JP3333945B2 - 磁気抵抗効果型磁気ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果型磁気ヘッドInfo
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- JP3333945B2 JP3333945B2 JP01434293A JP1434293A JP3333945B2 JP 3333945 B2 JP3333945 B2 JP 3333945B2 JP 01434293 A JP01434293 A JP 01434293A JP 1434293 A JP1434293 A JP 1434293A JP 3333945 B2 JP3333945 B2 JP 3333945B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気ディスク装置など
の磁気記録装置に用いる磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以
下、ＭＲヘッドという）に関する。
の磁気記録装置に用いる磁気抵抗効果型磁気ヘッド（以
下、ＭＲヘッドという）に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録分野における小型化・大容量化
の進歩には目ざましいものがある。例えば、磁気ディス
ク装置を見てみるとディスク径は、３.5インチから２.5
インチ、１.8インチと小さくなってきており、磁気ディ
スク一枚当りの容量も２.5インチで１００メガバイトと
言われている。
の進歩には目ざましいものがある。例えば、磁気ディス
ク装置を見てみるとディスク径は、３.5インチから２.5
インチ、１.8インチと小さくなってきており、磁気ディ
スク一枚当りの容量も２.5インチで１００メガバイトと
言われている。
【０００３】これら、大容量化のためには、トラック密
度を高くすることや記録密度を高くすることや変調方式
の最適化を図ることなど必要であり、そのために磁気デ
ィスクとして高保磁力、高残留磁束密度、低ノイズの特
徴を有する金属薄膜ディスクが開発され、磁気ヘッドと
してメタルインギャップヘッドや薄膜ヘッド、さらに、
金属磁性膜を積層した積層型磁気ヘッドなどが開発され
てきた。
度を高くすることや記録密度を高くすることや変調方式
の最適化を図ることなど必要であり、そのために磁気デ
ィスクとして高保磁力、高残留磁束密度、低ノイズの特
徴を有する金属薄膜ディスクが開発され、磁気ヘッドと
してメタルインギャップヘッドや薄膜ヘッド、さらに、
金属磁性膜を積層した積層型磁気ヘッドなどが開発され
てきた。
【０００４】これらの磁気ヘッドは全て電磁誘導現象を
利用したものであり、その再生出力は磁気ヘッド，磁気
ディスク間の相対速度に比例する。そのため、さらに磁
気ディスクの径が小さくなると、もはや十分な再生出力
を得ることが出来なくなっている。そのため、現在磁気
抵抗効果を利用して磁気ディスクからの磁束を感磁する
ＭＲヘッドが提案されている（例えば特開平４−１３７
２１１号公報参照）。
利用したものであり、その再生出力は磁気ヘッド，磁気
ディスク間の相対速度に比例する。そのため、さらに磁
気ディスクの径が小さくなると、もはや十分な再生出力
を得ることが出来なくなっている。そのため、現在磁気
抵抗効果を利用して磁気ディスクからの磁束を感磁する
ＭＲヘッドが提案されている（例えば特開平４−１３７
２１１号公報参照）。
【０００５】以下に従来のＭＲヘッドについて説明す
る。図３に示すように、基盤１上に配設した下部シール
ド層２と、下部ギャップ層とする下部絶縁層３および上
部ギャップ層とする上部絶縁層４を介して下部シールド
層２に対向して配設した上部シールド層５との中間に位
置して、軟磁性膜６、中間層７、磁気抵抗効果膜８、寸
法Ａの間隙部を有する反強磁性体膜９およびリード層１
