁気抵抗効果層の３層で構成され、
磁気抵抗効果層への電極層からのセンス電流の分流比を
大きくするためには、磁気抵抗効果層に対し、横バイア
ス磁界を与える軟磁性層の比抵抗ρを大きくする必要が
ある。
層、非磁性層、及び磁気抵抗効果層の３層で構成され、
磁気抵抗効果層への電極層からのセンス電流の分流比を
大きくするためには、磁気抵抗効果層に対し、横バイア
ス磁界を与える軟磁性層の比抵抗ρを大きくする必要が
ある。
【００２１】本発明では、前記軟磁性層を、Ｍｎ−Ｚｎ
系フェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライトに代表されるフ
ェライトで形成する。これらフェライトの比抵抗ρは１
Ω・ｃｍ以上であり、この比抵抗ρは、従来、軟磁性層
として使用されていたＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρ
の１００００倍以上である。
系フェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライトに代表されるフ
ェライトで形成する。これらフェライトの比抵抗ρは１
Ω・ｃｍ以上であり、この比抵抗ρは、従来、軟磁性層
として使用されていたＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρ
の１００００倍以上である。
【００２２】また、前記磁気抵抗効果層の電気抵抗の変
化量を大きくして再生感度を良好にするためには、前記
磁気抵抗効果層の磁化をトラック幅方向からハイト方向
へ約４５度に傾けることが好ましい。このように磁気抵
抗効果層の磁化方向を制御するには、軟磁性層の飽和磁
束密度Ｍｓ×膜厚ｔを、磁気抵抗効果層の飽和磁束密度
Ｍｓ×膜厚ｔの約０．６倍程度にしなければならないこ
とが知られている。
化量を大きくして再生感度を良好にするためには、前記
磁気抵抗効果層の磁化をトラック幅方向からハイト方向
へ約４５度に傾けることが好ましい。このように磁気抵
抗効果層の磁化方向を制御するには、軟磁性層の飽和磁
束密度Ｍｓ×膜厚ｔを、磁気抵抗効果層の飽和磁束密度
Ｍｓ×膜厚ｔの約０．６倍程度にしなければならないこ
とが知られている。
【００２３】ここで前記軟磁性層を形成するフェライト
の飽和磁束密度Ｍｓは、従来、軟磁性層として使用され
ていたＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓと同程
度か、あるいはそれよりも小さくなる。本発明では、前
記フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、具体的には０．２
Ｔ（テスラ）以上であることが好ましく、この値は、Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓの約１／３以上
の値である。
の飽和磁束密度Ｍｓは、従来、軟磁性層として使用され
ていたＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓと同程
度か、あるいはそれよりも小さくなる。本発明では、前
記フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、具体的には０．２
Ｔ（テスラ）以上であることが好ましく、この値は、Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓの約１／３以上
の値である。
【００２４】よって、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成され
た軟磁性層のＭｓ×ｔと、フェライトで形成された軟磁
性層のＭｓ×ｔとをほぼ同じ値で形成するには、前記フ
ェライトで形成された軟磁性層の膜厚ｔを、Ｎｉ−Ｆｅ
−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚ｔの約３倍以下
で形成することが可能である。
た軟磁性層のＭｓ×ｔと、フェライトで形成された軟磁
性層のＭｓ×ｔとをほぼ同じ値で形成するには、前記フ
ェライトで形成された軟磁性層の膜厚ｔを、Ｎｉ−Ｆｅ
−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚ｔの約３倍以下
で形成することが可能である。
【００２５】以上のように本発明では、Ｍｎ−Ｚｎ系フ
ェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライトに代表されるフェラ
イトで形成された軟磁性層の膜厚は、従来のようにＮｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚に比べて
大きくなるものの、前記軟磁性層の比抵抗ρを極めて大
きくすることが可能になので、前記軟磁性層の電気抵抗
を従来に比べて大きくすることができる。従って、前記
軟磁性層へのセンス電流の分流を抑制できるので、磁気
抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大きくでき、再生
出力を向上させることができる。
ェライトやＮｉ−Ｚｎ系フェライトに代表されるフェラ
イトで形成された軟磁性層の膜厚は、従来のようにＮｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚に比べて
大きくなるものの、前記軟磁性層の比抵抗ρを極めて大
きくすることが可能になので、前記軟磁性層の電気抵抗
を従来に比べて大きくすることができる。従って、前記
軟磁性層へのセンス電流の分流を抑制できるので、磁気
抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大きくでき、再生
出力を向上させることができる。
【００２６】なおＡＭＲ素子の使用によって素子部温度
は上昇するが、この温度は約２００度程度であり、この
温度でも軟磁性層は良好な磁気特性を維持する必要があ
る。一般的に軟磁性材料は、キュリー点Ｔｃになると磁
気特性を失うことが知られているので、前記軟磁性層を
形成する酸化軟磁性材料のキュリー点は少なくとも２０
０度以上であることが好ましく、より好ましくは３００
度以上である。
は上昇するが、この温度は約２００度程度であり、この
温度でも軟磁性層は良好な磁気特性を維持する必要があ
る。一般的に軟磁性材料は、キュリー点Ｔｃになると磁
気特性を失うことが知られているので、前記軟磁性層を
形成する酸化軟磁性材料のキュリー点は少なくとも２０
０度以上であることが好ましく、より好ましくは３００
度以上である。
【００２７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明における磁気抵抗
効果素子を用いたＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向
面から見た部分断面図である。図１に示すＭＲヘッド
は、異方性磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子
（ＡＭＲ素子）２２を有している。前記ＭＲヘッドは、
ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレ
ーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなど
の記録磁界を検出するものである。
効果素子を用いたＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向
面から見た部分断面図である。図１に示すＭＲヘッド
は、異方性磁気抵抗効果を利用した磁気抵抗効果素子
（ＡＭＲ素子）２２を有している。前記ＭＲヘッドは、
ハードディスク装置に設けられた浮上式スライダのトレ
ーリング側端部などに設けられて、ハードディスクなど
の記録磁界を検出するものである。
【００２８】図１に示すように、Ｎｉ−Ｆｅ合金などの
磁性材料で形成された下部シールド層２０の上には、Ｓ
ｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などで形成された下部ギャップ層２１
が形成され、さらに前記下部ギャップ層２１の上に、磁
気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）２２が形成されている。
前記磁気抵抗効果素子２２は、積層体２６とその両側に
形成されたハードバイアス層２８及び電極層３０とで構
成されている。
磁性材料で形成された下部シールド層２０の上には、Ｓ
ｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などで形成された下部ギャップ層２１
が形成され、さらに前記下部ギャップ層２１の上に、磁
気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）２２が形成されている。
前記磁気抵抗効果素子２２は、積層体２６とその両側に
形成されたハードバイアス層２８及び電極層３０とで構
成されている。
【００２９】図１に示すように、前記下部ギャップ層２
１の上には、軟磁性層（ＳＡＬ層）２３、Ｔａなどの非
磁性材料により形成された非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）２
４、及び例えばＮｉ−Ｆｅ合金などで形成された磁気抵
抗効果層（ＭＲ層）２５が積層されて積層体２６が構成
されている。そして前記積層体２６の上面の幅寸法にて
トラック幅Ｔｗが設定される。なお図１に示すように前
記積層体２６の上にはＴａなどの非磁性材料で形成され
た保護層２７が形成されている。
１の上には、軟磁性層（ＳＡＬ層）２３、Ｔａなどの非
磁性材料により形成された非磁性層（ＳＨＵＮＴ層）２
４、及び例えばＮｉ−Ｆｅ合金などで形成された磁気抵
抗効果層（ＭＲ層）２５が積層されて積層体２６が構成
されている。そして前記積層体２６の上面の幅寸法にて
トラック幅Ｔｗが設定される。なお図１に示すように前
記積層体２６の上にはＴａなどの非磁性材料で形成され
た保護層２７が形成されている。
【００３０】本発明では前記軟磁性層２３は、比抵抗ρ
が１Ω・ｃｍ以上で、しかも飽和磁束密度Ｍｓが０．２
Ｔ以上を有する高透磁率フェライトによって形成されて
いる。高透磁率フェライトの組成は、Ｆｅ−Ｏで構成さ
れ、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎのうち少
なくとも１種類以上）で構成されることが好ましい。こ
のように高透磁率フェライトは、組成の中に酸素（Ｏ）
を含有することで、比抵抗ρは、従来軟磁性層として使
用されていたＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρ（＝約７
５μΩ・ｃｍ）に比べ極めて大きくなる。なお高透磁率
フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、０．２Ｔ以上である
ことが好ましいが、この値は、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の
飽和磁束密度Ｍｓの約１／３以上である。
が１Ω・ｃｍ以上で、しかも飽和磁束密度Ｍｓが０．２
Ｔ以上を有する高透磁率フェライトによって形成されて
いる。高透磁率フェライトの組成は、Ｆｅ−Ｏで構成さ
れ、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍｎ、Ｃ
ｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎのうち少
なくとも１種類以上）で構成されることが好ましい。こ
のように高透磁率フェライトは、組成の中に酸素（Ｏ）
を含有することで、比抵抗ρは、従来軟磁性層として使
用されていたＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρ（＝約７
５μΩ・ｃｍ）に比べ極めて大きくなる。なお高透磁率
フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、０．２Ｔ以上である
ことが好ましいが、この値は、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の
飽和磁束密度Ｍｓの約１／３以上である。
【００３１】なお本発明では、前記元素Ｍには、Ｍｎと
Ｚｎ、あるいはＮｉとＺｎが選択されることがより好ま
しい。Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、あるいはＮｉ−Ｚｎ系
フェライトは、１Ω・ｃｍ以上の比抵抗ρを有し、さら
に飽和磁束密度Ｍｓも、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金と同程度
かあるいはやや小さい程度である。なお前記高透磁率フ
ェライトは、スパッタによって成膜され、軟磁性層２３
が形成される。
Ｚｎ、あるいはＮｉとＺｎが選択されることがより好ま
しい。Ｍｎ−Ｚｎ系フェライト、あるいはＮｉ−Ｚｎ系
フェライトは、１Ω・ｃｍ以上の比抵抗ρを有し、さら
に飽和磁束密度Ｍｓも、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金と同程度
かあるいはやや小さい程度である。なお前記高透磁率フ
ェライトは、スパッタによって成膜され、軟磁性層２３
が形成される。
【００３２】図１に示すように前記積層体２６の両側に
は、例えばＣｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金など
で形成されたハードバイアス層２８，２８が形成されて
おり、前記ハードバイアス層２８，２８の上には、Ｔａ
などの非磁性材料で形成された中間層２９，２９を介し
てＡｕなどで形成された電極層３０，３０が形成されて
いる。
は、例えばＣｏ−Ｐｔ合金やＣｏ−Ｃｒ−Ｐｔ合金など
で形成されたハードバイアス層２８，２８が形成されて
おり、前記ハードバイアス層２８，２８の上には、Ｔａ
などの非磁性材料で形成された中間層２９，２９を介し
てＡｕなどで形成された電極層３０，３０が形成されて
いる。
【００３３】図１に示すように積層体２６及び電極層３
０の上には、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などの非磁性材料で形
成された上部ギャップ層３１が形成されている。そして
前記上部ギャップ層３１の上には、例えばＮｉ−Ｆｅ合
金などの磁性材料で形成された上部シールド層３２が形
成されている。なお図１に示すように下部ギャップ層２
１から上部ギャップ層３１までの総合膜厚によって磁気
ギャップ長Ｇｌ２が設定される。
０の上には、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3などの非磁性材料で形
成された上部ギャップ層３１が形成されている。そして
前記上部ギャップ層３１の上には、例えばＮｉ−Ｆｅ合
金などの磁性材料で形成された上部シールド層３２が形
成されている。なお図１に示すように下部ギャップ層２
１から上部ギャップ層３１までの総合膜厚によって磁気
ギャップ長Ｇｌ２が設定される。
【００３４】前述したハードバイアス層２８，２８は図
示Ｘ方向（トラック幅方向）に磁化されており、磁気抵
抗効果層２５の磁化は、このハードバイアス層２８，２
８からの縦バイアス磁界によって、図示Ｘ方向に揃えら
れる。そして電極層３０からは主に磁気抵抗効果層２５
にセンス電流が流れることによりＸ軸回りの磁界が発生
し、この磁界の影響を受けて軟磁性層２３は図示Ｚ方向
（ハイト方向）に磁化される。Ｙ方向に磁化された軟磁
性層２３からもたらされる静磁結合エネルギーにより磁
気抵抗効果層２５に図示Ｚ方向への横バイアス磁界が与
えられ、前記磁気抵抗効果層２５の磁化は、図示Ｘ方向
から図示Ｚ方向へ所定の角度で傾けられる。特に記録媒
体からの洩れ磁界に対して、前記磁気抵抗効果層２５の
電気抵抗の変化量を大きくし再生感度を良好にするに
は、前記磁気抵抗効果層２５の磁化を図示Ｘ方向から図
示Ｚ方向へ４５度で傾ける必要があり、このように磁気
抵抗効果層２５の磁化方向を制御するには、前記軟磁性
層２３の飽和磁束密度Ｍｓ×膜厚ｔ４を、磁気抵抗効果
層２５の飽和磁束密度Ｍｓ×膜厚ｔ６の約０．６倍程度
に設定しなけらばらないことが知られている。
示Ｘ方向（トラック幅方向）に磁化されており、磁気抵
抗効果層２５の磁化は、このハードバイアス層２８，２
８からの縦バイアス磁界によって、図示Ｘ方向に揃えら
れる。そして電極層３０からは主に磁気抵抗効果層２５
にセンス電流が流れることによりＸ軸回りの磁界が発生
し、この磁界の影響を受けて軟磁性層２３は図示Ｚ方向
（ハイト方向）に磁化される。Ｙ方向に磁化された軟磁
性層２３からもたらされる静磁結合エネルギーにより磁
気抵抗効果層２５に図示Ｚ方向への横バイアス磁界が与
えられ、前記磁気抵抗効果層２５の磁化は、図示Ｘ方向
から図示Ｚ方向へ所定の角度で傾けられる。特に記録媒
体からの洩れ磁界に対して、前記磁気抵抗効果層２５の
電気抵抗の変化量を大きくし再生感度を良好にするに
は、前記磁気抵抗効果層２５の磁化を図示Ｘ方向から図
示Ｚ方向へ４５度で傾ける必要があり、このように磁気
抵抗効果層２５の磁化方向を制御するには、前記軟磁性
層２３の飽和磁束密度Ｍｓ×膜厚ｔ４を、磁気抵抗効果
層２５の飽和磁束密度Ｍｓ×膜厚ｔ６の約０．６倍程度
に設定しなけらばらないことが知られている。
【００３５】高透磁率フェライトで形成された軟磁性層
２３のＭｓ×ｔ４を、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成され
た軟磁性層７（図２参照）のＭｓ×ｔ１とほぼ同じ値に
するためには、前記高透磁率フェライトの飽和磁束密度
Ｍｓは、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓより
も小さくなるので、高透磁率フェライトで形成された軟
磁性層２３の膜厚ｔ４を、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成
された軟磁性層の膜厚よりも大きくしなければならばな
らない。本発明では、前記高透磁率フェライトの飽和磁
束密度Ｍｓは、０．２Ｔ以上であることが好ましく、
０．２Ｔ以上の飽和磁束密度Ｍｓは、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ
合金の飽和磁束密度Ｍｓの１倍から１／３倍程度である
ので、高透磁率フェライトで形成された軟磁性層２３の
膜厚ｔ４を、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性
層の膜厚の１倍から３倍程度で形成しなければならな
い。
２３のＭｓ×ｔ４を、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成され
た軟磁性層７（図２参照）のＭｓ×ｔ１とほぼ同じ値に
するためには、前記高透磁率フェライトの飽和磁束密度
Ｍｓは、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓより
も小さくなるので、高透磁率フェライトで形成された軟
磁性層２３の膜厚ｔ４を、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成
された軟磁性層の膜厚よりも大きくしなければならばな
らない。本発明では、前記高透磁率フェライトの飽和磁
束密度Ｍｓは、０．２Ｔ以上であることが好ましく、
０．２Ｔ以上の飽和磁束密度Ｍｓは、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ
合金の飽和磁束密度Ｍｓの１倍から１／３倍程度である
ので、高透磁率フェライトで形成された軟磁性層２３の
膜厚ｔ４を、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性
層の膜厚の１倍から３倍程度で形成しなければならな
い。
【００３６】このように本発明では、軟磁性層２３の膜
厚ｔ４が従来に比べて大きくなるものの、前記軟磁性層
２３を形成する高透磁率フェライトの比抵抗ρはＮｉ−
Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρに比べ極めて大きいために、
前記軟磁性層２３の電気抵抗を従来に比べ低減させるこ
とが可能である。
厚ｔ４が従来に比べて大きくなるものの、前記軟磁性層
２３を形成する高透磁率フェライトの比抵抗ρはＮｉ−
Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρに比べ極めて大きいために、
前記軟磁性層２３の電気抵抗を従来に比べ低減させるこ
とが可能である。
【００３７】従って本発明では、軟磁性層２３への電極
層３０からのセンス電流の分流を極力抑制できるので、
磁気抵抗効果層２５へのセンス電流の分流比を大きくで
き、再生出力を大きくすることが可能である。
層３０からのセンス電流の分流を極力抑制できるので、
磁気抵抗効果層２５へのセンス電流の分流比を大きくで
き、再生出力を大きくすることが可能である。
【００３８】ところで記録媒体からの洩れ磁界を磁気抵
抗効果層において再生感度良く検出するためには、図１
に示す磁気抵抗効果層２５が、下部シールド層２０と上
部シールド層３２との中心に位置する必要があり、従っ
て前記下部シールド層２０と磁気抵抗効果層２５との間
に形成される下部ギャップ層２１、軟磁性層２３及び非
磁性層２４の総合膜厚と、磁気抵抗効果層２５と上部シ
ールド層３２との間に形成される保護層２７及び上部ギ
ャップ層３１の総合膜厚とが、ほぼ同じ値に設定される
必要がある。下部シールド層２０と上部シールド層３２
の間隔、すなわち磁気ギャップ長Ｇｌ２は、記録媒体の
書込み幅によって決定され、特に今後の高記録密度化に
伴い、前記磁気ギャップ長Ｇｌ２は小さくなる傾向にあ
る。
抗効果層において再生感度良く検出するためには、図１
に示す磁気抵抗効果層２５が、下部シールド層２０と上
部シールド層３２との中心に位置する必要があり、従っ
て前記下部シールド層２０と磁気抵抗効果層２５との間
に形成される下部ギャップ層２１、軟磁性層２３及び非
磁性層２４の総合膜厚と、磁気抵抗効果層２５と上部シ
ールド層３２との間に形成される保護層２７及び上部ギ
ャップ層３１の総合膜厚とが、ほぼ同じ値に設定される
必要がある。下部シールド層２０と上部シールド層３２
の間隔、すなわち磁気ギャップ長Ｇｌ２は、記録媒体の
書込み幅によって決定され、特に今後の高記録密度化に
伴い、前記磁気ギャップ長Ｇｌ２は小さくなる傾向にあ
る。
【００３９】ここで、非磁性層２４の膜厚ｔ５は、磁気
的な絶縁を得るために、少なくとも数十オングストロー
ム必要であり、さらに下部ギャップ層２１は電気的・磁
気的絶縁を得るために数百オングストローム必要であ
る。そうすると、軟磁性層２３の膜厚ｔ４は、ある所定
値の範囲内で形成される必要がある。
的な絶縁を得るために、少なくとも数十オングストロー
ム必要であり、さらに下部ギャップ層２１は電気的・磁
気的絶縁を得るために数百オングストローム必要であ
る。そうすると、軟磁性層２３の膜厚ｔ４は、ある所定
値の範囲内で形成される必要がある。
【００４０】すなわち前述したように前記軟磁性層２３
は、そのＭｓ×ｔ４が、磁気抵抗効果層２５のＭｓ×ｔ
６の約０．６倍程度を有し、且つ前記軟磁性層２３の膜
厚ｔ４は、ある所定値の範囲内で形成されなければなら
ない。
は、そのＭｓ×ｔ４が、磁気抵抗効果層２５のＭｓ×ｔ
６の約０．６倍程度を有し、且つ前記軟磁性層２３の膜
厚ｔ４は、ある所定値の範囲内で形成されなければなら
ない。
【００４１】前記軟磁性層２３の膜厚ｔ４は、従来Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成されていた軟磁性層の膜厚ｔ１
（図２参照）に比べ最大で約３倍程度の厚さで形成され
なければならないので、磁気ギャップ長Ｇｌ２を、従来
における磁気ギャップ長Ｇｌ１（図２参照）とほぼ同等
にするには、前記軟磁性層２３の膜厚ｔ４が厚くなった
分だけ、下部ギャップ層２１の膜厚を小さくしなければ
ならないことになる。
−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成されていた軟磁性層の膜厚ｔ１
（図２参照）に比べ最大で約３倍程度の厚さで形成され
なければならないので、磁気ギャップ長Ｇｌ２を、従来
における磁気ギャップ長Ｇｌ１（図２参照）とほぼ同等
にするには、前記軟磁性層２３の膜厚ｔ４が厚くなった
分だけ、下部ギャップ層２１の膜厚を小さくしなければ
ならないことになる。
【００４２】ここで軟磁性層２３を形成する高透磁率フ
ェライトは、比抵抗ρが１Ω・ｃｍ以上と非常に大き
く、従って前記軟磁性層２３は、電気的に半導体あるい
は絶縁体に近い性質を有している。このため前記軟磁性
層２３が電気的に半導体あるいは絶縁体となり電気的な
絶縁層として働くので、磁気的な絶縁が確保されれば、
前記下部ギャップ層２１の膜厚を従来よりも小さくする
ことが可能であると考えられる。
ェライトは、比抵抗ρが１Ω・ｃｍ以上と非常に大き
く、従って前記軟磁性層２３は、電気的に半導体あるい
は絶縁体に近い性質を有している。このため前記軟磁性
層２３が電気的に半導体あるいは絶縁体となり電気的な
絶縁層として働くので、磁気的な絶縁が確保されれば、
前記下部ギャップ層２１の膜厚を従来よりも小さくする
ことが可能であると考えられる。
【００４３】なお実施例では、軟磁性層２３を形成する
フェライトとして、高透磁率フェライトを使用したが、
比抵抗ρが１Ω・ｃｍ以上で、しかも飽和磁束密度Ｍｓ
が０．２Ｔ以上を有するフェライトであればどのような
フェライトであってもよい。例えば低損失フェライトや
高飽和磁気フェライトなどが挙げられる。
フェライトとして、高透磁率フェライトを使用したが、
比抵抗ρが１Ω・ｃｍ以上で、しかも飽和磁束密度Ｍｓ
が０．２Ｔ以上を有するフェライトであればどのような
フェライトであってもよい。例えば低損失フェライトや
高飽和磁気フェライトなどが挙げられる。
【００４４】また図１に示すＡＭＲ素子２２は、積層体
２６の両側にハードバイアス層２８，２８が形成され
た、いわゆるハードバイアス方式として構成されるが、
反強磁性層を用い交換異方性結合により磁気抵抗効果層
２５に対し図示Ｘ方向への縦バイアス磁界を与えるエク
スチェンジ方式のＡＭＲ素子２２であってもよい。
２６の両側にハードバイアス層２８，２８が形成され
た、いわゆるハードバイアス方式として構成されるが、
反強磁性層を用い交換異方性結合により磁気抵抗効果層
２５に対し図示Ｘ方向への縦バイアス磁界を与えるエク
スチェンジ方式のＡＭＲ素子２２であってもよい。
【００４５】
【実施例】本発明では、実施例としてＡＭＲ素子を構成
する軟磁性層をＭｎ−Ｚｎ系低損失フェライト、あるい
はＮｉ−Ｚｎ系フェライトで形成し、比較例として前記
軟磁性層をＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成し、各材質にお
ける飽和磁束密度Ｍｓ、比抵抗ρ、各軟磁性層の電気抵
抗、及び各軟磁性層へのセンス電流の分流比を測定し
た。
する軟磁性層をＭｎ−Ｚｎ系低損失フェライト、あるい
はＮｉ−Ｚｎ系フェライトで形成し、比較例として前記
軟磁性層をＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成し、各材質にお
ける飽和磁束密度Ｍｓ、比抵抗ρ、各軟磁性層の電気抵
抗、及び各軟磁性層へのセンス電流の分流比を測定し
た。
【００４６】なお実験では、磁気抵抗効果層をＮｉ−Ｆ
ｅ合金によって膜厚２５０オングストロームで形成し
た。なお前記Ｎｉ−Ｆｅ合金の比抵抗は２４μΩ・ｃ
ｍ、飽和磁束密度Ｍｓは、約０．９５４であった。その
実験結果を表１に示す。
ｅ合金によって膜厚２５０オングストロームで形成し
た。なお前記Ｎｉ−Ｆｅ合金の比抵抗は２４μΩ・ｃ
ｍ、飽和磁束密度Ｍｓは、約０．９５４であった。その
実験結果を表１に示す。
【００４７】
【表１】 表１に示すように、実施例としてのＭｎ−Ｚｎ系低損失
フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、０．４３５Ｔ、Ｎｉ
−Ｍｎ系フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、０．３２５
Ｔであり、比較例としてのＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和
磁束密度（０．５５Ｔ）に比べて小さくなっている。Ｍ
ｎ−Ｚｎ系低損失フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓの約０．８倍、
Ｎｉ−Ｍｎ系フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓの約０．６５倍であ
る。
フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、０．４３５Ｔ、Ｎｉ
−Ｍｎ系フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、０．３２５
Ｔであり、比較例としてのＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和
磁束密度（０．５５Ｔ）に比べて小さくなっている。Ｍ
ｎ−Ｚｎ系低損失フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓの約０．８倍、
Ｎｉ−Ｍｎ系フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは、Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓの約０．６５倍であ
る。
【００４８】次に実施例としてのＭｎ−Ｚｎ系低損失フ
ェライトの比抵抗ρは、７×１０7μΩ・ｃｍ（＝７０
Ω・ｃｍ）、Ｎｉ−Ｍｎ系フェライトの比抵抗ρは、１
×１０9μΩ・ｃｍ（＝１ｋΩ・ｃｍ）であり、比較例
としてのＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρ（７５μΩ・
ｃｍ）に比べて極めて大きくなっていることがわかる。
Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−Ｍｎ系フェラ
イトは、電気的には半導体に分類され、少なくともＮｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρの１０6倍以上の比抵抗を
有していることがわかる。
ェライトの比抵抗ρは、７×１０7μΩ・ｃｍ（＝７０
Ω・ｃｍ）、Ｎｉ−Ｍｎ系フェライトの比抵抗ρは、１
×１０9μΩ・ｃｍ（＝１ｋΩ・ｃｍ）であり、比較例
としてのＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρ（７５μΩ・
ｃｍ）に比べて極めて大きくなっていることがわかる。
Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−Ｍｎ系フェラ
イトは、電気的には半導体に分類され、少なくともＮｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金の比抵抗ρの１０6倍以上の比抵抗を
有していることがわかる。
【００４９】次に、各軟磁性材料における飽和磁束密度
Ｍｓと膜厚ｔとの乗数が、磁気抵抗効果層のＭｓ×ｔの
０．６２倍となるようにして、前記各軟磁性材料で形成
された軟磁性層の膜厚ｔを求めた。表１に示すように、
比較例としてのＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁
性層の膜厚ｔは、２７０オングストロームであるのに対
し、実施例としてのＭｎ−Ｚｎ系低損失フェライトで形
成された軟磁性層の膜厚ｔは、３４０オングストロー
ム、Ｎｉ−Ｍｎ系フェライトで形成された軟磁性層の膜
厚ｔは４５５オングストロームとなる。このようにＭｎ
−Ｚｎ系低損失フェライトあるいはＮｉ−Ｍｎ系フェラ
イトで形成された軟磁性層の膜厚ｔが、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎ
ｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚ｔに比べて大きくな
るのは、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライトあるいはＮｉ−
Ｍｎ系フェライトの飽和磁束密度Ｍｓが、Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓに比べて小さいからであ
る。
Ｍｓと膜厚ｔとの乗数が、磁気抵抗効果層のＭｓ×ｔの
０．６２倍となるようにして、前記各軟磁性材料で形成
された軟磁性層の膜厚ｔを求めた。表１に示すように、
比較例としてのＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁
性層の膜厚ｔは、２７０オングストロームであるのに対
し、実施例としてのＭｎ−Ｚｎ系低損失フェライトで形
成された軟磁性層の膜厚ｔは、３４０オングストロー
ム、Ｎｉ−Ｍｎ系フェライトで形成された軟磁性層の膜
厚ｔは４５５オングストロームとなる。このようにＭｎ
−Ｚｎ系低損失フェライトあるいはＮｉ−Ｍｎ系フェラ
イトで形成された軟磁性層の膜厚ｔが、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎ
ｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚ｔに比べて大きくな
るのは、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライトあるいはＮｉ−
Ｍｎ系フェライトの飽和磁束密度Ｍｓが、Ｎｉ−Ｆｅ−
Ｎｂ合金の飽和磁束密度Ｍｓに比べて小さいからであ
る。
【００５０】次にＭｎ−Ｚｎ系低損失フェライト、Ｎｉ
−Ｍｎ系フェライトあるいはＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形
成された各軟磁性層の電気抵抗Ｒを算出した。前記電気
抵抗Ｒは、各軟磁性層における膜厚ｔ、比抵抗ρ及び各
軟磁性層を膜面に平行に切断した際における断面積（各
軟磁性層において同じ断面積となるようにした）から算
出した。表１に示すようように、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フ
ェライトで形成された軟磁性層の抵抗Ｒは、２×１０7
Ω、Ｎｉ−Ｚｎフェライトで形成された軟磁性層の抵抗
Ｒは、２×１０8Ωであり、これらの電気抵抗Ｒは、Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の抵抗Ｒ（＝
２７．８Ω）よりも非常に大きくなっていることがわか
る。これは、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−
Ｚｎフェライトで形成された軟磁性層の膜厚ｔが、Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚ｔよりも
大きくなるものの、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及び
Ｎｉ−Ｚｎフェライトの比抵抗ρが、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ
合金の比抵抗ρよりも極めて大きいことによる。
−Ｍｎ系フェライトあるいはＮｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形
成された各軟磁性層の電気抵抗Ｒを算出した。前記電気
抵抗Ｒは、各軟磁性層における膜厚ｔ、比抵抗ρ及び各
軟磁性層を膜面に平行に切断した際における断面積（各
軟磁性層において同じ断面積となるようにした）から算
出した。表１に示すようように、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フ
ェライトで形成された軟磁性層の抵抗Ｒは、２×１０7
Ω、Ｎｉ−Ｚｎフェライトで形成された軟磁性層の抵抗
Ｒは、２×１０8Ωであり、これらの電気抵抗Ｒは、Ｎ
ｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の抵抗Ｒ（＝
２７．８Ω）よりも非常に大きくなっていることがわか
る。これは、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−
Ｚｎフェライトで形成された軟磁性層の膜厚ｔが、Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成された軟磁性層の膜厚ｔよりも
大きくなるものの、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及び
Ｎｉ−Ｚｎフェライトの比抵抗ρが、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ
合金の比抵抗ρよりも極めて大きいことによる。
【００５１】次に、膜厚が２５０オングストローム、比
抵抗が２４μΩ・ｃｍの磁気抵抗効果層の電気抵抗Ｒを
算出し、前記磁気抵抗効果層の電気抵抗Ｒと、上記した
各軟磁性層の電気抵抗Ｒとを比較して、前記各軟磁性層
へのセンス電流の分流比（％）を算出した。なお非磁性
層へのセンス電流を３％とした。
抵抗が２４μΩ・ｃｍの磁気抵抗効果層の電気抵抗Ｒを
算出し、前記磁気抵抗効果層の電気抵抗Ｒと、上記した
各軟磁性層の電気抵抗Ｒとを比較して、前記各軟磁性層
へのセンス電流の分流比（％）を算出した。なお非磁性
層へのセンス電流を３％とした。
【００５２】表１に示すように、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フ
ェライト及びＮｉ−Ｚｎフェライトで形成した軟磁性層
の分流比は０．０１％以下であり、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合
金で形成した軟磁性層の分流比（＝２６％）よりもきわ
めて小さくなることがわかる。
ェライト及びＮｉ−Ｚｎフェライトで形成した軟磁性層
の分流比は０．０１％以下であり、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合
金で形成した軟磁性層の分流比（＝２６％）よりもきわ
めて小さくなることがわかる。
【００５３】以上のようにＭｎ−Ｚｎ系低損失フェライ
ト及びＮｉ−Ｚｎフェライトは、比抵抗ρがきわめて大
きいので、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−Ｚ
ｎフェライトで軟磁性層を形成することによって、前記
軟磁性層の膜全体の電気抵抗Ｒをきわめて大きくするこ
とができ、従って前記軟磁性層へのセンス電流の分流比
を、従来Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成されていた軟磁性
層の分流比に比べ非常に小さくできることがわかる。よ
って、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−Ｚｎフ
ェライトで形成した軟磁性層を使用することにより、磁
気抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大きくでき、再
生出力を向上させることが可能となる。
ト及びＮｉ−Ｚｎフェライトは、比抵抗ρがきわめて大
きいので、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−Ｚ
ｎフェライトで軟磁性層を形成することによって、前記
軟磁性層の膜全体の電気抵抗Ｒをきわめて大きくするこ
とができ、従って前記軟磁性層へのセンス電流の分流比
を、従来Ｎｉ−Ｆｅ−Ｎｂ合金で形成されていた軟磁性
層の分流比に比べ非常に小さくできることがわかる。よ
って、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フェライト及びＮｉ−Ｚｎフ
ェライトで形成した軟磁性層を使用することにより、磁
気抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大きくでき、再
生出力を向上させることが可能となる。
【００５４】なお上記実験では、Ｍｎ−Ｚｎ系低損失フ
ェライト及びＮｉ−Ｚｎフェライトを実施例として挙げ
たが、他にＭｎ−Ｚｎ系高透磁率フェライト（飽和磁束
密度Ｍｓ＝０．３８、比抵抗ρ＝４×１０7）、Ｍｎ−
Ｚｎ系高飽和磁気フェライト（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．
４９、比抵抗ρ＝５×１０6）、Ｆｅ3Ｏ4（飽和磁束密
度Ｍｓ＝０．６）、ＣｏＦｅ2Ｏ4（飽和磁束密度Ｍｓ＝
０．５３）、ＮｉＦｅ 3Ｏ4（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．３
４）、γ−Ｆｅ2Ｏ3（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．５２）、
ＢａＦｅ12Ｏ19（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．４８）、Ｓｒ
Ｆｅ12Ｏ19（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．４７）、Ｙ3Ｆｅ5
Ｏ12（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．２）など、比抵抗ρ、飽
和磁束密度に優れたフェライトを、軟磁性層として使用
しても、磁気抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大き
くでき、再生出力を向上させることが可能である。
ェライト及びＮｉ−Ｚｎフェライトを実施例として挙げ
たが、他にＭｎ−Ｚｎ系高透磁率フェライト（飽和磁束
密度Ｍｓ＝０．３８、比抵抗ρ＝４×１０7）、Ｍｎ−
Ｚｎ系高飽和磁気フェライト（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．
４９、比抵抗ρ＝５×１０6）、Ｆｅ3Ｏ4（飽和磁束密
度Ｍｓ＝０．６）、ＣｏＦｅ2Ｏ4（飽和磁束密度Ｍｓ＝
０．５３）、ＮｉＦｅ 3Ｏ4（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．３
４）、γ−Ｆｅ2Ｏ3（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．５２）、
ＢａＦｅ12Ｏ19（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．４８）、Ｓｒ
Ｆｅ12Ｏ19（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．４７）、Ｙ3Ｆｅ5
Ｏ12（飽和磁束密度Ｍｓ＝０．２）など、比抵抗ρ、飽
和磁束密度に優れたフェライトを、軟磁性層として使用
しても、磁気抵抗効果層へのセンス電流の分流比を大き
