JP2669376B2 - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
- Publication number
- JP2669376B2 JP2669376B2 JP1139795A JP1139795A JP2669376B2 JP 2669376 B2 JP2669376 B2 JP 2669376B2 JP 1139795 A JP1139795 A JP 1139795A JP 1139795 A JP1139795 A JP 1139795A JP 2669376 B2 JP2669376 B2 JP 2669376B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- magnetoresistive
- soft magnetic
- thin film
- magnetic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気記録媒体から情報
の読み出しを行う磁気抵抗効果ヘッドに関し、特に、ソ
フトフィルムバイアス方式の磁気抵抗効果ヘッドに関す
る。
の読み出しを行う磁気抵抗効果ヘッドに関し、特に、ソ
フトフィルムバイアス方式の磁気抵抗効果ヘッドに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】磁気抵抗効果（以下、ＭＲ効果と略す）
を利用した磁気抵抗効果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略
す）は、近年のハード磁気ディスク装置の小型化、大容
量化を推進する主要な技術の一つになっている。ＭＲヘ
ッドを最適な状態で動作させるためには、横方向にバイ
アス磁界を印加することによって、センス電流の流れる
方向と磁気抵抗効果層（以下ＭＲ層と略す）の磁化方向
とがなす角度を所定の値に設定し、外部磁界に対して線
形応答を示すようにすることが不可欠である。このため
の方法の一つとして、ＭＲ層に近接して軟磁性バイアス
層を設け、静磁的な相互作用によってＭＲ層に横方向バ
イアス磁界を印加するソフトフィルムバイアス方式が広
く知られている。
を利用した磁気抵抗効果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略
す）は、近年のハード磁気ディスク装置の小型化、大容
量化を推進する主要な技術の一つになっている。ＭＲヘ
ッドを最適な状態で動作させるためには、横方向にバイ
アス磁界を印加することによって、センス電流の流れる
方向と磁気抵抗効果層（以下ＭＲ層と略す）の磁化方向
とがなす角度を所定の値に設定し、外部磁界に対して線
形応答を示すようにすることが不可欠である。このため
の方法の一つとして、ＭＲ層に近接して軟磁性バイアス
層を設け、静磁的な相互作用によってＭＲ層に横方向バ
イアス磁界を印加するソフトフィルムバイアス方式が広
く知られている。
【０００３】ところで、ソフトフィルムバイアス方式の
ＭＲヘッドにおいては、軟磁性バイアス層とＭＲ層の磁
化状態がその抵抗−磁界抵抗応答に大きな影響を及ぼす
ことが、S.W.YuanとH.N.Bertramとによって、IEEE Tran
saction on Magnetics(アイトリフ゜ルイー トランサ゛クション オン マク゛ネティ
クス)、第２９巻、第６号、３８１１〜３８１６頁（１９
９３年）に論じられている。これによると、ＭＲ層と軟
磁性バイアス層の磁化の向きを素子長手方向（ＭＲ層の
磁化容易軸方向）に対して相互に反平行とすることによ
り、同方向とした場合に比べ感度特性が改善される。一
般に、ＭＲ層と軟磁性バイアス層は薄い磁気分離層（非
磁性層）を介して積層しており、ＭＲ層と軟磁性バイア
ス層との磁化の反平行状態を安定に実現するためには、
これら両層間の強磁性的な相互作用を小さくするため
に、磁気分離層の厚さをある程度以上とする必要があ
る。２つの磁性層が磁気分離層によって数ｎｍ以上隔て
られた場合には両磁性層間には通常の交換結合は存在し
ないと考えられているが、実際には、磁気分離層の微細
な孔や粒界を介して磁性金属のブリッジが形成されるこ
とによる交換結合、あるいは磁気分離層と各磁性層との
界面の凹凸面に生じる磁荷による静磁的な結合などによ
り、十数ｎｍ以上隔てられた場合でも両磁性層間に強磁
性的な相互作用が働くことが観測されている。例えば、
福井宏らは、第１８回日本応用磁気学会学術講演概要
集、１３０頁（１９９４年）において、磁気分離層にＴ
ａ膜を用いた場合、Ｔａ膜の厚さが３０ｎｍ程度までで
あればＭＲ層と軟磁性バイアス層との間に強磁性的な相
互作用が存在すること、Ｔａ膜の膜厚が３０ｎｍ以上で
あればこの相互作用が消失し両層における磁化の反平行
状態が実現することを報告している。
ＭＲヘッドにおいては、軟磁性バイアス層とＭＲ層の磁
化状態がその抵抗−磁界抵抗応答に大きな影響を及ぼす
ことが、S.W.YuanとH.N.Bertramとによって、IEEE Tran
saction on Magnetics(アイトリフ゜ルイー トランサ゛クション オン マク゛ネティ
クス)、第２９巻、第６号、３８１１〜３８１６頁（１９
９３年）に論じられている。これによると、ＭＲ層と軟
磁性バイアス層の磁化の向きを素子長手方向（ＭＲ層の
磁化容易軸方向）に対して相互に反平行とすることによ
