JP2833560B2 - 薄膜磁気ヘッド - Google Patents
薄膜磁気ヘッドInfo
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- JP2833560B2 JP2833560B2 JP363496A JP363496A JP2833560B2 JP 2833560 B2 JP2833560 B2 JP 2833560B2 JP 363496 A JP363496 A JP 363496A JP 363496 A JP363496 A JP 363496A JP 2833560 B2 JP2833560 B2 JP 2833560B2
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- magnetic head
- magnetic
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気抵抗効果を利
用した高感度磁気検出素子に関するものである。
用した高感度磁気検出素子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来磁気抵抗効果を利用した薄膜磁気ヘ
ッドの磁性薄膜には、パーマロイを中心とした金属磁性
材料が用いられている。このような従来の磁気抵抗効果
素子は、パーマロイの電流方向と磁化の方向の相対角に
依存して生じる抵抗の差を利用したものであるが、パー
マロイの磁気抵抗変化率は３〜４％程度と小さく高感度
化のためには磁気抵抗変化率の大きな材料が望まれてい
た。但し、ここでいう磁気抵抗変化率とは、飽和磁場で
の抵抗値から零磁場での抵抗値を引いたものを飽和磁場
での抵抗値で規格化した値を指すものとし、以後の記述
もこれに従うものとする。
ッドの磁性薄膜には、パーマロイを中心とした金属磁性
材料が用いられている。このような従来の磁気抵抗効果
素子は、パーマロイの電流方向と磁化の方向の相対角に
依存して生じる抵抗の差を利用したものであるが、パー
マロイの磁気抵抗変化率は３〜４％程度と小さく高感度
化のためには磁気抵抗変化率の大きな材料が望まれてい
た。但し、ここでいう磁気抵抗変化率とは、飽和磁場で
の抵抗値から零磁場での抵抗値を引いたものを飽和磁場
での抵抗値で規格化した値を指すものとし、以後の記述
もこれに従うものとする。
【０００３】最近、Ｌａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏよ
り構成されるペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化
物において、−５０〜−１０００００％という非常に大
きな磁気抵抗変化率が観測されている（アプライド フ
ィジックス レターズ ６３巻、１４号（１９９３）、
１９９０〜１９９２頁（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｓ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．１４（１
９９３），１９９０−１９９２）あるいはアプライド
フィジックス レターズ ６４巻、２２号（１９９
４）、３０４５〜３０４７頁（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．６４，Ｎｏ．２２
（１９９４），３０４５−３０４７））。例えば、特開
平６−２３７０２２号公報によれば、イオンビームスパ
ッタ法によってＭｇＯ（１００）基板上に付着させたＬ
ａ1-x Ｃａx ＭｎＯ3 の薄膜では最大で−５０％の巨大
な磁気抵抗変化率が観測されており、この材料の薄膜を
用いて磁気抵抗効果素子を作成している。また、アプラ
イド フィジックス レターズ６４巻、２２号（１９９
４）、３０４５−３０４７（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，ｖｏｌ．６４（１９９４），３０４５−３０４
７）によれば、パルスドレーザーデポジション法によっ
てＬａＡｌＯ3 上に付着させたＬａ0.66Ｃａ0.33ＭｎＯ
3 の薄膜では最大で−１２７０００％という非常に巨大
な磁気抵抗変化率が観測されている。
り構成されるペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化
物において、−５０〜−１０００００％という非常に大
きな磁気抵抗変化率が観測されている（アプライド フ
ィジックス レターズ ６３巻、１４号（１９９３）、
１９９０〜１９９２頁（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｓ
ｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．６３，Ｎｏ．１４（１
９９３），１９９０−１９９２）あるいはアプライド
フィジックス レターズ ６４巻、２２号（１９９
４）、３０４５〜３０４７頁（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙ
ｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．６４，Ｎｏ．２２
