JP4041046B2 - 磁気再生素子および磁気ヘッド - Google Patents
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本発明の第1実施形態による磁気再生素子の構成を図1(a)、(b)に示す。図1(a)は、第1実施形態による磁気再生素子の構成を示す断面図、図1(b)は、図1(a)に示す切断線A−Aで切断した場合のフリー層の断面図である。この実施形態による磁気再生素子は、磁化の方向が固着されたピン層6と、磁化の向きが可変のフリー層10と、ピン層6とフリー層10の間に設けられる中間層8と、ピン層6の中間層8とは反対側の面に形成された反強磁性層4と、反強磁性層4のピン層6とは反対側の面に形成された電極2と、フリー層10の中間層8とは反対側の面に形成された電極12とを備えている。反強磁性層4は、交換結合力によりピン層6に一方向異方性を与えてピン層6の磁化の向きを一方向異方性方向に固着する。そして、この実施形態による磁気再生素子は、電極2と電極12との間にセンス電流を流して再生を行う。
b>aで、かつ b<200nm
の関係を満たすように構成されている。この条件は、CIP−MRなみの電流をながしても、フリー層10にボルテックス磁区が発生しない条件であって、本発明者によって知見されたものである。
次に、本発明の第2実施形態による磁気再生素子の構成を図9(a)、(b)に示す。図9(a)は、第1実施形態による磁気再生素子の構成を示す断面図、図9(b)は、図9(a)に示す切断線A−Aで切断した場合のフリー層の断面図である。この実施形態による磁気再生素子は、図9(a)に示すように、第1実施形態による磁気再生素子において、センス電流が流れないときの、フリー層10の磁化の向きがピン層6の磁化の向きと平行となるように構成したものである。すなわち、第1実施形態による磁気再生素子とは、センス電流を流さないときのフリー層10の磁化の向きが逆となっている。このようにフリー層10とピン層6との磁化の向きが平行となる配置は、図6乃至図8に示すような伝導パスを持った絶縁層を中間層とすることで実現できる。
次に、本発明の第3実施形態による磁気ヘッドの構成を図11に示す。この実施形態による磁気ヘッドは、ピン層6が共通にされた第1乃至第2実施形態による磁気再生素子が複数個並列に配置された構成となっている。この構成の磁気ヘッドは、ハードバイアス、すなわち第1および第2実施形態における反極磁性層を必要としないので、並列に並べてマルチ処理することが可能となる。この実施形態による磁気ヘッドでは、複数のフリー層で複数のビットを再生する。このため、並列信号処理が可能となり、処理速度が向上する。
次に、本発明の第4実施形態による磁気再生素子の製造方法を、図14乃至図15を参照して説明する。本実施形態による磁気再生素子の製造方法は、通常のリソグラフィとイオンミリングを用いることで作製することができる。
4 反強磁性層
6 ピン層
8 中間層
10 フリー層
12 電極
Claims (5)
- 磁化の向きが固着されたピン層と、磁化の向きが可変のフリー層と、前記ピン層と前記フリー層との間に設けられる中間層と、前記ピン層の前記中間層とは反対側の面上に設けられた第1の電極層と、前記フリー層の前記中間層とは反対側の面に直接に接するかまたは保護層を介して間接的に接するように設けられた第2の電極層とを備え、
前記第1および第2の電極層の間にセンス電流を流すことで磁界検出し、
前記センス電流の印加前の前記フリー層の磁化の向きが前記ピン層の磁化の向きに対して略反平行であり、
前記フリー層の形状は、前記ピン層に付与された一方向異方性方向の長さをa、これに直交する方向の長さをbとすると、
b<200nm、かつ、b>a
の関係を満たし、
前記センス電流の印加時に、前記フリー層の磁化方向を、前記ピン層の磁化に対して角度θ(45°≦θ ≦135°)となるように構成し、
電流と逆向きの電子電流を前記ピン層から前記フリー層へ流すことを特徴とする磁気再生素子。 - 磁化の向きが固着されたピン層と、磁化の向きが可変のフリー層と、前記ピン層と前記フリー層との間に設けられる中間層と、前記ピン層の前記中間層とは反対側の面上に設けられた第1の電極層と、前記フリー層の前記中間層とは反対側の面に直接に接するかまたは保護層を介して間接的に接するように設けられた第2の電極層とを備え、
前記第1および第2の電極層の間にセンス電流を流すことで磁界検出し、
前記センス電流の印加前の前記フリー層の磁化の向きが前記ピン層の磁化の向きに対して略平行であり、
前記フリー層の形状は、前記ピン層に付与された一方向異方性方向の長さをa、これに直交する方向の長さをbとすると、
b<200nm、かつ、b>a
の関係を満たし、
前記センス電流の印加時に、前記フリー層の磁化方向を、前記ピン層の磁化に対して角度θ(45°≦θ ≦135°)となるように構成し、
電流と逆向きの電子電流を前記フリー層から前記ピン層へ流すことを特徴とする磁気再生素子。 - 前記フリー層は、非磁性層を介して磁性層が積層された積層構造を有し、前記中間層を介して前記ピン層に隣接する前記フリー層の磁性層が、前記センス電流の印加時に前記ピン層の磁化に対して前記角度θをなすことを特徴とする請求項1または2記載の磁気再生素子。
- 前記ピン層と前記第1の電極層の間に設けられ、前記ピン層に一方向異方性を付与する反強磁性層を更に備えたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気再生素子。
- 請求項1乃至3のいずれかに記載の磁気再生素子が、前記ピン層および前記第1の電極の少なくともいずれか一方を共有するように複数個並列に配置されたことを特徴とする磁気ヘッド。
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