り、同方向とした場合に比べ感度特性が改善される。一
般に、ＭＲ層と軟磁性バイアス層は薄い磁気分離層（非
磁性層）を介して積層しており、ＭＲ層と軟磁性バイア
ス層との磁化の反平行状態を安定に実現するためには、
これら両層間の強磁性的な相互作用を小さくするため
に、磁気分離層の厚さをある程度以上とする必要があ
る。２つの磁性層が磁気分離層によって数ｎｍ以上隔て
られた場合には両磁性層間には通常の交換結合は存在し
ないと考えられているが、実際には、磁気分離層の微細
な孔や粒界を介して磁性金属のブリッジが形成されるこ
とによる交換結合、あるいは磁気分離層と各磁性層との
界面の凹凸面に生じる磁荷による静磁的な結合などによ
り、十数ｎｍ以上隔てられた場合でも両磁性層間に強磁
性的な相互作用が働くことが観測されている。例えば、
福井宏らは、第１８回日本応用磁気学会学術講演概要
集、１３０頁（１９９４年）において、磁気分離層にＴ
ａ膜を用いた場合、Ｔａ膜の厚さが３０ｎｍ程度までで
あればＭＲ層と軟磁性バイアス層との間に強磁性的な相
互作用が存在すること、Ｔａ膜の膜厚が３０ｎｍ以上で
あればこの相互作用が消失し両層における磁化の反平行
状態が実現することを報告している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のＭＲヘッドで
は、磁気分離層の厚さの制御によりＭＲ層と軟磁性バイ
アス層との間の強磁性的な相互作用を消失させ、両層に
おける磁化の反平行状態を実現している。しかしながら
この場合、磁気分離層をある程度厚くする必要があるた
め、ＭＲ層での大きな横バイアス磁界が得られないとい
う問題や、磁気分離層が導電性であるときに、ＭＲ層に
分流する実効センス電流値が減少し出力効率が低下する
といった問題が生じる。
は、磁気分離層の厚さの制御によりＭＲ層と軟磁性バイ
アス層との間の強磁性的な相互作用を消失させ、両層に
おける磁化の反平行状態を実現している。しかしながら
この場合、磁気分離層をある程度厚くする必要があるた
め、ＭＲ層での大きな横バイアス磁界が得られないとい
う問題や、磁気分離層が導電性であるときに、ＭＲ層に
分流する実効センス電流値が減少し出力効率が低下する
といった問題が生じる。
【０００５】本発明の目的は、磁気分離膜を厚く設ける
ことなくＭＲ層と軟磁性バイアス層の磁化の反平行状態
を安定に実現し、高い感度を有するＭＲヘッドを提供す
ることにある。
ことなくＭＲ層と軟磁性バイアス層の磁化の反平行状態
を安定に実現し、高い感度を有するＭＲヘッドを提供す
ることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の磁気抵抗効果ヘ
ッド（ＭＲヘッド）は、磁気抵抗効果層（ＭＲ層）と磁
気分離層と前記磁気分離層を介して前記磁気抵抗効果層
に積層され前記磁気抵抗効果層に横方向バイアス磁界を
印加する軟磁性バイアス層とを有する磁気抵抗効果素子
（ＭＲ素子）を備え、前記磁気抵抗効果素子にセンス電
流を供給するための電極層をさらに有する磁気抵抗効果
ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果層と前記軟磁性バイ
アス層を磁気的に短絡する軟磁性薄膜層が、前記磁気抵
抗効果素子の素子長手方向の両端部にそれぞれ設けられ
ている。
ッド（ＭＲヘッド）は、磁気抵抗効果層（ＭＲ層）と磁
気分離層と前記磁気分離層を介して前記磁気抵抗効果層
に積層され前記磁気抵抗効果層に横方向バイアス磁界を
印加する軟磁性バイアス層とを有する磁気抵抗効果素子
（ＭＲ素子）を備え、前記磁気抵抗効果素子にセンス電
流を供給するための電極層をさらに有する磁気抵抗効果
ヘッドにおいて、前記磁気抵抗効果層と前記軟磁性バイ
アス層を磁気的に短絡する軟磁性薄膜層が、前記磁気抵
抗効果素子の素子長手方向の両端部にそれぞれ設けられ
ている。
【０００７】本発明のＭＲヘッドでは、ＭＲ素子、電極
層及び軟磁性薄膜層が、一対の磁気シールド層の対向面
間に非磁性かつ電気絶縁性を有するギャップ層を介して
設けらているようにすることが好ましい。また、ＭＲ素
子の素子長手方向に関するＭＲ層の長さが、ＭＲ素子の
感磁領域部の長さと実質的に等しくなるようにしてもよ
い。
層及び軟磁性薄膜層が、一対の磁気シールド層の対向面
間に非磁性かつ電気絶縁性を有するギャップ層を介して
設けらているようにすることが好ましい。また、ＭＲ素
子の素子長手方向に関するＭＲ層の長さが、ＭＲ素子の
感磁領域部の長さと実質的に等しくなるようにしてもよ
い。
【０００８】軟磁性薄膜層は、ＭＲ層に比べて磁気抵抗
効果の小さな材料から構成することが好ましく、軟磁性
バイアス層と同一の材料から構成してもよい。軟磁性薄
膜層として用いることが好ましい材料を例示すれば、Ｃ
ｏを主成分としたアモルファス膜、あるいは、Ｎｉ−Ｆ
ｅ−Ｍを含む材料（ただしＭは、Ｒｈ,Ｐｄ,Ｎｂ,Ｚｒ,
Ｔａ,Ｈｆ,Ａｌ,Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｒ,Ｍｏ,Ｗ,Ｓｉの中から
選択される少なくとも一つの元素）などが挙げられる。
効果の小さな材料から構成することが好ましく、軟磁性
バイアス層と同一の材料から構成してもよい。軟磁性薄
膜層として用いることが好ましい材料を例示すれば、Ｃ
ｏを主成分としたアモルファス膜、あるいは、Ｎｉ−Ｆ