（１９９４），３０４５−３０４７））。例えば、特開
平６−２３７０２２号公報によれば、イオンビームスパ
ッタ法によってＭｇＯ（１００）基板上に付着させたＬ
ａ1-x Ｃａx ＭｎＯ3 の薄膜では最大で−５０％の巨大
な磁気抵抗変化率が観測されており、この材料の薄膜を
用いて磁気抵抗効果素子を作成している。また、アプラ
イド フィジックス レターズ６４巻、２２号（１９９
４）、３０４５−３０４７（Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅ
ｔｔ．，ｖｏｌ．６４（１９９４），３０４５−３０４
７）によれば、パルスドレーザーデポジション法によっ
てＬａＡｌＯ3 上に付着させたＬａ0.66Ｃａ0.33ＭｎＯ
3 の薄膜では最大で−１２７０００％という非常に巨大
な磁気抵抗変化率が観測されている。
【０００４】一方、通常薄膜磁気ヘッドには、いわゆる
バルクハウゼンノイズを抑制するために、強磁性または
反強磁性の磁性体膜がバイアス層として設けられる。ま
た、漏れ磁界による読み出しヘッドの混乱を防止するた
めの磁気シールド層も必要であり、従来この磁気シール
ド層にはＮｉ−Ｆｅ等の金属、センダスト等の合金や、
フェライトといったセラミックスが用いられている。
バルクハウゼンノイズを抑制するために、強磁性または
反強磁性の磁性体膜がバイアス層として設けられる。ま
た、漏れ磁界による読み出しヘッドの混乱を防止するた
めの磁気シールド層も必要であり、従来この磁気シール
ド層にはＮｉ−Ｆｅ等の金属、センダスト等の合金や、
フェライトといったセラミックスが用いられている。
【０００５】さらに磁気抵抗効果を利用した薄膜磁気ヘ
ッドにおいては、磁性薄膜の上下に素子全体への電流リ
ークを防止するためのギャップ層が設けられるが、この
ギャップ層としては通常アルミナ等が用いられている。
ッドにおいては、磁性薄膜の上下に素子全体への電流リ
ークを防止するためのギャップ層が設けられるが、この
ギャップ層としては通常アルミナ等が用いられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】近年の磁気記録の高密
度化や磁気センサーの高感度化の要求に伴い、より大き
な磁気抵抗変化を示す磁性材料が必要とされているが、
その点で前記のＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏより構
成されるペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化物は
大変魅力的である。
度化や磁気センサーの高感度化の要求に伴い、より大き
な磁気抵抗変化を示す磁性材料が必要とされているが、
その点で前記のＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏより構
成されるペロブスカイト型の結晶構造を有する酸化物は
大変魅力的である。
【０００７】しかし、Ｎｉ−Ｆｅ等の金属（合金）から
なる従来の磁気シールド層は高温プロセスに通すとその
磁気的特性を失うため、Ｌａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−
Ｏを成長させるのに必要なプロセス温度に耐えることが
できないという欠点があり、従ってこれらの従来の磁気
シールドとＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏとを組み合
わせた磁気ヘッドを製造することはできない。
なる従来の磁気シールド層は高温プロセスに通すとその
磁気的特性を失うため、Ｌａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−
Ｏを成長させるのに必要なプロセス温度に耐えることが
できないという欠点があり、従ってこれらの従来の磁気
シールドとＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏとを組み合
わせた磁気ヘッドを製造することはできない。
【０００８】一方、センダストや、フェライトといった
セラミックスからなる磁気シールドを用いた場合、磁気
シールド層はＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏを成長さ
せるのに必要なプロセス温度に耐えることはできるもの
の、このまま磁気シールド上に従来のアルミナ等の下部
ギャップ層を形成した場合、さらにこの下部ギャップ層
上に成長させたＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏで十分
大きな抵抗変化率を得ることができない。なぜならば、
Ｌａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏで十分大きな抵抗変化
率を実現するためにはその結晶性が重要であり、格子整
合性が良く、しかも成長中にＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍ
ｎ−Ｏと反応しない下地を選ぶ必要があるが、従来用い
られてきた多結晶アルミナ等の下地（通常の下部ギャッ
プ層）はこの要件を満たしていないからである。
セラミックスからなる磁気シールドを用いた場合、磁気
シールド層はＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏを成長さ
せるのに必要なプロセス温度に耐えることはできるもの
の、このまま磁気シールド上に従来のアルミナ等の下部
ギャップ層を形成した場合、さらにこの下部ギャップ層
上に成長させたＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏで十分
大きな抵抗変化率を得ることができない。なぜならば、
Ｌａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏで十分大きな抵抗変化
率を実現するためにはその結晶性が重要であり、格子整
合性が良く、しかも成長中にＬａ−（Ｃａ，Ｓｒ）−Ｍ
ｎ−Ｏと反応しない下地を選ぶ必要があるが、従来用い
られてきた多結晶アルミナ等の下地（通常の下部ギャッ
プ層）はこの要件を満たしていないからである。
【０００９】このように、酸化物磁性材料Ｌａ−（Ｃ
ａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏの性能を十分に引き出した高感度
薄膜磁気ヘッドは今まで実現されていなかった。
ａ，Ｓｒ）−Ｍｎ−Ｏの性能を十分に引き出した高感度
薄膜磁気ヘッドは今まで実現されていなかった。
【００１０】本発明の目的は、磁気抵抗効果を利用した
磁気検出素子において、大きな磁気抵抗変化を有する酸
化物磁性材料を用いた高感度の磁気検出能力を有する薄
膜磁気ヘッドを、特に酸化物磁性材料の性能を十分に引
き出すべく磁気シールド層、下部シールド層に用いる材
料を選択することにより提供することにある。
磁気検出素子において、大きな磁気抵抗変化を有する酸
化物磁性材料を用いた高感度の磁気検出能力を有する薄
膜磁気ヘッドを、特に酸化物磁性材料の性能を十分に引
き出すべく磁気シールド層、下部シールド層に用いる材
料を選択することにより提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明による薄膜磁気ヘ
ッドは、下部シールド層としてフェライト、センダス
ト、ＦｅＮ，ＦｅＴａＮのいずれかを用い、かつ下部ギ
ャップ層としてペロブスカイト型酸化物セラミックスま
たはマグネシアのいずれかを用い、かつ磁気抵抗効果層
としてＬｎ1-x Ａx Ｍy Ｍｎ1-y Ｏz （ＬｎはＹ，ラン
タノイドまたはＢｉのいずれか１つまたはこれらのうち
のいくつか、Ａはアルカリ土類，Ｐｂのいずれかまたは
これらのうちのいくつか、ＭはＮｉ，Ｃｕのいずれかを
表す。また、０＜ｘ，ｙ＜０．５）を用いることを特徴
としている。またここで、下部ギャップ層のペロブスカ
イト型酸化物セラミックスとしてチタン酸ストロンチウ
ム、ランタンアルミネートのいずれかを用いること、お
よび下部シールド層下に設けられた磁気ヘッド支持体が
マグネシア、サファイア、スピネル、チタン酸ストロン
チウム、ランタンアルミネートまたはフェライトのいず
れか一つよりなることを特徴としている。
ッドは、下部シールド層としてフェライト、センダス
ト、ＦｅＮ，ＦｅＴａＮのいずれかを用い、かつ下部ギ
ャップ層としてペロブスカイト型酸化物セラミックスま
たはマグネシアのいずれかを用い、かつ磁気抵抗効果層
としてＬｎ1-x Ａx Ｍy Ｍｎ1-y Ｏz （ＬｎはＹ，ラン
タノイドまたはＢｉのいずれか１つまたはこれらのうち
のいくつか、Ａはアルカリ土類，Ｐｂのいずれかまたは
これらのうちのいくつか、ＭはＮｉ，Ｃｕのいずれかを
表す。また、０＜ｘ，ｙ＜０．５）を用いることを特徴
としている。またここで、下部ギャップ層のペロブスカ
イト型酸化物セラミックスとしてチタン酸ストロンチウ
ム、ランタンアルミネートのいずれかを用いること、お
よび下部シールド層下に設けられた磁気ヘッド支持体が
マグネシア、サファイア、スピネル、チタン酸ストロン
チウム、ランタンアルミネートまたはフェライトのいず
れか一つよりなることを特徴としている。
【００１２】図１、２に今回の発明である薄膜磁気ヘッ
ドを再生部分に使った複合型磁気ヘッドの断面図を示し
ている。この複合型磁気ヘッドは、本発明である磁気検
出素子を用いた再生用ヘッドと、インダクティブ型の記
録用ヘッド、および漏れ磁界による再生用ヘッドの混乱
を防止するための磁気シールド部とからなる。また図２
に今回の発明になる薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディス
ク装置の例を示す。
ドを再生部分に使った複合型磁気ヘッドの断面図を示し
ている。この複合型磁気ヘッドは、本発明である磁気検
出素子を用いた再生用ヘッドと、インダクティブ型の記
録用ヘッド、および漏れ磁界による再生用ヘッドの混乱
を防止するための磁気シールド部とからなる。また図２
に今回の発明になる薄膜磁気ヘッドを用いた磁気ディス
ク装置の例を示す。
【００１３】図１において、本発明になる薄膜磁気ヘッ
ドは、磁気ヘッド母材１と、磁気ヘッド母材１上に形成
される磁気ヘッド支持体２と、磁気ヘッド支持体２上に
形成される下部シールド層３と、下部シールド層３上に
形成される下部ギャップ層４と、下部ギャップ層４上に
形成される酸化物磁性体の磁気抵抗効果層５と、磁気抵
抗効果層５の脇に形成されるバイアス層６と、磁気抵抗
効果層５上に形成される読み出し電極７と、磁気抵抗効
果層５と読み出し電極７上に形成される上部ギャップ層
８と、上部ギャップ層８上に形成される上部シールド層
（兼下部コア）９とからなり、下部ギャップ層４、バイ
アス層、上部ギャップ層８とで読み出し素子を形成し、
上部シールド層（兼下部コア）９とライトギャップ層１
２、上部コア１３、コイル１４とで書き込み層１１を形
成している。
ドは、磁気ヘッド母材１と、磁気ヘッド母材１上に形成
される磁気ヘッド支持体２と、磁気ヘッド支持体２上に
形成される下部シールド層３と、下部シールド層３上に
形成される下部ギャップ層４と、下部ギャップ層４上に
形成される酸化物磁性体の磁気抵抗効果層５と、磁気抵
抗効果層５の脇に形成されるバイアス層６と、磁気抵抗
効果層５上に形成される読み出し電極７と、磁気抵抗効
果層５と読み出し電極７上に形成される上部ギャップ層
８と、上部ギャップ層８上に形成される上部シールド層
（兼下部コア）９とからなり、下部ギャップ層４、バイ
アス層、上部ギャップ層８とで読み出し素子を形成し、
上部シールド層（兼下部コア）９とライトギャップ層１
２、上部コア１３、コイル１４とで書き込み層１１を形
成している。
【００１４】まず磁気ヘッド母材１上に磁気ヘッド支持
体２を成長させる。磁気ヘッド支持体２の材料としては
マグネシア、サファイア、スピネル、チタン酸ストロン
チウム、ランタンアルミネートまたはフェライトのいず
れかが好適に用いられる。また、磁気ヘッド母材１とし
てフェライトを用いる場合には該母材１が磁気ヘッド支
持体２を兼ねても良い。さらに、該支持体２上に磁気シ
ールド層３としてフェライト、センダスト、ＦｅＮ、Ｆ
ｅＴａＮのいずれかを成長させる。ここで磁気ヘッド支
持体２にフェライトを用いた場合は磁気シールド層３は
ヘッド支持体２で兼用させることができる。次いで該磁
気シールド層３上に下部ギャップ層４を成長させる。下
部ギャップ層４としてはマグネシアまたはペロブスカイ
ト型酸化物セラミックスを用いることができる。ここ
で、ペロブスカイト型酸化物セラミックスとしては絶縁
性のチタン酸ストロンチウム、ランタンアルミネートの
ような材料を選択することができる。さらに該下部ギャ
ップ層４上に磁気抵抗効果層５を成長させる。磁気抵抗
効果層５としてはＬｎ1-x Ａx Ｍy Ｍｎ1-y Ｏz （Ｌｎ
はＹ，ランタノイドまたはＢｉのいずれかまたはこれら
のうちのいくつか、Ａはアルカリ土類，Ｐｂのいずれか
またはこれらのうちのいくつか、ＭはＮｉ，Ｃｕのいず
れかを表す。また、０＜ｘ，ｙ＜０．５）を用いる。
体２を成長させる。磁気ヘッド支持体２の材料としては
マグネシア、サファイア、スピネル、チタン酸ストロン
チウム、ランタンアルミネートまたはフェライトのいず
れかが好適に用いられる。また、磁気ヘッド母材１とし
てフェライトを用いる場合には該母材１が磁気ヘッド支
持体２を兼ねても良い。さらに、該支持体２上に磁気シ
ールド層３としてフェライト、センダスト、ＦｅＮ、Ｆ
ｅＴａＮのいずれかを成長させる。ここで磁気ヘッド支
持体２にフェライトを用いた場合は磁気シールド層３は
ヘッド支持体２で兼用させることができる。次いで該磁
気シールド層３上に下部ギャップ層４を成長させる。下
部ギャップ層４としてはマグネシアまたはペロブスカイ
ト型酸化物セラミックスを用いることができる。ここ
で、ペロブスカイト型酸化物セラミックスとしては絶縁
性のチタン酸ストロンチウム、ランタンアルミネートの
ような材料を選択することができる。さらに該下部ギャ
ップ層４上に磁気抵抗効果層５を成長させる。磁気抵抗
効果層５としてはＬｎ1-x Ａx Ｍy Ｍｎ1-y Ｏz （Ｌｎ
はＹ，ランタノイドまたはＢｉのいずれかまたはこれら
のうちのいくつか、Ａはアルカリ土類，Ｐｂのいずれか
またはこれらのうちのいくつか、ＭはＮｉ，Ｃｕのいず
れかを表す。また、０＜ｘ，ｙ＜０．５）を用いる。
【００１５】ここで磁気ヘッド母材１としては、セラミ
ックス、シリコンを用いることが可能である。従って多
結晶体を用いても良いが、単結晶体を用いれば、その上
に形成される磁気ヘッド支持体２、磁気シールド層３、
下部ギャップ層４そして磁気抵抗効果層５の結晶性を向
上させることができるので、結果として薄膜磁気ヘッド
の感度をより向上させることができる。また、磁気ヘッ
ド支持体２として上記の材料を選択する理由は、磁気ヘ
ッド母材１と磁気シールド層３とが反応を起こし磁気シ
ールド層３の特性が低下するのを防止するためである。
ックス、シリコンを用いることが可能である。従って多
結晶体を用いても良いが、単結晶体を用いれば、その上
に形成される磁気ヘッド支持体２、磁気シールド層３、
下部ギャップ層４そして磁気抵抗効果層５の結晶性を向
上させることができるので、結果として薄膜磁気ヘッド
の感度をより向上させることができる。また、磁気ヘッ
ド支持体２として上記の材料を選択する理由は、磁気ヘ
ッド母材１と磁気シールド層３とが反応を起こし磁気シ
ールド層３の特性が低下するのを防止するためである。
【００１６】一方、磁気シールド層３としてフェライ
ト、センダスト、ＦｅＮ、ＦｅＴａＮのいずれかを用い
る理由は、酸化物磁性体である磁気抵抗効果層５を形成
する温度（通常６００〜７００℃）にしても磁気シール
ドとしての特性を失わないからである。また下部ギャッ
プ層４として上記の材料を選択するのは、これらの材料
が絶縁性に優れていることはもちろん、磁気抵抗効果層
５との格子のミスマッチングが小さく磁気抵抗効果層５
の結晶性を向上させられること、かつ磁気シールド層３
や磁気抵抗効果層５と反応を起こし磁気シールド層３、
磁気抵抗効果層５や下部ギャップ層４自身の特性が劣化
するのを防ぐことがその理由である。さらに磁気抵抗効
果層５としては、弱い磁場でも強磁性になり磁場感度を
大きくできること、強磁性−常磁性転移温度が室温付近
に存在するため室温で大きな磁気抵抗変化を得られるこ
とから、上記の材料を選択した。
ト、センダスト、ＦｅＮ、ＦｅＴａＮのいずれかを用い
る理由は、酸化物磁性体である磁気抵抗効果層５を形成
する温度（通常６００〜７００℃）にしても磁気シール
ドとしての特性を失わないからである。また下部ギャッ
プ層４として上記の材料を選択するのは、これらの材料
が絶縁性に優れていることはもちろん、磁気抵抗効果層
５との格子のミスマッチングが小さく磁気抵抗効果層５
の結晶性を向上させられること、かつ磁気シールド層３
や磁気抵抗効果層５と反応を起こし磁気シールド層３、
磁気抵抗効果層５や下部ギャップ層４自身の特性が劣化
するのを防ぐことがその理由である。さらに磁気抵抗効
果層５としては、弱い磁場でも強磁性になり磁場感度を
大きくできること、強磁性−常磁性転移温度が室温付近
に存在するため室温で大きな磁気抵抗変化を得られるこ
とから、上記の材料を選択した。
【００１７】以上のような選択をすることで、元来大き
な磁気抵抗変化を示す酸化物磁性体からなる磁気抵抗効
果層５はその特性を損なうことがなく、読み出し素子に
大きな磁気感度を持たせることができる。また下部シー
ルド層もその磁気的特性を失うことがなく、読み出し素
子のノイズ耐性を良好に保つことができる。
な磁気抵抗変化を示す酸化物磁性体からなる磁気抵抗効
果層５はその特性を損なうことがなく、読み出し素子に
大きな磁気感度を持たせることができる。また下部シー
ルド層もその磁気的特性を失うことがなく、読み出し素
子のノイズ耐性を良好に保つことができる。
【００１８】最後に該磁気抵抗効果層５を加工しバイア
ス層６、読み出し電極７、上部ギャップ層８、上部シー
ルド層９を形成して読み出し素子１０を作った後、さら
に書き込み素子１１を形成し磁気ヘッドを完成させる。
ス層６、読み出し電極７、上部ギャップ層８、上部シー
ルド層９を形成して読み出し素子１０を作った後、さら
に書き込み素子１１を形成し磁気ヘッドを完成させる。
【００１９】今回の発明になる図１、２で示されるよう
な薄膜磁気ヘッドを用いれば、図３に示すような高性能
の磁気ディスク装置を製造することができる。記録媒体
を両面に有する磁気ディスク２１をスピンドルモータ２
２で回転させ、アクチュエータ２３によってヘッドスラ
イダ２４を記録媒体の所望のトラック上に誘導する。ヘ
ッドスライダ２４上に形成した複合型磁気ヘッドの再生
ヘッドおよび記録ヘッドはこの回転によって記録媒体上
に接近して相対運動し、信号を順次書き込みまたは読み
とる。記録信号は信号処理系２５を通じて、記録ヘッド
にて記録媒体上に記録し、再生ヘッドの出力を信号処理
系２５を経て記録信号として読みとる。
な薄膜磁気ヘッドを用いれば、図３に示すような高性能
の磁気ディスク装置を製造することができる。記録媒体
を両面に有する磁気ディスク２１をスピンドルモータ２
２で回転させ、アクチュエータ２３によってヘッドスラ
イダ２４を記録媒体の所望のトラック上に誘導する。ヘ
ッドスライダ２４上に形成した複合型磁気ヘッドの再生
ヘッドおよび記録ヘッドはこの回転によって記録媒体上
に接近して相対運動し、信号を順次書き込みまたは読み
とる。記録信号は信号処理系２５を通じて、記録ヘッド
にて記録媒体上に記録し、再生ヘッドの出力を信号処理
系２５を経て記録信号として読みとる。
【００２０】
（実施例１）本発明の具体的な実施例を図１、２に沿っ
て説明する。
て説明する。
【００２１】まず第１例においては、磁気ヘッド母材１
として単結晶シリコン（１００）を用意し、次に該母材
１上に磁気ヘッド支持体２として（１１１）配向のマグ
ネシアをソルーゲル法で成長させた後、該支持体２上に
磁気シールド層３としてＭｎフェライト層を反応性蒸着
法でエピタキシャル成長させ、次いでＭｎフェライト層
３上に下部ギャップ層４としてマグネシア（１００）を
ＭＢＥ法でエピタキシャル成長させた。さらに該下部ギ
ャップ層４上に磁気抵抗効果層５として（Ｎｄ0.7 Ｐｒ
0.3 ）0.67Ｓｒ0.33ＭｎＯ3 をレーザーアブレーション
法により成長させた。最後に該磁気抵抗効果層５をイオ
ンミリング法で加工しバイアス層６を形成した後、Ｐｔ
からなる読み出し電極７、上部ギャップ層８、上部シー
ルド層（兼下部コア）９を形成して読み出し素子１０を
作った後、さらにライトギャップ層１２、上部コア１
３、およびコイル１４からなる書き込み素子１１を形成
し磁気ヘッドを完成させた。
として単結晶シリコン（１００）を用意し、次に該母材
１上に磁気ヘッド支持体２として（１１１）配向のマグ
ネシアをソルーゲル法で成長させた後、該支持体２上に
磁気シールド層３としてＭｎフェライト層を反応性蒸着
法でエピタキシャル成長させ、次いでＭｎフェライト層
３上に下部ギャップ層４としてマグネシア（１００）を
ＭＢＥ法でエピタキシャル成長させた。さらに該下部ギ
ャップ層４上に磁気抵抗効果層５として（Ｎｄ0.7 Ｐｒ
0.3 ）0.67Ｓｒ0.33ＭｎＯ3 をレーザーアブレーション
法により成長させた。最後に該磁気抵抗効果層５をイオ
ンミリング法で加工しバイアス層６を形成した後、Ｐｔ
からなる読み出し電極７、上部ギャップ層８、上部シー
ルド層（兼下部コア）９を形成して読み出し素子１０を
作った後、さらにライトギャップ層１２、上部コア１
３、およびコイル１４からなる書き込み素子１１を形成
し磁気ヘッドを完成させた。
【００２２】このようにして作成した複合型ヘッドは室
温で１０００Ｏｅの外部磁場により−３０％の磁気抵抗
変化率を示し、また漏れ磁界による読み出しヘッドの混
乱も見られなかった。なお母材１としてＳｉ（１００）
の代わりに単結晶基板であるＳｉ（１１１）、ＭｇＯ
（１００）、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 （１００）、ＭｇＡｌ2 Ｏ
4 （１１０）、ＳｒＴｉＯ3 （１００）、ＬａＡｌＯ3
（１００）、サファイヤＣ面、サファイヤＲ面、Ｍｎ−
Ｚｎフェライト（１００）を用いた場合、Ｍｎフェライ
ト層３の代わりに磁気シールド層としてセンダスト、Ｆ
ｅＮ、ＦｅＴａＮを用いた場合、磁気ヘッド支持体２と
してマグネシア、サファイア、スピネル、チタン酸スト
ロンチウム、ランタンアルミネート、フェライトを用い
た場合、下部ギャップ層４としてマグネシアの代わり
に、チタン酸ストロンチウムまたはランタンアルミネー
トを用いた場合、酸化物磁性層５として（Ｎｄ0.7 ７Ｐ
ｒ0.3）0.67Ｓｒ0.33ＭｎＯ3 のＮｄ0.7 Ｐｒ0.3 の代
わりにＹ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＹｂまたはＢｉの
いくつかを、またＳｒの代わりにＣａ、ＢａまたはＰｂ
のいくつかを用いた場合、いずれも同様の結果を得た。
温で１０００Ｏｅの外部磁場により−３０％の磁気抵抗
変化率を示し、また漏れ磁界による読み出しヘッドの混
乱も見られなかった。なお母材１としてＳｉ（１００）
の代わりに単結晶基板であるＳｉ（１１１）、ＭｇＯ
（１００）、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 （１００）、ＭｇＡｌ2 Ｏ
4 （１１０）、ＳｒＴｉＯ3 （１００）、ＬａＡｌＯ3
（１００）、サファイヤＣ面、サファイヤＲ面、Ｍｎ−
Ｚｎフェライト（１００）を用いた場合、Ｍｎフェライ
ト層３の代わりに磁気シールド層としてセンダスト、Ｆ
ｅＮ、ＦｅＴａＮを用いた場合、磁気ヘッド支持体２と
してマグネシア、サファイア、スピネル、チタン酸スト
ロンチウム、ランタンアルミネート、フェライトを用い
た場合、下部ギャップ層４としてマグネシアの代わり
に、チタン酸ストロンチウムまたはランタンアルミネー
トを用いた場合、酸化物磁性層５として（Ｎｄ0.7 ７Ｐ
ｒ0.3）0.67Ｓｒ0.33ＭｎＯ3 のＮｄ0.7 Ｐｒ0.3 の代
わりにＹ、Ｌａ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ、ＹｂまたはＢｉの
いくつかを、またＳｒの代わりにＣａ、ＢａまたはＰｂ
のいくつかを用いた場合、いずれも同様の結果を得た。
【００２３】（比較例１）実施例１において磁気ヘッド
支持体２を形成せずに、磁気ヘッドを形成した。この場
合、漏れ磁界による読み出しヘッドの混乱が見られた。
支持体２を形成せずに、磁気ヘッドを形成した。この場
合、漏れ磁界による読み出しヘッドの混乱が見られた。
【００２４】（比較例２）実施例１におけるＭｎフェラ
イト層３の代わりにＦｅ−Ｎｉ層を形成し、磁気ヘッド
を形成した。この場合は、漏れ磁界による読み出しヘッ
ドの混乱が見られた。
イト層３の代わりにＦｅ−Ｎｉ層を形成し、磁気ヘッド
を形成した。この場合は、漏れ磁界による読み出しヘッ
ドの混乱が見られた。
【００２５】（比較例３）実施例１におけるＭｎフェラ
イト層３の代わりに多結晶のアルミナを用いて磁気ヘッ
ドを形成した。この場合は、漏れ磁界による読み出しヘ
ッドの混乱は見られなかったものの、室温の磁気抵抗変
化率が１０００Ｏｅの外部磁場により−１０％とマグネ
シアを用いたときに比べてかなり低下した。
イト層３の代わりに多結晶のアルミナを用いて磁気ヘッ
ドを形成した。この場合は、漏れ磁界による読み出しヘ
ッドの混乱は見られなかったものの、室温の磁気抵抗変
化率が１０００Ｏｅの外部磁場により−１０％とマグネ
シアを用いたときに比べてかなり低下した。
【００２６】（比較例４）実施例１における磁気ヘッド
母材１の単結晶シリコン（１００）の代わりに多結晶基
板を用いて磁気ヘッドを形成した。この場合磁気抵抗変
化率は単結晶基板を用いた場合の約半分程度になった。
母材１の単結晶シリコン（１００）の代わりに多結晶基
板を用いて磁気ヘッドを形成した。この場合磁気抵抗変
化率は単結晶基板を用いた場合の約半分程度になった。
【００２７】（実施例２）本発明の具体的な実施例を図
４に沿って説明する。
４に沿って説明する。
【００２８】まず、磁気ヘッド支持体３２として単結晶
Ｍｎ−Ｚｎフェライト（１００）を用意し、該支持体３
２上に直接下部ギャップ層３４としてチタン酸ストロン
チウム（１００）をＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル成長
させ、さらに該下部ギャップ層５４上に磁気抵抗効果層
３５としてＹ0.07Ｌａ0.6 Ｃａ0.33Ｍｎ0.55Ｎｉ0.45Ｏ
3 をイオンビームスパッタ法で成長させた。続いて該磁
気抵抗効果層３５を加工しバイアス層３６、ＲｕＯ2 か
らなる読み出し電極３７、上部ギャップ層３８、上部シ
ールド層３９を形成して読み出し素子４０を作った後、
該読み出し素子４０上に書き込み素子４１を形成した。
最後に磁気ヘッド母材３１として用意した多結晶のアル
ミナ−炭化チタン複合セラミックスと磁気ヘッド支持体
３２とを貼り合わせて磁気ヘッドを完成させた。
Ｍｎ−Ｚｎフェライト（１００）を用意し、該支持体３
２上に直接下部ギャップ層３４としてチタン酸ストロン
チウム（１００）をＭＯＣＶＤ法でエピタキシャル成長
させ、さらに該下部ギャップ層５４上に磁気抵抗効果層
３５としてＹ0.07Ｌａ0.6 Ｃａ0.33Ｍｎ0.55Ｎｉ0.45Ｏ
3 をイオンビームスパッタ法で成長させた。続いて該磁
気抵抗効果層３５を加工しバイアス層３６、ＲｕＯ2 か
らなる読み出し電極３７、上部ギャップ層３８、上部シ
ールド層３９を形成して読み出し素子４０を作った後、
該読み出し素子４０上に書き込み素子４１を形成した。
最後に磁気ヘッド母材３１として用意した多結晶のアル
ミナ−炭化チタン複合セラミックスと磁気ヘッド支持体
３２とを貼り合わせて磁気ヘッドを完成させた。
【００２９】この様にして作成した磁気ヘッドは、室温
で１０００Ｏｅの外部磁場により−３０％の磁気抵抗変
化率を示した。
で１０００Ｏｅの外部磁場により−３０％の磁気抵抗変
化率を示した。
【００３０】なお母材３１として多結晶のアルミナ−炭
化チタン複合セラミックスの代わりにＭｎ−Ｚｎフェラ
イト、Ｓｉ、ＭｇＯ、サファイア、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、Ｓ
ｒＴｉＯ3 、ＬａＡｌＯ3 （１００）の単結晶または多
結晶体を用いても同様の結果が得られた。また、下部ギ
ャップ層３４としてチタン酸ストロンチウムの代わり
に、マグネシアまたはランタンアルミネートを用いても
同様の結果を得ることができた。さらに、酸化物磁性層
３５としてＹ0.07Ｌａ0.6 Ｃａ0.33Ｍｎ0.55Ｎｉ0.45Ｏ
3 の代わりに、ＮｉをＣｕで置換したものでも同程度の
磁気抵抗変化率を得ることができた。
化チタン複合セラミックスの代わりにＭｎ−Ｚｎフェラ
イト、Ｓｉ、ＭｇＯ、サファイア、ＭｇＡｌ2 Ｏ4 、Ｓ
ｒＴｉＯ3 、ＬａＡｌＯ3 （１００）の単結晶または多
結晶体を用いても同様の結果が得られた。また、下部ギ
ャップ層３４としてチタン酸ストロンチウムの代わり
に、マグネシアまたはランタンアルミネートを用いても
同様の結果を得ることができた。さらに、酸化物磁性層
３５としてＹ0.07Ｌａ0.6 Ｃａ0.33Ｍｎ0.55Ｎｉ0.45Ｏ
3 の代わりに、ＮｉをＣｕで置換したものでも同程度の
磁気抵抗変化率を得ることができた。
【００３１】（実施例３）本発明の具体的な実施例を図
５に沿って説明する。
５に沿って説明する。
【００３２】まず、磁気ヘッド母材５１として単結晶Ｍ
ｎ−Ｚｎフェライト（１００）を用意し、該母材５１上
に直接下部ギャップ層５４としてランタンアルミネート
をレーザーアブレーション法で形成し、さらに該下部ギ
ャップ層５４上に磁気抵抗効果層５５として（Ｌａ0.5
Ｎｄ0.5 ）0.67Ｐｂ0.33ＭｎＯ3 をゾルーゲル法で成長
させた。続いて該磁気抵抗効果層５５を加工しバイアス
層５６、Ａｌからなる読み出し電極５７、上部ギャップ
層５８、上部シールド層５９を形成して読み出し素子６
０を作った後、該読み出し素子６０上に書き込み素子６
１を形成し磁気ヘッドを完成させた。
ｎ−Ｚｎフェライト（１００）を用意し、該母材５１上
に直接下部ギャップ層５４としてランタンアルミネート
をレーザーアブレーション法で形成し、さらに該下部ギ
ャップ層５４上に磁気抵抗効果層５５として（Ｌａ0.5
Ｎｄ0.5 ）0.67Ｐｂ0.33ＭｎＯ3 をゾルーゲル法で成長
させた。続いて該磁気抵抗効果層５５を加工しバイアス
層５６、Ａｌからなる読み出し電極５７、上部ギャップ
層５８、上部シールド層５９を形成して読み出し素子６
０を作った後、該読み出し素子６０上に書き込み素子６
１を形成し磁気ヘッドを完成させた。
【００３３】この様にして作成した磁気ヘッドは、室温
で１０００Ｏｅの外部磁場により−２８％の磁気抵抗変
化率を示した。
で１０００Ｏｅの外部磁場により−２８％の磁気抵抗変
化率を示した。
【００３４】なお、下部ギャップ層５４としてマグネシ
ア、チタン酸ストロンチウムを用いた場合、また酸化物
磁性層５５として（Ｌａ0.5 Ｎｄ0.5 ）0.67Ｐｂ0.33Ｍ
ｎＯ3 の代わりに、Ｍｎの一部をＮｉやＣｕで置換した
ものを用いた場合、Ｌａ、Ｎｄを他のランタノイドやＢ
ｉで置換した場合、Ｃａの一部を他のアルカリ土類金属
やＰｂで置換した場合、でも同程度の磁気抵抗変化率を
得ることができた。
ア、チタン酸ストロンチウムを用いた場合、また酸化物
磁性層５５として（Ｌａ0.5 Ｎｄ0.5 ）0.67Ｐｂ0.33Ｍ
ｎＯ3 の代わりに、Ｍｎの一部をＮｉやＣｕで置換した
ものを用いた場合、Ｌａ、Ｎｄを他のランタノイドやＢ
ｉで置換した場合、Ｃａの一部を他のアルカリ土類金属
やＰｂで置換した場合、でも同程度の磁気抵抗変化率を
得ることができた。
【００３５】
【発明の効果】本発明により、飽和磁場が小さくかつ室
温においても十分に大きな磁気抵抗変化と高感度かつ高
ノイズ耐性を有する磁気検出素子を容易に実現すること
ができる。
温においても十分に大きな磁気抵抗変化と高感度かつ高
ノイズ耐性を有する磁気検出素子を容易に実現すること
ができる。
【図１】本発明の薄膜磁気ヘッドを利用した複合型磁気
ヘッドの側面図である。
ヘッドの側面図である。
【図２】本発明の薄膜磁気ヘッドを利用した複合型磁気
ヘッドの断面図である。
ヘッドの断面図である。
【図３】本発明の薄膜磁気ヘッドを応用した磁気ディス
ク装置の概念図である。
ク装置の概念図である。
【図４】実施例２の複合型磁気ヘッドの側面図である。
【図５】実施例３の複合型磁気ヘッドの側面図である。
１…磁気ヘッド母材 ２…磁気ヘッド支持体 ３…磁気シールド層 ４…下部ギャップ層 ５…磁気抵抗効果層 ６…バイアス層 ７…読み出し電極 ８…上部ギャップ層 ９…上部シールド層（兼下部コア） １０…読み出し素子 １１…書き込み素子 １２…ライトギャップ層 １３…上部コア １４…コイル ２１…磁気ディスク ２２…スピンドルモータ ２３…アクチュエータ ２４…ヘッドスライダ ２５…信号処理系 ３１…磁気ヘッド母材 ３２…磁気ヘッド支持体 ３４…下部ギャップ層 ３５…磁気抵抗効果層 ３６…バイアス層 ３７…読み出し電極 ３８…上部ギャップ層 ３９…上部シールド層 ４０…読み出し素子 ４１…書き込み素子 ５１…磁気ヘッド母材 ５４…下部ギャップ層 ５５…磁気抵抗効果層 ５６…バイアス層 ５７…読み出し電極 ５８…上部ギャップ層 ５９…上部シールド層 ６０…読み出し素子 ６１…書き込み素子
Claims (3)
- 【請求項１】 少なくとも下部シールド層と、該下部シ
ールド層上に形成される下部ギャップ層と、該下部ギャ
ップ層上に形成される酸化物磁性体の磁気抵抗効果層を
有する磁気抵抗効果を利用した薄膜磁気ヘッドにおい
て、 該下部シールド層としてフェライト、センダスト、Ｆｅ
Ｎ，ＦｅＴａＮのいずれかを用い、かつ該下部ギャップ
層としてペロブスカイト型酸化物セラミックスまたはマ
グネシアのいずれかを用い、かつ該磁気抵抗効果層とし
てＬｎ1-x ＡxＭy Ｍｎ1-y Ｏz （ＬｎはＹ，ランタノ
イドまたはＢｉのいずれか１つまたはこれらのうちのい
くつか、Ａはアルカリ土類，Ｐｂのいずれかまたはこれ
らのうちのいくつか、ＭはＮｉ，Ｃｕのいずれかを表
す。また、０＜ｘ，ｙ＜０．５）を用いることを特徴と
する薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項２】 下部ギャップ層のペロブスカイト型酸化
物セラミックスとしてチタン酸ストロンチウム、ランタ
ンアルミネートのいずれかを用いることを特徴とする請
求項１記載の薄膜磁気ヘッド。 - 【請求項３】 下部シールド層下に設けられた磁気ヘッ
ド支持体がマグネシア、サファイア、スピネル、チタン
酸ストロンチウム、ランタンアルミネートまたはフェラ
イトのいずれか一つよりなることを特徴とする請求項１
記載の薄膜磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP363496A JP2833560B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 薄膜磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP363496A JP2833560B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 薄膜磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09198615A JPH09198615A (ja) | 1997-07-31 |
| JP2833560B2 true JP2833560B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=11562925
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP363496A Expired - Fee Related JP2833560B2 (ja) | 1996-01-12 | 1996-01-12 | 薄膜磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2833560B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20000014211A (ko) * | 1998-08-18 | 2000-03-06 | 윤종용 | 하드 디스크 드라이브의 자기저항 헤드용 자기저항 센서 |
-
1996
- 1996-01-12 JP JP363496A patent/JP2833560B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09198615A (ja) | 1997-07-31 |
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