０からなる積層体を形設し、絶縁体１１で所定形状とし
た構成である。
る。図３に示すように、基盤１上に配設した下部シール
ド層２と、下部ギャップ層とする下部絶縁層３および上
部ギャップ層とする上部絶縁層４を介して下部シールド
層２に対向して配設した上部シールド層５との中間に位
置して、軟磁性膜６、中間層７、磁気抵抗効果膜８、寸
法Ａの間隙部を有する反強磁性体膜９およびリード層１
０からなる積層体を形設し、絶縁体１１で所定形状とし
た構成である。
【０００６】基盤１はＡｌ2Ｏ3ＴｉＣなどのセラミック
材製であり、下部シールド層２、上部シールド層５およ
び磁気抵抗効果膜８はＮｉＦｅ製であり、リード層１０
はＡｕやＷ製である。
材製であり、下部シールド層２、上部シールド層５およ
び磁気抵抗効果膜８はＮｉＦｅ製であり、リード層１０
はＡｕやＷ製である。
【０００７】軟磁性膜６はアモルファス合金製やＮｉＦ
ｅ製やＦｅＮｉＲｈ製で磁気抵抗効果膜８にバイアス磁
界を与える。
ｅ製やＦｅＮｉＲｈ製で磁気抵抗効果膜８にバイアス磁
界を与える。
【０００８】また、中間層７はＴａ製やＴｉ製やＳｉＯ
2 製で磁気抵抗効果膜８と軟磁性膜６とを磁気的に分離
する。
2 製で磁気抵抗効果膜８と軟磁性膜６とを磁気的に分離
する。
【０００９】このヘッドのバイアス方式はＳＡＬ（Ｓｏ
ｆｔ，Ａｄｊａｃｅｎｔ，Ｌａｙｅｒ）バイアス方式と
呼ばれる方法であり、磁気抵抗効果膜８に流れるセンス
電流により発生する磁界で軟磁性膜６を磁化させ、軟磁
性膜６の磁化から発生する磁界により磁気抵抗効果膜８
にバイアス磁界を印加するものである。また、反強磁性
体膜９はＭＲヘッド特有のバルクハウゼンノイズを抑制
するためのものであり、磁気抵抗効果膜８との間に働く
交換結合磁界により矢印Ｂで示したトラック幅方向に抑
制磁界を与え磁気抵抗効果膜８を単純区化する。
ｆｔ，Ａｄｊａｃｅｎｔ，Ｌａｙｅｒ）バイアス方式と
呼ばれる方法であり、磁気抵抗効果膜８に流れるセンス
電流により発生する磁界で軟磁性膜６を磁化させ、軟磁
性膜６の磁化から発生する磁界により磁気抵抗効果膜８
にバイアス磁界を印加するものである。また、反強磁性
体膜９はＭＲヘッド特有のバルクハウゼンノイズを抑制
するためのものであり、磁気抵抗効果膜８との間に働く
交換結合磁界により矢印Ｂで示したトラック幅方向に抑
制磁界を与え磁気抵抗効果膜８を単純区化する。
【００１０】以上のように構成されたＭＲヘッドの動作
を簡単に説明する。磁気記録媒体から発生する磁界が磁
気抵抗効果膜８の寸法Ａの間隙部に流入するとその磁束
の大きさによって電気抵抗が変化する。このとき、磁気
抵抗効果膜８にはセンス電流を流しているため電気抵抗
の変化を電圧変化として検出することができる。このと
き、軟磁性膜６の膜厚や飽和磁束密度の大きさを変える
ことによりバイアス磁界の大きさを変え最適バイアスを
与えるようにする。
を簡単に説明する。磁気記録媒体から発生する磁界が磁
気抵抗効果膜８の寸法Ａの間隙部に流入するとその磁束
の大きさによって電気抵抗が変化する。このとき、磁気
抵抗効果膜８にはセンス電流を流しているため電気抵抗
の変化を電圧変化として検出することができる。このと
き、軟磁性膜６の膜厚や飽和磁束密度の大きさを変える
ことによりバイアス磁界の大きさを変え最適バイアスを
与えるようにする。
【００１１】このようにＭＲヘッドはバイアス磁界を印
加する手段とバルクハウゼンノイズを抑制する手段とを
持つことが必要である。
加する手段とバルクハウゼンノイズを抑制する手段とを
持つことが必要である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の構
成では、磁気抵抗効果膜８，軟磁性膜６，反強磁性体膜
９，中間層７，リード層１０と少なくとも５種類の膜を
形成するための薄膜形成装置が必要であり、材料のター
ゲットにかかる費用や薄膜形成の工数がかかってコスト
高になるという問題点を有していた。
成では、磁気抵抗効果膜８，軟磁性膜６，反強磁性体膜
９，中間層７，リード層１０と少なくとも５種類の膜を
形成するための薄膜形成装置が必要であり、材料のター
ゲットにかかる費用や薄膜形成の工数がかかってコスト
高になるという問題点を有していた。
【００１３】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、バルクハウゼンノイズの抑制と効率の良いバイアス
磁界の印加が低コストでできるＭＲヘッドを提供するこ
とを目的とする。
で、バルクハウゼンノイズの抑制と効率の良いバイアス
磁界の印加が低コストでできるＭＲヘッドを提供するこ
とを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のＭＲヘッドは、磁気抵抗効果膜の上に形設し
た反強磁性体膜の上に軟磁性膜を形設するとともに、前
記反強磁性体膜と前記軟磁性膜との界面において前記反
強磁性体膜の表面を窒化または酸化させた構成としたも
のである。
に本発明のＭＲヘッドは、磁気抵抗効果膜の上に形設し
た反強磁性体膜の上に軟磁性膜を形設するとともに、前
記反強磁性体膜と前記軟磁性膜との界面において前記反
強磁性体膜の表面を窒化または酸化させた構成としたも
のである。
【００１５】
【作用】この構成において、バルクハウゼンノイズを抑
制しつつ簡単な構成にすることができ、工数の低減を図
るとともに使用するターゲットの数を減らすことができ
る。
制しつつ簡単な構成にすることができ、工数の低減を図
るとともに使用するターゲットの数を減らすことができ
る。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドに
係わる参考例および実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
係わる参考例および実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。
【００１７】本発明に係わる参考例および実施例におい
て、前述の従来例について説明した構成部分と同じ部分
については同一符号を付し、その説明を省略する。
て、前述の従来例について説明した構成部分と同じ部分
については同一符号を付し、その説明を省略する。
【００１８】（参考例１） 図１に示すように、本参考例の特徴とするところは、積
層体を従来例で説明した中間層７を削除して、磁気抵抗
効果膜８、反強磁性体膜９、軟磁性膜６、寸法Ａの間隔
部を有するリード層１０からなる構成とした点である。
層体を従来例で説明した中間層７を削除して、磁気抵抗
効果膜８、反強磁性体膜９、軟磁性膜６、寸法Ａの間隔
部を有するリード層１０からなる構成とした点である。
【００１９】ここで例えば磁気抵抗効果膜８としてＮｉ
Ｆｅ膜を用い、反強磁性体膜９としてＦｅＭｎ合金膜を
用いた場合、ＦｅＭｎ合金膜はＮｉＦｅ膜上にエピタキ
シー成長することによりＮｉＦｅ膜との間に交換結合磁
界を発生するためＮｉＦｅ膜上にＦｅＭｎ合金膜を形成
する必要がある。そして、その上にアモルファス合金な
どのＦｎＭｎ合金膜と交換結合磁界を生じない軟磁性膜
６を形成することによりバルクハウゼンノイズを抑制す
ることができるとともに効率良くバイアス磁界を発生す
ることができる。
Ｆｅ膜を用い、反強磁性体膜９としてＦｅＭｎ合金膜を
用いた場合、ＦｅＭｎ合金膜はＮｉＦｅ膜上にエピタキ
シー成長することによりＮｉＦｅ膜との間に交換結合磁
界を発生するためＮｉＦｅ膜上にＦｅＭｎ合金膜を形成
する必要がある。そして、その上にアモルファス合金な
どのＦｎＭｎ合金膜と交換結合磁界を生じない軟磁性膜
６を形成することによりバルクハウゼンノイズを抑制す
ることができるとともに効率良くバイアス磁界を発生す
ることができる。
【００２０】本参考例によるＭＲヘッドの膜の構成や特
性と従来のＭＲヘッドの膜の構成や特性を（表１）に比
較して示している。測定は再生波形が上下対称となるセ
ンス電流値で行った。
性と従来のＭＲヘッドの膜の構成や特性を（表１）に比
較して示している。測定は再生波形が上下対称となるセ
ンス電流値で行った。
【００２１】
【表１】
【００２２】この（表１）から明らかなように本参考例
と従来例とは特性が同等であることがわかる。すなわ
ち、本参考例によるＭＲヘッドは、中間層７を削除して
使用するターゲットを減らし、工数および材料費や薄膜
形成装置の経費も低減できる。
と従来例とは特性が同等であることがわかる。すなわ
ち、本参考例によるＭＲヘッドは、中間層７を削除して
使用するターゲットを減らし、工数および材料費や薄膜
形成装置の経費も低減できる。
【００２３】なお、本参考例では磁気抵抗効果膜８とし
てＮｉＦｅ膜、反強磁性体膜９としてＦｅＭｎ合金膜の
場合について述べたが使用する膜の組み合わせについて
はここに述べる範囲に限定されるものではなく、このよ
うな構成にすることにより使用するターゲットを減ら
し、工数及びターゲット費用や薄膜形成装置の費用を低
減しＭＲヘッドのコストを低減できる。
てＮｉＦｅ膜、反強磁性体膜９としてＦｅＭｎ合金膜の
場合について述べたが使用する膜の組み合わせについて
はここに述べる範囲に限定されるものではなく、このよ
うな構成にすることにより使用するターゲットを減ら
し、工数及びターゲット費用や薄膜形成装置の費用を低
減しＭＲヘッドのコストを低減できる。
【００２４】（実施例１） 以下、本発明の実施例１について説明する。
【００２５】本実施例の特徴とするところは、前述参考
例１の軟磁性膜６をＮｉＦｅＲｈ製としたことにある。
例１の軟磁性膜６をＮｉＦｅＲｈ製としたことにある。
【００２６】本実施例によるＭＲヘッドの膜の構成や特
性と従来のＭＲヘッドの膜や構成や特性を参考例１と同
様に測定して（表２）に比較して示している。
性と従来のＭＲヘッドの膜や構成や特性を参考例１と同
様に測定して（表２）に比較して示している。
【００２７】
【表２】
【００２８】この（表２）から明らかなように、本実施
例と従来例とは、特性が同等であることがわかる。
例と従来例とは、特性が同等であることがわかる。
【００２９】ただし、上述したように軟磁性膜６として
ＮｉＦｅＲｈ膜を用いた場合はＦｅＭｎ合金膜とＮｉＦ
ｅＲｈ膜との間で交換結合磁界が発生するため、他の実
施例よりも大きなセンス電流を必要としている。出力値
が大きくなっているのはセンス電流が大きいためであ
る。従って、この場合は反強磁性体膜９のＦｅＭｎ合金
膜の表面を窒化あるいは酸化させることにより（表２）
に示したように、低センス電流で効率良くバイアス磁界
を印加することもできる。
ＮｉＦｅＲｈ膜を用いた場合はＦｅＭｎ合金膜とＮｉＦ
ｅＲｈ膜との間で交換結合磁界が発生するため、他の実
施例よりも大きなセンス電流を必要としている。出力値
が大きくなっているのはセンス電流が大きいためであ
る。従って、この場合は反強磁性体膜９のＦｅＭｎ合金
膜の表面を窒化あるいは酸化させることにより（表２）
に示したように、低センス電流で効率良くバイアス磁界
を印加することもできる。
【００３０】以上のように本実施例によれば、ＭＲヘッ
ドの実用化の課題であったバルクハウゼンノイズの抑制
と効率の良いバイアス磁界の印加を達成することができ
るとともに、工数の低減が図れかつ使用するターゲット
の数を減らすことができＭＲヘッドのコストを低減する
ことができる。
ドの実用化の課題であったバルクハウゼンノイズの抑制
と効率の良いバイアス磁界の印加を達成することができ
るとともに、工数の低減が図れかつ使用するターゲット
の数を減らすことができＭＲヘッドのコストを低減する
ことができる。
【００３１】（実施例２） 以下、本発明の実施例２について説明する。
【００３２】本実施例の特徴とするところは、前述参考
例１の軟磁性膜６をＮｉＦｅＮ製としたことにある。Ｎ
ｉＦｅＮ膜は、例えばＮｉＦｅターゲットを用いてスパ
ッタリングを行う際に窒素を真空チャンバ内に導入する
ことにより簡単に得ることができる。ＮｉＦｅＮ膜は導
入窒素のＡｒに対する分圧比を変えることによりその磁
気特性および電気抵抗率を変化させることができる。
例１の軟磁性膜６をＮｉＦｅＮ製としたことにある。Ｎ
ｉＦｅＮ膜は、例えばＮｉＦｅターゲットを用いてスパ
ッタリングを行う際に窒素を真空チャンバ内に導入する
ことにより簡単に得ることができる。ＮｉＦｅＮ膜は導
入窒素のＡｒに対する分圧比を変えることによりその磁
気特性および電気抵抗率を変化させることができる。
【００３３】図２に示すように、異方性磁界はある分圧
比になると急に大きくなり、さらに分圧比が大きくなる
ともはやＮｉＦｅＮ膜は磁性を示さなくなる。また、電
気抵抗率は徐々に大きくなり異方性磁界が急に大きくな
る分圧比で同様に大きくなる。
比になると急に大きくなり、さらに分圧比が大きくなる
ともはやＮｉＦｅＮ膜は磁性を示さなくなる。また、電
気抵抗率は徐々に大きくなり異方性磁界が急に大きくな
る分圧比で同様に大きくなる。
【００３４】ＳＡＬバイアス方式の軟磁性膜６に求めら
れる特性は電気抵抗率が大きくかつ異方性磁界が小さい
ことである。そのため、電気抵抗率としてＮｉＦｅ膜の
３倍程度、異方性磁界として６Ｏｅ程度とするならば窒
素分圧比として矢印Ｃで示した３から１５％の範囲を選
択することによりＮｉＦｅＮ膜として電気抵抗率がＮｉ
Ｆｅ膜に対して大きく、かつ異方性磁界の小さな膜を得
ることができる。
れる特性は電気抵抗率が大きくかつ異方性磁界が小さい
ことである。そのため、電気抵抗率としてＮｉＦｅ膜の
３倍程度、異方性磁界として６Ｏｅ程度とするならば窒
素分圧比として矢印Ｃで示した３から１５％の範囲を選
択することによりＮｉＦｅＮ膜として電気抵抗率がＮｉ
Ｆｅ膜に対して大きく、かつ異方性磁界の小さな膜を得
ることができる。
【００３５】従って、磁気抵抗効果膜８としてＮｉＦｅ
膜を用い、反強磁性体膜９としてＦｅＭｎ合金膜を用
い、軟磁性膜６としてＮｉＦｅＮ膜を用いることにより
使用するターゲットを３種類にすることができるととも
にＮｉＦｅ，ＦｅＭｎ，ＮｉＦｅＮを同一真空チャンバ
ー内にて形成することができ大幅に工数及びコストの低
減を図ることができる。
膜を用い、反強磁性体膜９としてＦｅＭｎ合金膜を用
い、軟磁性膜６としてＮｉＦｅＮ膜を用いることにより
使用するターゲットを３種類にすることができるととも
にＮｉＦｅ，ＦｅＭｎ，ＮｉＦｅＮを同一真空チャンバ
ー内にて形成することができ大幅に工数及びコストの低
減を図ることができる。
【００３６】この場合においても必要に応じてＦｅＭｎ
合金膜表面を窒化あるいは酸化させることにより交換結
合磁界の発生を妨げることができる。
合金膜表面を窒化あるいは酸化させることにより交換結
合磁界の発生を妨げることができる。
【００３７】本実施例のＭＲヘッドの膜の構成や特性と
従来のＭＲヘッドの膜の構成や特性を参考例１と同様に
測定して（表３）に比較して示している。
従来のＭＲヘッドの膜の構成や特性を参考例１と同様に
測定して（表３）に比較して示している。
【００３８】
【表３】
【００３９】この（表３）から明らかなように、本実施
例と従来例とは、特性が同等であることがわかる。
例と従来例とは、特性が同等であることがわかる。
【００４０】この場合においてもＦｅＭｎ合金膜の表面
を窒化あるいは酸化させることにより実施例１と同様の
効果を得ることができる。
を窒化あるいは酸化させることにより実施例１と同様の
効果を得ることができる。
【００４１】なお、ここでは非磁性基盤を用いたＭＲヘ
ッドについて述べたが、非磁性基盤と下部シールドを兼
用した強磁性フェライト基盤を用いてもその効果は同じ
である。
ッドについて述べたが、非磁性基盤と下部シールドを兼
用した強磁性フェライト基盤を用いてもその効果は同じ
である。
【００４２】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように本発明
は、磁気抵抗効果膜の上に形設した反強磁性体膜の上に