ｅ−Ｍを含む材料（ただしＭは、Ｒｈ,Ｐｄ,Ｎｂ,Ｚｒ,
Ｔａ,Ｈｆ,Ａｌ,Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｒ,Ｍｏ,Ｗ,Ｓｉの中から
選択される少なくとも一つの元素）などが挙げられる。
【０００９】
【作用】ＭＲ素子の素子長手方向の両端部領域にＭＲ層
と軟磁性バイアス層とを磁気的に短絡する軟磁性薄膜層
が設けられているので、ＭＲ層、一方の軟磁性薄膜層、
軟磁性バイアス層、他方の軟磁性薄膜層を通ってＭＲ層
に戻る磁気的な閉回路が形成される。これにより、磁気
分離層の膜厚が小さい場合でも、ＭＲ層の磁化の方向と
軟磁性バイアス層の磁化の方向が反平行状態となり、Ｍ
Ｒヘッドの感度が向上する。
と軟磁性バイアス層とを磁気的に短絡する軟磁性薄膜層
が設けられているので、ＭＲ層、一方の軟磁性薄膜層、
軟磁性バイアス層、他方の軟磁性薄膜層を通ってＭＲ層
に戻る磁気的な閉回路が形成される。これにより、磁気
分離層の膜厚が小さい場合でも、ＭＲ層の磁化の方向と
軟磁性バイアス層の磁化の方向が反平行状態となり、Ｍ
Ｒヘッドの感度が向上する。
【００１０】
【実施例】以下に、本発明の実施例について図面を参照
して説明する。
して説明する。
【００１１】《実施例１》図１は本発明の実施例１のＭ
Ｒヘッド（磁気抵抗効果ヘッド）の構成を示す図であっ
て、記録装置として組み立てられたとして、記録媒体の
表面に平行な面で切った場合の断面図として示されてい
る。図示左右方向がＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）の長
手方向となっている。
Ｒヘッド（磁気抵抗効果ヘッド）の構成を示す図であっ
て、記録装置として組み立てられたとして、記録媒体の
表面に平行な面で切った場合の断面図として示されてい
る。図示左右方向がＭＲ素子（磁気抵抗効果素子）の長
手方向となっている。
【００１２】このＭＲヘッドは、磁気抵抗効果を示す材
料からなるＭＲ層（磁気抵抗効果層）１と、磁気分離層
２と、磁気分離層２を介してＭＲ層１に対して横方向バ
イアス磁化を印加するための軟磁性バイアス層３とを積
層したＭＲ素子を用いている。そしてこのＭＲヘッド
は、非磁性かつ電気絶縁性の１対のギャップ層６によっ
てこのＭＲ素子を挟み込み、さらに両方のギャップ層６
の外側にそれぞれ磁気シールド層７を設けて積層体を構
成し、基板１０上にこの積層体を設けた構造となってい
る。各層の積層方向すなわち基板１０の法線方向は、記
録装置として組み立てたときに記録媒体の表面に対して
平行となる方向である。
料からなるＭＲ層（磁気抵抗効果層）１と、磁気分離層
２と、磁気分離層２を介してＭＲ層１に対して横方向バ
イアス磁化を印加するための軟磁性バイアス層３とを積
層したＭＲ素子を用いている。そしてこのＭＲヘッド
は、非磁性かつ電気絶縁性の１対のギャップ層６によっ
てこのＭＲ素子を挟み込み、さらに両方のギャップ層６
の外側にそれぞれ磁気シールド層７を設けて積層体を構
成し、基板１０上にこの積層体を設けた構造となってい
る。各層の積層方向すなわち基板１０の法線方向は、記
録装置として組み立てたときに記録媒体の表面に対して
平行となる方向である。
【００１３】ＭＲ素子においては、ＭＲ層１よりも軟磁
性バイアス層３の方が基板１０に近接して配置してお
り、記録媒体に平行な面でのＭＲ層１、磁気分離層２及
び軟磁性バイアス層３からなる３層構造体の断面形状
は、基板１０側に広がっている台形である。そして、台
形の両方の斜面に対応して、すなわちＭＲ素子の長手方
向の両端部に、それぞれ、軟磁性薄膜層４が形成されて
いる。軟磁性薄膜層４は、軟磁性バイアス層３の端部と
ＭＲ層１の端部に接しているので、ＭＲ素子の両側の軟
磁性薄膜層４により、後述するように、「ＭＲ層１→一
方の側の軟磁性薄膜層４→軟磁性バイアス層３→他方の
側の軟磁性バイアス層４→ＭＲ層１」と磁気的な閉回路
が形成され、ＭＲ層１での磁化の方向と軟磁性バイアス
層３での磁化の方向が、互いに反平行となる。
性バイアス層３の方が基板１０に近接して配置してお
り、記録媒体に平行な面でのＭＲ層１、磁気分離層２及
び軟磁性バイアス層３からなる３層構造体の断面形状
は、基板１０側に広がっている台形である。そして、台
形の両方の斜面に対応して、すなわちＭＲ素子の長手方
向の両端部に、それぞれ、軟磁性薄膜層４が形成されて
いる。軟磁性薄膜層４は、軟磁性バイアス層３の端部と
ＭＲ層１の端部に接しているので、ＭＲ素子の両側の軟
磁性薄膜層４により、後述するように、「ＭＲ層１→一
方の側の軟磁性薄膜層４→軟磁性バイアス層３→他方の
側の軟磁性バイアス層４→ＭＲ層１」と磁気的な閉回路
が形成され、ＭＲ層１での磁化の方向と軟磁性バイアス
層３での磁化の方向が、互いに反平行となる。
【００１４】さらに、このＭＲ素子のＭＲ層１にセンス
電流を通電するために、各軟磁性薄膜層４とそれぞれ接
するように、一対の電極層５が設けられている。各電極
層５の一部は、それぞれ、ＭＲ層１上に張り出してい
る。したがって、ＭＲ素子の長手方向に関し、電極層５
と接していない部分のＭＲ層１の延長が、磁気に感ずる
領域すなわち感磁領域８となる。本実施例のＭＲヘッド
を用いて記録装置を構成する場合、記録媒体上のトラッ
ク部領域の幅が感磁領域８の幅とほぼ一致するようにす
ることが好ましい。
電流を通電するために、各軟磁性薄膜層４とそれぞれ接
するように、一対の電極層５が設けられている。各電極
層５の一部は、それぞれ、ＭＲ層１上に張り出してい
る。したがって、ＭＲ素子の長手方向に関し、電極層５
と接していない部分のＭＲ層１の延長が、磁気に感ずる
領域すなわち感磁領域８となる。本実施例のＭＲヘッド
を用いて記録装置を構成する場合、記録媒体上のトラッ
ク部領域の幅が感磁領域８の幅とほぼ一致するようにす
ることが好ましい。
【００１５】次に、この実施例１のＭＲヘッドを実際に
製作した例を説明する。
製作した例を説明する。
【００１６】基板１０としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ基板を用
い、スパッタ法により、この基板１０上に、磁気シール
ド層７を形成する膜厚２μｍのメッキＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎ
ｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重量％）を成膜した。続い
て、所定形状でフォトレジストパターンを形成し、イオ
ンエッチングにより磁気シールド層７のパターニングを
行った。ギャップ層６として、厚さ０.１μｍのＡｌ2Ｏ
3膜をスパッタ法により成膜した。
い、スパッタ法により、この基板１０上に、磁気シール
ド層７を形成する膜厚２μｍのメッキＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎ
ｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重量％）を成膜した。続い
て、所定形状でフォトレジストパターンを形成し、イオ
ンエッチングにより磁気シールド層７のパターニングを
行った。ギャップ層６として、厚さ０.１μｍのＡｌ2Ｏ
3膜をスパッタ法により成膜した。
【００１７】次に、軟磁性バイアス層３として膜厚２５
ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏアモルファス膜（Ｃｏ：８２％
−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２％，原子％）、磁気分離層２
として膜厚１５ｎｍのＴａ膜、ＭＲ層１として膜厚２０
ｎｍのＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重
量％）をそれぞれスパッタ法により連続形成し、所定形
状にパターニングしてＭＲ素子部を形成した。このと
き、上述したようにＭＲ素子部の断面形状は台形となっ
ている。さらに、形成したＭＲ素子部の斜面部に、スパ
ッタ法を用いて軟磁性薄膜層４を堆積した。この軟磁性
薄膜層４としては、膜厚２５ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏア
モルファス膜（Ｃｏ：８２％−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２
％，原子％）を用いた。その後、ＭＲ素子上に所望の感
磁領域８を形成するように、電極層５を形成した。電極
層５としては、膜厚０.１５μｍのＡｕスパッタ膜を用
いた。最後に再びギャップ層６および磁気シールド層７
を上述と同様の方法で形成した。
ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏアモルファス膜（Ｃｏ：８２％
−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２％，原子％）、磁気分離層２
として膜厚１５ｎｍのＴａ膜、ＭＲ層１として膜厚２０
ｎｍのＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重
量％）をそれぞれスパッタ法により連続形成し、所定形
状にパターニングしてＭＲ素子部を形成した。このと
き、上述したようにＭＲ素子部の断面形状は台形となっ
ている。さらに、形成したＭＲ素子部の斜面部に、スパ
ッタ法を用いて軟磁性薄膜層４を堆積した。この軟磁性
薄膜層４としては、膜厚２５ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏア
モルファス膜（Ｃｏ：８２％−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２
％，原子％）を用いた。その後、ＭＲ素子上に所望の感
磁領域８を形成するように、電極層５を形成した。電極
層５としては、膜厚０.１５μｍのＡｕスパッタ膜を用
いた。最後に再びギャップ層６および磁気シールド層７
を上述と同様の方法で形成した。
【００１８】《比較例１》比較のために、図２に示すよ
うに、軟磁性薄膜層４が形成されていない以外は実施例
１と同様のＭＲヘッドを実施例１と同一の工程で作製し
た。この従来構造のＭＲヘッドでは、電極層５が、ＭＲ
層１、磁気分離層２及び軟磁性バイアス層３に、直接接
している。
うに、軟磁性薄膜層４が形成されていない以外は実施例
１と同様のＭＲヘッドを実施例１と同一の工程で作製し
た。この従来構造のＭＲヘッドでは、電極層５が、ＭＲ
層１、磁気分離層２及び軟磁性バイアス層３に、直接接
している。
【００１９】《実施例１と比較例１の比較》以上の工程
