JP2800555B2 - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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- JP2800555B2 JP2800555B2 JP12402492A JP12402492A JP2800555B2 JP 2800555 B2 JP2800555 B2 JP 2800555B2 JP 12402492 A JP12402492 A JP 12402492A JP 12402492 A JP12402492 A JP 12402492A JP 2800555 B2 JP2800555 B2 JP 2800555B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気記憶媒体に書き込ま
れた磁気的情報を、強磁性磁気抵抗効果を利用して読み
出す強磁性磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と略す）
を具備した磁気抵抗効果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略
す）に関するものである。
れた磁気的情報を、強磁性磁気抵抗効果を利用して読み
出す強磁性磁気抵抗効果素子（以下、ＭＲ素子と略す）
を具備した磁気抵抗効果ヘッド（以下、ＭＲヘッドと略
す）に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】周知のごとく、ＭＲ素子は高い出力が得
られ、出力が素子と記録媒体との相対速度に依存しない
ため、小型高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応
用が期待されている。しかし、ＭＲ素子を磁気記録の信
号再生用ヘッドとして実用化するためには、２つの基本
的な要請を満足する必要がある。
られ、出力が素子と記録媒体との相対速度に依存しない
ため、小型高密度の磁気記録装置の再生用ヘッドへの応
用が期待されている。しかし、ＭＲ素子を磁気記録の信
号再生用ヘッドとして実用化するためには、２つの基本
的な要請を満足する必要がある。
【０００３】まず第１点は、ＭＲ素子を磁気記憶媒体に
書き込まれた磁気的情報に対して線形応答させることで
ある。このため、ＭＲヘッドはＭＲ素子に流すセンス電
流ＩとＭＲ素子の磁化Ｍの成す角度θ（以下、バイアス
角度と呼ぶ）を所定の値（望ましくは４５度）に設定す
るようセンス電流と直交する方向にバイアス磁界加える
必要がある（以下横方向バイアス磁界と呼ぶ）。上述の
バイアス手段としては種々の方法が開示されている。米
国特許第３８６４７５１号に軟磁性バイアス補助層とＭ
Ｒ素子が絶縁層を挟んで積層された構造が開示されてい
る。この例においては、ＭＲ素子にセンス電流を供給し
て軟磁性バイアス補助層を磁化するとともに、軟磁性バ
イアス補助層が発生する磁界でＭＲ素子に横方向バイア
ス磁界を印加する方法が示されている。
書き込まれた磁気的情報に対して線形応答させることで
ある。このため、ＭＲヘッドはＭＲ素子に流すセンス電
流ＩとＭＲ素子の磁化Ｍの成す角度θ（以下、バイアス
角度と呼ぶ）を所定の値（望ましくは４５度）に設定す
るようセンス電流と直交する方向にバイアス磁界加える
必要がある（以下横方向バイアス磁界と呼ぶ）。上述の
バイアス手段としては種々の方法が開示されている。米
国特許第３８６４７５１号に軟磁性バイアス補助層とＭ
Ｒ素子が絶縁層を挟んで積層された構造が開示されてい
る。この例においては、ＭＲ素子にセンス電流を供給し
て軟磁性バイアス補助層を磁化するとともに、軟磁性バ
イアス補助層が発生する磁界でＭＲ素子に横方向バイア
ス磁界を印加する方法が示されている。
【０００４】また、他のバイアス手段として実開昭６０
−１５９５１８号公報には、非晶質軟磁性バイアス補助
層とＭＲ素子が非磁性導体層を挟んで積層された構造が
開示されている。この構成では、非晶質軟磁性バイアス
補助層の比抵抗がＭＲ素子の比抵抗に比較して著しく高
いので、センス電流の大部分がＭＲ素子を流れ、実効的
に非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁されて
いる構成と同等のバイアス効果が得られる。更に、この
バイアス方法では、非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ
素子の絶縁を保つ必要がないため、非磁性導体層の膜厚
を薄くした、コンパクトなＭＲヘッドが形成される。
−１５９５１８号公報には、非晶質軟磁性バイアス補助
層とＭＲ素子が非磁性導体層を挟んで積層された構造が
開示されている。この構成では、非晶質軟磁性バイアス
補助層の比抵抗がＭＲ素子の比抵抗に比較して著しく高
いので、センス電流の大部分がＭＲ素子を流れ、実効的
に非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ素子が絶縁されて
いる構成と同等のバイアス効果が得られる。更に、この
バイアス方法では、非晶質軟磁性バイアス補助層とＭＲ
素子の絶縁を保つ必要がないため、非磁性導体層の膜厚
を薄くした、コンパクトなＭＲヘッドが形成される。
【０００５】次に第２点は、再生信号のノイズの主因と
なり、再生信号の再現性を低下させるバルクハウゼンノ
イズを抑制することである。バルクハウゼンノイズの原
因は、ＭＲ素子端部での反磁界によって生じる磁壁の移
動であると考えられる。このため、ＭＲ素子部を単磁区
化して磁壁をなくす方法が数多く提案されている。特開
昭６２−４０６１０号公報には、ＭＲ素子の両端にＦｅ
Ｍｎからなる反強磁性材料を置いて、反強磁性材料の交
換相互作用によってセンス電流方向にバイアス磁界（以
下縦方向バイアス磁界と呼ぶ）を加える構造が開示され
ている。
なり、再生信号の再現性を低下させるバルクハウゼンノ
イズを抑制することである。バルクハウゼンノイズの原
因は、ＭＲ素子端部での反磁界によって生じる磁壁の移
動であると考えられる。このため、ＭＲ素子部を単磁区
化して磁壁をなくす方法が数多く提案されている。特開
昭６２−４０６１０号公報には、ＭＲ素子の両端にＦｅ
Ｍｎからなる反強磁性材料を置いて、反強磁性材料の交
換相互作用によってセンス電流方向にバイアス磁界（以
下縦方向バイアス磁界と呼ぶ）を加える構造が開示され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、反強磁性材料
によってバイアス磁界を発生させるためにはいくつかの
制約がある。第１点は、交換力によってバイアス磁界を
発生しているので、強磁性磁気抵抗効果層と直接的に接
して反強磁性層を成膜する必要がある点である。第２点
として、ＭＲ素子の両端部にのみ反強磁性材料が存在す
るようにパターン形成する必要がある。これは、ＭＲ素
子全体に交換力が働くと反強磁性層の大きな異方性磁界
によってＭＲ素子の応答性が低下するためである。
によってバイアス磁界を発生させるためにはいくつかの
制約がある。第１点は、交換力によってバイアス磁界を
発生しているので、強磁性磁気抵抗効果層と直接的に接
して反強磁性層を成膜する必要がある点である。第２点
として、ＭＲ素子の両端部にのみ反強磁性材料が存在す
るようにパターン形成する必要がある。これは、ＭＲ素
子全体に交換力が働くと反強磁性層の大きな異方性磁界
によってＭＲ素子の応答性が低下するためである。
【０００７】従来、この２つの制約を満たすため、図２
に示すように強磁性磁気抵抗効果層４と反強磁性層３を
高真空中で連続成膜し、その後で反強磁性層３のみをエ
ッチングする製造方法が用いられていた。しかし、この
パターン形成は反強磁性層３のみを選択的にエッチング
することが困難であり、オーバーエッチングした場合に
は強磁性層の特性を劣化させてしまうといった問題点が
あった。
に示すように強磁性磁気抵抗効果層４と反強磁性層３を
高真空中で連続成膜し、その後で反強磁性層３のみをエ
ッチングする製造方法が用いられていた。しかし、この
パターン形成は反強磁性層３のみを選択的にエッチング
することが困難であり、オーバーエッチングした場合に
は強磁性層の特性を劣化させてしまうといった問題点が
あった。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明のＭＲヘッドでは、強磁性磁気抵抗効果層
と、前記強磁性磁気抵抗効果層との間に交換力によって
縦方向バイアス磁界を生じさせるため、前記強磁性磁気
抵抗効果層と直接的に接して設けたＦｅＭｎ、またはＦ
ｅＭｎを主成分とする反強磁性層と、前記強磁性磁気抵
抗効果層に横方向バイアス磁界を生じさせるための手段
とを有する磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記反強磁性
層の一部にのみ面心立方構造を有する下地層を設ける。
めに、本発明のＭＲヘッドでは、強磁性磁気抵抗効果層
と、前記強磁性磁気抵抗効果層との間に交換力によって
縦方向バイアス磁界を生じさせるため、前記強磁性磁気
抵抗効果層と直接的に接して設けたＦｅＭｎ、またはＦ
ｅＭｎを主成分とする反強磁性層と、前記強磁性磁気抵
抗効果層に横方向バイアス磁界を生じさせるための手段
とを有する磁気抵抗効果ヘッドにおいて、前記反強磁性
層の一部にのみ面心立方構造を有する下地層を設ける。
【０００９】以下に図面を参照して本発明を説明する。
図１は本発明のＭＲヘッドの一例を示す構造図である。
基板１上に面心立方構造を有する下地層２を成膜し、所
定の形状にパターン化する。この上に反強磁性層３、強
磁性磁気抵抗効果層４、非磁性中間層５、バイアス補助
層６を順次積層する。これらの積層体を所定の形状にパ
ターン形成した後、電極７を取り付けてＭＲヘッドとす
る。
図１は本発明のＭＲヘッドの一例を示す構造図である。
基板１上に面心立方構造を有する下地層２を成膜し、所
定の形状にパターン化する。この上に反強磁性層３、強
磁性磁気抵抗効果層４、非磁性中間層５、バイアス補助
層６を順次積層する。これらの積層体を所定の形状にパ
ターン形成した後、電極７を取り付けてＭＲヘッドとす
る。
【００１０】本発明に係わる非磁性基板１の材料にはガ
ラス、Ｓｉ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＣ、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3
とＴｉＣとの焼結体、フェライト等を用いることが出来
る。
ラス、Ｓｉ、Ａｌ2 Ｏ3 、ＴｉＣ、ＳｉＣ、Ａｌ2 Ｏ3
とＴｉＣとの焼結体、フェライト等を用いることが出来
る。
【００１１】下地層２にはＣｕ、ＮｉＣｒ等の面心立方
構造を有する合金、またはこれらに添加物を加えたもの
を用いることが出来る。
構造を有する合金、またはこれらに添加物を加えたもの
を用いることが出来る。
【００１２】反強磁性層３にはＦｅＭｎ、ＦｅＭｎＣｒ
等の反強磁性合金、またはこれらに添加物を加えたもの
を用いることが出来る。
等の反強磁性合金、またはこれらに添加物を加えたもの
を用いることが出来る。
【００１３】強磁性磁気抵抗効果層４にはＣｏ、Ｎｉま
たはＮｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ等の強磁性合
金、あるいはこれらに添加物を加えたものを用いること
が出来る。
たはＮｉ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｆｅ、Ｃｏ−Ｎｉ等の強磁性合
金、あるいはこれらに添加物を加えたものを用いること
が出来る。
【００１４】非磁性中間層５にはＴｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔ
ａ、等の非磁性導体合金を用いることが出来る。また、
バイアス補助層６にはＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒＭｏ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＴａ等の非晶質軟磁性材料
を用いることが出来る。
ａ、等の非磁性導体合金を用いることが出来る。また、
バイアス補助層６にはＣｏＺｒ、ＣｏＺｒＮｂ、ＣｏＺ
ｒＭｏ、ＣｏＺｒＴａ、ＣｏＴａ等の非晶質軟磁性材料
を用いることが出来る。
【００１５】
【作用】以下に本発明の作用を説明する。縦方向バイア
ス磁界を発生させるＦｅＭｎを主成分とする反強磁性材
料は、磁気特性が結晶構造に依存し、室温以上で反強磁
性相が安定となるのは、面心立方構造を有するいわゆる
γ相である。このγ相は、比較的不安定であり、同じ面
心立方構造を有する下地層の上にしか安定に成長しな
い。本発明のＭＲヘッドでは、交換力によるバイアス磁
界を発生させたい部分にだけ面心立方構造を有する下地
層を設けることによって、反強磁性層をパターン化する
のと同等の効果が得られる。
ス磁界を発生させるＦｅＭｎを主成分とする反強磁性材
料は、磁気特性が結晶構造に依存し、室温以上で反強磁
性相が安定となるのは、面心立方構造を有するいわゆる
γ相である。このγ相は、比較的不安定であり、同じ面
心立方構造を有する下地層の上にしか安定に成長しな
い。本発明のＭＲヘッドでは、交換力によるバイアス磁
界を発生させたい部分にだけ面心立方構造を有する下地
層を設けることによって、反強磁性層をパターン化する
のと同等の効果が得られる。
【００１６】
【実施例】図１を参照しながら実施例を説明する。
【００１７】ガラス基板１上に、スパッタ法を用いて下
地層２となる厚さ１００ＡのＮｉＣｒ層を成膜した。こ
の上に所定のフォトレジストパターンを形成し、Ａｒガ
ス雰囲気でイオンエッチングを行い、長さ方向に１０μ
ｍの間隔を有する２つの長さ２０μｍ、幅５μｍの矩形
パターンに加工した。
地層２となる厚さ１００ＡのＮｉＣｒ層を成膜した。こ
の上に所定のフォトレジストパターンを形成し、Ａｒガ
ス雰囲気でイオンエッチングを行い、長さ方向に１０μ
ｍの間隔を有する２つの長さ２０μｍ、幅５μｍの矩形
パターンに加工した。
【００１８】さらにこの上にスパッタ法により、厚さ２
００ＡのＦｅＭｎ層３、厚さ４００Ａのパーマロイ（Ｎ
ｉ８２％−Ｆｅ１８％ 重量％）層４、厚さ２００Ａの
Ｔｉ層５、さらに厚さ４００ＡのＣｏＺｒＭｏ層６を積
層した。その後、この積層体上に所定のフォトレジスト
パターンを形成し、Ａｒガス雰囲気でイオンエッチング
を行い、長さ５０μｍ、幅５μｍの矩形状のパターンに
加工した。この時、この矩形パターンが前記の下地層の
パターンと重なるようにした。
００ＡのＦｅＭｎ層３、厚さ４００Ａのパーマロイ（Ｎ
ｉ８２％−Ｆｅ１８％ 重量％）層４、厚さ２００Ａの
Ｔｉ層５、さらに厚さ４００ＡのＣｏＺｒＭｏ層６を積
層した。その後、この積層体上に所定のフォトレジスト
パターンを形成し、Ａｒガス雰囲気でイオンエッチング
を行い、長さ５０μｍ、幅５μｍの矩形状のパターンに
加工した。この時、この矩形パターンが前記の下地層の
パターンと重なるようにした。
【００１９】次いで、前述の積層体にセンス電流を供給
する電極６をＡｕを用いて形成し、素子が完成した。こ
れを実施例１とする。この時、電極の位置は矩形パター
ンの中心から両側３μｍとし、電極の間隔は６μｍとし
た。
する電極６をＡｕを用いて形成し、素子が完成した。こ
れを実施例１とする。この時、電極の位置は矩形パター
ンの中心から両側３μｍとし、電極の間隔は６μｍとし
た。
【００２０】また、下地層のパターン化工程を省略し、
それ以外は上記実施例１とまったく同様の工程でＭＲヘ
ッドを作製し、比較例１とした。さらに、下地層を設け
ず、それ以外は実施例１とまったく同様の工程でＭＲヘ
ッドを作製し、比較例２とした。
それ以外は上記実施例１とまったく同様の工程でＭＲヘ
ッドを作製し、比較例１とした。さらに、下地層を設け
ず、それ以外は実施例１とまったく同様の工程でＭＲヘ
ッドを作製し、比較例２とした。
【００２１】以上のようなＭＲヘッドにセンス電流１０
ｍＡを流して外部磁界を印加し、電気抵抗−磁界（Ｒ−
Ｈ）曲線を測定し、表１にまとめた。
ｍＡを流して外部磁界を印加し、電気抵抗−磁界（Ｒ−
Ｈ）曲線を測定し、表１にまとめた。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１の結果から明らかなように、本発明の
ＭＲヘッドは高い感度を有し、バルクハウゼンノイズが
見られず、優れた性能を有している。
ＭＲヘッドは高い感度を有し、バルクハウゼンノイズが
見られず、優れた性能を有している。
【００２４】
【発明の効果】本発明の磁気抵抗効果ヘッドは、強磁性
磁気抵抗効果層と、前記強磁性磁気抵抗効果層との間に
交換力によって縦方向バイアス磁界を生じさせるため、
前記強磁性磁気抵抗効果層と直接的に接して設けたＦｅ
Ｍｎ、またはＦｅＭｎを主成分とする反強磁性層と、前
記強磁性磁気抵抗効果層に横方向バイアス磁界を生じさ
せるための手段とを有する磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記反強磁性層の一部にのみ面心立方構造を有する
下地層を設けることにより、バルクハウゼンノイズの無
い磁気抵抗効果ヘッドが得られるという効果がある。
磁気抵抗効果層と、前記強磁性磁気抵抗効果層との間に
交換力によって縦方向バイアス磁界を生じさせるため、
前記強磁性磁気抵抗効果層と直接的に接して設けたＦｅ
Ｍｎ、またはＦｅＭｎを主成分とする反強磁性層と、前
記強磁性磁気抵抗効果層に横方向バイアス磁界を生じさ
せるための手段とを有する磁気抵抗効果ヘッドにおい
て、前記反強磁性層の一部にのみ面心立方構造を有する
下地層を設けることにより、バルクハウゼンノイズの無
い磁気抵抗効果ヘッドが得られるという効果がある。
【図１】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構造の一例を示
す断面図である。
す断面図である。
【図２】従来の磁気抵抗効果ヘッドの構造を示す断面図
である
である
１ 非磁性基板 ２ 下地層 ３ 反強磁性層 ４ 強磁性磁気抵抗効果層 ５ 非磁性中間層 ６ バイアス補助層 ７ 電極
Claims (1)
- 【請求項１】 強磁性磁気抵抗効果層と、前記強磁性磁
気抵抗効果層との間に交換力によって縦方向バイアス磁
界を生じさせるため、前記強磁性磁気抵抗効果層と直接
的に接して設けたＦｅＭｎ、またはＦｅＭｎを主成分と
する反強磁性層、前記強磁性磁気抵抗効果層に横方向バ
イアス磁界を生じさせるための手段とを有する磁気抵抗
効果ヘッドにおいて、前記反強磁性層の一部にのみ面心
立方構造を有する下地層を設けることを特徴とする磁気
抵抗効果素子。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402492A JP2800555B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 磁気抵抗効果ヘッド |
| DE69316438T DE69316438T2 (de) | 1992-05-18 | 1993-05-17 | Magnetoresistives Element |
| EP93108005A EP0570883B1 (en) | 1992-05-18 | 1993-05-17 | A magnetoresistive element |
| US08/062,221 US5556718A (en) | 1992-05-18 | 1993-05-18 | Magnetoresistive head |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12402492A JP2800555B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0660331A JPH0660331A (ja) | 1994-03-04 |
| JP2800555B2 true JP2800555B2 (ja) | 1998-09-21 |
Family
ID=14875148
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12402492A Expired - Fee Related JP2800555B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2800555B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2412073A1 (en) | 2002-11-19 | 2004-05-19 | Ted Marchildon | Plant growing apparatus |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP12402492A patent/JP2800555B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0660331A (ja) | 1994-03-04 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980609 |
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