JPH05182148A - 磁気抵抗効果ヘッド - Google Patents
磁気抵抗効果ヘッドInfo
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- JPH05182148A JPH05182148A JP26692A JP26692A JPH05182148A JP H05182148 A JPH05182148 A JP H05182148A JP 26692 A JP26692 A JP 26692A JP 26692 A JP26692 A JP 26692A JP H05182148 A JPH05182148 A JP H05182148A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気抵抗効果ヘッドに関し、軟磁性膜を磁気
抵抗効果膜に近接させることによって素子をバイアスす
る薄膜磁気ヘッドにおいて、バイアスに適した軟磁性膜
をを提供することを目的とする。 【構成】 強磁性磁気抵抗効果膜１と軟磁性体膜２を非
磁性膜３を介して積層した磁気抵抗効果素子を備えた磁
気抵抗効果ヘッドにおいて、軟磁性体膜２として少なく
とも２種類以上の磁性材料を積層した軟磁性膜を用いて
構成する。
抵抗効果膜に近接させることによって素子をバイアスす
る薄膜磁気ヘッドにおいて、バイアスに適した軟磁性膜
をを提供することを目的とする。 【構成】 強磁性磁気抵抗効果膜１と軟磁性体膜２を非
磁性膜３を介して積層した磁気抵抗効果素子を備えた磁
気抵抗効果ヘッドにおいて、軟磁性体膜２として少なく
とも２種類以上の磁性材料を積層した軟磁性膜を用いて
構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は磁気ディスク装置に用い
られる磁気抵抗効果ヘッドに関し、特に、磁気抵抗効果
ヘッドにおいて、磁気抵抗効果膜をバイアスするための
軟磁性膜の性能を向上させた磁気抵抗効果ヘッドに関す
るものである。近年、コンピュータの外部記憶装置であ
る磁気ディスク装置の大容量化に伴って高性能磁気ヘッ
ドが要求されている。この要求を満足するものとして、
記録媒体の速度に依存せず高出力が得られる磁気抵抗効
果型ヘッド（ＭＲヘッド）が注目されている。このＭＲ
ヘッドでは、素子の線型応答を向上させるために、磁気
抵抗効果膜の磁化の向きを傾けるバイアスが必要である
が、このバイアスを適正に行うことにより、ＭＲヘッド
の性能を向上することが望まれている。
られる磁気抵抗効果ヘッドに関し、特に、磁気抵抗効果
ヘッドにおいて、磁気抵抗効果膜をバイアスするための
軟磁性膜の性能を向上させた磁気抵抗効果ヘッドに関す
るものである。近年、コンピュータの外部記憶装置であ
る磁気ディスク装置の大容量化に伴って高性能磁気ヘッ
ドが要求されている。この要求を満足するものとして、
記録媒体の速度に依存せず高出力が得られる磁気抵抗効
果型ヘッド（ＭＲヘッド）が注目されている。このＭＲ
ヘッドでは、素子の線型応答を向上させるために、磁気
抵抗効果膜の磁化の向きを傾けるバイアスが必要である
が、このバイアスを適正に行うことにより、ＭＲヘッド
の性能を向上することが望まれている。
【０００２】
【従来の技術】従来のＭＲヘッドは、「信学技報 MR87-
3(1987) 」あるいは「IEEE Trans. onMagn., MAG-24, 2
404(1988)」などに記載されているように、磁気抵抗効
果膜 (ＭＲ膜と略記する) に近接してＣｏ系非晶質軟磁
性膜（ＣｏＺｒ膜）を配置し、磁化したＣｏＺｒ膜から
の漏洩磁界をＭＲ膜にバイアス磁界として印加するよう
にしている。これは、磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッ
ドを実用化するためには、ＭＲ膜の磁化の向きを磁気記
録媒体面から４５°程度傾けて応答の感度向上および素
子の直線性向上を図る必要があるからである。このＭＲ
膜の磁化の向きを傾けることをバイアスと呼び、種々の
方法が提案されている。
3(1987) 」あるいは「IEEE Trans. onMagn., MAG-24, 2
404(1988)」などに記載されているように、磁気抵抗効
果膜 (ＭＲ膜と略記する) に近接してＣｏ系非晶質軟磁
性膜（ＣｏＺｒ膜）を配置し、磁化したＣｏＺｒ膜から