軟磁性膜を形設するとともに、前記反強磁性体膜と前記
軟磁性膜との界面において前記反強磁性体膜の表面を窒
化または酸化させたことにより、バルクハウゼンノイズ
の抑制と効率の良いバイアス磁界の印加が低コストでで
きる優れたＭＲヘッドを実現できるものである。
は、磁気抵抗効果膜の上に形設した反強磁性体膜の上に
軟磁性膜を形設するとともに、前記反強磁性体膜と前記
軟磁性膜との界面において前記反強磁性体膜の表面を窒
化または酸化させたことにより、バルクハウゼンノイズ
の抑制と効率の良いバイアス磁界の印加が低コストでで
きる優れたＭＲヘッドを実現できるものである。
【図１】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドに係わる参
考例および実施例の構成を示す要部断面図
考例および実施例の構成を示す要部断面図
【図２】本発明の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの実施例２
における窒素分圧と異方性磁界および電気抵抗率との関
係を示す特性図
における窒素分圧と異方性磁界および電気抵抗率との関
係を示す特性図
【図３】従来の磁気抵抗効果型磁気ヘッドの構成を示す
要部断面図
要部断面図
１ 基盤 ２ 下部シールド層 ３ 下部絶縁層 ４ 上部絶縁層 ５ 上部シールド層 ６ 軟磁性膜７ 中間層 ８ 磁気抵抗効果膜 ９ 反強磁性体膜 １０ リード層１１ 絶縁体
Claims (2)
- 【請求項１】 基盤上に配設した下部シールド層と、下
部ギャップとする下部絶縁層および上部ギャップとする
上部絶縁層を介して前記下部シールド層に対向して配設
した上部シールド層との中間に位置して磁気抵抗効果
膜、反強磁性体膜、軟磁性膜、リード層からなる積層体
を形設した磁気抵抗効果型磁気ヘッドであって、前記磁
気抵抗効果膜の上に形設した前記反強磁性体膜の上に前
記軟磁性膜を形設するとともに、前記反強磁性体膜と前
記軟磁性膜との界面において前記反強磁性体膜の表面を
窒化または酸化させたことを特徴とした磁気抵抗効果型
磁気ヘッド。 - 【請求項２】 磁気抵抗効果膜はＮｉＦｅ製とし、 か
つ軟磁性膜はＮｉＦｅＮ製としたことを特徴とした請求
項１に記載の磁気抵抗効果型磁気ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01434293A JP3333945B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01434293A JP3333945B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06231430A JPH06231430A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3333945B2 true JP3333945B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=11858401
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01434293A Expired - Lifetime JP3333945B2 (ja) | 1993-02-01 | 1993-02-01 | 磁気抵抗効果型磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3333945B2 (ja) |
-
1993
- 1993-02-01 JP JP01434293A patent/JP3333945B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06231430A (ja) | 1994-08-19 |
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