JP3359900B2 - 磁気トランスデューサー及び磁気記録再生装置 - Google Patents
磁気トランスデューサー及び磁気記録再生装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は一方向異方性を利用
した磁気トランスデューサーに関し、該磁気トランスデ
ューサーと該磁気トランスデューサーを使用し情報を読
み書きする磁気記録再生装置に関する。
した磁気トランスデューサーに関し、該磁気トランスデ
ューサーと該磁気トランスデューサーを使用し情報を読
み書きする磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気トランスデューサーの抵抗変化が、
非磁性層を介した磁性層間における伝導電子のもつスピ
ンに依存した電気伝導、及び、それに付随する層界面で
のスピン依存性散乱に帰される磁気抵抗効果が知られて
いる。この磁気抵抗効果は巨大磁気抵抗効果やスピンバ
ルブと呼ばれている。
非磁性層を介した磁性層間における伝導電子のもつスピ
ンに依存した電気伝導、及び、それに付随する層界面で
のスピン依存性散乱に帰される磁気抵抗効果が知られて
いる。この磁気抵抗効果は巨大磁気抵抗効果やスピンバ
ルブと呼ばれている。
【０００３】欧州特許ＥＰ-４９０６０８Ａ２号公報
は、スピンバルブ効果を利用した磁気トランスデューサ
ー（以下スピンバルブセンサーと称す。）を記載してい
る。このスピンバルブセンサーとは、非磁性膜によって
分離された強磁性膜（１）と強磁性膜（２）を含む適切
なる物質上に形成された積層構造を含有する。代表的な
スピンバルブセンサー層の積層構造は強磁性膜（２）／
非磁性膜／強磁性膜（１）／反強磁性膜である。ここ
で、最上層部が反強磁性膜、最下層が強磁性膜（２）で
ある。以下、積層膜の表記はこのように表現する。強磁
性膜のひとつ、例えば、強磁性膜（１）の磁化方向は外
部印加磁場ゼロで、強磁性膜（２）の磁化方向と垂直に
固定されている。この強磁性膜（１）の磁化方向の固定
は、反強磁性膜を隣接させて反強磁性膜と強磁性膜
（１）との界面で発生する交換結合によって強磁性膜
（１）に一方向異方性を付与することによりなされる。
そのため、強磁性膜（１）は固定層と呼ばれ、本明細書
においても固定層なる表現を用いることにする。固定層
の代表的な磁化の固定方向は浮上面と垂直な方向であ
る。
は、スピンバルブ効果を利用した磁気トランスデューサ
ー（以下スピンバルブセンサーと称す。）を記載してい
る。このスピンバルブセンサーとは、非磁性膜によって
分離された強磁性膜（１）と強磁性膜（２）を含む適切
なる物質上に形成された積層構造を含有する。代表的な
スピンバルブセンサー層の積層構造は強磁性膜（２）／
非磁性膜／強磁性膜（１）／反強磁性膜である。ここ
で、最上層部が反強磁性膜、最下層が強磁性膜（２）で
ある。以下、積層膜の表記はこのように表現する。強磁
性膜のひとつ、例えば、強磁性膜（１）の磁化方向は外
部印加磁場ゼロで、強磁性膜（２）の磁化方向と垂直に
固定されている。この強磁性膜（１）の磁化方向の固定
は、反強磁性膜を隣接させて反強磁性膜と強磁性膜
（１）との界面で発生する交換結合によって強磁性膜
（１）に一方向異方性を付与することによりなされる。
そのため、強磁性膜（１）は固定層と呼ばれ、本明細書
においても固定層なる表現を用いることにする。固定層
の代表的な磁化の固定方向は浮上面と垂直な方向であ
る。
【０００４】一方、強磁性膜（２）の磁化方向は外部磁
場によって自由に回転することができるために、自由層
と呼ばれている。スピンバルブセンサーでは磁性媒体か
ら発生する磁場を印加磁場として、この磁場に応じて自
由層の磁化方向が自由に回転し、結果、固定層の磁化方
向と自由層の磁化方向のなす角度に変化が生ずる。スピ
ンバルブセンサーはこれら固定層と自由層の磁化方向の
なす角度の変化に応じて電気抵抗が変化することを利用
して磁性媒体からの磁気的信号を電気的信号に変換する
磁気抵抗センサーである。
場によって自由に回転することができるために、自由層
と呼ばれている。スピンバルブセンサーでは磁性媒体か
ら発生する磁場を印加磁場として、この磁場に応じて自
由層の磁化方向が自由に回転し、結果、固定層の磁化方
向と自由層の磁化方向のなす角度に変化が生ずる。スピ
ンバルブセンサーはこれら固定層と自由層の磁化方向の
なす角度の変化に応じて電気抵抗が変化することを利用
して磁性媒体からの磁気的信号を電気的信号に変換する
磁気抵抗センサーである。
【０００５】次に固定層用反強磁性膜について説明す
る。例えば特開昭５４-１０９９７号公報には強磁性Ｎ
ｉＦｅ合金膜と反強磁性ＦｅＭｎ合金膜の交換結合は、
一方向異方性を生じ、ＮｉＦｅ合金膜の磁化曲線を原点
から磁場軸の方向にシフトさせることが開示されてい
る。また、この磁化曲線の原点からのシフト量を結合磁
界と定義し、本明細書でもこの結合磁界という表現を用
いることとする。
る。例えば特開昭５４-１０９９７号公報には強磁性Ｎ
ｉＦｅ合金膜と反強磁性ＦｅＭｎ合金膜の交換結合は、
一方向異方性を生じ、ＮｉＦｅ合金膜の磁化曲線を原点
から磁場軸の方向にシフトさせることが開示されてい
る。また、この磁化曲線の原点からのシフト量を結合磁
界と定義し、本明細書でもこの結合磁界という表現を用
いることとする。
【０００６】代表的な反強磁性膜としては、米国特許第
４１０３３１５号公報に面心立方晶構造を有する不規則
層のＦｅＭｎ合金が開示されている。
４１０３３１５号公報に面心立方晶構造を有する不規則
層のＦｅＭｎ合金が開示されている。
【０００７】さらに、特開平６-７６２４７号公報に
は、反強磁性膜として体心正方晶構造を有するＭｎ合金
が示されている。具体的には、ＮｉＭｎ（Ｍｎ量４６-
６０ａｔ．％）、ＭｎＰｔ（Ｍｎ量３３-６０ ａｔ．
％）、およびＭｎＲｈ（Ｍｎ量５０-６５ ａｔ．％）合
金などが列挙されている。
は、反強磁性膜として体心正方晶構造を有するＭｎ合金
が示されている。具体的には、ＮｉＭｎ（Ｍｎ量４６-
６０ａｔ．％）、ＭｎＰｔ（Ｍｎ量３３-６０ ａｔ．
％）、およびＭｎＲｈ（Ｍｎ量５０-６５ ａｔ．％）合
金などが列挙されている。
【０００８】さらに本発明に近い従来技術としては、米
国特許５７２６８３８号公報に、反強磁性膜としてＮｉ
Ｏ膜が、特願平１０-３０２２６３号公報に、反強磁性
膜として、ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3積層膜が開示されている。
国特許５７２６８３８号公報に、反強磁性膜としてＮｉ
Ｏ膜が、特願平１０-３０２２６３号公報に、反強磁性
膜として、ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3積層膜が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】スピンバルブセンサー
の固定用強磁性膜と反強磁性膜との交換結合膜には、
（１）反強磁性膜が高耐触性を示すこと、（２）大きな
一方向異方性エネルギー定数を有すること（高結合磁
界）、（３）高ブロッキング温度を示すこと、（４）反
強磁性膜が高比抵抗を有すること、（５）反強磁性膜を
高交換結合特性を維持しつつ薄膜化できること、（６）
結合磁界を得るための熱処理温度が低いこと、である。
ここで、ブロッキング温度とは、結合磁界の消失する温
度と定義される。
の固定用強磁性膜と反強磁性膜との交換結合膜には、
（１）反強磁性膜が高耐触性を示すこと、（２）大きな
一方向異方性エネルギー定数を有すること（高結合磁
界）、（３）高ブロッキング温度を示すこと、（４）反
強磁性膜が高比抵抗を有すること、（５）反強磁性膜を
高交換結合特性を維持しつつ薄膜化できること、（６）
結合磁界を得るための熱処理温度が低いこと、である。
ここで、ブロッキング温度とは、結合磁界の消失する温
度と定義される。
【００１０】上記従来技術、特願平１０-３０２２６３
号公報によれば、ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ 3積層膜と強磁性膜と
の交換結合膜は、上記（１）から（６）の条件を全て満
足すると開示されている。しかし、スピンバルブセンサ
ーの動作温度は１００℃前後であり、センサとしての熱
的信頼性確保のためには、本温度付近での一方向異方性
エネルギー定数をエンハンスさせる必要がある。そのた
めには、一方向異方性エネルギー定数を向上させ、一方
向異方性エネルギー定数の温度特性を改善する必要があ
る。
号公報によれば、ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ 3積層膜と強磁性膜と
の交換結合膜は、上記（１）から（６）の条件を全て満
足すると開示されている。しかし、スピンバルブセンサ
ーの動作温度は１００℃前後であり、センサとしての熱
的信頼性確保のためには、本温度付近での一方向異方性
エネルギー定数をエンハンスさせる必要がある。そのた
めには、一方向異方性エネルギー定数を向上させ、一方
向異方性エネルギー定数の温度特性を改善する必要があ
る。
【００１１】そこで、本発明の目的は、強磁性膜と反強
磁性膜からなる交換結合膜の上記応用上の問題を解決す
るため、新しい一方向磁気異方性を有する反強磁性膜と
強磁性膜との交換結合膜を提供することにある。さらに
は、該交換結合膜を用いた磁気トランスデユーサーおよ
び、磁気記録再生装置を提供することにある。
磁性膜からなる交換結合膜の上記応用上の問題を解決す
るため、新しい一方向磁気異方性を有する反強磁性膜と
強磁性膜との交換結合膜を提供することにある。さらに
は、該交換結合膜を用いた磁気トランスデユーサーおよ
び、磁気記録再生装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は強磁性体と該磁性体に密着する反強磁性体
との磁性積層膜（交換結合膜）を考える。本発明の目的
は、反強磁性膜の層構成をＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／ＣｏＯと
することにより達成される。さらに、本発明は、ＮｉＯ
／Ｆｅ2Ｏ3／ＣｏＯより構成される反強磁性膜と、該反
強磁性膜により磁化方向が固定される第一の強磁性膜
と、非磁性材料からなる前記第一強磁性膜を磁気的に分
離する非磁性膜と、外部印加磁場に応じて磁化方向が自
由に変化する第二の強磁性膜と、前記第二の強磁性膜と
分割された電極と、を順次積層してなる磁気トランスデ
ユーサー、にすることによって達成される。
に、本発明は強磁性体と該磁性体に密着する反強磁性体
との磁性積層膜（交換結合膜）を考える。本発明の目的
は、反強磁性膜の層構成をＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／ＣｏＯと
することにより達成される。さらに、本発明は、ＮｉＯ
／Ｆｅ2Ｏ3／ＣｏＯより構成される反強磁性膜と、該反
強磁性膜により磁化方向が固定される第一の強磁性膜
と、非磁性材料からなる前記第一強磁性膜を磁気的に分
離する非磁性膜と、外部印加磁場に応じて磁化方向が自
由に変化する第二の強磁性膜と、前記第二の強磁性膜と
分割された電極と、を順次積層してなる磁気トランスデ
ユーサー、にすることによって達成される。
【００１３】さらに、本発明は、情報を記録する磁気記
録媒体と、強磁性体と、該強磁性体に密着しＮｉＯ／Ｆ
ｅ2Ｏ3／ＣｏＯより構成される反強磁性体との磁性積層
膜（交換結合膜）を含む磁気トランスデユーサーからな
って、前記情報を読み取り、または書き込みする磁気ヘ
ッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定位置
に移動させるアクチュエーター手段と、前記磁気ヘッド
が読み取りまたは書き込みする前記情報の送受信とアク
チュエーター手段の移動を制御する制御手段とを含み、
構成されることを特徴とする磁気記録再生装置、とする
ことによって達成される。
録媒体と、強磁性体と、該強磁性体に密着しＮｉＯ／Ｆ
ｅ2Ｏ3／ＣｏＯより構成される反強磁性体との磁性積層
膜（交換結合膜）を含む磁気トランスデユーサーからな
って、前記情報を読み取り、または書き込みする磁気ヘ
ッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所定位置
に移動させるアクチュエーター手段と、前記磁気ヘッド
が読み取りまたは書き込みする前記情報の送受信とアク
チュエーター手段の移動を制御する制御手段とを含み、
構成されることを特徴とする磁気記録再生装置、とする
ことによって達成される。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。
て説明する。
【００１５】まず、本実施例に関わる磁性積層膜（交換
結合膜）の作製方法について説明する。本実施例の磁性
積層膜はスパッタリング法により作製した。最も簡単な
膜の構成を図１に示す。基板１００上に反強磁性膜１０
２と強磁性膜１０１とを順次スパッタリングにより成長
させた。基板１００はガラスを用いた。強磁性膜１０１
にはＮｉＦｅ合金膜を用いた。反強磁性膜１０２は、反
強磁性膜１、反強磁性膜２、反強磁性膜３、より構成
し、それぞれ、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ膜を用いた。
最も代表的な膜構成はガラス／ＮｉＯ（５０ｎｍ）／Ｆ
ｅ2Ｏ3（２ｎｍ）／ＣｏＯ（０．８ｎｍ）／ＮｉＦｅ
（６ｎｍ）である（以下、ｎｍの単位は省略する。）。
結合膜）の作製方法について説明する。本実施例の磁性
積層膜はスパッタリング法により作製した。最も簡単な
膜の構成を図１に示す。基板１００上に反強磁性膜１０
２と強磁性膜１０１とを順次スパッタリングにより成長
させた。基板１００はガラスを用いた。強磁性膜１０１
にはＮｉＦｅ合金膜を用いた。反強磁性膜１０２は、反
強磁性膜１、反強磁性膜２、反強磁性膜３、より構成
し、それぞれ、ＮｉＯ、Ｆｅ2Ｏ3、ＣｏＯ膜を用いた。
最も代表的な膜構成はガラス／ＮｉＯ（５０ｎｍ）／Ｆ
ｅ2Ｏ3（２ｎｍ）／ＣｏＯ（０．８ｎｍ）／ＮｉＦｅ
（６ｎｍ）である（以下、ｎｍの単位は省略する。）。
【００１６】図２に、本発明のガラス／ＮｉＯ（５０）
／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）
とした磁性積層膜（交換結合膜）の磁化曲線を示す。比
較のため、従来技術である、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
ＮｉＦｅ（６）及びガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3
（２）／ＮｉＦｅ（６）とした磁性積層膜（交換結合
膜）の磁化曲線を示しておいた。本発明のガラス／Ｎｉ
Ｏ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／Ｎｉ
Ｆｅ（６）の結合磁界は、従来技術のガラス／ＮｉＯ
（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／
ＮｉＯ（５０）／ＮｉＦｅ（６）のそれと比べて大きい
のが確認できる。結合磁界の大きさから、一方向異方性
エネルギー定数の大きさを算出すると、ガラス／ＮｉＯ
（５０）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５
０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ
（６）で、それぞれ、約０．０９ ｅｒｇ／ｃｍ2、０．
１５ ｅｒｇ／ｃｍ2、０．１７ ｅｒｇ／ｃｍ2であり、
本発明のＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ
（０．８）とした反強磁性積層構造とすることにより、
一方向異方性エネルギー定数を向上できることがわかっ
た。
／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）
とした磁性積層膜（交換結合膜）の磁化曲線を示す。比
較のため、従来技術である、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
ＮｉＦｅ（６）及びガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3
（２）／ＮｉＦｅ（６）とした磁性積層膜（交換結合
膜）の磁化曲線を示しておいた。本発明のガラス／Ｎｉ
Ｏ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／Ｎｉ
Ｆｅ（６）の結合磁界は、従来技術のガラス／ＮｉＯ
（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／
ＮｉＯ（５０）／ＮｉＦｅ（６）のそれと比べて大きい
のが確認できる。結合磁界の大きさから、一方向異方性
エネルギー定数の大きさを算出すると、ガラス／ＮｉＯ
（５０）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５
０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ
（６）で、それぞれ、約０．０９ ｅｒｇ／ｃｍ2、０．
１５ ｅｒｇ／ｃｍ2、０．１７ ｅｒｇ／ｃｍ2であり、
本発明のＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ
（０．８）とした反強磁性積層構造とすることにより、
一方向異方性エネルギー定数を向上できることがわかっ
た。
【００１７】図３は、本発明のガラス／ＮｉＯ（５０）
／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）
の一方向異方性エネルギー定数の温度依存性である。比
較のため、従来技術である、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
ＮｉＦｅ（６）及びガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3
（２）／ＮｉＦｅ（６）とした一方向異方性エネルギー
定数の温度依存性を示しておいた。ガラス／ＮｉＯ（５
０）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ
2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）
／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）
の一方向異方性エネルギー定数が消失する温度、いわゆ
るブロッキング温度はいずれも約２３０℃であるが、本
発明のガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／Ｃｏ
Ｏ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）の室温での一方向異方性
エネルギー定数が大きい分、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）の
一方向異方性エネルギー定数の温度特性は、従来技術の
ガラス／ＮｉＯ（５０）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／Ｎ
ｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）のそれ
と比べて優れていることがわかった。
／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）
の一方向異方性エネルギー定数の温度依存性である。比
較のため、従来技術である、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
ＮｉＦｅ（６）及びガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3
（２）／ＮｉＦｅ（６）とした一方向異方性エネルギー
定数の温度依存性を示しておいた。ガラス／ＮｉＯ（５
０）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ
2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）
／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）
の一方向異方性エネルギー定数が消失する温度、いわゆ
るブロッキング温度はいずれも約２３０℃であるが、本
発明のガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／Ｃｏ
Ｏ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）の室温での一方向異方性
エネルギー定数が大きい分、ガラス／ＮｉＯ（５０）／
Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＣｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）の
一方向異方性エネルギー定数の温度特性は、従来技術の
ガラス／ＮｉＯ（５０）／ＮｉＦｅ（６）、ガラス／Ｎ
ｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ（６）のそれ
と比べて優れていることがわかった。
【００１８】図４は、本発明の強磁性膜／反強磁性膜の
磁性積層膜（交換結合膜）と、非磁性膜を介して積層さ
れた強磁性膜からなる磁気トランスデユーサーの構造を
示す断面図である。これは、通称、スピンバルブセンサ
ーとよばれており、図中１００は基板、１２１は外部磁
界によって磁化が自由に回転する強磁性膜（自由層）で
あり、ＣｏＦｅ膜である。１０１ は反強磁性膜によっ
て磁化の方向が固定されている強磁性膜（固定層）であ
り、ＣｏＦｅ膜である。１２２は固定層と自由層を分離
するための非磁性膜でＣｕよりなる。１０２は固定層の
磁化を一方向に向けるための反強磁性膜であり、反強磁
性膜１、反強磁性膜２、反強磁性膜３、を順次積層した
層で構成され、それぞれ、ＮｉＯ膜、Ｆｅ2Ｏ3膜、Ｃｏ
Ｏ膜である。１２５はこのトランスデユーサーに検出電
流を流すための電極である。固定層１０１および、自由
層１２１の膜厚はいずれも１-５ｎｍであり、非磁性膜
１２２の膜厚は１-３ｎｍである。反強磁性膜１の膜厚
は、２５-５０ｎｍ、反強磁性膜２の膜厚は１-４ｎｍ、
反強磁性膜３の膜厚は０.５-２ｎｍである。本実施例の
ごとく、本構成よりなる磁気トランスデユーサーに本発
明の磁性積層膜（交換結合膜）を用いれば、一方向異方
性エネルギー定数の温度特性が優れていることから、熱
的信頼性に優れた高感度磁気トランスデユーサーを実現
できる。
磁性積層膜（交換結合膜）と、非磁性膜を介して積層さ
れた強磁性膜からなる磁気トランスデユーサーの構造を
示す断面図である。これは、通称、スピンバルブセンサ
ーとよばれており、図中１００は基板、１２１は外部磁
界によって磁化が自由に回転する強磁性膜（自由層）で
あり、ＣｏＦｅ膜である。１０１ は反強磁性膜によっ
て磁化の方向が固定されている強磁性膜（固定層）であ
り、ＣｏＦｅ膜である。１２２は固定層と自由層を分離
するための非磁性膜でＣｕよりなる。１０２は固定層の
磁化を一方向に向けるための反強磁性膜であり、反強磁
性膜１、反強磁性膜２、反強磁性膜３、を順次積層した
層で構成され、それぞれ、ＮｉＯ膜、Ｆｅ2Ｏ3膜、Ｃｏ
Ｏ膜である。１２５はこのトランスデユーサーに検出電
流を流すための電極である。固定層１０１および、自由
層１２１の膜厚はいずれも１-５ｎｍであり、非磁性膜
１２２の膜厚は１-３ｎｍである。反強磁性膜１の膜厚
は、２５-５０ｎｍ、反強磁性膜２の膜厚は１-４ｎｍ、
反強磁性膜３の膜厚は０.５-２ｎｍである。本実施例の
ごとく、本構成よりなる磁気トランスデユーサーに本発
明の磁性積層膜（交換結合膜）を用いれば、一方向異方
性エネルギー定数の温度特性が優れていることから、熱
的信頼性に優れた高感度磁気トランスデユーサーを実現
できる。
【００１９】上記実施例においては、本発明の磁性積層
膜（交換結合膜）をスピンバルブセンサーに適用した
が、いわゆる異方性磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドの
磁区制御膜に用いることが可能である。
膜（交換結合膜）をスピンバルブセンサーに適用した
が、いわゆる異方性磁気抵抗効果を用いたＭＲヘッドの
磁区制御膜に用いることが可能である。
【００２０】さらに、本発明の磁性積層膜は所謂トンネ
ル型ＧＭＲセンサの固定層および固定層用反強磁性膜に
も適用できる。
ル型ＧＭＲセンサの固定層および固定層用反強磁性膜に
も適用できる。
【００２１】さらに、本発明の磁性積層膜は、固定層１
０１を強磁性層／Ｒｕ／強磁性層とした、いわゆる積層
フエリ型スピンバルブセンサの固定層用反強磁性膜にも
適用できる。
０１を強磁性層／Ｒｕ／強磁性層とした、いわゆる積層
フエリ型スピンバルブセンサの固定層用反強磁性膜にも
適用できる。
【００２２】図５は、本発明による磁気トランスデユー
サーを用いた一実施例の磁気デイスク装置を示す図であ
る。磁気記録装置としての磁気デイスク装置に本発明に
よる磁気トランスデユーサーを適用した概要を示すもの
である。しかしながら、本発明の磁気トランスデユーサ
ーは、たとえば、磁気テープ装置などのような磁気記録
装置にも適用することが可能である。
サーを用いた一実施例の磁気デイスク装置を示す図であ
る。磁気記録装置としての磁気デイスク装置に本発明に
よる磁気トランスデユーサーを適用した概要を示すもの
である。しかしながら、本発明の磁気トランスデユーサ
ーは、たとえば、磁気テープ装置などのような磁気記録
装置にも適用することが可能である。
【００２３】図示した磁気デイスク装置は、同心円状の
トラックとよばれる記録領域にデータを記録するため
の、デイスク状に形成された磁気記録媒体としての磁気
デイスク１０と、本発明による磁気トランスデユーサー
からなり、上記データの読み取り、書き込みを実施する
ための磁気ヘッド１８と、該磁気ヘッド１８を支え磁気
デイスク１０上の所定位置へ移動させるアクチュエータ
ー手段と、磁気ヘッド１８が読み取り、書き込みするデ
ータの送受信及びアクチェータ手段の移動などを制御す
る制御手段とを含み構成される。
トラックとよばれる記録領域にデータを記録するため
の、デイスク状に形成された磁気記録媒体としての磁気
デイスク１０と、本発明による磁気トランスデユーサー
からなり、上記データの読み取り、書き込みを実施する
ための磁気ヘッド１８と、該磁気ヘッド１８を支え磁気
デイスク１０上の所定位置へ移動させるアクチュエータ
ー手段と、磁気ヘッド１８が読み取り、書き込みするデ
ータの送受信及びアクチェータ手段の移動などを制御す
る制御手段とを含み構成される。
【００２４】さらに、構成と動作について以下に説明す
る。少なくとも一枚の回転可能な磁気デイスク１０が回
転軸１２によって支持され、駆動用モーター１４によっ
て回転させられる。少なくとも一個のスライダー１６
が、磁気デイスク１０上に設置され、該スライダー１６
は、一個以上設けられており、読み取り、書き込みする
ための磁気ヘッド１８を支持している。
る。少なくとも一枚の回転可能な磁気デイスク１０が回
転軸１２によって支持され、駆動用モーター１４によっ
て回転させられる。少なくとも一個のスライダー１６
が、磁気デイスク１０上に設置され、該スライダー１６
は、一個以上設けられており、読み取り、書き込みする
ための磁気ヘッド１８を支持している。
【００２５】磁気デイスク１０が回転すると同時に、ス
ライダー１６がデイスク表面を移動することによって、
目的とするデータが記録されている所定位置へアクセス
される。スライダ１６は、ジンバル２０によってアーム
２２にとりつけられる。ジンバル２０はわずかな弾力性
を有し、スライダー１６を磁気デイスク１０に密着させ
る。アーム２２はアクチュエーター２４に取り付けられ
る。
ライダー１６がデイスク表面を移動することによって、
目的とするデータが記録されている所定位置へアクセス
される。スライダ１６は、ジンバル２０によってアーム
２２にとりつけられる。ジンバル２０はわずかな弾力性
を有し、スライダー１６を磁気デイスク１０に密着させ
る。アーム２２はアクチュエーター２４に取り付けられ
る。
【００２６】アクチュエーター２４としてはボイスコイ
ルモーター（以下、ＶＣＭと称す。）がある。ＶＣＭは
固定された磁界中に置かれた移動可能なコイルからな
り、コイルの移動方向および移動速度等は、制御手段２
６からライン３０を介して与えられる電気信号によって
制御される。したがって、本実施例によるアクチュエー
ター手段は、例えば、スライダ１６とジンバル２０とア
ーム２２とアクチュエーター２４とライン３０を含み構
成されるものである。
ルモーター（以下、ＶＣＭと称す。）がある。ＶＣＭは
固定された磁界中に置かれた移動可能なコイルからな
り、コイルの移動方向および移動速度等は、制御手段２
６からライン３０を介して与えられる電気信号によって
制御される。したがって、本実施例によるアクチュエー
ター手段は、例えば、スライダ１６とジンバル２０とア
ーム２２とアクチュエーター２４とライン３０を含み構
成されるものである。
【００２７】磁気デイスクの動作中、磁気デイスク１０
の回転によってスライダー１６とデイスク表面の間に空
気流によるエアベアリングが生じ、それがスライダー１
６を磁気デイスク１０の表面から浮上させる。したがっ
て、磁気デイスク装置の動作中、本エアベアリングはジ
ンバル２０のわずかな弾性力とバランスをとり、スライ
ダー１６は磁気デイスク表面にふれずに、かつ磁気デイ
スク１０と一定間隔を保って浮上するように維持され
る。
の回転によってスライダー１６とデイスク表面の間に空
気流によるエアベアリングが生じ、それがスライダー１
６を磁気デイスク１０の表面から浮上させる。したがっ
て、磁気デイスク装置の動作中、本エアベアリングはジ
ンバル２０のわずかな弾性力とバランスをとり、スライ
ダー１６は磁気デイスク表面にふれずに、かつ磁気デイ
スク１０と一定間隔を保って浮上するように維持され
る。
【００２８】通常、制御手段２６はロジック回路、メモ
リ、及びマイクロプロセッサなどから構成される。そし
て、制御手段２６は、各ラインを介して制御信号を送受
信し、かつ磁気デイスク装置の種々の構成手段を制御す
る。例えば、モーター１４はライン２８を介し伝達され
るモーター駆動信号によって制御される。
リ、及びマイクロプロセッサなどから構成される。そし
て、制御手段２６は、各ラインを介して制御信号を送受
信し、かつ磁気デイスク装置の種々の構成手段を制御す
る。例えば、モーター１４はライン２８を介し伝達され
るモーター駆動信号によって制御される。
【００２９】アクチュエーター２４はライン３０を介し
たヘッド位置制御信号及びシーク制御信号等によって、
その関連する磁気デイスク１０上の目的とするデーター
トラックへ選択されたスライダー１６を最適に移動、位
置決めするように制御される。
たヘッド位置制御信号及びシーク制御信号等によって、
その関連する磁気デイスク１０上の目的とするデーター
トラックへ選択されたスライダー１６を最適に移動、位
置決めするように制御される。
【００３０】そして、制御信号２６は、磁気ヘッド１８
が磁気デイスク１０のデータを読み取り変換した電気信
号を、ライン３２を介して受信し解読する。また、磁気
デイスク１０にデータとして書き込むための電気信号
を、ライン３２を介して磁気ヘッド１８に送信する。す
なわち、制御手段２６は、磁気ヘッド１８が読み取りま
たは書き込みする情報の送受信を制御している。
が磁気デイスク１０のデータを読み取り変換した電気信
号を、ライン３２を介して受信し解読する。また、磁気
デイスク１０にデータとして書き込むための電気信号
を、ライン３２を介して磁気ヘッド１８に送信する。す
なわち、制御手段２６は、磁気ヘッド１８が読み取りま
たは書き込みする情報の送受信を制御している。
【００３１】なお、上記の読み取り、書き込み信号は、
磁気ヘッド１８から直接伝達される手段も可能である。
また、制御信号として例えばアクセス制御信号およびク
ロック信号などがある。さらに、磁気デイスク装置は複
数の磁気デイスクやアクチュエーター等を有し、該アク
チュエーターが複数の磁気ヘッドを有してもよい。
磁気ヘッド１８から直接伝達される手段も可能である。
また、制御信号として例えばアクセス制御信号およびク
ロック信号などがある。さらに、磁気デイスク装置は複
数の磁気デイスクやアクチュエーター等を有し、該アク
チュエーターが複数の磁気ヘッドを有してもよい。
【００３２】以上詳術したように、本発明によれば、反
強磁性膜を反強磁性積層構造、ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／Ｃｏ
Ｏで構成することにより、一方向異方性エネルギー定数
を向上させ、かつ一方向異方性エネルギー定数の温度特
性を改善できる効果がある。
強磁性膜を反強磁性積層構造、ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／Ｃｏ
Ｏで構成することにより、一方向異方性エネルギー定数
を向上させ、かつ一方向異方性エネルギー定数の温度特
性を改善できる効果がある。
【００３３】さらに、一方向異方性エネルギー定数の温
度特性が改善できることから、本発明のＮｉＯ／Ｆｅ2
Ｏ3／ＣｏＯより構成される反強磁性積層構をスピンバ
ルブセンサーなどの磁気抵抗トランスデユーサーに応用
した場合には、熱的信頼性に優れた高感度磁気トランス
デユーサー、さらには高記録密度磁気記録再生装置を提
供できる。
度特性が改善できることから、本発明のＮｉＯ／Ｆｅ2
Ｏ3／ＣｏＯより構成される反強磁性積層構をスピンバ
ルブセンサーなどの磁気抵抗トランスデユーサーに応用
した場合には、熱的信頼性に優れた高感度磁気トランス
デユーサー、さらには高記録密度磁気記録再生装置を提
供できる。
【００３４】
【発明の効果】本発明における磁気トランスデユーサー
によれば、一方向異方性エネルギー定数を向上させ、か
つ一方向異方性エネルギー定数の温度特性を改善でき
る。
によれば、一方向異方性エネルギー定数を向上させ、か
つ一方向異方性エネルギー定数の温度特性を改善でき
る。
【００３５】さらに、一方向異方性エネルギー定数の温
度特性が改善できることから、本発明をスピンバルブセ
ンサーなどの磁気抵抗トランスデユーサーに応用した場
合には、熱的信頼性に優れた高感度磁気トランスデユー
サー、さらには高記録密度磁気記録再生装置を提供でき
る。
度特性が改善できることから、本発明をスピンバルブセ
ンサーなどの磁気抵抗トランスデユーサーに応用した場
合には、熱的信頼性に優れた高感度磁気トランスデユー
サー、さらには高記録密度磁気記録再生装置を提供でき
る。
【図１】本発明によるＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／ＣｏＯより構
成される反強磁性膜と強磁性膜との磁性積層膜（交換結
合膜）を示す側断面図。
成される反強磁性膜と強磁性膜との磁性積層膜（交換結
合膜）を示す側断面図。
【図２】ガラス／ＮｉＯ（５０）／ＮｉＦｅ（６）、ガ
ラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ
（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／Ｃ
ｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）膜の磁化曲線。
ラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ
（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／Ｃ
ｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）膜の磁化曲線。
【図３】ガラス／ＮｉＯ（５０）／ＮｉＦｅ（６）、ガ
ラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ
（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／Ｃ
ｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）膜の一方向異方性エネ
ルギー定数の温度依存性。
ラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／ＮｉＦｅ
（６）、ガラス／ＮｉＯ（５０）／Ｆｅ2Ｏ3（２）／Ｃ
ｏＯ（０．８）／ＮｉＦｅ（６）膜の一方向異方性エネ
ルギー定数の温度依存性。
【図４】本発明の強磁性膜／反強磁性膜の磁性積層膜
（交換結合膜）と、非磁性膜を介して積層された強磁性
膜からなる磁気トランスデユーサーの構造を示す断面
図。
（交換結合膜）と、非磁性膜を介して積層された強磁性
膜からなる磁気トランスデユーサーの構造を示す断面
図。
【図５】本発明による磁気トランスデユーサーを用いた
実施例の磁気デイスク装置。
実施例の磁気デイスク装置。
１０ 磁気デイスク、１２ 回転軸、１４ モーター、１
６ スライダー、１８ 磁気ヘッド、２０ ジンバル、
２２ アーム、２４ アクチュエーター、２６ 制御手
段、２８、３０、３２ ライン、１００ 基板、１０１
強磁性膜（固定層）、１０２ ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／Ｃｏ
Ｏより構成される反強磁性積層膜、１２１ 強磁性膜
（自由層）、１２２ 非磁性膜、１２５ 信号検出電
極。
６ スライダー、１８ 磁気ヘッド、２０ ジンバル、
２２ アーム、２４ アクチュエーター、２６ 制御手
段、２８、３０、３２ ライン、１００ 基板、１０１
強磁性膜（固定層）、１０２ ＮｉＯ／Ｆｅ2Ｏ3／Ｃｏ
Ｏより構成される反強磁性積層膜、１２１ 強磁性膜
（自由層）、１２２ 非磁性膜、１２５ 信号検出電
極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平11−168250（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−16920（ＪＰ，Ａ) 特開2000−133858（ＪＰ，Ａ) 日本応用磁気学会誌，2000年，Ｖｏ ｌ．24，Ｎｏ．10，ｐｐ．1319−1322 ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，1998年７ 月，Ｖｏｌ．34，Ｎｏ．４，ｐｐ．954 −956 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 43/08 G01R 33/09 G11B 5/39 H01F 10/08 H01F 10/32 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (4)
- 【請求項１】強磁性体と該強磁性体に密着する反強磁性
体とを有する積層膜を含み、前記反強磁性体は、ＮｉＯ
層、Ｆｅ2Ｏ3層及びＣｏＯ層を順次積層したことを特徴
とする磁気トランスデューサー。 - 【請求項２】反強磁性膜と、反強磁性膜により磁化方向
が固定される強磁性膜あるいは強磁性層／Ｒｕ層／強磁
性層を有する積層膜からなる第一の磁性膜と、非磁性で
あって該第一の磁性膜を磁気的に分離する非磁性膜と、
外部磁界に応じて磁化方向が自由に変化する第二の強磁
性膜と、電極とを有し、前記反強磁性膜は、ＮｉＯ層、
Ｆｅ2Ｏ3層及びＣｏＯ層を順次積層したことを特徴とす
る磁気トランスデューサー。 - 【請求項３】前記ＮｉＯ層の膜厚が２５-３０ｎｍ 、Ｆ
ｅ2Ｏ3層の膜厚が１-４ｎｍ 、ＣｏＯ層の膜厚が０．５
-１ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の
磁気トランスデューサー。 - 【請求項４】情報を記録する磁気記録媒体と、前記情報
を読み取りまたは書き込みする、請求項１、２又は３に
記載の磁気トランスデューサーを少なくとも一つ有する
磁気ヘッドと、該磁気ヘッドを前記磁気記録媒体上の所
定の位置へ移動させるアクチュエーター手段とを有する
ことを特徴とする磁気記録再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104463A JP3359900B2 (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 磁気トランスデューサー及び磁気記録再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000104463A JP3359900B2 (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 磁気トランスデューサー及び磁気記録再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001291912A JP2001291912A (ja) | 2001-10-19 |
| JP3359900B2 true JP3359900B2 (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=18617998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000104463A Expired - Fee Related JP3359900B2 (ja) | 2000-04-06 | 2000-04-06 | 磁気トランスデューサー及び磁気記録再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3359900B2 (ja) |
-
2000
- 2000-04-06 JP JP2000104463A patent/JP3359900B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| ＩＥＥＥ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ｏｎ Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，１９９８年７月，Ｖｏｌ．３４，Ｎｏ．４，ｐｐ．９５４−９５６ |
| 日本応用磁気学会誌，２０００年，Ｖｏｌ．２４，Ｎｏ．１０，ｐｐ．１３１９−１３２２ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001291912A (ja) | 2001-10-19 |
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