によって作製された実施例１と比較例１のＭＲヘッドの
特性を図３に示す。図３は各ＭＲヘッドにおける抵抗と
印加外部磁界との関係を示す図である。細実線Ａは実施
例１のＭＲヘッドの抵抗−磁界特性曲線であり、細破線
Ｂは比較例１のＭＲヘッドの抵抗磁界曲線である。ＭＲ
ヘッドの感度は、一般に、動作点近傍での抵抗−磁界特
性曲線における抵抗変化の勾配として表わされるので、
図３において、動作点での各抵抗−磁界特性曲線の接線
をそれぞれ太実線Ｃ（実施例１）と太破線Ｄ（比較例
１）で表わしている。図から示されるように、太破線Ｄ
より太実線Ｃの方が勾配が大きく、実施例１のＭＲヘッ
ドの方が比較例１のＭＲヘッドよりも感度が高いことが
分かる。
によって作製された実施例１と比較例１のＭＲヘッドの
特性を図３に示す。図３は各ＭＲヘッドにおける抵抗と
印加外部磁界との関係を示す図である。細実線Ａは実施
例１のＭＲヘッドの抵抗−磁界特性曲線であり、細破線
Ｂは比較例１のＭＲヘッドの抵抗磁界曲線である。ＭＲ
ヘッドの感度は、一般に、動作点近傍での抵抗−磁界特
性曲線における抵抗変化の勾配として表わされるので、
図３において、動作点での各抵抗−磁界特性曲線の接線
をそれぞれ太実線Ｃ（実施例１）と太破線Ｄ（比較例
１）で表わしている。図から示されるように、太破線Ｄ
より太実線Ｃの方が勾配が大きく、実施例１のＭＲヘッ
ドの方が比較例１のＭＲヘッドよりも感度が高いことが
分かる。
【００２０】この感度差の原因を調べるために、ガラス
基板上に、軟磁性薄膜層を有し実施例１と同一構造であ
るものと、軟磁性薄膜層を有せず比較例１と同一構造で
あるものとの２通りのＭＲ素子（Ｎｉ−Ｆｅ／Ｔａ／Ｃ
ｏ−Ｚｒ−Ｍｏ）を形成し、ＭＲ層と軟磁性バイアス層
の磁化状態を観察した。観察には、偏光顕微鏡を利用し
た磁区観察装置を用いた。その結果、実施例１と同一構
造のＭＲ素子、すなわちＭＲ素子の長手方向の両端部領
域を軟磁性薄膜層により磁気的に短絡した構造のＭＲ素
子では、ＭＲ層の磁化の向きと軟磁性バイアス層の磁化
の向きが素子長手方向に対して反平行になっているのに
対し、比較例１と同一構造のＭＲ素子では同方向となっ
ていることが分かった。これは、ＭＲ素子長手方向の両
端部領域を軟磁性薄膜層により磁気的に短絡した構造と
することによって、従来構造ではＭＲ層の磁化の向きと
軟磁性バイアス層の磁化の向きが同方向となるような磁
気分離層の膜厚においても、磁化の反平行状態を安定に
実現できることを示している。
基板上に、軟磁性薄膜層を有し実施例１と同一構造であ
るものと、軟磁性薄膜層を有せず比較例１と同一構造で
あるものとの２通りのＭＲ素子（Ｎｉ−Ｆｅ／Ｔａ／Ｃ
ｏ−Ｚｒ−Ｍｏ）を形成し、ＭＲ層と軟磁性バイアス層
の磁化状態を観察した。観察には、偏光顕微鏡を利用し
た磁区観察装置を用いた。その結果、実施例１と同一構
造のＭＲ素子、すなわちＭＲ素子の長手方向の両端部領
域を軟磁性薄膜層により磁気的に短絡した構造のＭＲ素
子では、ＭＲ層の磁化の向きと軟磁性バイアス層の磁化
の向きが素子長手方向に対して反平行になっているのに
対し、比較例１と同一構造のＭＲ素子では同方向となっ
ていることが分かった。これは、ＭＲ素子長手方向の両
端部領域を軟磁性薄膜層により磁気的に短絡した構造と
することによって、従来構造ではＭＲ層の磁化の向きと
軟磁性バイアス層の磁化の向きが同方向となるような磁
気分離層の膜厚においても、磁化の反平行状態を安定に
実現できることを示している。
【００２１】《実施例２》次に、図４を用いて実施例２
のＭＲヘッドについて説明する。このＭＲヘッドは、図
１に示す実施例１のＭＲヘッドにおいて、電極層５がＭ
Ｒ層１上に張り出さない構造としたものである。したが
って、電極層５はＭＲ層１とは直接には接していない。
以下、実際に製作した例を説明する。
のＭＲヘッドについて説明する。このＭＲヘッドは、図
１に示す実施例１のＭＲヘッドにおいて、電極層５がＭ
Ｒ層１上に張り出さない構造としたものである。したが
って、電極層５はＭＲ層１とは直接には接していない。
以下、実際に製作した例を説明する。
【００２２】基板１０としてＡｌ2Ｏ3−ＴｉＣ基板を用
い、この基板１０上に、スパッタ法により磁気シールド
層７を形成する膜厚２μｍのメッキＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎ
ｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重量％）を成膜した。続い
て、所定形状でフォトレジストパターンを形成し、イオ
ンエッチングにより磁気シールド層７のパターニングを
行い、その後、ギャップ層６として厚さ０.１μｍのＡ
ｌ2Ｏ3膜をスパッタ法により成膜した。
い、この基板１０上に、スパッタ法により磁気シールド
層７を形成する膜厚２μｍのメッキＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎ
ｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重量％）を成膜した。続い
て、所定形状でフォトレジストパターンを形成し、イオ
ンエッチングにより磁気シールド層７のパターニングを
行い、その後、ギャップ層６として厚さ０.１μｍのＡ
ｌ2Ｏ3膜をスパッタ法により成膜した。
【００２３】次に、軟磁性バイアス層３として膜厚２５
ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏアモルファス膜（Ｃｏ：８２％
−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２％，原子％）、磁気分離層２
として膜厚１５ｎｍのＴａ膜、ＭＲ層１として膜厚２０
ｎｍのＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重
量％）をそれぞれスパッタ法により連続形成し、所望の
感磁領域８が形成されるように、イオンエッチングによ
りパターニングを行い、ＭＲ素子部を形成した。さら
に、形成したＭＲ素子部の斜面部に、スパッタ法を用い
て軟磁性薄膜層４を堆積した。この軟磁性薄膜層４とし
ては、膜厚２５ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏアモルファス膜
（Ｃｏ：８２％−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２％，原子％）
を用いた。その後、ＭＲ素子部の両方の端部領域に電極
層５を形成した。電極層５としては、膜厚０.１５μｍ
のＡｕスパッタ膜を用いた。最後に再びギャップ層６お
よび磁気シールド層７を上述と同様の方法で形成した。
ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏアモルファス膜（Ｃｏ：８２％
−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２％，原子％）、磁気分離層２
として膜厚１５ｎｍのＴａ膜、ＭＲ層１として膜厚２０
ｎｍのＮｉ−Ｆｅ膜（Ｎｉ：８２％−Ｆｅ：１８％，重
量％）をそれぞれスパッタ法により連続形成し、所望の
感磁領域８が形成されるように、イオンエッチングによ
りパターニングを行い、ＭＲ素子部を形成した。さら
に、形成したＭＲ素子部の斜面部に、スパッタ法を用い
て軟磁性薄膜層４を堆積した。この軟磁性薄膜層４とし
ては、膜厚２５ｎｍのＣｏ−Ｚｒ−Ｍｏアモルファス膜
（Ｃｏ：８２％−Ｚｒ：６％−Ｍｏ：１２％，原子％）
を用いた。その後、ＭＲ素子部の両方の端部領域に電極
層５を形成した。電極層５としては、膜厚０.１５μｍ
のＡｕスパッタ膜を用いた。最後に再びギャップ層６お
よび磁気シールド層７を上述と同様の方法で形成した。
【００２４】以上の工程によって作製されたＭＲヘッド
についても、従来構造のＭＲヘッドとの比較を行い抵抗
−磁界特性を評価した結果、この実施例のＭＲヘッドの
感度は従来構造のＭＲヘッドの感度に比較して大きいこ
とが分かった。
についても、従来構造のＭＲヘッドとの比較を行い抵抗
−磁界特性を評価した結果、この実施例のＭＲヘッドの
感度は従来構造のＭＲヘッドの感度に比較して大きいこ
とが分かった。
【００２５】以上、本発明の実施例の説明したが、軟磁
性バイアス層３の材料としては、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｍｏ以外
にも、Ｃｏを主成分としたアモルファス膜、もしくはＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｍ（ＭはＲｈ,Ｐｄ,Ｎｂ,Ｚｒ,Ｔａ,Ｈｆ,Ａ
ｌ,Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｒ,Ｍｏ,Ｗ,Ｓｉの中から選択される少
なくとも一つの元素）を用いることが可能である。磁気
分離層２は、Ｔａ以外に、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｗ,Ｎｂなどの単
体あるいは二元以上の合金を使用でもよい。また、ＭＲ
層１は、Ｎｉ−Ｆｅ以外に、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏであって
もよく、電極層５は、Ａｕ以外に、Ｔａ,Ｗ,Ｃｕであっ
ても同様の結果が得られる。
性バイアス層３の材料としては、Ｃｏ−Ｚｒ−Ｍｏ以外
にも、Ｃｏを主成分としたアモルファス膜、もしくはＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｍ（ＭはＲｈ,Ｐｄ,Ｎｂ,Ｚｒ,Ｔａ,Ｈｆ,Ａ
ｌ,Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｒ,Ｍｏ,Ｗ,Ｓｉの中から選択される少
なくとも一つの元素）を用いることが可能である。磁気
分離層２は、Ｔａ以外に、Ｔｉ,Ｚｒ,Ｗ,Ｎｂなどの単
体あるいは二元以上の合金を使用でもよい。また、ＭＲ
層１は、Ｎｉ−Ｆｅ以外に、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏであって
もよく、電極層５は、Ａｕ以外に、Ｔａ,Ｗ,Ｃｕであっ
ても同様の結果が得られる。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、ＭＲ層と
軟磁性バイアス層とを磁気的に短絡するための軟磁性薄
膜層をＭＲ素子の長手方向の両端部にそれぞれ設けるこ
とにより、ＭＲ層の磁化の方向と軟磁性バイアス層の磁
化の方向とが相互に反平行状態となってこの状態が安定
に保持されるので、高感度のＭＲヘッドを得ることがで
きるという効果がある。
軟磁性バイアス層とを磁気的に短絡するための軟磁性薄
膜層をＭＲ素子の長手方向の両端部にそれぞれ設けるこ
とにより、ＭＲ層の磁化の方向と軟磁性バイアス層の磁
化の方向とが相互に反平行状態となってこの状態が安定
に保持されるので、高感度のＭＲヘッドを得ることがで
きるという効果がある。
【図１】本発明の実施例１のＭＲヘッドの構造を示す断
面図である。
面図である。
【図２】比較例１のＭＲヘッドの構造を示す断面図であ
る。
る。
【図３】実施例１と比較例１のＭＲヘッドにおける抵抗
と印加外部磁界との関係を示すグラフである。
と印加外部磁界との関係を示すグラフである。
【図４】本発明の実施例２のＭＲヘッドの構造を示す断
面図である。
面図である。
１ ＭＲ層（磁気抵抗効果層） ２ 磁気分離層 ３ 軟磁性バイアス層 ４ 軟磁性薄膜層 ５ 電極層 ６ ギャップ層 ７ 磁気シールド層 ８ 感磁領域 １０ 基板 Ａ 抵抗−磁界曲線（実施例１のＭＲヘッド） Ｂ 抵抗−磁界曲線（比較例１のＭＲヘッド） Ｃ 感度（実施例１のＭＲヘッド） Ｄ 感度（比較例１のＭＲヘッド）
Claims (7)
- 【請求項１】 磁気抵抗効果層と磁気分離層と前記磁気
分離層を介して前記磁気抵抗効果層に積層され前記磁気
抵抗効果層に横方向バイアス磁界を印加する軟磁性バイ
アス層とを有する磁気抵抗効果素子を備え、前記磁気抵
抗効果素子にセンス電流を供給するための電極層をさら
に有する磁気抵抗効果ヘッドにおいて、 前記磁気抵抗効果層と前記軟磁性バイアス層を磁気的に
短絡する軟磁性薄膜層が、前記磁気抵抗効果素子の素子
長手方向の両端部にそれぞれ設けられていることを特徴
とする磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項２】 前記磁気抵抗効果素子、前記電極層及び
前記軟磁性薄膜層が、一対の磁気シールド層の対向面間
に非磁性かつ電気絶縁性を有するギャップ層を介して設
けらている、請求項１に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項３】 前記軟磁性薄膜層が前記磁気抵抗効果層
に比べて磁気抵抗効果の小さな材料からなる請求項１ま
たは２に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項４】 前記軟磁性薄膜層が前記軟磁性バイアス
層と同一の材料からなる請求項３記載の磁気抵抗効果ヘ
ッド。 - 【請求項５】 前記軟磁性薄膜層がＣｏを主成分とした
アモルファス膜からなる請求項１乃至４いずれか１項に
記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項６】 前記軟磁性薄膜層が、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｍを
含む材料からなり、ＭがＲｈ,Ｐｄ,Ｎｂ,Ｚｒ,Ｔａ,Ｈ
ｆ,Ａｌ,Ｐｔ,Ａｕ,Ｃｒ,Ｍｏ,Ｗ,Ｓｉの中から選択さ
れる少なくとも一つの元素である請求項１乃至４いずれ
か１項に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項７】 前記磁気抵抗効果素子の素子長手方向に
関する前記磁気抵抗効果層の長さが、前記磁気抵抗効果
素子の感磁領域部の長さと実質的に等しい、請求項１乃
至６いずれか１項に記載の磁気抵抗効果ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139795A JP2669376B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1139795A JP2669376B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08203033A JPH08203033A (ja) | 1996-08-09 |
| JP2669376B2 true JP2669376B2 (ja) | 1997-10-27 |
Family
ID=11776888
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1139795A Expired - Fee Related JP2669376B2 (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2669376B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004133982A (ja) * | 2002-10-09 | 2004-04-30 | Fujitsu Ltd | Ｃｐｐ構造磁気抵抗効果素子およびヘッドスライダ |
| US6922884B2 (en) * | 2003-03-21 | 2005-08-02 | Headway Technologies, Inc. | Method for preventing magnetic damage to a GMR head during back-end processing |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP1139795A patent/JP2669376B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08203033A (ja) | 1996-08-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6947263B2 (en) | CPP mode magnetic sensing element including a multilayer free layer biased by an antiferromagnetic layer | |
| US7800867B2 (en) | CPP GMR head with antiferromagnetic layer disposed at rear of ferrimagnetic pinned layer | |
| JP3473684B2 (ja) | 磁気ヘッドおよびその製造方法、それを用いる磁気記録再生装置 | |
| JPH11134616A (ja) | 磁気抵抗型読取りセンサ、磁気記憶装置及び磁気抵抗型センサの製造方法 | |
| JP2004335071A (ja) | Ｃｐｐ型巨大磁気抵抗効果ヘッド | |
| US6806804B2 (en) | Magnetic detecting element having β-values selected for free magnetic layer and pinned magnetic layer | |
| JPH0950613A (ja) | 磁気抵抗効果素子及び磁界検出装置 | |
| US6867952B2 (en) | Magnetic sensing element with ESD resistance improved by adjusting the lengths of antiferromagnetic layers and free layer in the height direction | |
| JP3263018B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子およびその製造方法 | |
| JP2001155313A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| US5671105A (en) | Magneto-resistive effect thin-film magnetic head | |
| US6120920A (en) | Magneto-resistive effect magnetic head | |
| JP2669376B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド | |
| JP2000163717A (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| JP2000150235A (ja) | スピンバルブ磁気抵抗センサ及び薄膜磁気ヘッド | |
| JP3981856B2 (ja) | 薄膜磁気ヘッド | |
| US5800935A (en) | Magnetoresistive head | |
| JP3766600B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP2508475B2 (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘツド | |
| JP2765515B2 (ja) | 磁気抵抗効果ヘッド及びその製造方法 | |
| JP3260735B2 (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気抵抗効果ヘッド、および磁気記録再生装置 | |
| JP3688229B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 | |
| JP2001250205A (ja) | 薄膜磁気ヘッド及びその製造方法 | |
| JPH11328624A (ja) | 磁気抵抗効果素子 | |
| JP3942852B2 (ja) | 磁気検出素子及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070704 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080704 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090704 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100704 Year of fee payment: 13 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 14 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 15 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704 Year of fee payment: 16 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |