JP3231313B2 - 磁気ヘッド - Google Patents
磁気ヘッドInfo
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- JP3231313B2 JP3231313B2 JP21890490A JP21890490A JP3231313B2 JP 3231313 B2 JP3231313 B2 JP 3231313B2 JP 21890490 A JP21890490 A JP 21890490A JP 21890490 A JP21890490 A JP 21890490A JP 3231313 B2 JP3231313 B2 JP 3231313B2
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- layer
- magnetic field
- magnetic layer
- film
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10N50/00—Galvanomagnetic devices
- H10N50/10—Magnetoresistive devices
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は高い磁気抵抗効果を有する強磁性トンネル効
果膜に関し、特に磁気ディスク装置などに用いる再生用
磁気ヘッドに適した磁気抵抗効果素子に関する。
果膜に関し、特に磁気ディスク装置などに用いる再生用
磁気ヘッドに適した磁気抵抗効果素子に関する。
高密度磁気記録における再生用磁気ヘッドとして、磁
気抵抗効果を用いた磁気ヘッドの研究が進められてい
る。現在、磁気抵抗効果材料としては、Ni−20at％Fe合
金薄膜が用いられている。しかし、Ni−20at％Fe合金薄
膜を用いた磁気抵抗効果素子は、バルクハウゼンノイズ
などのノイズを示すことが多く、他の磁気抵抗効果材料
の研究も進められている。最近、スエザワ（Y.Suezaw
a）らによるプロシーディングス オブ ザ インター
ナショナル シンポジウム オン フィジックス オブ
マグネティック マテリアルス（Proceedings of the
International Symposium on Physics of Magnetic Ma
terials）,303〜306ページ（1987年）に記載の「エフェ
クト オブ スピン・ディペンデント トンネリング
オン ザ マグネティック プロパティス オブ マル
チレイヤード フェロマグネティック シンフィルムス
（Effect of Spin−dependent Tunneling on the Magne
tic Properties of Multilayered Ferromagnetic Thin
Films）」のように、強磁性トンネル効果を示すNi/NiO/
Co多層膜が報告されている。この多層膜の抵抗変化率
は、室温で、１％程度である。
気抵抗効果を用いた磁気ヘッドの研究が進められてい
る。現在、磁気抵抗効果材料としては、Ni−20at％Fe合
金薄膜が用いられている。しかし、Ni−20at％Fe合金薄
膜を用いた磁気抵抗効果素子は、バルクハウゼンノイズ
などのノイズを示すことが多く、他の磁気抵抗効果材料
の研究も進められている。最近、スエザワ（Y.Suezaw
a）らによるプロシーディングス オブ ザ インター
ナショナル シンポジウム オン フィジックス オブ
マグネティック マテリアルス（Proceedings of the
International Symposium on Physics of Magnetic Ma
terials）,303〜306ページ（1987年）に記載の「エフェ
クト オブ スピン・ディペンデント トンネリング
オン ザ マグネティック プロパティス オブ マル
チレイヤード フェロマグネティック シンフィルムス
（Effect of Spin−dependent Tunneling on the Magne
tic Properties of Multilayered Ferromagnetic Thin
Films）」のように、強磁性トンネル効果を示すNi/NiO/
Co多層膜が報告されている。この多層膜の抵抗変化率
は、室温で、１％程度である。
上記Ni/NiO/Co多層膜では、上記スエザワらの論文に
記載のように、異なる保磁力を持つNi層とCo層の間にNi
O層を形成している。このような多層膜において電気抵
抗の変化する原因は以下のように考えられる。Ni層とCo
層の保磁力が異なるため、磁界の大きさを変化させた場
合、ある磁界のところで、片方の層の磁化の向きが磁界
の向きに変化する。しかし、他方の層の保磁力は磁界よ
りも大きいため、その層の磁化の向きは変化しない。さ
らに、磁界が大きくなり、両方の保磁力よりも大きくな
った時、残りの層の磁化の向きも変化し、両層の磁化の
向きは平行になる。すなわち、両層の保磁力の間の大き
さの磁界では、両層の磁界の向きは、互いに、反平行で
ある。また、この磁界の範囲以外では、磁化の向きは平
行である。NiO層をトンネル電流が流れる場合、上記磁
性層の磁化の向きが、互いに、反平行である時より、磁
化の向きが平行である時の方が、コンダクタンスは高
い。このため、磁界の大きさによって、素子の電気抵抗
が変化するものと考えられる。
記載のように、異なる保磁力を持つNi層とCo層の間にNi
O層を形成している。このような多層膜において電気抵
抗の変化する原因は以下のように考えられる。Ni層とCo
層の保磁力が異なるため、磁界の大きさを変化させた場
合、ある磁界のところで、片方の層の磁化の向きが磁界
の向きに変化する。しかし、他方の層の保磁力は磁界よ
りも大きいため、その層の磁化の向きは変化しない。さ
らに、磁界が大きくなり、両方の保磁力よりも大きくな
った時、残りの層の磁化の向きも変化し、両層の磁化の
向きは平行になる。すなわち、両層の保磁力の間の大き
さの磁界では、両層の磁界の向きは、互いに、反平行で
ある。また、この磁界の範囲以外では、磁化の向きは平
行である。NiO層をトンネル電流が流れる場合、上記磁
性層の磁化の向きが、互いに、反平行である時より、磁
化の向きが平行である時の方が、コンダクタンスは高
い。このため、磁界の大きさによって、素子の電気抵抗
が変化するものと考えられる。
上記のような、強磁性トンネル膜を磁気ヘッドへ適用
する場合を考えた場合、磁気ヘッドが低い磁界を検出す
る必要がある。しかし、上記多層膜の磁性層の保磁力は
数十Oeであり、従って、数十Oe以下の磁界は検出できな
い。
する場合を考えた場合、磁気ヘッドが低い磁界を検出す
る必要がある。しかし、上記多層膜の磁性層の保磁力は
数十Oeであり、従って、数十Oe以下の磁界は検出できな
い。
本発明の目的は、上述の強磁性トンネル素子を磁気ヘ
ッドに適用する時の問題を解消し、低い磁界を検出でき
る磁気抵抗効果素子を提供することにある。
ッドに適用する時の問題を解消し、低い磁界を検出でき
る磁気抵抗効果素子を提供することにある。
本発明者等は、強磁性トンネル効果を示す多層膜につ
いて鋭意研究を重ねた結果、磁性膜を軟磁性材料とし、
一方の磁性層に反強磁性体からのバイアス磁界を印加
し、磁性層の磁化の方向を制御することができることを
明らかにし、本発明を完成するに至った。
いて鋭意研究を重ねた結果、磁性膜を軟磁性材料とし、
一方の磁性層に反強磁性体からのバイアス磁界を印加
し、磁性層の磁化の方向を制御することができることを
明らかにし、本発明を完成するに至った。
すなわち、強磁性トンネル効果膜の２層の磁性層の保
磁力が大きく異ならなくても（２層の材料が同じであっ
ても）、一方の磁性層に反強磁性体からのバイアス磁界
を印加すると、両層の磁化の向きが変化する磁界を変え
ることができる。このため、ある磁界の範囲内では、両
層の磁化の向きは反平行、その範囲以外では、両層の磁
化の向きは平行となり、磁気抵抗効果を示すようにな
る。
磁力が大きく異ならなくても（２層の材料が同じであっ
ても）、一方の磁性層に反強磁性体からのバイアス磁界
を印加すると、両層の磁化の向きが変化する磁界を変え
ることができる。このため、ある磁界の範囲内では、両
層の磁化の向きは反平行、その範囲以外では、両層の磁
化の向きは平行となり、磁気抵抗効果を示すようにな
る。
また、上記強磁性トンネル効果膜の少なくとも一部を
非磁性金属上に形成することにより、磁気記録媒体に対
向する磁性層の面積も小さくすることができ、狭い領域
の磁界を検出することが可能となる。
非磁性金属上に形成することにより、磁気記録媒体に対
向する磁性層の面積も小さくすることができ、狭い領域
の磁界を検出することが可能となる。
上述のように、強磁性トンネル効果膜の２層の磁性層
の保磁力が大きく異ならなくても（２層の材料が同じで
あっても）、一方の磁性層に反強磁性体からのバイアス
磁界を印加すると、両層の磁化の向きが変化する磁界を
変えることができる。このため、ある磁界の範囲内で
は、両層の磁化の向きは反平行、その範囲以外では、両
層の磁化の向きは平行となり、磁気抵抗効果を示すよう
になる。
の保磁力が大きく異ならなくても（２層の材料が同じで
あっても）、一方の磁性層に反強磁性体からのバイアス
磁界を印加すると、両層の磁化の向きが変化する磁界を
変えることができる。このため、ある磁界の範囲内で
は、両層の磁化の向きは反平行、その範囲以外では、両
層の磁化の向きは平行となり、磁気抵抗効果を示すよう
になる。
また、上記強磁性トンネル効果膜の少なくとも一部を
非磁性金属上に形成することにより、磁気記録媒体に対
向する磁性層の面積を小さくすることができ、狭い領域
の磁界を検出することが可能となる。
非磁性金属上に形成することにより、磁気記録媒体に対
向する磁性層の面積を小さくすることができ、狭い領域
の磁界を検出することが可能となる。
以下に本発明の一実施例を挙げ、図表を参照しながら
さらに具体的に説明する。
さらに具体的に説明する。
［実施例１］ 強磁性トンネル効果膜の作製にはイオンビーム・スパ
ッタリング装置を用いた。スパッタリングは以下の条件
で行った。
ッタリング装置を用いた。スパッタリングは以下の条件
で行った。
イオンガス・・・Ar 装置内Arガス圧力・・・2.5×10-2Pa 蒸着用イオンガン加速電圧・・・1200V 蒸着用イオンガンイオン電流・・・120mA ターゲット基板間距離・・・127mm 基板にはコーニング社製7059ガラスを用いた。
第１図に、本発明の強磁性トンネル効果膜の一例を示
す。本実施例における強磁性トンネル効果膜は基板11上
に、膜厚100nmのFe−1.0at％Ｃ合金からなる下部磁性層
12、膜厚10nmのAl2O3からなる中間層13、膜厚100nmのFe
−1.0at％Ｃ合金からなる上部磁性層14、膜厚50nmのCr
からなる反強磁性層15を順に形成したものである。
す。本実施例における強磁性トンネル効果膜は基板11上
に、膜厚100nmのFe−1.0at％Ｃ合金からなる下部磁性層
12、膜厚10nmのAl2O3からなる中間層13、膜厚100nmのFe
−1.0at％Ｃ合金からなる上部磁性層14、膜厚50nmのCr
からなる反強磁性層15を順に形成したものである。
上記強磁性トンネル効果膜の磁化曲線をＢ−Ｈカーブ
トレーサを用いて4.2Kの温度で測定した。測定した磁化
曲線を第２図に示す。同図に示すように、下部磁性層12
および上部磁性層14の保磁力は、ともに、7Oeである。
しかし、上部磁性層14には反強磁性層15からのバイアス
磁界が印加されており、磁化の向きが変化する磁界の大
きさが、高磁界側にシフトしている。このため、負の磁
界から正の磁界の方に磁界を増加する場合、７〜24Oeの
磁界の範囲で下部磁性層12および上部磁性層14の磁化の
向きは互いに反平行であり、それ以外の範囲では、磁化
の向きは互いに平行である。また、正の磁界から負の磁
界の方に磁界を減少する場合、−７〜10Oeの磁界の範囲
で下部磁性層12および上部磁性層14の磁化の向きは互い
に反平行であり、それ以外の範囲では、磁化の向きは互
いに平行である。
トレーサを用いて4.2Kの温度で測定した。測定した磁化
曲線を第２図に示す。同図に示すように、下部磁性層12
および上部磁性層14の保磁力は、ともに、7Oeである。
しかし、上部磁性層14には反強磁性層15からのバイアス
磁界が印加されており、磁化の向きが変化する磁界の大
きさが、高磁界側にシフトしている。このため、負の磁
界から正の磁界の方に磁界を増加する場合、７〜24Oeの
磁界の範囲で下部磁性層12および上部磁性層14の磁化の
向きは互いに反平行であり、それ以外の範囲では、磁化
の向きは互いに平行である。また、正の磁界から負の磁
界の方に磁界を減少する場合、−７〜10Oeの磁界の範囲
で下部磁性層12および上部磁性層14の磁化の向きは互い
に反平行であり、それ以外の範囲では、磁化の向きは互
いに平行である。
上記の磁化が反平行になる磁界では、強磁性トンネル
効果膜の電気抵抗は高く、磁化が平行になる磁界では、
電気抵抗が低くなるものと考えられる。
効果膜の電気抵抗は高く、磁化が平行になる磁界では、
電気抵抗が低くなるものと考えられる。
そこで、上記強磁性トンネル効果膜の電気抵抗の変化
を調べるために、第３図のような素子を作製した。上記
素子の作製プロセスを以下に述べる。まず、非磁性基板
上に幅10μｍ、厚さ100nmのCu電極31をイオンビームス
パッタリング法およびイオンミリング法で形成する。次
に、Cu電極31の上に、10μｍ×10μｍ×膜厚100nmのFe
−1.0at％Ｃ合金からなる下部磁性層32、10μｍ×10μ
ｍ×膜厚10nmのAl2O3からなる中間層33、10μｍ×10μ
ｍ×膜厚100nmのFe−1.0at％Ｃ合金からなる上部磁性層
34、10μｍ×10μｍ×膜厚50nmのCrからなる反強磁性層
35を順に形成する。次に、段差を樹脂で平坦化し、反強
磁性層35に接触するように、Cu電極36を形成する。
を調べるために、第３図のような素子を作製した。上記
素子の作製プロセスを以下に述べる。まず、非磁性基板
上に幅10μｍ、厚さ100nmのCu電極31をイオンビームス
パッタリング法およびイオンミリング法で形成する。次
に、Cu電極31の上に、10μｍ×10μｍ×膜厚100nmのFe
−1.0at％Ｃ合金からなる下部磁性層32、10μｍ×10μ
ｍ×膜厚10nmのAl2O3からなる中間層33、10μｍ×10μ
ｍ×膜厚100nmのFe−1.0at％Ｃ合金からなる上部磁性層
34、10μｍ×10μｍ×膜厚50nmのCrからなる反強磁性層
35を順に形成する。次に、段差を樹脂で平坦化し、反強
磁性層35に接触するように、Cu電極36を形成する。
ヘルムホルツコイルを用いて、Cu電極の長手方向と直
角の面内方向に磁界を印加し、電気抵抗の変化を調べ
た。測定は、4.2Kの温度で行った。磁界と電気抵抗の変
化との関係を第４図に示す。同図のように、磁界の強さ
によって、素子の電気抵抗が変化する。最大の抵抗変化
率は約3.6％であった。電気抵抗が最大になる磁界の値
は、0Oeおよび16Oe程度であり、従来の強磁性トンネル
効果膜よりも低い。これは、本発明の強磁性トンネル効
果膜が比較的保磁力の低い磁性層のみを用いているため
である。従来の強磁性トンネル効果膜は、２層の磁性層
の保磁力を異なる値にしなければならなかったため、素
子の動作する磁界が大きくなっていた。本発明の強磁性
トンネル効果膜は低い磁界で動作するため、これを用い
た磁気抵抗効果素子は、従来の素子よりも磁気ヘッドに
有利である。
角の面内方向に磁界を印加し、電気抵抗の変化を調べ
た。測定は、4.2Kの温度で行った。磁界と電気抵抗の変
化との関係を第４図に示す。同図のように、磁界の強さ
によって、素子の電気抵抗が変化する。最大の抵抗変化
率は約3.6％であった。電気抵抗が最大になる磁界の値
は、0Oeおよび16Oe程度であり、従来の強磁性トンネル
効果膜よりも低い。これは、本発明の強磁性トンネル効
果膜が比較的保磁力の低い磁性層のみを用いているため
である。従来の強磁性トンネル効果膜は、２層の磁性層
の保磁力を異なる値にしなければならなかったため、素
子の動作する磁界が大きくなっていた。本発明の強磁性
トンネル効果膜は低い磁界で動作するため、これを用い
た磁気抵抗効果素子は、従来の素子よりも磁気ヘッドに
有利である。
また、本発明の強磁性トンネル効果膜は、軟磁性膜だ
けで構成されている。軟磁性膜は磁気異方性の分散が小
さく、このため、各磁性層の微小な部分の磁化の方向
が、きちんと、平行、反平行の角度を取り、中間の角度
を取りにくい。強磁性トンネル効果は、各磁性層の磁化
の向きのなす方向に依存するので、中間の角度を取りに
くい、本発明のような、軟磁性膜のみで構成されている
強磁性トンネル効果膜の抵抗変化率は比較的高いものと
なる。
けで構成されている。軟磁性膜は磁気異方性の分散が小
さく、このため、各磁性層の微小な部分の磁化の方向
が、きちんと、平行、反平行の角度を取り、中間の角度
を取りにくい。強磁性トンネル効果は、各磁性層の磁化
の向きのなす方向に依存するので、中間の角度を取りに
くい、本発明のような、軟磁性膜のみで構成されている
強磁性トンネル効果膜の抵抗変化率は比較的高いものと
なる。
また、本発明のように、磁気抵抗効果膜のすくなくと
も一部を非磁性金属上に形成することにより、流した電
流がすべて中間層を通るようになり、効果的に磁気抵抗
効果を検出することができる。また、磁気ヘッドへの応
用を考えると、本発明のように、磁気抵抗効果膜のすく
なくとも一部を非磁性金属上に形成することにより、磁
気記録媒体に対向する磁性層の断面積を小さくすること
ができ、狭い領域の磁界を検出することが可能となる。
これに対し、従来の強磁性トンネル素子は、Y.Suezawa
らによるProceedings of the International Symposium
on Physics of Magnetic Materials,303〜306ページ
（1987年）に記載の「Effect of Spin−dependent Tunn
eling on the Magnetic Properties of Multilayered F
erromagnetic Thin Films」のように、上部磁性層と下
部磁性層が互いに直交する長方形であるため、磁気記録
媒体に対向する磁性層の断面積が大きく、狭い領域の磁
界を検出することが困難であった。
も一部を非磁性金属上に形成することにより、流した電
流がすべて中間層を通るようになり、効果的に磁気抵抗
効果を検出することができる。また、磁気ヘッドへの応
用を考えると、本発明のように、磁気抵抗効果膜のすく
なくとも一部を非磁性金属上に形成することにより、磁
気記録媒体に対向する磁性層の断面積を小さくすること
ができ、狭い領域の磁界を検出することが可能となる。
これに対し、従来の強磁性トンネル素子は、Y.Suezawa
らによるProceedings of the International Symposium
on Physics of Magnetic Materials,303〜306ページ
（1987年）に記載の「Effect of Spin−dependent Tunn
eling on the Magnetic Properties of Multilayered F
erromagnetic Thin Films」のように、上部磁性層と下
部磁性層が互いに直交する長方形であるため、磁気記録
媒体に対向する磁性層の断面積が大きく、狭い領域の磁
界を検出することが困難であった。
また、本実施例では、磁性層して、Fe−1.0at％Ｃ合
金層、中間層として、Al2O3層を用いたが、磁性層とし
て、他の磁性材料、中間層として他の絶縁材料を用いて
も同様の効果がある。また、反強磁性層についても、磁
気抵抗効果を測定する温度以上のネール点をもつ反強磁
性材料であれば、磁気抵抗効果が得られる。
金層、中間層として、Al2O3層を用いたが、磁性層とし
て、他の磁性材料、中間層として他の絶縁材料を用いて
も同様の効果がある。また、反強磁性層についても、磁
気抵抗効果を測定する温度以上のネール点をもつ反強磁
性材料であれば、磁気抵抗効果が得られる。
また、本実施例では、上部磁性層の上に反強磁性層を
形成したが、反強磁性層は下部磁性層の下に形成しても
同様の効果がある。
形成したが、反強磁性層は下部磁性層の下に形成しても
同様の効果がある。
［実施例２］ 実施例１と同様の方法で、磁気抵抗効果素子を作製し
た。磁性層として、Fe−1.0at％Ｃ合金層、中間層とし
