JPH06260337A - 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド - Google Patents
多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッドInfo
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- JPH06260337A JPH06260337A JP4241793A JP4241793A JPH06260337A JP H06260337 A JPH06260337 A JP H06260337A JP 4241793 A JP4241793 A JP 4241793A JP 4241793 A JP4241793 A JP 4241793A JP H06260337 A JPH06260337 A JP H06260337A
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- B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
- B82Y25/00—Nanomagnetism, e.g. magnetoimpedance, anisotropic magnetoresistance, giant magnetoresistance or tunneling magnetoresistance
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F10/00—Thin magnetic films, e.g. of one-domain structure
- H01F10/32—Spin-exchange-coupled multilayers, e.g. nanostructured superlattices
- H01F10/324—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer
- H01F10/3268—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn
- H01F10/3281—Exchange coupling of magnetic film pairs via a very thin non-magnetic spacer, e.g. by exchange with conduction electrons of the spacer the exchange coupling being asymmetric, e.g. by use of additional pinning, by using antiferromagnetic or ferromagnetic coupling interface, i.e. so-called spin-valve [SV] structure, e.g. NiFe/Cu/NiFe/FeMn only by use of asymmetry of the magnetic film pair itself, i.e. so-called pseudospin valve [PSV] structure, e.g. NiFe/Cu/Co
Abstract
(57)【要約】
【目的】 磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気ヘッ
ドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗効果
を示す材料が求められている。本発明の目的は、Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用いた多層磁気抵抗効果膜の磁気抵
抗変化率を向上する方法を提供することにある。 【構成】 Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金磁性層の結晶の（１
００）面を基板に平行に配向させた。また、高い磁気抵
抗変化率および、異方性磁界の低い磁性層を得るため上
記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ
％とした。また、上記多層磁気抵抗効果膜を磁気抵抗効
果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置に用いた。 【効果】 本発明の多層磁気抵抗効果膜は高い磁気抵抗
変化率を示す。また、上記多層磁気抵抗効果膜を使用し
た磁気ヘッドは、優れた再生特性を示した。また、上記
磁気ヘッドを磁気記録再生装置に用いることにより、高
性能磁気記録再生装置が得られた。
ドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗効果
を示す材料が求められている。本発明の目的は、Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用いた多層磁気抵抗効果膜の磁気抵
抗変化率を向上する方法を提供することにある。 【構成】 Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金磁性層の結晶の（１
００）面を基板に平行に配向させた。また、高い磁気抵
抗変化率および、異方性磁界の低い磁性層を得るため上
記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ
％とした。また、上記多層磁気抵抗効果膜を磁気抵抗効
果素子、磁気ヘッドおよび磁気記録再生装置に用いた。 【効果】 本発明の多層磁気抵抗効果膜は高い磁気抵抗
変化率を示す。また、上記多層磁気抵抗効果膜を使用し
た磁気ヘッドは、優れた再生特性を示した。また、上記
磁気ヘッドを磁気記録再生装置に用いることにより、高
性能磁気記録再生装置が得られた。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高い磁気抵抗効果を有す
る多層磁気抵抗効果膜およびこれを用いた磁気抵抗効果
素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置に関する。
る多層磁気抵抗効果膜およびこれを用いた磁気抵抗効果
素子、磁気ヘッド、磁気記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気記録の高密度化に伴い、再生用磁気
ヘッドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗
効果を示す材料が求められている。現在、使用されてい
るパ−マロイの磁気抵抗変化率は約３％であり、新材料
はこれを上回る磁気抵抗変化率を有することが必要であ
る。
ヘッドに用いる磁気抵抗効果材料として、高い磁気抵抗
効果を示す材料が求められている。現在、使用されてい
るパ−マロイの磁気抵抗変化率は約３％であり、新材料
はこれを上回る磁気抵抗変化率を有することが必要であ
る。
【０００３】最近、Baibichらによる、フィジカル・レ
ビュ−・レタ−ズ(Pysical Review Letters)、第61巻、
第21号、2472〜2475ペ−ジに記載の「(001)Fe/(001)Cr
磁性超格子の巨大磁気抵抗効果」（Giant Magnetoresis
tance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices）
のように、多層構造を持つ磁性膜（Ｆｅ／Ｃｒ多層膜）
において、約５０％の磁気抵抗変化率（４．２Ｋにおい
て）が観測されている。
ビュ−・レタ−ズ(Pysical Review Letters)、第61巻、
第21号、2472〜2475ペ−ジに記載の「(001)Fe/(001)Cr
磁性超格子の巨大磁気抵抗効果」（Giant Magnetoresis
tance of (001)Fe/(001)Cr Magnetic Superlattices）
のように、多層構造を持つ磁性膜（Ｆｅ／Ｃｒ多層膜）
において、約５０％の磁気抵抗変化率（４．２Ｋにおい
て）が観測されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記Ｆｅ／Ｃ
ｒ多層膜に十分な磁気抵抗変化を生じさせるためには、
８００ｋＡ／ｍもの高い磁界が必要であり、低い磁界で
動作する必要がある磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドに用
いることができないという問題がある。また、Ｎｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金を磁性層として用いた多層膜は、比較的
低い磁界で磁気抵抗変化を生じるが、磁気抵抗変化率が
あまり高くないという問題があった。
ｒ多層膜に十分な磁気抵抗変化を生じさせるためには、
８００ｋＡ／ｍもの高い磁界が必要であり、低い磁界で
動作する必要がある磁気抵抗効果素子、磁気ヘッドに用
いることができないという問題がある。また、Ｎｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金を磁性層として用いた多層膜は、比較的
低い磁界で磁気抵抗変化を生じるが、磁気抵抗変化率が
あまり高くないという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、上述の多層膜を用いた磁
気抵抗効果素子の問題の解決方法を提供することにあ
る。
気抵抗効果素子の問題の解決方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、種々の材
料および膜厚を有する磁性層、非磁性層を積層した多層
磁性膜を用いた磁気抵抗効果素子について鋭意研究を重
ねた結果、磁性層として面心立方格子構造を有するＮｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い、上記磁性層の結晶の（１０
０）面が基板と平行になるように配向させることによ
り、磁気抵抗変化率が高くなることを見出し、本発明を
完成するに至った。
料および膜厚を有する磁性層、非磁性層を積層した多層
磁性膜を用いた磁気抵抗効果素子について鋭意研究を重
ねた結果、磁性層として面心立方格子構造を有するＮｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い、上記磁性層の結晶の（１０
０）面が基板と平行になるように配向させることによ
り、磁気抵抗変化率が高くなることを見出し、本発明を
完成するに至った。
【０００７】すなわち、非磁性層を積層した多層膜を用
いた磁気抵抗効果素子において、磁性層として面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向させることにより、（１１１）面が基板と平行にな
るように配向した多層膜の２倍の磁気抵抗変化率が得ら
れる。また、上記磁性層の結晶の（１００）面配向は完
全である必要はなく、磁性層の結晶の（２００）面によ
るＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強
度よりも大きければ、高い磁気抵抗変化率が得られる。
また、磁性層のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ％とすると、
高い磁気抵抗変化率と低い磁性層の異方性磁界が得られ
る。
いた磁気抵抗効果素子において、磁性層として面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向させることにより、（１１１）面が基板と平行にな
るように配向した多層膜の２倍の磁気抵抗変化率が得ら
れる。また、上記磁性層の結晶の（１００）面配向は完
全である必要はなく、磁性層の結晶の（２００）面によ
るＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強
度よりも大きければ、高い磁気抵抗変化率が得られる。
また、磁性層のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ％とすると、
高い磁気抵抗変化率と低い磁性層の異方性磁界が得られ
る。
【０００８】また、上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。
【０００９】第１の発明の特徴は、(1)磁性層と非磁性
層を積層した多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面
が基板と平行になるように配向している多層磁気抵抗効
果膜にある。(1)記載の磁性層の結晶の（２００）面に
よるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折
強度よりも大きいことが好ましい。また、(1)記載のＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％で
あることが好ましい。(1)記載の多層膜の形成時は磁界
を印加して行なうことが好ましい。
層を積層した多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面
が基板と平行になるように配向している多層磁気抵抗効
果膜にある。(1)記載の磁性層の結晶の（２００）面に
よるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折
強度よりも大きいことが好ましい。また、(1)記載のＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％で
あることが好ましい。(1)記載の多層膜の形成時は磁界
を印加して行なうことが好ましい。
【００１０】第２の発明の特徴は、(2)磁性層と非磁性
層を積層した多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面
によるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回
折強度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜にある。(2)記
載のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａ
ｔ％であることが好ましい。
層を積層した多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面
によるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回
折強度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜にある。(2)記
載のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａ
ｔ％であることが好ましい。
【００１１】第３の発明の特徴は、(3)磁性層と非磁性
層を積層した多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜におい
て、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％
である多層磁気抵抗効果膜にある。
層を積層した多層膜を用いた多層磁気抵抗効果膜におい
て、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％
である多層磁気抵抗効果膜にある。
【００１２】第４の発明の特徴は、(4)磁性層と非磁性
層を積層した多層膜を一部に用いた磁気抵抗効果素子に
おいて、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１０
０）面が基板と平行になるように配向している多層磁気
抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子
にある。
層を積層した多層膜を一部に用いた磁気抵抗効果素子に
おいて、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１０
０）面が基板と平行になるように配向している多層磁気
抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子
にある。
【００１３】第５の発明の特徴は、(5)磁性層と非磁性
層を積層した多層膜を一部に用いた磁気抵抗効果素子に
おいて、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２０
０）面によるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面による
Ｘ線回折強度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なく
とも一部に用いた磁気抵抗効果素子にある。
層を積層した多層膜を一部に用いた磁気抵抗効果素子に
おいて、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２０
０）面によるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面による
Ｘ線回折強度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なく
とも一部に用いた磁気抵抗効果素子にある。
【００１４】第６の発明の特徴は、磁性層と非磁性層を
積層した多層膜を一部に用いた磁気抵抗効果素子におい
て、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％
である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気抵抗効果素子にある。
積層した多層膜を一部に用いた磁気抵抗効果素子におい
て、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％
である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気抵抗効果素子にある。
【００１５】第７の発明の特徴は、磁性層と非磁性層を
積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、上
記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面が基板
と平行になるように配向している多層磁気抵抗効果膜を
少なくとも一部に用いた磁気ヘッドにある。
積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、上
記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面が基板
と平行になるように配向している多層磁気抵抗効果膜を
少なくとも一部に用いた磁気ヘッドにある。
【００１６】第８の発明の特徴は、磁性層と非磁性層を
積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、上
記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面による
Ｘ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強度
よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用
いた磁気ヘッドにある。
積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、上
記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ
系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面による
Ｘ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強度
よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用
いた磁気ヘッドにある。
【００１７】第９の発明の特徴は、磁性層と非磁性層を
積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、上
記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である
多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッ
ドにある。
積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、上
記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−
Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である
多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッ
ドにある。
【００１８】第１０の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、
上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面が基
板と平行になるように配向している多層磁気抵抗効果膜
を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁
気ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドにある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、
上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面が基
板と平行になるように配向している多層磁気抵抗効果膜
を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁
気ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドにある。
【００１９】第１１の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、
上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
るＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強
度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に
用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わ
せた複合型磁気ヘッドにある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、
上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面によ
るＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強
度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に
用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わ
せた複合型磁気ヘッドにある。
【００２０】第１２の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、
上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％であ
る多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵
抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁
気ヘッドにある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドにおいて、
上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ
−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％であ
る多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵
抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁
気ヘッドにある。
【００２１】第１３の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（１００）面が基板と平行になるように配向し
ている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気ヘッドを用いた磁気記録再生装置にある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（１００）面が基板と平行になるように配向し
ている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気ヘッドを用いた磁気記録再生装置にある。
【００２２】第１４の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶の（１
１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドを用いた磁
気記録再生装置にある。 第１５の発明の特徴は、磁性
層と非磁性層を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッ
ドを有する磁気記録再生装置において、上記磁性層がＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系
合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドを用いた磁
気記録再生装置にある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶の（１
１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドを用いた磁
気記録再生装置にある。 第１５の発明の特徴は、磁性
層と非磁性層を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッ
ドを有する磁気記録再生装置において、上記磁性層がＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系
合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドを用いた磁
気記録再生装置にある。
【００２３】第１６の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（１００）面が基板と平行になるように配向し
ている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合
型磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置にある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（１００）面が基板と平行になるように配向し
ている多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合
型磁気ヘッドを用いた磁気記録再生装置にある。
【００２４】第１７の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶の（１
１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘
導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを用い
た磁気記録再生装置にある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層が面心立方格子構
造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層
の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶の（１
１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘
導型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを用い
た磁気記録再生装置にある。
【００２５】第１８の発明の特徴は、磁性層と非磁性層
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃
度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗効果膜を少な
くとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッ
ドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを用いた磁気記録再
生装置にある。
を積層した多層膜を一部に用いた磁気ヘッドを有する磁
気記録再生装置において、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃ
ｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃
度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗効果膜を少な
くとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッ
ドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを用いた磁気記録再
生装置にある。
【００２６】
【作用】上述のように、非磁性層を積層した多層膜を用
いた磁気抵抗効果素子において、磁性層として面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向させることにより、（１１１）面が基板と平行にな
るように配向した多層膜の２倍の磁気抵抗変化率が得ら
れる。また、磁性層のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ％とす
ると、高い磁気抵抗変化率と低い磁性層の異方性磁界が
得られる。さらに、上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。
いた磁気抵抗効果素子において、磁性層として面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向させることにより、（１１１）面が基板と平行にな
るように配向した多層膜の２倍の磁気抵抗変化率が得ら
れる。また、磁性層のＣｏ濃度を１０〜２５ａｔ％とす
ると、高い磁気抵抗変化率と低い磁性層の異方性磁界が
得られる。さらに、上記多層磁気抵抗効果膜は、磁気抵
抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに好適であ
る。また、上記磁気ヘッドを用いることにより、高性能
磁気記録再生装置を得ることができる。
【００２７】
【実施例】以下に本発明の一実施例を挙げ、図表を参照
しながらさらに具体的に説明する。〈実施例１〉多層膜
の作製には高周波スパッタリング法を用いた。到達真空
度は、１／１０4Ｐａ、スパッタリング時のＡｒ圧力は
０．７Ｐａである。また、膜形成速度は、０．５〜１．
０ｎｍ／ｓである。基板にはコ−ニング社製７０５９ガ
ラスを用いた。形成した多層膜の断面構造を図１に示
す。本実施例では、この図の磁性層１１として、膜厚
１．５ｎｍのＮｉ−１６ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏを
用いた。また、非磁性層としては、膜厚０．９ｎｍのＣ
ｕを用いた。積層数は１４周期である。また、バッファ
層１３は膜厚５ｎｍのＦｅである。
しながらさらに具体的に説明する。〈実施例１〉多層膜
の作製には高周波スパッタリング法を用いた。到達真空
度は、１／１０4Ｐａ、スパッタリング時のＡｒ圧力は
０．７Ｐａである。また、膜形成速度は、０．５〜１．
０ｎｍ／ｓである。基板にはコ−ニング社製７０５９ガ
ラスを用いた。形成した多層膜の断面構造を図１に示
す。本実施例では、この図の磁性層１１として、膜厚
１．５ｎｍのＮｉ−１６ａｔ％Ｆｅ−１８ａｔ％Ｃｏを
用いた。また、非磁性層としては、膜厚０．９ｎｍのＣ
ｕを用いた。積層数は１４周期である。また、バッファ
層１３は膜厚５ｎｍのＦｅである。
【００２８】本実施例では、まず、従来例として、上記
の構造を有する多層膜を磁界を印加しない状態で形成し
た。得られた多層膜の磁気抵抗効果曲線を図２に示す。
この図のように、最大の磁気抵抗変化率は１５％であ
る。また、この多層膜のＸ線回折プロファイルは、図３
のようになり、この多層膜の結晶の（１１１）面が基板
と平行になるように配向していることがわかる。この場
合、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層、Ｃｕ層は、共に（１１
１）面が基板と平行になるように配向している。
の構造を有する多層膜を磁界を印加しない状態で形成し
た。得られた多層膜の磁気抵抗効果曲線を図２に示す。
この図のように、最大の磁気抵抗変化率は１５％であ
る。また、この多層膜のＸ線回折プロファイルは、図３
のようになり、この多層膜の結晶の（１１１）面が基板
と平行になるように配向していることがわかる。この場
合、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層、Ｃｕ層は、共に（１１
１）面が基板と平行になるように配向している。
【００２９】次に、１６ｋＡ／ｍの磁界を印加しながら
同じ構造の多層膜を形成した。得られた多層膜の磁気抵
抗効果曲線を図４に示す。この図のように、最大の磁気
抵抗変化率は３１％である。また、多層膜の飽和磁界は
４８ｋＡ／ｍ程度と低い。さらに、この多層膜のＸ線回
折プロファイルは図５のようになり、この多層膜の結晶
の（１００）面が基板と平行になるように配向している
ことがわかる。すなわち、スパッタリング時に１６ｋＡ
／ｍの磁界を印加しながら多層膜を形成することによ
り、多層膜の結晶の（１００）面が基板と平行になるよ
うに配向し、磁気抵抗変化率が（１１１）面配向した場
合の２倍になる。磁界を印加することによる配向性の変
化の理由については不明であるが、配向性の違いにより
磁気抵抗変化率が増加することが明らかになった。
同じ構造の多層膜を形成した。得られた多層膜の磁気抵
抗効果曲線を図４に示す。この図のように、最大の磁気
抵抗変化率は３１％である。また、多層膜の飽和磁界は
４８ｋＡ／ｍ程度と低い。さらに、この多層膜のＸ線回
折プロファイルは図５のようになり、この多層膜の結晶
の（１００）面が基板と平行になるように配向している
ことがわかる。すなわち、スパッタリング時に１６ｋＡ
／ｍの磁界を印加しながら多層膜を形成することによ
り、多層膜の結晶の（１００）面が基板と平行になるよ
うに配向し、磁気抵抗変化率が（１１１）面配向した場
合の２倍になる。磁界を印加することによる配向性の変
化の理由については不明であるが、配向性の違いにより
磁気抵抗変化率が増加することが明らかになった。
【００３０】以上述べたように、磁性層が面心立方格子
構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の場合、上記磁性
層の結晶の（１００）面を基板と平行になるように配向
させることにより、高い磁気抵抗変化率が得られる。ま
た、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を磁性層として用いた多層
膜は、磁気抵抗変化に要する磁界が比較的低く、高感度
磁気抵抗効果素子に有利である。
構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の場合、上記磁性
層の結晶の（１００）面を基板と平行になるように配向
させることにより、高い磁気抵抗変化率が得られる。ま
た、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を磁性層として用いた多層
膜は、磁気抵抗変化に要する磁界が比較的低く、高感度
磁気抵抗効果素子に有利である。
【００３１】また、本実施例では、非磁性層としてＣｕ
を用いた場合について述べたが、非磁性層として他の材
料を用いても、多層膜が磁気抵抗効果を示す場合は、本
実施例と同様に、磁性層を（１００）面配向させること
により、高い磁気抵抗変化率を示す多層膜を得ることが
できる。
を用いた場合について述べたが、非磁性層として他の材
料を用いても、多層膜が磁気抵抗効果を示す場合は、本
実施例と同様に、磁性層を（１００）面配向させること
により、高い磁気抵抗変化率を示す多層膜を得ることが
できる。
【００３２】また、図４のように、磁気抵抗効果曲線が
左右対称である場合には、あらかじめ、多層磁気抵抗効
果膜の磁界検出方向にバイアス磁界を印加する機構を備
えておけば、磁界の正負を判断できる磁気抵抗効果素子
を得ることができる。
左右対称である場合には、あらかじめ、多層磁気抵抗効
果膜の磁界検出方向にバイアス磁界を印加する機構を備
えておけば、磁界の正負を判断できる磁気抵抗効果素子
を得ることができる。
【００３３】また、磁気抵抗効果曲線にバルクハウゼン
ノイズが生じる場合は、多層磁気抵抗効果膜の磁界検出
方向と直角の方向にバイアス磁界を印加する機構を設け
ることが、バルクハウゼンノイズの抑止に効果がある。
多層膜では、各磁性層に均一にバイアス磁界を印加する
ことが好ましいため、バイアス磁界印加には永久磁石層
を用いることが好ましい。
ノイズが生じる場合は、多層磁気抵抗効果膜の磁界検出
方向と直角の方向にバイアス磁界を印加する機構を設け
ることが、バルクハウゼンノイズの抑止に効果がある。
多層膜では、各磁性層に均一にバイアス磁界を印加する
ことが好ましいため、バイアス磁界印加には永久磁石層
を用いることが好ましい。
【００３４】〈実施例２〉実施例１と同様の高周波スパ
ッタリング法により、実施例１と同じ構造、同じ組成の
多層膜を形成した。スパッタリング時の印加磁界を変え
ることにより、多層膜の結晶配向性を変化させた。実施
例１と同様に、磁界により結晶配向性が変わる理由は不
明であるが、磁界によりプラズマの状態が変わり、この
結果、基板温度が変化し、結晶配向性が変わった可能性
が高い。
ッタリング法により、実施例１と同じ構造、同じ組成の
多層膜を形成した。スパッタリング時の印加磁界を変え
ることにより、多層膜の結晶配向性を変化させた。実施
例１と同様に、磁界により結晶配向性が変わる理由は不
明であるが、磁界によりプラズマの状態が変わり、この
結果、基板温度が変化し、結晶配向性が変わった可能性
が高い。
【００３５】図６に結晶の（２００）面のＸ線回折強度
をＩ200、（１１１）面のＸ線回折強度をＩ111とした時
の、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値と磁気抵抗変化率と
の関係を示す。この図では、（２００）面のＸ線回折ピ
−クが見られず、（１１１）面のＸ線回折ピ−クのみ観
測された時、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が０とな
る。また、（１１１）面のＸ線回折ピ−クが見られず、
（２００）面のＸ線回折ピ−クのみ観測された時、Ｉ
200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が１となる。
をＩ200、（１１１）面のＸ線回折強度をＩ111とした時
の、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値と磁気抵抗変化率と
の関係を示す。この図では、（２００）面のＸ線回折ピ
−クが見られず、（１１１）面のＸ線回折ピ−クのみ観
測された時、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が０とな
る。また、（１１１）面のＸ線回折ピ−クが見られず、
（２００）面のＸ線回折ピ−クのみ観測された時、Ｉ
200／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が１となる。
【００３６】図６のように、Ｉ200／（Ｉ111＋Ｉ200）
の値が増加すると、磁気抵抗変化率が高くなる。Ｉ200
／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が０．５以上の時、すなわち、
（２００）面のＸ線回折強度Ｉ200が（１１１）面のＸ
線回折強度Ｉ111よりも強くなった時に２０％以上の磁
気抵抗変化率が得られる。
の値が増加すると、磁気抵抗変化率が高くなる。Ｉ200
／（Ｉ111＋Ｉ200）の値が０．５以上の時、すなわち、
（２００）面のＸ線回折強度Ｉ200が（１１１）面のＸ
線回折強度Ｉ111よりも強くなった時に２０％以上の磁
気抵抗変化率が得られる。
【００３７】上述のような結晶配向性による、磁気抵抗
変化率の変化は、他の組成のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を
磁性層として用いた多層膜においても観測された。
変化率の変化は、他の組成のＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を
磁性層として用いた多層膜においても観測された。
【００３８】また、本実施例では、非磁性層としてＣｕ
を用いた場合について述べたが、非磁性層として他の材
料を用いても、多層膜が磁気抵抗効果を示す場合は、本
実施例と同様に、磁性層を（１００）面配向を強くする
ことにより、高い磁気抵抗変化率を示す多層膜を得るこ
とができる。
を用いた場合について述べたが、非磁性層として他の材
料を用いても、多層膜が磁気抵抗効果を示す場合は、本
実施例と同様に、磁性層を（１００）面配向を強くする
ことにより、高い磁気抵抗変化率を示す多層膜を得るこ
とができる。
【００３９】〈実施例３〉実施例１と同様の方法で多層
膜を形成した。本実施例では、図１の磁性層１１とし
て、膜厚１．５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い
た。ＮｉおよびＦｅの組成比は、８０：２０とし、Ｃｏ
の濃度を変化した。また、非磁性層としては、膜厚０．
９ｎｍのＣｕを用いた。また、バッファ層１３は膜厚５
ｎｍのＦｅである。また、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層は
（１００）面が基板と平行になるように、結晶配向して
いる。
膜を形成した。本実施例では、図１の磁性層１１とし
て、膜厚１．５ｎｍのＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用い
た。ＮｉおよびＦｅの組成比は、８０：２０とし、Ｃｏ
の濃度を変化した。また、非磁性層としては、膜厚０．
９ｎｍのＣｕを用いた。また、バッファ層１３は膜厚５
ｎｍのＦｅである。また、Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層は
（１００）面が基板と平行になるように、結晶配向して
いる。
【００４０】図７のように、磁性層のＣｏ濃度と共に磁
気抵抗変化率が高くなる。２０％以上の磁気抵抗変化率
を得るためには、１０ａｔ％以上のＣｏ濃度が好まし
い。また、磁性層が（１１１）配向している場合にも、
Ｃｏ濃度の増加により、磁気抵抗変化率が高くなる。
気抵抗変化率が高くなる。２０％以上の磁気抵抗変化率
を得るためには、１０ａｔ％以上のＣｏ濃度が好まし
い。また、磁性層が（１１１）配向している場合にも、
Ｃｏ濃度の増加により、磁気抵抗変化率が高くなる。
【００４１】上述のように、Ｃｏ濃度を高くすると、高
い磁気抵抗変化率を得ることができる。しかし、あまり
Ｃｏ濃度を高くすると、磁性層の異方性磁界が高くな
り、多層膜の飽和磁界が高くなるという問題がある。図
９にＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層のＣｏ濃度と異方性磁界
との関係を示す。この図のように、Ｃｏ濃度が高くなる
と、磁性層の異方性磁界が高くなる。異方性磁界を２ｋ
Ａ／ｍ（２５Ｏｅ）以下とするためには、Ｃｏ濃度を２
５ａｔ％以下にする必要がある。
い磁気抵抗変化率を得ることができる。しかし、あまり
Ｃｏ濃度を高くすると、磁性層の異方性磁界が高くな
り、多層膜の飽和磁界が高くなるという問題がある。図
９にＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金層のＣｏ濃度と異方性磁界
との関係を示す。この図のように、Ｃｏ濃度が高くなる
と、磁性層の異方性磁界が高くなる。異方性磁界を２ｋ
Ａ／ｍ（２５Ｏｅ）以下とするためには、Ｃｏ濃度を２
５ａｔ％以下にする必要がある。
【００４２】以上のように、高い磁気抵抗変化率および
低い磁性層の異方性磁界を得るためには、Ｃｏ濃度を１
０〜２５ａｔ％にすることが好ましい。
低い磁性層の異方性磁界を得るためには、Ｃｏ濃度を１
０〜２５ａｔ％にすることが好ましい。
【００４３】なお、磁性層の結晶磁気異方性定数を零に
近くし、磁性層の保磁力を低くするためには、ＮｉとＦ
ｅの組成比を７５：２５〜８５：１５にすることが好ま
しい。
近くし、磁性層の保磁力を低くするためには、ＮｉとＦ
ｅの組成比を７５：２５〜８５：１５にすることが好ま
しい。
【００４４】〈実施例４〉（１１１）配向した多層膜お
よび（１００）配向した多層膜を用いた磁気抵抗効果素
子を形成した。多層磁気抵抗効果膜の組成及び構造は実
施例１と同様である。図１０に磁気抵抗効果素子の構造
を示す。磁気抵抗効果素子は、多層磁気抵抗効果膜２３
および電極２４をシ−ルド層２１、２２で挟んだ構造を
有する。上記磁気抵抗効果素子に磁界を印加し、磁気抵
抗効果素子の電気抵抗率の変化を測定したところ、（１
１１）配向した多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗効
果素子と比較して、（１００）配向した多層磁気抵抗効
果膜を用いた磁気抵抗効果素子は１．７倍の磁気抵抗変
化率を示した。これは、多層磁気抵抗効果膜として、高
い磁気抵抗変化率を示す（１００）配向した多層磁気抵
抗効果膜を用いたためである。
よび（１００）配向した多層膜を用いた磁気抵抗効果素
子を形成した。多層磁気抵抗効果膜の組成及び構造は実
施例１と同様である。図１０に磁気抵抗効果素子の構造
を示す。磁気抵抗効果素子は、多層磁気抵抗効果膜２３
および電極２４をシ−ルド層２１、２２で挟んだ構造を
有する。上記磁気抵抗効果素子に磁界を印加し、磁気抵
抗効果素子の電気抵抗率の変化を測定したところ、（１
１１）配向した多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵抗効
果素子と比較して、（１００）配向した多層磁気抵抗効
果膜を用いた磁気抵抗効果素子は１．７倍の磁気抵抗変
化率を示した。これは、多層磁気抵抗効果膜として、高
い磁気抵抗変化率を示す（１００）配向した多層磁気抵
抗効果膜を用いたためである。
【００４５】〈実施例５〉実施例４で述べた磁気抵抗効
果素子を用い、磁気ヘッドを作製した。磁気ヘッドの構
造を以下に示す。図１１は、記録再生分離型ヘッドの一
部分を切断した場合の斜視図である。多層磁気抵抗効果
膜３１をシ−ルド層３２、３３で挾んだ部分が再生ヘッ
ドとして働き、コイル３４を挾む下部磁極３５、上部磁
極３６の部分が記録ヘッドとして働く。多層磁気抵抗効
果膜３１は実施例１に記載の多層膜からなる。また、磁
界検出方向のバイアス磁界印加のため、多層膜上にＴａ
からなる導体層３８を形成した。また、電極３９には、
Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒという多層構造の材料を用いた。
果素子を用い、磁気ヘッドを作製した。磁気ヘッドの構
造を以下に示す。図１１は、記録再生分離型ヘッドの一
部分を切断した場合の斜視図である。多層磁気抵抗効果
膜３１をシ−ルド層３２、３３で挾んだ部分が再生ヘッ
ドとして働き、コイル３４を挾む下部磁極３５、上部磁
極３６の部分が記録ヘッドとして働く。多層磁気抵抗効
果膜３１は実施例１に記載の多層膜からなる。また、磁
界検出方向のバイアス磁界印加のため、多層膜上にＴａ
からなる導体層３８を形成した。また、電極３９には、
Ｃｒ／Ｃｕ／Ｃｒという多層構造の材料を用いた。
【００４６】以下にこのヘッドの作製方法を示す。
【００４７】Ａｌ2Ｏ3・ＴｉＣを主成分とする焼結体を
スライダ用の基板３７とした。シ−ルド層、記録磁極に
はスパッタリング法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を用い
た。各磁性膜の膜厚は、以下のようにした。上下のシ−
ルド層３２、３３は１．０μｍ、下部磁極３５、上部３
６は３．０μｍ、多層磁気抵抗効果膜全体の膜厚は約３
８ｎｍである。各層間のギャップ材としてはスパッタリ
ングで形成したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ層の膜厚
は、シ−ルド層と磁気抵抗効果素子間で０．２μｍ、記
録磁極間では０．４μｍとした。さらに再生ヘッドと記
録ヘッドの間隔は約４μｍとし、このギャップもＡｌ2
Ｏ3で形成した。コイル３４には膜厚３μｍのＣｕを使
用した。
スライダ用の基板３７とした。シ−ルド層、記録磁極に
はスパッタリング法で形成したＮｉ−Ｆｅ合金を用い
た。各磁性膜の膜厚は、以下のようにした。上下のシ−
ルド層３２、３３は１．０μｍ、下部磁極３５、上部３
６は３．０μｍ、多層磁気抵抗効果膜全体の膜厚は約３
８ｎｍである。各層間のギャップ材としてはスパッタリ
ングで形成したＡｌ2Ｏ3を用いた。ギャップ層の膜厚
は、シ−ルド層と磁気抵抗効果素子間で０．２μｍ、記
録磁極間では０．４μｍとした。さらに再生ヘッドと記
録ヘッドの間隔は約４μｍとし、このギャップもＡｌ2
Ｏ3で形成した。コイル３４には膜厚３μｍのＣｕを使
用した。
【００４８】以上述べた構造の磁気ヘッドで記録再生を
行ったところ、高い再生出力を得た。これは、本発明の
磁気ヘッドに高磁気抵抗効果を示す多層膜を用い、適切
なバイアス磁界を印加したためと考えられる。
行ったところ、高い再生出力を得た。これは、本発明の
磁気ヘッドに高磁気抵抗効果を示す多層膜を用い、適切
なバイアス磁界を印加したためと考えられる。
【００４９】上記実施例ではバイアス法としてはシャン
トバイアス法を用いた場合を示したが、電流バイアス
法、永久磁石法、ソフトバイアス法、相互バイアス法な
ど別のバイアス法を使用しても同様な効果が得られる。
トバイアス法を用いた場合を示したが、電流バイアス
法、永久磁石法、ソフトバイアス法、相互バイアス法な
ど別のバイアス法を使用しても同様な効果が得られる。
【００５０】ところで、磁気ヘッドが記録および再生能
力を同時に有している場合、基板に近い部分に記録用の
素子を形成すると、記録用素子の上部では、コイル、磁
極などの形成のために、大きな段差が生じる。この上
に、多層磁気抵抗効果膜を形成すると、段差の影響で多
層構造が乱れ、好ましくない。これに対し、図１１のよ
うに、基板に近い部分に再生用の磁気抵抗効果素子を形
成すると、比較的段差の少ない部分に磁気抵抗効果素子
が形成されるため、多層構造の乱れが生じにくい。これ
は、パ−マロイ単層膜を用いた磁気抵抗効果素子とは本
質的に異なる現象である。
力を同時に有している場合、基板に近い部分に記録用の
素子を形成すると、記録用素子の上部では、コイル、磁
極などの形成のために、大きな段差が生じる。この上
に、多層磁気抵抗効果膜を形成すると、段差の影響で多
層構造が乱れ、好ましくない。これに対し、図１１のよ
うに、基板に近い部分に再生用の磁気抵抗効果素子を形
成すると、比較的段差の少ない部分に磁気抵抗効果素子
が形成されるため、多層構造の乱れが生じにくい。これ
は、パ−マロイ単層膜を用いた磁気抵抗効果素子とは本
質的に異なる現象である。
【００５１】以上の観点から、磁気ヘッドが記録および
再生能力を同時に有している場合、基板に近い部分に再
生用の磁気抵抗効果素子を形成することが好ましい。
再生能力を同時に有している場合、基板に近い部分に再
生用の磁気抵抗効果素子を形成することが好ましい。
【００５２】また、同じ観点から、記録用の素子と、再
生用の磁気抵抗効果素子を同じ基板における他の場所に
形成すると、段差の少ない部分に磁気抵抗効果素子を形
成できる。
生用の磁気抵抗効果素子を同じ基板における他の場所に
形成すると、段差の少ない部分に磁気抵抗効果素子を形
成できる。
【００５３】また、本発明の磁気抵抗効果素子は、磁気
ヘッド以外の磁界検出器にも用いることができる。
ヘッド以外の磁界検出器にも用いることができる。
【００５４】また、さらに、上記磁気ヘッドを磁気記録
再生装置に用いることにより、高性能磁気記録再生装置
が得られる。
再生装置に用いることにより、高性能磁気記録再生装置
が得られる。
【００５５】
【発明の効果】上述のように、非磁性層を積層した多層
膜を用いた磁気抵抗効果素子において、磁性層として面
心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用
い、上記磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行にな
るように配向させることにより、（１１１）面が基板と
平行になるように配向した多層膜の２倍の磁気抵抗変化
率が得られる。また、磁性層のＣｏ濃度を１０〜２５ａ
ｔ％とすると、高い磁気抵抗変化率と低い磁性層の異方
性磁界が得られる。さらに、上記多層磁気抵抗効果膜
は、磁気抵抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに
好適である。また、上記磁気ヘッドを用いることによ
り、高性能磁気記録再生装置を得ることができる。
膜を用いた磁気抵抗効果素子において、磁性層として面
心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金を用
い、上記磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行にな
るように配向させることにより、（１１１）面が基板と
平行になるように配向した多層膜の２倍の磁気抵抗変化
率が得られる。また、磁性層のＣｏ濃度を１０〜２５ａ
ｔ％とすると、高い磁気抵抗変化率と低い磁性層の異方
性磁界が得られる。さらに、上記多層磁気抵抗効果膜
は、磁気抵抗効果素子、磁界センサ、磁気ヘッドなどに
好適である。また、上記磁気ヘッドを用いることによ
り、高性能磁気記録再生装置を得ることができる。
【図１】本発明の多層磁気抵抗効果膜の断面構造図であ
る。
る。
【図２】従来の（１１１）面配向した多層膜の磁気抵抗
効果曲線を示すグラフである。
効果曲線を示すグラフである。
【図３】従来の（１１１）面配向した多層膜のＸ線回折
プロファイルを示すグラフである。
プロファイルを示すグラフである。
【図４】本発明の（１００）面配向した多層膜の磁気抵
抗効果曲線を示すグラフである。
抗効果曲線を示すグラフである。
【図５】本発明の（１００）面配向した多層膜のＸ線回
折プロファイルを示すグラフである。
折プロファイルを示すグラフである。
【図６】結晶配向性と磁気抵抗変化率との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】（１００）面配向した多層膜における磁性層の
Ｃｏ濃度と多層膜の磁気抵抗変化率との関係を示すグラ
フである。
Ｃｏ濃度と多層膜の磁気抵抗変化率との関係を示すグラ
フである。
【図８】（１１１）面配向した多層膜における磁性層の
Ｃｏ濃度と多層膜の磁気抵抗変化率との関係を示すグラ
フである。
Ｃｏ濃度と多層膜の磁気抵抗変化率との関係を示すグラ
フである。
【図９】Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度と異方性磁
界との関係を示すグラフである。
界との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の多層磁気抵抗効果膜を用いた磁気抵
抗効果素子の構造を示す斜視図である。
抗効果素子の構造を示す斜視図である。
【図１１】本発明の磁気ヘッドの構造を示す斜視図であ
る。
る。
１１…磁性層、１２…非磁性層、１３…バッファ層、１
４…基板、２１，２２…シ−ルド層、２３…多層磁気抵
抗効果膜、２４…電極、３１…多層磁気抵抗効果膜、３
２，３３…シ−ルド層、３４…コイル、３５…下部磁
極、３６…上部磁極、３７…基体、３８…導体層、３９
…電極。
４…基板、２１，２２…シ−ルド層、２３…多層磁気抵
抗効果膜、２４…電極、３１…多層磁気抵抗効果膜、３
２，３３…シ−ルド層、３４…コイル、３５…下部磁
極、３６…上部磁極、３７…基体、３８…導体層、３９
…電極。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 達哉 愛知県名古屋市昭和区元宮町４丁目２番地 (72)発明者 神保 睦子 三重県四日市市桜台二丁目５番地の87 (72)発明者 中谷 亮一 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 細江 譲 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 杉田 愃 東京都国分寺市東恋ケ窪１丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内
Claims (22)
- 【請求項１】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
た多層磁気抵抗効果膜において、上記磁性層が面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向していることを特徴とする多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項２】上記磁性層の結晶の（２００）面によるＸ
線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回折強度よ
りも大きいことを特徴とする請求項１記載の多層磁気抵
抗効果膜。 - 【請求項３】上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が
１０〜２５ａｔ％であることを特徴とする請求項１記載
の多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項４】上記多層膜の形成時に磁界を印加したこと
を特徴とする請求項１記載の多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項５】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
た多層磁気抵抗効果膜において、上記磁性層が面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
磁性層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶
の（１１１）面によるＸ線回折強度よりも大きいことを
特徴とする多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項６】上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が
１０〜２５ａｔ％であることを特徴とする請求項５記載
の多層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項７】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を用い
た多層磁気抵抗効果膜において、上記磁性層がＮｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の
Ｃｏ濃度が１０〜２５ａｔ％であることを特徴とする多
層磁気抵抗効果膜。 - 【請求項８】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一部
に用いた磁気抵抗効果素子において、上記磁性層が面心
立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、
上記磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるよ
うに配向している多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部
に用いたことを特徴とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項９】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一部
に用いた磁気抵抗効果素子において、上記磁性層が面心
立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、
上記磁性層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が
結晶の（１１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多
層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いたことを特徴
とする磁気抵抗効果素子。 - 【請求項１０】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気抵抗効果素子において、上記磁性層がＮ
ｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系
合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗
効果膜を少なくとも一部に用いたことを特徴とする磁気
抵抗効果素子。 - 【請求項１１】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドにおいて、上記磁性層が面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向している多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用
いたことを特徴とする磁気ヘッド。 - 【請求項１２】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドにおいて、上記磁性層が面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
磁性層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶
の（１１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多層磁
気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いたことを特徴とす
る磁気ヘッド。 - 【請求項１３】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドにおいて、上記磁性層がＮｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の
Ｃｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗効果膜
を少なくとも一部に用いたことを特徴とする磁気ヘッ
ド。 - 【請求項１４】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドにおいて、上記磁性層が面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
磁性層の結晶の（１００）面が基板と平行になるように
配向している多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用
いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせ
たことを特徴とする複合型磁気ヘッド。 - 【請求項１５】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドにおいて、上記磁性層が面心立方
格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
磁性層の結晶の（２００）面によるＸ線回折強度が結晶
の（１１１）面によるＸ線回折強度よりも大きい多層磁
気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素
子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせたことを特徴とする
複合型磁気ヘッド。 - 【請求項１６】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドにおいて、上記磁性層がＮｉ−Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金であり、上記Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金の
Ｃｏ濃度が１０〜２５ａｔ％である多層磁気抵抗効果膜
を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁
気ヘッドを組み合わせたことを特徴とする複合型磁気ヘ
ッド。 - 【請求項１７】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面
が基板と平行になるように配向している多層磁気抵抗効
果膜を少なくとも一部に用いた磁気ヘッドを用いたこと
を特徴とする磁気記録再生装置。 - 【請求項１８】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面
によるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回
折強度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一
部に用いた磁気ヘッドを用いたことを特徴とする磁気記
録再生装置。 - 【請求項１９】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％
である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気ヘッドを用いたことを特徴とする磁気記録再生装置。 - 【請求項２０】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（１００）面
が基板と平行になるように配向している多層磁気抵抗効
果膜を少なくとも一部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導
型磁気ヘッドを組み合わせた複合型磁気ヘッドを用いた
ことを特徴とする磁気記録再生装置。 - 【請求項２１】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上記磁性層が面心立方格子構造を有するＮｉ−Ｆｅ
−Ｃｏ系合金であり、上記磁性層の結晶の（２００）面
によるＸ線回折強度が結晶の（１１１）面によるＸ線回
折強度よりも大きい多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一
部に用いた磁気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み
合わせた複合型磁気ヘッドを用いたことを特徴とする磁
気記録再生装置。 - 【請求項２２】磁性層と非磁性層を積層した多層膜を一
部に用いた磁気ヘッドを有する磁気記録再生装置におい
て、上記磁性層がＮｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金であり、上記
Ｎｉ−Ｆｅ−Ｃｏ系合金のＣｏ濃度が１０〜２５ａｔ％
である多層磁気抵抗効果膜を少なくとも一部に用いた磁
気抵抗効果素子と誘導型磁気ヘッドを組み合わせた複合
型磁気ヘッドを用いた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 |
|---|---|---|---|
| JP4241793A JPH06260337A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4241793A JPH06260337A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260337A true JPH06260337A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12635494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4241793A Pending JPH06260337A (ja) | 1993-03-03 | 1993-03-03 | 多層磁気抵抗効果膜および磁気ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260337A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316549A (ja) * | 1994-05-02 | 1996-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果素子、これを用いた磁気抵抗効果型ヘッド、メモリー素子、及び増幅素子 |
| US5850318A (en) * | 1995-06-06 | 1998-12-15 | Seagate Technology, Inc. | Slotless spindle motor for disc drive |
| US6256222B1 (en) | 1994-05-02 | 2001-07-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistance effect device, and magnetoresistaance effect type head, memory device, and amplifying device using the same |
-
1993
- 1993-03-03 JP JP4241793A patent/JPH06260337A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08316549A (ja) * | 1994-05-02 | 1996-11-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 磁気抵抗効果素子、これを用いた磁気抵抗効果型ヘッド、メモリー素子、及び増幅素子 |
| US6111782A (en) * | 1994-05-02 | 2000-08-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistance effect device, and magnetoresistance effect type head, memory device, and amplifying device using the same |
| US6256222B1 (en) | 1994-05-02 | 2001-07-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Magnetoresistance effect device, and magnetoresistaance effect type head, memory device, and amplifying device using the same |
| US5850318A (en) * | 1995-06-06 | 1998-12-15 | Seagate Technology, Inc. | Slotless spindle motor for disc drive |
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