の漏洩磁界をＭＲ膜にバイアス磁界として印加するよう
にしている。これは、磁気抵抗効果を利用した磁気ヘッ
ドを実用化するためには、ＭＲ膜の磁化の向きを磁気記
録媒体面から４５°程度傾けて応答の感度向上および素
子の直線性向上を図る必要があるからである。このＭＲ
膜の磁化の向きを傾けることをバイアスと呼び、種々の
方法が提案されている。
【０００３】図３は従来の典型的なＭＲヘッドの構造を
示すものである。図３において、１はＭＲ膜、２は軟磁
性膜、３は非磁性分離膜、４は引き出し導体層、５ａ,
５ｂは磁気シールド、６は非磁性絶縁層、８は磁気記録
媒体である。ＭＲ膜１は素子に入る磁束の変化を素子に
流れる電流の変化として検出するデバイスである、強磁
性体ＮｉＦｅからなる矩形状をしている。軟磁性膜２は
ＭＲ効果が小さい軟磁性ＣｏＺｒ膜から構成される。非
磁性分離膜３は導電性の中間膜であるＴｉ膜などで構成
されるが、導電性の材料を使用しても絶縁性の材料を使
用してもかまわない。これらの３つの膜は積層構造とな
って電気的に接合している。また、引き出し導体層４は
Ａｕ膜から構成され、磁気シールド５ａ, ５ｂはＮｉＦ
ｅ膜などで構成されている。
示すものである。図３において、１はＭＲ膜、２は軟磁
性膜、３は非磁性分離膜、４は引き出し導体層、５ａ,
５ｂは磁気シールド、６は非磁性絶縁層、８は磁気記録
媒体である。ＭＲ膜１は素子に入る磁束の変化を素子に
流れる電流の変化として検出するデバイスである、強磁
性体ＮｉＦｅからなる矩形状をしている。軟磁性膜２は
ＭＲ効果が小さい軟磁性ＣｏＺｒ膜から構成される。非
磁性分離膜３は導電性の中間膜であるＴｉ膜などで構成
されるが、導電性の材料を使用しても絶縁性の材料を使
用してもかまわない。これらの３つの膜は積層構造とな
って電気的に接合している。また、引き出し導体層４は
Ａｕ膜から構成され、磁気シールド５ａ, ５ｂはＮｉＦ
ｅ膜などで構成されている。
【０００４】ＭＲ膜１およびＣｏＺｒ膜２は、その長手
方向（ｙ軸方向）に磁化容易軸が一致するように矩形に
パターン形成されており、引き出し導体層４は、ＭＲ膜
１の長手方向に対して所定幅で切除されて素子両端で素
子に接合している。ＭＲ膜１およびＣｏＺｒ膜２、導電
性中間Ｔｉ膜３、引き出し導体層４は、２つの磁気シー
ルド５ａ, ５ｂの間（再生ギャップに相当）に配置され
るが、非磁性絶縁層６を介して磁気シールド５ａ, ５ｂ
と電気的に絶縁されている。また、記録媒体８はヘッド
の下をｘ軸方向に移動する。
方向（ｙ軸方向）に磁化容易軸が一致するように矩形に
パターン形成されており、引き出し導体層４は、ＭＲ膜
１の長手方向に対して所定幅で切除されて素子両端で素
子に接合している。ＭＲ膜１およびＣｏＺｒ膜２、導電
性中間Ｔｉ膜３、引き出し導体層４は、２つの磁気シー
ルド５ａ, ５ｂの間（再生ギャップに相当）に配置され
るが、非磁性絶縁層６を介して磁気シールド５ａ, ５ｂ
と電気的に絶縁されている。また、記録媒体８はヘッド
の下をｘ軸方向に移動する。
【０００５】上述のバイアス法としてはさまざまな方法
が考えられているが、軟磁性膜２をＭＲ膜１に近接させ
るバイアス法は狭ギャップ長になったときに最も効果的
な方法である。図４はこのバイアス法を説明するため
に、図３のＭＲヘッドを一部切り欠いて示すものであ
り、図５は図４からＭＲ膜１、軟磁性膜２および非磁性
分離膜３の積層構造のみを取り出して示すものである。
が考えられているが、軟磁性膜２をＭＲ膜１に近接させ
るバイアス法は狭ギャップ長になったときに最も効果的
な方法である。図４はこのバイアス法を説明するため
に、図３のＭＲヘッドを一部切り欠いて示すものであ
り、図５は図４からＭＲ膜１、軟磁性膜２および非磁性
分離膜３の積層構造のみを取り出して示すものである。
【０００６】図４に矢印Ｊで示すように、センス電流を
流すと、センス電流Ｊは引き出し導体層４を通してＭＲ
膜１、非磁性分離膜３、および軟磁性膜２に分流し、導
体層４によって画定されるＭＲ膜１の信号検出領域７に
流れる。このとき、図５に示すＭＲ膜１、非磁性分離膜
３、および軟磁性膜２に流れるセンス電流は、３つの膜
の抵抗に応じて分流される。そして、図８に示すよう
に、軟磁性膜２および非磁性分離膜３を流れる電流
Ｊ2 、Ｊ3 が作る磁界ＨB1ならびにＭＲ膜１と非磁性分
離膜３を流れる電流Ｊ1 、Ｊ3 が作る磁界によって磁化
