JP2002367124A5 - - Google Patents

Claims (15)

1. 感知すべき外部磁界に対して実質的にその磁化方向が固定された強磁性層と感知すべき外部磁界に応じてその磁化が回転できる軟磁性層とが非磁性中間層を介して積層されたスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドにおいて、
   前記軟磁性自由層上に非磁性分離層を介して単磁区化強磁性層が形成され、
   前記非磁性分離層を介して前記軟磁性自由層と前記単磁区化強磁性層とがトラック幅端部で静磁気的に結合して閉磁路を形成することで前記単磁区化強磁性層は感知すべき磁界に対して略直行した方向に実質的に固定された磁化を有するように前記軟磁性自由層を単磁区化することを特徴とする磁気ヘッド。
2. 強磁性固定層と非磁性中間層と軟磁性自由層と非磁性分離層と単磁区化強磁性とがこの順に積層されたスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を有し、
   前記非磁性分離層を介して前記軟磁性自由層と前記単磁区化強磁性層とが面内で実質的に強磁性的または反強磁性的な結合を有さず、トラック幅端部で前記単磁区化強磁性層の磁化と軟磁性自由層の磁化とが静磁気的に結合して閉磁路を形成しており、
   前記軟磁性自由層は感知すべき磁界に対して略直行した方向に実質的に固定された磁化を有して単磁区化され、前記強磁性固定層が感知すべき磁界に対して実質的にその磁化方向が固定され、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の磁化が回転し、前記軟磁性自由層の磁化と前記強磁性固定層の磁化との相対角度が変わって磁気抵抗効果素子に磁気抵抗変化が生じ、一対の電極により磁気抵抗変化を検出することを特徴とする磁気ヘッド。
3. 前記強磁性固定層と、反強磁性膜あるいは硬磁性層膜とが積層されて交換結合することにより、前記強磁性固定層へバイアス磁界が印加され感知すべき磁界に対して略直行した方向に着磁されていることを特徴とする請求項１乃至２記載の磁気ヘッド。
4. 前記単磁区化強磁性層は硬磁性膜からなり、前記硬磁性膜が感知すべき磁界に対して略直行した方向に着磁されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載の磁気ヘッド。
5. 前記単磁区化強磁性層は硬磁性膜と軟磁性緩衝層との間に結合膜を介して強磁性的もしくは反強磁性的な結合を有する積層膜からなり、前記硬磁性膜の磁化および前記軟磁性緩衝層の磁化が感知すべき磁界に対して略直行した方向に着磁されてなることを特徴とする請求項１乃至３記載の磁気ヘッド。
6. 前記単磁区化強磁性層は、Ｆｅ，Ｃｏ，ＮｉまたはＭｎを含む酸化物からなる硬磁性膜を有することを特徴とする請求項1乃至５記載の磁気ヘッド。
7. 前記単磁区化強磁性層は、酸化物と強磁性金属との混合体からなる硬磁性膜を有することを特徴とする請求項１乃至５記載の磁気ヘッド。
8. 前記非磁性分離層が、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗおよびこれらの酸化物からなることを特徴とする請求項1乃至７記載の磁気ヘッド。
9. 上記非磁性分離層が、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｏｓ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗの少なくとも一つを含む層あるいはこれらを含む層の積層体と酸化物からなる層との積層体、またはＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｏｓ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗの少なくとも一つと酸化物とを有する混合体からなることを特徴とする請求項１乃至７記載の磁気ヘッド。
10. 感知すべき外部磁界に対して実質的にその磁化方向が固定された強磁性層と感知すべき外部磁界に応じてその磁化が回転できる軟磁性層とが非磁性中間層を介して積層されたスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を有する磁気ヘッドにおいて、
    前記軟磁性自由層上に非磁性分離層を介して単磁区化強磁性層が形成され、
    前記非磁性分離層を介して前記軟磁性自由層と前記単磁区化強磁性層とがトラック幅端部で静磁気的に結合して閉磁路を形成することで前記単磁区化強磁性層は感知すべき磁界に対して略直行した方向に実質的に固定された磁化を有するように前記軟磁性自由層を単磁区化し、
    前記単磁区化強磁性層は、半導体と強磁性金属との混合体からなる硬磁性膜を有することを特徴とする磁気ヘッド。
11. 強磁性固定層と非磁性中間層と軟磁性自由層と非磁性分離層と単磁区化強磁性とがこの順に積層されたスピンバルブ型磁気抵抗効果素子を有し、
    前記非磁性分離層を介して前記軟磁性自由層と前記単磁区化強磁性層とが面内で実質的に強磁性的または反強磁性的な結合を有さず、トラック幅端部で前記単磁区化強磁性層の磁化と軟磁性自由層の磁化とが静磁気的に結合して閉磁路を形成しており、
    前記軟磁性自由層は感知すべき磁界に対して略直行した方向に実質的に固定された磁化を有して単磁区化され、前記強磁性固定層が感知すべき磁界に対して実質的にその磁化方向が固定され、外部の磁界に応じて前記軟磁性自由層の磁化が回転し、前記軟磁性自由層の磁化と前記強磁性固定層の磁化との相対角度が変わって磁気抵抗効果素子に磁気抵抗変化が生じ、一対の電極により磁気抵抗変化を検出し、
    前記単磁区化強磁性層は、半導体と強磁性金属との混合体からなる硬磁性膜を有することを特徴とする磁気ヘッド。
12. 前記強磁性固定層と、反強磁性膜あるいは硬磁性層膜とが積層されて交換結合することにより、前記強磁性固定層へバイアス磁界が印加され感知すべき磁界に対して略直行した方向に着磁されていることを特徴とする請求項１０又は１１記載の磁気ヘッド。
13. 前記単磁区化強磁性層は硬磁性膜と軟磁性緩衝層との間に結合膜を介して強磁性的もしくは反強磁性的な結合を有する積層膜からなり、前記硬磁性膜の磁化および前記軟磁性緩衝層の磁化が感知すべき磁界に対して略直行した方向に着磁されてなることを特徴とする請求項１０乃至１２記載の磁気ヘッド。
14. 前記非磁性分離層が、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗおよびこれらの酸化物からなることを特徴とする請求項1０乃至１３記載の磁気ヘッド。
15. 上記非磁性分離層が、Ｃｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｏｓ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗの少なくとも一つを含む層あるいはこれらを含む層の積層体と酸化物からなる層との積層体、またはＣｕ，Ａｕ，Ａｇ，Ｐｔ，Ｒｅ，Ｒｕ，Ｉｒ，Ｏｓ、Ｔａ、Ｈｆ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ｗの少なくとも一つと酸化物とを有する混合体からなることを特徴とする請求項１乃至１３記載の磁気ヘッド。