くでき、再生出力を向上させることが可能である。
【００５５】
【発明の効果】以上詳述した本発明によれば、組成がＦ
ｅ−Ｏ、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍ
ｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎの
うち少なくとも１種類以上）で構成される高透磁率フェ
ライトは、比抵抗ρが１Ω・ｃｍ以上ときわめて大き
く、軟磁性層を前記高透磁率フェライトで形成すること
により、前記軟磁性層の電気抵抗を大きくすることがで
き、従って軟磁性層へのセンス電流の分流比を低減させ
ることが可能になる。よって磁気抵抗効果層へのセンス
電流の分流比を大きくでき、再生出力を向上させること
が可能である。
ｅ−Ｏ、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍ
ｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎの
うち少なくとも１種類以上）で構成される高透磁率フェ
ライトは、比抵抗ρが１Ω・ｃｍ以上ときわめて大き
く、軟磁性層を前記高透磁率フェライトで形成すること
により、前記軟磁性層の電気抵抗を大きくすることがで
き、従って軟磁性層へのセンス電流の分流比を低減させ
ることが可能になる。よって磁気抵抗効果層へのセンス
電流の分流比を大きくでき、再生出力を向上させること
が可能である。
【図１】本発明の磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）を用
いたＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向面から見た断
面図、
いたＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向面から見た断
面図、
【図２】従来の磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子）を用い
たＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向面から見た断面
図、
たＭＲヘッドの構造を記録媒体との対向面から見た断面
図、
２０ 下部シールド層 ２１ 下部ギャップ層 ２２ 磁気抵抗効果素子（ＡＭＲ素子） ２３ 軟磁性層 ２４ 非磁性層 ２５ 磁気抵抗効果層 ２６ 積層体 ２７ 保護層 ２８ ハードバイアス層 ２９ 中間層 ３０ 電極層 ３１ 上部ギャップ層 ３２ 上部シールド層
Claims (5)
- 【請求項１】 非磁性層を介して重ねられた磁気抵抗効
果層と軟磁性層とを有し、前記磁気抵抗効果層の磁化の
変動によって、記録媒体からの洩れ磁界が検出される磁
気抵抗効果素子において、前記軟磁性層は、フェライト
で形成されていることを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項２】 前記フェライトの組成は、Ｆｅ−Ｏで構
成され、あるいはＭ−Ｆｅ−Ｏ（ただし元素Ｍは、Ｍ
ｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｂａ、Ｓｒ、Ｙ、Ｇｄ、Ｃｕ、Ｚｎの
うち少なくとも１種類以上）で構成される請求項１記載
の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項３】 前記元素Ｍには、ＭｎとＺｎ、あるいは
ＮｉとＺｎが選択される請求項２記載の磁気抵抗効果素
子。 - 【請求項４】 前記フェライトの比抵抗ρは、１Ω・ｃ
ｍ以上である請求項１記載の磁気抵抗効果素子。 - 【請求項５】 前記フェライトの飽和磁束密度Ｍｓは
０．２Ｔ以上である請求項４記載の磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37331398A JP2000195021A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP37331398A JP2000195021A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000195021A true JP2000195021A (ja) | 2000-07-14 |
Family
ID=18501954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP37331398A Withdrawn JP2000195021A (ja) | 1998-12-28 | 1998-12-28 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000195021A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265948B2 (en) * | 2001-07-17 | 2007-09-04 | Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd., | Magnetoresistive element with oxide magnetic layers and metal magnetic films deposited thereon |
-
1998
- 1998-12-28 JP JP37331398A patent/JP2000195021A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7265948B2 (en) * | 2001-07-17 | 2007-09-04 | Hitachi Global Storage Technologies Japan, Ltd., | Magnetoresistive element with oxide magnetic layers and metal magnetic films deposited thereon |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060307 |