JP2002074620A - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents

磁気抵抗効果型磁気ヘッド

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JP2002074620A
JP2002074620A JP2000256716A JP2000256716A JP2002074620A JP 2002074620 A JP2002074620 A JP 2002074620A JP 2000256716 A JP2000256716 A JP 2000256716A JP 2000256716 A JP2000256716 A JP 2000256716A JP 2002074620 A JP2002074620 A JP 2002074620A
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film
layer
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magnetic
magneto
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JP2000256716A
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Masaru Ajiki
賢 安食
Takeshi Ishii
剛 石井
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Mitsumi Electric Co Ltd
Original Assignee
Mitsumi Electric Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 一対のCo系磁区制御膜がMR素子に対して
所望の磁界を印加する。 【解決手段】 センス電流の印加により外部磁界の変化
を電気抵抗を変化させる磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効
果膜(FeNi層)6と、上記磁気抵抗効果膜6の両端
に位置するとともに下地層8とCo系磁石膜9とが繰り
返し積層されてなるCo系磁区制御膜2a,2bとを備
え、上記Co系磁区制御膜2a,2bが上記磁気抵抗効
果膜6に対して面内方向(矢印A方向)の磁化を印加す
る。このMRヘッドは、バルクハウゼンノイズを防止す
ることができ、再生波形が乱れることなく良好な再生出
力を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、感磁素子として磁
気抵抗効果素子を有するとともに、この磁気抵抗効果素
子に対して面内方向の磁界を印加する一対のCo系磁区
制御膜を有する磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、磁気ヘッドとしては、感磁素
子として磁気抵抗効果素子(以下、MR素子と呼ぶ)を
有する磁気抵抗効果型磁気ヘッド(以下、MRヘッドと
呼ぶ)が知られている。このMRヘッドは、外部磁界が
存在するとMR素子の抵抗値が変化し、MR素子の抵抗
変化を電圧変化として感知することによって、当該外部
磁界を検出する。
【0003】MR素子としては、異方性磁気抵抗効果を
示すAMR素子や、スピンバルブ型素子(sv素子)等
に代表される巨大磁気抵抗効果を示すGMR素子が知ら
れている。これらいずれのMR素子においても、外部磁
界の変化に対する抵抗変化が線形性を示すことが好まし
い。言い換えると、外部磁界の変化に対する抵抗が線形
変化することによって、MRヘッドとしては、優れた感
度で外部磁界を検出することができるのである。
【0004】ここで、従来のMRヘッドの一構成例を図
4に示す。図4に示すように、MRヘッドは、MR素子
100と、MR素子100の長手方向に配された一対の
Co系磁区制御膜101と、Co系磁区制御膜101上
に配設された導体102とを有している。MR素子10
0は、SAL(Soft-Adjacent-Layer)バイアス層10
3と、Ta中間層104と、FeNi層105と保護層
106とがこの順で積層されてなる。一対のCo系磁区
制御膜101は、磁気異方性を制御するためにそれぞれ
Cr下地層106上に形成されており、図4中矢印aで
示す方向に磁界を発生する。
【0005】このように構成されたMRヘッドでは、S
ALバイアス層103からのバイアス磁界をMR素子1
00に印加している。MR素子は、このバイアス磁界が
印加されることによって、外部磁界に対する抵抗変化を
線形動作させることができる。
【0006】また、MRヘッドにおいては、MR素子1
00におけるFeNi層105が複数の磁区を有するよ
うな場合、磁壁の移動に起因するノイズ(バルクハウゼ
ンノイズ)が発生する。このため、MRヘッドにおいて
は、一対のCo系磁区制御膜101間に、図4中矢印a
で示す方向にバイアス磁界を印加して、MR素子100
のFeNi層105を単磁区化するようにしていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなMRヘッドでは、一対のCo系磁区制御膜101間
に所望の磁界を発生させることができない場合があり、
上述したノイズが大きな問題となっていた。すなわち、
従来のMRヘッドには、MR素子100のFeNi層1
05を単磁区化することができず、S/Nが低いといっ
た問題点があった。
【0008】そこで、本発明は、上述したような実状に
鑑みてなされたものであり、一対のCo系磁区制御膜が
MR素子に対して所望の磁界を印加することのできるM
Rヘッドを提供することを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
ために、本発明者が鋭意検討した結果、Co系磁区制御
膜がMR素子の厚みに応じて厚膜となるため、当該Co
系磁区制御膜におけるMR素子面内方向の異方性が低下
し、MR素子に対して所望の磁界を印加することができ
ないといった知見を得て、Co系磁区制御膜の膜厚を制
御することによって磁気特性を良好に制御することが可
能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【0010】すなわち、本発明に係る磁気抵抗効果型磁
気ヘッドは、外部磁界の変化をセンス電流に対する電気
抵抗変化として感知する磁気抵抗効果を示す磁気抵抗効
果膜と、上記磁気抵抗効果膜の両端に位置するとともに
下地層とCo系磁石膜とが繰り返し積層されてなるCo
系磁区制御膜とを備え、上記Co系磁区制御膜が上記磁
気抵抗効果膜に対して面内方向の磁化を印加することを
特徴とするものである。
【0011】以上のように構成された本発明に係る磁気
抵抗効果型磁気ヘッドは、Co系磁区制御膜を、下地層
とCo系磁石膜とが繰り返し積層された構成となってい
る。ここで、Co系磁石膜は、膜厚が増加するに従って
垂直方向の異方性が増大し、磁気抵抗効果膜面内方向の
異方性が低下する特徴を有している。この磁気抵抗効果
型磁気ヘッドでは、Co系磁石膜を下地層によって分断
しているため、個々のCo系磁石膜は磁気抵抗効果膜の
面内方向に大きな異方性を有して所望の磁界を印加する
ことができる。したがって、この磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドにおいては、磁気抵抗効果膜の磁区を良好に制御す
ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る磁気抵抗効果
型磁気ヘッドの好適な実施の形態を図面を参照して詳細
に説明する。
【0013】本発明を適用した磁気抵抗効果型磁気ヘッ
ド(以下、MRヘッドと呼ぶ)は、図1に示すように、
外部磁界を検出する磁気抵抗効果素子1(以下、MR素
子1と呼ぶ)と、MR素子1の長手方向の両端部に当該
MR素子1を挟み込むように配設された一対のCo系磁
区制御膜2a,2bと、一対のCo系磁区制御膜2a,
2b上に配設され、MR素子1にセンス電流を供給する
導体3とを備えている。
【0014】MR素子1は、図示しないセラミック基板
上の絶縁膜上に、SALバイアス層4、磁気分離層5、
FeNi層6及び保護層7が積層されてなる。SALバ
イアス層4は、例えば、CoZrMo等の軟磁性膜から
なりFeNi層6に対してバイアス磁界を印加するため
の層である。また、磁気分離層5は、例えば、タンタ
ル、アルミナ等の酸化物等の比較的高い比抵抗を有する
材料からなり、導体3からのセンス電流がSALバイア
ス層4に分流するのを防ぐための層である。FeNi層
6は、外部磁界の変化に応じてセンス電流に対する電気
抵抗を変化させる磁気抵抗効果能を有する層である。保
護層7は、例えば、タンタル、アルミナ等の酸化物等の
材料からなり、FeNi層6の酸化を防止するとともに
不測の磁界がFeNi層6に印加することを防止するた
めの層である。
【0015】また、このMRヘッドにおいて、Co系磁
区制御膜2a,2bは、下地層8及びCo系磁石層9が
繰り返し積層されてなる。下地層8は、例えば、Crか
らなりCo系磁石層9の磁気異方性を、MR素子1の面
内方法に誘導させるための層である。また、Co系磁石
層9は、例えば、CoPt、CoCrPt等からなり、
下地層8の制御により図1中Aで示す方向に磁界を発生
させる層である。
【0016】Co系磁区制御膜2a,2bは、下地層8
及びCo系磁石層9が繰り返し積層されている。Co系
磁石層9の厚みは、40nmである。具体的に、MR素
子1の厚みが80nm程度である場合、下地層8の厚み
を10nm及びCo系磁石層9の厚みを40nmとし
て、それぞれ2層ずつ積層する。また、MR素子1の厚
みが120nm程度である場合、下地層8の厚みを10
nm及びCo系磁石層9の厚みを20nmとして、それ
ぞれ4層ずつ積層する。
【0017】このように構成されたMRヘッドでは、一
対のCo系磁区制御膜2a,2b間に生じる磁界がMR
素子1に印加された状態で、MR素子1が外部磁界を検
出する。このとき、MR素子1に対しては、一対の導体
3から一定の電流(センス電流)が供給される。MR素
子1は、外部磁界が印加されると、センス電流に対する
抵抗値を変化させる。したがって、MRヘッドでは、M
R素子1の抵抗変化を、センス電流の電圧変化として感
知することができ、外部磁界を検出することができる。
【0018】このとき、一対のCo系磁区制御膜2a,
2bにおいて、下地層8は、Co系磁石膜9の磁気異方
性をMR素子1の面内方向と平行な方向とするように制
御している。また、一対のCo系磁区制御膜2a,2b
においては、下地層8及びCo系磁石層9が繰り返し積
層されているため、単一のCo系磁石層を使用する場合
と比較して個々のCo系磁石層9が薄くなっている。
【0019】このため、Co系磁石層9は、MR素子1
の面内方向と平行な方向における残留磁化(Mr)及び
保磁力(Hc)が優れた値を示す。ここで、Co系磁石
層9の厚みと残留磁化(Mr)との関係を図2に示し、
Co系磁石層9の厚みと保磁力(Hc)との関係を図3
に示す。
【0020】これら図2及び図3から明らかなように、
Co系磁石層9は、膜厚が薄いほど、面内方向に優れた
残留磁化(Mr)及び保磁力(Hc)を示している。特
に、Co系磁石膜9の厚みが40nm以下である場合に
は、残留磁化(Mr)及び保磁力(Hc)が顕著に優れ
ていることが解る。なお、上記Co系磁石層9の厚みが
40nmであると記載しましたが、Co系磁石層9の厚
みが50nmであっても効果が発生されます。
【0021】このように、このMRヘッドでは、Co系
磁石膜9の厚みを小とすることができるため、優れた残
留磁化(Mr)及び保磁力(Hc)を達成することがで
き、その結果、図1中Aで示す方向の磁界を良好に発生
させることができる。
【0022】このため、このMRヘッドでは、一対のC
o系磁区制御膜2a,2b間に生ずる磁界によって、M
R素子1におけるFeNi層6を確実に単磁区化するこ
とができる。したがって、このMRヘッドは、バルクハ
ウゼンノイズを防止することができ、再生波形が乱れる
ことなく良好な再生出力を得ることができる。したがっ
て、このMRヘッドは、非常に優れたS/Nを示すもの
となる。
【0023】これに対して、Co系磁区制御膜2a,2
bを単層のCo系磁石膜から構成した場合、Co系磁石
膜の厚みが増加するため、図2及び図3にも示したよう
に、面内方向の残留磁化(Mr)及び保磁力(Hc)が
劣化してしまう。これは、Co系磁区制御膜2a,2b
がMR素子1の垂直方向と平行な方向に磁気異方性を示
すこととなるため、FeNi層6を単磁区化することが
困難となる。したがって、Co系磁区制御膜2a,2b
を単層のCo系磁石膜とした場合には、ノイズ成分が増
大してしまい、優れたS/Nを達成することができない
のである。
【0024】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
係る磁気抵抗効果型磁気ヘッドは、Co系磁区制御膜を
下地層とCo系磁石層とを繰り返し積層してなるため、
磁気抵抗効果膜を単磁区化するための磁界を確実に生じ
させることができる。このため、この磁気抵抗効果型磁
気ヘッドは、ノイズの発生を防止することができ、図ぐ
れたS/Nを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るMRヘッドの要部断面図である。
【図2】Co系磁石膜(CoCrPt)の厚みと残留磁
化(Mr)との関係を示す特性図である。
【図3】Co系磁石膜(CoCrPt)の厚みと保磁力
(Hc)との関係を示す特性図である。
【図4】従来の磁気ヘッドの要部断面図である。
【符号の説明】
1 MR素子 2a,2b Co系磁区制御膜層 3 導体 4 SALバイアス層 5 磁気分離層 6 FeNi層 7 保護層 8 下地層 9 Co系磁石層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部磁界の変化をセンス電流に対する電
    気抵抗変化として感知する磁気抵抗効果を示す磁気抵抗
    効果膜と、 上記磁気抵抗効果膜の両端に位置するとともに下地層と
    Co系磁石膜とが繰り返し積層されてなるCo系磁区制
    御膜とを備え、 上記Co系磁区制御膜は、上記磁気抵抗効果膜に対して
    面内方向の磁化を印加することを特徴とする磁気抵抗効
    果型磁気ヘッド。
  2. 【請求項2】 上記磁気抵抗効果膜は、磁気分離層を介
    して軟磁性膜と積層されたものであることを特徴とする
    請求項1記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005024861A1 (ja) * 2003-09-05 2005-03-17 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. 磁気バイアス膜およびこれを用いた磁気センサ
JP2006510208A (ja) * 2002-12-17 2006-03-23 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 磁気抵抗性の多層デバイスおよびセンサエレメント

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