JP2003263708A

JP2003263708A - 磁気抵抗効果型ヘッド

Info

Publication number: JP2003263708A
Application number: JP2002066294A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nishioka; 浩一西岡; Takayoshi Otsu; 孝佳大津
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2002-03-12
Filing date: 2002-03-12
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】永久磁石を磁気抵抗効果膜の脇に配置する磁区
制御方式では、永久磁石からの磁界によって磁気抵抗効
果膜に低感度領域が生じ、再生トラック幅が小さくなる
と、急激に再生出力が低下するという問題点がある。ま
た、反強磁性膜による磁区制御では、磁区制御力が弱く
バルクハウゼンノイズが発生する。【解決手段】２つの自由強磁性膜を有し、互いに磁気モ
ーメントが反平行に向き、磁束が閉ループ構成となるよ
うにすることで、反強磁性膜を用いた比較的弱い磁区制
御力でも十分に磁区制御され、バルクハウゼンノイズを
生じることがない。かつ高再生感度を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複合型磁気ヘッド
に関し、特に、詳細には再生トラックの狭小化に伴う出
力の急激な低下を改善するための、再生感度の大きな狭
再生トラック幅を有する磁気抵抗効果型再生ヘッドを実
現する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の、再生用ヘッドの磁区制御には、
磁区制御膜としてMR膜に隣接して永久磁石膜を配置した
Abutted Junction型の磁気抵抗効果型ヘッドが実用化さ
れている。また、再生トラック幅の狭小化に対応して磁
気抵抗効果膜として感度の高いスピンバルブセンサ膜が
採用されている。

【０００３】図４に従来の永久磁石層隣接型の磁気ヘッ
ドの構造を示す。この構造では、第１の強磁性膜Ｓ１と
第２の強磁性膜Ｓ２に挟まれて磁気抵抗効果膜４０、永
久磁石層４２及び電極膜４４が存在する。磁気抵抗効果
膜４０の端部に隣接して永久磁石層４２が配置され、そ
の直上に電極膜４４が配置されている。永久磁石層４２
と電極膜４４は、磁気抵抗効果膜に電流を流すための電
極の役割を果たしており、永久磁石層４２は磁気抵抗効
果膜４０を構成する自由強磁性層４８に磁界を与え単磁
区化する磁区制御の役割を果たす。

【０００４】永久磁石層４２からの磁界は永久磁石層４
２に近い程大きいために、磁気抵抗効果膜の永久磁石層
近傍の微小領域は、磁界によって自由強磁性層の磁化回
転が抑制され、その結果センサ感度の低い領域が生じ
る。以下この領域のことを「低感度領域」と称すること
とする。図中にセンサの感度分布を示すが、山形の感度
分布の両脇の裾の領域が「低感度領域」４６を表す。低
感度領域は永久磁石層端部から０.０５〜０.１μｍ程度
存在する。再生トラック幅が、例えば１μｍ程度と大き
い場合には、再生トラック幅に占める低感度領域の割合
は２割程度であり、あまり問題とならないが、再生トラ
ック幅が狭小化すると、低感度領域の再生トラックに占
める割合が増大し再生出力が急激に低下する。

【０００５】図５にＭＲ高さ一定でセンス電流一定にし
た場合の再生出力の再生トラック幅依存性を示す。トラ
ック幅が減少するにつれて再生出力は、図中の点線で示
す比例関係よりも急激に減少しており、外挿すると実効
トラック幅０.１５μｍで出力が零となってしまう。

【０００６】記録密度７０Ｇｂ／ｉｎ２以上では再生実
効トラック幅は０.２μｍ以下が必要であり、ハードデ
ィスクドライブを正常に駆動するためには再生出力とし
て１ｍＶ程度必要であるため、従来の永久磁石隣接型(A
butted Junction型)ＧＭＲヘッドでは再生出力が小さ過
ぎるために記録媒体に書き込まれた情報を再生すること
ができなくなってしまうと言う問題点がある。

【０００７】このような狭トラック化にともなう再生感
度低下の問題は、永久磁石膜に隣接する領域に永久磁石
からの磁界によって低感度領域が生じるためであり、前
記低感度領域を生じないようにするには、永久磁石膜の
代わりに反強磁性膜を用いる構造が提案されている。特
開平７−５７２２３号公報には、MR膜に隣接して軟磁性
膜と反強磁性膜を積層した構成を配置するAbutted Junc
tion型磁気抵抗効果型ヘッドが開示されている。このよ
うな構成では、自由強磁性膜における低感度領域の低減
は図れるものの、磁気抵抗効果膜に加わる磁界が非常に
小さいために自由強磁性層４１を磁区制御する力が弱
く、再生の際にバルクハウゼンノイズを生じるという問
題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上述の様に、従来の永
久磁石の隣接 (Abutted Junction) 型での再生トラック
狭小化に伴なう出力の急激な低下をともなうという問題
点、及び従来の反強磁性膜を磁区制御に用いた場合のバ
ルクハウゼンノイズの問題を克服し、再生感度の大き
な、バルクハウゼンノイズのない狭トラックを有する再
生ヘッドを実現する。

【０００９】

【課題を解決するための手段】反強磁性膜による磁区制
御構造では、再生感度が大きくなる一方で、バルクハウ
ゼンノイズを抑制することができなくなっており、永久
磁石膜による磁区制御では、バルクハウゼンノイズを抑
止できるが再生感度が低下しており、従来の構造では、
再生感度とバルクハウゼンノイズの抑止がトレードオフ
の関係になっている。

【００１０】本発明では、このようなトレードオフの関
係から脱却するために、弱い磁区制御力でもバルクハウ
ゼンノイズを生じることがなく、高い再生感度を有する
再生ヘッド構造を提供する。

【００１１】第１の実現手段を以下に述べる。基板と、
前記基板上に形成された第１の強磁性膜と、第２の強磁
性膜と、前記第１と第２の強磁性膜の間に形成された自
由強磁性膜を含む磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果
膜の両脇に配置された一対の磁区制御膜と、前記磁気抵
抗効果膜に信号検出電流を流す一対の電極と、前記第１
の強磁性膜と前記磁気抵抗効果膜との間に形成された第
１の絶縁膜と、前記第２の強磁性膜と前記磁気抵抗効果
膜の間に形成された第２の絶縁膜とを有する磁気抵抗効
果型再生ヘッドと、前記磁気抵抗効果型再生ヘッド上に
形成された第１の磁極片と、第２の磁極片と、前記第１
と第２の磁極片の間にコイル層を有するインダクティブ
型書き込みヘッドとを有する磁気抵抗効果型ヘッドにお
いて、前記磁気抵抗効果膜は、第１の自由強磁性膜と、
第２の自由強磁性膜と、前記第１と第２の自由強磁性膜
の間に挟まれた固定膜と、前記第１の自由強磁性膜と前
記固定膜の間の第1の非磁性導電膜と、前記第２の自由
強磁性膜と前記固定膜の間の第２の非磁性導電膜とを有
し、前記固定膜は、第１の固定強磁性膜と、第２の固定
強磁性膜と、前記第１の固定強磁性膜と前記第２の固定
強磁性膜に挟まれた反強磁性膜とを有し、前記磁気抵抗
効果膜の両端部には前記第１の自由強磁性膜が単独に残
った領域があり、前記第１の自由強磁性膜の両端部領域
上に前記磁区制御膜が配置されることを特徴とする。

【００１２】この構成においては、第１の自由強磁性膜
と第２の自由強磁性膜の磁気モーメントは、自ずとお互
いに反平行を向き、端部における磁極を防ぎ、静磁気的
なエネルギーを低減する構成となる。このような第１と
第２の自由強磁性膜の磁気構造は、端部の磁極を生じな
い構成（端部の磁極がお互いに打ち消しあっている構
成）のために、大きな磁区制御の磁界が隣接する磁区制
御膜から与えられなくても容易に磁区制御されるため、
従来より弱い磁区制御膜を用いた構造によって容易に磁
区制御されバルクハウゼンノイズを生じることなく、高
い再生感度を実現できる。

【００１３】磁区制御膜には、反強磁性膜を単独に用い
ることができる。この場合第１の自由強磁性膜の一部を
トラック幅方向に長く延ばしておき、その上に反強磁性
膜に直接に接触して配置することで第１の自由強磁性膜
の両脇を磁区制御する。

【００１４】磁区制御膜の別の例としては、反強磁性結
合膜と強磁性膜と反強磁性膜の積層膜を用いることもで
きる。この場合も第１の自由強磁性膜の１部をトラック
幅方向に長く延ばしておき、その上に反強磁性結合膜と
強磁性膜と反強磁性膜の積層膜を直接接触して配置する
構成とする。反強磁性結合膜はその下側で接する第１の
自由強磁性膜と上側で接触する強磁性膜の磁気モーメン
トを反平行方向に固定する。前記強磁性膜はその上に接
する反強磁性膜によって磁気モーメントが固定される。

【００１５】第２の実現手段を以下に述べる。基板と、
前記基板上に形成された第１の強磁性膜と、第２の強磁
性膜と、前記第１と第２の強磁性膜の間に形成された自
由強磁性膜を含む磁気抵抗効果膜と、前記磁気抵抗効果
膜の両脇に配置された一対の磁区制御膜と、前記磁気抵
抗効果膜に信号検出電流を流す一対の電極と、前記第１
の強磁性膜と前記磁気抵抗効果膜との間に形成された第
１の絶縁膜と、前記第２の強磁性膜と前記磁気抵抗効果
膜の間に形成された第２の絶縁膜とを有する磁気抵抗効
果型再生ヘッドと、前記磁気抵抗効果型再生ヘッド上に
形成された第１の磁極片と、第２の磁極片と、前記第１
と第２の磁極片の間にコイル層を有するインダクティブ
型書込みヘッドとを有する磁気抵抗効果型ヘッドにおい
て、前記磁気抵抗効果膜は、前記第１の絶縁膜側から、
反強磁性膜と、前記反強磁性膜に接した固定膜と、前記
固定膜に接した非磁性導電膜と、前記非磁性導電膜に接
した自由強磁性膜の構成を少なくとも有し、前記自由強
磁性膜は第３の強磁性膜と反強磁性結合膜と第４の強磁
性膜とを有し、前記磁気抵抗効果膜の両端部には前記第
４の強磁性膜と前記反強磁性結合膜が存在せず前記第３
の強磁性膜が存在する領域があり、前記第３の強磁性膜
の両脇部の上に前記磁区制御膜が配置されていることを
特徴とする。

【００１６】この構成においては、自由強磁性膜を構成
する２つの強磁性膜がお互いに反平行を向き、端部にお
ける磁極の発生が小さくなるために静磁気的なエネルギ
ーが低減する構成である。

【００１７】この構成における磁区制御膜は、反強磁性
膜を単独に用いることができる。この場合自由強磁性膜
を構成する一方の強磁性膜の一部をトラック幅方向に長
く延ばしておき、その上に反強磁性膜に直接に接触して
配置する構成をとるのが望ましい。

【００１８】磁区制御膜の別の例としては、反強磁性結
合膜と強磁性膜と反強磁性膜の積層膜を用いることもで
きる。この場合も第１の自由強磁性膜の１部をトラック
幅方向に長く延ばしておき、その上に反強磁性結合膜と
強磁性膜と反強磁性膜の積層膜を直接接触して配置する
構成とするのが望ましい。この構成における自由強磁性
膜の磁気構造は、端部に発生する磁極の少ない構成（端
部の磁極がお互いに打ち消しあっている構成）のため
に、前記の反強磁性膜を用いた磁区制御膜によって容易
に磁区制御されるためにバルクハウゼンノイズを生じる
ことなく、高い再生感度を実現できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、実施例を具体的に説明す
る。

【００２０】本発明は、外部磁界を検出するために広く
適用できるものであるが、情報記録及び取り出しシステ
ムのための読み出しヘッドとして特に有用なものであ
る。

【００２１】図３は書き込みヘッド部及びＭＲ読み出し
ヘッド部を有する複合ヘッドの斜視図である。読み出し
ヘッドは、第１ギャップ膜Ｇ１と第２ギャップ膜Ｇ２間
に挟まれた磁気抵抗効果膜（またはＭＲセンサとも呼
ぶ）４０を有し、その第１、第２ギャップ膜Ｇ１、Ｇ２
も第１シールド膜Ｓ１と第２シールド膜Ｓ２に挟まれて
いる。

【００２２】書き込みヘッドはコイル層Ｃと第１磁極片
Ｐ１と第２磁極片Ｐ２及び絶縁層（絶縁層は図示してい
ない。）とからなり、コイル層Ｃは第１の磁極片Ｐ１と
第２の磁極片Ｐ２に挟まれており、コイルと磁極片の間
に絶縁層が存在する。第２の磁極片Ｐ２の先端（ＡＢＳ
面側）部には第３の磁極片が第２の磁極片Ｐ２と接触し
て存在し、ＡＢＳ面に向かって絞り込まれた（寸法が減
少する）形状をしている。また、第３の磁極片と対抗す
る第１の磁極片Ｐ１側のＡＢＳ面近傍は凸上形状をして
いる。

【００２３】書き込みの際には、信号電流がコイル層Ｃ
を通して導かれ、かつ磁束がエアベアリング表面で漏洩
する。この磁束は書き込み操作の間に磁性媒体上の周回
トラックを磁化する。これらの第３の磁極片及び第１磁
極片Ｐ１の凸状形状はＡＢＳ面において微小領域に書き
込み磁界を発生するのに適した構造となっている。

【００２４】読み出しの際には、回転する磁性媒体の磁
化された領域は磁束を読み出しヘッドの磁気抵抗効果膜
４０に注入し、磁気抵抗効果膜４０内部で抵抗変化をお
こす。この抵抗変化は磁気抵抗効果膜40を横切る電圧変
化を検出することにより検出される。

【００２５】図１に第１の実施例を示す。基板と、基板
上に形成された第１の強磁性膜Ｓ１と、第２の強磁性膜
Ｓ２と、前記第１と第２の強磁性膜の間に形成された自
由強磁性層を含む磁気抵抗効果膜40と、前記磁気抵抗効
果膜の両脇に配置された一対の磁区制御膜５０と、前記
磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流す一対の電極４４と
を有し、前記第１の強磁性膜Ｓ1と磁気抵抗効果膜４０と
の間に第１の絶縁膜Ｇ１を有し、前記第２の強磁性膜Ｓ
２と磁気抵抗効果膜４０の間に第２の絶縁膜Ｇ２を有す
る磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果膜
４０は、第１の自由強磁性膜４０１と、第２の自由強磁
性膜４０５と、前記第１と第２の自由強磁性膜の間に挟
まれた固定強磁性膜４０３と、前記第１の自由強磁性膜
４０１と固定膜４０３の間の第1の非磁性導電膜４０２
と、前記第２の自由強磁性膜４０５と固定膜４０３の間
の第2の非磁性導電膜４０４とからなり、前記固定膜４
０３は、第１の固定強磁性膜４０３ｂと、第２の固定強
磁性膜４０３ｃと、前記第１の固定強磁性膜４０３ｂと
第２の固定強磁性膜４０３ｃに挟まれた第１の反強磁性
膜４０３aからなる。

【００２６】この構成においては、第１の自由強磁性膜
の磁気モーメント４０６と第２の自由強磁性膜の磁気モ
ーメント４０７は、静磁気的なエネルギーを低減するた
めに自ずとお互いに反平行を向き、端部における磁極を
防ぐ構成となる。

【００２７】このような磁気構造は、図２に示すように
第１の自由強磁性膜の磁気モーメント４０６と第２の自
由強磁性膜の磁気モーメント４０７が点線の矢印で繋が
った磁束の閉ループをとる構成となっているために非常
に安定な構造となっており、強い磁区制御力が隣接する
磁区制御膜から与えられなくても容易に磁区制御され、
バルクハウゼンノイズを抑止できる。従来より弱い磁区
制御膜を用いることができるために、低感度領域の発生
がなく高い再生感度を実現できる。

【００２８】本磁気抵抗効果膜構成を磁区制御する適切
な磁区制御膜について以下に説明する。この場合、磁区
制御膜には永久磁石膜は適切ではない。理由は、永久磁
石は第１と第２の自由強磁性膜に対してともに平行方向
に磁界を与えるために、第１と第２の自由強磁性膜の磁
気モーメントの磁束の閉ループ構造を壊すように作用す
るためである。磁区制御膜として反強磁性膜を用いるの
が適している。

【００２９】第１の自由強磁性膜４０１を再生トラック
幅領域の外側にまで長く延ばしておき、再生トラック領
域の外側の第1の自由強磁性膜上に磁区制御膜５０を直
接接触して配置する。磁区制御膜５０には反強磁性材料
を用いる。反強磁性材料は直接接触する強磁性膜に対し
てのみ交換結合により磁区制御力を発生するため図１の
矢印４０９の向きに第1の自由強磁性膜を磁区制御し、
再生トラック領域でも矢印４０６の向きに磁気モーメン
トが磁区制御される。第２の自由磁性膜の磁気モーメン
トは図２に示されるように、第1の自由強磁性膜の磁気
モーメント４０６と端部で磁気結合し、磁束の閉ループ
構成となるように矢印４０７の方向に制御される。

【００３０】前記磁区制御構造は、第１の自由強磁性膜
４０１のみを磁区制御膜５０によって磁区制御し、第２
の自由強磁性膜の磁気モーメントは第１の自由強磁性膜
の磁気モーメント４０６との端部での磁気結合によって
制御されていたが、より積極的に第２の自由強磁性膜の
磁気モーメントを制御する方法を図６に示す。

【００３１】トラック幅領域の外側に延びた第１の自由
強磁性膜上に、磁区制御膜５０を積層する。磁区制御膜
５０は反強磁性結合膜５０１と強磁性膜５０２と反強磁
性膜５０３から構成される。強磁性膜５０２は反強磁性
膜５０３によって矢印５０５の方向に磁気モーメントが
固定される。反強磁性結合膜５０１はこれに隣接する２
つの強磁性膜の磁気モーメントを反平行に結合する働き
を有する膜で、Ru, Ir, Rh，Crなどの材料を用いること
ができる。

【００３２】この働きによって第１の自由強磁性膜のト
ラック幅領域の外側の磁気モーメントは矢印５０５と反
対向き、即ち矢印４０９の方向に制御される。強磁性膜
５０２は第２の自由強磁性膜４０５の脇に位置するため
に、第２の自由強磁性膜に対して矢印４０７の方向に磁
界を発生することによって、第２の自由強磁性膜の磁気
モーメントを矢印４０７の向きに磁区制御する。

【００３３】第１および第２の自由強磁性膜の磁気モー
メントは、それぞれ矢印４０６と４０７の方向に制御さ
れてはいるものの、強く固定されているのではないため
に、紙面に垂直に入ってくる媒体からの磁界に応じて方
向を変化し磁気抵抗変化を生じるのは言うまでもない。
これに対して、強磁性膜５０２の磁気モーメントおよび
第１の自由強磁性膜のトラック幅領域の外側の磁気モー
メントは、それぞれ矢印５０５および４０９方向に強く
固定されているために、媒体から入ってくる磁界に応じ
て方向を変化することはない。

【００３４】第１の自由強磁性膜４０１および第２の自
由強磁性膜４０５には、膜厚０．５nmから５nmのNiFe合
金膜、CoNiFe合金膜、CoFe合金膜または、これらの積層
膜を用いることができ、特に非磁性導電層４０２と４０
４側にCoFe合金膜を配置するのが磁気抵抗変化を大きく
し再生感度向上に利点がある。

【００３５】第１の固定強磁性膜４０３ｂおよび第２の
固定強磁性膜４０３ｃには、膜厚１〜３nmの強磁性膜あ
るいは、膜厚１〜３nmの２つの強磁性膜で膜厚１nm以下
の反強磁性結合膜を挟んだ構成を用いることができる。

【００３６】ここで強磁性膜にはCo, CoFe,またはCoNiF
e合金を用いることができ、反強磁性結合膜にはRu, Ir,
またはRhを用いることができる。反強磁性膜４０３aに
は、膜厚６〜３０nmのPtMn合金、NiMn合金、PdPtMn合
金、IrMn合金、CrMnPt合金などの反強磁性を示す合金を
用いることができる。

【００３７】また、磁区制御膜５０を構成する反強磁性
膜にも同様の反強磁性を示す合金材料を用いることがで
きる。非磁性導電膜４０２および４０４には膜厚1.8〜
3.0nmのCu, Au,またはAgを用いることができる。

【００３８】図６の強磁性膜５０２には、膜厚１０nm〜
８０nmのCo, CoFe合金, NiFe合金またはCoNiFe合金など
の導電性の強磁性材料を用いることができる。膜厚を他
の強磁性膜に比べて厚くしているのは、第２の自由強磁
性膜４０５に比べて厚いほうが、磁区制御性が良いから
である。

【００３９】図７に第２の実施例を示す。基板と、基板
上に形成された第１の強磁性膜Ｓ１と、第２の強磁性膜
Ｓ２と、前記第１と第２の強磁性膜の間に形成された自
由強磁性膜を含む磁気抵抗効果膜８０と、前記磁気抵抗
効果膜の両脇に配置された一対の磁区制御膜５０と、前
記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流す一対の電極４４
とを有し、前記第１の強磁性膜Ｓ1と磁気抵抗効果膜８０
との間に第１の絶縁膜Ｇ１を有し、前記第２の強磁性膜
Ｓ２と磁気抵抗効果膜８０の間に第２の絶縁膜Ｇ２を有
する磁気抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果
膜８０は、第１の絶縁膜側から、反強磁性膜８０１と、
前記反強磁性膜に接した固定膜８０２と、前記固定膜に
接した非磁性導電膜８０３と、前記非磁性導電膜に接し
た自由強磁性膜８０５の構成を少なくとも有し、前記自
由強磁性膜は、第３の強磁性膜８０５aと反強磁性結合
膜８０５bと第４の強磁性膜８０５ｃとから構成され
る。

【００４０】反強磁性結合膜８０５ｂは強磁性膜８０５
aと強磁性膜８０５ｃの磁気モーメントを互いに反平行
に向ける作用をする。反強磁性結合膜にはIr, Ru, Rh,C
rなどの材料を用いる。このように自由強磁性が２つの
強磁性からなり、磁気モーメントが互いに反平行の場
合、図８に示すように破線で示す磁束の閉ループをとる
構成となるために、端部の静磁気的エネルギーが低減さ
れ、強磁性膜が単層の自由強磁性膜に比べて安定とな
り、複雑な磁区構造を形成する可能性が低くなる。従っ
て、閉ループ構造の自由強磁性膜は、強い磁区制御力が
隣接する磁区制御膜から与えられなくても容易に磁区制
御され、バルクハウゼンノイズを抑止できる。従来より
弱い磁区制御膜を用いることができるために、低感度領
域の発生がなく高い再生感度を実現で可能性が有る。

【００４１】本磁気抵抗効果膜構成を磁区制御する適切
な磁区制御膜について以下に説明する。この場合、磁区
制御膜には永久磁石膜は適切ではない。理由は、永久磁
石は第３と第４の強磁性膜に対してともに平行方向に磁
界を与えるために、第３と第４の強磁性膜の磁気モーメ
ントの磁束の閉ループ構造を壊すように作用するためで
ある。

【００４２】磁区制御膜として反強磁性膜を用いるのが
適している。第３の強磁性膜８０５aを再生トラック幅
領域の外側にまで長く延ばしておき、再生トラック領域
の外側の第３の強磁性膜８０５a上に磁区制御膜５０を
直接接触して配置する。

【００４３】磁区制御膜５０には反強磁性材料を用い
る。反強磁性材料は直接接触する強磁性膜に対してのみ
交換結合により磁区制御力を発生するため図８の矢印８
０９の向きに第３の強磁性を磁区制御し、トラック幅領
域でも矢印８０６の向きに磁気モーメントが磁区制御さ
れる。第４の磁性膜の磁気モーメントは図８に示される
ように、第３の強磁性膜の磁気モーメント８０６と端部
で磁気結合し、磁束の閉ループ構成となるように矢印８
０７の方向に制御される。

【００４４】前記磁区制御構造は、第３の強磁性膜８０
５のみを磁区制御膜５０によって磁区制御し、第４の強
磁性膜の磁気モーメントは第３の強磁性膜の磁気モーメ
ント８０６との反強磁性磁気結合によって制御されてい
たが、より積極的に第４の強磁性膜の磁気モーメントを
制御する方法を図９に示す。

【００４５】トラック幅領域の外側に延びた第３の強磁
性膜上に、磁区制御膜５０を積層する。磁区制御膜５０
は反強磁性結合膜５０１と強磁性膜５０２と反強磁性膜
５０３から構成される。強磁性膜５０２は反強磁性膜５
０３によって矢印５０５の方向に磁気モーメントが固定
される。反強磁性結合膜５０１はこれに隣接する２つの
強磁性膜の磁気モーメントを反平行に結合する働きを有
する膜で、Ru, Ir, Rh，Crなどの材料を用いることがで
きる。

【００４６】この働きによって第３の強磁性膜のトラッ
ク幅領域の外側の磁気モーメントは矢印５０５と反対向
き、即ち矢印８０９の方向に制御される。強磁性膜５０
２は第４の強磁性膜８０５ｃの脇に位置するために、第
４の強磁性膜に対して矢印８０７の方向に磁界を発生す
ることによって、第４の強磁性膜の磁気モーメントを矢
印８０７の向きに磁区制御する。

【００４７】第３および第４の強磁性膜の磁気モーメン
トは、それぞれ矢印８０６と８０７の方向に制御されて
はいるものの、強く固定されているのではないために、
紙面に垂直に入ってくる媒体からの磁界に応じて方向を
変化し磁気抵抗変化を生じるのは言うまでもない。これ
に対して、強磁性膜５０２の磁気モーメントおよび第３
の強磁性膜のトラック幅領域の外側の磁気モーメント
は、それぞれ矢印５０５および８０９方向に強く固定さ
れているために、媒体から入ってくる磁界に応じて方向
を変化することはない。

【００４８】第３の強磁性膜８０５aおよび第４の強磁
性膜８０５cには、膜厚０．５nmから５nmのNiFe合金
膜、CoNiFe合金膜、CoFe合金膜または、これらの積層膜
を用いることができる。反強磁性結合膜８０５bには膜
厚1nm以下のRu, Ir, またはRhを用いることができる。
非磁性導電膜８０３には膜厚1.8〜3.0nmのCu, Au,また
はAgを用いることができる。固定膜８０２には、膜厚１
〜３nmの強磁性膜あるいは、膜厚１〜３nmの２つの強磁
性膜で膜厚１nm以下のの反強磁性結合膜を挟んだ構成を
用いることができる。

【００４９】ここで強磁性膜にはCo, CoFe,またはCoNiF
e合金を用いることができ、反強磁性結合膜にはRu, Ir,
Rh, Crなどの材料を用いることができる。反強磁性膜
８０１には、膜厚６〜３０nmのPtMn合金、NiMn合金、Pd
PtMn合金、IrMn合金、CrMnPt合金などの反強磁性を示す
合金を用いることができる。また、磁区制御膜５０を構
成する反強磁性膜にも同様の反強磁性を示す合金材料を
用いることができる。図９の強磁性膜５０２には、膜厚
１０nm〜８０nmのCo, CoFe合金, NiFe合金またはCoNiFe
合金などの導電性の強磁性材料を用いることができる。

【００５０】

【発明の効果】磁気抵抗効果膜の自由強磁性膜を２つの
互いに反平行磁気モーメントを有する構成とし、前記反
平行の磁気モーメント構成崩さないように、反強磁性膜
を用いた磁区制御構造を工夫することによって、バルク
ハウゼンノイズのない高感度の再生ヘッドを得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の構造を示す浮上面から
見た斜視図である。

【図２】本発明の第１の実施例の磁気構造安定化の様子
を示す説明図である。

【図３】本発明が適用される記録／再生ヘッドの斜視図
である。

【図４】従来の永久磁石隣接型(abutted junction)再生
ヘッドの浮上面から見た斜視図である。

【図５】再生出力のトラック幅依存性を示すグラフであ
る。

【図６】本発明の第１の実施例における磁区制御構造の
他の例を示す説明図である。

【図７】本発明の第２の実施例の構造を示す浮上面から
見た斜視図である。

【図８】本発明の第２の実施例における磁気構造安定化
の様子を示す説明図である。

【図９】本発明の第２の実施例における磁区制御構造の
他の例を示す説明図である。

【符号の説明】

Ｓ１…第１の強磁性膜、Ｓ２…第２の強磁性膜、Ｇ１
…第１の絶縁膜、Ｇ２…第２の絶縁膜、４０,８０…磁
気抵抗効果膜、４０１,４０５,８０５…自由強磁性膜、
４４…電極膜、５０…磁区制御膜、４０３, ８０２…固
定膜、４０３ｂ…第１の固定強磁性膜,４０３ｃ…第２
の固定強磁性膜、４０２,４０４, ８０３…非磁性導電
膜、５０１, ８０５b…反強磁性結合膜、５０２…強磁
性膜、５０３,８０１…反強磁性膜、８０５a…第３の強
磁性膜、８０５ｃ…第４の強磁性膜、

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上に形成された第１の強
磁性膜と、第２の強磁性膜と、前記第１と第２の強磁性
膜の間に形成された自由強磁性膜を含む磁気抵抗効果膜
と、前記磁気抵抗効果膜の両脇に配置された一対の磁区
制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流す一
対の電極と、前記第１の強磁性膜と前記磁気抵抗効果膜
との間に形成された第１の絶縁膜と、前記第２の強磁性
膜と前記磁気抵抗効果膜の間に形成された第２の絶縁膜
とを有する磁気抵抗効果型再生ヘッドと、前記磁気抵抗
効果型再生ヘッド上に形成された第１の磁極片と、第２
の磁極片と、前記第１と第２の磁極片の間にコイル層を
有するインダクティブ型書き込みヘッドとを有する磁気
抵抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果膜は、第
１の自由強磁性膜と、第２の自由強磁性膜と、前記第１
と第２の自由強磁性膜の間に挟まれた固定膜と、前記第
１の自由強磁性膜と前記固定膜の間の第1の非磁性導電
膜と、前記第２の自由強磁性膜と前記固定膜の間の第２
の非磁性導電膜とを有し、前記固定膜は、第１の固定強
磁性膜と、第２の固定強磁性膜と、前記第１の固定強磁
性膜と前記第２の固定強磁性膜に挟まれた反強磁性膜と
を有し、前記磁気抵抗効果膜の両端部には前記第１の自
由強磁性膜が単独に残った領域があり、前記第１の自由
強磁性膜の両端部領域上に前記磁区制御膜が配置される
ことを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項２】前記第１の自由強磁性膜の磁気モーメント
及び前記第２の自由強磁性膜の磁気モーメントが、磁界
及び電流が加えられない状態で反平行となることを特徴
とする請求項１記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項３】前記第１の固定強磁性膜及び前記第２の固
定強磁性膜が、強磁性膜と反強磁性結合膜と強磁性膜の
３層からなることを特徴とする請求項１または請求項２
に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項４】前記磁区制御膜がPtMn合金、NiMn合金、Pd
PtMn合金、IrMn合金、CrMnPt合金のうちのいずれかの合
金からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のい
ずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項５】前記磁区制御膜が、第１の自由強磁性膜と
接する側から順に、反強磁性結合膜、強磁性膜、反強磁
性膜の積層構成であることを特徴とする請求項１乃至請
求項３のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項６】前記反強磁性結合膜がRu, またはIr, また
はRh, またはCrのうちの１種から選択される材料であ
り、強磁性膜がＮｉとＦｅ合金、またはＣｏとＦｅ合
金、またはＣｏとＮｉとＦｅ合金のうちの１種から選択
される材料であり、反強磁性膜がPtMn合金、またはNiMn
合金、またはPdPtMn合金、またはIrMn合金、またはCrMn
Pt合金のうちの１種から選択される材料であることを特
徴とする請求項５に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項７】基板と、前記基板上に形成された第１の強
磁性膜と、第２の強磁性膜と、前記第１と第２の強磁性
膜の間に形成された自由強磁性膜を含む磁気抵抗効果膜
と、前記磁気抵抗効果膜の両脇に配置された一対の磁区
制御膜と、前記磁気抵抗効果膜に信号検出電流を流す一
対の電極と、前記第１の強磁性膜と前記磁気抵抗効果膜
との間に形成された第１の絶縁膜と、前記第２の強磁性
膜と前記磁気抵抗効果膜の間に形成された第２の絶縁膜
とを有する磁気抵抗効果型再生ヘッドと、前記磁気抵抗
効果型再生ヘッド上に形成された第１の磁極片と、第２
の磁極片と、前記第１と第２の磁極片の間にコイル層を
有するインダクティブ型書込みヘッドとを有する磁気抵
抗効果型ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果膜は、前記
第１の絶縁膜側から、反強磁性膜と、前記反強磁性膜に
接した固定膜と、前記固定膜に接した非磁性導電膜と、
前記非磁性導電膜に接した自由強磁性膜の構成を少なく
とも有し、前記自由強磁性膜は第３の強磁性膜と反強磁
性結合膜と第４の強磁性膜とを有し、前記磁気抵抗効果
膜の両端部には前記第４の強磁性膜と前記反強磁性結合
膜が存在せず前記第３の強磁性膜が存在する領域があ
り、前記第３の強磁性膜の両脇部の上に前記磁区制御膜
が配置されていることを特徴とする磁気抵抗効果型ヘッ
ド。
【請求項８】前記第３の強磁性膜の磁気モーメント及び
前記第４の強磁性膜の磁気モーメントが、反平行となる
ことを特徴とする請求項７記載の磁気抵抗効果型ヘッ
ド。
【請求項９】前記固定膜が、強磁性膜と反強磁性結合膜
と強磁性膜の３層からなることを特徴とする請求項７ま
たは請求項８に記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１０】前記磁区制御膜がPtMn合金、NiMn合金、
PdPtMn合金、IrMn合金、CrMnPt合金のうちのいずれかの
材料からなることを特徴とする請求項７乃至請求項９の
いずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１１】前記磁区制御膜が、前記第３の強磁性膜
と接する側から順に、反強磁性結合膜、強磁性膜、反強
磁性膜の積層構成であることを特徴とする請求項７乃至
請求項９のいずれかに記載の磁気抵抗効果型ヘッド。
【請求項１２】前記反強磁性結合膜がRu, またはIr, ま
たはRh, またはCrのうちの１種から選択される材料であ
り、強磁性膜がＮｉとＦｅ合金、またはＣｏとＦｅ合
金、またはＣｏとＮｉとＦｅ合金のうちから選択される
材料であり、反強磁性膜がPtMn合金、またはNiMn合金、
またはPdPtMn合金、またはIrMn合金、またはCrMnPt合金
のうちから選択される材料であることを特徴とする請求
項１１記載の磁気抵抗効果型ヘッド。