JP2661068B2 - 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Info
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Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、磁気抵抗効果型磁気ヘッドに関わる。
〔発明の概要〕
本発明は、少くとも一方が磁気抵抗効果を有する第１
及び第２の強磁性金属薄膜が非磁性絶縁中間層を介して
積層された構造をとる感磁部を有してなる磁気抵抗効果
型磁気ヘッドにおいて、その非磁性絶縁中間層と表面絶
縁層との特定によって安定かつ優れた特性を有する磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを構成する。 〔従来の技術〕 磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下MR型磁気ヘッドとい
う）において、その感磁部すなわち磁気抵抗効果素子を
絶縁層を介して積層された２枚の磁気抵抗効果（以下MR
効果という）を有する薄膜或いは一方がMR効果を有する
２枚の磁性薄膜の積層体によって構成し、両薄膜に同一
方向のセンス電流を通ずるようにしたMR型磁気ヘッドが
例えば特開昭61−182620号公報あるいは特開昭62−5271
1号公報に開示されている。このような構成によるMR型
磁気ヘッドは、その感磁部を構成する磁性薄膜が単磁区
構成となり磁壁の発生が回避されることからバルクハウ
ゼンノイズの発生を抑制することができる。 この種MR型磁気ヘッドにおける感磁部は、一方または
双方が例えばNiFe系合金（パーマロイ）、あるいはNiFe
Co系合金あるいはFeCo系合金等の厚さ数百ÅのMR効果を
有する２枚の強磁性薄膜が非磁性絶縁中間層を介して積
層された構造をとる。 ところが、この種MR型磁気ヘッドにおいては、感磁部
のすなわち強磁性薄膜の磁気特性の劣化、例えば保持力
Hcの増大、異方性の分散、さらには磁気−抵抗変化率の
減少等が見られ比較的経時変化が大きく信頼性が低い等
の問題が生じている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上述したMR型磁気ヘッド、特に上述した積
層型感磁部を有するMR型磁気ヘッドにおいて、磁気特性
に優れ、またその磁気特性の劣化の問題を解決すること
ができるようにした信頼性の高いMR型磁気ヘッドを提供
する。 すなわち、本発明においては、上述したMR型磁気ヘッ
ドにおける磁気特性の劣化が、その感磁部を構成する強
磁性金属薄膜とこれら間に介在させる非磁性絶縁中間層
及びこの感磁部上を覆って形成される非磁性絶縁層との
拡散、特に製造過程あるいはMR型磁気ヘッドの使用状態
での温度上昇によるこの拡散の加速によって招来するこ
との究明に基づいて特殊の構成をとることによって上述
した諸問題の解決を図るものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、第１図に拡大平面図を示し、第２図に第１
図のＡ−Ａ線上の拡大断面図を示すように、基板（１）
上に第１の強磁性金属薄膜（11）とこれの上にAl2O3薄
膜よりなる非磁性絶縁中間層（13）を介して第２の強磁
性金属薄膜（12）とが積層され、これの上にSi3N4薄膜
よりなる表面絶縁層（14）が形成された感磁部（２）を
構成する。 表面絶縁層（14）の感磁部の両端に電極コンタクト窓
（14a）及び（14b）が設けられ、これら窓（14a）及び
（14b）を通じて、感磁部（２）の第１及び第２の強磁
性金属薄膜（11）及び（12）にセンス電流ｉを給電する
電極導電層（３）及び（４）が連結される。 また、絶縁層（14）を介して感磁部（２）上を横切っ
て、これに所要のバイアス磁界を与えるバイアス導体
（５）が形成され、感磁部（２）に所要のバイアス磁界
が与えられて感磁部（２）がその抵抗変化の直線性に優
れた部分において動作するようになされる。 〔作用〕 上述の本発明による磁気ヘッドにおいては、第１及び
第２の強磁性金属薄膜（11）及び（12）が非磁性中間層
（13）及び表面絶縁層（14）によって特性劣化を生ずる
ことなく、製造過程中の熱処理を伴う工程を経た後にお
いても、また磁気ヘッドの完成後の使用状態における温
度上昇によっても安定して優れた磁気特性を呈し、した
がって経時変化の問題が回避されることが確められた。 〔実施例〕 第１図及び第２図を参照して本発明による磁気ヘッド
の一例を説明するに、基板（１）は例えばMn−Zn系、Ni
−Zn系磁性フエライト等よりなり、この基板（１）が導
電性を有する場合には、これの上に図示しないがAl2O3
あるいはSi3N4等よりなる絶縁層を介して感磁部（２）
が設けられる。 この感磁部（２）は、基板（１）上に上述した絶縁層
を介してあるいは介することなく例えば全面的に例えば
第１の強磁性金属薄膜（11）を数百Å程度の厚さに形成
し、これの上にAl2O3薄膜よりなる非磁性絶縁中間層（1
3）を同様に全面的に被着し、さらにこれの上に第２の
強磁性金属薄膜（12）を全面的に順次、スパッタリング
等によって形成する。第１及び第２の強磁性金属薄膜
（11）及び（12）は、例えばNiFe系合金すなわちパーマ
ロイによって数百Åの厚さに形成し、Al2O3薄膜（13）
は両薄膜（11）及び（12）間に交換相互作用に比し静磁
的相互作用が支配的となるような数百Å以下の厚さに形
成される。このようにして例えば全面的に形成された各
薄膜（11）及び（12）の積層上にフォトレジスト等によ
るエッチングマスクを周知の技術によって所要のパター
ンにすなわち最終的に感磁部（２）を形成すべき部分に
被着形成する。そして、このエッチングマスクによって
覆われていない部分の第２の強磁性金属薄膜（12）、非
磁性絶縁中間層（13）、第１の強磁性金属薄膜（11）を
例えばイオンエッチングによってエッチングしてパター
ン化して感磁部（２）を構成する。そして、これの上に
全面的にSi3N4薄膜よりなる表面絶縁層（14）を被着
し、同様にフォトレジスト等のエッチングマスクを形成
してパターン化された感磁部（２）の両端部上に選択的
に化学的ドライエッチング例えばプラズマエッチングに
よって電極コンタクト窓（14a）及び（14b）を穿設す
る。そしてこれら電極コンタクト窓（14a）及び（14b）
内を含んで電極金属導電層を被着し、これをフォトリソ
グラフィによってエッチングして所要のパターンとなし
て電極（３）及び（４）を形成する。 また、表面絶縁層（14）を介して感磁部（２）上を横
切ってバイアス磁界発生用のバイアス導体（５）を例え
ば電極（３）及び（４）の形成と同時に形成する。また
少くとも感磁部（２）上を覆って絶縁層（６）を介して
上層のシールド磁性体（７）をスパッタリング、メッキ
等によって被着形成する。 そして、基板（１）から上層シールド体（７）に渡っ
て全体的にその前方端面を研磨して磁気媒体との対接な
いしは対向面（８）を形成する。この場合、この磁気記
録媒体との対接ないしは対向面（８）に、感磁部（２）
の一方の電極（３）がコンタクトされた一端の端面が臨
み、感磁部（２）が磁気記録媒体との対接ないしは対向
面（８）と直交する方向に延在するようになされる。 このようにして両電極（３）及び（４）間に通電をな
して感磁部（２）の電極（３）及び（４）のコンタクト
部間に磁気記録媒体からの信号磁界と同方向にセンス電
流ｉを第１及び第２の金属薄膜（11）及び（12）に関し
て同方向に通電させるようにする。 一方、バイアス導体（５）にはこの電流ｉと直交する
方向にバイアス電流が通電されるようになされ、これに
よって生じるバイアス磁界によって周知のように感磁部
（２）が抵抗変化率曲線の直線性を有する部分において
動作されるようになされる。 感磁部（２）は、その容易磁化方向がセンス電流ｉ及
び信号磁界の与えられる方向に直交する方向に選定され
て、信号磁界が磁化困難軸方向に与えられるようにす
る。 この磁気ヘッドにおいて、電極（３）及び（４）間に
感磁部（２）の長手方向にセンス電流ｉを通電し、かつ
バイアス導電体（５）に電流ｉと直交する方向の通電を
行って感磁部（２）に所要のバイアス磁界を与えてこれ
に所要のバイアス磁化状態を生じるようになした状態
で、磁気記録媒体との対接ないしは対向面（８）からの
磁気記録媒体の記録情報による信号磁界がセンス電流ｉ
と同方向すなわち磁化困難軸方向に与えられることによ
って生ずる抵抗変化を例えば感磁部（２）の両端の電圧
変化として検出することによって、磁気記録媒体上の記
録の読み出しを行うようになされる。 尚、上述した例においては感磁部（２）の第１及び第
２の強磁性金属薄膜（11）及び（12）が共にMR効果を有
するパーマロイによって構成した場合であるが、いずれ
か一方の薄膜（11）あるいは（12）のみがMR効果を有す
る強磁性薄膜によって構成し、他方はMR効果を有しない
かあるいはほとんど有しない強磁性金属薄膜によって構
成し得る。しかしながら、いずれの場合においても両第
１及び第２の強磁性薄膜（11）及び（12）が磁気的に対
称性を有するように、つまり磁束量が同等となるように
例えば厚さ等をその磁気的特性例えば透磁率等に応じて
選定する。 このようにすることによって、第１及び第２の強磁性
金属薄膜（11）及び（12）におけるセンス電流ｉの通電
方向が同方向とされることによって、非絶縁性中間層
（13）を介して静磁的に結合した状態にある両薄膜（1
1）及び（12）のセンス電流ｉによる磁化の向きが反平
行状態となって各金属薄膜（11）及び（12）において還
流磁区の発生を抑えることができ、バルクハウゼンノイ
ズの発生が回避されるようになされる。 また、第１の強磁性薄膜（11）及び（または）第２の
強磁性金属薄膜（12）としては、パーマロイに限らずNi
FeCoあるいはNiCo系のMR効果を有する金属薄膜によって
形成することもできる。 〔発明の効果〕 上述の本発明構成によれば、第１及び第２の強磁性金
属薄膜（11）及び（12）の非磁性絶縁中間層（13）を介
して静磁的に結合した積層構造とすることによって磁壁
の発生を回避したので、バルクハウゼンノイズの発生を
効果的に回避し得るものであるが、この場合において生
ずる冒頭に述べた感磁部（２）の形成後における磁気ヘ
ッドの製造過程での加熱工程あるいは磁気ヘッドの使用
時における温度上昇によっても磁気的特性の劣化を回避
することが確められた。すなわち、250℃２時間の熱処
理を経て後においても磁気的特性の劣化が生じないこと
が確認された。 すなわち、今強磁性金属薄膜例えばFeNi合金薄膜に対
して拡散等の発生が生じない安定なサファイア基板上に
単層のFeNi強磁性体薄膜を被着形成し、またそれ自体で
は300℃程度の温度（真空中）において変化のない処理
を施したものについてのその初期の薄膜の磁気特性すな
わちヒステリシスカーブすなわち磁束Ｂ−磁界Ｈ曲線を
測定したところ第３図に示すようになった。図中、実線
曲線及び破線曲線はそれぞれ磁化容易軸方向及び磁化困
難方向のＢ−Ｈ特性曲線を示す。この場合、磁化困難軸
方向の保磁力Hchは0.15エルステッド（Oe）、磁化容易
軸方向の保磁力Hceは1.5（Oe）程度である。また、異方
性磁界Hkは３（Oe）程度である。尚、飽和磁束密度Bsは
組成、膜厚に依存して一定レベルの値を示す。このよう
な特性を有する単層の300ÅのNiFe金属薄膜上に数千Å
のSiO2絶縁層をスパッタリングによって被着形成して
後、これを真空中でそれぞれ250℃で２時間のアニール
処理を行ったものと、300℃で２時間アニール処理を行
ったもについてのそれぞれの同様のＢ−Ｈ特性曲線を測
定したところ、第４図及び第５図に示すようにそのＢ−
Ｈ特性に大きな変化が生じた、この場合、SiO2のスパッ
タ直後の磁気特性は全く変化が見られなかったが、250
℃２時間アニールした第４図のものでは磁化困難軸方向
及び磁化容易軸方向の各保磁力Hch及びHceはいずれも大
となり、異方性の分散も大きくなった。また、300℃２
時間アニール処理した場合の第５図のものでは保磁力Hc
h及びHceは共により大きくなり、異方性分散も顕著とな
る。そして、また飽和磁束密度Bsも変化し低下した。 そして、上述のNiFe金属薄膜上のSiO2絶縁層に代えて
それぞれSiOあるいは本発明において用いたAl2O3及びSi
3N4をそれぞれ被着してそれぞれのアニール処理前の初
期の状態の磁化困難軸方向及び磁化容易軸方向の各保磁
力Hch,Hce及び異方性磁場Hkを、また250℃２時間のアニ
ール処理後、300℃２時間のアニール処理後に測定した
結果を第６図に示す。これより明らかなように本発明に
おいて使用した第１及び第２の強磁性金属薄膜（11）及
び（12）と接触して設けたAl2O3非磁性絶縁中間層（1
3）、またSi3N4薄膜による表面絶縁層（14）のいずれの
場合も安定した特性を示すことがわかる。尚、第６図表
図中の“−”は測定不可能状態を示している。 このことから本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッド
が安定した特性を示し、磁気特性の低下を回避すること
ができることがわかる。 また、第７図はNiFe薄膜上にSiO2を中間層として同様
のNiFe薄膜を形成したMR素子における上述した熱処理す
なわち加熱アニールを経て特性劣化を生じさせたものに
おける磁気抵抗変化の曲線を示すもので、この場合この
磁気抵抗変化曲線上において不連続な部分が多く発生す
ることが見られ、極端な場合には曲線の形も変化が生ず
ることが認められ、抵抗変化率Δρの最大値が低下す
る。したがって、実際にこのMR素子を感磁部として用い
て磁気ヘッドを構成した場合にはこの磁気抵抗変化曲線
の一部の微分を出力として取り出すものであるから、こ
の曲線の不連続あるいは曲線の形状変化は、即、出力波
形の質的劣化あるいは出力レベルの変動、不安定性の招
来に直結するものであるが、本発明によれば感磁部
（２）における上述したような特性劣化が見られないこ
とによって高感度でS/Nの高い再生出力を得ることがで
き、特性のよいMR型磁気ヘッドを得ることができる。 上述したように本発明においては、Al2O3薄膜による
非磁性絶縁中間層（13）またSi3N4薄膜による表面絶縁
層（14）を構成したことによって安定した特性、信頼性
の高い特性を有するMR型磁気ヘッドを構成し得るもので
あるが、さらに第１及び第２の金属性薄膜（11）及び
（12）間に形成する非磁性中間層（13）がAl2O3薄膜に
よって構成するものであり、Al2O3はイオンエッチング
によって容易にエッチングできることによって第１及び
第２の強磁性金属薄膜（11）及び（12）とのエッチング
の選択性は殆ど生じないことから、感磁部（２）の作製
において前述したように第１及び第２の強磁性金属薄膜
（11）及び（12）とAl2O3非磁性絶縁中間層（13）とを
同時にエッチングによってパターン化することができ
る。また、表面絶縁層（14）は、化学的ドライエッチン
グにおいて強磁性金属薄膜（11）及び（12）とエッチン
グの選択性を有するSi3N4薄膜によって構成したことに
よって、これに対して選択的なエッチングすなわち電極
コンタクト窓（14a）及び（14b）を行う場合、数百Å以
下という薄い強磁性金属薄膜（11）及び（12）に、コン
タクト窓あけのエッチングと共にこれを侵かしてその特
性に影響を与えるような不都合を生じさせることなく確
実に行うことができる。したがってMR型磁気ヘッドの製
造において、感磁部（２）等の形成のためのパターンあ
るいはコンタクト窓開け等を確実に行うことができると
いう製造上の利益を有する。
及び第２の強磁性金属薄膜が非磁性絶縁中間層を介して
積層された構造をとる感磁部を有してなる磁気抵抗効果
型磁気ヘッドにおいて、その非磁性絶縁中間層と表面絶
縁層との特定によって安定かつ優れた特性を有する磁気
抵抗効果型磁気ヘッドを構成する。 〔従来の技術〕 磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以下MR型磁気ヘッドとい
う）において、その感磁部すなわち磁気抵抗効果素子を
絶縁層を介して積層された２枚の磁気抵抗効果（以下MR
効果という）を有する薄膜或いは一方がMR効果を有する
２枚の磁性薄膜の積層体によって構成し、両薄膜に同一
方向のセンス電流を通ずるようにしたMR型磁気ヘッドが
例えば特開昭61−182620号公報あるいは特開昭62−5271
1号公報に開示されている。このような構成によるMR型
磁気ヘッドは、その感磁部を構成する磁性薄膜が単磁区
構成となり磁壁の発生が回避されることからバルクハウ
ゼンノイズの発生を抑制することができる。 この種MR型磁気ヘッドにおける感磁部は、一方または
双方が例えばNiFe系合金（パーマロイ）、あるいはNiFe
Co系合金あるいはFeCo系合金等の厚さ数百ÅのMR効果を
有する２枚の強磁性薄膜が非磁性絶縁中間層を介して積
層された構造をとる。 ところが、この種MR型磁気ヘッドにおいては、感磁部
のすなわち強磁性薄膜の磁気特性の劣化、例えば保持力
Hcの増大、異方性の分散、さらには磁気−抵抗変化率の
減少等が見られ比較的経時変化が大きく信頼性が低い等
の問題が生じている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明は、上述したMR型磁気ヘッド、特に上述した積
層型感磁部を有するMR型磁気ヘッドにおいて、磁気特性
に優れ、またその磁気特性の劣化の問題を解決すること
ができるようにした信頼性の高いMR型磁気ヘッドを提供
する。 すなわち、本発明においては、上述したMR型磁気ヘッ
ドにおける磁気特性の劣化が、その感磁部を構成する強
磁性金属薄膜とこれら間に介在させる非磁性絶縁中間層
及びこの感磁部上を覆って形成される非磁性絶縁層との
拡散、特に製造過程あるいはMR型磁気ヘッドの使用状態
での温度上昇によるこの拡散の加速によって招来するこ
との究明に基づいて特殊の構成をとることによって上述
した諸問題の解決を図るものである。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、第１図に拡大平面図を示し、第２図に第１
図のＡ−Ａ線上の拡大断面図を示すように、基板（１）
上に第１の強磁性金属薄膜（11）とこれの上にAl2O3薄
膜よりなる非磁性絶縁中間層（13）を介して第２の強磁
性金属薄膜（12）とが積層され、これの上にSi3N4薄膜
よりなる表面絶縁層（14）が形成された感磁部（２）を
構成する。 表面絶縁層（14）の感磁部の両端に電極コンタクト窓
（14a）及び（14b）が設けられ、これら窓（14a）及び
（14b）を通じて、感磁部（２）の第１及び第２の強磁
性金属薄膜（11）及び（12）にセンス電流ｉを給電する
電極導電層（３）及び（４）が連結される。 また、絶縁層（14）を介して感磁部（２）上を横切っ
て、これに所要のバイアス磁界を与えるバイアス導体
（５）が形成され、感磁部（２）に所要のバイアス磁界
が与えられて感磁部（２）がその抵抗変化の直線性に優
れた部分において動作するようになされる。 〔作用〕 上述の本発明による磁気ヘッドにおいては、第１及び
第２の強磁性金属薄膜（11）及び（12）が非磁性中間層
（13）及び表面絶縁層（14）によって特性劣化を生ずる
ことなく、製造過程中の熱処理を伴う工程を経た後にお
いても、また磁気ヘッドの完成後の使用状態における温
度上昇によっても安定して優れた磁気特性を呈し、した
がって経時変化の問題が回避されることが確められた。 〔実施例〕 第１図及び第２図を参照して本発明による磁気ヘッド
の一例を説明するに、基板（１）は例えばMn−Zn系、Ni
−Zn系磁性フエライト等よりなり、この基板（１）が導
電性を有する場合には、これの上に図示しないがAl2O3
あるいはSi3N4等よりなる絶縁層を介して感磁部（２）
が設けられる。 この感磁部（２）は、基板（１）上に上述した絶縁層
を介してあるいは介することなく例えば全面的に例えば
第１の強磁性金属薄膜（11）を数百Å程度の厚さに形成
し、これの上にAl2O3薄膜よりなる非磁性絶縁中間層（1
3）を同様に全面的に被着し、さらにこれの上に第２の
強磁性金属薄膜（12）を全面的に順次、スパッタリング
等によって形成する。第１及び第２の強磁性金属薄膜
（11）及び（12）は、例えばNiFe系合金すなわちパーマ
ロイによって数百Åの厚さに形成し、Al2O3薄膜（13）
は両薄膜（11）及び（12）間に交換相互作用に比し静磁
的相互作用が支配的となるような数百Å以下の厚さに形
成される。このようにして例えば全面的に形成された各
薄膜（11）及び（12）の積層上にフォトレジスト等によ
るエッチングマスクを周知の技術によって所要のパター
ンにすなわち最終的に感磁部（２）を形成すべき部分に
被着形成する。そして、このエッチングマスクによって
覆われていない部分の第２の強磁性金属薄膜（12）、非
磁性絶縁中間層（13）、第１の強磁性金属薄膜（11）を
例えばイオンエッチングによってエッチングしてパター
ン化して感磁部（２）を構成する。そして、これの上に
全面的にSi3N4薄膜よりなる表面絶縁層（14）を被着
し、同様にフォトレジスト等のエッチングマスクを形成
してパターン化された感磁部（２）の両端部上に選択的
に化学的ドライエッチング例えばプラズマエッチングに
よって電極コンタクト窓（14a）及び（14b）を穿設す
る。そしてこれら電極コンタクト窓（14a）及び（14b）
内を含んで電極金属導電層を被着し、これをフォトリソ
グラフィによってエッチングして所要のパターンとなし
て電極（３）及び（４）を形成する。 また、表面絶縁層（14）を介して感磁部（２）上を横
切ってバイアス磁界発生用のバイアス導体（５）を例え
ば電極（３）及び（４）の形成と同時に形成する。また
少くとも感磁部（２）上を覆って絶縁層（６）を介して
上層のシールド磁性体（７）をスパッタリング、メッキ
等によって被着形成する。 そして、基板（１）から上層シールド体（７）に渡っ
て全体的にその前方端面を研磨して磁気媒体との対接な
いしは対向面（８）を形成する。この場合、この磁気記
録媒体との対接ないしは対向面（８）に、感磁部（２）
の一方の電極（３）がコンタクトされた一端の端面が臨
み、感磁部（２）が磁気記録媒体との対接ないしは対向
面（８）と直交する方向に延在するようになされる。 このようにして両電極（３）及び（４）間に通電をな
して感磁部（２）の電極（３）及び（４）のコンタクト
部間に磁気記録媒体からの信号磁界と同方向にセンス電
流ｉを第１及び第２の金属薄膜（11）及び（12）に関し
て同方向に通電させるようにする。 一方、バイアス導体（５）にはこの電流ｉと直交する
方向にバイアス電流が通電されるようになされ、これに
よって生じるバイアス磁界によって周知のように感磁部
（２）が抵抗変化率曲線の直線性を有する部分において
動作されるようになされる。 感磁部（２）は、その容易磁化方向がセンス電流ｉ及
び信号磁界の与えられる方向に直交する方向に選定され
て、信号磁界が磁化困難軸方向に与えられるようにす
る。 この磁気ヘッドにおいて、電極（３）及び（４）間に
感磁部（２）の長手方向にセンス電流ｉを通電し、かつ
バイアス導電体（５）に電流ｉと直交する方向の通電を
行って感磁部（２）に所要のバイアス磁界を与えてこれ
に所要のバイアス磁化状態を生じるようになした状態
で、磁気記録媒体との対接ないしは対向面（８）からの
磁気記録媒体の記録情報による信号磁界がセンス電流ｉ
と同方向すなわち磁化困難軸方向に与えられることによ
って生ずる抵抗変化を例えば感磁部（２）の両端の電圧
変化として検出することによって、磁気記録媒体上の記
録の読み出しを行うようになされる。 尚、上述した例においては感磁部（２）の第１及び第
２の強磁性金属薄膜（11）及び（12）が共にMR効果を有
するパーマロイによって構成した場合であるが、いずれ
か一方の薄膜（11）あるいは（12）のみがMR効果を有す
る強磁性薄膜によって構成し、他方はMR効果を有しない
かあるいはほとんど有しない強磁性金属薄膜によって構
成し得る。しかしながら、いずれの場合においても両第
１及び第２の強磁性薄膜（11）及び（12）が磁気的に対
称性を有するように、つまり磁束量が同等となるように
例えば厚さ等をその磁気的特性例えば透磁率等に応じて
選定する。 このようにすることによって、第１及び第２の強磁性
金属薄膜（11）及び（12）におけるセンス電流ｉの通電
方向が同方向とされることによって、非絶縁性中間層
（13）を介して静磁的に結合した状態にある両薄膜（1
1）及び（12）のセンス電流ｉによる磁化の向きが反平
行状態となって各金属薄膜（11）及び（12）において還
流磁区の発生を抑えることができ、バルクハウゼンノイ
ズの発生が回避されるようになされる。 また、第１の強磁性薄膜（11）及び（または）第２の
強磁性金属薄膜（12）としては、パーマロイに限らずNi
FeCoあるいはNiCo系のMR効果を有する金属薄膜によって
形成することもできる。 〔発明の効果〕 上述の本発明構成によれば、第１及び第２の強磁性金
属薄膜（11）及び（12）の非磁性絶縁中間層（13）を介
して静磁的に結合した積層構造とすることによって磁壁
の発生を回避したので、バルクハウゼンノイズの発生を
効果的に回避し得るものであるが、この場合において生
ずる冒頭に述べた感磁部（２）の形成後における磁気ヘ
ッドの製造過程での加熱工程あるいは磁気ヘッドの使用
時における温度上昇によっても磁気的特性の劣化を回避
することが確められた。すなわち、250℃２時間の熱処
理を経て後においても磁気的特性の劣化が生じないこと
が確認された。 すなわち、今強磁性金属薄膜例えばFeNi合金薄膜に対
して拡散等の発生が生じない安定なサファイア基板上に
単層のFeNi強磁性体薄膜を被着形成し、またそれ自体で
は300℃程度の温度（真空中）において変化のない処理
を施したものについてのその初期の薄膜の磁気特性すな
わちヒステリシスカーブすなわち磁束Ｂ−磁界Ｈ曲線を
測定したところ第３図に示すようになった。図中、実線
曲線及び破線曲線はそれぞれ磁化容易軸方向及び磁化困
難方向のＢ−Ｈ特性曲線を示す。この場合、磁化困難軸
方向の保磁力Hchは0.15エルステッド（Oe）、磁化容易
軸方向の保磁力Hceは1.5（Oe）程度である。また、異方
性磁界Hkは３（Oe）程度である。尚、飽和磁束密度Bsは
組成、膜厚に依存して一定レベルの値を示す。このよう
な特性を有する単層の300ÅのNiFe金属薄膜上に数千Å
のSiO2絶縁層をスパッタリングによって被着形成して
後、これを真空中でそれぞれ250℃で２時間のアニール
処理を行ったものと、300℃で２時間アニール処理を行
ったもについてのそれぞれの同様のＢ−Ｈ特性曲線を測
定したところ、第４図及び第５図に示すようにそのＢ−
Ｈ特性に大きな変化が生じた、この場合、SiO2のスパッ
タ直後の磁気特性は全く変化が見られなかったが、250
℃２時間アニールした第４図のものでは磁化困難軸方向
及び磁化容易軸方向の各保磁力Hch及びHceはいずれも大
となり、異方性の分散も大きくなった。また、300℃２
時間アニール処理した場合の第５図のものでは保磁力Hc
h及びHceは共により大きくなり、異方性分散も顕著とな
る。そして、また飽和磁束密度Bsも変化し低下した。 そして、上述のNiFe金属薄膜上のSiO2絶縁層に代えて
それぞれSiOあるいは本発明において用いたAl2O3及びSi
3N4をそれぞれ被着してそれぞれのアニール処理前の初
期の状態の磁化困難軸方向及び磁化容易軸方向の各保磁
力Hch,Hce及び異方性磁場Hkを、また250℃２時間のアニ
ール処理後、300℃２時間のアニール処理後に測定した
結果を第６図に示す。これより明らかなように本発明に
おいて使用した第１及び第２の強磁性金属薄膜（11）及
び（12）と接触して設けたAl2O3非磁性絶縁中間層（1
3）、またSi3N4薄膜による表面絶縁層（14）のいずれの
場合も安定した特性を示すことがわかる。尚、第６図表
図中の“−”は測定不可能状態を示している。 このことから本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘッド
が安定した特性を示し、磁気特性の低下を回避すること
ができることがわかる。 また、第７図はNiFe薄膜上にSiO2を中間層として同様
のNiFe薄膜を形成したMR素子における上述した熱処理す
なわち加熱アニールを経て特性劣化を生じさせたものに
おける磁気抵抗変化の曲線を示すもので、この場合この
磁気抵抗変化曲線上において不連続な部分が多く発生す
ることが見られ、極端な場合には曲線の形も変化が生ず
ることが認められ、抵抗変化率Δρの最大値が低下す
る。したがって、実際にこのMR素子を感磁部として用い
て磁気ヘッドを構成した場合にはこの磁気抵抗変化曲線
の一部の微分を出力として取り出すものであるから、こ
の曲線の不連続あるいは曲線の形状変化は、即、出力波
形の質的劣化あるいは出力レベルの変動、不安定性の招
来に直結するものであるが、本発明によれば感磁部
（２）における上述したような特性劣化が見られないこ
とによって高感度でS/Nの高い再生出力を得ることがで
き、特性のよいMR型磁気ヘッドを得ることができる。 上述したように本発明においては、Al2O3薄膜による
非磁性絶縁中間層（13）またSi3N4薄膜による表面絶縁
層（14）を構成したことによって安定した特性、信頼性
の高い特性を有するMR型磁気ヘッドを構成し得るもので
あるが、さらに第１及び第２の金属性薄膜（11）及び
（12）間に形成する非磁性中間層（13）がAl2O3薄膜に
よって構成するものであり、Al2O3はイオンエッチング
によって容易にエッチングできることによって第１及び
第２の強磁性金属薄膜（11）及び（12）とのエッチング
の選択性は殆ど生じないことから、感磁部（２）の作製
において前述したように第１及び第２の強磁性金属薄膜
（11）及び（12）とAl2O3非磁性絶縁中間層（13）とを
同時にエッチングによってパターン化することができ
る。また、表面絶縁層（14）は、化学的ドライエッチン
グにおいて強磁性金属薄膜（11）及び（12）とエッチン
グの選択性を有するSi3N4薄膜によって構成したことに
よって、これに対して選択的なエッチングすなわち電極
コンタクト窓（14a）及び（14b）を行う場合、数百Å以
下という薄い強磁性金属薄膜（11）及び（12）に、コン
タクト窓あけのエッチングと共にこれを侵かしてその特
性に影響を与えるような不都合を生じさせることなく確
実に行うことができる。したがってMR型磁気ヘッドの製
造において、感磁部（２）等の形成のためのパターンあ
るいはコンタクト窓開け等を確実に行うことができると
いう製造上の利益を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図及び第２図は本発明による磁気抵抗効果型磁気ヘ
ッドの拡大平面図及びそのＡ−Ａ線上の拡大断面図、第
３図は本発明の説明に供するＢ−Ｈ特性曲線図、第４図
及び第５図はそのアニール処理後のＢ−Ｈ特性曲線図、
第６図は各材料の特性変化を示す表図、第７図は本発明
の説明に供する従来の積層型感磁部の抵抗変化特性曲線
図である。 （１）は基板、（２）は感磁部、（３）及び（４）は電
極、（５）はバイアス導体、（11）及び（12）は第１及
び第２の強磁性金属薄膜、（13）はAl2O3薄膜よりなる
非磁性絶縁中間層、（14）はSi3N4薄膜よりなる表面絶
縁層である。
ッドの拡大平面図及びそのＡ−Ａ線上の拡大断面図、第
３図は本発明の説明に供するＢ−Ｈ特性曲線図、第４図
及び第５図はそのアニール処理後のＢ−Ｈ特性曲線図、
第６図は各材料の特性変化を示す表図、第７図は本発明
の説明に供する従来の積層型感磁部の抵抗変化特性曲線
図である。 （１）は基板、（２）は感磁部、（３）及び（４）は電
極、（５）はバイアス導体、（11）及び（12）は第１及
び第２の強磁性金属薄膜、（13）はAl2O3薄膜よりなる
非磁性絶縁中間層、（14）はSi3N4薄膜よりなる表面絶
縁層である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 常脇 謙一郎
東京都品川区北品川６丁目５番６号 ソ
ニー・マグネ・プロダクツ株式会社内
(56)参考文献 特開 昭49−84631（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−38520（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．基板上に、 第１の強磁性金属薄膜とこれの上にAl2O3薄膜よりなる
非磁性絶縁中間層を介して第２の強磁性金属薄膜とが所
定のパターンをもって積層された感磁部を有し、 これの上にSi3N4薄膜よりなる表面絶縁層が被着されて
なり、 該表面絶縁層には、上記感磁部に対する電極コンタクト
窓が穿設されてなり、 上記第１および第２の強磁性金属薄膜の少なくとも一方
が磁気抵抗効果を有する ことを特徴とする磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274041A JP2661068B2 (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62274041A JP2661068B2 (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01116914A JPH01116914A (ja) | 1989-05-09 |
| JP2661068B2 true JP2661068B2 (ja) | 1997-10-08 |
Family
ID=17536141
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62274041A Expired - Fee Related JP2661068B2 (ja) | 1987-10-29 | 1987-10-29 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2661068B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3461999B2 (ja) * | 1996-03-28 | 2003-10-27 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IT993903B (it) * | 1972-11-30 | 1975-09-30 | Ibm | Passivazione di sottili pellicole magnetoresistive |
| JPS6238520A (ja) * | 1985-08-14 | 1987-02-19 | Sony Corp | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド |
-
1987
- 1987-10-29 JP JP62274041A patent/JP2661068B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01116914A (ja) | 1989-05-09 |
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