て、Al2O3層を用いた。反強磁性層としては、Cr−1at％
Ru合金、Cr−25at％Au合金を用いた。本実施例の磁気抵
抗効果素子における電気抵抗変化率は、室温で、Cr−1a
t％Ru合金を用いた場合、1.5％、Cr−25at％Au合金を用
いた場合、1.8％であった。また、電気抵抗が最大にな
る磁界は、実施例１の素子とほぼ同じ磁界であった。
た。磁性層として、Fe−1.0at％Ｃ合金層、中間層とし
て、Al2O3層を用いた。反強磁性層としては、Cr−1at％
Ru合金、Cr−25at％Au合金を用いた。本実施例の磁気抵
抗効果素子における電気抵抗変化率は、室温で、Cr−1a
t％Ru合金を用いた場合、1.5％、Cr−25at％Au合金を用
いた場合、1.8％であった。また、電気抵抗が最大にな
る磁界は、実施例１の素子とほぼ同じ磁界であった。
［実施例３］ 実施例１と同様の方法で、磁気抵抗効果素子を作製し
た。磁性層として、Fe−1.0at％Ｃ合金層、中間層とし
て、Al2O3層を用いた。反強磁性層としては、Fe−50at
％Mn合金を用いた。また、Fe−1.0at％Ｃ合金層とFe−5
0at％Mn合金層の間には、膜厚5nmのNi−20at％Fe合金層
を設けた。この理由は以下のとおりである。
た。磁性層として、Fe−1.0at％Ｃ合金層、中間層とし
て、Al2O3層を用いた。反強磁性層としては、Fe−50at
％Mn合金を用いた。また、Fe−1.0at％Ｃ合金層とFe−5
0at％Mn合金層の間には、膜厚5nmのNi−20at％Fe合金層
を設けた。この理由は以下のとおりである。
Fe−50at％Mn合金層は、体心立方構造の材料の上に形
成すると、α相の構造になりやすい。α相の構造のFe−
Mn系合金のネール点は室温よりも低い。これに対し、Fe
−50at％Mn合金層は、面心立方構造の材料の上に形成す
ると、γ相の構造になりやすい。γ相の構造Fe−Mn系合
金のネール点は室温よりも高い。従って、室温で動作す
る磁気抵抗効果素子を得るため、Fe−1.0at％Ｃ合金層
とFe−50at％Mn合金層の間に、面心立方構造のNi−20at
％Fe合金層を設けた。
成すると、α相の構造になりやすい。α相の構造のFe−
Mn系合金のネール点は室温よりも低い。これに対し、Fe
−50at％Mn合金層は、面心立方構造の材料の上に形成す
ると、γ相の構造になりやすい。γ相の構造Fe−Mn系合
金のネール点は室温よりも高い。従って、室温で動作す
る磁気抵抗効果素子を得るため、Fe−1.0at％Ｃ合金層
とFe−50at％Mn合金層の間に、面心立方構造のNi−20at
％Fe合金層を設けた。
本実施例の磁気抵抗効果素子における電気抵抗変化率
は、室温で、1.6％であった。また、電気抵抗が最大に
なる磁界は、実施例１の素子とほぼ同じ磁界であった。
は、室温で、1.6％であった。また、電気抵抗が最大に
なる磁界は、実施例１の素子とほぼ同じ磁界であった。
以上詳細に説明したごとく、強磁性トンネル効果膜の
２層の磁性層の保磁力が大きく異ならなくても（２層の
材料が同じであっても）、一方の磁性層に反強磁性体か
らのバイアス磁界を印加すると、両層の磁化の向きが変
化する磁界を変えることができ、磁気抵抗効果を示すよ
うになる。また、上記強磁性トンネル効果膜の少なくと
も一部を非磁性金属上に形成することにより、磁気記録
媒体に対向する磁性層の面積を小さくすることができ、
狭い領域の磁界を検出することが可能となる。
２層の磁性層の保磁力が大きく異ならなくても（２層の
材料が同じであっても）、一方の磁性層に反強磁性体か
らのバイアス磁界を印加すると、両層の磁化の向きが変
化する磁界を変えることができ、磁気抵抗効果を示すよ
うになる。また、上記強磁性トンネル効果膜の少なくと
も一部を非磁性金属上に形成することにより、磁気記録
媒体に対向する磁性層の面積を小さくすることができ、
狭い領域の磁界を検出することが可能となる。
第１図は本発明の強磁性トンネル膜の断面構造の概略
図、第２図は本発明の強磁性トンネル膜の磁化曲線の
図、第３図は本発明の磁気抵抗効果素子の概略図、第４
図は本発明の磁気抵抗効果素子に印加する磁界と抵抗変
化率との関係を示すグラフの図である。 11……基板、12……下部磁性層、13……中間層、14……
上部磁性層、15……反強磁性層、31……Cu電極、32……
下部磁性層、33……中間層、34……上部磁性層、35……
反強磁性層、36……Cu電極。
図、第２図は本発明の強磁性トンネル膜の磁化曲線の
図、第３図は本発明の磁気抵抗効果素子の概略図、第４
図は本発明の磁気抵抗効果素子に印加する磁界と抵抗変
化率との関係を示すグラフの図である。 11……基板、12……下部磁性層、13……中間層、14……
上部磁性層、15……反強磁性層、31……Cu電極、32……
下部磁性層、33……中間層、34……上部磁性層、35……
反強磁性層、36……Cu電極。
フロントページの続き (72)発明者 田辺 英男 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 清水 昇 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 ▲高▼野 公史 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 平２−61573（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−4931（ＪＰ，Ａ) Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈ ｅ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｓｙ ｍｐｏｓｉｕｍ ｏｎ Ｐｈｙｓｉｃｓ ｏｆ Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｍａｔｅｒ ｉａｌｓ（1987）ｐ．303〜306「Ｅｆｆ ｅｃｔ ｏｆ ｓｐｉｎ−ｄｅｐｅｎｄ ｅｎｔ ｔｕｎｎｅｌｉｎｇ ｏｎ ｔ ｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒ ｔｉｅｓ ｏｆ ｍｕｌｔｉｌａｙｅｒ ｅｄ ｆｅｒｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ ｔ ｈｉｎ ｆｉｌｍｓ」 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G11B 5/39
Claims (5)
- 【請求項１】第１の非磁性金属層と、該第１の非磁性金
属層上に形成された磁気抵抗効果膜と、該磁気抵抗効果
膜上に形成された第２の非磁性金属層とを備えた磁気ヘ
ッドにおいて、前記磁気抵抗効果膜が第１の磁性層と、
該第１の磁性層上に形成された絶縁材料からなる中間層
と、該中間層上に形成された第２の磁性層と、該第２の
磁性層上に形成された反強磁性層とを有し、前記中間層
を通って前記第１の磁性層及び第２の磁性層間にトンネ
ル電流が流れ、外部磁界が印加されると上記第１の磁性
層の磁化方向は変化することを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項２】前記中間層を通って前記第１の磁性層及び
第２の磁性層間にトンネル電流が流れるとき、前記第１
の磁性層及び第２の磁性層の磁化の向きが平行の時より
前記第１の磁性層及び第２の磁性層の磁化の向きが反平
行の時の方が、前記磁気抵抗効果膜の電気抵抗率が高い
ことを特徴とする請求項１記載の磁気ヘッド。 - 【請求項３】前記反強磁性層は前記第２の磁性層へバイ
アス磁界を印加することを特徴とする請求項１または２
記載の磁気ヘッド。 - 【請求項４】トラック幅方向における前記磁気抵抗効果
膜を構成する磁性層の幅は前記第１の非磁性金属層及び
第２の非磁性金属層の幅より小さいことを特徴とする請
求項１乃至３記載の磁気ヘッド。 - 【請求項５】前記中間層は酸化アルミニウムを含む絶縁
材料からなることを特徴とする請求項１乃至４記載の磁
気ヘッド。
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