JP3050218B1 - 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 - Google Patents
磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置Info
- Publication number
- JP3050218B1 JP3050218B1 JP10362533A JP36253398A JP3050218B1 JP 3050218 B1 JP3050218 B1 JP 3050218B1 JP 10362533 A JP10362533 A JP 10362533A JP 36253398 A JP36253398 A JP 36253398A JP 3050218 B1 JP3050218 B1 JP 3050218B1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- layer
- magnetic layer
- magnetic field
- magnetization
- 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
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3906—Details related to the use of magnetic thin film layers or to their effects
- G11B5/3909—Arrangements using a magnetic tunnel junction
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1659—Cell access
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1673—Reading or sensing circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11C—STATIC STORES
- G11C11/00—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor
- G11C11/02—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements
- G11C11/16—Digital stores characterised by the use of particular electric or magnetic storage elements; Storage elements therefor using magnetic elements using elements in which the storage effect is based on magnetic spin effect
- G11C11/165—Auxiliary circuits
- G11C11/1675—Writing or programming circuits or methods
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B2005/3996—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects large or giant magnetoresistive effects [GMR], e.g. as generated in spin-valve [SV] devices
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B5/00—Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
- G11B5/127—Structure or manufacture of heads, e.g. inductive
- G11B5/33—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only
- G11B5/39—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects
- G11B5/3903—Structure or manufacture of flux-sensitive heads, i.e. for reproduction only; Combination of such heads with means for recording or erasing only using magneto-resistive devices or effects using magnetic thin film layers or their effects, the films being part of integrated structures
- G11B5/3967—Composite structural arrangements of transducers, e.g. inductive write and magnetoresistive read
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Hall/Mr Elements (AREA)
- Magnetic Heads (AREA)
Abstract
【要約】
【課題】再生波形の対称性に優れた磁気抵抗効果素子を
提供すること。 【解決手段】磁性層１３、絶縁層１４、磁性層１５を積
層し、２つの磁性層の間に電圧を印加する電源１８を設
け、磁性層１５に反強磁性層１６を積層してその磁化の
向きを外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平行と
し、この外部磁界のないときに、磁性層１３の磁化の向
きを外部磁界の検出方向と実質的に直角にするように、
非磁性金属層１２とその膜面内方向に電流を流す電源１
７を設け、この外部磁界により磁性層１３の磁化の向き
が変化したときに絶縁層をトンネルする電流の変化を検
出する信号検出部１９を設けた磁気抵抗効果素子。
提供すること。 【解決手段】磁性層１３、絶縁層１４、磁性層１５を積
層し、２つの磁性層の間に電圧を印加する電源１８を設
け、磁性層１５に反強磁性層１６を積層してその磁化の
向きを外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平行と
し、この外部磁界のないときに、磁性層１３の磁化の向
きを外部磁界の検出方向と実質的に直角にするように、
非磁性金属層１２とその膜面内方向に電流を流す電源１
７を設け、この外部磁界により磁性層１３の磁化の向き
が変化したときに絶縁層をトンネルする電流の変化を検
出する信号検出部１９を設けた磁気抵抗効果素子。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッドや磁界
センサ等に用いられる磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘ
ッド、磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置に関する。
センサ等に用いられる磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘ
ッド、磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気トンネリング現象を示す多層膜につ
いては、ジュリエール（Ｊｕｌｌｉｅｒｅ）がフィジッ
クス レターズ，５４Ａ巻（１９７５年），３号，２２
５ページ（Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．
５４Ａ（１９７５），Ｎｏ．３，ｐ．２２５）に報告し
ている。磁気記録の高密度化に伴い、将来の再生用磁気
ヘッドとして、この多層膜の磁気抵抗効果型ヘッドへの
応用が検討されつつある。
いては、ジュリエール（Ｊｕｌｌｉｅｒｅ）がフィジッ
クス レターズ，５４Ａ巻（１９７５年），３号，２２
５ページ（Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ，ｖｏｌ．
５４Ａ（１９７５），Ｎｏ．３，ｐ．２２５）に報告し
ている。磁気記録の高密度化に伴い、将来の再生用磁気
ヘッドとして、この多層膜の磁気抵抗効果型ヘッドへの
応用が検討されつつある。
【０００３】この多層膜は、磁性層、絶縁層、磁性層の
順に積層されている積層体からなり、一方の磁性層から
出て、絶縁層をトンネルした電子がもう一方の磁性層に
入るとき、２層の磁性層の磁化の向きに依存したトンネ
ル確率の変化が生じる。このトンネル確率の変化が磁気
抵抗効果として観測される。
順に積層されている積層体からなり、一方の磁性層から
出て、絶縁層をトンネルした電子がもう一方の磁性層に
入るとき、２層の磁性層の磁化の向きに依存したトンネ
ル確率の変化が生じる。このトンネル確率の変化が磁気
抵抗効果として観測される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の多層膜を磁
気抵抗効果素子に用いる場合、外部磁界により磁化回転
する磁性層の磁化の向きを、外部磁界のないときには、
外部磁界の検出方向とほぼ直角にすることが必要であ
る。これは、磁気抵抗効果素子に外部磁界が印加された
ときの再生出力の対称性が良好であるために必要なこと
である。しかし、外部磁界により磁化回転する磁性層に
は、もう一方の磁性層からの漏れ磁界が印加され、磁化
の向きは外部磁界の検出方向と直角にはならない。もう
一方の磁性層からの漏れ磁界は、磁気抵抗効果素子の構
造、磁性層厚、絶縁層の凹凸等により微妙に変化するた
め、磁性層の磁化の向きの制御は困難であるという問題
があった。
気抵抗効果素子に用いる場合、外部磁界により磁化回転
する磁性層の磁化の向きを、外部磁界のないときには、
外部磁界の検出方向とほぼ直角にすることが必要であ
る。これは、磁気抵抗効果素子に外部磁界が印加された
ときの再生出力の対称性が良好であるために必要なこと
である。しかし、外部磁界により磁化回転する磁性層に
は、もう一方の磁性層からの漏れ磁界が印加され、磁化
の向きは外部磁界の検出方向と直角にはならない。もう
一方の磁性層からの漏れ磁界は、磁気抵抗効果素子の構
造、磁性層厚、絶縁層の凹凸等により微妙に変化するた
め、磁性層の磁化の向きの制御は困難であるという問題
があった。
【０００５】本発明の第１の目的は、再生波形の対称性
に優れた磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドを提供す
ることにある。本発明の第２の目的は、そのような磁気
ヘッドを用いた磁気記録再生装置を提供することにあ
る。本発明の第３の目的は、再生波形の対称性に優れた
磁性メモリ装置を提供することにある。
に優れた磁気抵抗効果素子を用いた磁気ヘッドを提供す
ることにある。本発明の第２の目的は、そのような磁気
ヘッドを用いた磁気記録再生装置を提供することにあ
る。本発明の第３の目的は、再生波形の対称性に優れた
磁性メモリ装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るために、本発明の磁気ヘッドは、第１の磁性層、絶縁
層及び第２の磁性層が積層された多層膜を基板上に配置
し、第１の磁性層と第２の磁性層との間に電圧を印加す
る手段を有し、第１の磁性層の磁化の向きを外部磁界の
検出方向と実質的に平行又は反平行とし、第２の磁性層
の磁化の向きは、上記外部磁界のないときに、上記外部
磁界の検出方向と実質的に直角であり、かつ、上記外部
磁界により変化し、上記外部磁界により第２の磁性層の
磁化の向きが変化したときに、それによる絶縁層をトン
ネルする電流の変化を検出する手段を有し、多層膜記第
１の磁性層の側に積層された反強磁性層を有し、反強磁
性層と第１の磁性層は磁気的に交換結合して、第１の磁
性層の磁化の向きを上記外部磁界の検出方向と実質的に
平行又は反平行とし、上記外部磁界の検出方向と実質的
に直角に電流を流す制御手段を有し、この制御手段を、
第２の磁性層に外部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に
電流を流す手段とした磁気抵抗効果素子を有するように
したものである。また、上記第１の目的を達成するため
に、本発明の磁気ヘッドは、第１の磁性層、絶縁層及び
第２の磁性層が積層された多層膜を基板上に配置し、第
１の磁性層と第２の磁性層との間に電圧を印加する手段
を有し、第１の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出
方向と実質的に平行又は反平行であり、第２の磁性層の
磁化の向きは、上記外部磁界のないときに、上記外部磁
界の検出方向と実質的に直角であり、かつ、上記外部磁
界により変化し、上記外部磁界により第２の磁性層の磁
化の向きが変化したときに、それによる絶縁層をトンネ
ルする電流の変化を検出する手段を有し、多層膜の第１
の磁性層の側に積層された反強磁性層を有し、反強磁性
層と第１の磁性層は磁気的に交換結合して、第１の磁性
層の磁化の向きを上記外部磁界の検出方向と実質的に平
行又は反平行とし、上記外部磁界の検出方向と実質的に
直角に電流を流す制御手段を有し、この制御手段を、多
層膜に積層された非磁性金属層とこの非磁性金属層の外
部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に電流を流す手段と
した磁気抵抗効果素子を有するようにしたものである。
これらの磁気ヘッドで多層膜は、基板側に第１の磁性層
があっても、第２の磁 性層があってもよい。
るために、本発明の磁気ヘッドは、第１の磁性層、絶縁
層及び第２の磁性層が積層された多層膜を基板上に配置