した軟磁性膜２からの漏洩磁界ＨB2によって、ＭＲ膜１
には線型動作するためのバイアス磁界が印加される。ま
た、ＭＲヘッドはその下をｘ軸方向に移動する記録媒体
８からの信号磁界を該検出領域７で抵抗変化として再生
していた。なお、軟磁性膜２の磁気抵抗効果は、ＭＲ膜
１に比べ非常に小さいため、軟磁性膜２では信号磁界を
ほとんど再生しない。
流すと、センス電流Ｊは引き出し導体層４を通してＭＲ
膜１、非磁性分離膜３、および軟磁性膜２に分流し、導
体層４によって画定されるＭＲ膜１の信号検出領域７に
流れる。このとき、図５に示すＭＲ膜１、非磁性分離膜
３、および軟磁性膜２に流れるセンス電流は、３つの膜
の抵抗に応じて分流される。そして、図８に示すよう
に、軟磁性膜２および非磁性分離膜３を流れる電流
Ｊ2 、Ｊ3 が作る磁界ＨB1ならびにＭＲ膜１と非磁性分
離膜３を流れる電流Ｊ1 、Ｊ3 が作る磁界によって磁化
した軟磁性膜２からの漏洩磁界ＨB2によって、ＭＲ膜１
には線型動作するためのバイアス磁界が印加される。ま
た、ＭＲヘッドはその下をｘ軸方向に移動する記録媒体
８からの信号磁界を該検出領域７で抵抗変化として再生
していた。なお、軟磁性膜２の磁気抵抗効果は、ＭＲ膜
１に比べ非常に小さいため、軟磁性膜２では信号磁界を
ほとんど再生しない。
【０００７】ＭＲ膜１に印加されるバイアス磁界につい
て、図６および図７を用いて更に詳しく説明する。ＭＲ
膜１に着目すると、非磁性分離膜３および軟磁性膜２に
流れる電流Ｊ3 およびＪ2 による磁界のために、ＭＲ膜
１の磁化の向きは図６にＮで示すように変化する。この
とき軟磁性膜２に優れた軟磁性材料を用いると僅かな電
流で磁化の向きは、図７にＬで示すように素子の長さ方
向に対して直角になる。軟磁性膜２の磁化の向きがこの
ような方向を向くと、軟磁性膜２の上・下部分に多量の
磁荷が発生する。この磁荷による静磁エネルギーを下げ
るために、ＭＲ膜１の磁化の向きはさらに傾いて図７に
θで示すようになる。このようにＭＲ膜１の近くに軟磁
性膜を配置することによってＭＲ膜１を効率よくかつ均
一にバイアスすることができる。
て、図６および図７を用いて更に詳しく説明する。ＭＲ
膜１に着目すると、非磁性分離膜３および軟磁性膜２に
流れる電流Ｊ3 およびＪ2 による磁界のために、ＭＲ膜
１の磁化の向きは図６にＮで示すように変化する。この
とき軟磁性膜２に優れた軟磁性材料を用いると僅かな電
流で磁化の向きは、図７にＬで示すように素子の長さ方
向に対して直角になる。軟磁性膜２の磁化の向きがこの
ような方向を向くと、軟磁性膜２の上・下部分に多量の
磁荷が発生する。この磁荷による静磁エネルギーを下げ
るために、ＭＲ膜１の磁化の向きはさらに傾いて図７に
θで示すようになる。このようにＭＲ膜１の近くに軟磁
性膜を配置することによってＭＲ膜１を効率よくかつ均
一にバイアスすることができる。
【０００８】以上のような働きをする軟磁性膜２に要求
される条件は、軟磁性材料であること、抵抗率が大きい
こと、および磁気抵抗効果が小さいことである。更に、
軟磁性膜２にはＭＲ膜１を最適バイアスするための条件
が必要である。この条件を数式で表すと次式のようにな
る。 ｔMR・ＭMR・ cosθ＝ tsal ・４πＭsal … ｔMR : ＭＲ膜１の膜厚 ＭMR : ＭＲ膜１の飽和磁化 tsal : 軟磁性膜２の膜厚 Ｍsal : 軟磁性膜２の飽和磁化 θ : ＭＲ膜１の磁化の傾き ここでθとして線型性が良い４５°を選び上式に代入す
ると、 ｔMR・ＭMR・0.71＝ tsal ・４πＭsal … となる。すなわち、軟磁性膜２の膜厚tsalと飽和磁化Ｍ
sal の積が重要な要因になるのがわかる。さらに付け加
えると、軟磁性膜２の飽和磁化４πＭｓが大きいと、反
磁界の作用のために軟磁性膜２の磁化の回転が少しのセ
ンス電流では生じなくなる。したがって飽和磁化４πＭ
ｓはあまり大きすぎても軟磁性膜２としてふさわしくな
い。
される条件は、軟磁性材料であること、抵抗率が大きい
こと、および磁気抵抗効果が小さいことである。更に、
軟磁性膜２にはＭＲ膜１を最適バイアスするための条件
が必要である。この条件を数式で表すと次式のようにな
る。 ｔMR・ＭMR・ cosθ＝ tsal ・４πＭsal … ｔMR : ＭＲ膜１の膜厚 ＭMR : ＭＲ膜１の飽和磁化 tsal : 軟磁性膜２の膜厚 Ｍsal : 軟磁性膜２の飽和磁化 θ : ＭＲ膜１の磁化の傾き ここでθとして線型性が良い４５°を選び上式に代入す
ると、 ｔMR・ＭMR・0.71＝ tsal ・４πＭsal … となる。すなわち、軟磁性膜２の膜厚tsalと飽和磁化Ｍ
sal の積が重要な要因になるのがわかる。さらに付け加
えると、軟磁性膜２の飽和磁化４πＭｓが大きいと、反
磁界の作用のために軟磁性膜２の磁化の回転が少しのセ
ンス電流では生じなくなる。したがって飽和磁化４πＭ
ｓはあまり大きすぎても軟磁性膜２としてふさわしくな
い。
【０００９】このように軟磁性膜２にはさまざまな条件
が必要であることがわかる。
が必要であることがわかる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般的
に磁性材料においてはその組成が決まれば膜の磁気的お
よび電気的性質はおおかた決定されてしまい、上述の全
ての条件を満たす膜となるとかなり材料が限定される、
あるいは全ての条件を完全に満足する膜は得られないと
いうことになる。すなわち、軟磁性膜２として検討され
ているＮｉＦｅＸ（Ｘ＝Ｎｂ，Ｚｒ，Ｃｒ）などの材料
は飽和磁化Ｍが小さく、式の条件を満たすためには膜
厚を大きくしなければならず、これはＭＲ膜の効率を考
えると好ましくない。一方、窒素を含有する鉄膜は抵抗
率が高く、かつ飽和磁化が大きく軟磁性材として好まし
いが、膜厚が薄いときに軟磁気特性が低下するという問
題点があった。
に磁性材料においてはその組成が決まれば膜の磁気的お
よび電気的性質はおおかた決定されてしまい、上述の全
ての条件を満たす膜となるとかなり材料が限定される、
あるいは全ての条件を完全に満足する膜は得られないと
いうことになる。すなわち、軟磁性膜２として検討され
ているＮｉＦｅＸ（Ｘ＝Ｎｂ，Ｚｒ，Ｃｒ）などの材料
は飽和磁化Ｍが小さく、式の条件を満たすためには膜
厚を大きくしなければならず、これはＭＲ膜の効率を考
えると好ましくない。一方、窒素を含有する鉄膜は抵抗
率が高く、かつ飽和磁化が大きく軟磁性材として好まし
いが、膜厚が薄いときに軟磁気特性が低下するという問
題点があった。
【００１１】また、ＭＲ膜を最適の状態で駆動するため
には、素子を構成する膜のそれぞれの膜厚を最適化する
必要がある。このさい、軟磁性膜２の飽和磁化が制御で
きれば素子の最適化の自由度が著しく向上するが、飽和
磁化は膜に固有の値であり、材料の組成が決まれば一意
的に決まるもので、素子設計の自由度はかなり制限され
ざるを得なかった。
には、素子を構成する膜のそれぞれの膜厚を最適化する
必要がある。このさい、軟磁性膜２の飽和磁化が制御で
きれば素子の最適化の自由度が著しく向上するが、飽和
磁化は膜に固有の値であり、材料の組成が決まれば一意
的に決まるもので、素子設計の自由度はかなり制限され
ざるを得なかった。
【００１２】そこで、本発明は、軟磁性膜を磁気抵抗効
果膜に近接させることによって素子をバイアスする薄膜
磁気ヘッドにおいて、バイアスに適した軟磁性膜をを提
供することを目的とする。
果膜に近接させることによって素子をバイアスする薄膜
磁気ヘッドにおいて、バイアスに適した軟磁性膜をを提
供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の磁気抵抗効果ヘッドは、強磁性磁気抵抗効果膜と軟
磁性体膜を非磁性膜を介して積層した磁気抵抗効果素子
を備えた磁気抵抗効果ヘッドであって、この軟磁性体膜
として少なくとも２種類以上の磁性材料を積層した軟磁
性膜を用いることを特徴としている。
明の磁気抵抗効果ヘッドは、強磁性磁気抵抗効果膜と軟
磁性体膜を非磁性膜を介して積層した磁気抵抗効果素子
を備えた磁気抵抗効果ヘッドであって、この軟磁性体膜
として少なくとも２種類以上の磁性材料を積層した軟磁
性膜を用いることを特徴としている。
【００１４】この軟磁性膜に用いる２種の磁性材料の組
み合わせとしては、以下の形態が考えられる。 (1) Ｃｏを主成分とする非晶質材料とＦｅを主成分とす
る磁性材料、(2) Ｎｉを主成分とする磁性材料とＦｅを
主成分とする磁性材料、(3) Ｎｉを主成分とする磁性材
料とＣｏを主成分とする非晶質磁性材料、また、Ｃｏを
主成分とする非晶質磁性材料が、ＣｏＺｒにＣｒ，Ｍ
ｏ，Ｎｂのうち少なくとも１つ以上の元素を添加した材
料である形態、Ｆｅを主成分とする磁性材料が、純Ｆ
ｅ、もしくはＦｅにＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆのうち少な
くとも１つ以上の元素を含んでいる形態、Ｎｉを主成分
とする磁性材料が、ＮｉＦｅにＮｂ，Ｚｒ，Ｃｒのうち
少なくとも１つ以上の元素を添加した形態、Ｆｅを主成
分とする軟磁性膜中に、さらにＮ，Ｃ，Ｂのうち少なく
とも１つ以上の元素を含有する形態でも良い。
み合わせとしては、以下の形態が考えられる。 (1) Ｃｏを主成分とする非晶質材料とＦｅを主成分とす
る磁性材料、(2) Ｎｉを主成分とする磁性材料とＦｅを
主成分とする磁性材料、(3) Ｎｉを主成分とする磁性材
料とＣｏを主成分とする非晶質磁性材料、また、Ｃｏを
主成分とする非晶質磁性材料が、ＣｏＺｒにＣｒ，Ｍ
ｏ，Ｎｂのうち少なくとも１つ以上の元素を添加した材
料である形態、Ｆｅを主成分とする磁性材料が、純Ｆ
ｅ、もしくはＦｅにＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆのうち少な
くとも１つ以上の元素を含んでいる形態、Ｎｉを主成分
とする磁性材料が、ＮｉＦｅにＮｂ，Ｚｒ，Ｃｒのうち
少なくとも１つ以上の元素を添加した形態、Ｆｅを主成
分とする軟磁性膜中に、さらにＮ，Ｃ，Ｂのうち少なく
とも１つ以上の元素を含有する形態でも良い。
【００１５】更に、軟磁性体膜として、ＮｉＦｅ合金に
第３元素を添加した膜と、Ｎを含有するＦｅ膜を少なく
とも２層以上積層した軟磁性膜を用いた形態、およびこ
の第３元素がＣｒ，Ｎｂ，Ｚｒである形態でも良い。
第３元素を添加した膜と、Ｎを含有するＦｅ膜を少なく
とも２層以上積層した軟磁性膜を用いた形態、およびこ
の第３元素がＣｒ，Ｎｂ，Ｚｒである形態でも良い。
【００１６】
【作用】本発明の磁気抵抗効果ヘッドによれば、軟磁性
膜としてＣｏ系非晶質磁性材料とＦｅ系磁性材料を積層
し、それぞれの膜の膜厚を変えることによって２つの膜
の中間の磁気的および電気的性質をもった軟磁性膜が形
成できる。また、ＦｅＮ膜はＮｉＦｅＸ膜と積層するこ
とによって、膜厚が薄いときにも軟磁気特性を示すよう
になり、軟磁性膜に適した特性を持つようになる。さら
に、ＦｅＮ膜とＮｉＦｅX 膜の膜厚をコントロールする
ことによって膜の飽和磁化の値をＦｅＮ膜とＮｉＦｅＸ
膜の間の任意の値に制御することが可能となる。
膜としてＣｏ系非晶質磁性材料とＦｅ系磁性材料を積層
し、それぞれの膜の膜厚を変えることによって２つの膜
の中間の磁気的および電気的性質をもった軟磁性膜が形
成できる。また、ＦｅＮ膜はＮｉＦｅＸ膜と積層するこ
とによって、膜厚が薄いときにも軟磁気特性を示すよう
になり、軟磁性膜に適した特性を持つようになる。さら
に、ＦｅＮ膜とＮｉＦｅX 膜の膜厚をコントロールする
ことによって膜の飽和磁化の値をＦｅＮ膜とＮｉＦｅＸ
膜の間の任意の値に制御することが可能となる。
【００１７】
【実施例】以下添付図面を用いて本発明の磁気抵抗効果
ヘッドの実施例について詳細に説明するが、本発明の磁
気抵抗効果ヘッドの全体構成は図３および４に示した従
来の磁気抵抗効果ヘッドと同じである。図１は本発明の
磁気抵抗効果ヘッド１０の要部の外観図であり、図にお
いて、１はＭＲ膜、２は軟磁性膜、３は非磁性分離膜を
示している。本発明では、このＭＲ膜１、軟磁性膜２、
および非磁性分離膜３からなる磁気抵抗効果ヘッドにお
いて、ＭＲ膜１に近接させる軟磁性膜２として少なくと
も２種類以上の磁性材料２ａ，２ｂを積層した軟磁性膜
を用いている。
ヘッドの実施例について詳細に説明するが、本発明の磁
気抵抗効果ヘッドの全体構成は図３および４に示した従
来の磁気抵抗効果ヘッドと同じである。図１は本発明の
磁気抵抗効果ヘッド１０の要部の外観図であり、図にお
いて、１はＭＲ膜、２は軟磁性膜、３は非磁性分離膜を
示している。本発明では、このＭＲ膜１、軟磁性膜２、
および非磁性分離膜３からなる磁気抵抗効果ヘッドにお
いて、ＭＲ膜１に近接させる軟磁性膜２として少なくと
も２種類以上の磁性材料２ａ，２ｂを積層した軟磁性膜
を用いている。
【００１８】図２(a) は軟磁性膜２の構成の一実施例を
示す概略構成図であり、Ｃｏ系非晶質磁性材料とＦｅ系
磁性材料を積層した構成を示すものである。この実施例
では、Ｃｏ系非晶質材料としてＣｏＺｒＭｏ膜、Ｆｅ系
磁性材料としてＦｅＮ（窒化鉄）膜を選択して使用して
ある。膜の形成はＲＦスパッタ法によって行った。膜形
成の条件は下記の表１の通りである。
示す概略構成図であり、Ｃｏ系非晶質磁性材料とＦｅ系
磁性材料を積層した構成を示すものである。この実施例
では、Ｃｏ系非晶質材料としてＣｏＺｒＭｏ膜、Ｆｅ系
磁性材料としてＦｅＮ（窒化鉄）膜を選択して使用して
ある。膜の形成はＲＦスパッタ法によって行った。膜形
成の条件は下記の表１の通りである。
【００１９】表１ スパッタ条件 スパッタパワー ６００Ｗ スパッタガス圧 ５ｍＴｏｒｒ基板温度 水冷 また、下記の表２ａ及び表２ｂは、ＣｏＺｒＭｏ膜およ
びＦｅＮ膜それぞれ単独での膜の飽和磁化４πＭｓ、抵
抗率ρ、軟磁性膜２として必要な膜厚およびＭＲ膜に適
用したときの電流利用効率を示したものである。軟磁性
膜２として必要な膜厚および電流利用効率はＭＲ膜１と
して４００ÅのＮｉＦｅを使用したときの値である（４
πＭｓ＝１０ｋＧ、ρ＝２５μΩ・ｃｍ）。ＣｏＺｒＭ
ｏ膜は４πＭｓの値が小さいため、８００Åもの膜厚が
必要となり電流利用効率は７０％程度と低い。一方、Ｆ
ｅＮ膜は４πＭｓが大きいため、電流利用効率は大きい
が膜内の磁化を回転させるのにＭＲ膜１にかなりの電流
を流す必要があり、ＭＲ膜１用の軟磁性膜としては不向
きである。
びＦｅＮ膜それぞれ単独での膜の飽和磁化４πＭｓ、抵
抗率ρ、軟磁性膜２として必要な膜厚およびＭＲ膜に適
用したときの電流利用効率を示したものである。軟磁性
膜２として必要な膜厚および電流利用効率はＭＲ膜１と
して４００ÅのＮｉＦｅを使用したときの値である（４
πＭｓ＝１０ｋＧ、ρ＝２５μΩ・ｃｍ）。ＣｏＺｒＭ
ｏ膜は４πＭｓの値が小さいため、８００Åもの膜厚が
必要となり電流利用効率は７０％程度と低い。一方、Ｆ
ｅＮ膜は４πＭｓが大きいため、電流利用効率は大きい
が膜内の磁化を回転させるのにＭＲ膜１にかなりの電流
を流す必要があり、ＭＲ膜１用の軟磁性膜としては不向
きである。
【００２０】 表２ａ ＣｏＺｒＭｏ膜の特性 表２ｂ びＦｅＮ膜の特性 ４πＭｓ ３ ｋＧ ４πＭｓ ２０ ｋＧ 抵抗率ρ １２０ μΩ・cm 抵抗率ρ １８０ μΩ・cm 必要膜厚 ８００ Å 必要膜厚 １４０ Å電流利用効率 ０．７１ 電流利用効率 ０．９２ 更に、下記の表３は、ＣｏＺｒＭｏ膜とＦｅＮ膜を各々
１２０Åずつ積層したときの４πＭｓ、ρ、必要膜厚お
よび電流利用効率をまとめたものである。膜厚は式の
関係を満足するように決定した。４πＭｓは膜全体とし
ては１１．５ｋＧとなり、この値では少しの電流で膜の
磁化回転が可能である。電流利用効率は０．９１と大き
な値を示す。
１２０Åずつ積層したときの４πＭｓ、ρ、必要膜厚お
よび電流利用効率をまとめたものである。膜厚は式の
関係を満足するように決定した。４πＭｓは膜全体とし
ては１１．５ｋＧとなり、この値では少しの電流で膜の
磁化回転が可能である。電流利用効率は０．９１と大き
な値を示す。
【００２１】表３ 本発明による膜の特性 ４πＭｓ １１．５ ｋＧ 抵抗率ρ １５０ μΩ・cm 必要膜厚 ２４０ Å電流利用効率 ０．９１ このように構成した積層膜のρ−Ｈ特性を評価した結
果、十分なバイアス効果が確認された。
果、十分なバイアス効果が確認された。
【００２２】以上説明した実施例では、軟磁性膜２を２
層の積層膜について述べてきたが、さらに多数の層に積
層しても同様の結果が得られる。また、前述の実施例で
はＦｅＮ膜とＣｏＺｒＭｏ膜の膜厚を等しくしたが、２
つの膜の膜厚を変えることによって、４πＭｓの値を変
えることができＭｒ素子にとってふさわしい値に制御で
きることは言うまでもない。
層の積層膜について述べてきたが、さらに多数の層に積
層しても同様の結果が得られる。また、前述の実施例で
はＦｅＮ膜とＣｏＺｒＭｏ膜の膜厚を等しくしたが、２
つの膜の膜厚を変えることによって、４πＭｓの値を変
えることができＭｒ素子にとってふさわしい値に制御で
きることは言うまでもない。
【００２３】更に、この実施例ではＣｏ系非晶質材料と
Ｎを添加したＦｅ系材料について述べたが、もちろんこ
れ以外の組合せ、たとえばＮｉ系材料とＦｅ系材料の組
合せやＮｉ系材料とＣｏ系材料の組合せも可能である。
図２(b) は本発明の別の実施例の軟磁性膜２の構成を示
すものである。この実施例では、ＦｅＮ膜とＮｉＦｅＸ
膜をそれぞれ１００Åずつ形成した構成を有している。
膜の形成はＲＦスパッタ法によって行った。膜形成の条
件は下記の表４ａ，４ｂのとおりである。ＮｉＦｅに添
加する材料としてはＣｒを選択した。また、下記の表５
はＦｅＮ膜単層のときの透磁率とＮｉＦｅＸ膜と積層し
たときの透磁率を比較したものである。積層することに
よって透磁率の低下が防げるのがわかる。
Ｎを添加したＦｅ系材料について述べたが、もちろんこ
れ以外の組合せ、たとえばＮｉ系材料とＦｅ系材料の組
合せやＮｉ系材料とＣｏ系材料の組合せも可能である。
図２(b) は本発明の別の実施例の軟磁性膜２の構成を示
すものである。この実施例では、ＦｅＮ膜とＮｉＦｅＸ
膜をそれぞれ１００Åずつ形成した構成を有している。
膜の形成はＲＦスパッタ法によって行った。膜形成の条
件は下記の表４ａ，４ｂのとおりである。ＮｉＦｅに添
加する材料としてはＣｒを選択した。また、下記の表５
はＦｅＮ膜単層のときの透磁率とＮｉＦｅＸ膜と積層し
たときの透磁率を比較したものである。積層することに
よって透磁率の低下が防げるのがわかる。
【００２４】 表４ａ NiFeCr膜のスパッタ条件 表４ｂ Fe膜のスパッタ条件 ＲＦパワー ６００Ｗ ＲＦパワー ６００Ｗ Ａｒガス圧 ５ｍＴｏｒｒ Ａｒガス圧 ５ ｍＴｏｒｒ 基板温度 水冷 Ｎ2 ガス圧 ０．２ｍＴｏｒｒ 基板温度 水冷 さらに、ＦｅＮ膜とＮｉＦｅＸ膜を積層する際に、それ
ぞれの膜厚をコントロールすることによって膜の飽和磁
化Ｍを最適の値に制御することが可能となる。
ぞれの膜厚をコントロールすることによって膜の飽和磁
化Ｍを最適の値に制御することが可能となる。
【００２５】本実施例ではＦｅＮ膜とＮｉＦｅＸ膜を2
層に積層した場合について述べたが、さらに多数の層に
積層しても同様の結果が得られる。 表５ 透磁率の比較 ＦｅＮ単層（１５０Å） １０００ ＦｅＮ（１００Å）／ＮｉＦｅＣｒ（１００Å） ２５００
層に積層した場合について述べたが、さらに多数の層に
積層しても同様の結果が得られる。 表５ 透磁率の比較 ＦｅＮ単層（１５０Å） １０００ ＦｅＮ（１００Å）／ＮｉＦｅＣｒ（１００Å） ２５００
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる軟
磁性膜を磁気抵抗効果ヘッドの磁気抵抗効果膜に近接さ
せることによって優れた特性を持つ磁気ヘッドが提供で
きるという効果がある。
磁性膜を磁気抵抗効果ヘッドの磁気抵抗効果膜に近接さ
せることによって優れた特性を持つ磁気ヘッドが提供で
きるという効果がある。
【図１】本発明の磁気抵抗効果ヘッドの構成を示す斜視
図である。
図である。
【図２】図１の軟磁性膜の構成を示すものであり、(a)
は第１の実施例の断面図、(b)は第２の実施例の断面図
である。
は第１の実施例の断面図、(b)は第２の実施例の断面図
である。
【図３】従来のＭＲヘッドの構成を示す要部側面断面図
である。
である。
【図４】図３のＭＲヘッドの一部切欠斜視図である。
【図５】図３のＭＲ膜単体の構成を示す斜視図である。
【図６】図５のＭＲ膜に流れるセンス電流の様子を説明
する説明図である。
する説明図である。
【図７】図５のＭＲ膜に流れるセンス電流により発生す
るバイアス磁界によるＭＲ膜と軟磁性膜の磁化の向きを
説明する説明図である。
るバイアス磁界によるＭＲ膜と軟磁性膜の磁化の向きを
説明する説明図である。
【図８】従来のＭＲヘッドのバイアス磁界発生を説明す
る説明図である。
る説明図である。
１…ＭＲ膜 ２…軟磁性膜 ３…非磁性分離膜 ４…引き出し導体層 ５ａ，５ｂ…磁気シールド ６…非磁性絶縁層 ７…信号検出領域 ８…記録媒体
Claims (10)
- 【請求項１】 強磁性磁気抵抗効果膜と軟磁性体膜を非
磁性膜を介して積層した磁気抵抗効果素子を備えた磁気
抵抗効果ヘッドであって、 前記軟磁性体膜として少なくとも２種類以上の磁性材料
を積層した軟磁性膜を用いることを特徴とする磁気抵抗
効果ヘッド。 - 【請求項２】 前記軟磁性膜に用いる２種の磁性材料
が、Ｃｏを主成分とする非晶質材料と、Ｆｅを主成分と
する磁性材料であることを特徴とする請求項１に記載の
磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項３】 前記軟磁性膜に用いる２種の磁性材料
が、Ｎｉを主成分とする磁性材料と、Ｆｅを主成分とす
る磁性材料であることを特徴とする請求項１に記載の磁
気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項４】 前記軟磁性膜に用いる２種の磁性材料
が、Ｎｉを主成分とする磁性材料と、Ｃｏを主成分とす
る非晶質磁性材料であることを特徴とする請求項１に記
載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項５】 前記Ｃｏを主成分とする非晶質磁性材料
が、ＣｏＺｒにＣｒ，Ｍｏ，Ｎｂのうち少なくとも１つ
以上の元素を添加した材料であることを特徴とする請求
項２または４に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項６】 前記Ｆｅを主成分とする磁性材料が、純
Ｆｅ、もしくはＦｅにＺｒ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｈｆのうち少
なくとも１つ以上の元素を含んでいることを特徴とする
請求項２または３に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項７】 前記Ｎｉを主成分とする磁性材料が、Ｎ
ｉＦｅにＮｂ，Ｚｒ，Ｃｒのうち少なくとも１つ以上の
元素を添加したことを特徴とする請求項３または４に記
載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項８】 前記Ｆｅを主成分とする軟磁性膜中に、
さらにＮ，Ｃ，Ｂのうち少なくとも１つ以上の元素を含
有することを特徴とする請求項６に記載の磁気抵抗効果
ヘッド。 - 【請求項９】 前記軟磁性体膜として、ＮｉＦｅ合金に
第３元素を添加した膜と、Ｎを含有するＦｅ膜を少なく
とも２層以上積層した軟磁性膜を用いることを特徴とす
る請求項１に記載の磁気抵抗効果ヘッド。 - 【請求項10】 前記第３元素がＣｒ，Ｎｂ，Ｚｒである
ことを特徴とする請求項９に記載の磁気抵抗効果ヘッ
ド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692A JPH05182148A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26692A JPH05182148A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05182148A true JPH05182148A (ja) | 1993-07-23 |
Family
ID=11469111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26692A Withdrawn JPH05182148A (ja) | 1992-01-06 | 1992-01-06 | 磁気抵抗効果ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05182148A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07262529A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Nec Corp | スピンバルブ膜 |
| US6087026A (en) * | 1997-06-04 | 2000-07-11 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive head and magnetic read/write device |
-
1992
- 1992-01-06 JP JP26692A patent/JPH05182148A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07262529A (ja) * | 1994-03-24 | 1995-10-13 | Nec Corp | スピンバルブ膜 |
| US6087026A (en) * | 1997-06-04 | 2000-07-11 | Fujitsu Limited | Magnetoresistive head and magnetic read/write device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |