JPH02116181A - 磁気抵抗効果素子 - Google Patents
磁気抵抗効果素子Info
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- JPH02116181A JPH02116181A JP63270160A JP27016088A JPH02116181A JP H02116181 A JPH02116181 A JP H02116181A JP 63270160 A JP63270160 A JP 63270160A JP 27016088 A JP27016088 A JP 27016088A JP H02116181 A JPH02116181 A JP H02116181A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は、磁気抵抗効果素子（以下、単にＭＲ素子とい
う、）に関するものである。
う、）に関するものである。
（ロ）従来技術
従来、一般のＭＲ素子は、その感知部が単層のＭＲ磁性
層によって構成され、これにＭＲ磁性層に与えられる信
号磁界にもとづく抵抗変化を、例えば、電圧変化として
検出するため、一定電流（以下、センス電流という、）
を信号磁界と直交するようにＭＲ磁性層に流している。
層によって構成され、これにＭＲ磁性層に与えられる信
号磁界にもとづく抵抗変化を、例えば、電圧変化として
検出するため、一定電流（以下、センス電流という、）
を信号磁界と直交するようにＭＲ磁性層に流している。
特開昭５８−２１１３０４号公報に開示するようなＭＲ
素子の場合、信号の発生源からＭＲ素子の各感知部まで
の距離がそれぞれ違うため、位相差を生じる。磁気セン
サとして使用することはできるが、薄膜磁気ヘッドのよ
うに高精度な感度を必要とする再生ヘッドには不向きで
ある。
素子の場合、信号の発生源からＭＲ素子の各感知部まで
の距離がそれぞれ違うため、位相差を生じる。磁気セン
サとして使用することはできるが、薄膜磁気ヘッドのよ
うに高精度な感度を必要とする再生ヘッドには不向きで
ある。
従来の単層型ＭＲ素子において、ＭＲ素子幅の狭小化に
伴ない、いわゆるバルクハウセン・ノイズ（磁壁の移動
にもとづくノイズ）を生じる。これは、ＭＲ素子の磁壁
移動に起因し、ＭＲ素子角部で９０度磁壁が生じるため
である。また、ＭＲ素子の素子幅が狭くなるほど、再生
出力も小さくなる。再生出力を大きくするには、センス
電流を一定とした場合、素子長さを大きくする必要があ
る。
伴ない、いわゆるバルクハウセン・ノイズ（磁壁の移動
にもとづくノイズ）を生じる。これは、ＭＲ素子の磁壁
移動に起因し、ＭＲ素子角部で９０度磁壁が生じるため
である。また、ＭＲ素子の素子幅が狭くなるほど、再生
出力も小さくなる。再生出力を大きくするには、センス
電流を一定とした場合、素子長さを大きくする必要があ
る。
一定の素子幅に対して素子長さを大きくする方法として
、特開昭６２−３８５２０号、特開昭５８−２１１３０
４号等に示す方法がある。特開昭６２−３８５２０号の
方法においては、ＭＲ素子を積層にし、バルクハウゼン
・ノイズも小さくしている。しかし、素子間を並列に継
いでいるため、ｎ個のＭＲ素子を積層した場合、供給電
流をｎｘｉ （ｉはＭＲ素子１個に流れる電流の大きさ
）だけ必要とする。そのため、ジュール熱によるＭＲ素
子Ｓ／Ｎ比が低下するという問題がある。
、特開昭６２−３８５２０号、特開昭５８−２１１３０
４号等に示す方法がある。特開昭６２−３８５２０号の
方法においては、ＭＲ素子を積層にし、バルクハウゼン
・ノイズも小さくしている。しかし、素子間を並列に継
いでいるため、ｎ個のＭＲ素子を積層した場合、供給電
流をｎｘｉ （ｉはＭＲ素子１個に流れる電流の大きさ
）だけ必要とする。そのため、ジュール熱によるＭＲ素
子Ｓ／Ｎ比が低下するという問題がある。
（ハ）発明が解決しようとする課題
本発明が解決しようとする課題は、バルクハウゼン・ノ
イズの発生を確実に回避し、かつ、信号出力を大きくす
ることができるＭＲ素子を得ることにある。
イズの発生を確実に回避し、かつ、信号出力を大きくす
ることができるＭＲ素子を得ることにある。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果を有する強
磁性体薄膜において、非磁性中間層をかいして少なくと
も２層以上の磁性層を積層し、前記磁性層間の一端を電
気的に導通させ、該磁性層が直列となるように構成した
手段によって、上記課題を解決している。
磁性体薄膜において、非磁性中間層をかいして少なくと
も２層以上の磁性層を積層し、前記磁性層間の一端を電
気的に導通させ、該磁性層が直列となるように構成した
手段によって、上記課題を解決している。
（ホ）作用
本発明のＭＲ素子はバルクハウゼン・ノイズを回避し、
再生出力を大きくする。バルクハウゼン・ノイズを回避
するためには、ＭＲ素子の磁壁移動をなくし、素子の反
磁界を小さ、くすればよい。
再生出力を大きくする。バルクハウゼン・ノイズを回避
するためには、ＭＲ素子の磁壁移動をなくし、素子の反
磁界を小さ、くすればよい。
そのために、ＭＲ素子を非磁性中間層をかいして積層し
、静磁的結合を生じさせる。また、ＭＲ素子間を電気的
に導通させ素子長さを長くすることにより、再生出力を
大きくする。
、静磁的結合を生じさせる。また、ＭＲ素子間を電気的
に導通させ素子長さを長くすることにより、再生出力を
大きくする。
（へ）実施例
本発明の磁気抵抗効果素子の実施例について、図面を参
照して説明する。
照して説明する。
本発明の磁気抵抗効果素子は、磁気抵抗効果を有する強
磁性体薄膜において、非磁性中間層をかいして少なくと
も２層以上の磁性層を積層し、磁性層間の一端を電気的
に導通させ、磁性層が直列、となる構造にすることがで
きる。
磁性体薄膜において、非磁性中間層をかいして少なくと
も２層以上の磁性層を積層し、磁性層間の一端を電気的
に導通させ、磁性層が直列、となる構造にすることがで
きる。
第１図は、本発明のＭＲ素子の製造工程を示す説明図で
あり、（ａ）、 （ｂ） 、 （ｃ）図はＭＲ素子の平
面図であり、（ａ’ ） 、 （ｂ’ ） 、 （ｃ’
）はそれぞれの断面図である。
あり、（ａ）、 （ｂ） 、 （ｃ）図はＭＲ素子の平
面図であり、（ａ’ ） 、 （ｂ’ ） 、 （ｃ’
）はそれぞれの断面図である。
基盤１上にＣｏ−ＮｉまたはＮｉ−Ｆｅ等の磁性膜を１
００〜１００ＯＡ程度蒸着またはスパッタリング法等を
用いて成膜し、パターン形成をドライエツチングまたは
ウェット法を用いて行い、第１磁性層２を形成する（ａ
）、引き出し電極７は、ＡｊまたはＣｕ等の導電性材料
を蒸着またはスパッタリング法等を用いて成膜し、バタ
ーニングし、電極７を形成する（（ａ） 、 （ａ’
））、次に、５ｉ０２等の絶縁層３を成膜する（（ｂ）
、 （ｂ’ ））、膜厚は、磁性層間が静磁結合できる
範囲とし、１０００Ａ以下が望ましい、コンタクト・ホ
ールＢを形成した後、導電性材料で電［！４を形成する
（（ｂ）、 （ｂ’ ））、最後に、第２磁性層５、引
出し電極８を前述と同様な工程で形成する（（ｃ）、
（ｃ’ ））、上記のプロセスを繰り返すとｎ個のＭＲ
素子が直列に形成される。
００〜１００ＯＡ程度蒸着またはスパッタリング法等を
用いて成膜し、パターン形成をドライエツチングまたは
ウェット法を用いて行い、第１磁性層２を形成する（ａ
）、引き出し電極７は、ＡｊまたはＣｕ等の導電性材料
を蒸着またはスパッタリング法等を用いて成膜し、バタ
ーニングし、電極７を形成する（（ａ） 、 （ａ’
））、次に、５ｉ０２等の絶縁層３を成膜する（（ｂ）
、 （ｂ’ ））、膜厚は、磁性層間が静磁結合できる
範囲とし、１０００Ａ以下が望ましい、コンタクト・ホ
ールＢを形成した後、導電性材料で電［！４を形成する
（（ｂ）、 （ｂ’ ））、最後に、第２磁性層５、引
出し電極８を前述と同様な工程で形成する（（ｃ）、
（ｃ’ ））、上記のプロセスを繰り返すとｎ個のＭＲ
素子が直列に形成される。
等価回路を第２図に示す。
第３図において（ａ） 、 （ｂ）図は平面図、（ａ’
）。
）。
（ｂ′）図はそれぞれの断面図である。第３図引出し電
極７と磁性膜２との接合方法の実施例を示す。
極７と磁性膜２との接合方法の実施例を示す。
第４図は、別の実施例である。（ａ）図は平面図、（ｂ
）図は断面図である６両＄極部４．７を形成後５ｉ０２
等の絶縁材をスパッタリングまたは、蒸着法等で成膜し
、引出し電極７のスルホール部の絶縁物を取り除く方法
である。安価な作り方としては、を極部をＭＲ素子と同
一の磁性材料で構成してもよい。
）図は断面図である６両＄極部４．７を形成後５ｉ０２
等の絶縁材をスパッタリングまたは、蒸着法等で成膜し
、引出し電極７のスルホール部の絶縁物を取り除く方法
である。安価な作り方としては、を極部をＭＲ素子と同
一の磁性材料で構成してもよい。
本発明は、ＭＲ型磁気ヘッド、磁気センサ等に適用する
ことかできる０例えば、第５図に示すようにノンシール
ド型ＭＲ素子（ａ）、シールド型ＭＲ素子（ｂ）、また
は磁気記録媒体との対接は対向面から磁束を拾い、その
信号磁束を磁気ヨークで導き、その磁気ヨークの一部に
設けられた切除部にＭＲ素子を配置するヨーク型ＭＲ素
子（Ｃ）がある０図において、６は磁性基板、９はバイ
アス電極、１０は磁性膜、１１は中間層、１２はギャッ
プ、１３は絶縁層、１４はコンタクト部をそれぞれ示す
。
ことかできる０例えば、第５図に示すようにノンシール
ド型ＭＲ素子（ａ）、シールド型ＭＲ素子（ｂ）、また
は磁気記録媒体との対接は対向面から磁束を拾い、その
信号磁束を磁気ヨークで導き、その磁気ヨークの一部に
設けられた切除部にＭＲ素子を配置するヨーク型ＭＲ素
子（Ｃ）がある０図において、６は磁性基板、９はバイ
アス電極、１０は磁性膜、１１は中間層、１２はギャッ
プ、１３は絶縁層、１４はコンタクト部をそれぞれ示す
。
上述した本発明の構成により、バルクハウゼン・ノイズ
を効果的に回避することができ、さらに再生出力も大き
くすることができる。これについて、以下詳細に説明す
る。まずバルクハウゼン・ノイズの発生原因について説
明する。従来の単層型ＭＲ素子のように構成されている
場合、このＭＲ磁性層は、磁気異方性エネルギ、形状異
方性等に起因する静磁エネルギ等の和が層全体として最
少となるような状態を保持するように、第６図に示すよ
うな磁区構造をとる。そこで、外部磁界がＭＲ素子に印
加されると磁壁が移動し、バルクハウゼン・ノイズが発
生するということが第１０回応用磁気学会等で報告され
ている。
を効果的に回避することができ、さらに再生出力も大き
くすることができる。これについて、以下詳細に説明す
る。まずバルクハウゼン・ノイズの発生原因について説
明する。従来の単層型ＭＲ素子のように構成されている
場合、このＭＲ磁性層は、磁気異方性エネルギ、形状異
方性等に起因する静磁エネルギ等の和が層全体として最
少となるような状態を保持するように、第６図に示すよ
うな磁区構造をとる。そこで、外部磁界がＭＲ素子に印
加されると磁壁が移動し、バルクハウゼン・ノイズが発
生するということが第１０回応用磁気学会等で報告され
ている。
これに対し、本発明のＭＲ素子は非磁性中間層をかいし
て積層された構造となっている。このため、例えば２層
構造のＭＲ素子を考えた場合、外部磁界が加えられてい
るときは、第７図（ａ）に示すようにＭＲ，、ＭＲ２素
子の磁化Ｍ、、Ｍ２は、各々磁化容易軸方向に互いに逆
向きに平行の磁化状態になる。そのため、磁壁は生じな
い、素子内で磁壁を生じないことは、磁性流体を用いた
ビック法または、光学的カー効果による磁区観察によっ
て、確認される。
て積層された構造となっている。このため、例えば２層
構造のＭＲ素子を考えた場合、外部磁界が加えられてい
るときは、第７図（ａ）に示すようにＭＲ，、ＭＲ２素
子の磁化Ｍ、、Ｍ２は、各々磁化容易軸方向に互いに逆
向きに平行の磁化状態になる。そのため、磁壁は生じな
い、素子内で磁壁を生じないことは、磁性流体を用いた
ビック法または、光学的カー効果による磁区観察によっ
て、確認される。
第７図（ｂ）に示すように、電［！４を設け、ＭＲ素子
２．５を直列にし、センス電流Ｉｓを流す。
２．５を直列にし、センス電流Ｉｓを流す。
この状態から、第８図に示すように、信号磁界Ｈｓがセ
ンス電流Ｉｓと直交方汽（すなわち、磁化困難軸方向）
に与えられると、磁化が回転し、Ｈｓｌ 、Ｍｇ２の各
々の磁化の方向が１８０゛θ、θに回軸する。これによ
って、ＭＲ磁性層の各々が抵抗変化を生じることになり
、この抵抗の変化は、磁化Ｍの角度の変化θとすると
ｃｏｓ２θに比例するので、画素子の抵抗の変化が一致
する。
ンス電流Ｉｓと直交方汽（すなわち、磁化困難軸方向）
に与えられると、磁化が回転し、Ｈｓｌ 、Ｍｇ２の各
々の磁化の方向が１８０゛θ、θに回軸する。これによ
って、ＭＲ磁性層の各々が抵抗変化を生じることになり
、この抵抗の変化は、磁化Ｍの角度の変化θとすると
ｃｏｓ２θに比例するので、画素子の抵抗の変化が一致
する。
つまり、ＭＨＩの抵抗が大きくなると、ＭＲ２も同様に
大きくなる。Ｈｓの変化により応答する出力電圧ΔＶは
次式（１）で与えられる。
大きくなる。Ｈｓの変化により応答する出力電圧ΔＶは
次式（１）で与えられる。
Δｖ＝ＩｓΔＲｌａＸ ＣＯ３２θ ・・・−（１）Δ
ＲＩｌａｘ ：抵抗変化の最大値 ＭＲ素子がｎ個あれば次式（２）となる。
ＲＩｌａｘ ：抵抗変化の最大値 ＭＲ素子がｎ個あれば次式（２）となる。
Δｖ＝ｎＩｓΔＲｌａｘ ｃｏｓ２θ （ｎ＝自然数）
・・・・・・（２） ＭＲ素子が複数になると、応答する出力電圧も比例して
大きくなる。
・・・・・・（２） ＭＲ素子が複数になると、応答する出力電圧も比例して
大きくなる。
（ト）効果
本発明によれば、ＭＲ素子を積層し、さらに素子間の一
端を電気的に導通させることにより、バルクハウゼン・
ノイズを回避することができ、また、ｎ個のＭＲ素子を
直列に導通させることにより、再生出力を０倍にするこ
とができる。
端を電気的に導通させることにより、バルクハウゼン・
ノイズを回避することができ、また、ｎ個のＭＲ素子を
直列に導通させることにより、再生出力を０倍にするこ
とができる。
第１図は本発明のＭＲ素子の製造工程を示す説明図、第
２図は本発明のＭＲ素子の等価回路図。 第３図は引出し＠、極の接続方法を示す説明図、第４図
は第３図と同様な図面であって別の実施例を示す、第５
図は各種ＭＲ素子の断面図、第６図はＭ Ｒ磁性層の磁
区構造の説明図、第７図はＭＲ素子の磁化状態を示す説
明図、第８図は第７図（ｂ）の平面図。 に基 板 ２：磁性層 ３：第１絶縁層 ４：ｔｆｆｉ ５：磁性層 ６：磁性基板 ７．８：引出し電極 ９：バイアス電極１０：磁性膜
１１：中間層 １２：ギャップ １３：絶縁層 １４：シールド層
２図は本発明のＭＲ素子の等価回路図。 第３図は引出し＠、極の接続方法を示す説明図、第４図
は第３図と同様な図面であって別の実施例を示す、第５
図は各種ＭＲ素子の断面図、第６図はＭ Ｒ磁性層の磁
区構造の説明図、第７図はＭＲ素子の磁化状態を示す説
明図、第８図は第７図（ｂ）の平面図。 に基 板 ２：磁性層 ３：第１絶縁層 ４：ｔｆｆｉ ５：磁性層 ６：磁性基板 ７．８：引出し電極 ９：バイアス電極１０：磁性膜
１１：中間層 １２：ギャップ １３：絶縁層 １４：シールド層
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、磁気抵抗効果を有する強磁性体薄膜において、非磁
性中間層をかいして少なくとも２層以上の磁性層を積層
し、 前記磁性層間の一端を電気的に導通させ、該磁性層が直
列となる構造を特徴とした磁気抵抗効果素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270160A JPH02116181A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁気抵抗効果素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63270160A JPH02116181A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁気抵抗効果素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02116181A true JPH02116181A (ja) | 1990-04-27 |
Family
ID=17482376
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63270160A Pending JPH02116181A (ja) | 1988-10-26 | 1988-10-26 | 磁気抵抗効果素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02116181A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045883A1 (fr) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Shimadzu Corporation | Element a effet magnetoresistant, tete a effet magnetoresistant, element de memoire et procede de fabrication correspondant |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61248210A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果再生ヘツド |
-
1988
- 1988-10-26 JP JP63270160A patent/JPH02116181A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61248210A (ja) * | 1985-04-26 | 1986-11-05 | Hitachi Ltd | 磁気抵抗効果再生ヘツド |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997045883A1 (fr) * | 1996-05-28 | 1997-12-04 | Shimadzu Corporation | Element a effet magnetoresistant, tete a effet magnetoresistant, element de memoire et procede de fabrication correspondant |
| US6077618A (en) * | 1996-05-28 | 2000-06-20 | Shimadzu Corporation | Magneto-resistance effect element, magneto-resistance effect type head, memory element, and method for manufacturing them |
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