し、第１の磁性層と第２の磁性層との間に電圧を印加す
る手段を有し、第１の磁性層の磁化の向きを外部磁界の
検出方向と実質的に平行又は反平行とし、第２の磁性層
の磁化の向きは、上記外部磁界のないときに、上記外部
磁界の検出方向と実質的に直角であり、かつ、上記外部
磁界により変化し、上記外部磁界により第２の磁性層の
磁化の向きが変化したときに、それによる絶縁層をトン
ネルする電流の変化を検出する手段を有し、多層膜記第
１の磁性層の側に積層された反強磁性層を有し、反強磁
性層と第１の磁性層は磁気的に交換結合して、第１の磁
性層の磁化の向きを上記外部磁界の検出方向と実質的に
平行又は反平行とし、上記外部磁界の検出方向と実質的
に直角に電流を流す制御手段を有し、この制御手段を、
第２の磁性層に外部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に
電流を流す手段とした磁気抵抗効果素子を有するように
したものである。また、上記第１の目的を達成するため
に、本発明の磁気ヘッドは、第１の磁性層、絶縁層及び
第２の磁性層が積層された多層膜を基板上に配置し、第
１の磁性層と第２の磁性層との間に電圧を印加する手段
を有し、第１の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出
方向と実質的に平行又は反平行であり、第２の磁性層の
磁化の向きは、上記外部磁界のないときに、上記外部磁
界の検出方向と実質的に直角であり、かつ、上記外部磁
界により変化し、上記外部磁界により第２の磁性層の磁
化の向きが変化したときに、それによる絶縁層をトンネ
ルする電流の変化を検出する手段を有し、多層膜の第１
の磁性層の側に積層された反強磁性層を有し、反強磁性
層と第１の磁性層は磁気的に交換結合して、第１の磁性
層の磁化の向きを上記外部磁界の検出方向と実質的に平
行又は反平行とし、上記外部磁界の検出方向と実質的に
直角に電流を流す制御手段を有し、この制御手段を、多
層膜に積層された非磁性金属層とこの非磁性金属層の外
部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に電流を流す手段と
した磁気抵抗効果素子を有するようにしたものである。
これらの磁気ヘッドで多層膜は、基板側に第１の磁性層
があっても、第２の磁 性層があってもよい。
【０００７】この磁気抵抗効果素子で第２の磁性層の磁
化の向きを外部磁界の検出方向と完全に直角にすれば、
再生波形が対称になるが、直角からずれれば対称性が低
下する。ここで、実質的に直角にするとは、再生波形の
非対称性が５％以内になるような範囲であれば、直角か
らずれてもよいことを意味する。このずれは再生波形の
形状にもよるが、例えば、±５度程度である。
化の向きを外部磁界の検出方向と完全に直角にすれば、
再生波形が対称になるが、直角からずれれば対称性が低
下する。ここで、実質的に直角にするとは、再生波形の
非対称性が５％以内になるような範囲であれば、直角か
らずれてもよいことを意味する。このずれは再生波形の
形状にもよるが、例えば、±５度程度である。
【０００８】また、第１の磁性層の磁化の向きを外部磁
界の検出方向と実質的に平行又は反平行にするとは、第
２の磁性層の磁化の向きと同様の範囲のずれを許容して
平行又は反平行であることを意味する。これらのこと
は、以下の記載においても同じである。
界の検出方向と実質的に平行又は反平行にするとは、第
２の磁性層の磁化の向きと同様の範囲のずれを許容して
平行又は反平行であることを意味する。これらのこと
は、以下の記載においても同じである。
【０００９】この磁気抵抗効果素子は、上記の多層膜の
第１の磁性層の側に反強磁性層を積層し、反強磁性層と
第１の磁性層を磁気的に交換結合させて、第１の磁性層
の磁化の向きを上記外部磁界の検出方向と実質的に平行
又は反平行にすることができる。
第１の磁性層の側に反強磁性層を積層し、反強磁性層と
第１の磁性層を磁気的に交換結合させて、第１の磁性層
の磁化の向きを上記外部磁界の検出方向と実質的に平行
又は反平行にすることができる。
【００１０】この場合、制御手段としては、反強磁性層
の多層膜が配置された側と逆の側に配向性制御層を積層
し、反強磁性層及び配向性制御層の内の少なくとも一つ
の層の膜面内方向に電流を流す手段を設ければよい。ま
た、制御手段としては、他方の磁性層の膜面内方向に電
流を流す手段を設けてもよく、さらに多層膜に非磁性金
属層を積層し、この非磁性金属層の膜面内方向に電流を
流す手段を設けてもよい。
の多層膜が配置された側と逆の側に配向性制御層を積層
し、反強磁性層及び配向性制御層の内の少なくとも一つ
の層の膜面内方向に電流を流す手段を設ければよい。ま
た、制御手段としては、他方の磁性層の膜面内方向に電
流を流す手段を設けてもよく、さらに多層膜に非磁性金
属層を積層し、この非磁性金属層の膜面内方向に電流を
流す手段を設けてもよい。
【００１１】また、反強磁性層を設けることなく、第１
の磁性層の保磁力を他方の磁性層の保磁力より高くし、
制御手段として、多層膜に非磁性金属層を積層し、この
非磁性金属層に膜面内方向に電流を流す手段を設けても
よい。また、同様に、第１の磁性層の保磁力を第２の磁
性層の保磁力より高くして、かつ、基板側に配置し、一
方の磁性層の膜面内方向に電流を流す手段を設けてもよ
い。
の磁性層の保磁力を他方の磁性層の保磁力より高くし、
制御手段として、多層膜に非磁性金属層を積層し、この
非磁性金属層に膜面内方向に電流を流す手段を設けても
よい。また、同様に、第１の磁性層の保磁力を第２の磁
性層の保磁力より高くして、かつ、基板側に配置し、一
方の磁性層の膜面内方向に電流を流す手段を設けてもよ
い。
【００１２】また、上記第１の目的を達成するために、
本発明の磁気ヘッドは、基板上に、第１の磁性層、第１
の絶縁層、第２の磁性層、第２の絶縁層、第３の磁性層
の順に多層膜を積層し、第１の磁性層と第３の磁性層と
の間に電圧を印加する手段を設け、第１及び第３の磁性
層の組と、第２の磁性層との内の一方の磁性層の磁化の
向きを外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平行と
し、一方の磁性層の保磁力を他方の磁性層の保磁力より
高くし、かつ、上記外部磁界のないときに、第１及び第
３の磁性層の組と、第２の磁性層との内の他方の磁性層
の磁化の向きを、外部磁界の検出方向と実質的に直角に
する制御手段を設け、上記外部磁界により他方の磁性層
の磁化の向きが変化したときに、それによる上記絶縁層
をトンネルする電流の変化を検出する手段を設け、制御
手段を多層膜に積層された非磁性金属層に外部磁界の検
出方向とほぼ直角な方向に電流を流す手段とした磁気抵
抗効果素子から構成されるようにしたものである。
本発明の磁気ヘッドは、基板上に、第１の磁性層、第１
の絶縁層、第２の磁性層、第２の絶縁層、第３の磁性層
の順に多層膜を積層し、第１の磁性層と第３の磁性層と
の間に電圧を印加する手段を設け、第１及び第３の磁性
層の組と、第２の磁性層との内の一方の磁性層の磁化の
向きを外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平行と
し、一方の磁性層の保磁力を他方の磁性層の保磁力より
高くし、かつ、上記外部磁界のないときに、第１及び第
３の磁性層の組と、第２の磁性層との内の他方の磁性層
の磁化の向きを、外部磁界の検出方向と実質的に直角に
する制御手段を設け、上記外部磁界により他方の磁性層
の磁化の向きが変化したときに、それによる上記絶縁層
をトンネルする電流の変化を検出する手段を設け、制御
手段を多層膜に積層された非磁性金属層に外部磁界の検
出方向とほぼ直角な方向に電流を流す手段とした磁気抵
抗効果素子から構成されるようにしたものである。
【００１３】
【００１４】また、上記第１の目的を達成するために、
本発明の磁気ヘッドは、基板上に、第１の磁性層、第１
の絶縁層、第２の磁性層、第２の絶縁層、第３の磁性層
の順に多層膜を積層し、第１の磁性層と第３の磁性層と
の間に電圧を印加する手段を設け、第１及び第３の磁性
層の組と、第２の磁性層との内の一方の磁性層の磁化の
向きを外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平行と
し、上記外部磁界のないときに、第１及び第３の磁性層
の組と、第２の磁性層との内の他方の磁性層の磁化の向
きを、外部磁界の検出方向と実質的に直角にする制御手
段を設け、上記外部磁界により上記他方の磁性層の磁化
の向きが変化したときに、それによる絶縁層をトンネル
する電流の変化を検出する手段を設け、多層膜の両側に
反強磁性層を設け、第１及び第３の磁性層の組が一方の
磁性層を構成し、制御手段は、反強磁性層の内の一方の
多層膜の配置された側と逆の側に積層された配向性制御
層と、反強磁性層及び配向性制御層の内の少なくとも一
つの層に外部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に電流を
流す手段とした磁気抵抗効果素子から構成されるように
したものである。
本発明の磁気ヘッドは、基板上に、第１の磁性層、第１
の絶縁層、第２の磁性層、第２の絶縁層、第３の磁性層
の順に多層膜を積層し、第１の磁性層と第３の磁性層と
の間に電圧を印加する手段を設け、第１及び第３の磁性
層の組と、第２の磁性層との内の一方の磁性層の磁化の
向きを外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平行と
し、上記外部磁界のないときに、第１及び第３の磁性層
の組と、第２の磁性層との内の他方の磁性層の磁化の向
きを、外部磁界の検出方向と実質的に直角にする制御手
段を設け、上記外部磁界により上記他方の磁性層の磁化
の向きが変化したときに、それによる絶縁層をトンネル
する電流の変化を検出する手段を設け、多層膜の両側に
反強磁性層を設け、第１及び第３の磁性層の組が一方の
磁性層を構成し、制御手段は、反強磁性層の内の一方の
多層膜の配置された側と逆の側に積層された配向性制御
層と、反強磁性層及び配向性制御層の内の少なくとも一
つの層に外部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に電流を
流す手段とした磁気抵抗効果素子から構成されるように
したものである。
【００１５】また、上記第１の目的を達成するために、
本発明の磁気抵抗効果素子は、基板上に、基板に近い側
から、硬磁性層、非磁性金属層、第１の軟磁性層、絶縁
層、第２の軟磁性層、反強磁性層の順に多層膜を積層
し、第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間に電圧を印
加する手段を設け、反強磁性層と第２の軟磁性層が磁気
的に交換結合して、第２の軟磁性層の磁化の向きを交換
結合により外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平
行になるようにし、上記外部磁界のないときに、第１の
軟磁性層の磁化の向きを硬磁性層により上記外部磁界の
検出方向と実質的に直角となるようにし、上記外部磁界
により第１の軟磁性層の磁化の向きが変化したときに、
それによる絶縁層をトンネルする電流の変化を検出する
手段を設け、さらに、上記外部磁界の検出方向と実質的
に直角な方向に電流を流す制御手段を設けた磁気抵抗効
果素子から構成されるようにしたものである。
本発明の磁気抵抗効果素子は、基板上に、基板に近い側
から、硬磁性層、非磁性金属層、第１の軟磁性層、絶縁
層、第２の軟磁性層、反強磁性層の順に多層膜を積層
し、第１の軟磁性層と第２の軟磁性層との間に電圧を印
加する手段を設け、反強磁性層と第２の軟磁性層が磁気
的に交換結合して、第２の軟磁性層の磁化の向きを交換
結合により外部磁界の検出方向と実質的に平行又は反平
行になるようにし、上記外部磁界のないときに、第１の
軟磁性層の磁化の向きを硬磁性層により上記外部磁界の
検出方向と実質的に直角となるようにし、上記外部磁界
により第１の軟磁性層の磁化の向きが変化したときに、
それによる絶縁層をトンネルする電流の変化を検出する
手段を設け、さらに、上記外部磁界の検出方向と実質的
に直角な方向に電流を流す制御手段を設けた磁気抵抗効
果素子から構成されるようにしたものである。
【００１６】また、上記第１の目的を達成するために、
本発明の磁気ヘッドは、上記のいずれか一に記載の磁気
ヘッドを読み出し用のヘッドとし、誘導型ヘッドを書き
込み用のヘッドとするようにしたものである。
本発明の磁気ヘッドは、上記のいずれか一に記載の磁気
ヘッドを読み出し用のヘッドとし、誘導型ヘッドを書き
込み用のヘッドとするようにしたものである。
【００１７】また、上記第２の目的を達成するために、
本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、磁気記
録媒体の記録面に対応して設けられた磁気ヘッドと、磁
気記録媒体の駆動部と、磁気ヘッドの駆動部と、記録、
再生信号処理系とを有し、この磁気ヘッドとして、上記
のいずれか一に記載の磁気ヘッドを用いるようにしたも
のである。
本発明の磁気記録再生装置は、磁気記録媒体と、磁気記
録媒体の記録面に対応して設けられた磁気ヘッドと、磁
気記録媒体の駆動部と、磁気ヘッドの駆動部と、記録、
再生信号処理系とを有し、この磁気ヘッドとして、上記
のいずれか一に記載の磁気ヘッドを用いるようにしたも
のである。
【００１８】また、上記第３の目的を達成するために、
本発明の磁性メモリ装置は、上記のいずれか一に記載の
磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子の内、後述する実施例
１、２、３又は４に記載の磁気抵抗効果素子と、その第
１の磁性層又は一方の磁性層の磁化の向きを所望の方向
に向ける磁界発生機構とを設けるようにしたものであ
る。この磁性メモリ装置は、磁気抵抗効果素子を加熱す
る手段を設けてもよい。
本発明の磁性メモリ装置は、上記のいずれか一に記載の
磁気ヘッドの磁気抵抗効果素子の内、後述する実施例
１、２、３又は４に記載の磁気抵抗効果素子と、その第
１の磁性層又は一方の磁性層の磁化の向きを所望の方向
に向ける磁界発生機構とを設けるようにしたものであ
る。この磁性メモリ装置は、磁気抵抗効果素子を加熱す
る手段を設けてもよい。
【００１９】上述のように、本発明は、２層又は３層の
磁性層が絶縁層で分離されている多層膜を用いた磁気抵
抗効果素子を用い、外部磁界により磁化の回転する磁性
層に対して誘導磁界を印加し、この磁性層に印加する誘
導磁界を、磁化の固定された磁性層からの漏れ磁界と相
殺するようにして、その結果、磁性層の磁化を磁界印加
方向と実質的に直交させるようにして、これにより再生
波形の対称性を優れたもにすることができる。
磁性層が絶縁層で分離されている多層膜を用いた磁気抵
抗効果素子を用い、外部磁界により磁化の回転する磁性
層に対して誘導磁界を印加し、この磁性層に印加する誘
導磁界を、磁化の固定された磁性層からの漏れ磁界と相
殺するようにして、その結果、磁性層の磁化を磁界印加
方向と実質的に直交させるようにして、これにより再生
波形の対称性を優れたもにすることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明を説明
する。 〈実施例１〉図１のように、基板１１上に非磁性金属層
１２、磁性層１３、絶縁層１４、磁性層１５、反強磁性
層１６の順に各層を形成した。非磁性金属層１２には厚
さ２０ｎｍのＺｒを、磁性層１３及び１５には厚さ５ｎ
ｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金を、絶縁層１４には厚さ
１．３ｎｍのＡｌの酸化物をそれぞれ用いた。また、反
強磁性層１６には厚さ１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ
合金を用いた。非磁性金属層１２及び反強磁性層１６の
間には、電源１８により電圧が印加される。すなわち、
絶縁層１４の両端の磁性層１３及び１５に電位差が生じ
ている。この電位差のために、絶縁層１４を電流がトン
ネルする。トンネル電流は信号検出部１９により検出さ
れる。
する。 〈実施例１〉図１のように、基板１１上に非磁性金属層
１２、磁性層１３、絶縁層１４、磁性層１５、反強磁性
層１６の順に各層を形成した。非磁性金属層１２には厚
さ２０ｎｍのＺｒを、磁性層１３及び１５には厚さ５ｎ
ｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金を、絶縁層１４には厚さ
１．３ｎｍのＡｌの酸化物をそれぞれ用いた。また、反
強磁性層１６には厚さ１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ
合金を用いた。非磁性金属層１２及び反強磁性層１６の
間には、電源１８により電圧が印加される。すなわち、
絶縁層１４の両端の磁性層１３及び１５に電位差が生じ
ている。この電位差のために、絶縁層１４を電流がトン
ネルする。トンネル電流は信号検出部１９により検出さ
れる。
【００２１】磁性層１３及び１５の磁化の向きが平行の
ときに最もトンネル電流が多く、磁性層１３及び１５の
磁化の向きが反平行のときに最もトンネル電流が少な
い。本実施例での印加電圧は０．０５Ｖである。本実施
例では、反強磁性層１６と非磁性金属層１２に電源１８
が接続されているが、磁性層１３及び１５に電位差が生
ずればよく、磁性層１３及び１５に直接、電源１８を接
続してもよい。また、非磁性金属層１２には、電源１７
により電流を流すことができる。非磁性金属層１２に電
流を流すことにより、誘導磁界が発生し、非磁性金属層
１２に隣接する磁性層１３に磁界を印加することができ
る。その磁界の高さは電流量に比例する。
ときに最もトンネル電流が多く、磁性層１３及び１５の
磁化の向きが反平行のときに最もトンネル電流が少な
い。本実施例での印加電圧は０．０５Ｖである。本実施
例では、反強磁性層１６と非磁性金属層１２に電源１８
が接続されているが、磁性層１３及び１５に電位差が生
ずればよく、磁性層１３及び１５に直接、電源１８を接
続してもよい。また、非磁性金属層１２には、電源１７
により電流を流すことができる。非磁性金属層１２に電
流を流すことにより、誘導磁界が発生し、非磁性金属層
１２に隣接する磁性層１３に磁界を印加することができ
る。その磁界の高さは電流量に比例する。
【００２２】図２は、多層膜を上から見た模式図であ
る。図２（ａ）のように、多層膜２１中の磁性層１５の
磁化の向き２２は図の向きに固定されている。これは、
図１のように、磁性層１５に反強磁性層１６が接触して
いるためである。磁性層１５の磁化の向き２２は、外部
磁界の検出方向２４と平行か反平行にする。非磁性金属
層１２に電流が流れていないとき、図１における磁性層
１３の磁化の向き２３は、図２のような向きに向いてい
る。磁化の向き２３は、図１における磁性層１５からの
漏れ磁界と磁性層１３の有する磁気異方性により決ま
る。この磁化の向き２３は外部磁界の検出方向２４と直
角ではない。
る。図２（ａ）のように、多層膜２１中の磁性層１５の
磁化の向き２２は図の向きに固定されている。これは、
図１のように、磁性層１５に反強磁性層１６が接触して
いるためである。磁性層１５の磁化の向き２２は、外部
磁界の検出方向２４と平行か反平行にする。非磁性金属
層１２に電流が流れていないとき、図１における磁性層
１３の磁化の向き２３は、図２のような向きに向いてい
る。磁化の向き２３は、図１における磁性層１５からの
漏れ磁界と磁性層１３の有する磁気異方性により決ま
る。この磁化の向き２３は外部磁界の検出方向２４と直
角ではない。
【００２３】図２（ｂ）のように、電源１７により非磁
性金属層１２に電流を流す。電流は５μＡとした。この
結果、誘導磁界が磁性層１３に印加され、磁性層１３の
磁化の向き２５は図のように向く。磁化の向き２５は、
外部磁界の検出方向２４とほぼ直角をなす。これは、磁
性層１３に印加されている誘導磁界以外の磁界と誘導磁
界が相殺されたためである。
性金属層１２に電流を流す。電流は５μＡとした。この
結果、誘導磁界が磁性層１３に印加され、磁性層１３の
磁化の向き２５は図のように向く。磁化の向き２５は、
外部磁界の検出方向２４とほぼ直角をなす。これは、磁
性層１３に印加されている誘導磁界以外の磁界と誘導磁
界が相殺されたためである。
【００２４】さらに、図２（ｃ）のように、磁気抵抗効
果素子に磁気記録媒体２８を近接させる。磁気記録媒体
２８からの漏れ磁界により、図１における磁性層１３に
磁界が印加される。磁気記録媒体からの漏れ磁界が上向
きのとき、磁性層１３の磁化の向き２６は、図２（ｃ）
に示す向きに向く。また、磁気記録媒体からの漏れ磁界
が下向きのとき、磁性層１３の磁化の向き２７は、図２
（ｃ）に示す向きに向く。
果素子に磁気記録媒体２８を近接させる。磁気記録媒体
２８からの漏れ磁界により、図１における磁性層１３に
磁界が印加される。磁気記録媒体からの漏れ磁界が上向
きのとき、磁性層１３の磁化の向き２６は、図２（ｃ）
に示す向きに向く。また、磁気記録媒体からの漏れ磁界
が下向きのとき、磁性層１３の磁化の向き２７は、図２
（ｃ）に示す向きに向く。
【００２５】このときの絶縁層１４をトンネルするトン
ネル電流の変化を図３に模式的に示す。図では、磁気記
録媒体からの漏れ磁界が上向きのとき、正の値の磁界が
多層膜に印加されるとする。磁気記録媒体からの漏れ磁
界が、図１における磁性層１３に印加されていないと
き、トンネル電流の値は図３の３１である。磁性層１３
の磁化の向きが、外部磁界の検出方向２４とほぼ直角を
なす場合、図３の３１は、トンネル電流の変化の範囲の
ほほ中央に位置する。磁気記録媒体からの漏れ磁界が下
向きのとき、図２のように、磁性層１３の磁化の向きは
２７のようになるため、トンネル電流は低下し、図３に
おける３２の値になる。これは、磁性層１３の磁化の向
きと磁性層１５の磁化の向きが反平行に近くなるためで
ある。
ネル電流の変化を図３に模式的に示す。図では、磁気記
録媒体からの漏れ磁界が上向きのとき、正の値の磁界が
多層膜に印加されるとする。磁気記録媒体からの漏れ磁
界が、図１における磁性層１３に印加されていないと
き、トンネル電流の値は図３の３１である。磁性層１３
の磁化の向きが、外部磁界の検出方向２４とほぼ直角を
なす場合、図３の３１は、トンネル電流の変化の範囲の
ほほ中央に位置する。磁気記録媒体からの漏れ磁界が下
向きのとき、図２のように、磁性層１３の磁化の向きは
２７のようになるため、トンネル電流は低下し、図３に
おける３２の値になる。これは、磁性層１３の磁化の向
きと磁性層１５の磁化の向きが反平行に近くなるためで
ある。
【００２６】磁気記録媒体からの漏れ磁界が上向きで、
その高さが上記の下向きのときと同じ場合、磁性層１３
の磁化の向き２６は図２に示すようになるため、トンネ
ル電流は増加し、図３における３３の値になる。これ
は、磁性層１３の磁化の向きと磁性層１５の磁化の向き
が平行に近くなるためである。トンネル電流３１からの
変化量は、３２と３３でその絶対値はほぼ同じである。
これは、磁気記録媒体からの漏れ磁界がないときの磁性
層１３の磁化の向きが、外部磁界の検出方向２４とほぼ
直角をなすためである。同じ高さの異なる向きの磁気記
録媒体からの磁界が印加された場合、このように、トン
ネル電流３１からの変化量の絶対値がほぼ同じときに、
再生波形がほぼ対称になる。言い替えれば、磁気記録媒
体からの漏れ磁界がないときの磁性層１３の磁化の向き
が、外部磁界の検出方向２４と直角でなければ、再生波
形の対称性が低下する。磁気記録再生装置では、再生波
形の対称性は重要な問題で、再生波形の非対称性は５％
以内であることが望ましい。このためには、磁気記録媒
体からの漏れ磁界がないときの磁性層１３の磁化の向き
を、外部磁界の検出方向２４とほぼ直角にする必要があ
る。
その高さが上記の下向きのときと同じ場合、磁性層１３
の磁化の向き２６は図２に示すようになるため、トンネ
ル電流は増加し、図３における３３の値になる。これ
は、磁性層１３の磁化の向きと磁性層１５の磁化の向き
が平行に近くなるためである。トンネル電流３１からの
変化量は、３２と３３でその絶対値はほぼ同じである。
これは、磁気記録媒体からの漏れ磁界がないときの磁性
層１３の磁化の向きが、外部磁界の検出方向２４とほぼ
直角をなすためである。同じ高さの異なる向きの磁気記
録媒体からの磁界が印加された場合、このように、トン
ネル電流３１からの変化量の絶対値がほぼ同じときに、
再生波形がほぼ対称になる。言い替えれば、磁気記録媒
体からの漏れ磁界がないときの磁性層１３の磁化の向き
が、外部磁界の検出方向２４と直角でなければ、再生波
形の対称性が低下する。磁気記録再生装置では、再生波
形の対称性は重要な問題で、再生波形の非対称性は５％
以内であることが望ましい。このためには、磁気記録媒
体からの漏れ磁界がないときの磁性層１３の磁化の向き
を、外部磁界の検出方向２４とほぼ直角にする必要があ
る。
【００２７】図４は、上述の再生波形の対称性について
示した図である。図４（ａ）のような時間とともに変化
する磁界を本発明の磁気抵抗効果素子に印加すると、そ
の再生出力は図４（ｂ）のように対称性の優れた波形を
示す。これに対し非磁性層１２に電流を流さず、磁性層
１３の磁化の向きを制御しない場合には、再生波形は図
４（ｃ）のように非対称になる。
示した図である。図４（ａ）のような時間とともに変化
する磁界を本発明の磁気抵抗効果素子に印加すると、そ
の再生出力は図４（ｂ）のように対称性の優れた波形を
示す。これに対し非磁性層１２に電流を流さず、磁性層
１３の磁化の向きを制御しない場合には、再生波形は図
４（ｃ）のように非対称になる。
【００２８】本実施例では、磁性層１５の磁化の向きを
外部磁界の方向と平行或いは反平行にしたが、再生波形
の対称性をくずさない限り、若干の角度のずれは許容さ
れる。同様に、磁性層１３の磁化の向きについても、再
生波形の対称性をくずさない限り、若干の角度のずれは
許容される。
外部磁界の方向と平行或いは反平行にしたが、再生波形
の対称性をくずさない限り、若干の角度のずれは許容さ
れる。同様に、磁性層１３の磁化の向きについても、再
生波形の対称性をくずさない限り、若干の角度のずれは
許容される。
【００２９】本実施例では、非磁性金属層１２の材料と
してＺｒを用いたが、他の非磁性金属を用いることもで
きる。また、磁性層材料としてはＮｉ−Ｆｅ系合金を用
いたが、他の磁性材料を用いることもできる。他の磁性
層材料としては、低い保磁力を有する金属材料が好まし
い。反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ系合金を用いた
が、他の導電性の反強磁性層材料を用いてもよい。ま
た、本実施例に示した磁気抵抗効果型ヘッドは記録能力
がない。従って、記録と再生を行うためには、記録用の
誘導型磁気ヘッドと組み合わせて使用する必要がある。
してＺｒを用いたが、他の非磁性金属を用いることもで
きる。また、磁性層材料としてはＮｉ−Ｆｅ系合金を用
いたが、他の磁性材料を用いることもできる。他の磁性
層材料としては、低い保磁力を有する金属材料が好まし
い。反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ系合金を用いた
が、他の導電性の反強磁性層材料を用いてもよい。ま
た、本実施例に示した磁気抵抗効果型ヘッドは記録能力
がない。従って、記録と再生を行うためには、記録用の
誘導型磁気ヘッドと組み合わせて使用する必要がある。
【００３０】本実施例の磁気抵抗効果素子では、多層膜
の磁気抵抗変化率が高いため、高密度に記録された磁気
記録媒体上の情報の再生に有利な磁気抵抗効果型ヘッド
の応用できる。磁気抵抗効果型ヘッドは、磁気抵抗効果
素子の応用の代表例であるが、本発明の磁気抵抗効果素
子は高い再生出力と優れた再生波形対称性を示すため、
磁界センサとしても好適である。この磁界センサは、ロ
ータリエンコーダ等に用いることができる。
の磁気抵抗変化率が高いため、高密度に記録された磁気
記録媒体上の情報の再生に有利な磁気抵抗効果型ヘッド
の応用できる。磁気抵抗効果型ヘッドは、磁気抵抗効果
素子の応用の代表例であるが、本発明の磁気抵抗効果素
子は高い再生出力と優れた再生波形対称性を示すため、
磁界センサとしても好適である。この磁界センサは、ロ
ータリエンコーダ等に用いることができる。
【００３１】〈実施例２〉実施例１と同様の働きをする
多層膜として、図５に示す多層膜を用いた磁気抵抗効果
型素子を形成した。図５のように、基板５１上に、配向
性制御層５２、反強磁性層５３、磁性層５４、絶縁層５
５、磁性層５６の順に各層を形成した。配向性制御層５
２には厚さ１０ｎｍのＣｕを、反強磁性層５３には厚さ
１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ合金を、磁性層５４及
び５６には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金をそ
れぞれ用いた。絶縁層５５には厚さ１．３ｎｍのＡｌの
酸化物を用いた。配向性制御層５２及び磁性層５６の間
には、電源５８により、電圧が印加される。すなわち、
絶縁層５５の両端の磁性層５４及び５６に電位差が生じ
ている。絶縁層５５をトンネルする電流は信号検出部５
９により検出される。本実施例での印加電圧は０．０５
Ｖである。本実施例では、配向性制御層５２と磁性層５
６に電源５８が接続されているが、磁性層５４及び５６
に電位差が生ずればよく、磁性層５４及び５６に直接、
電源５８を接続してもよい。
多層膜として、図５に示す多層膜を用いた磁気抵抗効果
型素子を形成した。図５のように、基板５１上に、配向
性制御層５２、反強磁性層５３、磁性層５４、絶縁層５
５、磁性層５６の順に各層を形成した。配向性制御層５
２には厚さ１０ｎｍのＣｕを、反強磁性層５３には厚さ
１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ合金を、磁性層５４及
び５６には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ％Ｆｅ合金をそ
れぞれ用いた。絶縁層５５には厚さ１．３ｎｍのＡｌの
酸化物を用いた。配向性制御層５２及び磁性層５６の間
には、電源５８により、電圧が印加される。すなわち、
絶縁層５５の両端の磁性層５４及び５６に電位差が生じ
ている。絶縁層５５をトンネルする電流は信号検出部５
９により検出される。本実施例での印加電圧は０．０５
Ｖである。本実施例では、配向性制御層５２と磁性層５
６に電源５８が接続されているが、磁性層５４及び５６
に電位差が生ずればよく、磁性層５４及び５６に直接、
電源５８を接続してもよい。
【００３２】また、本実施例では、実施例１における非
磁性金属層１２の役割を配向性制御層５２及び反強磁性
層５３が担っている。配向性制御層５２及び反強磁性層
５３には、電源５７により電流を流すことができる。配
向性制御層５２及び反強磁性層５３に電流を流すことに
より、誘導磁界が発生し、磁性層５６に磁界を印加する
ことができる。その磁界の高さは電流量に比例する。従
って、配向性制御層５２及び反強磁性層５３に流す電流
により、磁性層５６の磁化の向きを制御し、外部磁界の
検出方向と直角にすることができる。
磁性金属層１２の役割を配向性制御層５２及び反強磁性
層５３が担っている。配向性制御層５２及び反強磁性層
５３には、電源５７により電流を流すことができる。配
向性制御層５２及び反強磁性層５３に電流を流すことに
より、誘導磁界が発生し、磁性層５６に磁界を印加する
ことができる。その磁界の高さは電流量に比例する。従
って、配向性制御層５２及び反強磁性層５３に流す電流
により、磁性層５６の磁化の向きを制御し、外部磁界の
検出方向と直角にすることができる。
【００３３】本実施例では、磁性層材料としてはＮｉ−
Ｆｅ系合金を用いたが、他の磁性材料を用いることもで
きる。他の磁性層材料としては、低い保磁力を有する金
属材料が好ましい。反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ
系合金を用いたが、他の導電性の反強磁性層材料を用い
てもよい。配向性制御層５２としては、他の金属系の面
心立方構造を有する材料を用いてもよい。また、本実施
例に示した磁気抵抗効果型ヘッドは記録能力がない。従
って、記録と再生を行うためには、記録用の誘導型磁気
ヘッドと組み合わせて使用する必要がある。
Ｆｅ系合金を用いたが、他の磁性材料を用いることもで
きる。他の磁性層材料としては、低い保磁力を有する金
属材料が好ましい。反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ
系合金を用いたが、他の導電性の反強磁性層材料を用い
てもよい。配向性制御層５２としては、他の金属系の面
心立方構造を有する材料を用いてもよい。また、本実施
例に示した磁気抵抗効果型ヘッドは記録能力がない。従
って、記録と再生を行うためには、記録用の誘導型磁気
ヘッドと組み合わせて使用する必要がある。
【００３４】〈実施例３〉実施例１と同様の働きをする
多層膜として、図６に示す多層膜を用いた磁気抵抗効果
型素子を形成した。図６のように、基板６１上に非磁性
金属層６２、磁性層６３、絶縁層６４、磁性層６５の順
に各層を形成した。非磁性金属層６２には厚さ２０ｎｍ
のＺｒを、磁性層６３には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ
％Ｆｅ合金を、磁性層６５には厚さ８ｎｍのＣｏ−１７
ａｔ％Ｐｔ合金をそれぞれ用いた。磁性層６５の保磁力
は、磁性層６３の保磁力より高く、かつ、外部磁界の検
出方向とほぼ平行又は反平行である。従って、低い磁界
では比較的高い保磁力を有する磁性層６５の磁化の向き
は回転しない。これに対し、比較的低い保磁力を有する
磁性層６３の磁化の向きが外部磁界により回転する。ま
た、絶縁層６４には厚さ１．３ｎｍのＡｌの酸化物を用
いた。非磁性金属層６２及び磁性層６５の間には、電源
６８により、電圧が印加される。すなわち、絶縁層６４
の両端の磁性層６３及び６５に電位差が生じている。絶
縁層６４をトンネルする電流は信号検出部６９により検
出される。本実施例での印加電圧は０．０５Ｖである。
非磁性金属層６２には電源６７により電流を流すことが
できる。非磁性金属層６２に電流を流すことにより誘導
磁界が発生し、磁性層６３に磁界を印加することができ
る。その磁界の高さは電流量に比例する。従って、非磁
性金属層６２に流す電流により、磁性層６３の磁化の向
きを制御し、外部磁界の検出方向と直角にすることがで
きる。
多層膜として、図６に示す多層膜を用いた磁気抵抗効果
型素子を形成した。図６のように、基板６１上に非磁性
金属層６２、磁性層６３、絶縁層６４、磁性層６５の順
に各層を形成した。非磁性金属層６２には厚さ２０ｎｍ
のＺｒを、磁性層６３には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａｔ
％Ｆｅ合金を、磁性層６５には厚さ８ｎｍのＣｏ−１７
ａｔ％Ｐｔ合金をそれぞれ用いた。磁性層６５の保磁力
は、磁性層６３の保磁力より高く、かつ、外部磁界の検
出方向とほぼ平行又は反平行である。従って、低い磁界
では比較的高い保磁力を有する磁性層６５の磁化の向き
は回転しない。これに対し、比較的低い保磁力を有する
磁性層６３の磁化の向きが外部磁界により回転する。ま
た、絶縁層６４には厚さ１．３ｎｍのＡｌの酸化物を用
いた。非磁性金属層６２及び磁性層６５の間には、電源
６８により、電圧が印加される。すなわち、絶縁層６４
の両端の磁性層６３及び６５に電位差が生じている。絶
縁層６４をトンネルする電流は信号検出部６９により検
出される。本実施例での印加電圧は０．０５Ｖである。
非磁性金属層６２には電源６７により電流を流すことが
できる。非磁性金属層６２に電流を流すことにより誘導
磁界が発生し、磁性層６３に磁界を印加することができ
る。その磁界の高さは電流量に比例する。従って、非磁
性金属層６２に流す電流により、磁性層６３の磁化の向
きを制御し、外部磁界の検出方向と直角にすることがで
きる。
【００３５】本実施例では、磁性層６３として比較的低
い保磁力を有する材料を用い、磁性層６５として比較的
高い保磁力を有する材料を用いたが、磁性層６３として
比較的高い保磁力を有する材料を用い、磁性層６５とし
て比較的低い保磁力を有する材料を用いても、同様の結
果を得ることができる。また、このようにした場合、非
磁性金属層を設けずに、比較的高い保磁力を有する磁性
層に電流を流し、誘導磁界を発生してもよい。
い保磁力を有する材料を用い、磁性層６５として比較的
高い保磁力を有する材料を用いたが、磁性層６３として
比較的高い保磁力を有する材料を用い、磁性層６５とし
て比較的低い保磁力を有する材料を用いても、同様の結
果を得ることができる。また、このようにした場合、非
磁性金属層を設けずに、比較的高い保磁力を有する磁性
層に電流を流し、誘導磁界を発生してもよい。
【００３６】本実施例では、非磁性金属層６２の材料と
してＺｒを用いたが、他の非磁性金属を用いることもで
きる。また、低い保磁力を有する磁性層材料としてはＮ
ｉ−Ｆｅ系合金を用いたが、他の低い保磁力を有する磁
性材料を用いることもできる。また、高い保磁力を有す
る磁性層材料としてはＣｏ−Ｐｔ系合金を用いたが、他
の高い保磁力を有する磁性材料を用いることもできる。
反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ系合金を用いたが、
他の導電性の反強磁性層材料を用いてもよい。また、実
施例１と同様、本実施例に示した磁気抵抗効果型ヘッド
は記録能力がない。従って、記録と再生を行うために
は、記録用の誘導型磁気ヘッドと組み合わせて使用する
必要がある。
してＺｒを用いたが、他の非磁性金属を用いることもで
きる。また、低い保磁力を有する磁性層材料としてはＮ
ｉ−Ｆｅ系合金を用いたが、他の低い保磁力を有する磁
性材料を用いることもできる。また、高い保磁力を有す
る磁性層材料としてはＣｏ−Ｐｔ系合金を用いたが、他
の高い保磁力を有する磁性材料を用いることもできる。
反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ系合金を用いたが、
他の導電性の反強磁性層材料を用いてもよい。また、実
施例１と同様、本実施例に示した磁気抵抗効果型ヘッド
は記録能力がない。従って、記録と再生を行うために
は、記録用の誘導型磁気ヘッドと組み合わせて使用する
必要がある。
【００３７】〈実施例４〉実施例１と同様の働きをする
多層膜としては、３層の磁性層と２層の絶縁層を有する
多層膜も適用できる。本実施例では、非磁性金属層の上
に第１の磁性層、絶縁層、第２の磁性層、絶縁層、第３
の磁性層の順に多層膜を積層し、比較的低い外部磁界で
は、第１の磁性層及び第３の磁性層の磁化の向きが外部
磁界の検出方向と平行或いは反平行になるようにする。
これには、第１の磁性層及び第３の磁性層に高保磁力材
料を用いればよい。また、検出する外部磁界により上記
第２の磁性層の磁化の向きが変化することが必要であ
り、これには、第２の磁性層に低保磁力材料を用いれば
よい。実施例１と同様に、非磁性金属層に電流を流すこ
とにより発生した誘導磁界により、外部磁界がないとき
の第２の磁性層の磁化の向きを外部磁界の検出方向と直
角に向ける。実施例１と同様に、第１の磁性層と第３の
磁性層との間に電圧を印加する。このような多層膜とし
て、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．
３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３
ｎｍ）／Ｃｏ−Ｐｔ（１０ｎｍ）／Ｚｒ（１０ｎｍ）が
ある。
多層膜としては、３層の磁性層と２層の絶縁層を有する
多層膜も適用できる。本実施例では、非磁性金属層の上
に第１の磁性層、絶縁層、第２の磁性層、絶縁層、第３
の磁性層の順に多層膜を積層し、比較的低い外部磁界で
は、第１の磁性層及び第３の磁性層の磁化の向きが外部
磁界の検出方向と平行或いは反平行になるようにする。
これには、第１の磁性層及び第３の磁性層に高保磁力材
料を用いればよい。また、検出する外部磁界により上記
第２の磁性層の磁化の向きが変化することが必要であ
り、これには、第２の磁性層に低保磁力材料を用いれば
よい。実施例１と同様に、非磁性金属層に電流を流すこ
とにより発生した誘導磁界により、外部磁界がないとき
の第２の磁性層の磁化の向きを外部磁界の検出方向と直
角に向ける。実施例１と同様に、第１の磁性層と第３の
磁性層との間に電圧を印加する。このような多層膜とし
て、例えば、Ｃｏ−Ｐｔ（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．
３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３
ｎｍ）／Ｃｏ−Ｐｔ（１０ｎｍ）／Ｚｒ（１０ｎｍ）が
ある。
【００３８】また、多層膜の構造を、Ｎｉ−Ｆｅ（１０
ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｃｏ−Ｐｔ（１０ｎ
ｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ（１０ｎ
ｍ）／Ｚｒ（１０ｎｍ）とし、比較的低い外部磁界では
第２の磁性層であるＣｏ−Ｐｔ層の磁化の向きを外部磁
界の検出方向と平行或いは反平行になるようにする。外
部磁界により磁化回転をする磁性層は第１の磁性層及び
第３の磁性層であるＮｉ−Ｆｅ層である。従って、非磁
性金属層であるＺｒ層に電流を流し、発生した誘導磁界
により、外部磁界がないときのＮｉ−Ｆｅ層の磁化の向
きを外部磁界の検出方向と直角に向ける。
ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｃｏ−Ｐｔ（１０ｎ
ｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ（１０ｎ
ｍ）／Ｚｒ（１０ｎｍ）とし、比較的低い外部磁界では
第２の磁性層であるＣｏ−Ｐｔ層の磁化の向きを外部磁
界の検出方向と平行或いは反平行になるようにする。外
部磁界により磁化回転をする磁性層は第１の磁性層及び
第３の磁性層であるＮｉ−Ｆｅ層である。従って、非磁
性金属層であるＺｒ層に電流を流し、発生した誘導磁界
により、外部磁界がないときのＮｉ−Ｆｅ層の磁化の向
きを外部磁界の検出方向と直角に向ける。
【００３９】また、Ｍｎ−Ｉｒ（１０ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆ
ｅ（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ
（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ
（１０ｎｍ）／Ｍｎ−Ｉｒ（１０ｎｍ）／Ｃｕ（１０ｎ
ｍ）という構造の多層膜も、比較的低い外部磁界ではＭ
ｎ−Ｉｒ反強磁性層により、第１の磁性層及び第３の磁
性層であるＮｉ−Ｆｅ層の磁化は固定されており、検出
する外部磁界により第２の磁性層であるＮｉ−Ｆｅ層の
磁化の向きが変化する。配向性制御層であるＣｕ層とＭ
ｎ−Ｉｒ層に電流を流し、誘導磁界を発生し、外部磁界
のないときには、第２の磁性層であるＮｉ−Ｆｅ層の磁
化を外部磁界の検出方向と直角に向ける。
ｅ（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ
（１０ｎｍ）／Ａｌ−Ｏ（１．３ｎｍ）／Ｎｉ−Ｆｅ
（１０ｎｍ）／Ｍｎ−Ｉｒ（１０ｎｍ）／Ｃｕ（１０ｎ
ｍ）という構造の多層膜も、比較的低い外部磁界ではＭ
ｎ−Ｉｒ反強磁性層により、第１の磁性層及び第３の磁
性層であるＮｉ−Ｆｅ層の磁化は固定されており、検出
する外部磁界により第２の磁性層であるＮｉ−Ｆｅ層の
磁化の向きが変化する。配向性制御層であるＣｕ層とＭ
ｎ−Ｉｒ層に電流を流し、誘導磁界を発生し、外部磁界
のないときには、第２の磁性層であるＮｉ−Ｆｅ層の磁
化を外部磁界の検出方向と直角に向ける。
【００４０】〈実施例５〉図１０のように、基板１１１
上に硬磁性層１１２、非磁性金属層１１３、軟磁性層１
１４、絶縁層１１５、軟磁性層１１６、反強磁性層１１
７の順に各層を形成した。非磁性金属層１１３は、硬磁
性層１１２と軟磁性層１１４を磁気的に分離する。硬磁
性層１１２には厚さ５ｎｍのＣｏ−１７ａｔ％Ｐｔ合金
を、非磁性金属層１１３には厚さ１０ｎｍのＺｒを、軟
磁性層１１４及び１１６には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａ
ｔ％Ｆｅ合金を、絶縁層１１５には厚さ１．３ｎｍのＡ
ｌの酸化物をそれぞれ用いた。また、反強磁性層１１７
には厚さ１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ合金を用い
た。硬磁性層１１２及び反強磁性層１１７の間には、電
源１１８により電圧が印加される。すなわち、絶縁層１
１５の両端の軟磁性層１１４及び１１６に電位差が生じ
ている。この電位差のために、絶縁層１１５を電流がト
ンネルする。トンネル電流は信号検出部１１９により検
出される。軟磁性層１１４及び１１６の磁化の向きが平
行のときに最もトンネル電流が多く、軟磁性層１１４及
び１１６の磁化の向きが反平行のときに最もトンネル電
流が少ない。本実施例での印加電圧は０．０５Ｖであ
る。本実施例では、反強磁性層１１７と硬磁性層１１２
に電源１１８が接続されているが、軟磁性層１１４及び
１１６の間に電位差が生ずればよく、軟磁性層１１４及
び１１６に直接、電源１１８を接続してもよい。また、
硬磁性層１１２から磁界が発生し、軟磁性層１１４に磁
界を印加することができる。
上に硬磁性層１１２、非磁性金属層１１３、軟磁性層１
１４、絶縁層１１５、軟磁性層１１６、反強磁性層１１
７の順に各層を形成した。非磁性金属層１１３は、硬磁
性層１１２と軟磁性層１１４を磁気的に分離する。硬磁
性層１１２には厚さ５ｎｍのＣｏ−１７ａｔ％Ｐｔ合金
を、非磁性金属層１１３には厚さ１０ｎｍのＺｒを、軟
磁性層１１４及び１１６には厚さ５ｎｍのＮｉ−２０ａ
ｔ％Ｆｅ合金を、絶縁層１１５には厚さ１．３ｎｍのＡ
ｌの酸化物をそれぞれ用いた。また、反強磁性層１１７
には厚さ１０ｎｍのＭｎ−２２ａｔ％Ｉｒ合金を用い
た。硬磁性層１１２及び反強磁性層１１７の間には、電
源１１８により電圧が印加される。すなわち、絶縁層１
１５の両端の軟磁性層１１４及び１１６に電位差が生じ
ている。この電位差のために、絶縁層１１５を電流がト
ンネルする。トンネル電流は信号検出部１１９により検
出される。軟磁性層１１４及び１１６の磁化の向きが平
行のときに最もトンネル電流が多く、軟磁性層１１４及
び１１６の磁化の向きが反平行のときに最もトンネル電
流が少ない。本実施例での印加電圧は０．０５Ｖであ
る。本実施例では、反強磁性層１１７と硬磁性層１１２
に電源１１８が接続されているが、軟磁性層１１４及び
１１６の間に電位差が生ずればよく、軟磁性層１１４及
び１１６に直接、電源１１８を接続してもよい。また、
硬磁性層１１２から磁界が発生し、軟磁性層１１４に磁
界を印加することができる。
【００４１】図１１は、多層膜を上から見た模式図であ
る。図１１（ａ）のように、多層膜１２１中の軟磁性層
１１６の磁化の向き１２２は図の向きに固定されてい
る。これは、図１０のように、軟磁性層１１６に反強磁
性層１１７が接触しているためである。軟磁性層１１６
の磁化の向き１２２は、外部磁界の検出方向１２４と平
行か反平行にする。硬磁性層１１２を着磁せず、硬磁性
層１１２が消磁状態にあるときには、硬磁性層１１２か
らは一方向の磁界は発生しない。このとき、図１０にお
ける軟磁性層１１４の磁化の向き１２３は、図１１に示
した方向に向いている。磁化の向き１２３は、図１０に
おける軟磁性層１１６からの漏れ磁界と軟磁性層１１４
の有する磁気異方性により決まる。この磁化の向き１２
３は外部磁界の検出方向１２４と直角ではない。
る。図１１（ａ）のように、多層膜１２１中の軟磁性層
１１６の磁化の向き１２２は図の向きに固定されてい
る。これは、図１０のように、軟磁性層１１６に反強磁
性層１１７が接触しているためである。軟磁性層１１６
の磁化の向き１２２は、外部磁界の検出方向１２４と平
行か反平行にする。硬磁性層１１２を着磁せず、硬磁性
層１１２が消磁状態にあるときには、硬磁性層１１２か
らは一方向の磁界は発生しない。このとき、図１０にお
ける軟磁性層１１４の磁化の向き１２３は、図１１に示
した方向に向いている。磁化の向き１２３は、図１０に
おける軟磁性層１１６からの漏れ磁界と軟磁性層１１４
の有する磁気異方性により決まる。この磁化の向き１２
３は外部磁界の検出方向１２４と直角ではない。
【００４２】これに対し、硬磁性層１１２を着磁する
と、硬磁性層１１２から一方向の磁界が発生する。この
磁界を軟磁性層１１６から漏れる磁界と相殺させるよう
にする。このとき、軟磁性層１１４の磁化の向き１２５
は、図１１（ｂ）に示すように向く。磁化の向き１２５
は、外部磁界の検出方向１２４とほぼ直角をなす。これ
は軟磁性層１１４に印加されている他の磁性層からの漏
れ磁界が相殺されたためである。
と、硬磁性層１１２から一方向の磁界が発生する。この
磁界を軟磁性層１１６から漏れる磁界と相殺させるよう
にする。このとき、軟磁性層１１４の磁化の向き１２５
は、図１１（ｂ）に示すように向く。磁化の向き１２５
は、外部磁界の検出方向１２４とほぼ直角をなす。これ
は軟磁性層１１４に印加されている他の磁性層からの漏
れ磁界が相殺されたためである。
【００４３】さらに、図１１（ｃ）のように、磁気記録
媒体１２８を近接させる。磁気記録媒体１２８からの漏
れ磁界により、図１０における軟磁性層１１４に磁界が
印加される。磁気記録媒体からの漏れ磁界が上向きのと
き、軟磁性層１１４の磁化の向き１２６は、図１１
（ｃ）に示す方向に向く。また、磁気記録媒体からの漏
れ磁界が下向きのとき、軟磁性層１１４の磁化の向き１
２７は、図１１（ｃ）に示す方向に向く。
媒体１２８を近接させる。磁気記録媒体１２８からの漏
れ磁界により、図１０における軟磁性層１１４に磁界が
印加される。磁気記録媒体からの漏れ磁界が上向きのと
き、軟磁性層１１４の磁化の向き１２６は、図１１
（ｃ）に示す方向に向く。また、磁気記録媒体からの漏
れ磁界が下向きのとき、軟磁性層１１４の磁化の向き１
２７は、図１１（ｃ）に示す方向に向く。
【００４４】このときの絶縁層１１５をトンネルするト
ンネル電流の変化を図１２に模式的に示す。図では、磁
気記録媒体からの漏れ磁界が上向きのとき、正の値の磁
界が多層膜に印加されるとする。磁気記録媒体からの漏
れ磁界が、図１０における軟磁性層１１４に印加されて
いないとき、トンネル電流の値は図１２の１３１であ
る。軟磁性層１１４の磁化の向きが、外部磁界の検出方
向１２４とほぼ直角をなす場合、図１２の１３１は、ト
ンネル電流の変化の範囲のほほ中央に位置する。磁気記
録媒体からの漏れ磁界が下向きのとき、軟磁性層１１４
の磁化の向き１２７は、図１１に示すようになるため、
トンネル電流は低下し、図１２における１３２の値にな
る。これは、軟磁性層１１４の磁化の向きと軟磁性層１
１６の磁化の向きが反平行に近くなるためである。
ンネル電流の変化を図１２に模式的に示す。図では、磁
気記録媒体からの漏れ磁界が上向きのとき、正の値の磁
界が多層膜に印加されるとする。磁気記録媒体からの漏
れ磁界が、図１０における軟磁性層１１４に印加されて
いないとき、トンネル電流の値は図１２の１３１であ
る。軟磁性層１１４の磁化の向きが、外部磁界の検出方
向１２４とほぼ直角をなす場合、図１２の１３１は、ト
ンネル電流の変化の範囲のほほ中央に位置する。磁気記
録媒体からの漏れ磁界が下向きのとき、軟磁性層１１４
の磁化の向き１２７は、図１１に示すようになるため、
トンネル電流は低下し、図１２における１３２の値にな
る。これは、軟磁性層１１４の磁化の向きと軟磁性層１
１６の磁化の向きが反平行に近くなるためである。
【００４５】磁気記録媒体からの漏れ磁界が上向きで、
その高さが上記の下向きのときと同じ場合、軟磁性層１
１４の磁化の向き１２６は、図１１に示すようになるた
め、トンネル電流は増加し、図１２における１３３の値
になる。これは、軟磁性層１１４の磁化の向きと軟磁性
層１１６の磁化の向きが平行に近くなるためである。ト
ンネル電流１３１からの変化量は、１３２と１３３でそ
の絶対値はほぼ同じである。これは、磁気記録媒体から
の漏れ磁界がないときの軟磁性層１１４の磁化の向き
が、外部磁界の検出方向１２４とほぼ直角をなすためで
ある。同じ高さの異なる向きの磁気記録媒体からの磁界
が印加された場合、このようにトンネル電流１３１から
の変化量の絶対値がほぼ同じときに再生波形がほぼ対称
になる。言い替えれば、磁気記録媒体からの漏れ磁界が
ないときの軟磁性層１１４の磁化の向きが、外部磁界の
検出方向１２４と直角でなければ、再生波形の対称性が
低下する。磁気記録再生装置では、再生波形の対称性は
重要な問題で、再生波形の非対称性は５％以内であるこ
とが望ましい。このためには、磁気記録媒体からの漏れ
磁界がないときの軟磁性層１１４の磁化の向きを、外部
磁界の検出方向１２４とほぼ直角にする必要がある。
その高さが上記の下向きのときと同じ場合、軟磁性層１
１４の磁化の向き１２６は、図１１に示すようになるた
め、トンネル電流は増加し、図１２における１３３の値
になる。これは、軟磁性層１１４の磁化の向きと軟磁性
層１１６の磁化の向きが平行に近くなるためである。ト
ンネル電流１３１からの変化量は、１３２と１３３でそ
の絶対値はほぼ同じである。これは、磁気記録媒体から
の漏れ磁界がないときの軟磁性層１１４の磁化の向き
が、外部磁界の検出方向１２４とほぼ直角をなすためで
ある。同じ高さの異なる向きの磁気記録媒体からの磁界
が印加された場合、このようにトンネル電流１３１から
の変化量の絶対値がほぼ同じときに再生波形がほぼ対称
になる。言い替えれば、磁気記録媒体からの漏れ磁界が
ないときの軟磁性層１１４の磁化の向きが、外部磁界の
検出方向１２４と直角でなければ、再生波形の対称性が
低下する。磁気記録再生装置では、再生波形の対称性は
重要な問題で、再生波形の非対称性は５％以内であるこ
とが望ましい。このためには、磁気記録媒体からの漏れ
磁界がないときの軟磁性層１１４の磁化の向きを、外部
磁界の検出方向１２４とほぼ直角にする必要がある。
【００４６】本実施例では、硬磁性層材料としてはＣｏ
−Ｐｔ系合金を用いたが、他の高い保磁力を有する磁性
材料を用いることもできる。また、非磁性金属層１１３
の材料としてＺｒを用いたが、他の非磁性金属を用いる
こともできる。また、軟磁性層材料としてはＮｉ−Ｆｅ
系合金を用いたが、他の軟磁性材料を用いることもでき
る。反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ系合金を用い
た。他の導電性の反強磁性層材料を用いてもよい。ま
た、本実施例に示した磁気抵抗効果型ヘッドは記録能力
がない。従って、記録と再生を行うためには、記録用の
誘導型磁気ヘッドと組み合わせて使用する必要がある。
−Ｐｔ系合金を用いたが、他の高い保磁力を有する磁性
材料を用いることもできる。また、非磁性金属層１１３
の材料としてＺｒを用いたが、他の非磁性金属を用いる
こともできる。また、軟磁性層材料としてはＮｉ−Ｆｅ
系合金を用いたが、他の軟磁性材料を用いることもでき
る。反強磁性層材料としてはＭｎ−Ｉｒ系合金を用い
た。他の導電性の反強磁性層材料を用いてもよい。ま
た、本実施例に示した磁気抵抗効果型ヘッドは記録能力
がない。従って、記録と再生を行うためには、記録用の
誘導型磁気ヘッドと組み合わせて使用する必要がある。
【００４７】〈実施例６〉実施例１で述べた本発明の磁
気抵抗効果型ヘッドを用いて磁気ディスク装置を作製し
た。この磁気ディスク装置の平面図を図７（ａ）に、そ
のＡＡ’線断面図を図７（ｂ）に示す。磁気記録媒体駆
動部７２により回転する磁気記録媒体７１には、Ｃｏ−
Ｃｒ系合金からなる材料を用いた。磁気ヘッド駆動部７
４により保持された磁気ヘッド７３のトラック幅は１μ
ｍとした。なお、図において７５は記録再生信号処理系
である。
気抵抗効果型ヘッドを用いて磁気ディスク装置を作製し
た。この磁気ディスク装置の平面図を図７（ａ）に、そ
のＡＡ’線断面図を図７（ｂ）に示す。磁気記録媒体駆
動部７２により回転する磁気記録媒体７１には、Ｃｏ−
Ｃｒ系合金からなる材料を用いた。磁気ヘッド駆動部７
４により保持された磁気ヘッド７３のトラック幅は１μ
ｍとした。なお、図において７５は記録再生信号処理系
である。
【００４８】本発明の磁気抵抗効果型ヘッドを用いた磁
気記録再生装置では、高い出力の再生信号が観測され
た。また、再生波形の非対称性も２％程度であった。こ
れは、磁気記録媒体からの漏れ磁界により磁化回転する
磁性層の磁化が、磁気記録媒体からの磁界が印加されて
いないときに、磁界印加方向とほぼ直交するためであ
る。磁性層の磁化を磁界印加方向とほぼ直交させるため
には、非磁性金属層に流す電流量を制御すればよく、簡
単な回路により磁性層の磁化を磁界印加方向とほぼ直交
させることができる。各磁気記録再生装置における磁気
抵抗効果素子の特性により、非磁性金属層に流す電流量
を制御すれば、容易に再生波形の対称性の優れた磁気記
録再生装置を得ることができる。本実施例では、実施例
１で述べた多層膜を用いたが、実施例２から５で述べた
多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘッドでも同様の結果が
得られた。
気記録再生装置では、高い出力の再生信号が観測され
た。また、再生波形の非対称性も２％程度であった。こ
れは、磁気記録媒体からの漏れ磁界により磁化回転する
磁性層の磁化が、磁気記録媒体からの磁界が印加されて
いないときに、磁界印加方向とほぼ直交するためであ
る。磁性層の磁化を磁界印加方向とほぼ直交させるため
には、非磁性金属層に流す電流量を制御すればよく、簡
単な回路により磁性層の磁化を磁界印加方向とほぼ直交
させることができる。各磁気記録再生装置における磁気
抵抗効果素子の特性により、非磁性金属層に流す電流量
を制御すれば、容易に再生波形の対称性の優れた磁気記
録再生装置を得ることができる。本実施例では、実施例
１で述べた多層膜を用いたが、実施例２から５で述べた
多層膜を用いた磁気抵抗効果型ヘッドでも同様の結果が
得られた。
【００４９】〈実施例７〉実施例３で述べた本発明の磁
気抵抗効果素子を用いて磁性メモリを作製した。すなわ
ち、図６に示す多層膜を用いた。実施例３で述べたよう
に、図６において、低い磁界では比較的高い保磁力を有
する磁性層６５の磁化の向きは回転しない。これに対
し、比較的低い保磁力を有する磁性層６３の磁化の向き
が外部磁界により回転する。非磁性金属層６２に電流を
流さないときの磁化の向きを図８（ａ）に示す。図のよ
うに、多層膜８１における比較的高い保磁力を有する磁
性層の磁化の向き８２は図のように固定されている。こ
の磁化の向き８２は、磁性メモリの情報を読み出すとき
に印加する外部磁界の方向８３と平行又は反平行であ
る。同図のように、比較的低い保磁力を有する磁性層の
磁化の向き８４は、比較的高い保磁力を有する磁性層の
磁化の向き８２と直角にはなっていない。これは、比較
的高い保磁力を有する磁性層からの漏れ磁界が比較的低
い保磁力を有する磁性層に印加されるためである。図８
（ａ）に示す磁化の向きの関係においては、前述の磁気
抵抗効果型ヘッドの場合と同様に、磁性メモリの情報を
読み出すときに外部磁界を印加しても、読み出した波形
の対称性は悪い。
気抵抗効果素子を用いて磁性メモリを作製した。すなわ
ち、図６に示す多層膜を用いた。実施例３で述べたよう
に、図６において、低い磁界では比較的高い保磁力を有
する磁性層６５の磁化の向きは回転しない。これに対
し、比較的低い保磁力を有する磁性層６３の磁化の向き
が外部磁界により回転する。非磁性金属層６２に電流を
流さないときの磁化の向きを図８（ａ）に示す。図のよ
うに、多層膜８１における比較的高い保磁力を有する磁
性層の磁化の向き８２は図のように固定されている。こ
の磁化の向き８２は、磁性メモリの情報を読み出すとき
に印加する外部磁界の方向８３と平行又は反平行であ
る。同図のように、比較的低い保磁力を有する磁性層の
磁化の向き８４は、比較的高い保磁力を有する磁性層の
磁化の向き８２と直角にはなっていない。これは、比較
的高い保磁力を有する磁性層からの漏れ磁界が比較的低
い保磁力を有する磁性層に印加されるためである。図８
（ａ）に示す磁化の向きの関係においては、前述の磁気
抵抗効果型ヘッドの場合と同様に、磁性メモリの情報を
読み出すときに外部磁界を印加しても、読み出した波形
の対称性は悪い。
【００５０】これに対し、図８（ｂ）のように、電源６
７により非磁性金属層６２に電流を流すことにより誘導
磁界を発生させ、多層膜８１に磁界を印加すると、比較
的低い保磁力を有する磁性層の磁化の向き８５は図に示
す方向を向く。これは比較的高い保磁力を有する磁性層
の磁化の向き８２と直角をなす。図８（ｂ）に示す磁化
の向きの関係においては、前述の磁気抵抗効果型ヘッド
の場合と同様に、磁性メモリの情報を読み出すときに外
部磁界を印加する場合、読み出した波形の対称性はよ
い。
７により非磁性金属層６２に電流を流すことにより誘導
磁界を発生させ、多層膜８１に磁界を印加すると、比較
的低い保磁力を有する磁性層の磁化の向き８５は図に示
す方向を向く。これは比較的高い保磁力を有する磁性層
の磁化の向き８２と直角をなす。図８（ｂ）に示す磁化
の向きの関係においては、前述の磁気抵抗効果型ヘッド
の場合と同様に、磁性メモリの情報を読み出すときに外
部磁界を印加する場合、読み出した波形の対称性はよ
い。
【００５１】そして、図８（ｃ）のように、１対の磁界
発生機構８６により多層膜に磁界を印加する。磁界を印
加することにより、比較的低い保磁力を有する磁性層の
磁化の向き８７が図の向きになったときに、絶縁層をト
ンネルする電流が増加し、比較的低い保磁力を有する磁
性層の磁化の向き８８が図の向きになったときに、絶縁
層をトンネルする電流が減少すれば、比較的高い保磁力
を有する磁性層の磁化の向き８２は、図に示す向きであ
ることが分かる。これに対し、磁界を印加することによ
り、比較的低い保磁力を有する磁性層の磁化の向き８７
が図の向きになったときに、絶縁層をトンネルする電流
が減少し、比較的低い保磁力を有する磁性層の磁化の向
き８８が図の向きになったときに、絶縁層をトンネルす
る電流が増加すれば、比較的高い保磁力を有する磁性層
の磁化の向き８２は、図に示す向きと反対の向きである
ことが分かる。
発生機構８６により多層膜に磁界を印加する。磁界を印
加することにより、比較的低い保磁力を有する磁性層の
磁化の向き８７が図の向きになったときに、絶縁層をト
ンネルする電流が増加し、比較的低い保磁力を有する磁
性層の磁化の向き８８が図の向きになったときに、絶縁
層をトンネルする電流が減少すれば、比較的高い保磁力
を有する磁性層の磁化の向き８２は、図に示す向きであ
ることが分かる。これに対し、磁界を印加することによ
り、比較的低い保磁力を有する磁性層の磁化の向き８７
が図の向きになったときに、絶縁層をトンネルする電流
が減少し、比較的低い保磁力を有する磁性層の磁化の向
き８８が図の向きになったときに、絶縁層をトンネルす
る電流が増加すれば、比較的高い保磁力を有する磁性層
の磁化の向き８２は、図に示す向きと反対の向きである
ことが分かる。
【００５２】このように、１対の磁界発生機構８６によ
り多層膜に磁界を印加したときに、絶縁層をトンネルす
る電流を測定すれば、比較的高い保磁力を有する磁性層
の磁化の向きが分かる。従って、比較的高い保磁力を有
する磁性層の磁化の向きを記録媒体とすれば、磁性メモ
リとして利用できる。
り多層膜に磁界を印加したときに、絶縁層をトンネルす
る電流を測定すれば、比較的高い保磁力を有する磁性層
の磁化の向きが分かる。従って、比較的高い保磁力を有
する磁性層の磁化の向きを記録媒体とすれば、磁性メモ
リとして利用できる。
【００５３】記録は、図９のように、多層膜８１の下に
ある非磁性金属層６２と多層膜８１の上にある非磁性金
属層９１に電流を流すことにより磁界を発生させ、比較
的高い保磁力を有する磁性層の磁化の向きを変えること
により行った。すなわち、再生時において、比較的低い
保磁力を有する磁性層の磁化の向きを制御するために電
流を流す非磁性金属層６２を記録時にも利用する。同様
に、再生時において、絶縁層をトンネルする電流を測定
するための導体として利用する非磁性金属層９１を記録
時にも利用する。記録電流は、電流印加・測定系９４、
９５、９６、９７により制御する。磁性層の保磁力が高
く、記録電流が不足する場合には、多層膜を加熱し、磁
性層の保磁力を低下させることが有効である。加熱に
は、レーザ光を光学系で絞り、多層膜に照射する方法が
好ましい。
ある非磁性金属層６２と多層膜８１の上にある非磁性金
属層９１に電流を流すことにより磁界を発生させ、比較
的高い保磁力を有する磁性層の磁化の向きを変えること
により行った。すなわち、再生時において、比較的低い
保磁力を有する磁性層の磁化の向きを制御するために電
流を流す非磁性金属層６２を記録時にも利用する。同様
に、再生時において、絶縁層をトンネルする電流を測定
するための導体として利用する非磁性金属層９１を記録
時にも利用する。記録電流は、電流印加・測定系９４、
９５、９６、９７により制御する。磁性層の保磁力が高
く、記録電流が不足する場合には、多層膜を加熱し、磁
性層の保磁力を低下させることが有効である。加熱に
は、レーザ光を光学系で絞り、多層膜に照射する方法が
好ましい。
【００５４】再生は、電流印加・測定系９４及び９６間
を結ぶ非磁性金属層６２のうちどれか、電流印加・測定
系９５及び９７間を結ぶ非磁性金属層９１のうちどれか
を選択し、それらの交点の多層膜における絶縁層をトン
ネルする電流を測定する。上述のように測定時には１対
の磁界発生機構８６により多層膜に磁界を印加する。
を結ぶ非磁性金属層６２のうちどれか、電流印加・測定
系９５及び９７間を結ぶ非磁性金属層９１のうちどれか
を選択し、それらの交点の多層膜における絶縁層をトン
ネルする電流を測定する。上述のように測定時には１対
の磁界発生機構８６により多層膜に磁界を印加する。
【００５５】なお、本実施例は、実施例３に述べた磁気
抵抗効果素子を用いたが、実施例１、２又は４に述べた
磁気抵抗効果素子を用いても同様に磁性メモリ装置を構
成することができる。
抵抗効果素子を用いたが、実施例１、２又は４に述べた
磁気抵抗効果素子を用いても同様に磁性メモリ装置を構
成することができる。
【００５６】
【発明の効果】上述のように、２層又は３層の磁性層が
絶縁層で分離されている多層膜を用い、外部磁界により
磁化の回転する磁性層に対して誘導磁界を印加し、この
磁性層に印加する誘導磁界を磁化の固定された磁性層か
らの漏れ磁界と相殺するようにして、磁性層の磁化を磁
界印加方向とほぼ直交するようにする。これにより、再
生波形の対称性の優れた磁気抵抗効果素子が得られた。
また、この磁気抵抗効果素子により、再生波形の対称性
の優れた磁気ヘッド、磁気記録再生装置、磁性メモリ等
を得ることができた。
絶縁層で分離されている多層膜を用い、外部磁界により
磁化の回転する磁性層に対して誘導磁界を印加し、この
磁性層に印加する誘導磁界を磁化の固定された磁性層か
らの漏れ磁界と相殺するようにして、磁性層の磁化を磁
界印加方向とほぼ直交するようにする。これにより、再
生波形の対称性の優れた磁気抵抗効果素子が得られた。
また、この磁気抵抗効果素子により、再生波形の対称性
の優れた磁気ヘッド、磁気記録再生装置、磁性メモリ等
を得ることができた。
【図１】本発明の実施例１の磁気抵抗効果素子の断面構
造図。
造図。
【図２】本発明の実施例１の磁気抵抗効果素子の動作原
理を説明する模式図。
理を説明する模式図。
【図３】本発明の磁気抵抗効果素子における外部磁界と
トンネル電流の関係を示す図。
トンネル電流の関係を示す図。
【図４】本発明及び従来の磁気抵抗効果素子における印
加磁界と再生波形を示す図。
加磁界と再生波形を示す図。
【図５】本発明の実施例２の磁気抵抗効果素子の断面構
造図。
造図。
【図６】本発明の実施例３の磁気抵抗効果素子の断面構
造図。
造図。
【図７】本発明の一実施例の磁気ディスク装置の平面図
及び断面図。
及び断面図。
【図８】本発明の一実施例の磁性メモリの動作原理を説
明する模式図。
明する模式図。
【図９】本発明の一実施例の磁性メモリの概略構造を示
す模式図。
す模式図。
【図１０】本発明の実施例５の磁気抵抗効果素子の断面
構造図。
構造図。
【図１１】本発明の実施例５の磁気抵抗効果素子の動作
原理を説明する模式図。
原理を説明する模式図。
【図１２】本発明の磁気抵抗効果素子における外部磁界
とトンネル電流の関係を示す図。
とトンネル電流の関係を示す図。
１１、５１、６１、１１１…基板 １２、６２、９１、１１３…非磁性金属層 １３、１５、５４、５６、６３、６５…磁性層 １４、５５、６４、１１５…絶縁層 １６、５３、１１７…反強磁性層 ５２…配向性制御層 １７、１８、５７、５８、６７、６８、１１８…電源 １９、５９、６９、１１９…信号検出部 ２１、８１、１２１…多層膜 ２２、８２、１２２…（磁化の固定された磁性層の）磁
化の向き ２３、８４、１２３…（磁化回転する磁性層の誘導磁界
のないときの）磁化の向き ２４、１２４…外部磁界の検出方向 ２５、８５、１２５…（磁化回転する磁性層の誘導磁界
のあるときの）磁化の向き ２６、２７、８７、８８、１２６、１２７…（磁化回転
する磁性層の外部磁界のあるときの）磁化の向き ２８、７１、１２８…磁気記録媒体 ７２…磁気記録媒体駆動部 ７３…磁気ヘッド ７４…磁気ヘッド駆動部 ７５…記録再生信号処理系 ８３…外部磁界の方向 ８６…磁界発生機構 ９４、９５、９６、９７…電流印加・測定系 １１２…硬磁性層 １１４、１１６…軟磁性層
化の向き ２３、８４、１２３…（磁化回転する磁性層の誘導磁界
のないときの）磁化の向き ２４、１２４…外部磁界の検出方向 ２５、８５、１２５…（磁化回転する磁性層の誘導磁界
のあるときの）磁化の向き ２６、２７、８７、８８、１２６、１２７…（磁化回転
する磁性層の外部磁界のあるときの）磁化の向き ２８、７１、１２８…磁気記録媒体 ７２…磁気記録媒体駆動部 ７３…磁気ヘッド ７４…磁気ヘッド駆動部 ７５…記録再生信号処理系 ８３…外部磁界の方向 ８６…磁界発生機構 ９４、９５、９６、９７…電流印加・測定系 １１２…硬磁性層 １１４、１１６…軟磁性層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/39
Claims (14)
- 【請求項１】第１の磁性層、絶縁層及び第２の磁性層が
積層された多層膜が基板上に配置され、 上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間に電圧を印
加する手段を有し、 上記第１の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出方向
と実質的に平行又は反平行であり、 上記第２の磁性層の磁化の向きは、上記外部磁界のない
ときに、上記外部磁界の検出方向と実質的に直角であ
り、かつ、上記外部磁界により変化し、 上記外部磁界により上記第２の磁性層の磁化の向きが変
化したときに、それによる上記絶縁層をトンネルする電
流の変化を検出する手段を有し、 上記多層膜の上記第１の磁性層の側に積層された反強磁
性層を有し、 該反強磁性層と上記第１の磁性層は磁気的に交換結合し
て、上記第１の磁性層の磁化の向きを上記外部磁界の検
出方向と実質的に平行又は反平行とし、 上記外部磁界の検出方向と実質的に直角に電流を流す制
御手段を有し、 上記制御手段を、上記第２の磁性層に外部磁界の検出方
向とほぼ直角な方向に電流を流す手段とした磁気抵抗効
果素子を有することを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項２】第１の磁性層、絶縁層及び第２の磁性層が
積層された多層膜が基板上に配置され、 上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間に電圧を印
加する手段を有し、 上記第１の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出方向
と実質的に平行又は反平行であり、 上記第２の磁性層の磁化の向きは、上記外部磁界のない
ときに、上記外部磁界の検出方向と実質的に直角であ
り、かつ、上記外部磁界により変化し、 上記外部磁界により上記第２の磁性層の磁化の向きが変
化したときに、それによる上記絶縁層をトンネルする電
流の変化を検出する手段を有し、 上記多層膜の上記第１の磁性層の側に積層された反強磁
性層を有し、 該反強磁性層と上記第１の磁性層は磁気的に交換結合し
て、上記第１の磁性層の磁化の向きを上記外部磁界の検
出方向と実質的に平行又は反平行とし、 上記外部磁界の検出方向と実質的に直角に電流を流す制
御手段を有し、 上記制御手段を、上記多層膜に積層された非磁性金属層
と該非磁性金属層の外部磁界の検出方向とほぼ直角な方
向に電流を流す手段とした磁気抵抗効果素子を有するこ
とを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項３】上記第１の磁性層の保磁力は、上記第２の
磁性層の保磁力より高く、かつ、上記多層膜は、上記第
１の磁性層が基板側に配置され、 上記制御手段は、上記第１の磁性層の外部磁界の検出方
向とほぼ直角な方向に電流を流す手段であることを特徴
とする請求項１又は２記載の磁気ヘッド。 - 【請求項４】第１の磁性層、絶縁層及び第２の磁性層が
積層された多層膜が基板上に配置され、 上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間に電圧を印
加する手段を有し、 上記第１の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出方向
と実質的に平行又は反平行であり、 上記第２の磁性層の磁化の向きは、上記外部磁界のない
ときに、上記外部磁界の検出方向と実質的に直角であ
り、かつ、上記外部磁界により変化し、 上記第１の磁性層の保磁力は、上記第２の磁性層の保磁
力より高く、 かつ、上記外部磁界により上記第２の磁性層の磁化の向
きが変化したときに、それによる上記絶縁層をトンネル
する電流の変化を検出する手段及び上記第２の磁性層に
外部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に電流を流す制御
手段を有する磁気抵抗効果素子を有することを特徴とす
る磁気ヘッド。 - 【請求項５】第１の磁性層、絶縁層及び第２の磁性層が
積層された多層膜が基板上に配置され、 上記第１の磁性層と上記第２の磁性層との間に電圧を印
加する手段を有し、 上記第１の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出方向
と実質的に平行又は反平行であり、 上記第２の磁性層の磁化の向きは、上記外部磁界のない
ときに、上記外部磁界の検出方向と実質的に直角であ
り、かつ、上記外部磁界により変化し、 上記第１の磁性層の保磁力は、上記第２の磁性層の保磁
力より高く、 かつ、上記外部磁界により上記第２の磁性層の磁化の向
きが変化したときに、それによる上記絶縁層をトンネル
する電流の変化を検出する手段及び上記多層膜に積層さ
れた非磁性金属層と該非磁性金属層に外部磁界の検出方
向とほぼ直角な方向に電流を流す制御手段を有する磁気
抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項６】上記多層膜は、上記第１の磁性層が基板側
に配置され、 上記制御手段は、上記第１の磁性層の外部磁界の検出方
向とほぼ直角な方向に電流を流す手段であることを特徴
とする請求項４又は５記載の磁気ヘッド。 - 【請求項７】基板上に、第１の磁性層、第１の絶縁層、
第２の磁性層、第２の絶縁層、第３の磁性層の順に積層
された多層膜を有し、 上記第１の磁性層と上記第３の磁性層との間に電圧を印
加する手段を有し、 上記第１及び第３の磁性層の組と、上記第２の磁性層と
の内の一方の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出方
向と実質的に平行又は反平行であり、上記一方の磁性層の保磁力は、上記他方の磁性層の保磁
力より高く、 かつ、 上記外部磁界のないときに、上記第１及び第３の
磁性層の組と、上記第２の磁性層との内の他方の磁性層
の磁化の向きを、上記外部磁界の検出方向と実質的に直
角にする制御手段及び上記外部磁界により上記他方の磁
性層の磁化の向きが変化したときに、それによる上記絶
縁層をトンネルする電流の変化を検出する手段を有し、上記制御手段は、上記多層膜に積層された非磁性金属層
と該非磁性金属層に外部磁界の検出方向とほぼ直角な方
向に電流を流す手段である磁気抵抗効果素子を有するこ
とを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項８】基板上に、第１の磁性層、第１の絶縁層、
第２の磁性層、第２の絶縁層、第３の磁性層の順に積層
された多層膜を有し、 上記第１の磁性層と上記第３の磁性層との間に電圧を印
加する手段を有し、 上記第１及び第３の磁性層の組と、上記第２の磁性層と
の内の一方の磁性層の磁化の向きは、外部磁界の検出方
向と実質的に平行又は反平行であり、 上記外部磁界のないときに、上記第１及び第３の磁性層
の組と、上記第２の磁性層との内の他方の磁性層の磁化
の向きを、上記外部磁界の検出方向と実質的に直角にす
る制御手段を有し、 上記外部磁界により上記他方の磁性層の磁化の向きが変
化したときに、それによる上記絶縁層をトンネルする電
流の変化を検出する手段を有し、 上記多層膜の両側に反強磁性層を有し、上記第１及び第
３の磁性層の組が上記一方の磁性層を構成し、 上記制御手段は、上記反強磁性層の内の一方の上記多層
膜の配置された側と逆の側に積層された配向性制御層
と、上記反強磁性層及び上記配向性制御層の内の少なく
とも一つの層に外部磁界の検出方向とほぼ直角な方向に
電流を流す手段である磁気抵抗効果素子を有することを
特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項９】基板上に、基板に近い側から、硬磁性層、
非磁性金属層、第１の軟磁性層、絶縁層、第２の軟磁性
層、反強磁性層の順に積層された多層膜を有し、 上記第１の軟磁性層と上記第２の軟磁性層との間に電圧
を印加する手段を有し、上記反強磁性層と上記第２の軟
磁性層は磁気的に交換結合しており、上記第２の軟磁性
層の磁化の向きは、上記交換結合により外部磁界の検出
方向と実質的に平行又は反平行であり、 上記外部磁界のないときに、上記第１の軟磁性層の磁化
の向きは、上記硬磁性層により上記外部磁界の検出方向
と実質的に直角をなし、 かつ、上記外部磁界により上記第１の軟磁性層の磁化の
向きが変化したときに、それによる上記絶縁層をトンネ
ルする電流の変化を検出する手段及び上記外部磁界の検
出方向と実質的に直角な方向に電流を流す制御手段を有
する磁気抵抗効果素子を有することを特徴とする磁気ヘ
ッド。 - 【請求項１０】請求項１から９のいずれか一に記載の磁
気ヘッドを読み出し用のヘッドとし、誘導型ヘッドを書
き込み用のヘッドとすることを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項１１】磁気記録媒体と、 該磁気記録媒体の記録面に対応して設けられた磁気ヘッ
ドと、 上記磁気記録媒体の駆動部と、 上記磁気ヘッドの駆動部と、 記録、再生信号処理系とを有する磁気記録再生装置にお
いて、 上記磁気ヘッドは、請求項１から１０のいずれか一に記
載の磁気ヘッドであることを特徴とする磁気記録再生装
置。 - 【請求項１２】請求項１から６のいずれか一に記載の磁
気ヘッドと、 上記第１の磁性層の磁化の向きを所望の方向に向ける磁
界発生機構とを有することを特徴とする磁性メモリ装
置。 - 【請求項１３】請求項７又は８記載の磁気ヘッドと、 上記一方の磁性層の磁化の向きを所望の方向に向ける磁
界発生機構とを有することを特徴とする磁性メモリ装
置。 - 【請求項１４】上記磁性メモリ装置は、上記磁気抵抗効
果素子を加熱する手段を有することを特徴とする請求項
１２又は１３記載の磁性メモリ装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10362533A JP3050218B1 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 |
| US09/467,729 US6418001B1 (en) | 1998-12-21 | 1999-12-20 | Tunneling magnetoresistive element using a bias magnetic field |
| US09/930,240 US6483676B2 (en) | 1998-12-21 | 2001-08-16 | Magnetic head with tunneling magnetoresistive element biased by current controller |
| US10/067,328 US6556393B2 (en) | 1998-12-21 | 2002-02-07 | Magnetic recording apparatus with tunneling magnetoresistive element biased by current controller |
| US10/067,397 US6771474B2 (en) | 1998-12-21 | 2002-02-07 | Magnetic head with tunneling multi-layer magnetoresistive element biased by current controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10362533A JP3050218B1 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP3050218B1 true JP3050218B1 (ja) | 2000-06-12 |
| JP2000187816A JP2000187816A (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=18477102
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10362533A Expired - Fee Related JP3050218B1 (ja) | 1998-12-21 | 1998-12-21 | 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (4) | US6418001B1 (ja) |
| JP (1) | JP3050218B1 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3050218B1 (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-12 | 株式会社日立製作所 | 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 |
| US6590268B2 (en) | 2000-03-14 | 2003-07-08 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetic control device, and magnetic component and memory apparatus using the same |
| DE20007001U1 (de) * | 2000-04-15 | 2000-07-27 | Hummel Anton Verwaltung | Stecker mit einer Hülse |
| JP3576111B2 (ja) * | 2001-03-12 | 2004-10-13 | 株式会社東芝 | 磁気抵抗効果素子 |
| TWI222630B (en) | 2001-04-24 | 2004-10-21 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Magnetoresistive element and magnetoresistive memory device using the same |
| JP3854839B2 (ja) * | 2001-10-02 | 2006-12-06 | キヤノン株式会社 | 磁気抵抗素子を用いた不揮発固体メモリ |
| JP2003124445A (ja) * | 2001-10-17 | 2003-04-25 | Nec Corp | 磁性記憶装置とその製造方法 |
| JPWO2003092084A1 (ja) * | 2002-04-23 | 2005-09-02 | 松下電器産業株式会社 | 磁気抵抗効果素子とその製造方法ならびにこれを用いた磁気ヘッド、磁気メモリおよび磁気記録装置 |
| US7330339B2 (en) * | 2003-07-25 | 2008-02-12 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Structure providing enhanced self-pinning for CPP GMR and tunnel valve heads |
| US7804657B1 (en) | 2007-06-11 | 2010-09-28 | Western Digital Technologies, Inc. | Setting an operating bias current for a magnetoresistive head using ratio of target voltage and measured voltage |
| US7872824B1 (en) | 2007-06-11 | 2011-01-18 | Western Digital (Fremont), Llc | Setting an operating bias current for a magnetoresistive head by computing a target operating voltage |
| US7760458B1 (en) | 2008-08-12 | 2010-07-20 | Western Digital Technologies, Inc. | Disk drive adjusting head bias during servo synchronization to compensate for over/under sensitivity |
| EP2546661A4 (en) * | 2010-03-12 | 2017-12-06 | Alps Electric Co., Ltd. | Current measurement device |
| US9378761B1 (en) * | 2015-04-22 | 2016-06-28 | HGST Netherlands B.V. | System for adjusting bias of relative magnetizations of ferromagnetic layers in a magnetoresistive sensor |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6413209A (en) | 1987-07-03 | 1989-01-18 | Kansai Nippon Electric | Yoke type thin film magnetic head |
| US5671107A (en) * | 1989-12-13 | 1997-09-23 | Hitachi, Ltd. | Large capacity magnetic disc apparatus with a particular relationship between pole thickness, saturated flux density, and recording wavelength |
| JPH05303724A (ja) * | 1992-02-26 | 1993-11-16 | Hitachi Ltd | 磁気ディスク装置 |
| US5570244A (en) * | 1995-05-25 | 1996-10-29 | Conner Peripherals, Inc. | Method and apparatus for controlling assertion of a write inhibit signal using separate threshold values for each of a plurality of recording surfaces |
| US5843589A (en) * | 1995-12-21 | 1998-12-01 | Hitachi, Ltd. | Magnetic layered material, and magnetic sensor and magnetic storage/read system based thereon |
| JPH09251618A (ja) | 1996-03-19 | 1997-09-22 | Fujitsu Ltd | 磁気センサ |
| US5764567A (en) | 1996-11-27 | 1998-06-09 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction device with nonferromagnetic interface layer for improved magnetic field response |
| JP3531399B2 (ja) | 1997-03-07 | 2004-05-31 | Ｔｄｋ株式会社 | 磁気抵抗効果素子 |
| JPH09120510A (ja) | 1996-10-18 | 1997-05-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 薄膜磁気ヘッド |
| US5729410A (en) * | 1996-11-27 | 1998-03-17 | International Business Machines Corporation | Magnetic tunnel junction device with longitudinal biasing |
| JPH11134620A (ja) | 1997-10-30 | 1999-05-21 | Nec Corp | 強磁性トンネル接合素子センサ及びその製造方法 |
| US6185079B1 (en) * | 1998-11-09 | 2001-02-06 | International Business Machines Corporation | Disk drive with thermal asperity reduction circuitry using a magnetic tunnel junction sensor |
| US6178074B1 (en) * | 1998-11-19 | 2001-01-23 | International Business Machines Corporation | Double tunnel junction with magnetoresistance enhancement layer |
| JP3050218B1 (ja) * | 1998-12-21 | 2000-06-12 | 株式会社日立製作所 | 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 |
| US6256178B1 (en) * | 1999-03-29 | 2001-07-03 | International Business Machines Corporation | Biasing for tunnel junction head |
-
1998
- 1998-12-21 JP JP10362533A patent/JP3050218B1/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-12-20 US US09/467,729 patent/US6418001B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2001
- 2001-08-16 US US09/930,240 patent/US6483676B2/en not_active Expired - Fee Related
-
2002
- 2002-02-07 US US10/067,328 patent/US6556393B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-02-07 US US10/067,397 patent/US6771474B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6771474B2 (en) | 2004-08-03 |
| US6483676B2 (en) | 2002-11-19 |
| JP2000187816A (ja) | 2000-07-04 |
| US6418001B1 (en) | 2002-07-09 |
| US20020027752A1 (en) | 2002-03-07 |
| US20020089797A1 (en) | 2002-07-11 |
| US20020080534A1 (en) | 2002-06-27 |
| US6556393B2 (en) | 2003-04-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3891540B2 (ja) | 磁気抵抗効果メモリ、磁気抵抗効果メモリに記録される情報の記録再生方法、およびｍｒａｍ | |
| US6906898B2 (en) | Differential detection read sensor, thin film head for perpendicular magnetic recording and perpendicular magnetic recording apparatus | |
| JP3177199B2 (ja) | 磁気トンネル接合装置及び磁気抵抗読取りヘッド | |
| JP3680035B2 (ja) | 磁気記録装置及び磁気記録方法 | |
| US6469873B1 (en) | Magnetic head and magnetic storage apparatus using the same | |
| JP3050218B1 (ja) | 磁気ヘッド、それを用いた磁気記録再生装置及び磁性メモリ装置 | |
| JP2001148107A (ja) | 記録再生ヘッドおよびそれを備えた記録再生装置 | |
| US7864473B2 (en) | Electric field applying magnetic recording method and magnetic recording system | |
| US7016160B2 (en) | Differential CPP reader for perpendicular magnetic recording | |
| JP2009158789A (ja) | 電流磁気効果素子及び磁気センサ | |
| US6327123B1 (en) | Magnetic head employing magnetoresistive sensor and magnetic storage and retrieval system | |
| JPH0845030A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
| JPH09283816A (ja) | 磁界を感知する磁気抵抗センサ | |
| JP2004128026A (ja) | 磁気抵抗効果素子、磁気ヘッド、磁気記録装置 | |
| JPH10222817A (ja) | 磁気抵抗センサ | |
| JPH09180134A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド | |
| JPH07326023A (ja) | 磁気ヘッド及びそれを用いた磁気記憶装置 | |
| JPH0887702A (ja) | 磁気記録信号再生方法 | |
| JPH10294504A (ja) | 磁気抵抗センサ | |
| JP2000268323A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びそれを備えた磁気記録再生装置 | |
| JP2003223705A (ja) | 薄膜磁気ヘッド、薄膜磁気ヘッド組立体及び記憶装置 | |
| JPH1092026A (ja) | 磁気記録装置および磁気記録媒体 | |
| JPH0512627A (ja) | 磁界検出装置 | |
| JP2004111047A (ja) | 記録再生ヘッドおよびそれを備えた記録再生装置 | |
| JP2000276715A (ja) | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド及びそれを備えた磁気記録再生装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090331 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100331 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110331 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |