JP2002150518A - 磁気ヘッドおよび磁気バイアスの印加方法 - Google Patents
磁気ヘッドおよび磁気バイアスの印加方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小さな信号磁界に対して十分な線形応答を確
保することが可能な磁気ヘッドおよびそれに対する磁気
バイアスの印加方法を提供する 【解決手段】 ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の後方に、下部
シールド１０と接続された非磁性メタルピラー６０を配
設する。上部シールド８０から下部シールド１０に向か
ってＣＰＰ−ＭＲピラー３０にセンス電流が流れると、
このセンス電流が下部磁気シールド１０からリード７０
に向かって非磁性メタルピラー６０にも流れる。非磁性
メタルピラー６０を流れるセンス電流により縦方向の磁
気バイアスが生じ、この縦方向の磁気バイアスがＣＰＰ
−ＭＲピラー３０に印加されるため、ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０の動作点が最適化され、小さな信号磁界に対して
十分な線形応答が得られる。
保することが可能な磁気ヘッドおよびそれに対する磁気
バイアスの印加方法を提供する 【解決手段】 ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の後方に、下部
シールド１０と接続された非磁性メタルピラー６０を配
設する。上部シールド８０から下部シールド１０に向か
ってＣＰＰ−ＭＲピラー３０にセンス電流が流れると、
このセンス電流が下部磁気シールド１０からリード７０
に向かって非磁性メタルピラー６０にも流れる。非磁性
メタルピラー６０を流れるセンス電流により縦方向の磁
気バイアスが生じ、この縦方向の磁気バイアスがＣＰＰ
−ＭＲピラー３０に印加されるため、ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０の動作点が最適化され、小さな信号磁界に対して
十分な線形応答が得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、巨大磁気抵抗効果
（Giant Magnetoresistive：ＧＭＲ）素子を利用して情
報を再生する再生ヘッドを備えた磁気ヘッドおよびこの
再生ヘッドに再生動作を実行させるためのＧＭＲ素子に
対する磁気バイアスの印加方法に係り、特に、ＧＭＲ素
子の積層面に対して直交する方向に電流が流れる再生ヘ
ッドを備えた磁気ヘッドおよび磁気バイアスの印加方法
に関する。
（Giant Magnetoresistive：ＧＭＲ）素子を利用して情
報を再生する再生ヘッドを備えた磁気ヘッドおよびこの
再生ヘッドに再生動作を実行させるためのＧＭＲ素子に
対する磁気バイアスの印加方法に係り、特に、ＧＭＲ素
子の積層面に対して直交する方向に電流が流れる再生ヘ
ッドを備えた磁気ヘッドおよび磁気バイアスの印加方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜磁気ヘッドによれば、磁気ディスク
や磁気テープなどの磁気記録媒体の表面を部分的に磁化
することにより情報が記録され、磁気記録媒体に記録さ
れた情報を磁気的な変化として検出することにより情報
が再生される。薄膜磁気ヘッドとしては、例えば、記録
用の誘導型磁気変換素子を備える記録ヘッドと再生用の
磁気抵抗効果（Magneto Resistive ：ＭＲ）素子を備え
る再生ヘッドとが積層された構造の複合型薄膜磁気ヘッ
ドが広く知られている。
や磁気テープなどの磁気記録媒体の表面を部分的に磁化
することにより情報が記録され、磁気記録媒体に記録さ
れた情報を磁気的な変化として検出することにより情報
が再生される。薄膜磁気ヘッドとしては、例えば、記録
用の誘導型磁気変換素子を備える記録ヘッドと再生用の
磁気抵抗効果（Magneto Resistive ：ＭＲ）素子を備え
る再生ヘッドとが積層された構造の複合型薄膜磁気ヘッ
ドが広く知られている。
【０００３】図１１は、一般的な複合型薄膜磁気ヘッド
の概略構成を表すものである。なお、図１１では、薄膜
磁気ヘッドのうち、記録媒体１９０と対向する側と反対
側の部分の図示を省略している。再生ヘッドは、主に、
再生用のＭＲ素子１６０と、このＭＲ素子１６０を周囲
から磁気的にシールドする下部シールド１７０および上
部シールド１８０とを含んで構成されている。一方、記
録ヘッドは、主に、下部磁極１５０と、記録ギャップ層
１１０を挟んで下部磁極１５０に対向配置され、図示し
ない連結部において下部磁極１５０と磁気的に連結され
た上部磁極１３０と、下部磁極１５０と上部磁極１３０
との間の空間に絶縁体１１２によって埋設された磁束発
生用のコイル１２０とを含んで構成されている。下部磁
極１５０および上部磁極１３０は、記録媒体１９０に対
向する記録媒体対向面（ＡＢＳ；エアベアリング面）１
４０に近い側の領域の記録ギャップ層１１０近傍におい
て互いに同一の微小な一定幅を有しており、これらの一
定幅部分を含んで、記録トラック幅を規定する磁極先端
部分２００が構成されている。
の概略構成を表すものである。なお、図１１では、薄膜
磁気ヘッドのうち、記録媒体１９０と対向する側と反対
側の部分の図示を省略している。再生ヘッドは、主に、
再生用のＭＲ素子１６０と、このＭＲ素子１６０を周囲
から磁気的にシールドする下部シールド１７０および上
部シールド１８０とを含んで構成されている。一方、記
録ヘッドは、主に、下部磁極１５０と、記録ギャップ層
１１０を挟んで下部磁極１５０に対向配置され、図示し
ない連結部において下部磁極１５０と磁気的に連結され
た上部磁極１３０と、下部磁極１５０と上部磁極１３０
との間の空間に絶縁体１１２によって埋設された磁束発
生用のコイル１２０とを含んで構成されている。下部磁
極１５０および上部磁極１３０は、記録媒体１９０に対
向する記録媒体対向面（ＡＢＳ；エアベアリング面）１
４０に近い側の領域の記録ギャップ層１１０近傍におい
て互いに同一の微小な一定幅を有しており、これらの一
定幅部分を含んで、記録トラック幅を規定する磁極先端
部分２００が構成されている。
【０００４】ところで、近年、記録密度の向上に伴い、
薄膜磁気ヘッドの再生特性の向上が強く求められてい
る。このような再生特性の向上に係る要請を満たすため
に、異方性磁気抵抗（Anisotropic Magneto Resistive
：ＡＭＲ）効果を利用したＡＭＲ素子に代わり、例え
ばＧＭＲ効果を利用したＧＭＲ素子が用いられている。
薄膜磁気ヘッドの再生特性の向上が強く求められてい
る。このような再生特性の向上に係る要請を満たすため
に、異方性磁気抵抗（Anisotropic Magneto Resistive
：ＡＭＲ）効果を利用したＡＭＲ素子に代わり、例え
ばＧＭＲ効果を利用したＧＭＲ素子が用いられている。
【０００５】このＧＭＲ効果は、Baibich 等により、Ph
ysical Review LetterｓＶolume 61, No.21, pp. 2472-
2475(1988)にて初めて紹介された。多層構造をなす強磁
性体に外部磁場が付与されると、この外部磁場に起因し
て強磁性層間の相対的な磁化方向が変化し、ＧＭＲ効果
が生じる。このとき、伝導電子のスピン依存散乱に変化
が生じるため、電気抵抗が変化する。このＧＭＲ効果の
発見を契機として、磁気多層構造の磁気伝播特性につい
て、広く研究がなされている。多くのＭＲ素子では、磁
性層の積層面に沿って電流が流れるため、このようなＭ
Ｒ構造は、一般に、ＣＩＰ（current flows-in-the pla
ne）−ＭＲ構造と呼ばれている。
ysical Review LetterｓＶolume 61, No.21, pp. 2472-
2475(1988)にて初めて紹介された。多層構造をなす強磁
性体に外部磁場が付与されると、この外部磁場に起因し
て強磁性層間の相対的な磁化方向が変化し、ＧＭＲ効果
が生じる。このとき、伝導電子のスピン依存散乱に変化
が生じるため、電気抵抗が変化する。このＧＭＲ効果の
発見を契機として、磁気多層構造の磁気伝播特性につい
て、広く研究がなされている。多くのＭＲ素子では、磁
性層の積層面に沿って電流が流れるため、このようなＭ
Ｒ構造は、一般に、ＣＩＰ（current flows-in-the pla
ne）−ＭＲ構造と呼ばれている。
【０００６】こののち、Pratt 等は、ＧＭＲ効果の研究
を発展させ、Physical Review Letters Volume 66, pp.
3060 (1991)にて、磁性層の積層面に直交する方向に電
流が流れるＭＲ構造、すなわちＣＰＰ（current perpen
dicular-to-the-plane）−ＭＲ構造について発表した。
一般に、ＭＲ効果は、ＣＩＰ−ＭＲ構造よりもＣＰＰ−
ＭＲ構造において数倍程度大きくなることが知られてい
る。ＣＰＰ−ＭＲ素子の比抵抗は極めて小さいため、再
生ヘッドに適用する場合には、約１００ｎｍ未満となる
までＣＰＰ−ＭＲ素子のサイズを微小化する必要があ
る。
を発展させ、Physical Review Letters Volume 66, pp.
3060 (1991)にて、磁性層の積層面に直交する方向に電
流が流れるＭＲ構造、すなわちＣＰＰ（current perpen
dicular-to-the-plane）−ＭＲ構造について発表した。
一般に、ＭＲ効果は、ＣＩＰ−ＭＲ構造よりもＣＰＰ−
ＭＲ構造において数倍程度大きくなることが知られてい
る。ＣＰＰ−ＭＲ素子の比抵抗は極めて小さいため、再
生ヘッドに適用する場合には、約１００ｎｍ未満となる
までＣＰＰ−ＭＲ素子のサイズを微小化する必要があ
る。
【０００７】ＣＰＰ−ＭＲ素子に関する具体的な技術例
は、例えば米国特許第5627704号や第5668688号により開
示されている。これらの特許によれば、通常通り、ＧＭ
Ｒ素子の側方に配置された永久磁石により、ＧＭＲ素子
に縦方向の磁気バイアスが印加されている。ＧＭＲ素子
に縦方向の磁気バイアスを印加したとき、小さな信号磁
界に対しても優れた線形応答を得るためには、例えば、
ＧＭＲ素子にスピンバルブ構造を適用する必要がある。
は、例えば米国特許第5627704号や第5668688号により開
示されている。これらの特許によれば、通常通り、ＧＭ
Ｒ素子の側方に配置された永久磁石により、ＧＭＲ素子
に縦方向の磁気バイアスが印加されている。ＧＭＲ素子
に縦方向の磁気バイアスを印加したとき、小さな信号磁
界に対しても優れた線形応答を得るためには、例えば、
ＧＭＲ素子にスピンバルブ構造を適用する必要がある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
再生ヘッドでは、ＧＭＲ素子にスピンバルブ構造を適用
した場合においても、小さな信号磁界に対しては、必ず
しも十分良好な線形応答を得ることができないという問
題があった。
再生ヘッドでは、ＧＭＲ素子にスピンバルブ構造を適用
した場合においても、小さな信号磁界に対しては、必ず
しも十分良好な線形応答を得ることができないという問
題があった。
【０００９】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、小さな信号磁界に対して十分な線形
応答を確保することが可能な磁気ヘッドおよびそれに対
する磁気バイアスの印加方法を提供することにある。
ので、その目的は、小さな信号磁界に対して十分な線形
応答を確保することが可能な磁気ヘッドおよびそれに対
する磁気バイアスの印加方法を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の観点に係
る磁気ヘッドは、再生ヘッドを含むものであり、再生ヘ
ッドが、導電性の磁気遮蔽材料により構成された上部シ
ールドと、導電性の磁気遮蔽材料により構成された下部
シールドと、上部シールドと下部シールドとの間にこれ
らと電気的に接続するように配設され、上部シールドま
たは下部シールドの一方から他方に向かう第１の電流を
通過させる積層構造をなす巨大磁気抵抗構造と、上部シ
ールドまたは下部シールドの一方と電気的に接続するよ
うに配設され、巨大磁気抵抗構造の積層面と直交する方
向に第２の電流を通過させるメタルピラーとを備えるよ
うにしたものである。
る磁気ヘッドは、再生ヘッドを含むものであり、再生ヘ
ッドが、導電性の磁気遮蔽材料により構成された上部シ
ールドと、導電性の磁気遮蔽材料により構成された下部
シールドと、上部シールドと下部シールドとの間にこれ
らと電気的に接続するように配設され、上部シールドま
たは下部シールドの一方から他方に向かう第１の電流を
通過させる積層構造をなす巨大磁気抵抗構造と、上部シ
ールドまたは下部シールドの一方と電気的に接続するよ
うに配設され、巨大磁気抵抗構造の積層面と直交する方
向に第２の電流を通過させるメタルピラーとを備えるよ
うにしたものである。
【００１１】本発明の第１の観点に係る磁気ヘッドで
は、積層構造をなす巨大磁気抵抗構造を挟んでこれと電
気的に接続された上部シールドおよび下部シールドにお
いて、一方から他方に向かって巨大磁気抵抗構造を第１
の電流が流れると、これに応じて、巨大磁気抵抗構造の
積層面と直交する方向に、上部シールドまたは下部シー
ルドの一方と電気的に接続されたメタルピラーを第２の
電流が流れる。
は、積層構造をなす巨大磁気抵抗構造を挟んでこれと電
気的に接続された上部シールドおよび下部シールドにお
いて、一方から他方に向かって巨大磁気抵抗構造を第１
の電流が流れると、これに応じて、巨大磁気抵抗構造の
積層面と直交する方向に、上部シールドまたは下部シー
ルドの一方と電気的に接続されたメタルピラーを第２の
電流が流れる。
【００１２】本発明の第２の観点に係る磁気ヘッドは、
再生ヘッドを含むものであり、再生ヘッドが、再生ギャ
ップを規定する一対の磁気シールドと、再生ギャップ中
に、一対の磁気シールドと電気的に接続するように配設
された積層構造をなす巨大磁気抵抗ピラーと、一対の磁
気シールドのうちの一方の磁気シールドと電気的に接続
され、巨大磁気抵抗ピラーと離間しかつ平行に配設され
た非磁性メタルピラーとを備え、巨大磁気抵抗ピラーの
積層面と直交する方向に、巨大磁気抵抗ピラーをセンス
電流が流れると共に、このセンス電流が非磁性メタルピ
ラーにも流れることにより、磁気バイアスが生じるよう
にしたものである。
再生ヘッドを含むものであり、再生ヘッドが、再生ギャ
ップを規定する一対の磁気シールドと、再生ギャップ中
に、一対の磁気シールドと電気的に接続するように配設
された積層構造をなす巨大磁気抵抗ピラーと、一対の磁
気シールドのうちの一方の磁気シールドと電気的に接続
され、巨大磁気抵抗ピラーと離間しかつ平行に配設され
た非磁性メタルピラーとを備え、巨大磁気抵抗ピラーの
積層面と直交する方向に、巨大磁気抵抗ピラーをセンス
電流が流れると共に、このセンス電流が非磁性メタルピ
ラーにも流れることにより、磁気バイアスが生じるよう
にしたものである。
【００１３】本発明の第２の観点に係る磁気ヘッドで
は、再生ギャップを規定する一方の磁気シールドから他
方の磁気シールドへ、巨大磁気抵抗ピラーの積層面と直
交する方向に巨大磁気抵抗ピラーをセンス電流が流れる
と、このセンス電流が、巨大磁気抵抗構造と離間しかつ
平行に配設された非磁性メタルピラーにも流れることに
より、磁気バイアスが生じる。
は、再生ギャップを規定する一方の磁気シールドから他
方の磁気シールドへ、巨大磁気抵抗ピラーの積層面と直
交する方向に巨大磁気抵抗ピラーをセンス電流が流れる
と、このセンス電流が、巨大磁気抵抗構造と離間しかつ
平行に配設された非磁性メタルピラーにも流れることに
より、磁気バイアスが生じる。
【００１４】本発明の磁気バイアスの印加方法は、巨大
磁気抵抗構造を含む再生ヘッドを備えた磁気ヘッドのう
ちの再生ヘッドに対して磁気バイアスを印加する方法で
あり、再生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流を流すステ
ップと、この電流により巨大磁気抵抗構造に磁気バイア
スを印加する印加ステップとを含むようにしたものであ
る。
磁気抵抗構造を含む再生ヘッドを備えた磁気ヘッドのう
ちの再生ヘッドに対して磁気バイアスを印加する方法で
あり、再生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流を流すステ
ップと、この電流により巨大磁気抵抗構造に磁気バイア
スを印加する印加ステップとを含むようにしたものであ
る。
【００１５】本発明の磁気バイアスの印加方法では、再
生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流が流れると、この電
流により磁気バイアスが発生し、この磁気バイアスが巨
大磁気抵抗ピラーに印加される。
生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流が流れると、この電
流により磁気バイアスが発生し、この磁気バイアスが巨
大磁気抵抗ピラーに印加される。
【００１６】本発明の第１の観点に係る磁気ヘッドで
は、第１の電流がセンス電流であり、この第１の電流が
第２の電流でもあるようにするのが好ましい。
は、第１の電流がセンス電流であり、この第１の電流が
第２の電流でもあるようにするのが好ましい。
【００１７】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、第２の電流が、巨大磁気抵抗構造に印加される
こととなる磁気バイアスを発生させるようにするのが好
ましい。
ドでは、第２の電流が、巨大磁気抵抗構造に印加される
こととなる磁気バイアスを発生させるようにするのが好
ましい。
【００１８】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、第２の電流が、巨大磁気抵抗に印加されること
となる縦方向または横方向の磁気バイアスを発生させる
ようにするのが好ましい。
ドでは、第２の電流が、巨大磁気抵抗に印加されること
となる縦方向または横方向の磁気バイアスを発生させる
ようにするのが好ましい。
【００１９】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、メタルピラーが、巨大磁気抵抗構造から所定の
距離だけ離れて配設されており、磁気バイアスの総量が
所定の距離に基づいて決定されるようにしてもよい。
ドでは、メタルピラーが、巨大磁気抵抗構造から所定の
距離だけ離れて配設されており、磁気バイアスの総量が
所定の距離に基づいて決定されるようにしてもよい。
【００２０】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、メタルピラーが、巨大磁気抵抗構造に印加され
ることとなる横方向の磁気バイアスを発生させるための
ものであり、巨大磁気抵抗構造の側方に配設されるよう
にしてもよい。
ドでは、メタルピラーが、巨大磁気抵抗構造に印加され
ることとなる横方向の磁気バイアスを発生させるための
ものであり、巨大磁気抵抗構造の側方に配設されるよう
にしてもよい。
【００２１】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、メタルピラーが、巨大磁気抵抗構造に印加され
ることとなる縦方向の磁気バイアスを発生させるための
ものであり、巨大磁気抵抗構造の後方に配設されるよう
にしてもよい。
ドでは、メタルピラーが、巨大磁気抵抗構造に印加され
ることとなる縦方向の磁気バイアスを発生させるための
ものであり、巨大磁気抵抗構造の後方に配設されるよう
にしてもよい。
【００２２】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、巨大磁気抵抗構造が、スピンバルブ構造を含ん
で構成されるようにするのが好ましい。
ドでは、巨大磁気抵抗構造が、スピンバルブ構造を含ん
で構成されるようにするのが好ましい。
【００２３】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、巨大磁気抵抗構造が、磁界がゼロのときに隣り
合う層との間で反強磁性的に結合することとなる強磁性
層が積層された二重スピンバルブ構造，［Ｆ１／ＮＭ／
Ｆ２／ＮＭ］n の構成をなす混成スピンバルブ構造（た
だし、Ｆ１，Ｆ２は互いに保持力が大きく異なる強磁性
層，ＮＭは非磁性層），または［Ｆ／ＮＭ］n の構成を
なす多層構造（ただし、Ｆは強磁性層）を含んで構成さ
れるようにしてもよい。
ドでは、巨大磁気抵抗構造が、磁界がゼロのときに隣り
合う層との間で反強磁性的に結合することとなる強磁性
層が積層された二重スピンバルブ構造，［Ｆ１／ＮＭ／
Ｆ２／ＮＭ］n の構成をなす混成スピンバルブ構造（た
だし、Ｆ１，Ｆ２は互いに保持力が大きく異なる強磁性
層，ＮＭは非磁性層），または［Ｆ／ＮＭ］n の構成を
なす多層構造（ただし、Ｆは強磁性層）を含んで構成さ
れるようにしてもよい。
【００２４】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、さらに、上部シールドと磁気抵抗構造との間に
これらと電気的に接続するように配設された第１の非磁
性メタルギャップと、下部シールドと磁気抵抗構造との
間にこれらと電気的に接続するように配設された第２の
非磁性メタルギャップとを備えるようにしてもよい。
ドでは、さらに、上部シールドと磁気抵抗構造との間に
これらと電気的に接続するように配設された第１の非磁
性メタルギャップと、下部シールドと磁気抵抗構造との
間にこれらと電気的に接続するように配設された第２の
非磁性メタルギャップとを備えるようにしてもよい。
【００２５】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、巨大磁気抵抗構造の高さが１０ｎｍより大きく
１００より小さい範囲内となるようにするのが好まし
い。
ドでは、巨大磁気抵抗構造の高さが１０ｎｍより大きく
１００より小さい範囲内となるようにするのが好まし
い。
【００２６】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、巨大磁気抵抗構造の高さが１００ｎｍ未満とな
るようにするのが好ましい。
ドでは、巨大磁気抵抗構造の高さが１００ｎｍ未満とな
るようにするのが好ましい。
【００２７】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、第１の電流の電流密度が１００ＭＡ／ｃｍ2 以
上１０００ＭＡ／ｃｍ2 以下の範囲内となるようにする
のが好ましい。
ドでは、第１の電流の電流密度が１００ＭＡ／ｃｍ2 以
上１０００ＭＡ／ｃｍ2 以下の範囲内となるようにする
のが好ましい。
【００２８】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、メタルピラーの高さが２００ｎｍ以上８００ｎ
ｍ以下の範囲内となるようにするのが好ましい。
ドでは、メタルピラーの高さが２００ｎｍ以上８００ｎ
ｍ以下の範囲内となるようにするのが好ましい。
【００２９】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、さらに、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内
の距離だけ巨大磁気抵抗構造からメタルピラーを隔て、
メタルピラーを磁気抵抗構造から電気的に分離するため
の酸化物を備えるようにしてもよい。
ドでは、さらに、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下の範囲内
の距離だけ巨大磁気抵抗構造からメタルピラーを隔て、
メタルピラーを磁気抵抗構造から電気的に分離するため
の酸化物を備えるようにしてもよい。
【００３０】また、本発明の第１の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、巨大磁気抵抗構造およびメタルピラーが、第１
の電流または第２の電流が流れる方向と直交する共通の
面に関して対称な形状をなすようにそれぞれ配設される
ようにするのが好ましい。
ドでは、巨大磁気抵抗構造およびメタルピラーが、第１
の電流または第２の電流が流れる方向と直交する共通の
面に関して対称な形状をなすようにそれぞれ配設される
ようにするのが好ましい。
【００３１】本発明の第２の観点に係る磁気ヘッドで
は、さらに、一対の磁気シールドを巨大磁気抵抗ピラー
に連結するように配設された非磁性メタルギャップを備
えるようにしてもよい。
は、さらに、一対の磁気シールドを巨大磁気抵抗ピラー
に連結するように配設された非磁性メタルギャップを備
えるようにしてもよい。
【００３２】また、本発明の第２の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、磁気バイアスの総量が、巨大磁気抵抗ピラーと
非磁性メタルピラーとの間の距離に基づいて決定される
ようにしてもよい。
ドでは、磁気バイアスの総量が、巨大磁気抵抗ピラーと
非磁性メタルピラーとの間の距離に基づいて決定される
ようにしてもよい。
【００３３】また、本発明の第２の観点に係る磁気ヘッ
ドでは、巨大磁気抵抗ピラーに縦方向または横方向の磁
気バイアスが印加されるようにするのが好ましい。
ドでは、巨大磁気抵抗ピラーに縦方向または横方向の磁
気バイアスが印加されるようにするのが好ましい。
【００３４】本発明の磁気バイアスの印加方法では、印
加ステップにおいて、縦方向または横方向の磁気バイア
スを巨大磁気抵抗構造に印加するようにするのが好まし
い。
加ステップにおいて、縦方向または横方向の磁気バイア
スを巨大磁気抵抗構造に印加するようにするのが好まし
い。
【００３５】また、本発明の磁気バイアスの印加方法で
は、再生ヘッドが、巨大磁気抵抗構造と電気的に接続さ
れたメタルピラーを含むようにし、印加ステップが、メ
タルピラーに電流を流すステップを含むようにしてもよ
い。
は、再生ヘッドが、巨大磁気抵抗構造と電気的に接続さ
れたメタルピラーを含むようにし、印加ステップが、メ
タルピラーに電流を流すステップを含むようにしてもよ
い。
【００３６】また、本発明の磁気バイアスの印加方法で
は、巨大磁気抵抗構造とメタルピラーとの間の距離に基
づいて、巨大磁気抵抗構造に印加される磁気バイアスの
総量を決定するようにしてもよい。
は、巨大磁気抵抗構造とメタルピラーとの間の距離に基
づいて、巨大磁気抵抗構造に印加される磁気バイアスの
総量を決定するようにしてもよい。
【００３７】また、本発明の磁気バイアスの印加方法で
は、再生ヘッドが、さらに、巨大磁気抵抗構造とメタル
ピラーとの間に酸化物を含むようにし、この酸化物によ
りメタルピラーを巨大磁気抵抗構造から電気的に分離す
るようにしてもよい。
は、再生ヘッドが、さらに、巨大磁気抵抗構造とメタル
ピラーとの間に酸化物を含むようにし、この酸化物によ
りメタルピラーを巨大磁気抵抗構造から電気的に分離す
るようにしてもよい。
【００３８】
【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００３９】［第１の実施の形態］ ＜薄膜磁気ヘッドの構成＞まず、図１〜図３を参照し
て、本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドとして
の複合型薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。な
お、本発明の磁気バイアスの印加方法は、本実施の形態
に係る薄膜磁気ヘッドに対して磁気バイアスを印加する
ことにより具現化されるので、以下併せて説明する。図
１は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの要部（再生
ヘッド）の斜視構成を表すものである。図２は図１に示
した薄膜磁気ヘッドのＸＺ面に沿った断面構成を表し、
図３はＹＺ面に沿った断面構成を表している。図１〜図
３に示した薄膜磁気ヘッドにおいて、図示した要部以外
の部分（記録ヘッド等）の構成は、例えば、上記「従来
の技術」の項において図１１に示した場合と同様であ
る。なお、以下では、図中のＹ軸方向における手前側を
「前側（または前方）」，奥側を「後側（または後
方）」とそれぞれ表記すると共に、Ｚ軸方向における寸
法を「高さ」と表記し、以降も同様とする。
て、本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドとして
の複合型薄膜磁気ヘッドの構成について説明する。な
お、本発明の磁気バイアスの印加方法は、本実施の形態
に係る薄膜磁気ヘッドに対して磁気バイアスを印加する
ことにより具現化されるので、以下併せて説明する。図
１は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドの要部（再生
ヘッド）の斜視構成を表すものである。図２は図１に示
した薄膜磁気ヘッドのＸＺ面に沿った断面構成を表し、
図３はＹＺ面に沿った断面構成を表している。図１〜図
３に示した薄膜磁気ヘッドにおいて、図示した要部以外
の部分（記録ヘッド等）の構成は、例えば、上記「従来
の技術」の項において図１１に示した場合と同様であ
る。なお、以下では、図中のＹ軸方向における手前側を
「前側（または前方）」，奥側を「後側（または後
方）」とそれぞれ表記すると共に、Ｚ軸方向における寸
法を「高さ」と表記し、以降も同様とする。
【００４０】この薄膜磁気ヘッドは、主に、下部シール
ド１０と、これに対向配置され、下部シールド１０と共
に再生ギャップを規定する上部シールド８０と、再生ギ
ャップ内に配設されたＣＰＰ−ＭＲピラー３０とが、再
生ヘッドの支持体としての基体１上に設けられた構成を
なしている。基体１は、例えばアルティック（Ａｌ2Ｏ
3 ・ＴｉＣ）などを含んで構成されている。
ド１０と、これに対向配置され、下部シールド１０と共
に再生ギャップを規定する上部シールド８０と、再生ギ
ャップ内に配設されたＣＰＰ−ＭＲピラー３０とが、再
生ヘッドの支持体としての基体１上に設けられた構成を
なしている。基体１は、例えばアルティック（Ａｌ2Ｏ
3 ・ＴｉＣ）などを含んで構成されている。
【００４１】下部シールド１０および上部シールド８０
は、例えばコバルトジルコニウムニオブ合金（ＣｏＺｒ
Ｎｂ），コバルトジルコニウムタンタル合金（ＣｏＺｒ
Ｔａ），ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの導電性の磁
気遮蔽材料により構成されている。下部シールド１０
は、ほぼ平板状をなしている。上部シールド８０は、下
部シールド１０との間の距離が前方において小さく、後
方において大きくなるようなクランク状をなしている。
は、例えばコバルトジルコニウムニオブ合金（ＣｏＺｒ
Ｎｂ），コバルトジルコニウムタンタル合金（ＣｏＺｒ
Ｔａ），ニッケル鉄合金（ＮｉＦｅ）などの導電性の磁
気遮蔽材料により構成されている。下部シールド１０
は、ほぼ平板状をなしている。上部シールド８０は、下
部シールド１０との間の距離が前方において小さく、後
方において大きくなるようなクランク状をなしている。
【００４２】下部シールド１０とＣＰＰ−ＭＲピラー３
０との間には非磁性メタルギャップ２０が配設されてお
り、この非磁性メタルギャップ２０を介して下部シール
ド１０とＣＰＰ−ＭＲピラー３０とが互いに電気的に接
続されている。また、上部シールド８０の前方部とＣＰ
Ｐ−ＭＲピラー３０との間には非磁性メタルギャップ４
０が配設されており、この非磁性メタルギャップ４０を
介して上部シールド８０とＣＰＰ−ＭＲピラー３０とが
互いに電気的に接続されている。すなわち、下部シール
ド１０，非磁性メタルギャップ２０，ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０，非磁性メタルギャップ４０，上部シールド８０
により、電流経路が構成されている。非磁性メタルギャ
ップ２０，４０は、例えばチタン（Ｔｉ），タングステ
ン（Ｗ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ）など
の金属やこれらの組み合わせによる各種合金などの導電
性材料により構成されている。下部シールド１０および
非磁性メタルギャップ２０並びに非磁性メタルギャップ
４０および上部シールド８０は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３
０を通電させるための電極として機能する。ここで、非
磁性メタルギャップ４０が本発明における「第１の非磁
性メタルギャップ」の一具体例に対応し、非磁性メタル
ギャップ２０が本発明における「第２の非磁性メタルギ
ャップ」の一具体例に対応し、非磁性メタルギャップ２
０，４０が本発明における「再生ギャップ」の一具体例
に対応する。
０との間には非磁性メタルギャップ２０が配設されてお
り、この非磁性メタルギャップ２０を介して下部シール
ド１０とＣＰＰ−ＭＲピラー３０とが互いに電気的に接
続されている。また、上部シールド８０の前方部とＣＰ
Ｐ−ＭＲピラー３０との間には非磁性メタルギャップ４
０が配設されており、この非磁性メタルギャップ４０を
介して上部シールド８０とＣＰＰ−ＭＲピラー３０とが
互いに電気的に接続されている。すなわち、下部シール
ド１０，非磁性メタルギャップ２０，ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０，非磁性メタルギャップ４０，上部シールド８０
により、電流経路が構成されている。非磁性メタルギャ
ップ２０，４０は、例えばチタン（Ｔｉ），タングステ
ン（Ｗ），ルテニウム（Ｒｕ），ロジウム（Ｒｈ）など
の金属やこれらの組み合わせによる各種合金などの導電
性材料により構成されている。下部シールド１０および
非磁性メタルギャップ２０並びに非磁性メタルギャップ
４０および上部シールド８０は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３
０を通電させるための電極として機能する。ここで、非
磁性メタルギャップ４０が本発明における「第１の非磁
性メタルギャップ」の一具体例に対応し、非磁性メタル
ギャップ２０が本発明における「第２の非磁性メタルギ
ャップ」の一具体例に対応し、非磁性メタルギャップ２
０，４０が本発明における「再生ギャップ」の一具体例
に対応する。
【００４３】下部シールド１０と上部シールド８０の前
方部との間の領域のうち、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０等の
配設領域以外の部分には、下部シールド１０と上部シー
ルド８０との間を電気的に分離するための酸化物５０が
配設されている。この酸化物５０は、例えば酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）や酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などによ
り構成されている。
方部との間の領域のうち、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０等の
配設領域以外の部分には、下部シールド１０と上部シー
ルド８０との間を電気的に分離するための酸化物５０が
配設されている。この酸化物５０は、例えば酸化アルミ
ニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）や酸化珪素（ＳｉＯ2 ）などによ
り構成されている。
【００４４】下部シールド１０と上部シールド８０の後
方部との間の空間には、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０から所
定の距離Ｄ（図３参照）だけ後方に離れて、例えばチタ
ン，タングステン，ルテニウム，ロジウムなどの金属や
これらの組み合わせによる各種合金などの導電性材料よ
りなる非磁性メタルピラー６０が配設されている。非磁
性メタルピラー６０は、その一端が下部シールド１０に
接続されており、他端が非磁性メタルピラー６０を通電
させるためのリード７０に接続されている。すなわち、
下部シールド１０，非磁性メタルピラー６０，リード７
０により、他の電流経路が構成されている。ＣＰＰ−Ｍ
Ｒピラー３０および非磁性メタルピラー６０は、例え
ば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心線（Ｙ軸）に対して
可能な限り垂直（縦方向）な磁界を発生させるために、
後述するセンス電流Ｉ１，Ｉ２が流れる方向と直交する
共通の面（ＸＹ面）に関して対称な形状をなすように、
言い換えれば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心と非磁性
メタルピラー６０の中心とが高さ方向において互いに一
致するように、それぞれ配設されている
方部との間の空間には、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０から所
定の距離Ｄ（図３参照）だけ後方に離れて、例えばチタ
ン，タングステン，ルテニウム，ロジウムなどの金属や
これらの組み合わせによる各種合金などの導電性材料よ
りなる非磁性メタルピラー６０が配設されている。非磁
性メタルピラー６０は、その一端が下部シールド１０に
接続されており、他端が非磁性メタルピラー６０を通電
させるためのリード７０に接続されている。すなわち、
下部シールド１０，非磁性メタルピラー６０，リード７
０により、他の電流経路が構成されている。ＣＰＰ−Ｍ
Ｒピラー３０および非磁性メタルピラー６０は、例え
ば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心線（Ｙ軸）に対して
可能な限り垂直（縦方向）な磁界を発生させるために、
後述するセンス電流Ｉ１，Ｉ２が流れる方向と直交する
共通の面（ＸＹ面）に関して対称な形状をなすように、
言い換えれば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心と非磁性
メタルピラー６０の中心とが高さ方向において互いに一
致するように、それぞれ配設されている
【００４５】ＣＰＰ−ＭＲピラー３０は、ＧＭＲ効果を
利用したＣＰＰ−ＭＲ構造の再生素子であり、積層構造
をなしている。このＣＰＰ−ＭＲピラー３０は、例えば
［Ｆ１／ＮＭ／Ｆ２／ＮＭ］n の構成をなす混成スピン
バルブ構造（ただし、Ｆ１，Ｆ２は保持力が互いに大き
く異なる強磁性層，ＮＭは例えば貴金属等よりなる非磁
性層）を含んで構成されており、その高さは約１００ｎ
ｍ未満、好ましくは約１０ｎｍより大きく約１００ｎｍ
より小さい範囲内である。なお、ＣＰＰ−ＭＲピラー３
０は、必ずしも上記した構成に限らず、例えば米国特許
第5668688号により開示された他の各種構成をなすスピ
ンバルブ構造を含んで構成されてもよい。この「他の各
種構成をなすスピンバルブ構造」としては、例えば、
（１）ピンド層が単層の強磁性層よりなるスピンバルブ
構造や、（２）ピンド層が［Ｆ／Ｒｕ（ルテニウム）／
Ｆ］の構成をなす積層体（シンセティックピンド層；た
だし、Ｆは強磁性層）よりなるシンセティックピンドス
ピンバルブ構造や、（３）上記（１）で説明したスピン
バルブ構造を２つ備えた二重スピンバルブ構造や、
（４）上記（２）で説明したシンセティックピンドスピ
ンバルブ構造を２つ備えた二重スピンバルブ構造などが
挙げられる。
利用したＣＰＰ−ＭＲ構造の再生素子であり、積層構造
をなしている。このＣＰＰ−ＭＲピラー３０は、例えば
［Ｆ１／ＮＭ／Ｆ２／ＮＭ］n の構成をなす混成スピン
バルブ構造（ただし、Ｆ１，Ｆ２は保持力が互いに大き
く異なる強磁性層，ＮＭは例えば貴金属等よりなる非磁
性層）を含んで構成されており、その高さは約１００ｎ
ｍ未満、好ましくは約１０ｎｍより大きく約１００ｎｍ
より小さい範囲内である。なお、ＣＰＰ−ＭＲピラー３
０は、必ずしも上記した構成に限らず、例えば米国特許
第5668688号により開示された他の各種構成をなすスピ
ンバルブ構造を含んで構成されてもよい。この「他の各
種構成をなすスピンバルブ構造」としては、例えば、
（１）ピンド層が単層の強磁性層よりなるスピンバルブ
構造や、（２）ピンド層が［Ｆ／Ｒｕ（ルテニウム）／
Ｆ］の構成をなす積層体（シンセティックピンド層；た
だし、Ｆは強磁性層）よりなるシンセティックピンドス
ピンバルブ構造や、（３）上記（１）で説明したスピン
バルブ構造を２つ備えた二重スピンバルブ構造や、
（４）上記（２）で説明したシンセティックピンドスピ
ンバルブ構造を２つ備えた二重スピンバルブ構造などが
挙げられる。
【００４６】これらの下部シールド１０，非磁性メタル
ギャップ２０，４０，ＣＰＰ−ＭＲピラー３０，酸化物
５０，上部シールド８０は、前方において同一面（ＡＢ
Ｓ面）５を形成している。
ギャップ２０，４０，ＣＰＰ−ＭＲピラー３０，酸化物
５０，上部シールド８０は、前方において同一面（ＡＢ
Ｓ面）５を形成している。
【００４７】なお、下部シールド１０と上部シールド８
０の後方部との間の空間のうち、非磁性メタルピラー６
０やリード７０の配設領域以外の部分には、酸化物５０
と同様の材質よりなる酸化物９０が配設されている。こ
の酸化物９０により、非磁性メタルピラー６０はその周
辺から電気的に分離されている。
０の後方部との間の空間のうち、非磁性メタルピラー６
０やリード７０の配設領域以外の部分には、酸化物５０
と同様の材質よりなる酸化物９０が配設されている。こ
の酸化物９０により、非磁性メタルピラー６０はその周
辺から電気的に分離されている。
【００４８】＜薄膜磁気ヘッドの動作＞次に、図１〜図
３を参照して、薄膜磁気ヘッドの動作について説明す
る。図２よび図３に示した矢印は、センス電流の流れを
示している。
３を参照して、薄膜磁気ヘッドの動作について説明す
る。図２よび図３に示した矢印は、センス電流の流れを
示している。
【００４９】この薄膜磁気ヘッドでは、再生時におい
て、例えば上部シールド８０から下部シールド１０に向
かってＣＰＰ−ＭＲピラー３０にセンス電流Ｉ１が流れ
ると、このセンス電流Ｉ１が、下部シールド１０からリ
ード７０へ、センス電流Ｉ１に対して平行かつ逆向き、
すなわちＣＰＰ−ＭＲピラー３０の積層面に直交する方
向に、非磁性メタルピラー６０にも流れる（センス電流
Ｉ２）。そして、このセンス電流Ｉ２により縦方向の磁
気バイアスが生じ、この縦方向の磁気バイアスがＣＰＰ
−ＭＲピラー３０に印加される。磁気ディスクなどの磁
気記録媒体により生じた信号磁界に応じてＣＰＰ−ＭＲ
ピラー３０の抵抗値が変化するため、その抵抗変化を電
流変化として検出することにより、磁気ディスクに記録
されている情報が再生される。ＣＰＰ−ＭＲピラー３０
の動作点は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０と非磁性メタルピ
ラー６０との間の距離Ｄ、センス電流の電流密度または
非磁性メタルピラー６０の高さｈを変化させることによ
り最適化することが可能である。ここで、センス電流Ｉ
１が本発明における「第１の電流」の一具体例に対応
し、センス電流Ｉ２が本発明における「第２の電流」の
一具体例に対応する。
て、例えば上部シールド８０から下部シールド１０に向
かってＣＰＰ−ＭＲピラー３０にセンス電流Ｉ１が流れ
ると、このセンス電流Ｉ１が、下部シールド１０からリ
ード７０へ、センス電流Ｉ１に対して平行かつ逆向き、
すなわちＣＰＰ−ＭＲピラー３０の積層面に直交する方
向に、非磁性メタルピラー６０にも流れる（センス電流
Ｉ２）。そして、このセンス電流Ｉ２により縦方向の磁
気バイアスが生じ、この縦方向の磁気バイアスがＣＰＰ
−ＭＲピラー３０に印加される。磁気ディスクなどの磁
気記録媒体により生じた信号磁界に応じてＣＰＰ−ＭＲ
ピラー３０の抵抗値が変化するため、その抵抗変化を電
流変化として検出することにより、磁気ディスクに記録
されている情報が再生される。ＣＰＰ−ＭＲピラー３０
の動作点は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０と非磁性メタルピ
ラー６０との間の距離Ｄ、センス電流の電流密度または
非磁性メタルピラー６０の高さｈを変化させることによ
り最適化することが可能である。ここで、センス電流Ｉ
１が本発明における「第１の電流」の一具体例に対応
し、センス電流Ｉ２が本発明における「第２の電流」の
一具体例に対応する。
【００５０】＜ＣＰＰ−ＭＲピラーについての実験結果
＞次に、図４〜図８を参照して、再生ヘッドについての
一連の実験結果について説明する。
＞次に、図４〜図８を参照して、再生ヘッドについての
一連の実験結果について説明する。
【００５１】まず、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の面積＝約
１００×１００ｎｍ2 ，高さ＝約５０ｎｍ，非磁性メタ
ルピラー６０の高さｈ＝約４００ｎｍ，センス電流の電
流密度＝約２００ＭＡ／ｃｍ2 の条件下において、距離
Ｄを変化させながら、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に印加さ
れる磁気バイアス量を調べたところ、図４に示した結果
が得られた。図４は距離Ｄと磁気バイアス量Ｈとの相関
に係る実験結果を表すものであり、横軸は距離Ｄ（ｎ
ｍ），縦軸は磁気バイアスの発生量Ｈ（ｋＡ／ｍ）をそ
れぞれ示している。
１００×１００ｎｍ2 ，高さ＝約５０ｎｍ，非磁性メタ
ルピラー６０の高さｈ＝約４００ｎｍ，センス電流の電
流密度＝約２００ＭＡ／ｃｍ2 の条件下において、距離
Ｄを変化させながら、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に印加さ
れる磁気バイアス量を調べたところ、図４に示した結果
が得られた。図４は距離Ｄと磁気バイアス量Ｈとの相関
に係る実験結果を表すものであり、横軸は距離Ｄ（ｎ
ｍ），縦軸は磁気バイアスの発生量Ｈ（ｋＡ／ｍ）をそ
れぞれ示している。
【００５２】図４に示した結果から、ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０に印加される磁気バイアス量は、距離Ｄの増減に
応じて減増した。このことから、距離Ｄを変化させるこ
とにより、磁気バイアス量を調整可能であることが確認
された。
ー３０に印加される磁気バイアス量は、距離Ｄの増減に
応じて減増した。このことから、距離Ｄを変化させるこ
とにより、磁気バイアス量を調整可能であることが確認
された。
【００５３】続いて、軟質磁性層をニッケル鉄合金（Ｎ
ｉ：８１重量％，Ｆｅ：１９重量％）とすると共に，コ
バルト単体よりも飽和磁界を小さくすべく、硬質磁性層
をコバルト鉄合金（Ｃｏ：９５重量％，Ｆｅ：５重量
％）とし、［ＮｉＦｅ（２ｎｍ厚）／Ｃｕ（銅；２．５
ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（コバルト鉄合金；２ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（２．５ｎｍ厚）］5 の多層構成をなす混成スピンバ
ルブ構造を含むＣＰＰ−ＭＲピラー３０について、信号
磁界の強度を変化させながら抵抗値を調べたところ、図
５〜図７に示した結果が得られた。図５〜図７は信号磁
界の強度と抵抗値との相関に係る実験結果を表すもので
あり、図５は磁気バイアスを印加しない場合，図６は距
離Ｄ＝約２００ｎｍとし、縦方向の磁気バイアスを印加
した場合，図７は距離Ｄ＝約１００ｎｍとし、縦方向の
磁気バイアスを印加した場合をそれぞれ示している。各
図中の横軸は信号磁界の強度Ｈ（ｋＡ／ｍ），縦軸は抵
抗値Ｒ（Ω）をそれぞれ示している。なお、実験時に
は、磁気シールド（下部シールド１０，上部シールド８
０）を設けず、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の面積，非磁性
メタルピラー６０の高さｈ，センス電流の電流密度など
の条件は図４に示した場合と同様とした。
ｉ：８１重量％，Ｆｅ：１９重量％）とすると共に，コ
バルト単体よりも飽和磁界を小さくすべく、硬質磁性層
をコバルト鉄合金（Ｃｏ：９５重量％，Ｆｅ：５重量
％）とし、［ＮｉＦｅ（２ｎｍ厚）／Ｃｕ（銅；２．５
ｎｍ厚）／ＣｏＦｅ（コバルト鉄合金；２ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（２．５ｎｍ厚）］5 の多層構成をなす混成スピンバ
ルブ構造を含むＣＰＰ−ＭＲピラー３０について、信号
磁界の強度を変化させながら抵抗値を調べたところ、図
５〜図７に示した結果が得られた。図５〜図７は信号磁
界の強度と抵抗値との相関に係る実験結果を表すもので
あり、図５は磁気バイアスを印加しない場合，図６は距
離Ｄ＝約２００ｎｍとし、縦方向の磁気バイアスを印加
した場合，図７は距離Ｄ＝約１００ｎｍとし、縦方向の
磁気バイアスを印加した場合をそれぞれ示している。各
図中の横軸は信号磁界の強度Ｈ（ｋＡ／ｍ），縦軸は抵
抗値Ｒ（Ω）をそれぞれ示している。なお、実験時に
は、磁気シールド（下部シールド１０，上部シールド８
０）を設けず、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の面積，非磁性
メタルピラー６０の高さｈ，センス電流の電流密度など
の条件は図４に示した場合と同様とした。
【００５４】図５〜図７に示した結果から、以下のこと
が確認された。すなわち、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に磁
気バイアスを印加しない場合（図５参照）には、典型的
な蝶型のＲ−Ｈ曲線が得られた。これに対して、ＣＰＰ
−ＭＲピラー３０の後方に配設された非磁性メタルピラ
ー６０にセンス電流を流し、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に
縦方向の磁気バイアスを印加すると（図６，図７参
照）、Ｒ−Ｈ曲線が左方向にシフトした。距離Ｄ＝約１
００ｎｍとした場合（図７参照）は、距離Ｄ＝約２００
ｎｍとした場合（図６参照）よりもＲ−Ｈ曲線のシフト
量が大きくなり、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に対する磁気
バイアスの印加状態がより良好となった。このことか
ら、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の動作点を最適化するため
には、距離Ｄを約１００ｎｍ〜２００ｎｍとすればよい
ことが確認された。
が確認された。すなわち、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に磁
気バイアスを印加しない場合（図５参照）には、典型的
な蝶型のＲ−Ｈ曲線が得られた。これに対して、ＣＰＰ
−ＭＲピラー３０の後方に配設された非磁性メタルピラ
ー６０にセンス電流を流し、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に
縦方向の磁気バイアスを印加すると（図６，図７参
照）、Ｒ−Ｈ曲線が左方向にシフトした。距離Ｄ＝約１
００ｎｍとした場合（図７参照）は、距離Ｄ＝約２００
ｎｍとした場合（図６参照）よりもＲ−Ｈ曲線のシフト
量が大きくなり、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に対する磁気
バイアスの印加状態がより良好となった。このことか
ら、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の動作点を最適化するため
には、距離Ｄを約１００ｎｍ〜２００ｎｍとすればよい
ことが確認された。
【００５５】続いて、Ｔａ（タンタル；３ｎｍ厚）／Ｐ
ｔＭｎ（白金マンガン；１０ｎｍ厚）／Ｃｏ（２ｎｍ
厚）／Ｒｕ（０．８ｎｍ厚）／Ｃｏ（２．５ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．５ｎｍ厚）／Ｃｏ（１ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ
（３ｎｍ厚）／Ｃｏ（１ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．５ｎｍ
厚）／Ｃｏ（２ｎｍ厚）／Ｒｕ（０．８ｎｍ厚）／Ｃｏ
（２．５ｎｍ厚）／ＰｔＭｎ（１０ｎｍ厚）／Ｔａ（３
ｎｍ厚）の構成をなす単層フリー層型のスピンバルブ構
造よりなるＣＰＰ−ＭＲピラー３０について、磁気伝播
特性を調べたところ、図８に示した結果が得られた。図
８はＣＰＰ−ＭＲピラー３０の磁気伝播特性に係る実験
結果を表すものであり、横軸は信号磁界の強度Ｈ（ｋＡ
／ｍ），縦軸は抵抗値Ｒ（Ω）をそれぞれ示している。
図中の８Ａは磁気バイアスを印加しない場合，８Ｂは距
離Ｄ＝約２００ｎｍとし、縦方向の磁気バイアスを印加
した場合，８Ｃは距離Ｄ＝約１００ｎｍとし、縦方向の
磁気バイアスを印加した場合をそれぞれ示している。な
お、実験時には、磁気シールドを設けず、ＣＰＰ−ＭＲ
ピラー３０の面積，非磁性メタルピラー６０の高さｈ，
センス電流の電流密度などの条件は図４に示した場合と
同様とした。Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏの構成をなすシンセティ
ックピンド層を用いたスピンバルブ構造では、有効な交
換磁界の発生量が約１２０ｋＡ／ｍ（約１５００Ｏｅ）
より大きくなる。
ｔＭｎ（白金マンガン；１０ｎｍ厚）／Ｃｏ（２ｎｍ
厚）／Ｒｕ（０．８ｎｍ厚）／Ｃｏ（２．５ｎｍ厚）／
Ｃｕ（２．５ｎｍ厚）／Ｃｏ（１ｎｍ厚）／ＮｉＦｅ
（３ｎｍ厚）／Ｃｏ（１ｎｍ厚）／Ｃｕ（２．５ｎｍ
厚）／Ｃｏ（２ｎｍ厚）／Ｒｕ（０．８ｎｍ厚）／Ｃｏ
（２．５ｎｍ厚）／ＰｔＭｎ（１０ｎｍ厚）／Ｔａ（３
ｎｍ厚）の構成をなす単層フリー層型のスピンバルブ構
造よりなるＣＰＰ−ＭＲピラー３０について、磁気伝播
特性を調べたところ、図８に示した結果が得られた。図
８はＣＰＰ−ＭＲピラー３０の磁気伝播特性に係る実験
結果を表すものであり、横軸は信号磁界の強度Ｈ（ｋＡ
／ｍ），縦軸は抵抗値Ｒ（Ω）をそれぞれ示している。
図中の８Ａは磁気バイアスを印加しない場合，８Ｂは距
離Ｄ＝約２００ｎｍとし、縦方向の磁気バイアスを印加
した場合，８Ｃは距離Ｄ＝約１００ｎｍとし、縦方向の
磁気バイアスを印加した場合をそれぞれ示している。な
お、実験時には、磁気シールドを設けず、ＣＰＰ−ＭＲ
ピラー３０の面積，非磁性メタルピラー６０の高さｈ，
センス電流の電流密度などの条件は図４に示した場合と
同様とした。Ｃｏ／Ｒｕ／Ｃｏの構成をなすシンセティ
ックピンド層を用いたスピンバルブ構造では、有効な交
換磁界の発生量が約１２０ｋＡ／ｍ（約１５００Ｏｅ）
より大きくなる。
【００５６】図８に示した結果から、磁気バイアスを印
加しない場合（８Ａ）には、ＣＩＰ−ＭＲ構造について
の典型的なＲ−Ｈ特性に類似したＲ−Ｈ曲線が得られ
た。これに対して、縦方向の磁気バイアスを印加すると
（８Ｂ，８Ｃ参照）、Ｒ−Ｈ曲線中の直線領域の範囲が
広がり（直線領域の傾きが小さくなり）、その傾向は、
距離Ｄ＝約２００ｎｍとした場合（８Ｂ）よりも距離Ｄ
＝約１００ｎｍとした場合（８Ｃ）においてより顕著と
なった。距離Ｄ＝約１００ｎｍとした場合（８Ｃ）に
は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に過剰な磁気バイアスが印
加された状態となり、距離Ｄ＝約２００ｎｍとした場合
（８Ｂ）には、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に対する磁気バ
イアスの印加状態が良好となった。このことから、ＣＰ
Ｐ−ＭＲピラー３０の感度は、距離Ｄに依存することが
確認された。
加しない場合（８Ａ）には、ＣＩＰ−ＭＲ構造について
の典型的なＲ−Ｈ特性に類似したＲ−Ｈ曲線が得られ
た。これに対して、縦方向の磁気バイアスを印加すると
（８Ｂ，８Ｃ参照）、Ｒ−Ｈ曲線中の直線領域の範囲が
広がり（直線領域の傾きが小さくなり）、その傾向は、
距離Ｄ＝約２００ｎｍとした場合（８Ｂ）よりも距離Ｄ
＝約１００ｎｍとした場合（８Ｃ）においてより顕著と
なった。距離Ｄ＝約１００ｎｍとした場合（８Ｃ）に
は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に過剰な磁気バイアスが印
加された状態となり、距離Ｄ＝約２００ｎｍとした場合
（８Ｂ）には、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に対する磁気バ
イアスの印加状態が良好となった。このことから、ＣＰ
Ｐ−ＭＲピラー３０の感度は、距離Ｄに依存することが
確認された。
【００５７】なお、上記した図５〜図８では、磁気シー
ルド（下部シールド１０，上部シールド８０）を設けず
にＣＰＰ−ＭＲピラー３０の特性を調べた場合について
説明したが、これらの実験結果により確認されたＣＰＰ
−ＭＲピラー３０の特性は、磁気シールドを設けた場合
においてもほぼ同様に得られる。同じく、上記した図４
〜図８に示した実験結果により得られたＣＰＰ−ＭＲピ
ラー３０の特性は、このＣＰＰ−ＭＲピラー３０を含む
再生ヘッドを備えた薄膜磁気ヘッドにおいてもほぼ同様
に得られる。
ルド（下部シールド１０，上部シールド８０）を設けず
にＣＰＰ−ＭＲピラー３０の特性を調べた場合について
説明したが、これらの実験結果により確認されたＣＰＰ
−ＭＲピラー３０の特性は、磁気シールドを設けた場合
においてもほぼ同様に得られる。同じく、上記した図４
〜図８に示した実験結果により得られたＣＰＰ−ＭＲピ
ラー３０の特性は、このＣＰＰ−ＭＲピラー３０を含む
再生ヘッドを備えた薄膜磁気ヘッドにおいてもほぼ同様
に得られる。
【００５８】＜第１の実施の形態の作用および効果＞以
上説明したように、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドで
は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の後方に、下部シールド１
０と接続された非磁性メタルピラー６０を配設し、上部
シールド８０から下部シールド１０に向かってＣＰＰ−
ＭＲピラー３０にセンス電流Ｉ１が流れると、これに応
じて、センス電流Ｉ１に対して平行かつ逆向き（ＣＰＰ
−ＭＲピラー３０の積層面と交差する方向）に、センス
電流Ｉ２が非磁性メタルピラー６０を流れるようにした
（図３参照）。このような場合には、センス電流Ｉ２に
より縦方向の磁気バイアスが生じ、この縦方向の磁気バ
イアスがＣＰＰ−ＭＲピラー３０に印加される。したが
って、縦方向のバイアスの印加によりＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０の動作点が最適化されるため、図４〜図８に示し
た一連の特性結果から明らかなように、小さな信号磁界
に対して十分な線形応答を確保することができる。
上説明したように、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドで
は、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の後方に、下部シールド１
０と接続された非磁性メタルピラー６０を配設し、上部
シールド８０から下部シールド１０に向かってＣＰＰ−
ＭＲピラー３０にセンス電流Ｉ１が流れると、これに応
じて、センス電流Ｉ１に対して平行かつ逆向き（ＣＰＰ
−ＭＲピラー３０の積層面と交差する方向）に、センス
電流Ｉ２が非磁性メタルピラー６０を流れるようにした
（図３参照）。このような場合には、センス電流Ｉ２に
より縦方向の磁気バイアスが生じ、この縦方向の磁気バ
イアスがＣＰＰ−ＭＲピラー３０に印加される。したが
って、縦方向のバイアスの印加によりＣＰＰ−ＭＲピラ
ー３０の動作点が最適化されるため、図４〜図８に示し
た一連の特性結果から明らかなように、小さな信号磁界
に対して十分な線形応答を確保することができる。
【００５９】さらに、本実施の形態では、上記したＣＰ
Ｐ−ＭＲピラー３０の動作点の最適化により、バルクハ
ウゼンノイズの発生を抑制することもできる。
Ｐ−ＭＲピラー３０の動作点の最適化により、バルクハ
ウゼンノイズの発生を抑制することもできる。
【００６０】なお、本実施の形態では、薄膜磁気ヘッド
（再生ヘッド）を駆動させるために、上部シールド８０
から下部シールド１０に向かってセンス電流Ｉ１を流す
ようにしたが（図３参照）、必ずしもこれに限られるも
のではなく、下部シールド１０から上部シールド８０に
向かってセンス電流Ｉ１を流すようにしてもよい。この
場合には、リード７０から下部シールド１０に向かって
非磁性メタルピラー６０をセンス電流Ｉ２が流れ、この
センス電流Ｉ２により縦方向の磁気バイアスが生じるこ
ととなる。このような場合においても、上記実施の形態
の場合と同様の効果を得ることができる。
（再生ヘッド）を駆動させるために、上部シールド８０
から下部シールド１０に向かってセンス電流Ｉ１を流す
ようにしたが（図３参照）、必ずしもこれに限られるも
のではなく、下部シールド１０から上部シールド８０に
向かってセンス電流Ｉ１を流すようにしてもよい。この
場合には、リード７０から下部シールド１０に向かって
非磁性メタルピラー６０をセンス電流Ｉ２が流れ、この
センス電流Ｉ２により縦方向の磁気バイアスが生じるこ
ととなる。このような場合においても、上記実施の形態
の場合と同様の効果を得ることができる。
【００６１】また、本実施の形態では、センス電流Ｉ
１，Ｉ２の伝播経路として、主に、上部シールド８０，
ＣＰＰ−ＭＲピラー３０，下部シールド１０，非磁性メ
タルピラー６０およびリード７０により一つの連続的な
伝播経路を構成するようにしたが、必ずしもこれに限ら
れるものではなく、例えば、互いに独立した２つの伝播
経路、すなわちセンス電流Ｉ１の伝播経路およびセンス
電流Ｉ２の伝播経路を構成するようにしてもよい。
１，Ｉ２の伝播経路として、主に、上部シールド８０，
ＣＰＰ−ＭＲピラー３０，下部シールド１０，非磁性メ
タルピラー６０およびリード７０により一つの連続的な
伝播経路を構成するようにしたが、必ずしもこれに限ら
れるものではなく、例えば、互いに独立した２つの伝播
経路、すなわちセンス電流Ｉ１の伝播経路およびセンス
電流Ｉ２の伝播経路を構成するようにしてもよい。
【００６２】［第２の実施の形態］次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。
の実施の形態について説明する。
【００６３】まず、図９を参照して、本発明の第２の実
施の形態に係る磁気ヘッドとしての複合型薄膜磁気ヘッ
ドの構成について説明する。なお、本発明の磁気バイア
スの印加方法は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに
対して磁気バイアスを印加することにより具現化される
ので、以下併せて説明する。図９は本実施の形態に係る
薄膜磁気ヘッドの要部（再生ヘッド）のＸＺ面に沿った
断面構成を表すものであり、上記第１の実施の形態にお
いて示した図２に対応している。なお、図９では、上記
第１の実施の形態の図１〜図３に示した一連の構成要素
と同一の部分に同一の符号を付している。
施の形態に係る磁気ヘッドとしての複合型薄膜磁気ヘッ
ドの構成について説明する。なお、本発明の磁気バイア
スの印加方法は、本実施の形態に係る薄膜磁気ヘッドに
対して磁気バイアスを印加することにより具現化される
ので、以下併せて説明する。図９は本実施の形態に係る
薄膜磁気ヘッドの要部（再生ヘッド）のＸＺ面に沿った
断面構成を表すものであり、上記第１の実施の形態にお
いて示した図２に対応している。なお、図９では、上記
第１の実施の形態の図１〜図３に示した一連の構成要素
と同一の部分に同一の符号を付している。
【００６４】この薄膜磁気ヘッドでは、非磁性メタルピ
ラー６０がＣＰＰ−ＭＲピラー３０の後方に配設されて
いた上記第１の実施の形態の場合とは異なり、ＣＰＰ−
ＭＲピラー３０の側方に非磁性メタルピラー６０が配設
されている。ＣＰＰ−ＭＲピラー３０は、例えば［Ｆ／
ＮＭ］n の多層構造（ただし、Ｆ１，Ｆ２は強磁性層，
ＮＭは例えば貴金属等よりなる非磁性層）を含んで構成
されている。このＣＰＰ−ＭＲピラー３０では、磁界が
０のとき、隣り合う２つのＦ層が互いに反強磁性的に結
合される。ＣＰＰ−ＭＲピラー３０および非磁性メタル
ピラー６０は、例えば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心
線（Ｙ軸）に対して平行（横方向）な磁界を発生させる
ために、センス電流Ｉ１，Ｉ２が流れる方向と直交する
共通の面（ＸＹ面）に関して対称な形状をなすように、
言い換えれば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心と非磁性
メタルピラー６０の中心とが高さ方向において互いに一
致するように、それぞれ配設されている
ラー６０がＣＰＰ−ＭＲピラー３０の後方に配設されて
いた上記第１の実施の形態の場合とは異なり、ＣＰＰ−
ＭＲピラー３０の側方に非磁性メタルピラー６０が配設
されている。ＣＰＰ−ＭＲピラー３０は、例えば［Ｆ／
ＮＭ］n の多層構造（ただし、Ｆ１，Ｆ２は強磁性層，
ＮＭは例えば貴金属等よりなる非磁性層）を含んで構成
されている。このＣＰＰ−ＭＲピラー３０では、磁界が
０のとき、隣り合う２つのＦ層が互いに反強磁性的に結
合される。ＣＰＰ−ＭＲピラー３０および非磁性メタル
ピラー６０は、例えば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心
線（Ｙ軸）に対して平行（横方向）な磁界を発生させる
ために、センス電流Ｉ１，Ｉ２が流れる方向と直交する
共通の面（ＸＹ面）に関して対称な形状をなすように、
言い換えれば、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の中心と非磁性
メタルピラー６０の中心とが高さ方向において互いに一
致するように、それぞれ配設されている
【００６５】この薄膜磁気ヘッドでは、再生時におい
て、例えば上部シールド８０から下部シールド１０に向
かってＣＰＰ−ＭＲピラー３０にセンス電流Ｉ１が流れ
ると、上記第１の実施の形態の場合と同様に、下部シー
ルド１０からリード７０へ、センス電流Ｉ１に対して平
行かつ逆向きに非磁性メタルピラー６０にセンス電流Ｉ
２が流れる。このとき、センス電流Ｉ２により縦方向の
磁気バイアスが生じた上記第１の実施の形態の場合とは
異なり、横方向の磁気バイアスが生じ、この横方向の磁
気バイアスがＣＰＰ−ＭＲピラー３０に印加される。磁
気バイアスは、本明細書の紙面にほぼ直交し、例えば紙
面から本明細書を読んでいる読者に向かって発生する。
て、例えば上部シールド８０から下部シールド１０に向
かってＣＰＰ−ＭＲピラー３０にセンス電流Ｉ１が流れ
ると、上記第１の実施の形態の場合と同様に、下部シー
ルド１０からリード７０へ、センス電流Ｉ１に対して平
行かつ逆向きに非磁性メタルピラー６０にセンス電流Ｉ
２が流れる。このとき、センス電流Ｉ２により縦方向の
磁気バイアスが生じた上記第１の実施の形態の場合とは
異なり、横方向の磁気バイアスが生じ、この横方向の磁
気バイアスがＣＰＰ−ＭＲピラー３０に印加される。磁
気バイアスは、本明細書の紙面にほぼ直交し、例えば紙
面から本明細書を読んでいる読者に向かって発生する。
【００６６】ここで、［ＣｏＦｅ（２．５ｎｍ厚）／Ｃ
ｕ（２ｎｍ厚）］10の多層構造（スピンバルブ構造では
ない）よりなるＣＰＰ−ＭＲピラー３０について、信号
磁界の強度を変化させながら抵抗値を調べたところ、図
１０に示した結果が得られた。図１０は信号磁界の強度
と抵抗値との相関に係る実験結果を表すものであり、横
軸は信号磁界の強度Ｈ（ｋＡ／ｍ），縦軸は抵抗値Ｒ
（Ω）をそれぞれ示している。図１０中の１０Ａは磁気
バイアスを印加しない場合，１０Ｂは距離Ｄ＝約２００
ｎｍとし、横方向の磁気バイアスを印加した場合，１０
Ｃは距離Ｄ＝約１００ｎｍとし、横方向の磁気バイアス
を印加した場合をそれぞれ示している。なお、実験時に
は、磁気シールドを設けず、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の
面積＝約１００×１００ｎｍ2 ，非磁性メタルピラー６
０の高さｈ＝約４００ｎｍ，センス電流の電流密度＝約
２００ＭＡ／ｃｍ2 とした。
ｕ（２ｎｍ厚）］10の多層構造（スピンバルブ構造では
ない）よりなるＣＰＰ−ＭＲピラー３０について、信号
磁界の強度を変化させながら抵抗値を調べたところ、図
１０に示した結果が得られた。図１０は信号磁界の強度
と抵抗値との相関に係る実験結果を表すものであり、横
軸は信号磁界の強度Ｈ（ｋＡ／ｍ），縦軸は抵抗値Ｒ
（Ω）をそれぞれ示している。図１０中の１０Ａは磁気
バイアスを印加しない場合，１０Ｂは距離Ｄ＝約２００
ｎｍとし、横方向の磁気バイアスを印加した場合，１０
Ｃは距離Ｄ＝約１００ｎｍとし、横方向の磁気バイアス
を印加した場合をそれぞれ示している。なお、実験時に
は、磁気シールドを設けず、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の
面積＝約１００×１００ｎｍ2 ，非磁性メタルピラー６
０の高さｈ＝約４００ｎｍ，センス電流の電流密度＝約
２００ＭＡ／ｃｍ2 とした。
【００６７】図１０に示した結果から、以下のことが確
認された。すなわち、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に磁気バ
イアスを印加しない場合（１０Ａ）には、磁界＝０につ
いて左右対称なＲ−Ｈ曲線を示した。このとき、隣りな
う２つのＣｏＦｅ層間において強い反強磁性的結合が生
じるため、抵抗値は磁界＝０において最大となった。こ
れに対して、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の側方に配設され
た非磁性メタルピラー６０にセンス電流を流し、ＣＰＰ
−ＭＲピラー３０に横方向の磁気バイアスを印加すると
（１０Ｂ，１０Ｃ）、Ｒ−Ｈ曲線が左方向にシフトし、
小さい信号磁界強度により良好な線形応答が得られた。
距離Ｄ＝約１００ｎｍとした場合（１０Ｃ）は、距離Ｄ
＝約２００ｎｍとした場合（１０Ｂ）よりもＲ−Ｈ曲線
のシフト量が大きくなり、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に対
する磁気バイアスの印加状態がより良好となった。
認された。すなわち、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に磁気バ
イアスを印加しない場合（１０Ａ）には、磁界＝０につ
いて左右対称なＲ−Ｈ曲線を示した。このとき、隣りな
う２つのＣｏＦｅ層間において強い反強磁性的結合が生
じるため、抵抗値は磁界＝０において最大となった。こ
れに対して、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０の側方に配設され
た非磁性メタルピラー６０にセンス電流を流し、ＣＰＰ
−ＭＲピラー３０に横方向の磁気バイアスを印加すると
（１０Ｂ，１０Ｃ）、Ｒ−Ｈ曲線が左方向にシフトし、
小さい信号磁界強度により良好な線形応答が得られた。
距離Ｄ＝約１００ｎｍとした場合（１０Ｃ）は、距離Ｄ
＝約２００ｎｍとした場合（１０Ｂ）よりもＲ−Ｈ曲線
のシフト量が大きくなり、ＣＰＰ−ＭＲピラー３０に対
する磁気バイアスの印加状態がより良好となった。
【００６８】本実施の形態の薄膜磁気ヘッドでは、ＣＰ
Ｐ−ＭＲピラー３０の側方に非磁性メタルピラー６０を
配設し、上記第１の実施の形態の場合とは異なり、非磁
性メタルピラー６０にセンス電流Ｉ２が流れると、この
センス電流Ｉ２により横方向の磁気バイアスが生じるよ
うにした。このような場合には、ＣＰＰ−ＭＲピラー３
０に横方向の磁気バイアスが印加されることにより、再
生ヘッドが駆動する。したがって、図１０に示した一連
の特性結果に見られるように、上記第１の実施の形態の
場合と同様にＣＰＰ−ＭＲピラー３０の動作点が最適化
され、小さな信号磁界強度に対して十分な線形応答を確
保することができる。
Ｐ−ＭＲピラー３０の側方に非磁性メタルピラー６０を
配設し、上記第１の実施の形態の場合とは異なり、非磁
性メタルピラー６０にセンス電流Ｉ２が流れると、この
センス電流Ｉ２により横方向の磁気バイアスが生じるよ
うにした。このような場合には、ＣＰＰ−ＭＲピラー３
０に横方向の磁気バイアスが印加されることにより、再
生ヘッドが駆動する。したがって、図１０に示した一連
の特性結果に見られるように、上記第１の実施の形態の
場合と同様にＣＰＰ−ＭＲピラー３０の動作点が最適化
され、小さな信号磁界強度に対して十分な線形応答を確
保することができる。
【００６９】なお、本実施の形態の薄膜磁気ヘッドにつ
いての上記以外の構成，動作，作用，効果，変形等は、
上記第１の実施の形態の場合と同様である。
いての上記以外の構成，動作，作用，効果，変形等は、
上記第１の実施の形態の場合と同様である。
【００７０】以上、いくつかの実施の形態を挙げて本発
明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。具体的には、上記実施の
形態において説明した薄膜磁気ヘッドの構成や再生時に
おける磁気バイアスの印加方法等は、必ずしもこれに限
られるものではなく、非磁性メタルピラー５０を流れる
センス電流Ｉ２により縦方向または横方向の磁気バイア
スが生じ、この磁気バイアスがＣＰＰ−ＭＲピラー３０
に印加されることによりその動作点が最適化され、小さ
な信号磁界に対して十分な線形応答を確保することが可
能な限り、自由に変形可能である。本発明は、例えばハ
ードディスクドライブなどに搭載される磁気ヘッドの
他、磁気を利用した各種磁気検出装置などにも適用可能
である。
明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定され
ず、種々の変形が可能である。具体的には、上記実施の
形態において説明した薄膜磁気ヘッドの構成や再生時に
おける磁気バイアスの印加方法等は、必ずしもこれに限
られるものではなく、非磁性メタルピラー５０を流れる
センス電流Ｉ２により縦方向または横方向の磁気バイア
スが生じ、この磁気バイアスがＣＰＰ−ＭＲピラー３０
に印加されることによりその動作点が最適化され、小さ
な信号磁界に対して十分な線形応答を確保することが可
能な限り、自由に変形可能である。本発明は、例えばハ
ードディスクドライブなどに搭載される磁気ヘッドの
他、磁気を利用した各種磁気検出装置などにも適用可能
である。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１ないし請
求項１６のいずれか１項に記載の磁気ヘッドによれば、
上部シールドまたは下部シールドの一方と電気的に接続
されたメタルピラーを備え、巨大磁気抵抗構造に第１の
電流が流れると、これに応じてメタルピラーに第２の電
流が流れるようにしたので、第２の電流により磁気バイ
アスが生じ、この磁気バイアスが巨大磁気抵抗構造に対
して印加される。これにより、巨大磁気抵抗構造の動作
点が最適化されるため、小さい信号磁界に対して十分な
線形応答を確保することができる。
求項１６のいずれか１項に記載の磁気ヘッドによれば、
上部シールドまたは下部シールドの一方と電気的に接続
されたメタルピラーを備え、巨大磁気抵抗構造に第１の
電流が流れると、これに応じてメタルピラーに第２の電
流が流れるようにしたので、第２の電流により磁気バイ
アスが生じ、この磁気バイアスが巨大磁気抵抗構造に対
して印加される。これにより、巨大磁気抵抗構造の動作
点が最適化されるため、小さい信号磁界に対して十分な
線形応答を確保することができる。
【００７２】また、請求項１７ないし請求項２０のいず
れか１項に記載の磁気ヘッドによれば、巨大磁気抵抗ピ
ラーに流れたセンス電流が非磁性メタルピラーにも流
れ、このセンス電流により磁気バイアスが生じるように
したので、この磁気バイアスが巨大磁気抵抗ピラーに対
して印加されることにより、巨大磁気抵抗構造の動作点
が最適化され、小さい信号磁界に対して十分な線形応答
を確保することができる。
れか１項に記載の磁気ヘッドによれば、巨大磁気抵抗ピ
ラーに流れたセンス電流が非磁性メタルピラーにも流
れ、このセンス電流により磁気バイアスが生じるように
したので、この磁気バイアスが巨大磁気抵抗ピラーに対
して印加されることにより、巨大磁気抵抗構造の動作点
が最適化され、小さい信号磁界に対して十分な線形応答
を確保することができる。
【００７３】また、請求項２１ないし請求項２５のいず
れか１項に記載の磁気バイアスの印加方法によれば、再
生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流を流し、この電流に
より生じた磁気バイアスを再生ヘッドに印加するように
したので、巨大磁気抵抗構造に電流を流すことにより、
再生ヘッドに印加するための磁気バイアスを発生させる
ことができる。
れか１項に記載の磁気バイアスの印加方法によれば、再
生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流を流し、この電流に
より生じた磁気バイアスを再生ヘッドに印加するように
したので、巨大磁気抵抗構造に電流を流すことにより、
再生ヘッドに印加するための磁気バイアスを発生させる
ことができる。
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る磁気ヘッドの
斜視構成を表す斜視図である。
斜視構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した磁気ヘッドのＸＺ面に沿った断面
構成を表す断面図である。
構成を表す断面図である。
【図３】図１に示した磁気ヘッドのＹＺ面に沿った断面
構成を表す断面図である。
構成を表す断面図である。
【図４】再生ヘッドに関するＣＰＰ−ＭＲピラーと非磁
性メタルピラーとの間の距離と磁気バイアス量との相関
を表す図である。
性メタルピラーとの間の距離と磁気バイアス量との相関
を表す図である。
【図５】再生ヘッドに関する信号磁界の強度と抵抗値と
の相関（磁気バイアス印加せず）を表す図である。
の相関（磁気バイアス印加せず）を表す図である。
【図６】再生ヘッドに関する信号磁界の強度と抵抗値と
の相関（磁気バイアス印加，ＣＰＰ−ＭＲピラーと非磁
性メタルピラーとの間の距離＝約２００ｎｍ）を表す図
である。
の相関（磁気バイアス印加，ＣＰＰ−ＭＲピラーと非磁
性メタルピラーとの間の距離＝約２００ｎｍ）を表す図
である。
【図７】再生ヘッドに関する信号磁界の強度と抵抗値と
の相関（磁気バイアス印加，ＣＰＰ−ＭＲピラーと非磁
性メタルピラーとの間の距離Ｄ＝約１００ｎｍ）を表す
図である。
の相関（磁気バイアス印加，ＣＰＰ−ＭＲピラーと非磁
性メタルピラーとの間の距離Ｄ＝約１００ｎｍ）を表す
図である。
【図８】再生ヘッドに関する磁気伝播特性を表す図であ
る。
る。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る磁気ヘッドＸ
Ｚ面に沿った断面構成を表す断面図である。
Ｚ面に沿った断面構成を表す断面図である。
【図１０】再生ヘッドに関する信号磁界の強度と抵抗値
との相関を表す図である。
との相関を表す図である。
【図１１】一般的な薄膜磁気ヘッドにおける要部の概略
構成を表す図である
構成を表す図である
１…基体、５…ＡＢＳ面、１０…下部シールド、２０，
４０…非磁性メタルギャップ、３０…ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー、５０，９０…酸化物、６０…非磁性メタルピラー、
７０…リード、８０…上部シールド、Ｉ１，Ｉ２…セン
ス電流。
４０…非磁性メタルギャップ、３０…ＣＰＰ−ＭＲピラ
ー、５０，９０…酸化物、６０…非磁性メタルピラー、
７０…リード、８０…上部シールド、Ｉ１，Ｉ２…セン
ス電流。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G017 AA10 AD55 5D034 BA04 BA08 BA12 BA13 BA15 BA19 BB02 BB08 CA04 CA08 5E049 AC05 BA12 DB12
Claims (25)
- 【請求項１】 再生ヘッドを含む磁気ヘッドであって、 前記再生ヘッドが、 導電性の磁気遮蔽材料により構成された上部シールド
と、 導電性の磁気遮蔽材料により構成された下部シールド
と、 前記上部シールドと前記下部シールドとの間にこれらと
電気的に接続するように配設され、前記上部シールドま
たは前記下部シールドの一方から他方に向かう第１の電
流を通過させる積層構造をなす巨大磁気抵抗構造と、 前記上部シールドまたは前記下部シールドの一方と電気
的に接続するように配設され、前記巨大磁気抵抗構造の
積層面と直交する方向に第２の電流を通過させるメタル
ピラーとを備えたことを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項２】 前記第１の電流はセンス電流であり、こ
の第１の電流が前記第２の電流でもあることを特徴とす
る請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項３】 前記第２の電流は、前記巨大磁気抵抗構
造に印加されることとなる磁気バイアスを発生させるも
のであることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項４】 前記第２の電流は、前記巨大磁気抵抗構
造に印加されることとなる縦方向または横方向の磁気バ
イアスを発生させるものであることを特徴とする請求項
１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項５】 前記メタルピラーは、前記巨大磁気抵抗
構造から所定の距離だけ離れて配設されており、 磁気バイアスの総量は前記所定の距離に基づいて決定さ
れることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項６】 前記メタルピラーは、前記巨大磁気抵抗
構造に印加されることとなる横方向の磁気バイアスを発
生させるためのものであり、前記巨大磁気抵抗構造の側
方に配設されていることを特徴とする請求項１記載の磁
気ヘッド。 - 【請求項７】 前記メタルピラーは、前記巨大磁気抵抗
構造に印加されることとなる縦方向の磁気バイアスを発
生させるためのものであり、前記巨大磁気抵抗構造の後
方に配設されていることを特徴とする請求項１記載の磁
気ヘッド。 - 【請求項８】 前記巨大磁気抵抗構造は、スピンバルブ
構造を含んで構成されていることを特徴とする請求項１
記載の磁気ヘッド。 - 【請求項９】 前記巨大磁気抵抗構造は、磁界がゼロの
ときに隣り合う層ととの間で反強磁性的に結合すること
となる強磁性層が積層された、二重スピンバルブ構造，
［Ｆ１／ＮＭ／Ｆ２／ＮＭ］n の構成をなす混成スピン
バルブ構造（ただし、Ｆ１，Ｆ２は互いに保持力が大き
く異なる強磁性層，ＮＭは非磁性層），または［Ｆ／Ｎ
Ｍ］n の構成をなす多層構造（ただし、Ｆは強磁性層）
を含んで構成されていることを特徴とする請求項１記載
の磁気ヘッド。 - 【請求項１０】 さらに、前記上部シールドと前記巨大
磁気抵抗構造との間にこれらと電気的に接続するように
配設された第１の非磁性メタルギャップと、 前記下部シールドと前記巨大磁気抵抗構造との間にこれ
らと電気的に接続するように配設された第２の非磁性メ
タルギャップとを備えたことを特徴とする請求項１記載
の磁気ヘッド。 - 【請求項１１】 前記巨大磁気抵抗構造の高さは、１０
ｎｍより大きく１００ｎｍより小さい範囲内であること
を特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１２】 前記巨大磁気抵抗構造の高さは、１０
０ｎｍ未満であることを特徴とする請求項１記載の磁気
ヘッド。 - 【請求項１３】 前記第１の電流の電流密度は、１００
ＭＡ／ｃｍ2 以上１０００ＭＡ／ｃｍ2 以下の範囲内で
あることを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１４】 前記メタルピラーの高さは、２００ｎ
ｍ以上８００ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とする
請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１５】 さらに、５０ｎｍ以上３００ｎｍ以下
の範囲内の距離だけ前記巨大磁気抵抗構造から前記メタ
ルピラーを隔て、前記メタルピラーを前記巨大磁気抵抗
構造から電気的に分離するための酸化物を備えたことを
特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１６】 前記巨大磁気抵抗構造および前記メタ
ルピラーは、前記第１の電流または前記第２の電流が流
れる方向と直交する共通の面に関して、対称な形状をな
すようにそれぞれ配設されていることを特徴とする請求
項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１７】 再生ヘッドを含む磁気ヘッドであっ
て、 前記再生ヘッドが、 再生ギャップを規定する一対の磁気シールドと、 前記再生ギャップ中に、前記一対の磁気シールドと電気
的に接続するように配設された積層構造をなす巨大磁気
抵抗ピラーと、 前記一対の磁気シールドのうちの一方の磁気シールドと
電気的に接続され、前記巨大磁気抵抗ピラーと離間しか
つ平行に配設された非磁性メタルピラーとを備え、 前記巨大磁気抵抗ピラーの積層面と直交する方向に、前
記巨大磁気抵抗ピラーをセンス電流が流れると共に、こ
のセンス電流が前記非磁性メタルピラーにも流れること
により、磁気バイアスが生じることを特徴とする磁気ヘ
ッド。 - 【請求項１８】 さらに、 前記一対の磁気シールドを前記巨大磁気抵抗ピラーに連
結するように配設された非磁性メタルギャップを備えた
ことを特徴とする請求項１７記載の磁気ヘッド。 - 【請求項１９】 前記磁気バイアスの総量は、前記巨大
磁気抵抗ピラーと前記非磁性メタルピラーとの間の距離
に基づいて決定されることを特徴とする請求項１７記載
の磁気ヘッド。 - 【請求項２０】 前記巨大磁気抵抗ピラーに、縦方向ま
たは横方向の磁気バイアスが印加されることを特徴とす
る請求項１７記載の磁気ヘッド。 - 【請求項２１】 巨大磁気抵抗構造を含む再生ヘッドを
備えた磁気ヘッドのうちの前記再生ヘッドに対する磁気
バイアスの印加方法であって、 前記再生ヘッドの巨大磁気抵抗構造に電流を流すステッ
プと、 この電流により前記巨大磁気抵抗構造に磁気バイアスを
印加する印加ステップとを含むことを特徴とする磁気バ
イアスの印加方法。 - 【請求項２２】 前記印加ステップにおいて、 縦方向または横方向の磁気バイアスを前記巨大磁気抵抗
構造に印加することを特徴とする請求項２１記載の磁気
バイアスの印加方法。 - 【請求項２３】 前記再生ヘッドが、さらに、前記巨大
磁気抵抗構造と電気的に接続されたメタルピラーを含む
ようにし、 前記印加ステップが、前記メタルピラーに電流を流すス
テップを含むことを特徴とする請求項２１記載の磁気バ
イアスの印加方法。 - 【請求項２４】 前記巨大磁気抵抗構造と前記メタルピ
ラーとの間の距離に基づいて、前記巨大磁気抵抗構造に
印加される磁気バイアスの総量を決定することを特徴と
する請求項２１記載の磁気バイアスの印加方法。 - 【請求項２５】 前記再生ヘッドが、さらに、前記巨大
磁気抵抗構造と前記メタルピラーとの間に酸化物を含む
ようにし、 この酸化物により、前記メタルピラーを前記巨大磁気抵
抗構造から電気的に分離することを特徴とする請求項２
１記載の磁気バイアスの印加方法。
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| JP2002353533A (ja) * | 2001-05-29 | 2002-12-06 | Sony Corp | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果型磁気センサ、磁気抵抗効果型磁気ヘッド、および磁気メモリ |
| US7446981B2 (en) | 2005-08-05 | 2008-11-04 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Magnetic head, fabrication process of magnetic head, and magnetic disk storage apparatus mounting magnetic head |
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-
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- 2001-08-07 JP JP2001239171A patent/JP3657211B2/ja not_active Expired - Fee Related
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